(57)【要約】【課題】大型化を抑制しつつ、燃料性状を高精度且つ高応答性で検出することが可能な燃料性状センサを提供する。【解決手段】外側第２電極４１に軸Ａを挟んで１８０度対向するように２つの開口部４１ｂを設けるとともに、外側第２電極４１の外周面に２つの開口部４１ｂのうちの一方に隣接して外側第２電極４１の軸Ａに沿って翼部４１ａを設けた。燃料流れにより、第２電極４は、初期位置の如何によらず必ず２つの開口部４１ｂをつなぐ直線が燃料流れ方向と平行になる位置まで回転し停止するので、２つの開口部４１ｂを介して、燃料中のエタノール濃度を検出するための検出空間である外側第２電極４１と第１電極３との間の空間内には常に新鮮な燃料が存在することになる。これにより、エタノール濃度をリアルタイムで時々刻々正確に検出することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料配管に取り付けられている燃料性状センサであって、
前記燃料配管に固定されている基部と、
燃料中に浸漬されるように前記基部に固定されている検出部と、を備え、
前記検出部は、円筒状に形成されその軸方向の一端が前記基部に固定されている第１電極と、前記第１電極の外周側に配置されてなる第２電極とから構成され、
前記第１電極と前記第２電極の軸方向は前記燃料配管内における燃料の流動方向と交差し、
前記第２電極は前記第１電極の周りに回転可能に保持され、
前記第２電極は導通手段を介して前記基部に固定されている固定電極に導通され、
前記第２電極には前記第２電極の内周面と前記第１電極の外周面とにより囲まれる空間と前記燃料配管内部空間とを連通する開口部が複数個設けられ、
前記第２電極が備える複数個の前記開口部のうち一方と他方は前記第２電極の軸を挟んで形成され、
前記第２電極の外周面には前記第２電極の軸と前記開口部のうち一方から他方に向かう方向とに沿った板状部材が設けられ、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づいて前記燃料の性状を測定することを特徴とする燃料性状センサ。
【請求項２】
前記板状部材は、前記開口部のうち一方あるいは他方に隣接して形成されることを特徴とする請求項1に記載の燃料性状センサ。
【請求項３】
前記第２電極は、互いに同軸上の二重円筒状に形成され且つ前記二重円筒の間に前記第１電極が同軸上に配置されてなり、
前記第２電極は、円筒状に形成され且つ前記第１電極の外周側に配置される外側第２電極と、円筒状に形成され且つ前記第１電極の内周側に配置され且つ前記外側第２電極と導通されている内側第２電極とから構成され、
前記外側第２電極と前記内側第２電極とは一体的に結合されることを特徴とする請求項１または請求項２のどちらか一方に記載の燃料性状センサ。
【請求項４】
前記固定電極は、前記第１電極の内周側に前記第１電極と同軸上に配置されてその一端が前記基部に固定されている検出部の一部であって、
前記第１電極、前記第２電極および前記固定電極の軸方向は前記燃料配管内における燃料の流動方向と交差し、
前記第１電極と前記第２電極および前記固定電極との間の静電容量に基づいて前記燃料の性状を測定することを特徴とする請求項１または請求項２のどちらか一方に記載の燃料性状センサ。
【請求項５】
前記導通手段は前記第２電極の円滑な回転が可能であるような柔軟性を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の燃料性状センサ。
【請求項６】
前記導通手段は導電性材質から形成された撚線であることを特徴とする請求項５に記載の燃料性状センサ。
【請求項７】
前記導通手段は前記第２電極の円滑な回転が可能であるような柔軟性を備え、前記固定電極の外周と前記内側第２電極の内周の間に配設される環状板ばねであることを特徴とする請求項３に記載の燃料性状センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料性状、たとえばガソリンとエタノールの混合燃料中におけるエタノール濃度等、を検出するための燃料性状センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料性状センサとして、たとえば、液体を流す導電性パイプ内にセンサ用導体を挿入して、このセンサ用導体とパイプの一部とによりコンデンサを形成し、その静電容量を測定しそれに基づいて液体の比誘電率等を求めるものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の従来の燃料性状センサとして、たとえば、パイプ内の燃料流路中に対向配置された一対の電極、つまり中心電極とこの中心電極の外周側に配置された円筒上の側方電極との間の静電容量を測定する構成としたものがある（特許文献２参照）。この燃料性状センサにおいては、側方電極に流路方向に開口部を設けている。
