JP2000241379A - Gas sensor - Google Patents

Gas sensor

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JP2000241379A
JP2000241379A JP11044939A JP4493999A JP2000241379A JP 2000241379 A JP2000241379 A JP 2000241379A JP 11044939 A JP11044939 A JP 11044939A JP 4493999 A JP4493999 A JP 4493999A JP 2000241379 A JP2000241379 A JP 2000241379A
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casing
separator
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cover member
filter
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Yasushi Matsuo
康司 松尾
Satoshi Ishikawa
聡 石川
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sensor structure in which a ceramic separator is held stably inside a casing, in which the structure of a sensor as a whole is made simple and compact and in which an assembling man-hour can be reduced. SOLUTION: A separator-side support part 73 which protrudes outward is formed on the outer circumferential face of a ceramic separator 18. A protrusion 60A which is coupled to the separator-side support part 73 is formed on the inner face of a cover member 16. Thereby, the ceramic separator 18 can be held stably without being rattled. A rubber ring or a wave wasger (a spring washer), between the separator-side support part 73 and the cover member 16, which is required in conventional cases can be abolished. The number of components for this sensor is reduced, and a structure can be made simple and compact so as to contribute toward reducing its cost by reducing an assembling man-hour.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、酸素センサ、H
Cセンサ、NOxセンサなど、測定対象となるガス中の
被検出成分を検出するためのガスセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen sensor,
The present invention relates to a gas sensor such as a C sensor or a NOx sensor for detecting a component to be detected in a gas to be measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、上述のようなガスセンサとし
て、被検出成分を検出する検出部が先端に形成された棒
状ないし筒状の検出素子を、金属製のケーシングの内側
に配置した構造のものが知られている。例えば酸素セン
サの場合、ジルコニア等の固体電解質セラミックで構成
された軸状の酸素検出素子を、先端の検出部が突出した
形でケーシング内に配し、検出部が被測定ガスに触れる
に伴い素子に発生するセンサ出力をリード線を介して外
部に取り出す。
2. Description of the Related Art Conventionally, a gas sensor as described above has a structure in which a rod-shaped or cylindrical detection element having a detection portion for detecting a component to be detected formed at the tip is disposed inside a metal casing. It has been known. For example, in the case of an oxygen sensor, an axial oxygen detection element made of a solid electrolyte ceramic such as zirconia is arranged in a casing with a detection section at the tip protruding, and the element is moved as the detection section comes into contact with the gas to be measured. Is output to the outside via a lead wire.

【0003】ところで、従来の酸素センサにおいては、
例えば外周面にフランジ部を設けたセラミックセパレー
タをケーシング内に挿入し、さらにその外側を筒状のカ
バー部材で被うようにした構造のものが多い。この場
合、例えばカバー部材に段付き部などの支持部を設け、
セパレータのフランジ部とカバー部材段付き部の内面と
の間、または、セパレータのフランジ部とケーシングと
の間に、ゴムリングまたは波型座金(ばね座金)を介装
し、カバー部材をケーシングに対して軸方向に押し付け
ることにより、セパレータのフランジ部をケーシング端
面とカバー部材の支持部との間で挾圧し、その状態でカ
バー部材をケーシングに対してかしめることにより固定
がなされる。このとき、波型座金は、その弾性力により
セラミックセパレータをカバー部材とケーシングの間に
挾圧保持力を生じさせて、セパレータのケーシング内で
のがたつきを防止する役割を果たす。
By the way, in a conventional oxygen sensor,
For example, in many cases, a ceramic separator having a flange on the outer peripheral surface is inserted into a casing, and the outside thereof is further covered with a cylindrical cover member. In this case, for example, a support portion such as a step portion is provided on the cover member,
A rubber ring or a corrugated washer (spring washer) is interposed between the flange portion of the separator and the inner surface of the stepped portion of the cover member or between the flange portion of the separator and the casing, and the cover member is attached to the casing. By pressing in the axial direction, the flange portion of the separator is pressed between the end face of the casing and the support portion of the cover member, and in this state, the cover member is fixed to the casing by caulking. At this time, the corrugated washer generates a pressure holding force between the cover member and the casing by the elastic force of the ceramic separator, thereby preventing the separator from rattling in the casing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】近年は自動車産業の隆
盛に伴い酸素センサに対する需要も増え、かつ価格低下
やコンパクト化に対する要望も年々強まりつつある。酸
素センサは、自動車用電装部品の中でも部品点数が多
く、センサ構造の見直しにより部品点数の削減、センサ
の小型化、ひいては組立工数の削減が要求されている。
しかし一方では、小型化により容積率が増大し測定に必
要な酸素(大気)の取り入れのための通気路の確保にも
困難を来すなどの別の問題も発生している。
In recent years, demands for oxygen sensors have increased with the rise of the automobile industry, and demands for price reduction and compactness have been increasing year by year. The oxygen sensor has a large number of components among the electrical components for automobiles, and a review of the sensor structure requires a reduction in the number of components, a reduction in the size of the sensor, and a reduction in the number of assembly steps.
However, on the other hand, another problem has arisen, such as the increase in the volume ratio due to the miniaturization, which makes it difficult to secure a ventilation path for taking in oxygen (atmosphere) required for measurement.

【0005】本発明の課題は、セラミックセパレータを
ケーシング内にて安定的に保持しつつ、センサ全体の構
造の簡素化・コンパクト化および組立工数の削減を図る
ことができるガスセンサ構造を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a gas sensor structure capable of simplifying and downsizing the entire structure of the sensor and reducing the number of assembly steps while stably holding the ceramic separator in a casing. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明のガスセンサは、軸状の検出
素子と、その検出素子の先端に形成された検出部を突出
させた状態で、該検出素子を収容する筒状のケーシング
と、そのケーシングに対し同軸的に設けられるととも
に、該ケーシングの後端部に形成されたケーシング側支
持部において直接または他部材を介して間接的に支持さ
れるセラミックセパレータと、前記ケーシングと同軸的
に配置され、前記セラミックセパレータを外側から覆っ
た状態で前記ケーシングに対し後方側から連結されるカ
バー部材とを備え、前記セラミックセパレータの外周面
には外向きに突出するセパレータ側支持部が形成される
一方、前記カバー部材の内面には、前記セパレータ側支
持部に対し前記セラミックセパレータの軸線方向におい
て後方側から当接する突出部が形成されていることを特
徴とする。
Means for Solving the Problems and Action / Effect To solve the above problems, a gas sensor according to the present invention comprises a shaft-like detection element and a detection section formed at the tip of the detection element. A cylindrical casing accommodating the detection element and a casing coaxially provided with the casing, and directly or indirectly via another member at a casing-side support portion formed at a rear end portion of the casing. A supported ceramic separator and a cover member arranged coaxially with the casing and connected from the rear side to the casing while covering the ceramic separator from the outside, the outer peripheral surface of the ceramic separator An outwardly protruding separator-side support portion is formed, while an inner surface of the cover member is provided with the ceramic support relative to the separator-side support portion. Wherein the protrusions contact the rear side in the axial direction of Kkusepareta is formed.

【0007】上記本発明によれば、カバー部材の内面に
形成された突出部を、セパレータ側支持部に対し前記セ
ラミックセパレータの軸線方向において後方側から当接
させ、カバー部材とケーシング側支持部との間において
セパレータ側支持部を挾圧保持するようにした。これに
より、セラミックセパレータをがたつきなく安定に保持
できるとともに、従来必要であった、セパレータ側支持
部とカバー部材の内面との間のゴムリングまたは波型座
金(ばね座金)を廃止できる。その結果、センサの部品
点数削減に伴う構造の簡素化・コンパクト化が図れ、組
立工数削減によるコストダウンにも寄与することができ
る。なお、部品点数削減の観点においては、ケーシング
の後端部に形成されたケーシング側支持部においてセラ
ミックセパレータ(のセパレータ側支持部)を、他部材
を介さず直接支持させる構造がより望ましいといえる。
According to the present invention, the protrusion formed on the inner surface of the cover member is brought into contact with the separator-side support portion from the rear side in the axial direction of the ceramic separator, and the cover member and the casing-side support portion are brought into contact with each other. The separator-side supporting portion is clamped and held between the spaces. As a result, the ceramic separator can be stably held without rattling, and the rubber ring or corrugated washer (spring washer) between the separator-side support portion and the inner surface of the cover member, which has been conventionally required, can be eliminated. As a result, the structure can be simplified and downsized due to the reduction in the number of parts of the sensor, and the cost can be reduced by reducing the number of assembly steps. From the viewpoint of reducing the number of components, it can be said that a structure in which the casing-side support portion formed at the rear end of the casing directly supports the (separator-side support portion of) the ceramic separator without any intervening members.

