DE112015002013B4

DE112015002013B4 - gas sensor

Info

Publication number: DE112015002013B4
Application number: DE112015002013.6T
Authority: DE
Inventors: Masatake Nakamura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2035-04-24
Also published as: WO2015163394A1; JP6349917B2; DE112015002013T5; JP2015210147A

Abstract

Gassensor (1) mit:einem zylindrischen Gehäuse (2);einem Vorrichtungskörper (4), der in ein inneres peripheres Loch (21) des Gehäuses (2) eingeführt ist, wobei der Vorrichtungskörper (4) selbst eine Gassensorvorrichtung (3) oder ein Glied ist, in das die Gassensorvorrichtung (3) eingeführt ist; undeiner inneren Hülle (51) und einer äußeren Hülle (52), die einen Abschnitt der Gassensorvorrichtung (3) umhüllen und zwischen dem inneren peripheren Loch (21) des Gehäuses (2) und dem Vorrichtungskörper (4) gehalten werden, wobei die innere Hülle (51) innerhalb der äußeren Hülle (52) platziert ist, um damit zu überlappen, dadurch gekennzeichnet, dassdas innere periphere Loch (21) des Gehäuses (2) einen vorderen Lochabschnitt (211), der sich an einer vorderen Endseite des Vorrichtungskörpers (4) befindet, einen hinteren Lochabschnitt (212), der sich näher zu einer hinteren Endseite als der vordere Lochabschnitt (211) befindet und hinsichtlich des Durchmessers größer als der vordere Lochabschnitt (211) ist, und eine Schulter (213) aufweist, die zwischen dem hinteren Lochabschnitt (212) und dem vorderen Lochabschnitt (211) in einer vertikalen oder einer schrägen Form gebildet ist,mindestens entweder die innere Hülle (51) oder die äußere Hülle (52) einen zylindrischen Abschnitt (511, 521), der in den vorderen Lochabschnitt (211) eingeführt ist, und einen Abschnitt (513) eines großen Durchmessers, der hinsichtlich des Durchmessers größer als der zylindrische Abschnitt (511, 521) ist und der Schulter (213) zugewandt ist, aufweist,der Vorrichtungskörper (4) einen Flansch (41), der von einem äußeren Umfang desselben vorsteht, aufweist, um den Abschnitt (513) eines großen Durchmessers zwischen sich selbst und der Schulter (213) zu halten,der zylindrische Abschnitt (511) der inneren Hülle (51) und der zylindrische Abschnitt (521) der äußeren Hülle (52) durch eine Schweißstelle (6) teilweise aneinandergefügt sind, unddie Schweißstelle (6) gebildet ist, um sich von einer äußeren Peripherie der äußeren Hülle (52) zu wölben, sodass dieselbe den vorderen Lochabschnitt (211) berühren kann.A gas sensor (1) comprising: a cylindrical case (2); a device body (4) inserted into an inner peripheral hole (21) of said case (2), said device body (4) itself being a gas sensor device (3) or a member into which the gas sensor device (3) is inserted; and an inner shell (51) and an outer shell (52) covering a portion of the gas sensor device (3) and held between the inner peripheral hole (21) of the case (2) and the device body (4), the inner shell (51) is placed inside the outer shell (52) to overlap therewith, characterized in that the inner peripheral hole (21) of the case (2) has a front hole portion (211) located on a front end side of the device body (4 ) is located, a rear hole portion (212) which is closer to a rear end side than the front hole portion (211) and is larger in diameter than the front hole portion (211), and has a shoulder (213) between the rear hole portion (212) and the front hole portion (211) is formed in a vertical or an oblique shape, at least one of the inner shell (51) and the outer shell (52) has a cylindrical portion (511, 52 1) inserted into the front hole portion (211) and having a large diameter portion (513) which is larger in diameter than the cylindrical portion (511, 521) and faces the shoulder (213), the device body (4) has a flange (41) projecting from an outer periphery thereof for holding the large-diameter portion (513) between itself and the shoulder (213), the cylindrical portion (511) of the inner Shell (51) and the cylindrical portion (521) of the outer shell (52) are partially joined by a weld (6), and the weld (6) is formed to bulge from an outer periphery of the outer shell (52), so that the same can touch the front hole section (211).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Gassensor, der konstruiert ist, um eine Hülle zu haben, die zwischen einem Sensorkörper und einem inneren peripheren Loch eines Gehäuses gehalten wird.The invention generally relates to a gas sensor constructed to have a case held between a sensor body and an inner peripheral hole of a case.

HINTERGRUNDTECHNIKBACKGROUND TECHNOLOGY

Gassensoren, die die Konzentration von Sauerstoff messen, haben eine innere Hülle und eine äußere Hülle, die einen Abschnitt einer Gassensorvorrichtung umhüllen und zwischen der Gassensorvorrichtung oder einem Sensorkörper, in den die Gassensorvorrichtung eingeführt ist, und einem inneren peripheren Loch eines Gehäuses angeordnet sind. Abgas, das von einer internen Verbrennungsmaschine bzw. einer Maschine mit einer internen Verbrennung emittiert wird, wird durch Löcher, die in der inneren Hülle und der äußeren Hülle gebildet sind, in einen Vorrichtungsabschnitt der Gassensorvorrichtung eingeleitet. Der Vorrichtungsabschnitt funktioniert, um die Konzentration von Sauerstoff, der in dem Abgas enthalten ist, zu messen.Gas sensors that measure the concentration of oxygen have an inner shell and an outer shell that envelop a portion of a gas sensor device and are arranged between the gas sensor device or a sensor body into which the gas sensor device is inserted and an inner peripheral hole of a housing. Exhaust gas emitted from an internal combustion engine is introduced into a device portion of the gas sensor device through holes formed in the inner shell and the outer shell. The device section functions to measure the concentration of oxygen contained in the exhaust gas.

Ein Sauerstoffkonzentrationsdetektor, wie er in der Zweitveröffentlichung JP S55-17164 Y2 eines japanischen Gebrauchsmusters offenbart ist, hat beispielsweise ein erstes schützendes Glied und ein zweites schützendes Glied, die eine Mehrzahl von Löchern, durch die Messungsgas eingelassen wird, haben und die einen Abschnitt einer Sauerstoffkonzentrationsmessvorrichtung, die dem Messungsgas ausgesetzt ist, umhüllen. Das zweite schützende Glied ist innerhalb des ersten schützenden Glieds mit einem Luftspalt zwischen sich und dem ersten schützenden Glied angeordnet, sodass die Löcher desselben mit jenen des ersten schützenden Glieds fehlausgerichtet sind bzw. nicht fluchten. Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor ist entworfen, um das Messungsgas, dessen Flussgeschwindigkeit verringert wurde, zu der Sauerstoffkonzentrationsmessvorrichtung zu richten, um das Risiko einer Beschädigung an der Sauerstoffkonzentrationsmessvorrichtung zu eliminieren, das aus einer plötzlichen Änderung der Temperatur des Messungsgases entsteht.An oxygen concentration detector as disclosed in the second publication JP S55-17164 Y2 of a Japanese Utility Model has, for example, a first protective member and a second protective member which have a plurality of holes through which measurement gas is admitted and which enclose a portion of an oxygen concentration measuring device exposed to the measurement gas. The second protective member is disposed within the first protective member with an air gap between it and the first protective member such that its holes are misaligned with those of the first protective member. The oxygen concentration detector is designed to direct the measurement gas whose flow rate has been reduced to the oxygen concentration measurement device to eliminate the risk of damage to the oxygen concentration measurement device resulting from a sudden change in the temperature of the measurement gas.

Weiterer Stand der Technik ist in den folgenden Dokumenten zu finden.Further prior art can be found in the following documents.