【特許文献１】実開平３−６１５６３号公報
【特許文献２】実開平１−１６３８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料性状センサに求められる重要な機能として、燃料流路を流れる燃料、すなわち燃料性状センサを通過する燃料の性状を高精度且つ高応答性で検出できることがある。
【０００５】
特許文献１に開示される従来の燃料性状センサでは、センサ用導体は、パイプに流路から逸れて形成された袋小路状部内に配置されている。このため、コンデンサの電極としてのセンサ用導体とパイプの一部との間に存在する燃料は、この部分に滞留しやすい。このため、燃料性状センサ近傍を通過する燃料の性状を時々刻々リアルタイムで検出すること、すなわち、燃料性状を高精度且つ高応答性で検出することが困難である。
【０００６】
一方、特許文献２に開示される従来の燃料性状センサでは、開口部を介して側方電極と中心電極との間の空間を燃料が常に流れるようにしている。しかし、開口部の方向を流路方向と一致させる必要がある。このために、燃料性状センサを燃料流路形成部材、たとえば配管等に取り付ける場合に何らかの位置決め手段を設けると、組み付け作業性が悪化する。あるいは、燃料性状センサに燃料流路を設けておき、側方電極の開口部と流路方向を固定する構成とすると、燃料性状センサの体格が大きくなってしまう。この問題を解消するために、たとえば、側方電極にその周方向に複数の開口部を設けて、燃料性状センサの取り付け位置が変動しても複数の開口部のいずれかがかならず流路方向と一致するような構成が考えられる。しかし、この場合、側方電極は、多数の開口部が設けられることによりの電極として作用する面積が減少し静電容量が減少して、燃料性状検出精度が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、大型化を抑制しつつ、燃料性状を高精度且つ高応答性で検出することが可能な燃料性状センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の燃料性状センサは、燃料配管に取り付けられている燃料性状センサであって、燃料配管に固定されている基部と、燃料中に浸漬されるように基部に固定されている検出部と、を備え、検出部は、円筒状に形成されその軸方向の一端が基部に固定されている第１電極と、第１電極の外周側に配置されてなる第２電極とから構成され、第１電極と第２電極の軸方向は燃料配管内における燃料の流動方向と交差し、第２電極は第１電極の周りに回転可能に保持され、第２電極は導通手段を介して基部に固定されている固定電極に導通され、第２電極には第２電極の内周面と第１電極の外周面とにより囲まれる空間と燃料配管内部空間とを連通する開口部が複数個設けられ、第２電極が備える複数個の開口部のうち一方と他方は第２電極の軸を挟んで形成され、第２電極の外周面には第２電極の軸と開口部のうち一方から他方に向かう方向とに沿った板状部材が設けられ、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づいて前記燃料の性状を測定することを特徴としている。
【００１０】
上述の構成において、燃料配管内の燃料流れが燃料性状センサに至ると、燃料は第２電極の外周面に沿って流れて第２電極に設けられている板状部材に当たり、板状部材には燃料による流体力が作用する。板状部材に作用する流体力により第２電極に回転トルクが生じる。第２電極に生じる回転トルクの大きさは、板状部材の面沿い方向が燃料配管中の燃料流れの主流方向と直交するときに最大となり、板状部材の面沿い方向が燃料配管中の燃料流れの主流方向と平行である状態で最小となる。ここで、燃料流れの主流方向とは、燃料配管の軸方向に沿う方向であり、燃料配管内において燃料性状センサよりも上流側から下流側に向かう方向である。以上により、燃料配管中を燃料が流れると、第２電極は板状部材に作用する流体力により回転し、板状部材の面沿い方向が燃料配管中の燃料流れの主流方向と平行となる位置で停止する。たとえば、第２電極が右回転して板状部材の面沿い方向が燃料配管中の燃料流れの主流方向と平行となる位置に至り、その位置からさらに回転すると、今度は、板状部材に作用する流体力による回転トルクは左回転方向となり、第２電極は左回転して板状部材の面沿い方向が燃料配管中の燃料流れの主流方向と平行となる位置で停止する。
【００１１】