【0008】上記の突出部は、カバー部材の段付き部内
面に形成することができる。この構成では、カバー部材
に形成した段付部によりケーシング側支持部をより安定
的に支持でき、加えて段付き部を利用して上記の突出部
を合理的に形成できる。
[0008] The above-mentioned protruding portion can be formed on the inner surface of the stepped portion of the cover member. With this configuration, the casing-side support portion can be more stably supported by the stepped portion formed on the cover member, and the above-described protruding portion can be rationally formed using the stepped portion.

【0009】また、上記のガスセンサにおいては、ケー
シング側支持部の押圧によりセパレータ側支持部を介し
て突出部を弾性変形させた状態で、ケーシングとカバー
部材とを固定することができる。突出部の弾性変形によ
りセパレータ側支持部に対する前記した挾圧保持力が高
められ、セラミックセパレータを一層安定的に支持する
ことができるようになる。
Further, in the above gas sensor, the casing and the cover member can be fixed in a state where the protrusion is elastically deformed via the separator-side support by the pressing of the casing-side support. Due to the elastic deformation of the protruding portion, the above-described holding force for holding against the separator-side support portion is increased, and the ceramic separator can be more stably supported.

【0010】この場合、突出部のビッカース硬度Hvs
を150〜300の範囲にて調整するのがよい。Hvs
が150未満では突出部に塑性変形が過剰に生じやすく
なり、弾性的な挾圧保持力が十分に確保できなくなる場
合がある。一方、Hvsが300を超えると、突出部の
剛性が高くなり過ぎて弾性変形による挾圧保持効果が十
分に達成できなくなる場合がある。また、カバー部材
は、突出部のビッカース硬度をHvs、本体部分のビッ
カース硬度をHvhとした場合、Hvhは180以上とす
るのがよい。Hvhが180未満になるとカバー部材の
強度が不足し、センサの耐久性を確保できなくなる場合
がある。また、Hvh−Hvsは50以上となるように突
出部の硬度を調整するのがよい。Hvh−Hvsが50未
満になると、突出部の本体部分に対する相対的な変形量
が不足し、所期の効果が十分に達成できなくなる場合が
ある。
In this case, the Vickers hardness Hvs of the protrusion is
Is preferably adjusted in the range of 150 to 300. Hvs
If the ratio is less than 150, excessive plastic deformation is likely to occur in the protruding portion, and it may not be possible to ensure a sufficient elastic clamping force. On the other hand, when Hvs exceeds 300, the rigidity of the protruding portion becomes too high, and the effect of holding pressure by elastic deformation may not be sufficiently achieved. In the cover member, when the Vickers hardness of the projecting portion is Hvs and the Vickers hardness of the main body portion is Hvh, Hvh is preferably 180 or more. If Hvh is less than 180, the strength of the cover member may be insufficient, and the durability of the sensor may not be secured. The hardness of the protrusion is preferably adjusted so that Hvh-Hvs becomes 50 or more. If Hvh-Hvs is less than 50, the amount of deformation of the protruding portion relative to the main body portion is insufficient, and the desired effect may not be sufficiently achieved.

【0011】突出部は複数の突起で構成することがで
き、該突起間に隙間を形成することができる。この隙間
は、例えば基準ガス(例えば大気)の通気路として使用
できる。これにより、センサの構造の簡素化・コンパク
ト化および組立工数の削減を図りつつ、測定に必要な基
準ガス取り入れのための通気路の確保も可能となる。
The projecting portion can be constituted by a plurality of projections, and a gap can be formed between the projections. This gap can be used, for example, as a ventilation path for a reference gas (for example, the atmosphere). This makes it possible to secure a ventilation path for taking in the reference gas required for measurement while simplifying and reducing the size of the sensor structure and reducing the number of assembly steps.

【0012】上記本発明のガスセンサにおいてカバー部
材は、ケーシングの後方側においてこれと一体的に設け
られ、ケーシング内に外気を導くための第一気体導入孔
が形成された第一フィルタ保持部と、その第一フィルタ
保持部の内側又は外側に設けられ、ケーシング内に外気
を導くための第二気体導入孔が形成された第二フィルタ
保持部と、それら第一及び第二フィルタ保持部の間にお
いて第一及び第二気体導入孔を塞ぐ形態で配置され、液
体の透過は阻止し気体の透過は許容するフィルタとを備
えたフィルタアセンブリとして構成できる。この場合、
第一フィルタ保持部が、ケーシングとは別体の筒状体と
して該ケーシングに対し後方側から連結される。
In the gas sensor according to the present invention, the cover member is provided integrally with the rear side of the casing and has a first filter holding portion formed with a first gas introduction hole for guiding outside air into the casing; A second filter holding portion provided inside or outside the first filter holding portion and having a second gas introduction hole for guiding outside air into the casing, and between the first and second filter holding portions. The filter assembly can be configured as a filter assembly including a filter that is arranged so as to close the first and second gas introduction holes, and that prevents liquid permeation and allows gas permeation. in this case,
The first filter holding portion is connected to the casing from the rear side as a cylindrical body separate from the casing.

【0013】このような構造のガスセンサは、以下のよ
うな方法にて製造できる。まず、ケーシングに組付ける
前の状態で、第一フィルタ保持部の外側にフィルタ及び
第二フィルタ保持部をこの順序で配置し、その状態で加
締部を形成することにより、第二フィルタ保持部及びフ
ィルタを第一フィルタ保持部に組み付けてフィルタアセ
ンブリとなす。このフィルタアセンブリをカバー部材と
してケーシングに取り付ける。
The gas sensor having such a structure can be manufactured by the following method. First, before being attached to the casing, the filter and the second filter holding portion are arranged outside the first filter holding portion in this order, and a crimping portion is formed in this state, whereby the second filter holding portion is formed. Then, the filter is assembled to the first filter holding portion to form a filter assembly. This filter assembly is attached to a casing as a cover member.

【0014】上記のセンサ構成の要旨は、フィルタを含
む気通構造部をフィルタアセンブリとしてケーシングと
は独立に構成し、これをケーシングに連結・一体化した
構成を有する点にある。これにより、その製法上、次の
ような効果が達成される。 フィルタアセンブリの組立てを、酸素検知素子などの
ケーシング内への組付けとは独立に行うことができるの
で、例えば検知素子のリード線が邪魔になったりせず、
組立作業を極めて能率的に行うことができる。 ケーシング内への部品の組付けと、フィルタアセンブ
リの組立てとを並行して行えるので、生産性が飛躍的に
向上する。また、フィルタの組付け不良などが生じて
も、フィルタアセンブリの段階で不良が発見できれば、
センサ完成品に該不良の影響は及ばず、部品等の無駄等
が生じにくい。
The gist of the above sensor configuration is that the ventilation structure including the filter is configured as a filter assembly independently of the casing, and this is connected to and integrated with the casing. Thereby, the following effects are achieved in the manufacturing method. Since the assembly of the filter assembly can be performed independently of the assembly of the oxygen sensing element or the like in the casing, for example, the lead wires of the sensing element do not interfere,
Assembly work can be performed extremely efficiently. Since the assembly of the components in the casing and the assembly of the filter assembly can be performed in parallel, the productivity is dramatically improved. Also, even if a filter assembly failure occurs, if a failure can be found at the stage of filter assembly,
The influence of the defect does not affect the finished sensor product, and waste of parts and the like hardly occurs.