JP S56- 138 46 A offenbart einen Sauerstoffsensor. Ein Sensorelement, das mit einer Innen- und Außenelektrodenschicht versehen ist, die aus einem dünnen Film aus einer Platinverbindungslegierung besteht, wird in die Außenelektroden führenden Metallfittings eingesetzt, wobei ein Schulterteil des Elements und ein Verbindungsteil der Metallfittings elektrisch verbunden sind. Anschließend wird das innere Isolierrohr, das mit einem Lufteinlassloch und einer Anschlussdraht-Herausführungsnut versehen ist, eingesetzt und platziert. Danach wird das äußere Isolierrohr an dessen Außenseite platziert, das Element wird mit dem Elementverriegelungsteil des Isolierrohrs durch die Metallfittings verriegelt, und danach wird das Gehäuse an der Außenseite des Schulterteil des Isolierrohrs befestigt, wobei der obere Endteil des Gehäuses durch ein Verstemmen befestigt ist, das sich über den gesamten Umfang des Abpolsterungsmaterials und des Positionierungsrings erstreckt, wodurch ein Sauerstoffsensor gebildet wird. JP S56-138 46A discloses an oxygen sensor. A sensor element provided with inner and outer electrode layers consisting of a platinum compound alloy thin film is inserted into metal fittings leading the outer electrodes, with a shoulder part of the element and a connection part of the metal fittings being electrically connected. Then, the inner insulating tube, which is provided with an air inlet hole and a lead wire lead-out groove, is inserted and placed. After that, the outer insulating tube is placed on the outside thereof, the element is locked with the element locking part of the insulating tube through the metal fittings, and thereafter the housing is fixed on the outside of the shoulder part of the insulating tube, with the upper end part of the housing being fixed by caulking, which extends around the entire perimeter of the cushioning material and positioning ring, thereby forming an oxygen sensor.

JP 2002 - 107 333 A offenbart eine Halterung für einen Gassensor. Wenn ein Sauerstoffsensor in einen zylindrischen Teil in einem Evakuierungsrohr eingeführt und durch diesen hindurchgeführt wird, kommt eine untere Endfläche eines durchmessererweiternden Teils in einem Hauptkörperfitting mit jedem Einsetz- und Durchgangsteil eines elastischen Elements in Kontakt. Wenn das Außenwandteil des durchmessererweiternden Teils durch jeden Einsetz- und Durchgangsteil hindurchgeführt wird, wird das elastische Element durch das durchmessererweiternde Teil gedrückt, und das elastische Element wird in der Außenumfangsrichtung des zylindrischen Teils über einen Ausschnitt elastisch verformt. Wenn der Sauerstoffsensor eingeführt und hindurchgeführt wird, kommt die untere Endfläche des durchmessererweiternden Teils mit dem Stufenteil des zylindrischen Teils in Kontakt, und das elastische Element kommt mit einer oberen Endfläche des durchmessererweiternden Teils in Kontakt. Als Ergebnis wird das durchmessererweiternden Teil aufgrund der elastischen Kraft des elastischen Elements in einen Zustand versetzt, in dem es zwischen dem Stufenteil des zylindrischen Teils und dem elastischen Element eingeschlossen ist, wobei der Sauerstoffsensor dadurch am Evakuierungsrohr befestigt ist. JP 2002 - 107 333 A discloses a mount for a gas sensor. When an oxygen sensor is inserted into and passed through a cylindrical portion in an evacuation tube, a lower end face of a diameter-enlarging portion in a main body fitting comes into contact with each insertion and passage portion of an elastic member. When the outer wall part of the diameter-expanding part is passed through each insertion and passage part, the elastic member is pressed by the diameter-expanding part, and the elastic member is elastically deformed in the outer peripheral direction of the cylindrical part via a cutout. When the oxygen sensor is inserted and passed through, the lower end surface of the diameter expanding part comes into contact with the step part of the cylindrical part, and the elastic member comes into contact with an upper end surface of the diameter expanding part. As a result, the diameter-enlarging part is brought into a state of being sandwiched between the step part of the cylindrical part and the elastic member due to the elastic force of the elastic member, thereby fixing the oxygen sensor to the evacuation pipe.

Die US 6 206 377 B1 befasst sich mit einer Dichtungsanordnung für ein Sensorelement eines Gas-Sensors, insbesondere für die Bestimmung des Sauerstoffgehalts in Abgasen von Verbrennungsmotoren, wobei die Dichtungsanordnung aus einem Paket aus mehreren übereinandergepackten Dichtungselementen besteht, die das Sensorelement in einer Längsbohrung eines metallischen Sondengehäuses fixieren, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in die übereinandergepackten Dichtungselemente ein in axialer Richtung des Sensors liegendes trichterförmiges Ableitelement derart integriert ist, dass eine Gasdurchlässigkeit zwischen dem Ableitelement und der Innenwand des Sondengehäuses sichergestellt ist, und dass zum messgasseitigen Sensorende hin ein kleiner Spalt zwischen dem Sensorelement und dem Ableitelement freibleibt.the U.S. 6,206,377 B1 deals with a sealing arrangement for a sensor element of a gas sensor, in particular for determining the oxygen content in exhaust gases from internal combustion engines, the sealing arrangement consisting of a package of several sealing elements packed one on top of the other, which fix the sensor element in a longitudinal bore of a metal probe housing, which are characterized is that a funnel-shaped diverting element lying in the axial direction of the sensor is integrated into the stacked sealing elements in such a way that gas permeability between the diverting element and the inner wall of the probe housing is ensured, and that a small gap between the sensor element and the diverting element remains free towards the sensor end on the measured gas side .

JP 4 152 438 B2 offenbart einen Messfühler. Es wird ein Messfühler, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts in Abgasen von Verbrennungsmotoren vorgeschlagen, mit einem in einem metallischen Gehäuse gasdicht fixierten Sensorelement und mit einem am Gehäuse angeordneten Dichtflansch, der auf einem an einer Abgasanlage ausgebildeten Dichtsitz aufliegt. Über das Gehäuse ist eine Überwurfmutter geführt, die in ein Gewinde einer in der Abgasanlage vorgesehenen Öffnung eingeschraubt ist und den Dichtflansch auf den Dichtsitz presst. Das Gehäuse weist einen messgasseitigen Gehäuseteil und einen anschlussseitigen Gehäuseteil auf, wobei der Dichtflansch am anschlussseitigen Gehäuseteil angeordnet und aus dem Material des anschlussseitigen Gehäuseteils geformt ist. JP 4 152 438 B2 reveals a sensor. A sensor is proposed, in particular for determining the oxygen content in exhaust gases from internal combustion engines, with a sensor element fixed gas-tight in a metallic housing and with a sealing flange arranged on the housing, which rests on a sealing seat formed on an exhaust system. A union nut is guided over the housing, which is screwed into a thread of an opening provided in the exhaust system and presses the sealing flange onto the sealing seat. The housing has a housing part on the sample gas side and a housing part on the connection side, the sealing flange being arranged on the housing part on the connection side and being formed from the material of the housing part on the connection side.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEMPROBLEM TO BE SOLVED BY THE INVENTION

In dem Fall, in dem die innere Hülle und die äußere Hülle miteinander zusammengeschweißt sind, ist die Schweißstelle der inneren Hülle und der äußeren Hülle entworfen, um nicht einem Hochtemperaturabgas ausgesetzt zu sein, um zu verhindern, dass die Schweißstelle unerwünscht durch das Hochtemperaturabgas erwärmt wird.In the case where the inner shell and the outer shell are welded together, the weld of the inner shell and the outer shell is designed not to be exposed to a high-temperature exhaust gas to prevent the weld from being undesirably heated by the high-temperature exhaust gas .

Wenn jedoch die Schweißstelle durch das Gehäuse umhüllt ist, um dieselbe vor dem Abgas zu schützen, aber das Abgas eine sehr hohe Temperatur hat, kann die Wärme mit Hilfe einer thermischen Leitfähigkeit der inneren und äußeren Hüllen zu der Schweißstelle übertragen werden. Es gibt daher noch Raum für eine Verbesserung beim Schützen der Schweißstelle vor dem Hochtemperaturabgas.However, if the weld is encased by the casing to protect it from the exhaust, but the exhaust is at a very high temperature, the heat can be transferred to the weld by thermal conductivity of the inner and outer shells. Therefore, there is still room for improvement in protecting the weld from the high-temperature exhaust gas.

Die Erfindung wurde angesichts der vorhergehenden Probleme gemacht. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gassensor zu schaffen, der eine Überwärmung einer Schweißstelle einer inneren Hülle und einer äußeren Hülle vermeidet, um die Schweißstelle vor einer Wärme zu schützen.The invention was made in view of the foregoing problems. An object of the invention is to provide a gas sensor which avoids overheating of a weld of an inner shell and an outer shell to protect the weld from heat.

MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMSMEANS TO SOLVE THE PROBLEM

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Gassensor, der ein zylindrisches Gehäuse, einen Vorrichtungskörper, der in ein inneres peripheres Loch des Gehäuses eingeführt ist, wobei der Vorrichtungskörper selbst eine Gassensorvorrichtung oder ein Glied ist, in das die Gassensorvorrichtung eingeführt ist, und eine innere Hülle und eine äußere Hülle aufweist, die einen Abschnitt der Gassensorvorrichtung umhüllen und zwischen dem inneren peripheren Loch des Gehäuses und dem Vorrichtungskörper gehalten sind. Die innere Hülle ist innerhalb der äußeren Hülle platziert, um damit zu überlappen.An embodiment of the invention is a gas sensor comprising a cylindrical housing, a device body inserted into an inner peripheral hole of the housing, the device body itself being a gas sensor device or a member into which the gas sensor device is inserted, and an inner shell and an outer shell covering a portion of the gas sensor device and held between the inner peripheral hole of the case and the device body. The inner shell is placed inside the outer shell to overlap with it.

