(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流入する空気取入口及び前記空気が流出する空気排出口が設けられた空気通路を有するケースと、
前記空気通路中の前記空気取入口と前記空気排出口との間に配設され、空気取入口側端面と空気排出口側端面と、これら端面をつなぎ、前記空気通路に沿って延びる側面とを有する中実状のフィルタと、
前記空気取入口から流入し、前記フィルタを通過した空気中のガス濃度を検出するガスセンサとを備え、
前記フィルタは、少なくとも前記側面の空気取入口側の一部が前記空気通路の内壁面との間で所定の隙間を有し、前記空気取入口側端面及び前記側面の空気取入口側から空気が流入し、前記空気排出口側端面から空気が流出することを特徴とする車両用ガス検出装置。
【請求項２】
前記フィルタは、前記空気取入口側端面が地方向に配置され、前記空気排出口側端面が天方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載された車両用ガス検出装置。
【請求項３】
前記フィルタの目の粗さは、前記空気取入口側端面側の方が、前記空気排出口側端面側より粗いことを特徴とする請求項１または２に記載された車両用ガス検出装置。
【請求項４】
前記空気通路内には、前記空気取入口と前記フィルタとの間に、前記空気取入口からの水の浸入を抑制する迷路構造が設けられていることを特徴とする請求項１に記載された車両用ガス検出装置。
【請求項５】
前記空気通路は、前記空気取入口と前記迷路構造との間で、開口面積が最大に設けられ、かつ前記空気取入口側から内部に向かって開口面積が次第に小さくなる空気導入部を有することを特徴とする請求項４に記載された車両用ガス検出装置。
【請求項６】
前記ケースの内部には、排水用通路が形成されるとともに、前記空気排出口より前記ケース内部へ浸入した水分を前記排水用通路へ導く排水壁が設けられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載された車両用ガス検出装置。
【請求項７】
前記ガスセンサの検知面が前記フィルタと前記空気排出口との間で前記空気通路内に露出して設けられており、
前記排水壁は、前記空気排出口と前記検知面との間に介在されて、前記排水用通路まで延設されていることを特徴とする請求項６に記載された車両用ガス検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されて、空気中のガス濃度を検出する車両用ガス検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、空気通路を形成するケース内にガスセンサを収容した車両用ガス検出装置が提案されている（実開平４−７２００９号公報、特開平４−１２３９１９号公報参照）。
この車両用ガス検出装置は、ケースの入口および出口に空気の流速を略一定の微速に調節する流速制御部が設けられている。これにより、ケース外部の風速が変動しても、ケース（空気通路）内の風速を略一定の微速に保つことができるため、ケース内に収容されたガスセンサは、ケース外部の風速の影響を受けることなく、安定して空気汚染度の検出を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の車両用ガス検出装置では、ケース内に流入した外気が直接ガスセンサに当たることから、ガスセンサの検知面に外気中の塵や埃が付着したり、水分の浸入によって検知面が被水する可能性が高い。そこで、ガスセンサの上流にフィルタを配置することが考えられる。そして、このフィルタは、空気取入口側端面、及び空気排出口側端面と、空気通路の内周に延設され、空気取入口側端面と空気排出口側端面とをつなぐ側面とから構成され、ケースの入口から空気通路に流入され、フィルタの空気取入口側端面から空気が流入して空気排出口側端面から空気が流出する。そして、ケースの入口から水分が浸入し、フィルタが被水すると、フィルタの空気取入口側端面に水膜が形成され、フィルタの空気取入口側端面が空気通気面として利用できなくなり、ガスセンサに必要な空気が供給されなくなる恐れがあり、結果として正確なガス濃度の検出が困難となる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、フィルタに水分が浸入しても空気がフィルタ内を通過でき、正確にガス濃度の検出を行うことができる車両用ガス検出装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の作用および効果）