【0015】上記構成では、セラミックセパレータに
は、本体部の軸方向中間位置において外周面から突出す
るフランジ状のセパレータ側支持部を形成できる。この
場合、本体部は、セパレータ側支持部よりも軸方向前方
側に位置する部分をケーシングの後端部内側に入り込ま
せた状態で、該セパレータ側支持部においてケーシング
の後端面に対し直接又は他部材を介して間接的に当接す
る一方、軸方向後方側の部分をケーシングの外側に突出
させた状態で配置され、かつその突出部分が、ケーシン
グとは別体の筒状に形成されたフィルタ保持部で覆われ
るものとすることができる。他方、セパレータ側支持部
には、該セパレータ側支持部の外周面をケーシングの開
口内縁よりも内側に引っ込ませることにより、開口の遮
蔽状態を部分的に解消して外気のケーシング内部への流
通を許容する引っ込み流通部を形成できる。フランジ状
のセラミックセパレータに上記のような引っ込み流通部
を形成することで、ケーシング内において、例えば前記
したカバー部材側の突起間隙間、及びセラミックセパレ
ータの上記引っ込み流通部を介して、ケーシング内への
外気の流通をスムーズに行うことができるようになる。
In the above configuration, the flange-shaped separator-side supporting portion projecting from the outer peripheral surface at the axially intermediate position of the main body can be formed on the ceramic separator. In this case, the main body portion may be directly or at another position with respect to the rear end face of the casing at the separator-side support portion in a state where a portion located on the axial front side of the separator-side support portion is inserted inside the rear end portion of the casing. The filter holding member is disposed in such a manner that a portion on the axially rear side is protruded outside the casing while indirectly abutting via a member, and the protruding portion is formed in a cylindrical shape separate from the casing. Part can be covered. On the other hand, the outer peripheral surface of the separator-side support portion is retracted inward from the inner edge of the opening of the casing in the separator-side support portion, thereby partially eliminating the shielded state of the opening and allowing the outside air to flow into the casing. Allowable recessed portions can be formed. By forming the above-described recessed flow portion in the flange-shaped ceramic separator, in the casing, for example, through the gap between the protrusions on the cover member side and the recessed flow portion of the ceramic separator, the inside of the casing is formed. The outside air can be smoothly distributed.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例に基づき説明する。図1は本発明のガスセ
ンサの一実施例たる酸素センサの内部構造を示し、図2
は要部の拡大図である。酸素センサ1は、先端が閉じた
中空軸状の固体電解質部材である酸素検出素子2と、酸
素検出素子2の中空部2aに挿入された発熱体3とを備
える。酸素検出素子2は、ジルコニア等を主体とする酸
素イオン伝導性固体電解質により中空に形成されてい
る。また、この酸素検出素子2の中間部外側には、絶縁
性セラミックから形成されたインシュレータ6、7及び
タルクから形成されたセラミック粉末8を介して金属製
のケーシング10が設けられている。なお、以下の説明
において、酸素検出素子2の軸方向先端部に向かう側
(閉じている側)を「前方側」、これと反対方向に向か
う側を「後方側」と称する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows the internal structure of an oxygen sensor which is an embodiment of the gas sensor of the present invention.
Is an enlarged view of a main part. The oxygen sensor 1 includes an oxygen detection element 2 which is a hollow shaft-shaped solid electrolyte member having a closed end, and a heating element 3 inserted into a hollow portion 2a of the oxygen detection element 2. The oxygen detecting element 2 is formed hollow by an oxygen ion conductive solid electrolyte mainly composed of zirconia or the like. Further, a metal casing 10 is provided outside the intermediate portion of the oxygen detection element 2 via insulators 6 and 7 formed of insulating ceramic and ceramic powder 8 formed of talc. In the following description, the side (closed side) toward the axial end of the oxygen detection element 2 is referred to as “front side”, and the side toward the opposite direction is referred to as “rear side”.

【0017】ケーシング10は、酸素センサ1を排気管
等の取付部に取り付けるためのねじ部9bを有する主体
金具9、その主体金具9の後方側開口部に内側が連通す
るように結合された主筒14、主体金具9の前方側開口
部を覆うように取り付けられたプロテクタ11等を備え
る。本発明の酸素センサ1はねじ部9bより前方(図1
の下方)が排気管等のエンジン内に位置し、それより後
方(図1の上方)は外部の大気中に位置して使用され
る。図2に示すように、酸素検出素子2の外面及び中空
部2aの内面には、そのほぼ全面を覆うように、例えば
PtあるいはPt合金により多孔質に形成された外部電
極層2b及び内部電極層2cが設けられている。
The casing 10 includes a metal shell 9 having a screw portion 9b for mounting the oxygen sensor 1 to a mounting portion such as an exhaust pipe, and a main body 9 connected to an opening on the rear side of the metal shell 9 so as to communicate with the inside. It includes a cylinder 14, a protector 11 attached to cover a front opening of the metal shell 9, and the like. The oxygen sensor 1 of the present invention is located forward of the screw 9b (FIG. 1).
Is located in an engine such as an exhaust pipe, and the rear (upper in FIG. 1) is located in the outside atmosphere and used. As shown in FIG. 2, the outer surface of the oxygen detecting element 2 and the inner surface of the hollow portion 2a are formed on the outer electrode layer 2b and the inner electrode layer made of porous material such as Pt or Pt alloy so as to cover almost the entire surface. 2c is provided.

【0018】主体金具9の後方側の開口部には、前述の
主筒14(ケーシング)が絶縁体6との間にリング15
を介して加締められ、この主筒14に筒状のフィルタア
センブリ16(カバー部材)が外側から嵌合・固定され
ている。このフィルタアセンブリ16の後端側開口部は
ゴム等で構成されたグロメット17で封止され、またこ
れに続いてさらに内方にセラミックセパレータ18が設
けられている。そして、それらセラミックセパレータ1
8及びグロメット17を貫通するように、酸素検出素子
2用のリード線20,21及び発熱体3用のリード線
(図示せず)が配置されている。
In the opening on the rear side of the metal shell 9, the main cylinder 14 (casing) is provided with a ring 15 between the main cylinder 9 and the insulator 6.
A cylindrical filter assembly 16 (cover member) is fitted and fixed to the main cylinder 14 from the outside. The rear end opening of the filter assembly 16 is sealed with a grommet 17 made of rubber or the like, and a ceramic separator 18 is further provided further inward. And these ceramic separators 1
Lead wires 20 and 21 for the oxygen detecting element 2 and a lead wire (not shown) for the heating element 3 are arranged so as to pass through the grommet 8 and the grommet 17.

【0019】主体金具9の前方側開口部には筒状のプロ
テクタ装着部9aが形成され、ここに、酸素検出素子2
の先端側(検出部)を所定の空間を隔てて覆うようにキ
ャップ状のプロテクタ11が装着されている。プロテク
タ11には、排気ガスを透過させる複数のガス透過口1
2が貫通形態で形成されている。
A cylindrical protector mounting portion 9a is formed at the front opening of the metallic shell 9, and the oxygen detector 2
A cap-shaped protector 11 is attached so as to cover the front end side (detection unit) of the first case with a predetermined space therebetween. The protector 11 has a plurality of gas transmission ports 1 through which exhaust gas is transmitted.
2 are formed in a penetrating form.

【0020】フィルタアセンブリ16は、主筒14(ケ
ーシング10)に対し後方外側からほぼ同軸的に連結さ
れる筒状形態をなすとともに、壁部に複数の気体導入孔
52が形成された第一フィルタ保持部51を備える。そ
して、その第一フィルタ保持部51の外側には、気体導
入孔52を塞ぐ筒状のフィルタ53が配置され、さら
に、そのフィルタ53の外側には、壁部に1ないし複数
の気体導入孔55が形成されるとともに、フィルタ53
を第一フィルタ保持部51との間で挟み付けて保持する
第二フィルタ保持部54が配置される。
The filter assembly 16 has a cylindrical shape that is substantially coaxially connected to the main cylinder 14 (casing 10) from the rear outside and has a plurality of gas introduction holes 52 formed in a wall. A holding section 51 is provided. Outside the first filter holding portion 51, a cylindrical filter 53 for closing the gas introduction hole 52 is arranged, and outside the filter 53, one or more gas introduction holes 55 are formed in a wall portion. Are formed, and the filter 53 is formed.
Is held between the first filter holding portion 51 and the second filter holding portion 54.

