JP4167008B2 - ガス検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気中の特定ガスの濃度変化を検知するガスセンサとこれを内蔵するケースを備えるガス検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガス検出装置には、ケース内にガスセンサを内蔵すると共に、ケース内に空気の流路を形成し、この流路を流れる空気についてガス検知を行うものがある。
例えば、特開平8−192617号に開示されている車両用ガス検出装置では、前面の下部に空気取入口が、背面の上部に空気排出口が、内部に大略下方から上方に向かう空気通路が形成されたケースを備え、ガスセンサはこの空気通路を通る空気中のガス濃度を検出する。この車両用ガス検出装置では、空気取入口から流入した空気は空気通路に沿って上方に移動するのに対し、空気共に流入した水滴は空気通路の壁面に付着し、重力によって下方に移動し、空気取入口から排出される。
ところで、一般に、多くの空気を流路内に流通させると、流路内の空気が早く交換され、ガスセンサの応答も早くなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この車両用ガス検出装置において、ガスセンサの応答を早めるべく多くの空気を取り入れるために空気取入口を大きくするなどにより、あるいは取り付け位置の選択により、多くの空気を流入させると、空気と共に多くの水滴も空気通路に流入する。このような場合、この車両用ガス検出装置では、空気が空気通路に沿って上方に移動するため、水が下方に移動するのを空気の流れが押しとどめる状態となり、水を適切に排出できない。従って、空気通路内にますます水が溜まり、空気通路を狭めて空気の流通を妨げ、ガスセンサの応答が低下する虞があった。さらには、ガスセンサ付近に水が溜まると、ガスセンサにまで水が侵入する虞があった。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、空気と共に水滴が流入しても、適切に水を排出できるガス検出装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、自身の内部に空気が流れる流路を構成する内壁面を有するケースと、上記ケース内に配置され、上記流路内を流れる空気中の特定ガスの濃度変化を検出するガスセンサ、及び、このガスセンサからの出力信号を処理する電子部品を搭載した配線基板と、を備えるガス検出装置であって、上記ガス検出装置を設置状態に配置したとき、上記ケースは、上記内壁面のうち、上記流路の少なくとも一部を占める部屋を構成する部屋壁面であって、上記部屋の底面を構成する底壁面を含み、上記部屋の側方に位置し、上記流路の上流側に開口する部屋入口と、上記部屋の側方に位置し、上記流路の下流側に開口し、その開口縁の下端が、上記部屋入口の開口縁の下端と同じ高さまたは上記部屋入口よりも低位に位置し、上記底壁面の一部をその開口縁の一部とする部屋出口と、上記部屋入口から見て上記部屋出口側に、かつ、上記底壁面よりも上位に位置し、上記ガスセンサに空気を導く通気孔と、を構成する部屋壁面を備え、上記部屋のうち上記部屋入口と上記通気孔との間に位置する入口側遮蔽部材であって、上記部屋入口から見て上記通気孔を遮蔽し、この入口側遮蔽部材の最下部と上記底壁面との間に、上記部屋に流入した空気の少なくとも一部が流通する第1下部間隙をなす入口側遮蔽部材を有し、上記底壁面は、水平面をなしまたは上記部屋出口に近づくほど低位となる面形状を有し、前記部屋壁面が構成する前記部屋は、水平方向のうち前記部屋入口と前記部屋出口とを結ぶ方向と直交する方向の寸法が、上記部屋入口と上記部屋出口との間の距離及び上下方向の寸法よりも小さい、板状の部屋をなし、上記部屋壁面のうち、上記部屋入口と上記部屋出口を結ぶ方向に沿う側壁面内に、前記通気孔が形成されてなるガス検出装置である。
【0005】
本発明のガス検出装置では、流路の少なくとも一部を占める部屋を有し、この部屋には、部屋入口から見て通気孔を遮蔽する入口側遮蔽部材を備えているので、部屋入口から部屋に空気とともに霧状や飛沫状の水滴などが流れ込んできた場合、霧状や飛沫状の水滴は、入口側遮蔽部材に妨げられ、直接通気孔にまで進むことはない。このため、通気孔と連通するガスセンサに直接水滴が届くことが防止される。
入口側遮蔽部材にあたった水滴は、この入口側遮蔽部材を伝って重力により落下し、底壁面に溜まる。通気孔はこの底壁面よりも上位に位置するので、通気孔に水が進入することが防止される。さらに、この底壁面が水平面をなす場合には、底壁面に溜まった水は、入口側遮蔽部材と底壁面との間の第1下部間隙を流通する空気に押されて部屋出口に向かって運ばれる。また、底壁面が部屋出口に近づくほど低位となる面形状を有する場合には、底壁面に溜まった水は、第1下部間隙を流通する空気に押されると共に、重力によっても部屋出口に向かって運ばれる。つまり、底壁面に溜まった水は、空気の流路の下流側に進む。さらに、部屋出口は底壁面を開口縁の一部としているから、部屋出口に至った水は部屋出口から容易に排出される。
【0006】
かくして、空気が流路の下流側に向かって流れている場合には、底壁面に溜まった水は、部屋入口側に戻ることなく部屋出口より排水でき、水が部屋入口側(上流側)に戻ることによって、空気の流通を妨げることが無い。しかも、空気の流通の力をも利用して効率的に排水できる。また、このように排水を容易に行えるので、ガス検出装置の流路の空気流入口を大きくするなどして、大量の空気を流路内に流通させることができるから、ガスセンサの応答も早くできる。