ところで、上述の構成において、板状部材は、第２電極の外周面に第２電極の軸と開口部のうち一方から他方に向かう方向とに沿う平面状に形成されている。このため、第２電極が上述した位置、つまり板状部材が燃料流れの主流方向と平行となる位置で安定して停止しているときには、第２電極に形成された開口部のうち一方から他方に向かう方向は、燃料流れの主流方向と平行となる。これにより、第２電極の内周面と第１電極の外周面とにより囲まれる空間、すなわち燃料性状を検出するコンデンサを形成する空間内に、開口部のうちの一方を介して燃料が確実に流入し他方の開口部から流出する。すなわち、燃料性状を検出するコンデンサを形成する空間内に燃料を確実に常時通過させることができる。すなわち、燃料性状センサの検出部の周囲に常に新鮮な燃料が存在することになる。したがって、燃料性状を高い応答性で検出することが可能となる。
【００１２】
また、このような構成とすることにより、燃料性状センサが燃料配管に取り付けられた直後において、第２電極の位置、つまり軸に対する角度位置がどのようであっても、燃料流れの流体力によって、第２電極を、板状部材の面沿い方向が燃料配管中の燃料流れの主流方向と平行となる位置に安定して停止させ、燃料性状を検出するコンデンサを形成する空間内に開口部を介して燃料を確実に流入・流出させることができるので、燃料性状センサの体格増大を抑制しつつ、燃料性状を高い応答性で検出することが可能となる。
【００１３】
以上により、大型化を抑制しつつ、燃料性状を高精度且つ高応答性で検出することが可能な燃料性状センサを実現することができる。
【００１４】
この場合、本発明の請求項２に記載の燃料性状センサのように、板状部材を、開口部のうち一方あるいは他方に隣接して形成する構成とすれば、板状部材が燃料流れから受ける力の作用で第２電極が回転し、板状部材が燃料流れの主流方向と平行となる位置で安定して停止したときに、確実に、第２電極の開口部のうち一方が燃料配管の上流側に対向して開口し、他方が燃料配管の下流側に対向して開口することになる。これにより、燃料性状センサの装着時における第２電極の角度位置如何に係らず、燃料流動中において第２電極の内周面と第１電極の外周面とにより囲まれる空間に確実に燃料を流すことができる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の燃料性状センサは、第２電極は、互いに同軸上の二重円筒状に形成され且つ二重円筒の間に第１電極が同軸上に配置されてなり、第２電極は、円筒状に形成され且つ第１電極の外周側に配置される外側第２電極と、円筒状に形成され且つ第１電極の内周側に配置され且つ外側第２電極と導通されている内側第２電極とから構成され、外側第２電極と内側第２電極とは一体的に結合されることを特徴している。
【００１６】
上述の構成によれば、外側第２電極の内周面と第１電極の外周面とにより囲まれる空間、および第１電極の内周面と内側第２電極の外周面とにより囲まれる空間の２つの空間を、燃料性状を検出するコンデンサを形成する空間として作用させることができる。言い換えると、各電極の対向面積を増大させて、コンデンサとしての容量を増大させることができる。これにより、燃料性状センサとしての検出信号を高めて、検出精度を高めることができる。
【００１７】
以上により、大型化を抑制しつつ、燃料性状を高精度且つ高応答性で検出することが可能な燃料性状センサを実現することができる。
【００１８】
この構成に対して、本発明の請求項７に記載の燃料性状センサのように、導通手段を第２電極の円滑な回転が可能であるような柔軟性を備えた環状板ばねから形成して、この環状板ばねを固定電極の外周と内側第２電極の内周の間に配設する構成としてもよい。この場合、環状板ばねは固定電極の外周と内側第２電極の内周の間に弾性変形しつつ装着され、この弾性力により、環状板ばねは固定電極の外周および内側第２電極の内周に所定の面圧を発生して接触し、それにより第２電極および固定電極間の導通が得られる。すなわち、導通手段を何らかの手段、たとえば溶接、かしめ等により接続することなしに、容易且つ確実に電気的導通を確保することができる。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の燃料性状センサは、固定電極は、第１電極の内周側に第１電極と同軸上に配置されてその一端が基部に固定されている検出部の一部であって、第１電極、第２電極および固定電極の軸方向は燃料配管内における燃料の流動方向と交差し、第１電極と第２電極および固定電極との間の静電容量に基づいて前記燃料の性状を測定することを特徴としている。
【００２０】
上述の構成によれば、第２電極の内周面と第１電極の外周面とにより囲まれる空間、および第１電極の内周面と固定電極の外周面とにより囲まれる空間の２つの空間を、燃料性状を検出するコンデンサを形成する空間として作用させることができる。言い換えると、各電極の対向面積を増大させて、コンデンサとしての容量を増大させることができる。これにより、燃料性状センサとしての検出信号を高めて、検出精度を高めることができる。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の燃料性状センサは、導通手段は第２電極の円滑な回転が可能であるような柔軟性を備えることを特徴としている。