【0021】グロメット17は、第一フィルタ保持部5
1の後方側開口部に対しその内側に弾性的にはめ込ま
れ、各リード線20,21等を挿通するためのシール側
リード線挿通孔91を有するとともに、それらリード線
20,21等の外面と第一フィルタ保持部51の内面と
の間をシールする。
The grommet 17 is provided in the first filter holding section 5.
1 has a seal-side lead wire insertion hole 91 through which the respective lead wires 20, 21 and the like are inserted elastically inside the rear side opening, and the outer surfaces of the lead wires 20, 21 and the like. The space between the first filter holding portion 51 and the inner surface is sealed.

【0022】セラミックセパレータ18には、各リード
線20,21等を挿通するための複数のセパレータ側リ
ード線挿通孔72が軸方向に貫通して形成されており、
その軸方向中間位置には、外周面から突出する形態でフ
ランジ状のセパレータ側支持部73が形成されている。
そして、図2に示すように、セラミックセパレータ18
は、セパレータ側支持部73よりも前方側に位置する部
分を主筒14の後端部内側の主筒孔90aに入り込ま
せ、セパレータ側支持部73の前端面73aを主筒14
の後端面(ケーシング側支持部90)に当接させること
により、セパレータ側支持部73よりも後方側に位置す
る部分は主筒14の外側に突出させた状態で配置され
る。
A plurality of separator-side lead wire insertion holes 72 for inserting the respective lead wires 20, 21 and the like are formed in the ceramic separator 18 so as to penetrate in the axial direction.
At an intermediate position in the axial direction, a flange-shaped separator-side support portion 73 is formed so as to protrude from the outer peripheral surface.
Then, as shown in FIG.
Allows the portion located on the front side of the separator-side support portion 73 to enter the main cylinder hole 90a inside the rear end of the main cylinder 14, and the front end face 73a of the separator-side support portion 73
By contacting the rear end surface (casing-side support portion 90), a portion located on the rear side of the separator-side support portion 73 is arranged so as to protrude outside the main cylinder 14.

【0023】酸素検出素子2用の一方のリード線20
は、互いに一体に形成されたコネクタ23a、引出し線
部23b、金具本体部23a及び発熱体把持部23dか
らなる内部電極接続金具23(第一接続金具)を経て前
述の酸素検出素子2の内部電極層2c(図2)と電気的
に接続されている。一方、他方のリード線21は、互い
に一体に形成されたコネクタ33a、引出し線部33b
及び金具本体部33cとを有する外部電極接続金具33
(第二接続金具)を経て、酸素検出素子2の外部電極層
2b(図2)と電気的に接続されている。酸素検出素子
2は、その内側に配置された発熱体3で加熱することで
活性化される。発熱体3は棒状のセラミックヒータであ
り、抵抗発熱線部(図示せず)を有する発熱部3aが、
+極側及び−極側の発熱体端子部3b、3bに接続され
るリード線(図示せず)を経て通電されることにより、
酸素検出素子2の先端部(検出部)を加熱する。
One lead wire 20 for the oxygen detecting element 2
The internal electrode of the oxygen detecting element 2 described above passes through an internal electrode connecting metal member 23 (first connecting metal member) including a connector 23a, a lead wire portion 23b, a metal body main portion 23a, and a heating element grip portion 23d formed integrally with each other. It is electrically connected to the layer 2c (FIG. 2). On the other hand, the other lead wire 21 has a connector 33a and a lead wire portion 33b formed integrally with each other.
Electrode connection metal fitting 33 having a metal body 33c and a metal body 33c
Through the (second connection fitting), it is electrically connected to the external electrode layer 2b (FIG. 2) of the oxygen detection element 2. The oxygen detecting element 2 is activated by being heated by the heating element 3 arranged inside. The heating element 3 is a rod-shaped ceramic heater, and includes a heating section 3a having a resistance heating wire section (not shown).
By being energized via lead wires (not shown) connected to the positive electrode side and the negative electrode side heating element terminal portions 3b, 3b,
The tip (detection section) of the oxygen detection element 2 is heated.

【0024】図3に示すように、内部電極接続金具23
は、先端側に形成された発熱体把持部23dの内面で発
熱体3の外面を把持するとともに、金具本体部23cの
外面と酸素検出素子2の内面との接触により内部電極接
続金具23及び発熱体3を軸方向に位置固定する役割を
果たす。また引出し線部23bの一端が金具本体部23
cの周方向の1ケ所に接続する形で一体化され、さらに
その他端にコネクタ23aが一体化されている。
As shown in FIG.
The outer surface of the heating element 3 is gripped by the inner surface of the heating element grip portion 23d formed on the distal end side, and the inner electrode connection fitting 23 and the heating element are formed by contact between the outer surface of the fitting body 23c and the inner surface of the oxygen detection element 2. It serves to fix the position of the body 3 in the axial direction. One end of the lead wire portion 23b is
The connector 23a is integrated so as to be connected to one circumferential position of c, and the connector 23a is integrated at the other end.

【0025】発熱体把持部23dは、発熱体3の周囲を
包囲するC字状の横断面形状を有している。そして、発
熱体3を未挿入の状態では該発熱体3の外径よりは少し
小さい内径を有し、発熱体3の挿入にともない弾性的に
拡径してその摩擦力により発熱体3を把持する。
The heating element grip 23d has a C-shaped cross-sectional shape surrounding the heating element 3. When the heating element 3 is not inserted, the heating element 3 has an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the heating element 3 and elastically expands with the insertion of the heating element 3 to grip the heating element 3 by its frictional force. I do.

【0026】また、金具本体部23cは、左右両側の縁
に鋸刃状の接触部23eがそれぞれ複数形成された板状
部分を円筒状に曲げ加工することにより、発熱体3を包
囲する形態で形成されている(すなわち、発熱体3が挿
通される)。そして、金具本体部23cの外周面及び接
触部23eと酸素検出素子2の中空部2aの内壁面(内
部電極層2c内面)との間の摩擦力によって内部電極接
続金具23及び発熱体3を中空部2aに対し軸線方向に
位置決めする役割を果たすとともに、複数の接触部23
eの各先端部において内部電極層2c内面と接触・導通
するようになっている。
The metal fitting body 23c surrounds the heating element 3 by bending a plate-like portion having a plurality of saw blade-like contact portions 23e formed on both left and right edges thereof into a cylindrical shape. (That is, the heating element 3 is inserted). Then, the internal electrode connection fitting 23 and the heating element 3 are hollowed by the frictional force between the outer peripheral surface and the contact portion 23e of the metal fitting main body 23c and the inner wall surface (the inner surface of the internal electrode layer 2c) of the hollow portion 2a of the oxygen detection element 2. In addition to the role of positioning in the axial direction with respect to the portion 2a, the plurality of contact portions 23
At each of the tips e, contact and conduction with the inner surface of the internal electrode layer 2c are made.

