特許 7261689 圧力センサ取付け用アダプタおよびセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-12

(45)【発行日】2023-04-20

(54)【発明の名称】圧力センサ取付け用アダプタおよびセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/00 20060101AFI20230413BHJP

   G01L 23/24 20060101ALI20230413BHJP

【ＦＩ】

G01L19/00 101

G01L23/24

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019145607

(22)【出願日】2019-08-07

(65)【公開番号】P2021025944

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-07-07

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】川谷 聖

(72)【発明者】

【氏名】久保山 豊

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 貴章

(72)【発明者】

【氏名】赤瀬 広至

【審査官】大森 努

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１０－５１２５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４７－０３１７７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０３３３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８５２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１２８７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０９７９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５４２８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－１６３７４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００５－２０７９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１２２５８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第６５３９７８６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】欧州特許出願公開第１１８９０５０（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ ７／００－２３／３２，２７／００－２７／０２，

Ｇ０１Ｆ １／３４－１／５０，

Ｇ０１Ｄ １／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力センサを固定し当該圧力センサの検出部を露出させるための開口を有する取付け部と、
気体の流路を形成し前記圧力センサが取り付けられたとき前記流路の延びる方向から見て前記検出部の側面側の方が正面側より露出が多くなるような輪郭を有する流路壁を備えたハウジングと
を備える圧力センサ取付け用アダプタ。

【請求項2】

前記流路の延びる方向と直交する断面の形状は湾曲形状を有し、前記開口は前記流路壁の膨らんだ側の面に形成される請求項１に記載の圧力センサ取付け用アダプタ。

【請求項3】

前記流路の延びる方向と直交する断面の形状はＶ字形状を有し、前記開口は前記流路壁の山側の頂点に形成される請求項１に記載の圧力センサ取付け用アダプタ。

【請求項4】

前記流路の延びる方向と直交する断面の形状は角ばったＵ字形状を有し、前記開口の幅は膨らんだ側の内壁の幅より広い請求項１に記載の圧力センサ取付け用アダプタ。

【請求項5】

前記取付け部は、前記圧力センサの挿入深さを予め定められた深さ以上とならないように規制する規制部を備える請求項１から４のいずれかに記載の圧力センサ取付け用アダプタ。

【請求項6】

前記開口は円形である請求項１から５のいずれかに記載の圧力センサ取付け用アダプタ。

【請求項7】

検出部を備えた圧力センサと、
前記圧力センサを固定し当該圧力センサの検出部を露出させるための開口を有する取付け部と、気体の流路を形成し前記圧力センサが取り付けられたとき前記流路の延びる方向から見て前記検出部の側面側の方が正面側より露出が多くなるような輪郭を有する流路壁を備えたハウジングとを有する圧力センサ取付け用アダプタと
を備えるセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力センサ取付け用アダプタおよびセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、舶用エンジンでは燃料噴射制御の電子化が進展している。電子化されたエンジンでは、筒内の圧力（以下、「筒内圧」と呼ぶ）をセンサで検知することにより、燃料噴射の気筒間ばらつきを補正することが行われている。さらに今後は、検知した筒内圧のフィードバックによるエンジン制御の最適化や、筒内圧検知によるエンジン状態の検知なども進むことが予想される。こうした背景から、筒内圧を精度よく検知することはますます重要となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２００８／０７１０２２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の筒内圧を検知する圧力センサは、先端に圧力を検出する検出部が設けられている。圧力センサは、圧力センサ取付けアダプタ（以下、「アダプタ」と略称する）を介してエンジンに取付けられる。アダプタの内部には、エンジンの筒内から延びた気体の流路が設けられている。圧力センサがアダプタに取付けられると、検出部はこの流路に露出する。流路内の圧力と筒内圧とは等しいため、圧力センサによって流路内の圧力を検知することにより筒内圧の値を得ることができる。

【0005】

圧力センサの流路に露出した部分は、エンジンから排出される気体にさらされる。このためこの部分には、ススや潤滑油残留物などのデポジットが堆積する。圧力センサの検出部へのデポジットの堆積は、検知精度を低下させる原因となる。

【0006】

流路に堆積したデポジットを除去するために、アダプタは、エンジンと反対側の端部にインジケーターコックを備える。エンジンが動作中にこのインジケーターコックを開くと、エンジンから排出された気体は高速で流路を通過してインジケーターコックから排出される。この高速の気体の流れにより、流路に堆積したデポジットは除去される。

【0007】

特許文献１に記載の技術は、デポジットの堆積を抑制するために、圧力センサのガス流路への接続開口部と流路の壁面とを同一平面内でなめらかに接続させている。しかしながらこの技術では、一旦堆積したデポジットを効率的に剥離することはできない。