【００２２】
上述の構成によれば、第２電極を、板状部材の面沿い方向が燃料配管中の燃料流れの主流方向と平行となる位置まで滑らか且つ確実に回転させることができる。
【００２３】
本発明の請求項６に記載の燃料性状センサは、導通手段は導電性材質から形成された撚線であることを特徴としている。
【００２４】
上述の構成によれば、撚線は柔軟性が高いので、第２電極の回転を妨げずに、第２電極と固定電極との良好な電気的導通を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る燃料性状センサの実施の形態について、自動車に搭載される燃料性状センサ１に適用した場合を例に、図を参照して説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
燃料性状センサ１は、図１に示すように、燃料タンク（図示せず）内の燃料をエンジン（図示せず）へ供給する燃料配管１００に取り付けられている。すなわち、燃料性状センサ１は、燃料性状センサ１の基材であるホルダ２が燃料配管１００に設けられたボス部１０２にＯ−リング１０３を介して螺子締結により固定されている。燃料配管１００内の燃料通路１０１を燃料が流れると、燃料性状センサ１の検出部、すなわち後述する各電極３、４、５は燃料中に浸漬される。
【００２７】
ここで、燃料配管１００中を流れる燃料について説明する。本実施形態において燃料としてはガソリンとアルコールであるエタノールの混合液が用いられている。ガススタンドにおいて供給可能な燃料としては、エタノール濃度が所定値に調整されたガソリンとエタノールの混合液のほかに、エタノールを含まないガソリン１００％もある。このため、燃料タンク内に貯蔵される燃料のエタノール濃度は広範に変動することになる。このような燃料を用いながら、エンジン（図示せず）の作動状態を常に適正とする、たとえば所望のトルクを発生しつつ排出ガス中の有害成分量が最小となるような状態で運転するためには、燃料性状、すなわち燃料に含まれるエタノール濃度を検出し、それに基づいてエンジンの制御パラメータである燃料噴射量、噴射時期等を適切に制御する必要がある。燃料性状センサ１は、このような目的で用いられている。
【００２８】
以下に、本発明に係る燃料性状センサ１の構成について説明する。
【００２９】
燃料性状センサ１は、大きくは、基材であるホルダ２と、ホルダ２に固定され燃料中に浸漬されてエタノール濃度を検出する検出部としての各電極３、４、５から構成されている。燃料性状センサ１は、エタノール濃度を、第１電極３および第２電極４間の静電容量として検出している。
【００３０】
ホルダ２は、たとえば樹脂材料から形成されている。樹脂材料としては、電気絶縁性が高く且つ燃料に触れても安定な材質が用いられている。ホルダ２には、図１に示すように、コネクタ部２ａが設けられている。コネクタ部２ａにおいては、図１に示すように、導電性金属から形成された４本のターミナル９１〜９４がホルダ２外へ露出している。各ターミナル９１〜９４は、ホルダ２内部において、第１電極３、固定電極５、サーミスタ６に接続されている。固定電極５は、後述する導通手段としてのフレキシブル撚線７により第２電極４に接続されている。したがって、コネクタ部２ａに外部の電気配線のコネクタ（図示せず）が結合されると、第１電極３、第２電極４およびサーミスタ６が外部の電気回路（図示せず）に接続される。ホルダ２は、図１に示すように、結合部２ｂを備えている。結合部２ｂの外周にはオネジ（図示せず）が形成され、このオネジが燃料配管１００のボス部１０２に形成されたメネジ（図示せず）と螺合することにより、燃料性状センサ１が燃料配管１００に取り付けられる。ここで、ホルダ２と燃料配管１００のボス部１０２との間には、図１に示すように、Ｏ−リング１０３が装着されている。このＯ−リング１０３により、燃料性状センサ１の取り付け部の気密が維持される。
【００３１】
検出部は、３種類の電極である第１電極３、第２電極４、固定電極５から構成されている。以下に各電極３、４、５について説明する。
【００３２】
第１電極３は導電性金属から円筒形に形成され、その軸方向の一端が、図１に示すように、ホルダ２に固定されている。第１電極３は、図１に示すように、導線によりターミナル９１に接続されている。
【００３３】
固定電極５は、導電性金属から有底円筒状に形成され、その軸方向の一端である開放端側が、図１に示すように、ホルダ２に固定されている。固定電極５は、図１に示すように、導線によりターミナル９２に接続されている。固定電極５の筒内には、図１に示すように、温度検出手段としてのサーミスタ６が配置されている。