さらに、本発明のガス検出装置では、部屋が板状の部屋(空間)をなしており、しかも、部屋入口と部屋出口を結ぶ方向に沿う側壁面、例えば、部屋入口と部屋出口を結ぶ方向に平行な側壁面内に通気孔が形成されている。つまり、板状の部屋の厚さ方向と直交するなど交差する側壁面内に通気孔が形成されている。このようにすると、部屋の体積を少なくすることが出来るため、部屋内の空気を早く交換することができる。しかも、部屋のうち通気孔が臨む部分(厚さ方向の部分)の体積が小さくできるので、この付近の空気の交換が早くなる。このため、厚さ方向寸法が大きい部屋などに比して、相対的にガスセンサの応答を早くできる。
また、本発明のガス検出装置では、部屋が板状の部屋であるため、ガス検出装置の低背化を図ることができる。
【0007】
なお、部屋出口より下流側は、部屋内から部屋出口を通って下流側に出た水が再び部屋出口から部屋内に戻るのを防ぐ水戻り防止構造としておくのがよい。部屋内の水を確実に排水できるからである。これにより、部屋出口は排水口も兼ねることとなる。水戻り防止構造としては、例えば、部屋出口より下流側には流路が存在せず、排出された水は重力によって落下する構造や、部屋出口より下流側にも流路(下流側流路)は存在するが、この下流側流路の底面が部屋出口の下端よりも低位となる構造などが挙げられる。
【0008】
設置状態に配置とは、ガス検出装置を通常設置する状態と同様の状態に配置することを言う。例えば、車載用のガス検出装置であれば、自動車のボディ等にガス検出装置を取り付けた状態またはこれと同様な状態に、ガス検出装置の天地(上下)や傾き等を設定配置することを指す。
また、下位に位置するとは、一方が他方の水平高さよりも下方に位置することをいう。逆に、上位に位置するとは、一方が他方の水平高さよりも上方に位置することをいう。
また、部屋入口から見たときに通気孔を遮蔽するとは、部屋入口のいずれの位置からから見ても、通気孔が入口側遮蔽部材の影に隠れて見えない状態となることをいう。なお、入口側遮蔽部材は、ケースとの一体成形により形成しても良いが、ケースとは別部材を用いても良い。
【0009】
さらに、上記ガス検出装置であって、前記部屋壁面は、前記板状の部屋の上面を構成する上壁面を含み、前記入口側遮蔽部材は、この入口側遮蔽部材の最上部と上記上壁面との間に、上記部屋に流入した空気の少なくとも一部が流通する第1上部間隙をなすガス検出装置とすると良い。
【0010】
本発明のガス検出装置では、入口側遮蔽部材の上下に第1下部間隙及び第1上部間隙が形成されている。このため、入口側遮蔽部材の上下において空気が流通するから、第1上部間隙のない場合に比して、部屋のうち、部屋入口から見てこの入口側遮蔽部材で隠された通気孔付近の空気が入れ換わりやすくなり、ガスセンサの応答が早くなる。
【0011】
さらに、上記いずれかに記載のガス検出装置であって、前記通気孔のうち、前記ガスセンサ側及びその逆側の少なくともいずれかは、空気は流通するが水滴の流通は阻止するフィルタ材で被覆されてなるガス検出装置とするのが好ましい。
【0012】
このガス検出装置では、通気孔がフィルタ材で被覆されているので、通気孔を通じてガスセンサに水滴が付着することが確実に防止される。
なお、特に、通気孔のうちガスセンサ側をフィルタ材で被覆するのが好ましい。部屋から見て、フィルタ材が通気孔の奥に位置することになるので、フィルタ材に直接水が掛かることがさらに少なくなって好ましいからである。
【0013】
さらに、上記いずれかに記載のガス検出装置であって、前記入口側遮蔽部材のうち、前記部屋入口側を向く入口対向面は、下方ほど上記部屋入口から遠ざかる形態を有するガス検出装置とすると良い。
【0014】
部屋入口から部屋に空気とともに霧状や飛沫状の水滴などが流れ込んできた場合、霧状や飛沫状の水滴は、部屋入口から入ると入口側遮蔽部材の入口対向面に付着する。
ここで、この入口対向面が下方ほど部屋入口に近づく形態、具体的には斜め上向きにしてあると、空気がこの面に沿って斜め上方向に進むので、この面に付着した水が重力に従って流れ落ちようとするのを妨げ、さらには押し上げることになりかねない。このためこの面に付着した水が相対的に排水されにくい。
これに対し、本発明のガス検出装置では、入口対向面が下方ほど部屋入口から遠ざかる形態、具体的には斜め下向きとなっているので、この面にあたった空気は、この面に沿う斜め下向き方向に方向を変え、第1下部間隙を通って、部屋出口に向かって進むことになる。このため、この入口対向面に付着した水も重力に加え空気の流れに押されてこの面に沿って斜め下方向に進み、底壁面との第1間隙で下に落ちる。かくして、この入口対向面に付着した水を効率よく部屋出口側(流路の下流側)に移動させ、この面に付着した水を効率よく排水できる。
【0015】
さらに、上記いずれか1項に記載のガス検出装置であって、前記部屋のうち前記通気孔と前記部屋出口との間に位置する出口側遮蔽部材であって、上記部屋出口から見て上記通気孔を遮蔽し、その最下部と前記底壁面との間に、前記部屋に流入した空気の少なくとも一部が流通する第2下部間隙をなす出口側遮蔽部材を有するガス検出装置とすると良い。
【0016】
本発明のガス検出装置では、出口側遮蔽部材をも備えるので、部屋出口側から空気が逆流し、それと共に霧状や飛沫状の水滴が部屋出口側から部屋内に侵入してきたとしても、出口側遮蔽部材に妨げられ、直接通気孔にまで進むことはない。このため、空気が逆流した場合でも、通気孔と連通するガスセンサに直接水滴が届くことが防止される。