【0008】

本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧力センサの先端に堆積したデポジットを効率的に剥離することのできる圧力センサ取付け用アダプタを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の用アダプタは、圧力センサを固定し当該圧力センサの検出部を露出させるための開口を有する取付け部と、気体の流路を形成し圧力センサが取り付けられたとき流路の延びる方向から見て検出部の側面側の方が正面側より露出が多くなるような輪郭を有する流路壁を備えたハウジングとを備える。

【0010】

本発明の別の態様は、センサである。このセンサは、検出部を備えた圧力センサと、圧力センサを固定し当該圧力センサの検出部を露出させるための開口を有する取付け部と、気体の流路を形成し圧力センサが取り付けられたとき流路の延びる方向から見て検出部の側面側の方が正面側より露出が多くなるような輪郭を有する流路壁を備えたハウジングとを有する圧力センサ取付け用アダプタとを備える。

【0011】

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、圧力センサの先端に堆積したデポジットを効率的に剥離することのできる圧力センサ取付け用アダプタを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタを示す斜視図である。

【図2】図１の圧力センサ取付け用アダプタの断面図である。

【図3】図２の一部を拡大した図である。

【図4】図１の圧力センサ取付け用アダプタの断面図である。

【図5】比較例に係る圧力センサ取付け用アダプタを示す断面図である。

【図6】図５の一部を拡大した図である。

【図7】図５の圧力センサ取付け用アダプタの別の方向から見た断面図である。

【図8】第２実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタを示す断面図である。

【図9】第３実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタを示す断面図である。

【図10】変形例に係る圧力センサ取付け用アダプタを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明を好適な実施の形態を基に図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。

【0015】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタ１を示す斜視図である。

【0016】

図１では、先端に検出部１６が設けられた圧力センサ１５が、圧力センサ取付け用アダプタ１に取付けられている。また圧力センサ取付け用アダプタ１の下方にはエンジン（図示せず）が位置し、上方にはインジケーターコック（図示せず）が位置する。気体が通過する流路１２は、エンジンの筒内からインジケーターコックまで矢印Ｘの方向に延びている。

【0017】

圧力センサ取付け用アダプタ１は、圧力センサ１５を固定し、圧力センサ１５の検出部１６を露出させるための開口１３を有する取付け部１０と、ハウジング１１とを備える。 ハウジング１１は、 気体の流路１２を形成し圧力センサ１５が取り付けられたとき流路１２の延びる方向から見て検出部１６の側面側の方が正面側より露出が多くなるような輪郭を有する流路壁１４を備える。

【0018】

圧力センサ１５は、図の左方から取付け部１０に挿入され、矢印Ｙの方向に押し込まれることによって取付けられる。圧力センサ１５が取付けられると、圧力センサ１５の検出部１６は流路１２に露出する。

【0019】

ハウジング１１内の流路壁１４には、圧力センサ１５の検出部１６を流路１２に露出するための開口１３が形成される。前述のように圧力センサ１５が取付け部１０に取付けられると、検出部１６はこの開口１３から流路１２に露出する。

【0020】

図２は、図１の圧力センサ取付け用アダプタ１を下から見たときのＡ－Ａ’線断面図である。流路１２は、Ｘ方向、すなわち紙面を手前から奥に覗き込む方向に延びる。

【0021】

図２に示されるように、流路壁１４の流路１２の延びる方向と直交する断面の形状は、湾曲形状を有する。開口１３は、流路壁１４の膨らんだ側の面２０、すなわち流路壁１４の凸面側に形成される。

【0022】

図３は、図２の領域３０を拡大した図である。

【0023】

図３に示されるように、圧力センサ１５の検出部１６は、流路壁１４に設けられた開口１３から流路１２に露出する。流路壁１４は、流路１２の延びる方向と直交する断面の形状が湾曲形状を有し、かつ開口１３が流路壁１４の膨らんだ側の面２０に形成されている。このため、検出部１６は側面側３１の方が正面側３２より多く流路１２に露出する。換言すれば流路壁１４の形状は、流路１２の延びる方向から見て検出部１６の側面側の方が正面側より流路１２への露出が多くなるように構成されている。

【0024】

図４は、図１の圧力センサ取付け用アダプタ１を右から見たときのＢ－Ｂ’線断面図である。流路１２は、Ｘ方向、すなわち紙面の下から上に向かう方向に延びる。

【0025】

前述のように流路１２は、図４において圧力センサ取付け用アダプタ１の下方に位置するエンジン（図示せず）から延びている。従ってエンジンの筒内から排出される気体は、流路１２内を下から上に向かって流れる。従ってこの気体に起因するデポジット１７は検出部１６の上流側、すなわち図４で検出部１６の下側に堆積する。

【0026】

前述のように、流路１２の延びる方向（Ｘ方向）から見たとき、検出部１６は側面側３１の方が正面側３２より多く流路１２に露出する。このためデポジット１７は、検出部１６の正面側３２より側面側３１の方により厚く堆積する。

