(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、Oリングの低温でのシール性を確保したまま、高温での圧縮永久歪の進行を抑え、到達温度が高い環境で使用できる圧力測定装置を提供することである。【解決手段】  上記課題を解決するために、本発明の圧力測定装置は、低温対応用の第１のOリングと高温対応用の第２のOリングとを備え、第２のOリングは第１のOリングより吸気管の内側に近い方へ配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる通路に取り付けられる流体の物理量測定装置において、
第１のOリングと、
前記第１のOリングよりも前記通路内壁側に位置するように設けられる第２のOリングと、を備え、
前記第２のOリングは、前記第１のOリングよりも高温での圧縮永久歪が少ない流体の物理量測定装置。
【請求項２】
前記第１のOリングは、前記第２のOリングよりも低温シール性のよい請求項１に記載の流体の物理量測定装置。
【請求項３】
第１のOリングと第２のOリングとの間にスリットを備える請求項１または２に記載の流体の物理量測定装置。
【請求項４】
第１のOリングが、前記通路に取り付けられる際に面シール構造となる請求項１乃至３の何れかに記載の流体の物理量測定装置。
【請求項５】
前記流体の物理量測定装置は、過給機とインタークーラとの間の圧力を測定する圧力測定装置である請求項１乃至４の何れかに記載の圧力測定装置。
【請求項６】
低温対応のOリングと、前記低温対応のOリングよりも圧力導入口側に配置される高温対応のOリングとを備える圧力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸排気システムに装着されて吸排気の圧力を検出する圧力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力測定装置は、例えば自動車用エンジンの吸気通路に搭載され、吸気の圧力を計測し、燃料噴射量の制御や、運転条件の最適化に用いられる。自動車用エンジン等においては低燃費化を図るために高精度に計測することが求められている。
【０００３】
上記のような圧力を計測する圧力測定装置はエンジンの吸気管などに開けられた穴に圧力導入口のみを挿入し、モジュール本体は吸気管の外に配置される。
【０００４】
大気圧１００kPaに対し、吸気管内は１０kPaから４００kPaの範囲で変化する。このため、吸気管に開けられた穴と圧力導入口との間は気密を保つためのシール材が必要である。
【０００５】
このような圧力測定装置の先行技術文献として、特許文献１（特願２００７―１６８３６１）には、圧力導入口の周囲にOリングをシール材として配置する構成となっている。
【０００６】
今までの自動車エンジンルーム内の環境温度は−４０℃から１３０℃の範囲であり、圧力測定装置のOリングも−４０℃から１５０℃の範囲で使用できるものが使われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２００７−１６８３６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年の自動車用エンジンでは過給機を備えた小型エンジンが普及してきている。これらのエンジンでは、エンジンルーム内の温度は従来と変わらず−４０℃から１３０℃の範囲であるが、圧力測定装置が測定する吸気温度は高温化してきている。
【０００９】
自動車エンジンの外気導入口から吸気バルブまでの吸気システムにはエアクリーナや過給機、インタークーラ、スロットルバルブなど前後に圧力差を生じる機器が配置されており、それら機器の区間ごとに圧力や温度が異なる。温度の面では過給機とインタークーラとの間の区間の温度が最も高く、１７０℃を超える場合がある。
【００１０】
近年、エンジン制御をより精密に行なう目的で、吸気システムのあらゆる区間での圧力測定の要求があり、吸気温度の高い過給機とインタークーラとの間の区間での圧力測定も要求に含まれる。
【００１１】
このような圧力測定装置の使用環境の高温化のため、従来のOリングでは圧縮永久歪の進行が早く、Oリングのシール性を製品寿命の期間を確保できなくなっている。
【００１２】
そこで、高温での圧縮永久歪の進行が少なくなるようにOリング材料の配合を変えることが考えられる。しかし、このように配合を変えると低温でのシール性が悪化するという問題が発生する。
【００１３】
また、高温時の圧縮永久歪の進行抑制と低温時のシール性を両立したゴム材もあるが、価格が非常に高価な特殊材料である、ガソリンなどの燃料や有機溶剤に弱い、など温度とは異なる面で不利な点がある。
【００１４】