Das innere periphere Loch des Gehäuses weist einen vorderen Lochabschnitt, der sich an einer vorderen Endseite des Vorrichtungskörpers befindet, einen hinteren Lochabschnitt, der sich näher zu einer hinteren Endseite als der vordere Lochabschnitt befindet und hinsichtlich des Durchmessers größer als der vordere Lochabschnitt ist, und eine Schulter auf, die zwischen dem hinteren Lochabschnitt und dem vorderen Lochabschnitt in einer vertikalen oder schrägen Form gebildet ist.The inner peripheral hole of the housing has a front hole portion that is located on a front end side of the device body, a rear hole portion that is closer to a rear end side than the front hole portion and is larger in diameter than the front hole portion, and a Shoulder formed between the rear hole portion and the front hole portion in a vertical or oblique shape.

Mindestens entweder die innere Hülle oder die äußere Hülle weist einen zylindrischen Abschnitt, der in den vorderen Lochabschnitt eingeführt ist, und einen Abschnitt eines großen Durchmessers, der hinsichtlich des Durchmessers größer als der zylindrische Abschnitt ist und der Schulter zugewandt ist, auf.At least one of the inner shell and the outer shell has a cylindrical portion that is inserted into the front hole portion and a large-diameter portion that is larger in diameter than the cylindrical portion and faces the shoulder.

Der Vorrichtungskörper weist einen Flansch auf, der von einem äußeren Umfang desselben vorsteht, um den Abschnitt eines großen Durchmessers zwischen sich selbst und der Schulter zu halten.The device body has a flange projecting from an outer periphery thereof to hold the large-diameter portion between itself and the shoulder.

Der zylindrische Abschnitt der inneren Hülle und der zylindrische Abschnitt der äußeren Hülle sind durch eine Schweißstelle teilweise aneinandergefügt.The cylindrical portion of the inner shell and the cylindrical portion of the outer shell are partially joined by a weld.

Die Schweißstelle ist gebildet, um sich von einer äußeren Peripherie der äußeren Hülle zu wölben, sodass dieselbe den vorderen Lochabschnitt berühren kann.The weld is formed to bulge from an outer periphery of the outer shell so that it can touch the front hole portion.

NÜTZLICHE WIRKUNG DER ERFINDUNGUSEFUL EFFECT OF THE INVENTION

Bei dem vorhergehenden Gassensor sind der zylindrische Abschnitt der inneren Hülle und der zylindrische Abschnitt der äußeren Hülle durch die Schweißstelle aneinandergefügt. Die Schweißstelle ist gebildet, um eine Form zu haben, die sich an der äußeren Peripherie der äußeren Hülle wölbt, sodass dieselbe den vorderen Lochabschnitt des inneren peripheren Lochs des Gehäuses berühren kann.In the foregoing gas sensor, the cylindrical portion of the inner shell and the cylindrical portion of the outer shell are joined by the weld. The weld is formed to have a shape that bulges on the outer periphery of the outer shell so that it can contact the front hole portion of the inner peripheral hole of the case.

Das Abgas, das die äußere Hülle und die innere Hülle berührt, wird in das Innere der inneren Hülle eingeleitet. Wenn die Gassensorvorrichtung die Konzentration von Sauerstoff, der in dem Abgas enthalten ist, misst, wird die Wärme von der äußeren Hülle und der inneren Hülle zu der Schweißstelle übertragen werden. Die Schweißstelle 6, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, die geformt ist, um sich von der äußeren Peripherie der äußeren Hülle zu wölben, verursacht somit, dass die Wärme, die zu der Schweißstelle geleitet wird, aus dem Gehäuse entweicht.The exhaust gas contacting the outer shell and the inner shell is introduced into the interior of the inner shell. When the gas sensor device measures the concentration of oxygen contained in the exhaust gas, the heat will be transferred from the outer shell and the inner shell to the weld. The weld 6 as described above, which is shaped to bulge from the outer periphery of the outer shell, thus causes the heat conducted to the weld to escape from the housing.

Der vorhergehende Gassensor vermeidet daher eine Überwärmung der Schweißstelle der inneren Hülle und der äußeren Hülle, um die Schweißstelle thermisch zu schützen.Therefore, the foregoing gas sensor avoids overheating of the weld of the inner shell and the outer shell to thermally protect the weld.

Figurenlistecharacter list

1 12 is a sectional explanatory view showing a gas sensor according to an embodiment.
2 12 is an enlarged sectional explanatory view showing a region around a weld of an inner shell and an outer shell of a gas sensor in an embodiment.
3 12 is an enlarged sectional explanatory view showing a region around a weld of an inner shell and an outer shell before they are incorporated in a gas sensor in an embodiment.
4(a) 12 is a graph indicating a relationship between a distance D between a bending start point at which an inner portion of an inner shell bends and a rear end surface of an outer shell and a degree of stress occurring in the inner shell in an embodiment.
4(b) Fig. 14 is a graph showing a relationship between a distance CD derived by subtracting the foregoing distance D from a distance C between a bending start point and the center of a weld in an axial direction, and a degree of elongation occurring in the outer shell. represents.
5 14 is an enlarged sectional explanatory view showing a region around a weld of an inner shell and an outer shell in another gas sensor in an embodiment.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNGEMBODIMENT FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Ein Gassensor gemäß einem Ausführungsbeispiel ist im Folgenden beschrieben.A gas sensor according to an embodiment is described below.

Die im Vorhergehenden beschriebene Schweißstelle des Gassensors wird durch ein Widerstandsschweißen (zum Beispiel Buckelschweißen), Laserschweißen oder Bogenschweißen erzeugt. In dem Fall, in dem der zylindrische Abschnitt der inneren Hülle und der zylindrische Abschnitt der äußeren Hülle zusammengeschweißt werden, kann die Schweißstelle aus einem Abschnitt von Material der äußeren Hülle oder Material, das Abschnitten der inneren und äußeren Hüllen, die zu fügen sind, zugeführt wird, hergestellt werden. Ein solcher Abschnitt oder ein solches zugeführtes Material schmilzt und wölbt sich auf der äußeren Peripherie der äußeren Hülle. Der Abschnitt der äußeren Hülle, der die Schweißstelle bilden wird, kann geformt sein, um von einem peripheren Abschnitt der äußeren Hülle nach außen vorzustehen.The weld of the gas sensor described above is produced by resistance welding (e.g., projection welding), laser welding, or arc welding. In the case where the cylindrical portion of the inner shell and the cylindrical portion of the outer shell are welded together, the weld may be supplied from a portion of outer shell material or material comprising portions of the inner and outer shells to be joined will be manufactured. Such a portion or supplied material melts and bulges on the outer periphery of the outer shell. The portion of the outer shell that will form the weld may be shaped to project outwardly from a peripheral portion of the outer shell.

Die Schweißstelle kann aus einer Mehrzahl von Abschnitten, die auf einer Mehrzahl von Orten in dem zylindrischen Abschnitt der inneren Hülle und dem zylindrischen Abschnitt der äußeren Hülle in einer Umfangsrichtung verteilt sind, hergestellt sein, oder kann geformt sein, um sich über einen ganzen Umfang des zylindrischen Abschnitts der inneren Hülle und des zylindrischen Abschnitts der äußeren Hülle zu erstrecken.The weld may be made of a plurality of portions distributed at a plurality of locations in the inner shell cylindrical portion and the outer shell cylindrical portion in a circumferential direction, or may be shaped to extend over an entire circumference of the cylindrical portion of the inner shell and the cylindrical portion of the outer shell.

In diesem Fall kann die Schweißstelle in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts der inneren Hülle und des zylindrischen Abschnitts der äußeren Hülle so gleichmäßig wie möglich vorgesehen sein, um eine stabile Fügung der inneren Hülle und der äußeren Hülle sicherzustellen, und so, dass die Wärme von der Schweißstelle zu dem Gehäuse adäquat entweicht.In this case, the weld may be provided as evenly as possible in the circumferential direction of the inner shell cylindrical portion and the outer shell cylindrical portion to ensure stable joining of the inner shell and the outer shell, and so that the heat from the Weld to the housing escapes adequately.