【0027】

前述のように流路１２は、図４において圧力センサ取付け用アダプタ１の上方に位置するインジケーターコック（図示せず）まで延びている。エンジンが動作中にこのインジケーターコックを開くと、エンジンから排出された気体は高速で流路１２を通過してインジケーターコックから排出される。

【0028】

このとき流路１２内の気体の流速は、検出部１６の正面側３２より側面側３１の方が速い。従って側面側３１に堆積したデポジット１７が気体から受ける力Ｆ１は、正面側３２に堆積したデポジット１７が受ける力Ｆ２より強い。力Ｆ１は、より厚く堆積した側面側３１のデポジット１７を剥離するように作用する。

【0029】

前述のようにデポジット１７は、正面側３２より側面側３１の方により厚く堆積する。従ってデポジット１７の多くは、側面側３１で、高速に流れる気体から剥離する作用を受ける。一方、正面側３２では、デポジット１７は薄く堆積する。このため、側面側３１に堆積したデポジット１７が気体から剥離する作用を受けると、正面側３２に堆積したデポジット１７は容易に分離する。こうして検出部１６に堆積したデポジット１７は、効率的に剥離されてインジケーターコックから除去される。

【0030】

図５は、比較例に係る圧力センサ取付け用アダプタ２を示す断面図である。図５は、第１実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタ１の断面図（図２）に対応する。圧力センサ取付け用アダプタ２は、流路壁１４の形状が圧力センサ取付け用アダプタ１と異なる。圧力センサ取付け用アダプタ２のその他の構成は、圧力センサ取付け用アダプタ１と共通である。

【0031】

図５に示されるように流路壁１４は、流路１２の延びる方向と直交する断面の形状が長方形状を有する。従って流路壁１４に形成される開口１３の開口面は、検出部１６の検出面と平行である。

【0032】

図６は、図５の領域３０を拡大した図である。

【0033】

図６に示されるように、圧力センサ１５の検出部１６は、流路壁１４に設けられた開口１３から流路１２に露出する。このとき流路壁１４は、流路１２の延びる方向と直交する断面の形状が長方形状を有し、かつ開口１３の開口面と検出部１６の検出面が平行である。このため、検出部１６は領域３３全体で流路１２に均一に露出する。

【0034】

図７は、圧力センサ取付け用アダプタ２を図５と直行する方向から見た断面図であり、図４に対応する。

【0035】

図４と同様にデポジット１７は検出部１６の上流側、すなわち図７で検出部１６の下側に堆積する。

【0036】

しかしながら図４とは異なり、流路１２の延びる方向（Ｘ方向）から見たとき、検出部１６は流路１２に均一に露出する。このためデポジット１７は、側面側３１、正面側３２を問わず均一の厚さで堆積する。従ってこの圧力センサ取付け用アダプタ２では、エンジンが作動中にインジケーターコックを開いても、圧力センサ取付け用アダプタ１のように効率的にデポジット１７を剥離することができない。

【0037】

以上説明したように第１実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタ１によれば、流路壁１４が、流路１２の延びる方向から見て検出部１６の側面側の方が正面側より露出が多くなるような輪郭を有するため、検出部１６に堆積したデポジットを効率的に剥離することができる。

【0038】

特に流路壁１４は、流路１２の延びる方向と直交する断面の形状が湾曲形状を有してよい。そして開口１３は、流路壁１４の膨らんだ側の面、すなわち凸面側に形成されてよい。この構成によれば、流路１２に露出する検出部１６の側面側の表面積を大きくすることができるため、より効率的にデポジットを剥離することができる。

【0039】

［第２実施形態］
図８は、第２実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタ３を示す断面図である。図８は、第１実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタ１の断面図（図２）に対応する。圧力センサ取付け用アダプタ３は、流路壁１４の形状が圧力センサ取付け用アダプタ１と異なる。圧力センサ取付け用アダプタ３のその他の構成は、圧力センサ取付け用アダプタ１と共通である。

【0040】

図８に示されるように流路壁１４は、流路１２の延びる方向と直交する断面の形状がＶ字形状を有する。開口１３は、流路壁１４の山側の頂点２２に形成される。なおここでいうＶ字形状は、略Ｖ字状の形状も含むものとする。

【0041】

図８に示されるように、圧力センサ１５の検出部１６は、流路壁１４に設けられた開口１３から流路１２に露出する。このとき、流路壁１４が流路１２の延びる方向から見たとき略Ｖ字形状を有し、かつ開口１３が流路壁１４の山側の頂点２２に形成されているため、検出部１６は側面側の方が正面側より多く流路１２に露出する。