【００３４】
サーミスタ６は、その先端を固定電極５の底部に密着させて固定されており、固定電極５の底部は燃料に直接触れている。これにより、サーミスタ６は燃料温度を正確に検出することができる。サーミスタ６の電極に接続されたリード６１、６２は、図１に示すように、導線によりターミナル９３、９４にそれぞれ接続されている。
【００３５】
第２電極４は、導電性金属から円筒状に形成され且つ第１電極３の外周側に配置される外側第２電極４１と、円筒状に形成され且つ第１電極３の内周側に配置され且つ外側第２電極４１と導通されている内側第２電極４２とから構成されている。外側第２電極４１と内側第２電極４２とは、図１に示すように、連結部４３を介して一体的に結合されている。第２電極４は、その軸Ａ周りに回転可能にホルダ２に保持されている。すなわち、内側第２電極４２の内周側に固定電極５が嵌合している。両者の間には、第２電極４が滑らかに回転可能な隙間が形成されている。固定電極５のホルダ２とは反対側の先端部には、図１に示すように、ストッパ８が固定されている。ストッパ８は、第２電極４がその軸方向においてホルダ２から離れる方向へ移動することを規制している。第２電極４は、導通手段としてのフレキシブル撚線７を介して、固定電極５と導通されている。これにより、第２電極４は固定電極５と同電位となっている。すなわち、第２電極４は、固定電極５を介してターミナル９２に導通している。
【００３６】
フレキシブル撚線７は、たとえば複数の細い導線を紐状に編む等して形成されて柔軟な性質を有している。フレキシブル撚線７と固定電極５との接続点、およびフレキシブル撚線７と第２電極４との接続点を結ぶ直線長さに対して、フレキシブル撚線７の実際の長さを長くしてあり、これにより、第２電極４の回転可能角度は最大３６０度程度に設定されている。
【００３７】
第２電極４の外側第２電極４１には、外側第２電極４１の内周面と第１電極３の外周面３１とにより囲まれる空間Ｓと前記燃料配管内部空間Ｐとを連通する開口部４１ｂが複数個、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１においては、図１に示すように２個、設けられている。また、外側第２電極４１の外周面には、図１に示すように、外側第２電極４１の軸Ａに沿って板状部材としての翼部４１ａが設けられている。２個の開口部４１ｂのうち一方は、図２に示すように、翼部４１ａに隣接して設けられ、他方の開口部４１ｂは、外側第２電極４１の軸Ａを挟んで翼部４１ａと反対側に形成されている。すなわち、両開口部４１ｂは、外側第２電極４１の軸Ａを中心として回転対照関係にある。
【００３８】
ここで、翼部４１ａは、外側第２電極４１をプレス加工等により打ち抜いて開口部４１ｂを形成する際に、外側第２電極４１の打ち抜かれた部分により形成されている。しかし、翼部４１ａの形成方法は、このような方法に限る必要はなく、外側第２電極４１とは別部品として形成し、それを何らかの接合方法により外側第２電極４１に固定する構成としてもよい。
【００３９】
次に、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１の作動、すなわちエタノール濃度検出作動について説明する。
【００４０】
第１電極３および第２電極４は両者の間に燃料が充満した状態で或る静電容量を有するコンデンサＣｓを形成している。このコンデンサＣｓは、図３に示すＬＣ発振回路２００中に接続されている。このＬＣ発振回路２００は、コンデンサＣｓ、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、コイルＬを備え、各コンデンサＣｓ、Ｃ１、Ｃ２の容量、コイルＬのインダクタンスにより決まる所定の発信周波数で発振する。エタノールの誘電率はガソリンの誘電率よりも大きい（約１０倍)ので、燃料中のエタノール濃度が高くなるほど燃料の誘電率は大きくなる。コンデンサＣｓの容量は、燃料の誘電率が大きいほど大きくなる。つまり、エタノール濃度が高くなるほど、コンデンサＣｓの容量が大きくなる。一方、ＬＣ発振回路２００の発振周波数は、コンデンサＣｓの容量が大きくなるほど低くなる。すなわち、燃料中のエタノール濃度が高くなるほどＬＣ発振回路２００の発振周波数は低くなる。以上により、ＬＣ発振回路２００の発振周波数を測定することにより、燃料中のエタノール濃度を検出することができる。
【００４１】
次に、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１の特徴、すなわち第２電極４を先に説明した形状に構成したことの効果について説明する。
【００４２】