発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、Oリングの低温でのシール性を確保したまま、高温での圧縮永久歪の進行を抑え、到達温度が高い環境で使用できる圧力測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の圧力測定装置は、低温対応用の第１のOリングと高温対応用の第２のOリングとを備え、第２のOリングは第１のOリングより吸気管の内側に近い方へ配置する構成になっている。
【００１６】
これにより吸気温度が高温の時は第２のOリングにより気密されている為、第１のOリングを高温気体から保護でき、低温時は第２のOリングの気密が不十分でも第１のOリングで気密を保つことができるため、吸気温度が高温になる測定環境でも使用できる圧力測定装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高価で特殊なOリングを使わなくても、−４０℃から１７０℃以上の高温までの温度範囲で吸気管に開けられた穴と圧力導入口との間シーリング特性を長期間確保できるため、吸気温度が−４０℃から１７０℃以上の環境で使用可能な圧力測定装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１による圧力測定装置の構成図
【図２】従来技術の実施形態例による圧力測定装置の構成図
【図３】従来技術の実施形態例による圧力測定装置の搭載図
【図４】本発明の実施例１による圧力測定装置の搭載図
【図５】本発明の実施例２による圧力測定装置の構成図
【図６】本発明の実施例３による圧力測定装置の構成図
【図７】本発明の実施例３による圧力測定装置の搭載図
【図８】本発明の実施例４による圧力測定装置の搭載図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
圧力測定装置は、例えば自動車用エンジンの吸気通路に搭載され、吸気の圧力計測に用いられる。
【００２０】
上記のような圧力測定装置はエンジンの吸気路などに開けられた穴に圧力導入口のみを挿入し、モジュール本体は吸気管の外に配置される。図３に従来の実施例による圧力測定装置の配置断面図を示す。図３で吸気通路の外側は自動車エンジンルーム内の環境であり温度は−４０℃から１３０℃の範囲である。吸気通路の内側は吸気通路内の環境であり、圧力測定装置１の圧力導入口５により圧力測定素子モジュールとつながっている。従来の圧力測定装置１は吸気通路内の温度も−４０℃から１３０℃の範囲の場所で使用されている。
【００２１】
吸気通路内の圧力は１０kPaから４００kPaの範囲で変化する。大気圧は約１００kPaであるため、吸気通路に開けられた穴と圧力導入口５との間は気密を保つためのシール材が必要である。従来の圧力測定装置では図２、図３に示すように、圧力導入口の周囲にOリングを１個、シール材として配置する構成となっている。従来の使用環境では圧力測定装置のOリングも−４０℃から１３０℃の範囲で使用できるものが使われている。
【００２２】
また、自動車のエンジンルームで使用されるので、ガソリンなどの燃料や有機溶剤、潤滑油、薬品等により劣化しないことが求められる。このため、自動車用の圧力測定装置ではOリングでは材料としてフッ素ゴム（FKM）やニトリルゴム（NBR）、水素化ニトリルゴム（HNBR）が主に用いられている。
【００２３】
しかし、近年過給機とインタークーラとの間のなど、吸気温度が１７０℃以上になる区間での圧力測定の要求がある。
【００２４】
そこで、圧力測定装置1に用いられるOリングも１７０℃以上の吸気温度範囲で使用できるものが要求される。
【００２５】
Oリングの使用温度範囲で重要な特性は、高温での圧縮永久歪が少ないことと、低温でシール性が確保できることである。
【００２６】
FKMの材料ラインナップやNBRの材料ラインナップ、HNBRの材料ラインナップからでは−４０℃から１７０℃の温度範囲で使用できる材料が無い。高温での圧縮永久圧縮歪が少ない材料は低温でのシール性が確保できず、低温でのシール性が確保できる材料は高温での圧縮永久歪が大きくなるからである。
【００２７】
以上を鑑みて、本発明における実施例を、図面を用いて以下に詳述する。
【実施例１】
【００２８】
図1に示すように、材料の異なる第１のOリング２と第２のOリング１を備え、−４０℃から１７０℃の吸気温度範囲で製品寿命を満たす期間シール性を確保できる構成とした。本構成では第１のOリング２は低温でのシール性が優れたOリングであり、第２のOリング３は高温での圧縮永久圧縮歪が少ないOリングである。
【００２９】
図４に本発明の圧力測定装置を吸気通路１０に配置した実施例の断面図を示す。
