JPH0442767Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関用燃料としての石油系燃料
とアルコールとの混合液の混合比を検知するため
のセンサに関する。

［従来の技術］ 内燃機関の駆動燃料となつている石油資源は将
来確実に枯渇への一途をたどる運命にある。この
対応策の一つとして、植物、石炭、天然ガス等を
原料としてアルコールを製造し、ガソリン等の石
油資源と混合することによつて石油資源の消費を
極力抑制しようとする計画が各地で進められてい
る。

そして、混合液を燃料とする内燃機関の燃焼効
率を極力高め、燃焼排気ガス中の有害物質をでき
るだけ少なくするために、内燃機関に供給される
空気対燃料の比率および点火時期等は厳密に制御
する必要がある。そしてこれらの制御条件は混合
液の混合比により当然に変更されなければならな
い。

そこで近年では、外面を内燃機関に供給される
混合液に接触させた透光体の一端面に発光素子
と、他端面に測定用受光素子とを対向配置させ、
混合液の組成変化に伴つて、透光体の混合液と接
触する部分での臨界角が変化するのを利用し、透
光体内を通過した光の量を測ることにより、内燃
機関に供給される混合液の混合比を検出する混合
比センサの提案がなされている。

そしてこの従来の混合比センサの発光体には、
第３図および第４図に示すように、平板状の発光
ダイオード１０１が用いられていた。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の平板状の発光ダイオード
１０１の発光部分１０２は、透光体１０３が配さ
れる側の面のみならず、その側面からも発光し、
側面から発光された光が発光部分を支持するベー
ス１０４で反射して透光体１０３側に放射するた
め、発光ダイオード１０１の見掛上の発光面積が
大きくなる。このため、透光体１０３内で全反射
される光の面積も大きくなり、発光ダイオード１
０１から放射された光が透光体１０３を支持する
部材１０５に掛り易くなる。また、混合比センサ
の組付時に、発光ダイオード１０１の組付け位置
が透光体１０３の中心軸よりずれると、発光ダイ
オード１０１の見掛上の発光面積が大きいため、
透光体１０３内で全反射する光の面積が透光体１
０３を支持する部材１０５に掛り易くなる。そし
て、混合液の測定範囲内で光が第３図に示すよう
に、透光体１０３を支持する部材１０５に掛る
と、測定用受光素子１０６で検出される受光量が
第５図の破線Ａのように変化し、混合液の混合比
を正確に検知することができなくなる。なお、第
５図の実線Ｂは、透光体１０３内で全反射する光
が透光体１０３を支持する部材１０５に掛らない
場合に測定用受光素子１０６で検出される受光量
の変化を示すものである。

このため、発光ダイオード１０１の組付精度を
向上させたり、透光体１０３や測定用受光素子１
０６の受光面積を大きくして発光ダイオード１０
１の発光面積を相対的に小さくしたりしていた
が、そのいずれも生産コストの上昇を招くもであ
つた。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的は、発光体の光源を点光源に近づけ、生
産コストを低く押さえることのできるアルコール
混合燃料の混合比センサの提供にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するべく本考案は、少なくとも
一側面に石油系燃料とアルコールとの混合液を接
触させる透光体と、該透光体の一端面に配置され
た発光素子と、前記透光体の他端面に配置され、
前記発光素子より放射されて前記透光体を通過し
た光量の測定を行う測定用受光素子とからなり、
前記混合液の組成変化に伴つて、前記透光体の混
合液と接触する部分での臨界角が変化するのを利
用し、前記測定用受光素子で測定された値により
前記混合液の混合比を検出するアルコール混合燃
料の混合比センサにおいて、前記発光素子にコー
テイングを施し、前記発光素子の発光面積の大き
さを制御することを技術的手段とする。

［作用］ 上記のごとき構成を備えた混合比センサは、発
光素子から放射される光のうち、透光体の一端面
より入射し、透光体を通過した光は、測定用受光
素子に放射され、測定用受光素子により受光量が
検出される。

この透光体を通過する光の量は、混合液の混合
比に応じて変化するので測定用受光素子の検出す
る受光量をチエツクすることによつて混合比セン
サとしての役目が果たされる。