本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１の燃料配管１００への取り付けが完了した状態において、外側第２電極４１の軸Ａに対する翼部４１ａの角度およびそれに対応して決まる両開口部４１ｂを結ぶ直線と燃料通路１０１における燃料流れ方向とのなす角度は様々である、つまり不定である。
【００４３】
たとえば、燃料性状センサ１の燃料配管１００への取り付けが完了した状態において、外側第２電極４１と燃料通路１０１における燃料流れ方向との角度関係が、図４に示す角度である場合を考える。この状態で、燃料が、燃料通路１０１を、図４中の白抜き矢印で示す方向に流れ始めると、燃料流れが翼部４１ａに衝突し、翼部４１ａに流体力Ｆが図４中の矢印で示す方向に作用する。この流体力Ｆにより第２電極４に時計回り方向の回転トルクが生じる。この回転トルクにより、第２電極４は、図４に示す位置から、図４中の矢印Ｒで示すように、時計回りに回転する。ところで、翼部４１ａに作用する流体力Ｆの大きさは、翼部４１ａが燃料流れ方向と直交するときに最大となり、翼部４１ａが燃料流れ方向と平行のときに最小、つまりほぼ０となる。第２電極４が図４に示す位置から時計回りに回転していくと、翼部４１ａが燃料流れ方向と成す角度θがだんだん小さくなり、それに連れて第２電極４に生じる回転トルクの大きさも減少していく。やがて、第２電極４が図２に示す位置、すなわち、翼部４１ａが、第２電極４の軸Ａよりも燃料流れ方向下流側且つ燃料流れ方向と平行である位置に至ると、第２電極４に生じる回転トルクの大きさがほぼ０となり、第２電極４の回転運動が停止する。この状態において、２つの開口部４１ｂをつなぐ直線は燃料流れ方向と平行になる。このため、２つの開口部４１ｂを介して、燃料が外側第２電極４１と第１電極３との間の空間内を通過する。言い換えると、燃料中のエタノール濃度を検出するための検出空間内には常に新鮮な燃料が存在することになる。これにより、燃料配管１００において燃料性状センサ１取り付け部を通過する燃料のエタノール濃度をリアルタイムで時々刻々正確に検出することが可能となる。
【００４４】
ところで、第２電極４が図２に示す位置にあるときに、何らかの外力を受けて第２電極４が軸Ａ周りに回転した場合、つまり翼部４１ａが燃料流れ方向と平行ではなくなった場合、翼部４１ａに流体力が作用して、第２電極４を元の位置、すなわち図２に示す位置に戻すような回転トルクが発生し、第２電極４は図２に示す位置に戻る。
【００４５】
また、燃料性状センサ１の燃料配管１００への取り付けが完了した時点における外側第２電極４位置が、図５に示す位置、つまり翼部４１ａが、第２電極４の軸Ａよりも燃料流れ方向上流側且つ燃料流れ方向と平行である位置である場合は、２つの開口部４１ｂをつなぐ直線が燃料流れ方向と平行であり、２つの開口部４１ｂを介して燃料が外側第２電極４１と第１電極３との間の空間内を通過するので、燃料のエタノール濃度をリアルタイムで時々刻々正確に検出することが可能となる。しかしながら、この状態においては、何らかの外力を受けて第２電極４が軸Ａ周りに回転すると、つまり翼部４１ａが燃料流れ方向と平行ではなくなると、それにより翼部４１ａに作用する流体力により第２電極４に生じる回転トルクの方向は、第２電極４を、当初の位置より遠ざかる方向となる。すなわち、燃料性状センサ１の燃料配管１００への取り付けが完了した時点における外側第２電極４位置が、図５に示す位置であるときは、第２電極４の角度位置としては不安定であり、なんらかの外力でわずかに回転すると、元の位置とは反対方向にさらに回転する。そして、第２電極４が図２に示す位置まで回転すると回転トルクはほぼ０となり、第２電極４が停止する。すなわち、翼部４１ａが第２電極４の軸Ａよりも燃料流れ方向下流側且つ燃料流れ方向と平行である位置は、燃料が流れているときの、第２電極４の安定位置である。
【００４６】
以上説明したように、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１では、外側第２電極４に軸Ａを挟んで１８０度対向するように２つの開口部４１ｂを設けるとともに、外側第２電極４１の外周面に２つの開口部４１ｂのうちの一方に隣接して外側第２電極４１の軸Ａに沿って翼部４１ａを設けた。これにより、燃料性状センサ１の燃料配管１００への取り付けが完了した時点において、外側第２電極４の位置、つまり軸Ａ周りの角度位置、詳しくは２つの開口部４１ｂの位置が燃料通路１０１における燃料流れ方向とどのような関係にあっても、一旦燃料が流れ始めると、第２電極４は、図４に示す位置、つまり２つの開口部４１ｂをつなぐ直線が燃料流れ方向と平行になる位置まで回転し、その後は安定してその位置を維持し続けることになる。すなわち、２つの開口部４１ｂを介して、燃料が外側第２電極４１と第１電極３との間の空間内を通過することになり、燃料中のエタノール濃度を検出するための検出空間である外側第２電極４１と第１電極３との間の空間内には常に新鮮な燃料が存在することになる。これにより、燃料配管１００において燃料性状センサ１取り付け部を通過する燃料のエタノール濃度をリアルタイムで時々刻々正確に検出することが可能となる。したがって、ホルダ２を燃料配管１００にねじ込むという簡易な取り付け構造により体格大型化を抑制しつつ、高精度で燃料中のエタノール濃度を検出可能な燃料性状センサ１を実現することができる。