【0042】

本実施形態によれば、流路１２に露出する検出部１６の側面側の表面積をさらに大きくすることができるため、より効率的にデポジットを剥離することができる。

【0043】

［第３実施形態］
図９は、第３実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタ４を示す断面図である。図９は、第１実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタ１の断面図（図２）に対応する。圧力センサ取付け用アダプタ４は、流路壁１４の形状が圧力センサ取付け用アダプタ１と異なる。圧力センサ取付け用アダプタ４のその他の構成は、圧力センサ取付け用アダプタ１と共通である。

【0044】

図９に示されるように流路壁１４は、流路１２の延びる方向と直交する断面の形状が、角ばったＵ字形状を有する。開口１３は膨らんだ側の内壁２３の底に形成される。開口１３の幅Ｗ１は膨らんだ側の内壁２３の幅Ｗ２より広い。

【0045】

図９に示されるように、圧力センサ１５の検出部１６は、流路壁１４に設けられた開口１３から流路１２に露出する。このとき、流路壁１４が流路１２の延びる方向から見たとき角ばったＵ字形状を有し、かつ開口１３の幅Ｗ１が膨らんだ側の内壁２３の幅Ｗ２より広い。このため検出部１６は、側面側の方が正面側より多く流路１２に露出する。

【0046】

本実施形態によれば、検出部１６の正面部分の流路１２への露出をより抑制することができるため、検出部１６の正面部分へのデポジットの堆積を防ぐことができる。

【0047】

ある実施形態では、取付け部１０は、圧力センサ１５の挿入深さを予め定められた深さ以上とならないように規制する規制部（図示せず）を備える。規制部は例えばストッパーを用いて構成されてよい。

【0048】

本構成によれば、圧力センサ１５が流路１２内に過度に露出することを防ぐことができる。

【0049】

ある実施形態では、開口は円形である。円形ゆえ、検出部１６が円筒形の圧力センサ１５を流路１２内に挿入することができる。開口は円形以外の曲線を主体とする形、例えば楕円でもよい。

【0050】

本構成によれば、検出部１６が円筒形の圧力センサ１５を用いることができるため、検出部１６の正面部分の流路１２への露出をより抑制することができる。

【0051】

［第４実施形態］
図１は、本発明の第４実施形態に係るセンサを示す斜視図である。このセンサは、検出部１６を備えた圧力センサ１５と、圧力センサ取付け用アダプタ１とを備える。圧力センサ取付け用アダプタ１は第１実施形態で説明したものと同じであるため、重複する説明を省略する。すなわち本実施形態のセンサは、第１実施形態の圧力センサ取付け用アダプタに、圧力センサが取り付けられることによって構成される。本実施形態によれば、検出部１６に堆積したデポジットを効率的に剥離することができるセンサを実現することができる。

【0052】

以上、本発明をいくつかの実施形態を基に説明した。これらの実施形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

【0053】

以下、変形例について説明する。変形例の説明では、実施の形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施の形態と重複する説明を適宜省略し、実施の形態と相違する構成について重点的に説明する。

【0054】

［変形例１］
図１０は、変形例に係る圧力センサ取付け用アダプタ５を示す断面図である。図１０は、第１実施形態に係る圧力センサ取付け用アダプタ１の断面図（図２）に対応する。圧力センサ取付け用アダプタ５は、流路壁１４の形状が圧力センサ取付け用アダプタ１と異なる。圧力センサ取付け用アダプタ５のその他の構成は、圧力センサ取付け用アダプタ１と共通である。

【0055】

図１０に示されるように流路壁１４は、流路１２の延びる方向から見たときＶ字形状の凸部２４を有する。開口１３は、流路壁１４の凸部２４の頂点２５に形成される。

【0056】

図１０に示されるように、圧力センサ１５の検出部１６は、流路壁１４に設けられた開口１３から流路１２に露出する。流路壁１４は流路１２の延びる方向から見たときＶ字形状の凸部２４を有し、かつ開口１３が流路壁１４の凸部２４の頂点２５に形成されている。このため、検出部１６は側面側の方が正面側より流路１２に多く露出する。

【0057】

本変形例によれば、流路１２に露出する検出部１６の側面側の表面積を大きくすることができるため、より効率的にデポジットを剥離することができる。
［変形例２］

【0058】

開口はさらにほかの形、例えば長方形でもよい。本変形例によれば、加工が簡単となる。その他正方形その他直線を主体とする場合も、この利点がある。

【0059】

上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる各実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

【符号の説明】

【0060】

１・・圧力センサ取付け用アダプタ、 ２・・圧力センサ取付け用アダプタ、 ３・・圧力センサ取付け用アダプタ、 ４・・圧力センサ取付け用アダプタ、 ５・・圧力センサ取付け用アダプタ、 １０・・取付け部、 １１・・ハウジング、 １２・・流路、 １３・・開口、 １４・・流路壁、 １５・・圧力センサ、 １６・・検出部、 ２２・・頂点。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】