【0017】
さらに、上記いずれか1項に記載のガス検出装置であって、前記出口側遮蔽部材のうち、前記部屋出口側を向く出口対向面は、下方ほど上記部屋出口から遠ざかる形態を有するガス検出装置とすると良い。
【0018】
部屋出口から部屋に逆流した空気とともに霧状や飛沫状の水滴などが流れ込んできた場合、霧状や飛沫状の水滴は、部屋出口から入ると出口側遮蔽部材の部屋出口側の面に付着する。
ここで、本発明のガス検出装置では、この出口対向面が下方ほど部屋入口から遠ざかる形態、具体的には斜め下向きとなっているので、この面にあたった空気は、この面に沿う斜め下向き方向に方向を変えて進むことになる。このため、この面に付着した水も重力に加え空気の流れに押されてこの面に沿って斜め下方向に進む、従って、この面に付着した水を効率よく下に落とすことができる。
【0019】
【0020】
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図1〜図9を参照して説明する。本実施形態のガス検出装置100は、ケース本体110(図3(a)参照)、中蓋150(図3(b)参照)及びカバー160(図3(c)参照)からなるケース170と、このケース170内に保持され、ガスセンサ180を搭載した配線基板190とを備える(図2参照)。このケース170のうちケース本体110は、このケース170を他部材(図示しない)に取り付けるためのブラケット部120、配線基板190及びガスセンサ180と外部との電気的な接続を行うためのコネクタ(図示しない)を装着するためのコネクタ部130、及び配線基板190を収容する本体部140とを備える。このガス検出装置100は、自動車のフロントグリルの後部に、図1(a)に示す正面図に示すように、ケース170のコネクタ部130を鉛直方向上方に、ブラケット部120を車の前方から見て右側となるようにして、このブラケット部120の取付孔121を用いて自動車のボディに取り付けられて使用される。このため、自動車の前方への走行と共に、空気(風)はケース170に正面から(図1(a)において手前から紙面に向かって)あたる。
【0022】
ケース本体110(図3(a)参照)のうち、本体部140には、配線基板190をその内部に収容保持する基板保持凹部141Hを有する断面略コ字状箱形の基板保持部141を備える。基板保持部141の基板保持凹部141H内には、図2に示すように、ガスセンサ180を搭載した配線基板190が、リード部材132をハンダ付けによって接続されつつ固定されている。このリード部材132は屈曲しており、その一端がコネクタ部130内に突出するように配置されている。
【0023】
また、図3に示すように、本体部140は、この基板保持部141とブラケット部120とを接続するためのブラケット接続部145、及び基板保持部141とコネクタ部130とを接続するためのコネクタ接続部148をも有している。このうち、ブラケット接続部145は、具体的には、基板保持部141と離れて位置する壁部144、及び基板保持部141とこの壁部144との間を結ぶ結合部143とからなり、これらに囲まれた部分は、ケース本体110の正面と裏面との間を貫通する貫通孔145Hを構成している。このうち、基板保持部141と壁部144の下部144Lと結合部143L,143Mで囲まれた下部貫通孔145HLは、図5に示すように、ケース170に正面からあたる空気を取り込む空気取入口101をを構成し、空気の流路AFの一部となる。
また、コネクタ接続部148は、具体的には、基板保持部141と離れて位置する壁部147、及び基板保持部141とこの壁部147との間を結ぶ結合部146とからなる。
【0024】
ここで、ガスセンサ180は、自動車の排気ガス、具体的には、NOxなどの酸化性ガス、及びCO,HC(ハイドロカーボン)などの還元性ガスのいずれか又は両方の濃度変化を検知することができる1または複数のガスセンサ素子181を含み、そのセンサカバー185でガスセンサ素子181を包囲する構造を有している(図2参照)。このセンサカバー185には、センサカバー通気孔186が形成されており、外部の空気をセンサカバー185内に取り込むことができるようになっている。配線基板190には、このガスセンサ180のほか、マイクロコンピュータやコンデンサ、抵抗などの図示しない電子部品が搭載されている。従って、ガスセンサ180内のガスセンサ素子181の信号出力をこれらの電子部品により処理して、目的とする特定ガス(酸化性ガスや還元性ガス)の濃度変化などの情報を、リード部材132を通じて外部に送出する。
【0025】
このガスセンサ180及び配線基板190を保護するため、図2に示すように、本体部140の基板保持部141には、Oリング149を介して、中蓋150がはめ込まれる。この中蓋150は、図3(b)に示すように、ほぼ正面視長方形の板状部材であり、中蓋本体151の側部から突出して形成された中蓋係合部154により、基板保持部141の側面各所に形成した中蓋ロック爪142に係合して、本体部140に取付られている。
但し、この中蓋本体151には、ガスセンサ180のセンサカバー通気孔186と正面視して重なる位置に、通気孔152が穿孔されている。また、図2に示すように、中蓋本体151の中蓋背壁面151Bには、この通気孔152を覆うようにして、空気などのガスは通すが水滴は通さない性質を有するフィルタ部材159が貼り付けられている。このため、この中蓋本体151の中蓋正壁面151F側と、ガスセンサ180の内部、つまりガスセンサ素子181との間は、通気孔152及びセンサカバー通気孔186を通じて、空気などのガスが通気できるようになっている。