Der vordere Lochabschnitt weist den Abschnitt eines großen Durchmessers, der an dem Ort, der der Schweißstelle zugewandt ist, gebildet ist, und den Abschnitt eines kleinen Durchmessers, der sich näher zu der vorderen Endseite als der Abschnitt eines großen Durchmessers befindet und hinsichtlich des Durchmessers kleiner als der Abschnitt eines großen Durchmessers ist, auf. Der Zwischenraum, der zwischen dem zylindrischen Abschnitt der äußeren Hülle und dem Abschnitt eines kleinen Durchmessers gebildet ist, ist kleiner als der Zwischenraum, der zwischen dem zylindrischen Abschnitt der äußeren Hülle und dem Abschnitt eines großen Durchmessers gebildet ist.The front hole portion has the large-diameter portion formed at the location facing the weld and the small-diameter portion that is closer to the front end side than the large-diameter portion and smaller in diameter than the large-diameter portion. The clearance formed between the cylindrical portion of the outer shell and the small-diameter section is smaller than the clearance formed between the cylindrical section of the outer shell and the large-diameter section.

In diesem Fall wird die Wahrscheinlichkeit, dass die Wärme eines Hochtemperaturabgases zu der Schweißstelle transportiert wird, durch Abführen der Wärme von dem zylindrischen Abschnitt der äußeren Hülle zu dem Abschnitt eines kleinen Durchmessers des vorderen Lochabschnitts des Gehäuses minimiert.In this case, the possibility that the heat of a high-temperature exhaust gas is transported to the weld is minimized by dissipating the heat from the cylindrical portion of the outer shell to the small-diameter portion of the front hole portion of the housing.

Der vordere Lochabschnitt weist den Abschnitt eines großen Durchmessers, der an dem Ort, der der Schweißstelle zugewandt ist, gebildet ist, und den Abschnitt eines kleinen Durchmessers, der sich näher zu der vorderen Endseite als der Abschnitt eines großen Durchmessers befindet und hinsichtlich des Durchmessers kleiner als der Abschnitt eines großen Durchmessers ist, auf. Der zylindrische Abschnitt der äußeren Hülle weist den hinteren Endabschnitt, der dem Abschnitt eines großen Durchmessers zugewandt ist, und den vorderen Endabschnitt, der hinsichtlich des Durchmessers kleiner als der hintere Endabschnitt ist und dem Abschnitt eines kleinen Durchmessers zugewandt ist, auf. Der äußere Durchmesser des hinteren Endabschnitts ist größer als der innere Durchmesser des Abschnitts eines kleinen Durchmessers.The front hole portion has the large-diameter portion formed at the location facing the weld and the small-diameter portion that is closer to the front end side than the large-diameter portion and smaller in diameter than the large-diameter portion. The cylindrical portion of the outer shell has the rear end portion, the portion of a gro ßen diameter faces, and the front end portion, which is smaller in diameter than the rear end portion and faces the small diameter portion. The outer diameter of the rear end portion is larger than the inner diameter of the small-diameter portion.

Dies ermöglicht, dass der hintere Endabschnitt der äußeren Hülle durch die Schulter, die zwischen dem Abschnitt eines großen Durchmessers und dem Abschnitt eines kleinen Durchmessers des Gehäuses gebildet ist, gefangen wird, wenn die äußere Hülle während eines Zusammenbauens des Gassensors aus dem Gehäuse fällt, sodass eine Ablösung der äußeren Hülle vermieden wird.This allows the rear end portion of the outer case to be caught by the shoulder formed between the large-diameter portion and the small-diameter portion of the case when the outer case falls out of the case during assembling of the gas sensor, so that detachment of the outer shell is avoided.

In dem Fall, in dem der vordere Lochabschnitt den Abschnitt eines großen Durchmessers und den Abschnitt eines kleinen Durchmessers hat, kann der äußere Durchmesser des zylindrischen Abschnitts der äußeren Hülle konstant beibehalten werden.In the case where the front hole portion has the large-diameter portion and the small-diameter portion, the outer diameter of the cylindrical portion of the outer shell can be maintained constant.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEXEMPLARY EMBODIMENT

Der Gassensor 1 dieses Ausführungsbeispiels ist im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.The gas sensor 1 of this embodiment is described in detail with reference to the drawings.

Der Gassensor 1 ist, wie in 1 dargestellt ist, mit dem zylindrischen Gehäuse 2, dem Isolator 4, der inneren Hülle 51 und der äußeren Hülle 52 ausgestattet. Der Isolator ist als ein Vorrichtungskörper vorgesehen, der in ein inneres peripheres Loch 21 (auf das ferner als eine innere Kammer Bezug genommen ist) des Gehäuses 2 eingeführt ist, und in den die Gassensorvorrichtung 3 eingeführt ist. Die inneren und äußeren Hüllen 51 und 52 umhüllen einen Abschnitt der Gassensorvorrichtung 3 und werden zwischen dem inneren peripheren Loch 21 des Gehäuses 2 und dem Isolator 4 festgehalten. Die innere Hülle 51 ist innerhalb der äußeren Hülle 52 platziert, um mit derselben zu überlappen. Das innere periphere Loch 21 des Gehäuses 2 weist einen vorderen Lochabschnitt 211, einen hinteren Lochabschnitt 212 und eine schräge Schulter 213 auf. Der vordere Lochabschnitt 211 befindet sich auf einer vorderen Endseite des Isolators 4. Der hintere Lochabschnitt 212 befindet sich näher zu dem hinteren Ende als der vordere Lochabschnitt 211 und ist hinsichtlich des Durchmessers größer als der vordere Lochabschnitt 211. Die schräge Schulter 213 befindet sich an einer Grenze des hinteren Lochabschnitts 212 und des vorderen Lochabschnitts 211.The gas sensor 1 is, as in 1 is provided with the cylindrical housing 2, the insulator 4, the inner shell 51 and the outer shell 52. The insulator is provided as a device body which is inserted into an inner peripheral hole 21 (further referred to as an inner chamber) of the case 2 and into which the gas sensor device 3 is inserted. The inner and outer cases 51 and 52 encase a portion of the gas sensor device 3 and are held between the inner peripheral hole 21 of the case 2 and the insulator 4 . The inner shell 51 is placed inside the outer shell 52 to overlap with the same. The inner peripheral hole 21 of the housing 2 has a front hole portion 211, a rear hole portion 212 and a sloping shoulder 213. FIG. The front hole portion 211 is located on a front end side of the insulator 4. The rear hole portion 212 is closer to the rear end than the front hole portion 211 and is larger in diameter than the front hole portion 211. The slanting shoulder 213 is located at one Boundary of rear hole portion 212 and front hole portion 211.

Die innere Hülle 51 weist, wie in 2 dargestellt ist, einen zylindrischen Abschnitt 511, der in den vorderen Lochabschnitt 211 eingeführt ist, und einen Abschnitt 513, der hinsichtlich des Durchmessers größer als der zylindrische Abschnitt 511 ist und der Schulter 213 zugewandt ist, auf. Der Isolator 4 hat einen Flansch 41, der von einer äußeren Peripherie desselben vorsteht und den Abschnitt 513 eines großen Durchmessers zwischen sich selbst und der Schulter 213 hält. Der zylindrische Abschnitt 511 der inneren Hülle 51 und der zylindrische Abschnitt 521 der äußeren Hülle 52 sind durch eine Schweißstelle 6 teilweise aneinandergefügt. Die Schweißstelle 6 wölbt sich von der äußeren Peripherie der äußeren Hülle 52, sodass dieselbe den vorderen Lochabschnitt 211 berühren kann.The inner shell 51 has, as in 2 as shown, has a cylindrical portion 511 which is inserted into the front hole portion 211 and a portion 513 which is larger in diameter than the cylindrical portion 511 and faces the shoulder 213 on. The insulator 4 has a flange 41 projecting from an outer periphery thereof and holding the large-diameter portion 513 between itself and the shoulder 213 . The cylindrical portion 511 of the inner shell 51 and the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 are partially joined by a weld 6 . The weld 6 bulges from the outer periphery of the outer shell 52 so that the same can touch the front hole portion 211 .

Der Gassensor 1 ist im Folgenden detaillierter unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben.The gas sensor 1 is described in more detail below with reference to FIG 1 until 4 described.