【００４７】
また、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１では、第２電極４を二重円筒状に形成し、この二重円筒の間に第１電極３を同軸上に配置している。これにより、外側第２電極４１の内周面と第１電極３の外周面３１とにより囲まれる空間、および第１電極３の内周面３２と内側第２電極４２の外周面とにより囲まれる空間の２つの空間を、エタノール濃度を検出するコンデンサＣｓを形成する空間として作用させることができる。言い換えると、各電極３、４の対向面積を増大させて、コンデンサＣｓの容量を増大させることができる。これにより、燃料性状センサ１としての検出信号レベルを高めて、エタノール濃度の検出精度を高めることができる。
【００４８】
また、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１では、回転可能な第２電極４を固定電極５と導通させるための導通手段として、柔軟なフレキシブル撚線７を用いている。これにより、第２電極４の回転運動を妨げることなく第２電極を固定電極５と導通させて、第１電極３と第２電極４とによりエタノール濃度を検出するコンデンサＣｓを形成させることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による燃料性状センサ１では、本発明の第２実施形態による燃料性状センサ１に対して、回転可能な第２電極４を固定電極５と導通させるための導通手段およびその設置部位を変更している。
【００５０】
本発明の第２実施形態による燃料性状センサ１では、図６に示すように、導通手段を環状板ばね１１により構成するとともに、この環状板ばね１１を内側第２電極４２と固定電極５との間の隙間に挿入している。
【００５１】
環状板ばね１１は、柔軟な弾性に富む金属の薄板、たとえば燐青銅あるいはベリリウム銅等の薄板から形成されている。環状板ばね１１は、図７に示すように、細長い帯を波状に曲げたばね要素１１ａを複数個並行に配置し、各ばね要素１１ａの両端を連結部１１ｂでつなげ、この連結部１１ｂを円筒状に丸めたものである。環状板ばね１１は、たとえば、金属薄板をプレス加工して複数のばね要素１１ａおよび連結部１１ｂが一体となったものを梯子状に形成し、続いてばね要素１１ａを波型状に成型し、最後に環状に丸めて作られる。
【００５２】
環状板ばね１１が内側第２電極４２と固定電極５との間の隙間に挿入されると、各ばね要素１１ａは内側第２電極４２の径方向に弾性変形して、各ばね要素１１ａの波型の頂点が内側第２電極４２の内周面および固定電極５の外周面に押圧接触する。この押圧接触力は、内側第２電極４２と固定電極５とを確実に導通させ、且つ第２電極４の回転運動に対する摺動抵抗が小さくなるように設定されている。
【００５３】
この実施形態による燃料性状センサ１においても、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１の場合と同様の効果が得られる。すなわち、ホルダ２を燃料配管１００にねじ込むという簡易な取り付け構造により体格大型化を抑制しつつ、高精度で燃料中のエタノール濃度を検出可能な燃料性状センサ１を実現すること、燃料性状センサ１としての検出信号レベルを高めて、エタノール濃度の検出精度を高めること、が得られる。
【００５４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による燃料性状センサ１では、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１に対して、検出部の構成を変更している。
【００５５】
すなわち、図８に示すように、第１電極３の内周側に円筒状の固定電極１２を、第１電極３の外周側に円筒状の第２電極１３を、それぞれ第１電極３と同軸上に配置している。第２電極１３は、固定電極１２に、その軸Ｂ周りに回転可能に保持されている。第２電極１３には、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１における外側第２電極４１の場合と同様の位置関係で、翼部１３ａ、２つの開口部１３ｂが設けられている。
【００５６】