【0026】
さらにこの中蓋150には、後述するように流路AFの一部をなす部屋105を形成するため、カバー160がはめられる。このカバー160は、図3(c)及び図4に示すように、ほぼ正面視長方形の板状部材であり、カバー本体161の側部から突出して形成されたカバー係合部164により、中蓋本体151の上下の側面に形成したカバーロック爪153に係合して、この中蓋150を介して本体部140に取付られている。なお、カバー本体161の側部から突出するカバー保持部163はカバーロック爪153等とは係合しないが、中蓋本体151とカバー本体161との位置を正しく保持する。
【0027】
このカバー160は、さらに正面視左側部下方に、側方に膨出するカバー膨出部162を備えている(図3(c)参照)。また、このカバー160は、その周縁のうち一部を除きほぼ全周に、そのカバー背壁面161B側に突出するカバー周壁部161Wを有している。このカバー周壁部161Wは、このカバー160が中蓋150に取り付けられたとき、中蓋本体151の中蓋正壁面151Fに当接する(図2参照)。従って、図2に示すように、カバー160のカバー背壁面161Bと中蓋本体151の中蓋正壁面151Fとの間には、これら及びカバー周壁部161Wで構成される部屋壁面105Wによって、空間、即ち、部屋105が形成されることになる。
なお、カバー160を中蓋150を介して本体部140に取付けると、カバー膨出部162は下部貫通孔145HLを背面側から覆うように配置されるので、この下部貫通孔145HLの背面側がカバー膨出部162で閉塞される(図1(b)参照)と共に、下部貫通孔145HLが部屋105と接続されることになる。
【0028】
さらに、カバー160の周縁のうち図4において図中左下部分には、カバー周壁部161Wが形成されておらず、部屋出口104が形成されている。従って、この部屋105は、カバー膨出部162側の部屋入口103から流入した空気が、部屋出口104から排出される。
つまり、図5,図6,図7に矢印で示すように、自動車の前方への走行などに伴い、ガス検出装置100の正面側から進んできた空気は、空気取入口101から下部貫通孔145HLに入り、カバー160のカバー膨出部162にあたってその進行方向を横向きに変える。その後、部屋入口103を通って部屋105内に入り(図7参照)、部屋105内を進んだ後、部屋出口104から排出されるという流路AFを取る。なお本実施形態においては、部屋出口104の下流側に流路が存在しないので、流路AFの空気排出口102は、部屋出口104と一致している。また、この部屋出口104は、カバー周壁部161Wのうち底部をなす底壁部161WDをその開口縁の一部としている。
【0029】
さらに、このカバー本体161のカバー背壁面161Bのうち、中段よりやや下方には、カバー周壁部161Wと同じ厚さの第1遮蔽板165及び第2遮蔽板166が突出して形成されている(図4参照)。
しかも、第1遮蔽板165はカバー周壁部161Wとは接しないように配置されている。具体的には、カバー周壁部161Wのうち、底部に位置する底壁部161WDとこの第1遮蔽板165の下端165Dとの間には、図4等に破線の矢印で示すように、第1下部間隙106が形成されている。また、カバー周壁部161Wのうち、上部に位置する上壁部161WUとこの第1遮蔽板165の上端165Uとの間にも、第1上部間隙108が形成されている。さらに、図4等から判るように、この第1遮蔽板165は、部屋入口103と向かい合う面である入口対向面165Eが、斜め下(図中右下)を向くように形成されている。
しかも、図8に一点鎖線で示すように、部屋入口103の下端103Dとこの第1遮蔽板165の下端165Dとを結んで部屋出口側(図中左側)に延長した直線Pと、部屋入口103の上端103Uとこの第1遮蔽板165の上端165Uとを結んで部屋出口側(図中左側)に延長した直線Qとを引く。すると、破線で示す通気孔152がこの直線Pと直線Qの間に位置するように、従って、部屋入口103から見て、通気孔152が隠されるように、第1遮蔽板165が配置されている。
【0030】
また第2遮蔽板166についても同様に、第2遮蔽板166はカバー周壁部161Wと接しないように配置されている。具体的には、底部に位置する底壁部161WDとこの第2遮蔽板166の下端166Dとの間には、第2下部間隙107が形成されている。また、上壁部161WUとこの第2遮蔽板166の上端166Uとの間にも、第2上部間隙109が形成されている。さらに、図4等から判るように、この第2遮蔽板166は、部屋出口104と向かい合う面である出口対向面166Fが、斜め下(図中左下)を向くように形成されている。
また、図9に一点鎖線で示すように、部屋出口104の下端104Dとこの第2遮蔽板166の下端166Dとを結んで部屋入口側(図中右側)に延長した直線R、部屋出口104の上端104Uとこの第2遮蔽板166の上端166Uとを結んで部屋入口側(図中右側)に延長した直線Sとを引く。すると、破線で示す通気孔152がこの直線Rと直線Sの間に位置するように、従って、部屋出口104から見て、通気孔152が隠されるように、第2遮蔽板166が配置されている。
【0031】
このように、部屋105内には、第1遮蔽板165及び第2遮蔽板166が形成されている(図7参照)。しかも、ガスセンサ180に通じる通気孔152は、第1遮蔽板165と第2遮蔽板166との間で、かつ、底壁部161WDよりも上方に開口している。また、図7,図8に示すように、カバー周壁部161Wのうち底壁部161WDによって構成される部屋105の底壁面105WDは、水平面をなしており、部屋入口103の下端103Dと部屋出口104の下端104Dとは、同じ高さである。