空気がケースの空気取入口から空気通路を介してフィルタを通過した後、ガスセンサによって空気中のガス濃度が検出される。ここで、フィルタは、空気通路中の空気取入口と空気排出口との間に配設されて、空気入口側端面と空気排出側端面と、これら端面をつなぎ、空気通路に沿って延びる側面とを有する中実状であり、側面の空気取入口側が空気通路の内壁面との間で所定の隙間を有し、空気取入口側端面及び側面の空気取入口側の両方から空気が流入し、空気排出側端面から空気が流出する。これにより、ケースの空気取入口から水分が浸入した場合、フィルタが被水し、フィルタの空気取入口側端面に水膜が形成され、この空気取入口側端面から空気がフィルタに導入されなくても、迂回路を形成することとなるケースとの間に、所定の隙間を有する側面の空気取入口側よりフィルタに空気を導入することができるので、フィルタの通気性が確保され、正確にガス濃度の検出を行うことができる。
【０００５】
（請求項２の作用および効果）
フィルタの空気取入口側端面が地方向に配置され、フィルタのガスセンサ側端面が天方向に配置されているので、フィルタが被水しても、水の自重で空気取入口側端面部に水分が滞留し、フィルタの空気取入口側端面部に滞留する水分量が多くなると、そのまま滴下し、フィルタ内から水を排出することができる。
【０００６】
（請求項３の作用および効果）
フィルタの目の粗さが、空気取入口側端面側の方が空気排出口側端面側より粗いため、水が空気取入口側端面側から浸入しても抜けやすく、また、ガスセンサまで水が到達しにくい。
【０００７】
（請求項４の作用および効果）
空気通路内に、空気取入口とフィルタとの間で迷路構造が設けられていることから、この迷路構造で水の浸入を抑制することができる。
【０００８】
（請求項５の作用および効果）
空気通路は、空気取入口と迷路構造との間で、開口面積が最大に設けられて、かつ空気取入口側から内部に向かって開口面積が次第に小さくなる空気導入部を有することから、空気取入口より導入された空気の風速が効率的に内部で圧力に変換され、たとえ、フィルタの下流に迷路構造があっても、この圧力によって通気損失を抑制でき、フィルタを介してガスセンサまでガス検出に必要な空気を送ることができる。
【０００９】
（請求項６の作用および効果）
空気通路の空気排出口よりケース内部へ浸入した水分を、排水壁によってフィルタ側方に形成された排水用通路へ導いてケース外部へ排水することができる。
【００１０】
（請求項７の作用および効果）
空気通路の空気排出口からケース内部へ水分が浸入した場合でも、排水壁によって検知面の被水を防止することができる。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明の車両用ガス検出装置の一実施例を図１および図２に基づいて説明する。図１は車両用ガス検出装置の側面断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
本実施例の車両用ガス検出装置１（以下ガス検出装置１と略す）は、外気中のガス濃度（ＨＣ、ＮＯｘ等の臭いガス成分濃度）を検出するもので、その検出ガス濃度に対応した検出信号を車両に搭載されたＥＣＵ２（エレクトリックコントロールユニット／図３参照）へ出力する。ＥＣＵ２は、ガス検出装置１で検出されたガス濃度に応じて、内外気切替装置（図３参照）の内外気切替ダンパ３を駆動するアクチュエータ４へ制御信号を出力する。
【００１２】
なお、内外気切替装置は、図３に示すように、内外気切替箱５に形成された内気導入口５ａと外気導入口５ｂとを選択的に開閉する内外気切替ダンパ３と、この内外気切替ダンパ３を駆動するアクチュエータ４（例えばサーボモータ）より成る。内外気切替箱５は、車室内へ空気を導くダクト６の上流端に配置されて、送風機７のブロワケース７ａと一体に構成されている。