一方、発光素子にコーテイングを施し、発光素
子の発光面積の大きさを制御することにより、発
光素子の光源を任意に小さくすることができるた
め、透光体内で臨界角となる光の面積が小さくな
り、その分、発光体から放射された光が透光体を
支持する部材に掛り難くなる。これにより、混合
比センサの組付時に、発光体の組付け位置が透光
体の中心軸よりずれても、透光体内で全反射する
位置が透光体を支持する部材に掛り難いため、発
光ダイオードの組付精度を従来より低下させた
り、透光体や測定用受光素子の受光面積を従来よ
り小さくしても混合液の混合比を正確に検出する
ことができる。

［考案の効果］ 発光素子の光源を任意に小さくすることができ
ることにより、発光素子の組付精度を低下させた
り、透光体や測定用受光素子の受光面積を小さく
しても混合液の混合比を正確に検知することがで
きるため、混合比センサの生産コストを低く押さ
えることができる。

［実施例］ つぎに本考案のアルコール混合燃料の混合比セ
ンサを図面に示す一実施例に基づき説明する。

第１図は石油系燃料であるガソリンとアルコー
ルとの混合比センサの側面断面図を示す。

この混合比センサ１は、ケース２、発光部３、
透光体４および測定用受光部５に大別される。

ケース２は、筒状容器の態をなし、金属または
樹脂で作られている。このケース２には、両筒端
面を貫いて形成された取付け用孔２１が形成され
ている。この取付け用孔２１には、一方端より発
光部３、透光体４および測定用受光部５が順次装
着されている。ケース２の内部には内部空間２２
が形成されている。この内部空間２２は測定用の
混合液の通路をなしており、ケース２の周壁に設
けられた測定用の混合液の入口継手２３および出
口継手２４と連通している。また、透光体４の外
周を支持する部分のケース２には、オーリング２
５をそれぞれ配設する環状溝２６が形成されてお
り、このオーリング２５は、内部空間２２を流通
する測定用の混合液が取付け孔２１より外部へ流
出するのを防いでいる。

発光部３は、筒状の測体３１と該測体３１の一
方端に形成された底板部３２とからなる発光部ケ
ース３３と、測体３１の他端に取付けられた封止
ガラス３４と、発光素子である発光ダイオード３
５と、温度補償を行なう補償用フオトダイオード
３６とからなる。この発光ダイオード３５は、第
２図に示すように、電圧の印加を受けて発光する
Ｐ形半導体とＮ形半導体との接合体からなる平板
形状の発光部分３５ａと、この発光部分３５ａを
通過するための正と負の電極３５ｂ，３５ｃと、
これらをマウントするベース３５ｄとからなる。
そしてこの発光ダイオード３５の透光体４が配さ
れる側の面の電極３５ｂは、発光部３５ａの透光
体４が配される側の面の外周にコーテイングさ
れ、発光部３５ａの透光体４が配される側の面の
発光面積を小さくしている。また、発光ダイオー
ド３５のベース３５ｄの透光体４が配される側の
面には、光を吸収する黒色の樹脂製のコーテイン
グ３５ｅが施されており、発光部分３５ａの側面
から放射された光がベース３５ｄに反射して透光
体４側に放射されるのを防いでいる。これによ
り、ベース３５ｄに放射された光は樹脂製のコー
テイング３５ｅに吸収されて透光体４側に放射さ
れる光がなくなり、発光ダイオード３５の見掛上
の光源を小さくすることができる。このように構
成された発光部３は、封止ガラス３４が透光体４
の一方端の入射面４２側に向けられ、側体３１が
ケース２の取付け孔２１に嵌合されるようにケー
ス２の一方端に取付けられている。

透光体４は、光学ガラス、アクリル樹脂等より
なる棒状で、内部空間２２内に配置され、測定用
の混合液と接触する外周面４１と、発光部３が配
置される側の入射面４２と、該入射面４２の反対
面で入射面４２より入射された光を放射する放射
面４３とを有する。