Der Gassensor 1 ist in einem Auspuffrohr eines Fahrzeugs eingebaut und funktioniert, um eine Konzentration von Sauerstoff in einem Abgas, das durch das Auspuffrohr emittiert wird, zu messen. Die innere Hülle 51 und die äußere Hülle 52 des Gassensors 1 sind innerhalb des Auspuffrohrs angeordnet. In der inneren Hülle 51 und der äußeren Hülle 52 sind, wie es in 1 dargestellt ist, Durchgangslöcher 515 und 525 gebildet, durch die das Abgas als Messungsgas eingelassen wird, um einen Messabschnitt 31 der Gassensorvorrichtung 3 zu erreichen, der innerhalb der inneren Hülle 51 angeordnet ist. Die innere Hülle 51 ist innerhalb der äußeren Hülle 52 angeordnet und überlappt damit. Die Orte der Durchgangslöcher 525 der äußeren Hülle 52 unterscheiden sich in einer axialen Richtung L von jenen der Durchgangslöcher 515 der inneren Hülle 51.The gas sensor 1 is installed in an exhaust pipe of a vehicle and functions to measure a concentration of oxygen in an exhaust gas emitted through the exhaust pipe. The inner shell 51 and the outer shell 52 of the gas sensor 1 are arranged inside the exhaust pipe. In the inner shell 51 and the outer shell 52, as shown in 1 1, through holes 515 and 525 through which the exhaust gas as a measurement gas is introduced to reach a measurement portion 31 of the gas sensor device 3 disposed inside the inner shell 51 are formed. The inner shell 51 is positioned inside the outer shell 52 and overlaps therewith. The locations of the through holes 525 of the outer shell 52 are different in an axial direction L from those of the through holes 515 of the inner shell 51.

Die axiale Richtung L, auf die hierin Bezug genommen ist, ist eine Richtung, in der das innere periphere Loch 21 des Gehäuses 2 gebildet ist. Die Mittelachse ist eine imaginäre Linie, die durch die Mitte des inneren peripheren Lochs 21 des Gehäuses 2 geht. Die vordere Endseite ist eine Region, in der die innere Hülle 51 und die äußere Hülle 52 von dem Gehäuse 2 vorstehen oder der Messabschnitt 31 der Gassensorvorrichtung 3 von dem Isolator 4 vorsteht. Die hintere Endseite ist auf der der vorderen Endseite gegenüberliegenden Seite.The axial direction L referred to herein is a direction in which the inner peripheral hole 21 of the case 2 is formed. The central axis is an imaginary line passing through the center of the inner peripheral hole 21 of the case 2 . The front end side is a region where the inner shell 51 and the outer shell 52 protrude from the case 2 or the sensing portion 31 of the gas sensor device 3 protrudes from the insulator 4 . The rear end side is on the opposite side to the front end side.

Der zylindrische Abschnitt 511 der inneren Hülle 51 und der zylindrische Abschnitt 521 der äußeren Hülle 52, wie es deutlich in 1 dargestellt ist, haben in der axialen Richtung L hintere Endabschnitte, die einander zugewandt sind. Der zylindrische Abschnitt 511 der inneren Hülle 51 hat in der axialen Richtung L einen vorderen Endabschnitt, dessen Durchmesser sich nach innen verringert und der sich in einem gegebenen Intervall weg von einem vorderen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 521 der äußeren Hülle 52 befindet. Die innere Hülle 51 und die äußere Hülle 52 haben eine zylindrische Form mit einem Boden und weisen die zylindrischen Abschnitte 511 und 521 und Böden 512 und 522, die jeweils durch vordere Enden der zylindrischen Abschnitte 511 und 521 definiert sind, auf. Die Durchgangslöcher 515 und 525 sind in den zylindrischen Abschnitten 511 und 521 und den Böden 512 und 522 gebildet.The cylindrical portion 511 of the inner shell 51 and the cylindrical portion 521 of the outer shell 52, as clearly shown in FIG 1 1 have rear end portions in the axial direction L that face each other. The cylindrical portion 511 of the inner shell 51 has, in the axial direction L, a front end portion whose diameter decreases inward and which is away from a front end portion of the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 at a given interval. The inner shell 51 and the outer shell 52 have a cylindrical shape with a bottom and has the cylindrical portions 511 and 521 and bottoms 512 and 522 defined by front ends of the cylindrical portions 511 and 521, respectively. The through holes 515 and 525 are formed in the cylindrical portions 511 and 521 and the bottoms 512 and 522 .

Der vordere Lochabschnitt 211 des Gehäuses 2, wie es in 2 dargestellt ist, weist einen Abschnitt 211A eines großen Durchmessers, der an einem Ort, der der Schweißstelle 6 zugewandt ist, gebildet ist, und einen Abschnitt 211B eines kleinen Durchmessers, der sich näher zu dem vorderen Ende als der Abschnitt 211A eines großen Durchmessers befindet und einen Durchmesser hat, der kleiner als derselbe des Abschnitts 211A eines großen Durchmessers ist, auf. Ein Zwischenraum S2 zwischen einem vorderen Endabschnitt 521B des zylindrischen Abschnitts 521 der äußeren Hülle 52 in der axialen Richtung L und dem Abschnitt 211B eines kleinen Durchmessers ist kleiner als ein Zwischenraum S1 zwischen einem hinteren Endabschnitt 521A des zylindrischen Abschnitts 521 der äußeren Hülle 52 in der axialen Richtung L und dem Abschnitt 211A eines großen Durchmessers. Eine Schulter 211C ist zwischen dem Abschnitt 211A eines großen Durchmessers und dem Abschnitt 211B eines kleinen Durchmessers gebildet.The front hole portion 211 of the case 2 as shown in FIG 2 1 has a large-diameter portion 211A formed at a location facing the weld 6 and a small-diameter portion 211B located closer to the front end than the large-diameter portion 211A and has a diameter smaller than that of the large-diameter portion 211A. A clearance S2 between a front end portion 521B of the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 in the axial direction L and the small diameter portion 211B is smaller than a clearance S1 between a rear end portion 521A of the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 in the axial direction Direction L and the large-diameter portion 211A. A shoulder 211C is formed between the large-diameter portion 211A and the small-diameter portion 211B.

Ein hinterer Endabschnitt 511A des zylindrischen Abschnitts 511 der inneren Hülle 51 in der axialen Richtung L und der hintere Endabschnitt 521A des zylindrischen Abschnitts 521 der äußeren Hülle 52 in der axialen Richtung L sind konturiert, um mit einer gestuften Form übereinzustimmen, wie sie durch den Abschnitt 211A eines großen Durchmessers und den Abschnitt 211B eines kleinen Durchmessers definiert ist, und haben Durchmesser, die jeweils größer als dieselben eines vorderen Endabschnitts 511B des zylindrischen Abschnitts 511 der inneren Hülle 51 in der axialen Richtung und des vorderen Endabschnitts 521B des zylindrischen Abschnitts 521 der äußeren Hülle 52 in der axialen Richtung L sind. Der hintere Endabschnitt 521A der äußeren Hülle 52 ist dem Abschnitt 211A eines großen Durchmessers zugewandt, während der vordere Endabschnitt 521B der äußeren Hülle 52 dem Abschnitt 211B eines kleinen Durchmessers zugewandt ist.A rear end portion 511A of the cylindrical portion 511 of the inner shell 51 in the axial direction L and the rear end portion 521A of the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 in the axial direction L are contoured to conform to a stepped shape defined by the section 211A of a large diameter and the portion 211B of a small diameter, and have diameters larger than those of a front end portion 511B of the cylindrical portion 511 of the inner shell 51 in the axial direction and the front end portion 521B of the cylindrical portion 521 of the outer Sheath 52 in the axial direction L are. The rear end portion 521A of the outer shell 52 faces the large-diameter portion 211A, while the front end portion 521B of the outer shell 52 faces the small-diameter portion 211B.

Ein äußerer Durchmesser φA des hinteren Endabschnitts 521A der äußeren Hülle 52 ist größer als ein innerer Durchmesser φB des Abschnitts 211B eines kleinen Durchmessers des Gehäuses 2. Dies ermöglicht, dass der hintere Endabschnitt 521A der äußeren Hülle 52 durch die Schulter 211C, die zwischen dem Abschnitt 211A eines großen Durchmessers und dem Abschnitt 211B eines kleinen Durchmessers des Gehäuses 2 gebildet ist, aufgenommen wird, wenn die äußere Hülle 52 während eines Zusammenbauens des Gassensors 1 aus dem Gehäuse 2 fällt, sodass eine Ablösung der äußeren Hülle 52 vermieden wird.An outer diameter φA of the rear end portion 521A of the outer shell 52 is larger than an inner diameter φB of the small-diameter portion 211B of the housing 2. This allows the rear end portion 521A of the outer shell 52 by the shoulder 211C formed between the section 211A of a large diameter and the small diameter portion 211B of the case 2 is received when the outer case 52 falls out of the case 2 during assembling of the gas sensor 1, so that detachment of the outer case 52 is avoided.