【００１３】
ガス検出装置１は、例えば、車両のフロントグリル（図示しない）とラジエータ（図示しない）との間に配設されて、ケース８の前面に設けられた取付フック８ａ（図１参照）を介してフロントグリルに取付けられている。なお、以下の説明で、ガス検出装置１のフロントグリルに対する取付方向の天、地を特定する時は、図１において、上方向が天方向、下方向が地方向をそれぞれ指示するものとする。
【００１４】
このガス検出装置１は、前記のケース８、セパレータ９、フィルタ１０、ガスセンサ１１、および回路基盤１２等より構成されている。
ケース８は、樹脂製のハウジング１３とカバー１４とから成る。
ハウジング１３は、箱形に設けられて、その下端部にハウジング１３の前面から後方（図１の右方）へ向かって空気（外気）を導入する外気導入路１５（本発明の空気導入部）が形成されている。
【００１５】
この外気導入路１５は、ハウジング１３の前面に開口する空気取入口１５ａで最も開口面積（通路断面積）が大きく、内部（後方）へ行くに従って次第に開口面積が小さくなるように形成されている。具体的には、外気導入路１５の上側通路面を形成するハウジング１３の通路壁１３ａが傾斜して設けられている。
ハウジング１３の側面には、ＥＣＵ２との接続を行うコネクタ１６（図２参照）が一体に設けられている。
【００１６】
カバー１４は、ハウジング１３の外周に嵌め合わされて、ハウジング１３の外周に設けられた爪１３ｂとカバー１４の外周に設けられたフック１４ａとの係合によってハウジング１３に組付けられている。
このカバー１４には、空気排出口１７、フィルタ押さえ部１８、押さえリブ１９、および水切壁２０が設けられている。
空気排出口１７は、カバー１４の上部両側（幅方向）にそれぞれ３か所ずつ設けられており（図２参照）、その空気排出口１７には、空気排出口１７からケース８内部へ水分が浸入するのを防止するための防水壁２１がカバー１４の内側へ入り込んで設けられている。
【００１７】
フィルタ押さえ部１８は、ケース８内部に収容されるフィルタ１０の上部側面１０ａ（本発明で言う空気排出口）を押さえて保持するもので、空気排出口１７より下方でカバー１４の内側へ窪んで形成されている。
押さえリブ１９は、フィルタ１０の下部側面１０ｂ（本発明で言う側面の空気取入口側）を部分的に押さえて保持するもので、フィルタ押さえ部１８の下方で、カバー１４の内側へ上下方向に延びて突設されている。
水切壁２０は、空気通路２２（後述する）を迷路構造とするためのもので、押さえリブ１９よりさらに下方で、カバー１４の内側へ幅方向に延びて突設されている。
【００１８】
セパレータ９は、外周に装着されるＯリング２３を介してハウジング１３の内部に組付けられて、ケース８の内部を回路基盤１２が配される基盤側と外気が流れる通路側とに区画する。そして、セパレータ９の通路側には、カバー１４との間に空気取入口１５ａと空気排出口１７とを連絡する空気通路２２（前記の外気導入路１５は空気通路２２の一部である）が形成される。
【００１９】
このセパレータ９には、連通孔２４、排水壁２５（図２参照）、フィルタ支持部（下述する）、および水切壁２６が設けられている。
連通孔２４は、基盤側から通路側へガスセンサ１１を通すための孔で、セパレータ９の中央上部に開けられている。
排水壁２５は、連通孔２４の左右両側にハの字形に形成されて、さらに端部がハウジング１３の内壁面に沿って延設されている。
【００２０】
フィルタ支持部は、フィルタ１０の上端面１０ｃ（本発明で言う空気排出口側端面）および下端面１０ｄ（本発明で言う空気取入口側端面）を支持してフィルタ１０の上下方向の位置を規制する４か所の突起２７と、フィルタ１０の左右側面１０ｅ、１０ｆを支持してフィルタ１０の左右方向の位置を規制する４か所の側壁２８（図２参照）から成る。但し、４か所の側壁２８の内、上部側の左右２か所の側壁２８は、前述の排水壁２５の端部がハウジング１３の内壁面に沿って延設された部位である。また、各側壁２８は、図２に示すように、ハウジング１３の内壁面との間に排水用通路２９を形成している。
水切壁２６は、カバー１４に設けられた水切壁２０とともに空気通路２２を迷路構造とするためのもので、セパレータ９の下部に幅方向に延びて突設されている。