【0027】一方、外部電極接続金具33は、円筒状の
金具本体部33cを有するとともに、引出し線部33b
の一端が金具本体部33cの周方向の1ケ所に接続する
形で一体化され、さらにその他端にコネクタ33aが一
体化されている。他方、その中心軸線を挟んで引出し線
部33bの接続点と反対側には、軸線方向のスリット3
3eが形成されている。このような金具本体部33cの
内側に、酸素検出素子2の後端部がこれを弾性的に押し
広げる形で内側から挿入されている。具体的には、酸素
検出素子2の外周面後端部には外部側出力取出部として
の導電層2fが、周方向に沿って帯状に形成されてい
る。外部電極層2bは、例えば無電解メッキ等により、
酸素検出素子2の係合フランジ部2sよりも前端側の要
部全面を覆うものとされている。他方、導電層2fは、
例えば金属ペーストを用いたパターン形成・焼き付けに
より形成されるもので、同様に形成される軸線方向の接
続パターン層2dを介して外部電極層2bと電気的に接
続されている。
On the other hand, the external electrode connection fitting 33 has a cylindrical fitting body 33c and a lead wire 33b.
Is integrated with one end of the metal fitting body 33c in a circumferential direction, and a connector 33a is integrated with the other end. On the other hand, on the side opposite to the connection point of the lead wire portion 33b across the center axis, a slit 3 in the axial direction is provided.
3e is formed. The rear end of the oxygen detecting element 2 is inserted into the inside of the metal fitting body 33c from the inside in such a manner as to elastically push the oxygen detecting element 2 apart. Specifically, a conductive layer 2f as an external output extraction portion is formed in a strip shape along the circumferential direction at the rear end portion of the outer peripheral surface of the oxygen detection element 2. The external electrode layer 2b is formed by, for example, electroless plating.
The entire surface of the main part on the front end side of the engagement flange 2s of the oxygen detection element 2 is covered. On the other hand, the conductive layer 2f
For example, it is formed by pattern formation and baking using a metal paste, and is electrically connected to the external electrode layer 2b via the similarly formed connection pattern layer 2d in the axial direction.

【0028】なお、金具本体部33cの酸素検出素子2
挿入側の開口部には、例えばその周方向に沿って外向き
に開く挿入ガイド部33fを形成しておけば、挿入時の
引っ掛かり等が生じにくく、一層スムーズな組付けが可
能となる。また、同様の目的で、酸素検出素子2の開口
部外縁に面取部2gを形成することもできる。
The oxygen detecting element 2 of the bracket main body 33c
For example, if an insertion guide portion 33f that opens outward along the circumferential direction is formed in the opening on the insertion side, it is difficult for the insertion to be caught at the time of insertion and the assembly can be performed more smoothly. Further, for the same purpose, a chamfered portion 2g can be formed at the outer edge of the opening of the oxygen detection element 2.

【0029】図4は、フィルタアセンブリ16の組立状
態を示している。気体導入孔52及び気体導入孔55
は、第一フィルタ保持部51(カバー部材)及び第二フ
ィルタ保持部54に対し、各軸方向中間部において互い
に対応する位置関係で周方向に沿って所定の間隔で形成
されており、フィルタ53は、第一フィルタ保持部51
を周方向に取り囲むように配置されている。なお、フィ
ルタ53は、例えばポリテトラフルオロエチレンの多孔
質繊維構造体(商品名:例えばゴアテックス(ジャパン
ゴアテックス(株)))等により、水滴等の水を主体と
する液体の透過は阻止し、かつ空気及び/又は水蒸気な
どの気体の透過は許容する撥水性フィルタとして構成さ
れている。なお、第一フィルタ保持部51及び第二フィ
ルタ保持部54は、いずれも円筒状の形態を有してい
る。また、第一フィルタ保持部51の内面側にフィルタ
53と第二フィルタ保持部54とを配し、フィルタ53
を第一フィルタ保持部51の内面と第二フィルタ保持部
54の外面との間で挟み付けて保持するようにしてもよ
い。
FIG. 4 shows an assembled state of the filter assembly 16. Gas introduction hole 52 and gas introduction hole 55
Are formed at predetermined intervals along the circumferential direction with respect to the first filter holding portion 51 (cover member) and the second filter holding portion 54 at a position corresponding to each other at the intermediate portions in the axial direction. Is the first filter holding unit 51
Are arranged in a circumferential direction. The filter 53 prevents permeation of a liquid mainly composed of water such as water droplets by, for example, a porous fiber structure of polytetrafluoroethylene (trade name: for example, Gore-Tex (Japan Gore-Tex Co., Ltd.)). In addition, the filter is configured as a water-repellent filter that allows the transmission of gas such as air and / or water vapor. Each of the first filter holder 51 and the second filter holder 54 has a cylindrical shape. Further, a filter 53 and a second filter holding portion 54 are arranged on the inner surface side of the first filter
May be pinched and held between the inner surface of the first filter holding portion 51 and the outer surface of the second filter holding portion 54.

【0030】また、第二フィルタ保持部54には、気体
導入孔55の列を挟んでその軸方向両側に、フィルタ5
3を介して第二フィルタ保持部54を第一フィルタ保持
部51に対して結合する環状のフィルタ加締め部56,
57が形成されており、第一フィルタ保持部51の外面
とフィルタ53との間には隙間58が形成されている。
他方、第一フィルタ保持部51は、自身の軸方向中間部
に形成された段付き部60により、段付き部60よりも
軸方向前方側を第一部分61、同じく軸方向後方側を第
二部分62として、第二部分62が第一部分61よりも
径小となるように構成されており、気体導入孔52はそ
の第二部分62の壁部に形成されている。さらに、第二
フィルタ保持部54の外径は第一フィルタ保持部51の
第一部分61の外径よりも小さく形成されている。な
お、第一フィルタ保持部51の第一部分61の外周面に
は、防護カバー64内への気体導入部となる溝部69が
周方向に沿って所定の間隔で複数形成されている。
The second filter holding portion 54 has a filter 5 on both sides in the axial direction with a row of gas introduction holes 55 interposed therebetween.
An annular filter caulking portion 56 that couples the second filter holding portion 54 to the first filter holding portion 51 through
A gap 58 is formed between the outer surface of the first filter holding portion 51 and the filter 53.
On the other hand, the first filter holding portion 51 has a stepped portion 60 formed at an intermediate portion in the axial direction of the first filter holding portion 51. As 62, the second portion 62 is configured to be smaller in diameter than the first portion 61, and the gas introduction hole 52 is formed in the wall of the second portion 62. Further, the outer diameter of the second filter holder 54 is formed smaller than the outer diameter of the first portion 61 of the first filter holder 51. A plurality of grooves 69 serving as a gas introduction part into the protective cover 64 are formed at predetermined intervals along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the first portion 61 of the first filter holding part 51.

【0031】図2に示すように、第一フィルタ保持部5
1は、セラミックセパレータ18の後方側突出部分を第
二部分62の内側まで進入させてこれを覆うとともに、
段付き部60の内面に設けた複数の突起60A(突出
部)が、主筒14とは反対側から(すなわちセパレータ
側支持部73の後方側から)、セパレータ側支持部73
に当接するように配置される。他方、第一フィルタ保持
部51の先端側、すなわち第一部分61において主筒1
4(ケーシング10)に対し外側からこれに重なりを生
じるように配置され、その重なり部には、第一フィルタ
保持部51を主筒14に対し気密状態となるように連結
するケーシング加締め部76が形成されている。
As shown in FIG. 2, the first filter holder 5
1 allows the rear projecting portion of the ceramic separator 18 to enter and cover the inside of the second portion 62,
The plurality of projections 60A (projections) provided on the inner surface of the stepped portion 60 are formed from the side opposite to the main cylinder 14 (that is, from the rear side of the separator-side support portion 73).
It is arranged so that it may contact. On the other hand, at the tip side of the first filter holding portion 51, that is, at the first portion 61, the main cylinder 1
4 (casing 10) is arranged from the outside so as to overlap therewith, and at the overlapping portion, a casing crimping portion 76 for connecting the first filter holding portion 51 to the main cylinder 14 in an airtight state. Are formed.