【0032】
次いで、部屋105内での空気の流れ、及び空気と共に流入した水滴の流れと、ガスセンサ180によるガス検知について説明する。図7に示すように、自動車の走行などに伴い、空気取入口101から流入した空気は、Y−Y’方向(図中奥行き方向)に進んだ後、折れ曲がってX−X’方向(図中左方向)に進み、部屋入口103を通って部屋105内に入る。この部屋105は、部屋入口103と部屋出口104とを結ぶ方向であるX−X’方向やZ−Z’方向(上下方向)に比して、これらに直交するY−Y’方向の寸法が小さな、矩形板状の空間であり、X−X’方向に沿う中蓋正壁面151Fに通気孔152が形成されている。
【0033】
第1遮蔽板165及び第2遮蔽板166の幅(Y−Y’方向寸法)は、部屋105の厚さとほぼ同じであるため、X−X’方向に進んだ空気は、図8に細線の矢印で示すように、第1遮蔽板165の入口対向面165Eに当たってその向きを変える。具体的には、入口対向面165Eが、第1遮蔽板165の下端165Dに向かうほど部屋入口103から遠ざかる形態を有している。つまり、斜め下を向いているため、部屋入口103から入った空気の多くは、入口対向面165Eに沿って斜め下方向(図8中左下方向)に進み、第1下部間隙106,第2下部間隙107を通り、底壁部161WDにそってX−X’方向に進み、部屋出口104から排出される。
【0034】
ところで、このガス検出装置100は、フロントグリルの後部に取り付けられるため、雨天での走行時などには、空気と共に霧状あるいは粒状の水滴が大量に流路AFに流れ込むことがある。このような場合、空気と共に流路AF内、具体的には、貫通孔145HL内を進んだ水滴は、カバー膨出部162に当たり、壁面に付着し下方に流れ落ちる。さらに、空気と共に横方向に向きを変えて進んだ水滴は、図8に太線の矢印で示すように、部屋入口103を通って部屋105内に入り、第1遮蔽板165の入口対向面165Eに当たり、この入口対向面165Eに付着する。前述したように、部屋入口103から見て、通気孔152が隠されるように、第1遮蔽板165が配置されている。このため、部屋入口103を通って部屋105内に入った水滴が、直接通気孔152に届くことはない。
【0035】
入口対向面165Eに付着した水は、重力のほか、入口対向面165Eに沿って流れる空気に押されて下方に進み、下方に垂れて底壁部161WDの上面である底壁面105WDに溜まる。さらに、この水は空気の流れに押されて部屋出口104側に進み、部屋出口104から下方に排出される。つまり、部屋105に入った水は、空気の流れと同じ方向に進み、空気に押されて進行するので、水が入口側に戻って排出される構造とは異なり、水が溜まることによって、空気の流路を塞ぎ、空気の流れを阻害することが無い。従って、大量の水滴を含んだ空気が流入した場合でも、水を空気と共にスムーズに排出することができ、空気のスムーズな流通も確保することができる。特に、部屋105の底壁面105WDを部屋出口104の開口縁の一部としているので、部屋出口104からの水の排出が容易である。
なお、通気孔152は、底壁部161WDよりも上位に位置しているため、底壁面105WDに水が溜まり、水が流れていても、この通気孔152内に水が侵入することはない。
【0036】
しかも、本実施形態では、上壁部161WUとこの第1遮蔽板165の上端165Uとの間にも、第1上部間隙108が形成されている。このため、図8中細線の矢印で示すように、部屋入口103から流入した空気の一部は、上方に進み、第1上部間隙108を通ってX−X’方向(図中左方向)あるいは、図中左下方向に進む。このため、通気孔152付近に存在する空気を容易に入れ替えることができるので、空気中に含まれる酸化性ガスや還元性ガスの変化をより早くガスセンサ180で捉えることができる。つまり、ガスセンサ180の反応を早くすることができる。特に、本実施形態では、部屋105がY−Y’方向に薄い(寸法の小さい)板状の形状とされているので、通気孔152の前に存在する空気の量を相対的に少なくすることができる。従って、少量の空気の入れ換えで、現状の測定対象ガス濃度を反映できるから、特に、ガスセンサ180の反応を早くすることができる。
【0037】
一方、停車時に後方から風が吹いてきた場合や、洗車などにより後方から水滴が進行してくる場合には、図9に示すように、部屋出口104(空気排出口102)から空気や水滴が逆流して部屋105に侵入することがある。
しかし、この場合には、X’−X方向(図中右方向)に進んだ空気は、第2遮蔽板166の出口対向面166Fに当たる。出口対向面166Fが、第2遮蔽板166の下端166Dに向かうほど部屋出口104から遠ざかる形態を有している。つまり、斜め下を向いているため、図9に細線の矢印で示すように、部屋出口104から入った空気の多くは、出口対向面166Fに沿って斜め下方向(図9中右下方向)に進み、第2下部間隙107,第1下部間隙106を通るように進み、部屋入口103から排出され、さらには空気取入口101から排出される。
【0038】