【００２１】
フィルタ１０は、外気に含まれる塵芥を除去するもので、繊維状の素材を公知の手法で固めた内部に適度な空間を有する中実状に形成した全体として弾力性を有するものであって、セパレータ９の通路側で、上記の各突起２７および各側壁２８により直立した状態に保持されて、カバー１４に形成されたフィルタ押さえ部１８および押さえリブ１９によってセパレータ９との間に圧縮固定されている。即ち、フィルタ１０の上部側面１０ａでは、フィルタ押さえ部１８によって上部側面１０ａ全体が押圧された状態であるが、フィルタ１０の下部側面１０ｂでは、押さえリブ１９により部分的に押圧されている。
【００２２】
また、フィルタ１０の下部側面１０ｂは、押さえリブ１９によって押圧されることによって、空気通路２２の内壁面８ｂとの間に若干の隙間３２が形成されている（図１参照）。即ち、このフィルタ１０は、下端面１０ｄおよび下部側面１０ｂ（カバー１４との間に隙間３２が形成されている面）が空気の流入する流入側通気面として設けられ、上端面１０ｃが空気の流出する流出側通気面として設けられている。なお、フィルタ１０は、上端面１０ｃ及び下端面１０ｄの長さより、側面（上部側面１０ａと下部側面１０ｂ）の長さの方が長い。
【００２３】
ガスセンサ１１は、金属酸化物の半導体（例えば、主成分であるＳｎＯ２  に少量の貴金属を添付したもの）より成る検知素子（図示しない）と、この検知素子を高温に加熱するヒータ（図示しない）より構成されている。検知素子は、高温に保持された状態で検知面１１ａにガスが触れると電気抵抗値が変化する特性を有し、空気中のガス濃度を電気信号（電圧）として出力する。従って、空気中のガス濃度が高くなる程、ガスセンサ１１の出力電圧変化は大きくなる。
【００２４】
このガスセンサ１１は、回路基盤１２に取り付けられて、セパレータ９の連通孔２４より通路側へ取り出され、検知素子の検知面１１ａが空気通路２２に晒されている。なお、検知面１１ａの周囲（検知面１１ａ上）には、空気通路２２を流れる空気が一時的に滞留しやすいように、空気滞留空間３０が形成されている。
ガスセンサ１１と連通孔２４との間は、ガスセンサ１１の外周に装着されたグロメット３１によって気密にシールされている。
【００２５】
回路基盤１２は、ガスセンサ１１の検知信号（電圧）をデジタル処理する信号処理回路（図示しない）が形成されて、その信号処理回路でデジタル処理された信号（以下、検出信号と言う）をＥＣＵ２へ出力する。この回路基盤１２は、セパレータ９の基盤側に直立した状態で組付けられて、コネクタ１６に内蔵された端子（図示しない）に接続されている。
【００２６】
次に、本実施例の作用を説明する。
空気取入口１５ａより外気導入路１５へ流入した外気は、空気通路２２の迷路構造を蛇行しながら流れた後、フィルタ１０を通過することで塵芥が除去されて、空気滞留空間３０に一時的に滞留しながら空気排出口１７よりケース８外部へ流出する。ガスセンサ１１は、空気滞留空間３０に滞留する空気中のガス濃度を検出して、そのガス濃度に応じた検出信号をＥＣＵ２へ出力する。
【００２７】
ここで、フィルタ１０は、下部端面１０ｂとカバー１４の内壁面との間で所定の隙間３２を有し、下端面１０ｄ及び下部側面１０ｂの両方から空気が流入し、上端面１０ｃから空気が流出するようにしたから、ハウジング１３の空気取入口１５ａから水分が浸入した場合、フィルタ１０が被水し、フィルタ１０の下部側面１０ｂに水膜が形成され、この下部側面１０ｂから空気がフィルタ１０に導入されなくても、迂回路を形成することとなる、カバー１４との間に所定の隙間３２を有する下部側面１０ｂ側よりフィルタ１０に空気を導入することができるので、フィルタ１０の通気性が確保され、正確にガス濃度の検出を行うことができる。
【００２８】
また、空気を導入する外気導入路１５は、その空気取入口１５ａで開口面積が最大に設けられて、且つ空気取入口１５ａから内部へ向かって開口面積が次第に小さくなることから、空気取入口１５ａより導入された空気の風速が効率的に内部で圧力に変換され、たとえ、フィルタ１０の下流に迷路構造を構成する水切壁２０、２６があっても、この圧力によって、通気損失を抑制でき、フィルタ１０を介してガスセンサ１１までガス検出に必要な空気を送ることができる。