Der Abschnitt 513 eines großen Durchmessers dieses Ausführungsbeispiels ist an dem hinteren Ende des zylindrischen Abschnitts 511 der inneren Hülle 51 in einer schrägen Form gebildet, um einen Durchmesser zu haben, der sich erhöht, sowie sich der hinteren Endseite genähert wird. Der Abschnitt 513 eines großen Durchmessers ist als ein Flanschabschnitt gebildet, der von dem zylindrischen Abschnitt 511, der sich parallel zu der axialen Richtung L erstreckt, gebogen ist, um schräg zu verlaufen.The large-diameter portion 513 of this embodiment is formed at the rear end of the cylindrical portion 511 of the inner shell 51 in an oblique shape to have a diameter that increases as the rear end side is approached. The large-diameter portion 513 is formed as a flange portion bent from the cylindrical portion 511 extending parallel to the axial direction L to be inclined.

Die innere Hülle 51 kann alternativ geformt sein, um den Abschnitt 513 eines großen Durchmessers nicht zu haben. Die äußere Hülle 52 kann stattdessen den Abschnitt 513 eines großen Durchmessers haben. Der Gassensor 1 kann geformt sein, um statt einer Doppelhüllenstruktur, die aus der inneren Hülle 51 und der äußeren Hülle 52 aufgebaut ist, eine Einzelhüllenstruktur zu haben. In diesem Fall kann die Einzelhüllenstruktur einen Abschnitt 513 eines großen Durchmessers haben, der an einem hinteren Endabschnitt derselben gebildet ist.The inner shell 51 may alternatively be shaped so as not to have the large diameter portion 513 . The outer shell 52 may have the large diameter portion 513 instead. The gas sensor 1 may be formed to have a single shell structure instead of a double shell structure made up of the inner shell 51 and the outer shell 52 . In this case, the single-hull structure may have a large-diameter portion 513 formed at a rear end portion thereof.

Die Schweißstelle 6, die in 2 dargestellt ist, ist dem Abschnitt 211A eines großen Durchmessers des vorderen Lochabschnitts 211 des Gehäuses 2 zugewandt und erstreckt sich in der Umfangsrichtung vollständig über die ganzen Peripherien des zylindrischen Abschnitts 511 der inneren Hülle 51 und des zylindrischen Abschnitts 521 der äußeren Hülle 52 davon. Die Umfangsrichtung, auf die hierin Bezug genommen ist, ist eine Richtung um die Mittelachse der inneren Hülle 51 und der äußeren Hülle 52, die sich parallel zu der axialen Richtung L erstreckt. Die Schweißstelle 6 befindet sich an einem Ort, der dem Abschnitt 211A eines großen Durchmessers des vorderen Lochabschnitts 211 des Gehäuses 2 zugewandt ist. Die Schweißstelle 6 wird durch einen Abschnitt von Material der äußeren Hülle 52, der geschmolzen wird und sich dann außerhalb der äußeren Peripherie der äußeren Hülle 52 ausbreitet, gebildet, wenn der zylindrische Abschnitt 511 der inneren Hülle 51 und der zylindrische Abschnitt 521 der äußeren Hülle 52 zusammengeschweißt werden. Die Strecke, mit der die Schweißstelle 6 von dem zylindrischen Abschnitt 521 der äußeren Hülle 52 vorsteht, kann 0,05 mm oder mehr sein.The weld 6, which in 2 1 faces the large-diameter portion 211A of the front hole portion 211 of the housing 2 and extends in the circumferential direction entirely over the entire peripheries of the cylindrical portion 511 of the inner shell 51 and the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 thereof. The circumferential direction referred to herein is a direction extending parallel to the axial direction L around the center axis of the inner shell 51 and the outer shell 52 . The weld 6 is located at a location facing the large-diameter portion 211</b>A of the front hole portion 211 of the housing 2 . The weld 6 is formed by a portion of material of the outer shell 52 being melted and then spreading outside the outer periphery of the outer shell 52 when the cylindrical portion 511 of the inner shell 51 and the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 be welded together. The distance that the weld 6 protrudes from the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 may be 0.05 mm or more.

Die Schweißstelle 6 kann sich über die Schulter, die zwischen dem hinteren Endabschnitt 511A und dem vorderen Endabschnitt 511B der inneren Hülle 51 gebildet ist, und die Schulter, die zwischen dem hinteren Endabschnitt 521A und dem vorderen Endabschnitt 521B der äußeren Hülle 52 gebildet ist, erstrecken.The weld 6 may extend over the shoulder formed between the rear end portion 511A and the front end portion 511B of the inner shell 51 and the shoulder formed between between the rear end portion 521A and the front end portion 521B of the outer shell 52.

Der Isolator 4, wie er in 1 dargestellt ist, hat ein Durchgangsloch 42, das in der Mitte desselben gebildet ist. Die Gassensorvorrichtung 3 ist in das Durchgangsloch 42 eingeführt. Der Messabschnitt 31 der Gassensorvorrichtung 3, der funktioniert, um die Konzentration von Sauerstoff zu messen, steht von dem Isolator 4 in der axialen Richtung L hin zu der vorderen Endseite vor. Ein Flansch 41 des Isolators 4 steht vor und ist geformt, um einen sich erhöhenden Durchmesser eines ganzen Umfangs desselben zu haben. Der Flansch 41 hat eine vordere Endoberfläche 411, die mit dem gleichen Winkel wie derselbe, mit dem der Abschnitt 513 eines großen Durchmessers geneigt ist, geneigt ist.The isolator 4 as shown in 1 1 has a through hole 42 formed at the center thereof. The gas sensor device 3 is inserted into the through hole 42 . The measuring portion 31 of the gas sensor device 3, which functions to measure the concentration of oxygen, protrudes from the insulator 4 in the axial direction L toward the front end side. A flange 41 of the insulator 4 protrudes and is shaped to have an increasing diameter of an entire circumference thereof. The flange 41 has a front end surface 411 inclined at the same angle as that at which the large-diameter portion 513 is inclined.

In den vorderen Lochabschnitt 211 des inneren peripheren Lochs 21 des Gehäuses 2 sind ein hinterer Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 511 der inneren Hülle 51 in der axialen Richtung L und ein hinterer Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 521 der äußeren Hülle 52 in der axialen Richtung L gepasst. Die Schulter 213 des Gehäuses 2 hat eine Endoberfläche, die eine schräge Form hat, und hat einen Durchmesser, der sich erhöht, sowie sich der hinteren Endseite genähert wird.In the front hole portion 211 of the inner peripheral hole 21 of the housing 2, a rear end portion of the cylindrical portion 511 of the inner shell 51 in the axial direction L and a rear end portion of the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 in the axial direction L are fitted. The shoulder 213 of the housing 2 has an end surface that has a slanting shape and has a diameter that increases as the rear end side is approached.

Ein Abstand D zwischen einem Biegestartpunkt PI, an dem ein Innenabschnitt des Abschnitts 513 eines großen Durchmessers von dem zylindrischen Abschnitt 511 der inneren Hülle 51 gebogen ist, und einer hinteren Endoberfläche 526 der äußeren Hülle 52 ist vorzugsweise ausgewählt, um eine Beziehung von D > 2t zu haben, wobei t die Dicke der inneren Hülle 51 ist. 4(a) ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Abstand D und einem Spannungsgrad, der in der inneren Hülle 51 auftritt, angibt. Die grafische Darstellung zeigt, dass sich der Spannungsgrad mit einer Erhöhung des Abstands D verringert. Diese Spannung wirkt zwischen dem hinteren Ende der äußeren Hülle 52 und dem Biegestartpunkt. Die Beziehung D > 2t dient dazu, um den Spannungsgrad, der in der inneren Hülle 51 erzeugt wird, zu verringern.A distance D between a bending start point PI at which an inner portion of the large-diameter portion 513 of the cylindrical portion 511 of the inner shell 51 is bent and a rear end surface 526 of the outer shell 52 is preferably selected to have a relationship of D > 2t where t is the thickness of the inner shell 51 . 4(a) FIG. 12 is a graph indicating a relationship between the distance D and a degree of stress occurring in the inner shell 51. FIG. The graph shows that the stress level decreases as the distance D increases. This stress acts between the rear end of the outer shell 52 and the bending start point. The relationship D > 2t serves to reduce the degree of stress generated in the inner shell 51 .