【0032】第二フィルタ保持部54の外側には、筒状
の防護カバー64がこれを覆うように設けられている。
この防護カバー64は、第二フィルタ保持部54との間
に気体滞留空間65を生じるように配置されるととも
に、その前方側端縁には全周にわたって外部連通口68
が設けられており、外部連通口68から導入された外気
は第一フィルタ保持部51の第一部分61の外周面に形
成された溝部69と保護カバー64との隙間を通って気
体滞留空間65に至る。防護カバー64は、第一フィル
タ保持部51に対し、前後2カ所の加締め部66,67
により接合されている。なお、前方側加締め部66は溝
部69に重なり合うこととなるが、加締め力の調整等に
より溝部69は加締め後も残存する。
Outside the second filter holding portion 54, a cylindrical protective cover 64 is provided so as to cover it.
The protective cover 64 is arranged so as to form a gas retention space 65 between the protective cover 64 and the second filter holding portion 54, and has an external communication port 68 on the front edge thereof over the entire circumference.
The outside air introduced from the external communication port 68 passes through the gap between the groove 69 formed on the outer peripheral surface of the first portion 61 of the first filter holding portion 51 and the protective cover 64 and enters the gas retaining space 65. Reach. The protective cover 64 is attached to the first filter holding portion 51 by two caulking portions 66 and 67 at the front and rear.
It is joined by. The front side caulking portion 66 overlaps the groove portion 69, but the groove portion 69 remains after caulking due to adjustment of the caulking force or the like.

【0033】セラミックセパレータ18の後端面は、軸
方向において気体導入孔52よりも後方側に位置すると
ともに、グロメット17とセラミックセパレータ18と
の間には所定量の隙間98が形成されている。また、第
一フィルタ保持部51の内周面とセラミックセパレータ
18の外周面との間にも隙間92が形成されている。そ
して、気体導入孔52からの気体は隙間92内に供給さ
れ、さらにセパレータ側リード線挿通孔72とリード線
との間に形成された隙間Kを通ってケーシング10内に
導かれる。
The rear end face of the ceramic separator 18 is located rearward of the gas introduction hole 52 in the axial direction, and a predetermined gap 98 is formed between the grommet 17 and the ceramic separator 18. A gap 92 is also formed between the inner peripheral surface of the first filter holding portion 51 and the outer peripheral surface of the ceramic separator 18. Then, the gas from the gas introduction hole 52 is supplied into the gap 92, and is further guided into the casing 10 through the gap K formed between the separator-side lead wire insertion hole 72 and the lead wire.

【0034】酸素センサ1において、基準ガスとしての
大気は、外部連通口68→溝部69→気体滞留空間65
→気体導入孔55→フィルタ53→気体導入孔52→隙
間92→隙間98→隙間K→中空部2a(第一通気路)
を経て酸素検出素子2の内面(内部電極層2c)に導入
される。一方、酸素検出素子2の外面にはプロテクタ1
1のガス透過口12を介して導入された排気ガスが接触
し、酸素検出素子2には、その内外面の酸素濃度差に応
じて酸素濃淡電池起電力が生じる。そして、この酸素濃
淡電池起電力を、排気ガス中の酸素濃度の検出信号とし
て内外電極層2c,2b(図2)から接続金具23、3
3及びリード線20、21を介して取り出すことによ
り、排気ガス中の酸素濃度を検出できる。
In the oxygen sensor 1, the atmosphere as the reference gas is supplied from the external communication port 68 → the groove 69 → the gas retaining space 65.
→ gas introduction hole 55 → filter 53 → gas introduction hole 52 → gap 92 → gap 98 → gap K → hollow portion 2a (first ventilation path)
Through the oxygen detection element 2 (internal electrode layer 2c). On the other hand, the outer surface of the oxygen detecting element 2 has a protector 1
The exhaust gas introduced through the first gas permeation port 12 comes into contact with the oxygen gas, and an oxygen concentration cell electromotive force is generated in the oxygen detection element 2 according to the difference in oxygen concentration between the inner and outer surfaces. Then, the electromotive force of the oxygen concentration cell is used as a detection signal of the oxygen concentration in the exhaust gas from the inner and outer electrode layers 2 c and 2 b (FIG. 2) to connect the fittings 23 and 3.
The oxygen concentration in the exhaust gas can be detected by extracting the gas through the lead wire 3 and the lead wires 20 and 21.

【0035】図5に示すように、第一フィルタ保持部5
1(カバー部材)の段付き部60にはその内面から突出
して、周方向に所定の間隔で複数(図では4個)の突起
60A(突出部)が形成されており、この突起60Aが
セパレータ側係合部73の後端面73bに当接(係合)
して圧縮変形した状態で、主筒14(ケーシング)と第
一フィルタ保持部51(カバー部材)とが加締部76に
より結合されている(図2、4、8参照)。第一フィル
タ保持部51は、例えばステンレス鋼(例えばSUS3
04)により構成でき、各突起60Aは、例えばプレス
成形により半球状に形成されている。
As shown in FIG. 5, the first filter holder 5
A plurality of (four in the figure) projections 60A (projections) are formed at predetermined intervals in the circumferential direction to protrude from the inner surface of the stepped portion 60 of one (cover member). Abuts (engages) on rear end face 73b of side engaging portion 73
In this state, the main cylinder 14 (casing) and the first filter holding portion 51 (cover member) are joined by the caulking portion 76 (see FIGS. 2, 4, and 8). The first filter holder 51 is made of, for example, stainless steel (for example, SUS3
04), and each projection 60A is formed in a hemispherical shape by, for example, press molding.

【0036】突起60Aのビッカース硬度Hvsは、例
えば150〜300にて調整される。なお、突起60A
の局所加熱等により、突起60Aを、カバー部材本体部
(この場合、段付き部60)よりも低硬度に構成するこ
ともできる。こうすれば、突起60Aが相対的に圧縮変
形しやすくなり、そのバネ作用による弾性保持効果を一
層有効に引き出すことができる。この場合、本体部のビ
ッカース硬度Hvhを180以上とすれば、硬度差Hv
h−Hvsを50以上とするのが望ましい。※技術的に
やや難しいとのことですので、「‥‥もできる。」とい
うニュアンスにて表現してみました。
The Vickers hardness Hvs of the projection 60A is adjusted to, for example, 150 to 300. The protrusion 60A
The protrusions 60A can be configured to have a lower hardness than the cover member main body (in this case, the stepped portion 60) by local heating or the like. In this case, the protrusion 60A is relatively easily compressed and deformed, and the elasticity retaining effect by the spring action can be more effectively brought out. In this case, if the Vickers hardness Hvh of the main body is set to 180 or more, the hardness difference Hv
It is desirable that h-Hvs be 50 or more. * Since it is technically difficult, I tried to express it with the nuance "I can do it."

【0037】上記突起60Aは適宜間隔(図では90度
間隔)に設けられ、組み立てたとき、セパレータ側係合
部73の後端面73bとの間に通気路を形成する。さら
に、セパレータ側係合部73の外周面には、例えば突起
60Aと同数の断面半円形状の切欠73c(引込み流通
部)が、突起60Aとは周方向に適宜角度(図では45
度)ずらせて設けられているので、突起60A間の隙間
と連通して一連の通気路を形成する。すなわち、図2に
おいて既述の第一通気路(気体導入孔52→隙間92)
から分岐した大気は、突起60Aによる隙間→切欠73
c(隙間K’)→主筒孔90a→セパレータ側リード線
挿通孔72→中空部2aの第二通気路を形成し、センサ
の小型化等で狭くなった第一通気路を補完する。
The projections 60A are provided at appropriate intervals (90 ° intervals in the figure), and when assembled, form a ventilation path between the projections 60A and the rear end face 73b of the separator-side engaging portion 73. Further, on the outer peripheral surface of the separator-side engaging portion 73, for example, the same number of cutouts 73c (recessed flow portions) as the protrusions 60A having a semicircular cross section are formed at an appropriate angle (45 in FIG.
Degree), a series of air passages are formed in communication with the gap between the projections 60A because they are provided shifted. That is, the first ventilation path (gas introduction hole 52 → gap 92) described above with reference to FIG.
The air branched off from the gap is formed by the gap formed by the protrusion 60A → notch 73
c (gap K ′) → main cylinder hole 90 a → separator-side lead wire insertion hole 72 → a second air passage of the hollow portion 2a is formed to complement the first air passage which has been narrowed due to downsizing of the sensor and the like.