測定用受光部５は、発光部３よりやや大径とさ
れる筒状の側体５１と該側体５１の一方端に形成
された底板部５２とからなる受光部ケース５３
と、側体５１の他方端に取付けられた封止ガラス
５４と、この封止ガラス５４より入射する光の量
を測定する測定用受光素子である測定用フオトダ
イオード５５とからなる。また測定用フオトダイ
オード５５は、受光した光量に応じた電圧を出力
するもので、側体５１内のほぼ全域面が受光面と
なるように底板部５２に取付けられている。この
ように構成された測定用受光部５は、封止ガラス
５４が透光体４の放射面４３側に向けられ、側体
５１がケース２の取付孔に嵌合するようにケース
２の他方端に取付けられている。

上記に示すように本考案は、発光ダイオード３
５の発光面積（光源）を電極によるコーテイング
や樹脂製のコーテイングにより任意に小さくする
ことができるため、透光体内で臨界角となる光の
面積が小さくなり、その分、発光体から放射され
た光が透光体を支持する部材に掛り難くなる。こ
れにより、発光素子の組付精度を低下させたり、
透光体や測定用受光素子の受光面積を小さくして
も混合液の混合比を正確に検知することができ、
混合比センサの生産コストを低く押さえることが
できる。

なお、図中に示すαは、ある所定温度でのアル
コール100％の時の入射面４２から入射した光が
全反射をする部分を示し、βは、ある所定温度で
のガソリン100％の時の入射面４２から入射した
光が全反射をする部分を示したものである。

なお、上記実施例では発光体の光軸が透光体の
中心軸と平行となるように設けた例を示したが、
発光体の光軸が透光体の中心軸と傾斜するように
設けても良い。

また、上記実施例では透光体の外周面の全周を
混合液と接触させた例を示したが、一側面のみ接
触させても良い。

さらに、上記実施例では石油系燃料にガソリン
を用いた例を示したが、軽油、灯油、残油など他
の石油系燃料を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は混合比センサの断面図、第２図は発光
ダイオードの断面図、第３図は従来の混合比セン
サの断面図、第４図は従来の混合比センサの発光
ダイオードの断面図、第５図は透光体内で全反射
する光が透光体を支持する部材に掛る場合に測定
用受光素子で検出される受光量の変化を示すグラ
フである。 図中、１……混合比センサ、２……ケース、３
……発光部、４……透光体、５……測定用受光
部、３５……発光ダイオード、３５ａ……発光部
分、３５ｂ，３５ｃ……電極、３５ｄ……ベー
ス、３５ｅ……樹脂製のコーテイング、３６……
温度補償用フオトダイオード、５５……測定用フ
オトダイオード。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 少なくとも一側面に石油系燃料とアルコール
   との混合液を接触させる透光体と、 該透光体の一端面に配置された発光素子と、 前記透光体の他端面に配置され、前記発光素
   子より放射されて前記透光体を通過した光量の
   測定を行う測定用受光素子とからなり、 前記混合液の組成変化に伴つて、前記透光体
   の混合液と接触する部分での臨界角が変化する
   のを利用し、前記測定用受光素子で測定された
   値により前記混合液の混合比を検出するアルコ
   ール混合燃料の混合比センサにおいて、 前記発光素子にコーテイングを施し、前記発
   光素子の発光面積の大きさを制御することを特
   徴とするアルコール混合燃料の混合比センサ。 ２ 前記発光素子は、発光ダイオードであること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載のアルコール混合燃料の混合比センサ。 ３ 前記コーテイングは、前記発光ダイオードの
   前記透光体側に配された電極であることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第２項記載のア
   ルコール混合燃料の混合比センサ。 ４ 前記コーテイングは、前記発光ダイオードの
   発光部分を支持するベースの前記透光体側にコ
   ートされた光を吸収する樹脂であることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第２項記載のア
   ルコール混合燃料の混合比センサ。 ５ 前記石油系燃料は、ガソリンであることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   アルコール混合燃料の混合比センサ。 ６ 前記発光体は、前記透光体のほぼ中心軸上に
   配置されたことを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の
   アルコール混合燃料の混合比センサ。