Die Schweißstelle 6 befindet sich vorzugsweise von dem im Vorhergehenden beschriebenen Biegestartpunkt weiter weg. Ein Abstand C-D, der durch Subtrahieren des Abstands D von einem Abstand C zwischen dem vorhergehenden Biegestartpunkt P1 und der Mitte P2 der Schweißstelle 6 in der axialen Richtung L abgeleitet wird, erfüllt vorzugsweise eine Beziehung C-D > 4t. 4(b) ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Abstand C-D und einem Grad einer Dehnung, die in der äußeren Hülle 52 auftritt, darstellt. Die grafische Darstellung zeigt, dass ein größerer Grad einer Dehnung bzw. Dehnungsgrad in der äußeren Hülle 52 in einem Bereich erscheint, in dem der Abstand C-D weniger als 4t ist. Die Dehnung resultiert aus einer Schweißwärme, die von der Schweißstelle 6 zu der äußeren Hülle 52 übertragen wird. Eine Erhöhung der Spannung wird verursachen, dass die äußere Hülle 52 in der radialen Richtung derselben nach außen verformt wird. Die Beziehung C-D > 4t dient dazu, um die Verformung der äußeren Hülle 52 gewünscht zu minimieren.The weld point 6 is preferably further away from the bending start point described above. A distance CD, which is derived by subtracting the distance D from a distance C between the preceding bending start point P1 and the center P2 of the weld 6 in the axial direction L, preferably satisfies a relation CD>4t. 4(b) FIG. 12 is a graph showing a relationship between the distance CD and a degree of strain occurring in the outer cover 52. FIG. The graph shows that a greater degree of stretch appears in the outer shell 52 in a region where the distance CD is less than 4t. The elongation results from welding heat being transferred from the weld 6 to the outer shell 52 . An increase in stress will cause the outer shell 52 to be outwardly deformed in the radial direction thereof. The relationship CD > 4t serves to minimize the deformation of the outer shell 52 as desired.

Wie der Gassensor 1 zusammenzubauen ist, und der Betrieb und nützliche Vorteile des Gassensors 1 sind im Folgenden beschrieben.How to assemble the gas sensor 1 and the operation and useful advantages of the gas sensor 1 are described below.

Vor einem Zusammenbauen des Gassensors 1 wird der zylindrische Abschnitt 511 der inneren Hülle 51, wie in 3 gezeigt ist, innerhalb des zylindrischen Abschnitts 521 der äußeren Hülle 52 platziert, um einander zu überlappen. Der zylindrische Abschnitt 511 und der zylindrische Abschnitt 521 werden dann zusammengeschweißt. Dies verursacht, dass eine Schweißstelle 6 gebildet wird, die sich in der Gestalt eines konvexen Körpers auf der äußeren Peripherie des zylindrischen Abschnitts 521 der äußeren Hülle 52 ausbaucht. Die innere Hülle 51 und die äußere Hülle 52 werden somit zusammengefügt.Before assembling the gas sensor 1, the cylindrical portion 511 of the inner shell 51 as shown in FIG 3 shown are placed within the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 to overlap each other. The cylindrical portion 511 and the cylindrical portion 521 are then welded together. This causes a weld 6 bulging in the shape of a convex body on the outer periphery of the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 to be formed. The inner shell 51 and the outer shell 52 are thus joined together.

Beim Zusammenbauen des Gassensors 1 werden als Nächstes die innere Hülle 51 und die äußere Hülle 52, wie in 1 und 2 dargestellt ist, in das innere periphere Loch 21 des Gehäuses 2 eingeführt. Der Isolator 4 wird in die innere Hülle 51 eingeführt. Der zylindrische Abschnitt 511 der inneren Hülle 51 wird in dem inneren peripheren Loch 21 des Gehäuses 2 angeordnet. Der Abschnitt 513 eines großen Durchmessers der inneren Hülle 51 ist der Schulter 213 des inneren peripheren Lochs 21 des Gehäuses 2 zugewandt. Die Endoberfläche 411 des Flansches 41 des Isolators 4 ist der hinteren Endoberfläche des Abschnitts 513 eines großen Durchmessers der inneren Hülle 51 zugewandt.Next, when assembling the gas sensor 1, the inner shell 51 and the outer shell 52 as shown in FIG 1 and 2 is inserted into the inner peripheral hole 21 of the housing 2 . The insulator 4 is inserted into the inner shell 51 . The cylindrical portion 511 of the inner shell 51 is placed in the inner peripheral hole 21 of the case 2 . The large-diameter portion 513 of the inner shell 51 faces the shoulder 213 of the inner peripheral hole 21 of the housing 2 . The end surface 411 of the flange 41 of the insulator 4 faces the rear end surface of the large-diameter portion 513 of the inner shell 51 .

Nachdem die innere Hülle 51, die äußere Hülle 52 und der Isolator 4 in das innere periphere Loch 21 des Gehäuses 2 eingeführt wurden, wird ein isolierendes Pulver 23, wie zum Beispiel Talk, in einen Spalt zwischen dem hinteren Lochabschnitt 212 des inneren peripheren Lochs 21 des Gehäuses 2 und der äußeren Peripherie des Isolators 4 gebracht. Ein Porzellanisolator 24 wird auf dem hinteren Ende des isolierenden Pulvers 23 zwischen dem hinteren Lochabschnitt 212 und der äußeren Peripherie des Isolators 4 angeordnet. Der Abschnitt 22 des hinteren Endes des Gehäuses 2 wird hin zu der vorderen Endseite gefaltet, um das isolierende Pulver 23 und den Porzellanisolator 24 zwischen der hinteren Endoberfläche 412 des Flansches 41 des Isolators 4 und dem gefalteten Abschnitt 22 zu halten, wodurch der Abschnitt 513 eines großen Durchmessers zwischen der Schulter 213 des Gehäuses 2 und der vorderen Endoberfläche 411 des Flansches 41 des Isolators 4 stabil festgehalten wird.After the inner shell 51, the outer shell 52 and the insulator 4 are inserted into the inner peripheral hole 21 of the case 2, an insulating powder 23 such as talc is placed in a gap between the rear hole portion 212 of the inner peripheral hole 21 of the housing 2 and the outer periphery of the insulator 4 are brought. A porcelain insulator 24 is placed on the rear end of the insulating powder 23 between the rear hole portion 212 and the outer periphery of the insulator 4 . The rear end portion 22 of the case 2 is folded toward the front end side to sandwich the insulating powder 23 and the porcelain insulator 24 the rear end surface 412 of the flange 41 of the insulator 4 and the folded portion 22, thereby stably holding the large diameter portion 513 between the shoulder 213 of the housing 2 and the front end surface 411 of the flange 41 of the insulator 4.

Nachdem der Gassensor 1 zusammengebaut wurde, ist die Schweißstelle 6, die in dem zylindrischen Abschnitt 521 der äußeren Hülle 5 gebildet ist, dem Abschnitt 211A eines großen Durchmessers des vorderen Lochabschnitts 211 des inneren peripheren Lochs 21 des Gehäuses 2 zugewandt. Die Schweißstelle 6 ist gebildet, um eine Form zu haben, die sich auf der äußeren Peripherie der äußeren Hülle 52 wölbt, sodass dieselbe den Abschnitt 211A eines großen Durchmessers berühren kann.After the gas sensor 1 is assembled, the weld 6 formed in the cylindrical portion 521 of the outer shell 5 faces the large-diameter portion 211A of the front hole portion 211 of the inner peripheral hole 21 of the case 2 . The weld 6 is formed to have a shape that bulges on the outer periphery of the outer shell 52 so that the same can contact the large-diameter portion 211A.

Bei der Verwendung des Gassensors 1 wird das Abgas, das mit der äußeren Hülle 52 und der inneren Hülle 51 in Berührung ist, in die innere Hülle 51 eingeleitet. Wenn die Gassensorvorrichtung 3 die Konzentration von Sauerstoff, der in dem Abgas enthalten ist, misst, wird die Wärme von der äußeren Hülle 52 und der inneren Hülle 51 zu der Schweißstelle 6 übertragen. Die Schweißstelle 6 ist, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, geformt, um sich von der äußeren Peripherie der äußeren Hülle 52 zu wölben, sodass verursacht wird, dass die Wärme, die zu der Schweißstelle 6 geleitet wird, zu dem Gehäuse 2 entweicht.When the gas sensor 1 is used, the exhaust gas that is in contact with the outer shell 52 and the inner shell 51 is introduced into the inner shell 51 . When the gas sensor device 3 measures the concentration of oxygen contained in the exhaust gas, heat is transferred from the outer shell 52 and the inner shell 51 to the weldment 6 . As described above, the weld 6 is shaped to bulge from the outer periphery of the outer shell 52 so that the heat conducted to the weld 6 is caused to escape to the housing 2 .