また、X’−X方向(図中右方向)に進んだ水滴は、図9に太線の矢印で示すように、第2遮蔽板166の出口対向面166Fに当たり、これに付着する。前述したように、部屋出口104から見て、通気孔152が隠されるように第2遮蔽板166が配置されているから、部屋出口104を通って部屋105内に入った水滴が、直接通気孔152に届くことも防止されている。この水は、重力のほか、出口対向面166Fに沿って流れる空気に押されて下方に進み、下方に垂れて底壁部161WDの上面である底壁面105WDに溜まる。さらに、この水は空気の流れに押されて部屋入口103に進み、この部屋入口103から排出され、さらには空気取入口101から排出される。このようにして、部屋105内に入った水滴はスムーズに排出されるから、部屋105内に水が滞留して通気孔152,さらにはガスセンサ180に水が侵入することが防止される。
【0039】
なお、上壁部161WUと第2遮蔽板166の上端166Uとの間にも、第2上部間隙109が形成されている。このため、部屋出口104から流入(逆流)した空気の一部は、上方に進み、第2上部間隙108を通ってX’−X方向(図中右方向)あるいは、図中右下方向に進む。このため、通気孔152の付近に存在する空気を容易に入れ替えることができる。
【0040】
このように、本実施形態のガス検出装置100では、流路AF特に、部屋105内に空気と共に水滴が進入した場合にも、通気孔152に水滴が直接掛かるのを防止しつつ、空気と共に、さらには空気を利用して水を適切に排出できるから部屋105内に水が溜まらず、空気の流通をも確保することができる。
【0041】
次いで、本実施形態のガス検出装置100の製造について説明する。ガス検出装置100のうち、ケース170を構成するケース本体110、中蓋150、カバー160はいずれも、ガラス繊維を30wt%程度混入したPBT(ポリブチレンテレフタレート)からなり、公知の射出成形技術によって成形する。一方、配線基板190は、ガラス−エポキシ樹脂複合材料などからなり、公知の手法によって所定の配線パターンが形成され、ガスセンサ180のほか、マイクロコンピュータ、抵抗等の電子部品をハンダ付け搭載しておく。ケース本体110のうち本体部140の基板保持凹部141H内に配線基板190を配置し、リード部材132をこの配線基板190にハンダ付けすることにより、配線基板190を基板保持凹部141H内に固着する。その後、中蓋ロック爪142と中蓋係合部154とが係合するようにはめ合わせ、Oリング149を介して、本体部140に中蓋150を固定する。さらに、カバーロック爪153とカバー係合部164とが係合するようにはめ合わせ、中蓋150とカバー160との間に部屋105を形成しつつ、中蓋150にカバー160を固定する。かくしてガス検出装置100が出来上がる。
【0042】
(変形形態1)
次いで、第1の変形形態について、図10を参照して概要を説明する。上記した実施形態では、カバー160は、ほぼ正面視長方形の板状部材であり(図3(c)及び図4参照)、部屋105の底壁面105WDは水平面をなしており、部屋入口103の下端103Dと部屋出口104の下端104Dとは同じ高さとしてあった。
これに対し、本変形形態1では、図10に示すように、カバー260の周縁に形成されるカバー周壁部261Wのうち底部をなす底壁部261WDが、図中左側が低位となるように傾いており、部屋205をなす部屋壁面205Wのうちの底壁面205WDもその部屋入口203側よりも部屋出口204側が低位となる形態を有している。また、部屋入口203の下端203Dに比して、部屋出口204の下端204Dが低位に位置している。
【0043】
カバー膨出部262側の部屋入口203から流入した空気は、第1遮蔽板265の入口対向面265Eに当たって、その多くは、図10に細線の矢印で示すように、入口対向面265Eに沿って斜め下方向(図中左下方向)に進み、第1下部間隙206,第2下部間隙207を通り、底壁部261WDにそって斜め左下方向に進み、部屋出口204から排出される。
【0044】
一方、空気と共に部屋入口203を通って部屋205内に入った水滴は、図10に太線の矢印で示すように、第1遮蔽板265の入口対向面265Eに当たり、これに付着する。この第1遮蔽板265も、部屋入口203から見て通気孔252を隠すように配置されているので、水滴が直接通気孔252に届くことはない。入口対向面265Eに付着した水は、重力のほか、入口対向面265Eに沿って流れる空気に押されて下方に進み、下方に垂れて底壁面205WDに落ちる。すると、この水は空気の流れに押されるほか、重力よって部屋出口204側に進み、部屋出口204から下方に排出される。つまり、前記した実施形態とは異なり、底壁面205WDに溜まった水は、この底壁面205WDが部屋出口204側に傾いていることから、重力によっても部屋出口204側に送り出される。このようにすると、実施形態に比してもさらに水を空気と共にスムーズに排出することができ、空気のスムーズな流通も確保することができる。なお、部屋205の底壁面205WDを部屋出口204の開口縁の一部としているので、部屋出口204からの水の排出が容易である点は同様である。
【0045】
なお、本変形形態1でも第2遮蔽板266を設けているので、部屋出口204側から空気や水滴が逆流して部屋205に進入した場合でも、水滴が通気孔252に直接届くことはない。
さらに、本変形形態1でも、第1上部間隙208や第2上部間隙209を設けているので、通気孔252付近に存在する空気を容易に入れ替えることができるので、ガスセンサ180の反応を早くすることができる。
但し、本変形形態1では、カバー260の形状のみ示したが、このカバー260、特にカバー周壁部261Wのうち底壁部261WDの形状に適合するように、中蓋やケース本体(本体部)の形状を変更してあることは言うまでもない。
【0046】
(変形形態2)