【００２９】
また、空気通路２２には、フィルタ１０の下方に空気の流れを蛇行させる迷路構造が設けられていることから、外気導入路１５より導入された空気中に水分が含まれている場合でも、迷路構造を構成する水切壁２０、２６で水分の浸入を防止することができる。つまり、迷路構造を水分を含んだ空気が下方から上方へ通り抜ける際に、水切壁２０、２６で水分が跳ね返されて下方へ落下し、そのまま外気導入路１５の空気取入口１５ａより排出される。
【００３０】
フィルタ１０が被水した時の水分は、フィルタ１０を構成する繊維の太さおよび単位体積当たりの目付け量を適度に調整することにより、水分がフィルタ１０全体へ拡散するのを防ぐことができる。つまり、フィルタ１０の上部側は、フィルタ押さえ部１８により押圧されて板厚方向に圧縮されているが、フィルタ１０の下部側では、押さえリブ１９により部分的に押圧されているのみで、その他の部位は圧縮されていない。即ち、フィルタ１０の下部側は、上部側と比較してフィルタ１０の目が粗くなること、およびフィルタ１０自体の適度な目付け量により、フィルタ１０の水分は、フィルタ１０全体に拡散することなく、水分の自重によってフィルタ１０の下端部に滞留することになる。
【００３１】
フィルタ１０の下部側面１０ｂに滞留する水分量が多くなると、そのまま滴下して空気取入口１５ａより排出される。これにより、フィルタ１０の下端面１０ｄは水膜が生成されて通気面として使用できないが、下部側面１０ｂが通気面として使用することができる。このため、フィルタ１０が被水した場合でも通気性が確保されて、ガスセンサ１１による正常なガス濃度の検出を行うことができる。
【００３２】
また、ガス検出装置１全体が被水してハウジング１３とカバー１４との嵌合隙間から水分がケース８内部へ浸入した場合には、フィルタ１０の側方に形成される排水用通路２９を通って排水することができる。
空気排出口１７に被水した場合には、空気排出口１７に設けられた防水壁２１によってケース８内部への浸入を防止することができる。仮に、水分が空気排出口１７よりケース８内部へ浸入しても、排水壁２５で受け止めて排水用通路２９へ流すことができるため、ガスセンサ１１の被水を防止することができる。
【００３３】
（変形例）
上記実施例では、フィルタ１０の下部側面１０ｂで、カバー１４の押さえリブ１９によって押圧されている側面を通気面とするために、カバー１４との間に若干の隙間３２を形成したが、セパレータ９との間に隙間を形成して、セパレータ９側の側面１０ｇ（下部側）を通気面としても良い。また、下部側面１０ｂ及び側面１０ｇとカバー１４およびセパレータ９との間にそれぞれ隙間を形成しても良い。
【００３４】
上記実施例では、ガス検出装置１で検出されたガス濃度に応じて、内外気切替装置を制御する例を示したが、ガス検出装置１を車室内に設置して、内気（車室内空気）のガス濃度を検出し、内気の汚染度が高くなった時に空気清浄器を作動させるように制御しても良い。または、内気の汚染度が高くなった時に外気モードが設定されるように内外気切替装置を制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用ガス検出装置の側面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】内外気切替装置の模式図である。
【符号の説明】
１    車両用ガス検出装置
８    ケース
８ｂ  内壁面
１０    フィルタ
１０ａ  上部側面（側面の空気排出口側）
１０ｂ  下部側面（側面の空気取入口側）
１０ｃ  上端面（空気排出口側端面）
１０ｄ  下端面（空気取入口側端面）
１０ｅ  左側面（側面）
１０ｆ  右側面（側面）
１１    ガスセンサ
１１ａ  検知面
１５    外気導入路（空気導入部）
１５ａ  空気取入口
１７    空気排出口
２２    空気通路
２５    排水壁
２９    排水用通路
３２    隙間
【図１】
0003627306.tif 000002
【図２】
0003627306.tif 000003
【図３】
0003627306.tif 000004