【0038】突起60A・切欠73aの個数・大きさは
適宜増減でき、気体の流通を妨げる恐れのない場合は、
両者を周方向に一致させてもよい。また、突起60Aの
形状については、図6(a)のような扇形状突起60B
等に適宜変更できる。切欠73cについても、同(b)
のような円柱状孔73d等に適宜変更できる。
The number and size of the protrusions 60A and the notches 73a can be appropriately increased and decreased.
Both may be made to match in the circumferential direction. As for the shape of the projection 60A, a fan-shaped projection 60B as shown in FIG.
Etc. can be appropriately changed. The same applies to (b) of the notch 73c.
It can be appropriately changed to a cylindrical hole 73d or the like.

【0039】以下、酸素センサ1の製造方法について説
明する。まず、図8(a)に示すように、主筒14内に
予め組み付けておいた酸素検出素子2の中空部2a内に
発熱体3を先端側から挿入し、フィルタアセンブリ16
の第一フィルタ保持部51を主筒14に被せ、セラミッ
クセパレータ18を酸素検出素子2の後端部に向けて軸
線方向に接近させる。これにより、外部電極接続金具3
3の金具本体部33cと、内部電極接続金具23の金具
本体部23cとが、酸素検出素子2の開口部に位置決め
された形となる。そして、その状態でセラミックセパレ
ータ18の前端面に、両金具本体部33c、23cの後
端縁を当接させつつ、セラミックセパレータ18を酸素
検出素子2に向けて軸線方向にさらに接近させる。
Hereinafter, a method for manufacturing the oxygen sensor 1 will be described. First, as shown in FIG. 8A, the heating element 3 is inserted into the hollow portion 2a of the oxygen detection element 2 which has been assembled in the main cylinder 14 in advance, and the filter assembly 16 is inserted.
The first filter holding portion 51 is placed on the main cylinder 14, and the ceramic separator 18 is made to approach in the axial direction toward the rear end of the oxygen detection element 2. Thereby, the external electrode connection fitting 3
3 and the metal body 23c of the internal electrode connection metal 23 are positioned in the opening of the oxygen detection element 2. Then, in this state, the ceramic separator 18 is further moved in the axial direction toward the oxygen detecting element 2 while the rear end edges of the two metal fitting main bodies 33c and 23c are brought into contact with the front end surface of the ceramic separator 18.

【0040】これにより、図2に示すように、酸素検出
素子2の後端部が金具本体部33cの内側に相対的に押
し込まれるとともに、金具本体部23cは酸素検出素子
2の内側に押し込まれる。このとき、両金具本体部33
c,23cの後端縁はセラミックセパレータ18の前端
面に当接しているので、軸線方向の押込力による引出し
線部33b,23bの挫屈といった不具合を生じること
なく、スムーズな組立てが可能となっている。
As a result, as shown in FIG. 2, the rear end of the oxygen detecting element 2 is relatively pushed into the inside of the fitting main body 33c, and the fitting main body 23c is pushed into the inside of the oxygen detecting element 2. . At this time, both metal fitting main body parts 33
Since the rear end edges of c and 23c are in contact with the front end surface of the ceramic separator 18, smooth assembly can be achieved without causing drawbacks such as buckling of the lead wire portions 33b and 23b due to the axial pushing force. ing.

【0041】そして、図10(b)において、第一フィ
ルタ保持部51と主筒14とを軸線方向に加圧して突起
60Aを圧縮変形させ、その状態で第一フィルタ保持部
51と主筒14とにケーシング加締部76を形成して両
者を結合することにより組立てが終了する。この突起7
0Aの弾性復帰力が、セパレータ側支持部73の挾圧支
持力として作用し、セラミックセパレータ18のがたつ
き防止に寄与する。
In FIG. 10B, the first filter holder 51 and the main cylinder 14 are pressed in the axial direction to compress and deform the projection 60A. Then, a casing caulking portion 76 is formed and the two are combined to complete the assembly. This projection 7
The elastic restoring force of 0 A acts as a clamping support force of the separator-side support portion 73, and contributes to preventing the ceramic separator 18 from rattling.

【0042】なお、図5あるいは図6のような周方向の
断続的な突起60Aあるいは60Bに代え、図7のよう
に、全周突起60Cを形成することもできる。この場
合、セパレータ側支持部73の後端面73bに、切欠7
3aに連通する溝73eを設け、この溝73eにおいて
気通を確保するようにしておくとよい。
Instead of the intermittent protrusions 60A or 60B in the circumferential direction as shown in FIG. 5 or FIG. 6, a circumferential protrusion 60C can be formed as shown in FIG. In this case, the notch 7 is formed in the rear end face 73b of the separator-side support portion 73.
A groove 73e communicating with 3a may be provided, and air may be secured in the groove 73e.

【0043】また、突起60Aは、例えば突起形成体の
溶接・ろう付け等により、プレス加工以外にの方法で形
成することもできる。また、突起60Aは、硬度調整の
ため、通電加熱等により局所的な軟化熱処理を行っても
よい。また、切欠73aに代え、例えば第一フィルタ保
持部51とセパレータ側支持部73の横断面形状を異な
らせて(例えば前者を円形、後者を矩形)、両者間にで
きる隙間を通気路に利用することもできる。
The protrusion 60A can be formed by a method other than press working, for example, by welding or brazing a formed body. Further, the protrusion 60A may be subjected to a local softening heat treatment by electric heating or the like for adjusting the hardness. Further, instead of the notch 73a, for example, the first filter holding portion 51 and the separator-side support portion 73 have different cross-sectional shapes (for example, the former is circular, and the latter is rectangular), and a gap formed between the two is used for the ventilation path. You can also.

【0044】以下、請求項に記載した発明(以下、請求
項発明という:上記、図1〜図8を用いて実施例説明し
たもの)以外の、参考発明について、図9、図10を参
照して以下に記載する。
Hereinafter, reference inventions other than the invention described in the claims (hereinafter referred to as the claimed invention: described above with reference to FIGS. 1 to 8) will be described with reference to FIGS. It is described below.

【0045】軸状の検出素子2と、その検出素子2の
先端に形成された検出部を突出させた状態で、該検出素
子2を収容する筒状のケーシング14と、そのケーシン
グ14に対し同軸的に設けられるとともに、該ケーシン
グ14の後端部に形成されたケーシング側支持部90に
おいて直接または他部材を介して間接的に支持されるセ
ラミックセパレータ18と、前記ケーシング14と同軸
的に配置され、前記セラミックセパレータ18を外側か
ら覆った状態で前記ケーシング14に対し後方側から連
結されるカバー部材51とを備え、前記セラミックセパ
レータ18の外周面には外向きに突出するセパレータ側
支持部73が形成され、該セパレータ側支持部73の後
端面73bに前記カバー部材51の内面に係合する突出
部73Aが形成されている。
The detection element 2 having an axial shape, a cylindrical casing 14 for accommodating the detection element 2 in a state in which a detection portion formed at the tip of the detection element 2 is projected, and a coaxial And a ceramic separator 18 supported directly or indirectly via another member at a casing-side support portion 90 formed at the rear end of the casing 14, and disposed coaxially with the casing 14. A cover member 51 connected to the casing 14 from the rear side while covering the ceramic separator 18 from outside, and a separator-side support portion 73 protruding outward is provided on the outer peripheral surface of the ceramic separator 18. A projection 73A is formed on the rear end surface 73b of the separator-side support portion 73 to engage with the inner surface of the cover member 51. There.

【0046】この構成によれば、セパレータ側支持部の
後端面にカバー部材の内面に係合する突出部を形成し
て、カバー部材とケーシング側支持部との間においてセ
パレータ側支持部を挾圧保持するようにした。これによ
り、セラミックセパレータをがたつきなく安定に保持で
きるとともに、従来必要であった、セパレータ側支持部
とカバー部材の内面との間のゴムリングまたは波型座金
(ばね座金)を廃止できる。その結果、センサの部品点
数削減に伴う構造の簡素化・コンパクト化が図れ、組立
工数削減によるコストダウンにも寄与することができ
る。なお、部品点数削減の観点においては、ケーシング
の後端部に形成されたケーシング側支持部においてセラ
ミックセパレータ(のセパレータ側支持部)を、他部材
を介さず直接支持させる構造がより望ましいといえる。
According to this configuration, a protrusion engaging with the inner surface of the cover member is formed at the rear end surface of the separator-side support portion, and the separator-side support portion is pressed between the cover member and the casing-side support portion. It was kept. As a result, the ceramic separator can be stably held without rattling, and the rubber ring or corrugated washer (spring washer) between the separator-side support portion and the inner surface of the cover member, which has been conventionally required, can be eliminated. As a result, the structure can be simplified and downsized due to the reduction in the number of parts of the sensor, and the cost can be reduced by reducing the number of assembly steps. From the viewpoint of reducing the number of parts, it can be said that a structure in which the casing-side support portion formed at the rear end of the casing directly supports the (separator-side support portion of) the ceramic separator without any intervening members.