次いで、第2の変形形態について、図11を参照して概要を説明する。前記した実施形態では、カバー160のうちカバー膨出部162は、その側部下方に配置されており(図3(c)及び図4参照)、部屋入口103の下端103Dと部屋出口104の下端104Dとは同じ高さであった。
これに対し、本変形形態2では、図11に示すように、カバー360の側部に形成されるカバー膨出部362が、特にその下端362Dが、カバー周壁部361Wのうち底壁部361WDよりも上位に位置している。このため、部屋入口303の下端303Dに比して、部屋出口304の下端304Dが低位に位置している。
【0047】
カバー膨出部362側の部屋入口303から流入した空気は、第1遮蔽板365の入口対向面365Eに当たって、その多くは、図11に細線の矢印で示すように、入口対向面365Eに沿って斜め下方向(図中左下方向)に進み、第1下部間隙306,第2下部間隙307を通り、底壁部361WDにそって左方向に進み、部屋出口304から排出される。
一方、空気と共に部屋入口303を通って部屋305内に入った水滴は、図11に太線の矢印で示すように、第1遮蔽板365の入口対向面365Eに当たり、これに付着し、重力と入口対向面365Eに沿って流れる空気に押されて下方に進み、下方に垂れて底壁面305WDに溜まる。なお、この第1遮蔽板365も、部屋入口303から見て通気孔352を隠すように配置されているので、水滴が直接通気孔352に届くことはない。底壁面305WDに溜まった水は、空気の流れに押されて部屋出口304側に進み、部屋出口304から下方に排出される。
【0048】
さらに、この変形形態2では、部屋入口303、特に部屋入口の下端303Dが、部屋305の底壁面305WDよりも上位に位置するので、底壁面305WDに大量の水が溜まった場合でも、部屋入口303を越えてこれよりも流路AFの上流側に水が戻ることが防止される。このため、空気の進行方向(流路の方向)と逆方向に水が流れることによって、水によって流路が塞がれて、空気の流通が低下することが防止される。
【0049】
なお、本変形形態2でも第2遮蔽板366を設けているので、部屋出口304側から空気や水滴が逆流して部屋305に進入した場合でも、水滴が通気孔352に直接届くことはない。
さらに、本変形形態2でも、第1上部間隙308や第2上部間隙309を設けているので、通気孔352付近に存在する空気を容易に入れ替えることができるので、ガスセンサ180の反応を早くすることができる。
但し、本変形形態2では、カバー360の形状のみ示したが、このカバー360、特にカバー周壁部361Wのうち底壁部361WDの形状に適合するように、中蓋やケース本体(本体部)の形状を変更してあることは言うまでもない。
【0050】
以上において、本発明を実施形態及び変形形態1,2に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、部屋105の部屋入口103より上流側にも流路AF(下部貫通孔145HL)が存在する一方、部屋105の部屋出口104で流路AFが終了するものを示した。しかし、部屋出口より下流側にも流路が存在するものや、部屋入口側には流路が存在しないものなどに適用することもできる。
なお、部屋の下流側にも流路を形成する場合には、部屋出口から出た水が再び部屋に戻らないように、下流側流路の底面が部屋出口の下端よりも低位となるようにすると良い。
また、カバー160に形成された第1遮蔽板165や第2遮蔽板166のY−Y’方向寸法(図7参照)は、部屋105の厚さ方向(Y−Y’方向)寸法とほぼ同じとした。しかし、部屋入口から見て通気孔が隠れるようにしていれば良く、通気孔が隠れるのであれば、例えば、第1遮蔽板のY−Y’方向の寸法を、部屋の厚さ方向(Y−Y’方向)寸法より小さくしても良い。
【0051】
また、ガスセンサ180として、センサカバー185内にガスセンサ素子(感ガス体)181を備えたものを用いたが、ガスセンサ素子単体を用いることもできる。
また、中蓋150に通気孔152を形成し、さらに、センサカバー185のセンサカバー通気孔186を介してガスセンサ素子181が部屋105と通じる構造とした。しかし、センサカバー185で部屋105の壁面の一部を構成し、通気孔152に代えて、センサカバー185に空けたセンサカバー通気孔186を通気孔として利用しても良い。
上記実施形態では、中蓋150とカバー160とを別々に成形し、これらを組み合わせることで部屋105を構成した。しかし、内部に入口遮蔽板165や出口遮蔽板166を配設した部屋105を有し、中蓋とカバーとを一体とした如き形態の部屋構成部材を、公知の射出成形技術などによって成形しても良い。またこれとは逆に、3つ以上の部材を組み合わせることで、部屋を構成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態にかかるガス検出装置の、(a)は正面図、(b)は背面図である。
【図2】 実施形態にかかるガス検出装置のV−V’断面図である。
【図3】 実施形態にかかるガス検出装置の、(a)はケース本体110にガスセンサ180を搭載した基板190を装着した状態の正面図、(b)は中蓋150の正面図、(c)はカバー160の正面図である。
【図4】 実施形態にかかるカバー160の背面図である。
【図5】 実施形態にかかるガス検出装置の正面側を見た斜視図である。
【図6】 実施形態にかかるガス検出装置の背面側を見た斜視図である。
【図7】 実施形態にかかり、ガス検出装置の部屋105内の様子を示す斜視説明図である。