【００３０】
例えば、圧力測定装置の使用温度環境が、吸気温度範囲が−４０℃から１７０℃で、吸気通路の外側であるエンジンルーム内の温度範囲が−４０℃から１３０℃の場合、図4では吸気通路壁内側面１２の温度範囲が−４０℃から１７０℃で、吸気通路壁外側面１１の温度範囲が−４０℃から１３０℃である。
【００３１】
このため、圧力測定装置が使用される最高温度時では第１のOリング２と第２のOリング３とでは温度が異なる。第１のOリング２は吸気通路壁外側面１１に近く、また、圧力測定装置１と吸気通路１０との隙間にも１３０℃の外気が到達する為、ほぼ１３０℃である。第２のOリング３は吸気通路壁内側面１２に近く、また、圧力測定装置１と吸気通路１０との隙間にも１７０℃の吸気が到達する為、ほぼ１７０℃である。
【００３２】
一方、低温の使用条件は、低温外気時のエンジン始動直後の条件となる為、吸気温度と外気温度はどちらも−４０℃である。
【００３３】
これらの温度条件から、第１のOリング２は１７０℃などの高温での圧縮永久歪は大きいが低温でのシール性を確保できる物を使い、第２のOリング３には低温でのシール性は確保できないが高温での圧縮永久歪の少ないOリングを用いる構成とすることで−４０℃から１７０℃で使用できる圧力測定装置を実現できる。
【００３４】
言い換えると、低温対応のOリングと、低温対応のOリングよりも圧力導入口側に配置される高温対応のOリングとを備えることで、−４０℃から１７０℃で使用できる圧力測定装置を実現できる。
【実施例２】
【００３５】
本発明の実施例２を、図５を用いて説明する。なお、実施例１と同様の構成については説明を省略する。
【００３６】
図５に示すように、圧力装置７は、第１のOリング２と第２のOリング３との間にスリット８が設けられている。スリット８により、第１のOリング２と第２のOリング３との間の熱的な絶縁が向上可能となる。外気温が１３０℃、吸気温が１７０℃である場合、第１のOリング２の温度が上がらないように吸気側からの熱が伝わりにくくすることが可能となり、第１のOリングが高温に曝されることを抑制可能となる。すなわち、高温の空気は第２のOリング３で遮断され、高温に晒された第２のOリング３からの熱が圧力測定装置の筐体を経由して第１のOリング２へ伝わるのをスリット８があることで防ぐことができる。
【実施例３】
【００３７】
本発明の実施例３を、図６を用いて説明する。なお、実施例１と同様の構成については説明を省略する。
【００３８】
図６に示すように、第１のOリング２２を平面シール構造にした。図７は、圧力測定装置９を吸気通路１０に配置した場合の平面シール構造の様子を示す。図１、図２の様なピストンシール構造の場合、吸気通路１０の穴に挿入することでシールするのに対し、平面シール構造の場合、圧力測定装置９を吸気通路１０にネジなどで押し付ける必要がある。一方で、第１のOリング２２は吸気通路壁外側面１１に接するため、第１のOリング２２が吸気通路内を流れる吸気から離れて吸気通路外の外気に近くなること、第２のOリング３からより離すことが可能となる。そのため、第１のOリング２への高温吸気からの影響が小さくなる利点がある。
【実施例４】
【００３９】
本発明の実施例４を、図８を用いて説明する。なお、実施例１、２、３と同様の構成二ついては、説明を省略する。
【００４０】
図８は、実施例３の平面シール構造に、実施例２のスリット８を組み合わせた構造である。それぞれの利点を備えていて、第１のＯリング２２への熱の影響を抑制することが可能となる。吸気通路への実装は図７と同様となるため省略する。
【００４１】
以上の各実施例では、吸気通路の搭載を例に示したが、当然ながら排気通路へも適用可能である。また、圧力装置を例に示したが、その他流体の物理量を測定する装置に適用することを妨げず、同様の作用効果を示す。
【符号の説明】
【００４２】
１…本発明の圧力測定装置
２…第１のOリング
３…第２のOリング
４…圧力測定素子モジュール
５…圧力導入口
６…従来の圧力測定装置
７…第１のOリングと第２のOリングとの間にスリットを設けた本発明の圧力測定装置
８…スリット
９…第１のOリングを平面シール構造とした本発明の圧力測定装置
１０…吸気通路壁
１１…吸気通路壁外側面
１２…吸気通路壁内側面
２２…第１のOリング
９９…第１のOリングを面シール構造とし、第１のOリングと第２のOリングとの間にスリットを設けた本発明の圧力測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018077070.tif 000009
【図８】
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