第２電極１３は、固定電極１２に固定されたストッパ８により、固定電極１２その軸方向においてホルダ２から離れる方向へ移動することを規制されている。
【００５７】
第２電極１３は、導通手段としてのフレキシブル撚線７を介して、固定電極１２と導通されている。これにより、第２電極１３は固定電極１２と同電位となっている。
【００５８】
本発明の第３実施形態による燃料性状センサ１では、第２電極１３の内周面と第１電極３の外周面３１とにより囲まれる空間、および第１電極３の内周面３２と固定電極１２の外周面とにより囲まれる空間の２つの空間が、エタノール濃度を検出するコンデンサＣｓを形成する空間として機能している。これにより、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１の場合と同様に、電極３と電極１２、１３との対向面積を増大させて、コンデンサＣｓの容量を増大させて、燃料性状センサ１としての検出信号レベルを高めて、エタノール濃度の検出精度を高めることができる。
【００５９】
本発明の第３実施形態による燃料性状センサ１によっても、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１の場合と同様の効果が得られる。すなわち、ホルダ２を燃料配管１００にねじ込むという簡易な取り付け構造により体格大型化を抑制しつつ、高精度で燃料中のエタノール濃度を検出可能な燃料性状センサ１を実現すること、燃料性状センサ１としての検出信号レベルを高めて、エタノール濃度の検出精度を高めること、が得られる。
【００６０】
なお、以上説明した、本発明の第１実施形態〜第３実施形態による燃料性状センサ１では、翼部の個数を一個としているが、複数個も設置してもよい。
【００６１】
また、以上説明した、本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１では、ＰＳＤ３として一次元ＰＳＤを採用しているが、それに替えて、二次元ＰＳＤを用いても良い。
【００６２】
また、以上説明した、本発明の第１実施形態〜第３実施形態による燃料性状センサ１では、測定対象燃料をエタノールとガソリンの混合液体としているが、この組み合わせの燃料に限る必要はなく、他の２種類の液体の混合液からなる燃料であってもよい。たとえば、軽油とメタノールの混合液、重油と水のエマルジョン等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１の断面図であり、図２中のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による燃料性状センサ１によるエタノール濃度検出に用いられるＬＣ発振回路の部分回路図である。
【図４】燃料性状センサ１の燃料配管１００への取り付けが完了した時点における、燃料性状センサ１の断面図である。
【図５】燃料性状センサ１の燃料配管１００への取り付けが完了した時点における、燃料性状センサ１の断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態による燃料性状センサ１の断面図である。
【図７】環状板ばねの斜視外観図である。
【図８】本発明の第３実施形態による燃料性状センサ１の断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    燃料性状センサ
２    ホルダ（基材）
２ａ    コネクタ部
２ｂ    結合部
３    第１電極
３１    外面
３２    内面
４    第２電極
４１    外側第２電極
４１ａ    翼部（板状部材）
４１ｂ    開口部
４２    内側第２電極
４３    連結部
５    固定電極
６    サーミスタ（温度検出手段）
６１    リード
６２    リード
７    フレキシブル撚線（導通手段）
８    ストッパ
９１    ターミナル
９２    ターミナル
９３    ターミナル
９４    ターミナル
１１    環状板ばね（導通手段）
１１ａ    ばね要素
１１ｂ    連結部
１２    固定電極
１３    第２電極
１３ａ    翼部（板状部材）
１３ｂ    開口部
１００    燃料配管
１０１    ボス部
１０２    燃料通路
１０３    Ｏ−リング
２００    発振回路
Ａ    軸
Ｂ    軸
Ｃｓ    コンデンサ
Ｌ    コイル
Ｐ、Ｓ    空間
【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】
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【図８】
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