【図8】 実施形態にかかり、ガス検出装置の部屋105を正面側から見たとき、この部屋105内に、部屋入口103から入った空気及び水の流れを示す説明図である。
【図9】 実施形態にかかり、ガス検出装置の部屋105を正面側から見たとき、この部屋105内に、部屋出口104(空気排出口102)から逆流して入った空気及び水の流れを示す説明図である。
【図10】 変形形態1にかかり、ガス検出装置の部屋205を正面側から見たとき、この部屋205内に、部屋入口203から入った空気及び水の流れを示す説明図である。
【図11】 変形形態2にかかり、ガス検出装置の部屋305を正面側から見たとき、この部屋305内に、部屋入口303から入った空気及び水の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
AF 流路
100 ガス検出装置
101 空気取入口
102,202,302 空気排出口
103,203,303 部屋入口
103D,203D,303D 入口下端
104,204,304 部屋出口
105,205,305 部屋
105W,205W,305W 部屋壁面
105WD,205WD,305WD (部屋の)底壁面
105WU,205WU,305WU (部屋の)上壁面
106,206,306 第1下部間隙
107,207,307 第2下部間隙
108,208,308 第1上部間隙
109,209,309 第2上部間隙
110 ケース本体
150 中蓋
151 中蓋本体
152,252,352 通気孔
159 フィルタ部材
160,260,360 カバー
161,261,361 カバー本体
161W,261W,361W カバー周壁部
161WD,261WD,361WD (カバー周壁部のうちの)底壁部
161WU,261WU,361WU (カバー周壁部のうちの)上壁部
162,262,362 カバー膨出部
165,265,365 第1遮蔽板(入口側遮蔽部材)
165D,265D,365D (第1遮蔽板の)下端(最下部)
165U,265U,365U (第1遮蔽板の)上端(最上部)
165E,265E,365E (第1遮蔽板の)入口対向面
166,266,366 第2遮蔽板(出口側遮蔽部材)
166D,266D,366D (第2遮蔽板の)下端(最下部)
166U,266U,366U (第2遮蔽板の)上端(最上部)
166F,266F,366F (第2遮蔽板の)出口対向面
170 ケース
180 ガスセンサ
190 配線基板
Claims (5)
- 自身の内部に空気が流れる流路を構成する内壁面を有するケースと、
上記ケース内に配置され、上記流路内を流れる空気中の特定ガスの濃度変化を検出するガスセンサ、及び、このガスセンサからの出力信号を処理する電子部品を搭載した配線基板と、
を備えるガス検出装置であって、
上記ガス検出装置を設置状態に配置したとき、
上記ケースは、
上記内壁面のうち、上記流路の少なくとも一部を占める部屋を構成する部屋壁面であって、
上記部屋の底面を構成する底壁面を含み、
上記部屋の側方に位置し、上記流路の上流側に開口する部屋入口と、
上記部屋の側方に位置し、上記流路の下流側に開口し、その開口縁の下端が、上記部屋入口の開口縁の下端と同じ高さまたは上記部屋入口よりも低位に位置し、上記底壁面の一部をその開口縁の一部とする部屋出口と、
上記部屋入口から見て上記部屋出口側に、かつ、上記底壁面よりも上位に位置し、上記ガスセンサに空気を導く通気孔と、を構成する
部屋壁面を備え、
上記部屋のうち上記部屋入口と上記通気孔との間に位置する入口側遮蔽部材であって、
上記部屋入口から見て上記通気孔を遮蔽し、
この入口側遮蔽部材の最下部と上記底壁面との間に、上記部屋に流入した空気の少なくとも一部が流通する第1下部間隙をなす
入口側遮蔽部材を有し、
上記底壁面は、水平面をなしまたは上記部屋出口に近づくほど低位となる面形状を有し、
前記部屋壁面が構成する前記部屋は、水平方向のうち前記部屋入口と前記部屋出口とを結ぶ方向と直交する方向の寸法が、上記部屋入口と上記部屋出口との間の距離及び上下方向の寸法よりも小さい、板状の部屋をなし、
上記部屋壁面のうち、上記部屋入口と上記部屋出口を結ぶ方向に沿う側壁面内に、前記通気孔が形成されてなる
ガス検出装置。 - 請求項1に記載のガス検出装置であって、
前記部屋壁面は、前記板状の部屋の上面を構成する上壁面を含み、
前記入口側遮蔽部材は、
この入口側遮蔽部材の最上部と上記上壁面との間に、上記部屋に流入した空気の少なくとも一部が流通する第1上部間隙をなす
ガス検出装置。 - 請求項1または請求項2に記載のガス検出装置であって、
前記入口側遮蔽部材のうち、前記部屋入口側を向く入口対向面は、
下方ほど上記部屋入口から遠ざかる形態を有する
ガス検出装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のガス検出装置であって、
前記部屋のうち前記通気孔と前記部屋出口との間に位置する出口側遮蔽部材であって、
上記部屋出口から見て上記通気孔を遮蔽し、
その最下部と前記底壁面との間に、前記部屋に流入した空気の少なくとも一部が流通する第2下部間隙をなす
出口側遮蔽部材
を有するガス検出装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のガス検出装置であって、
前記出口側遮蔽部材のうち、前記部屋出口側を向く出口対向面は、
下方ほど上記部屋出口から遠ざかる形態を有する
ガス検出装置。
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