Der Zwischenraum S2 zwischen dem vorderen Endabschnitt 521B der äußeren Hülle 52 und dem Abschnitt 211B eines kleinen Durchmessers des inneren peripheren Lochs 21 des Gehäuses 2 ist hinsichtlich des Abstands kleiner als der Zwischenraum S1 zwischen dem hinteren Endabschnitt 521A der äußeren Hülle 52 und dem Abschnitt 211A eines großen Durchmessers des inneren peripheren Lochs 21 des Gehäuses 2. Dies fördert eine Leichtigkeit, mit der Wärme, die von dem Hochtemperaturabgas zu der äußeren Hülle 52 geleitet wird, von dem zylindrischen Abschnitt 521 der äußeren Hülle 52 zu dem Abschnitt 211B eines kleinen Durchmessers des vorderen Lochabschnitts 211 des Gehäuses 2 entweicht, wodurch der Grad reduziert wird, mit dem die Wärme des Hochtemperaturabgases zu der Schweißstelle 6 übertragen wird.The clearance S2 between the front end portion 521B of the outer shell 52 and the small diameter section 211B of the inner peripheral hole 21 of the housing 2 is smaller in distance than the clearance S1 between the rear end portion 521A of the outer shell 52 and the section 211A one large-diameter of the inner peripheral hole 21 of the housing 2. This promotes ease with which heat conducted from the high-temperature exhaust gas is conducted to the outer shell 52 from the cylindrical portion 521 of the outer shell 52 to the small-diameter portion 211B of the front Hole portion 211 of the housing 2 escapes, thereby reducing the degree at which the heat of the high-temperature exhaust gas is transferred to the weld 6.

Der Gassensor 1 vermeidet dementsprechend die Überwärmung der Schweißstelle 6 der inneren Hülle 51 und der äußeren Hülle 52, um dadurch die Schweißstelle 6 thermisch zu schützen.Accordingly, the gas sensor 1 avoids the overheating of the weld 6 of the inner shell 51 and the outer shell 52 to thereby thermally protect the weld 6 .

Die Schweißstelle 6 ist geformt, um sich von der äußeren Peripherie der äußeren Hülle 52 zu wölben, sodass dieselbe den Abschnitt 211A eines großen Durchmessers des vorderen Lochabschnitts 211 des inneren peripheren Lochs 21 des Gehäuses 2 berühren kann, wodurch eine Fehlausrichtung der Mittenachse der inneren Hülle 51 und äußeren Hülle 52 mit der Mittenachse des inneren peripheren Lochs 21 des Gehäuses 2 vermieden wird. Dies verhindert, dass der Abschnitt 513 eines großen Durchmessers der inneren Hülle 51 unerwünscht den Isolator 4 stört, wenn der Gassensor 1 zusammengebaut wird, und eliminiert das Risiko einer Beschädigung oder eines Bruchs des Isolators 4.The weld 6 is shaped to bulge from the outer periphery of the outer shell 52 so that the same can touch the large-diameter portion 211A of the front hole portion 211 of the inner peripheral hole 21 of the housing 2, thereby misaligning the center axis of the inner shell 51 and outer shell 52 with the center axis of the inner peripheral hole 21 of the case 2 is avoided. This prevents the large-diameter portion 513 of the inner shell 51 from undesirably interfering with the insulator 4 when the gas sensor 1 is assembled, and eliminates the risk of damage or breakage of the insulator 4.

Der Vorrichtungskörper ist aus dem Isolator 4 hergestellt, kann jedoch alternativ aus einem festen Elektrolytkörper, der die Gassensorvorrichtung begründet, hergestellt sein. Der feste Elektrolytkörper hat eine zylindrische Form mit einem Boden und hat einen Flansch, der hinsichtlich der Konfiguration ähnlich zu derselben des Flansches 41 des Isolators 4 ist. Der feste Elektrolytkörper hat ein Paar von Elektroden, die an einer inneren und einer äußeren peripheren Oberfläche desselben befestigt sind, um die Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas zu messen.The device body is made of the insulator 4, but may alternatively be made of a solid electrolyte body constituting the gas sensor device. The solid electrolyte body has a bottomed cylindrical shape and has a flange similar in configuration to that of the flange 41 of the insulator 4 . The solid electrolytic body has a pair of electrodes attached to inner and outer peripheral surfaces thereof to measure the concentration of oxygen in the exhaust gas.

Sowohl der zylindrische Abschnitt 511 der inneren Hülle 51 als auch der zylindrische Abschnitt 521 der äußeren Hülle 52 können, wie in 5 dargestellt ist, geformt sein, um einen konstanten äußeren Durchmesser zu haben. Diese Struktur verursacht, dass eine Schweißstelle 6, die von der äußeren Peripherie des zylindrischen Abschnitts 521 der äußeren Hülle 52 vorsteht, an der Schulter 211C des Gehäuses 2 gefangen wird, wenn die äußere Hülle 52 unerwünscht aus dem Gehäuse 2 fällt, wenn der Gassensor 1 zusammengebaut wird, wodurch das Risiko einer Ablösung der äußeren Hülle 52 eliminiert wird.Both the cylindrical section 511 of the inner shell 51 and the cylindrical section 521 of the outer shell 52 can, as in 5 shown may be formed to have a constant outer diameter. This structure causes a weld 6 protruding from the outer periphery of the cylindrical portion 521 of the outer case 52 to be caught on the shoulder 211C of the case 2 when the outer case 52 undesirably falls out of the case 2 when the gas sensor 1 is assembled, thereby eliminating the risk of detachment of the outer shell 52.

Claims

A gas sensor (1) comprising: a cylindrical housing (2); a device body (4) inserted into an inner peripheral hole (21) of the casing (2), the device body (4) itself being a gas sensor device (3) or a member into which the gas sensor device (3) is inserted; and an inner shell (51) and an outer shell (52) covering a portion of the gas sensor device (3) and held between the inner peripheral hole (21) of the casing (2) and the device body (4), the inner case (51) is placed inside the outer case (52) to overlap therewith, characterized in that the inner peripheral hole (21) of the case (2) has a front hole portion (211) located at a front end side of the device body (4), a rear hole portion (212) closer to a rear end side than that front hole portion (211) and is larger in diameter than the front hole portion (211), and having a shoulder (213) defined between the rear hole portion (212) and the front hole portion (211) in a vertical or an oblique shape is formed, at least one of the inner shell (51) and the outer shell (52) has a cylindrical portion (511, 521) inserted into the front hole portion (211) and a portion (513) of a large diameter, the respect of diameter is larger than the cylindrical portion (511, 521) and faces the shoulder (213), the device body (4) has a flange (41) projecting from an outer periphery thereof to encircle the portion (513 ) of large diameter between itself and the shoulder (213), the cylindrical portion (511) of the inner shell (51) and the cylindrical portion (521) of the outer shell (52) by a weld (6) are partially joined together, and the weld (6) is formed to bulge from an outer periphery of the outer shell (52) so that the same can contact the front hole portion (211).

Gas sensor (1) after claim 1 , characterized in that the weld (6) consists of a plurality of sections which are formed in a circumferential direction at a plurality of locations in the cylindrical section (511) of the inner shell (51) and the cylindrical section (521) of the outer shell (52 ) are distributed, constructed or shaped to extend over an entire circumference of the cylindrical portion (511) of the inner shell (51) and the cylindrical portion (521) of the outer shell (52).

Gas sensor (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the front hole portion (211) has a large diameter portion (211A) formed at a location facing the weld (6) and a small diameter portion (211B) closer to each other to a front end side than the large-diameter portion (211A) and is smaller in diameter than the large-diameter portion (211A), and a clearance (S2) formed between the cylindrical portion (521) of the outer shell (52) and the small-diameter portion (211B) is smaller than a clearance (S1) formed between the cylindrical portion (521) of the outer shell (52) and the large-diameter portion (211A). .

Gas sensor (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the front hole portion (211) has a large diameter portion (211A) formed at a location facing the weld (6) and a small diameter portion (211B) closer to each other to a front end side than the large-diameter portion (211A) and is smaller in diameter than the large-diameter portion (211A), wherein the cylindrical portion (521) of the outer shell (52) has a rear end portion (521A ) facing the large-diameter portion (211A), and a front end portion (521B) smaller in diameter than the rear end portion (521A) and facing the small-diameter portion (211B), and wherein an outer diameter (φA) of the rear end portion (521A) is larger than an inner diameter (φB) of the small-diameter portion (211B).