【0047】上記の参考発明には、以下の要件の少なく
とも1つを付け加えることができる。 前記突出部73Aが前記カバー部材51の段付き部6
0内面に係合している。 前記ケーシング側支持部90の押圧により前記セパレ
ータ側支持部73を介して前記突出部73Aを弾性変形
させた状態で、前記ケーシング14と前記カバー部材5
1を固定してある。 前記突出部73Aは複数の突起で構成され、該突起間
に隙間が形成されている。 各々の要件付加による作用・効果は、突出部73Aに代
えて、図5等に示すカバー部材側の突出部60Aを設け
た場合と、ほぼ同様である。
At least one of the following requirements can be added to the above-mentioned reference invention. The projecting portion 73 </ b> A is a stepped portion 6 of the cover member 51.
0 is engaged with the inner surface. The casing 14 and the cover member 5 are pressed in a state where the protrusion 73A is elastically deformed via the separator-side support 73 by the pressing of the casing-side support 90.
1 is fixed. The protrusion 73A is composed of a plurality of protrusions, and a gap is formed between the protrusions. The operation and effect of each requirement addition are substantially the same as the case where the cover member-side protrusion 60A shown in FIG. 5 and the like is provided instead of the protrusion 73A.

【0048】図9及び図10では、セパレータ側係合部
73の外周面には突起73Aと同数の断面半円形状の切
欠73c(引込み流通部)が、突起73Aとは周方向に
適宜角度(図では45度)ずらせて設けられているの
で、突起73Aによる隙間と連通して一連の通気路を形
成する。突出部は、半球状突起73A、扇形状突起73
B、波形状連続突起73C等変更が可能である。切欠7
3cについても請求項発明と同様の変更が可能である。
なお、請求項発明と共通する部分は、同一の符号を付し
て詳細な説明を省略した。
In FIGS. 9 and 10, the same number of notches 73c (recess flow portions) as the protrusions 73A are formed on the outer peripheral surface of the separator side engaging portion 73, and the cutouts 73c are formed at an appropriate angle in the circumferential direction with respect to the protrusion 73A. Since it is provided shifted by 45 degrees in the figure, a series of ventilation paths is formed in communication with the gap formed by the projection 73A. The protruding portions are a hemispherical projection 73A, a fan-shaped projection 73
B, the wave-shaped continuous projection 73C and the like can be changed. Notch 7
3c can be modified in the same manner as the claimed invention.
In addition, parts common to the claimed invention are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0049】なお、以上説明した本発明(あるいは参考
発明)のセンサの構造は、酸素センサ以外のガスセン
サ、例えばHCセンサやNOxセンサなどにも同様に適
用することができる。
The structure of the sensor of the present invention (or reference invention) described above can be similarly applied to a gas sensor other than the oxygen sensor, for example, an HC sensor or a NOx sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のガスセンサの一実施例たる酸素センサ
の縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an oxygen sensor as one embodiment of a gas sensor according to the present invention.

【図2】図1の酸素センサの要部を示す縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a main part of the oxygen sensor of FIG. 1;

【図3】セラミックセパレータへの組み付け状態を示す
分解斜視図。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a state of being assembled to a ceramic separator.

【図4】組立状態のフィルタアセンブリの部分縦断面
図。
FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of the filter assembly in an assembled state.

【図5】第一フィルタ保持部51とセラミックフィルタ
18の分解斜視図。
FIG. 5 is an exploded perspective view of the first filter holding portion 51 and the ceramic filter 18.

【図6】図6(a)は突出部の他の実施例を示す底面
図、図6(b)は通気路の他の実施例を示す斜視図。
FIG. 6A is a bottom view showing another embodiment of the protruding portion, and FIG. 6B is a perspective view showing another embodiment of the ventilation path.

【図7】突出部と通気路のさらに他の実施例を示す斜視
図。
FIG. 7 is a perspective view showing still another embodiment of the protrusion and the ventilation path.

【図8】図1の酸素センサの組立方法の一例を示す工程
説明図。
FIG. 8 is a process explanatory view showing one example of an assembling method of the oxygen sensor of FIG. 1;

【図9】参考発明に係る酸素センサの要部を示す縦断面
図。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a main part of the oxygen sensor according to the reference invention.

【図10】図9のセラミックセパレータの斜視図。FIG. 10 is a perspective view of the ceramic separator of FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 酸素センサ(ガスセンサ) 2 酸素検出素子(検出素子) 10 ケーシング 14 主筒 16 フィルタアセンブリ(カバー部材) 18 セラミックセパレータ 51 第一フィルタ保持部(カバー部材) 60 段付き部 60A、60B、60C 突起(突出部) 73 セパレータ側支持部 73c、73d、73e 通気路 90 ケーシング側支持部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oxygen sensor (gas sensor) 2 Oxygen detection element (detection element) 10 Casing 14 Main cylinder 16 Filter assembly (Cover member) 18 Ceramic separator 51 First filter holding part (Cover member) 60 Stepped part 60A, 60B, 60C Projection ( Projecting portion) 73 Separator-side support portion 73c, 73d, 73e Ventilation path 90 Casing-side support portion

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸状の検出素子と、 その検出素子の先端に形成された検出部を突出させた状
態で、該検出素子を収容する筒状のケーシングと、 そのケーシングに対し同軸的に設けられるとともに、該
ケーシングの後端部に形成されたケーシング側支持部に
おいて直接または他部材を介して間接的に支持されるセ
ラミックセパレータと、 前記ケーシングと同軸的に配置され、前記セラミックセ
パレータを外側から覆った状態で前記ケーシングに対し
後方側から連結されるカバー部材とを備え、 前記セラミックセパレータの外周面には外向きに突出す
るセパレータ側支持部が形成される一方、前記カバー部
材の内面には、前記セパレータ側支持部に対し前記セラ
ミックセパレータの軸線方向において後方側から当接す
る突出部が形成されていることを特徴とするガスセン
サ。
An axial detection element, a cylindrical casing for housing the detection element in a state where a detection section formed at the tip of the detection element is projected, and provided coaxially with the casing. A ceramic separator that is directly or indirectly supported via another member at a casing-side support portion formed at a rear end portion of the casing, and is disposed coaxially with the casing, and the ceramic separator is disposed from outside. A cover member connected from the rear side to the casing in a covered state, and a separator-side support portion projecting outward is formed on an outer peripheral surface of the ceramic separator, while an inner surface of the cover member is formed on an inner surface of the cover member. A projection is formed to contact the separator-side support from the rear side in the axial direction of the ceramic separator. Gas sensor and wherein the door.
【請求項2】 前記突出部が前記カバー部材の段付き部
内面に形成されている請求項1記載のガスセンサ。
2. The gas sensor according to claim 1, wherein the projecting portion is formed on an inner surface of a step portion of the cover member.
【請求項3】 前記ケーシング側支持部の押圧により前
記セパレータ側支持部を介して前記突出部を弾性変形さ
せた状態で、前記ケーシングと前記カバー部材を固定し
てある請求項1記載のガスセンサ。
3. The gas sensor according to claim 1, wherein the casing and the cover member are fixed in a state where the protrusion is elastically deformed via the separator-side support portion by the pressing of the casing-side support portion.
【請求項4】 前記突出部のビッカース硬度Hvsを1
50〜300とした請求項3記載のガスセンサ。
4. The Vickers hardness Hvs of the protrusion is set to 1
The gas sensor according to claim 3, wherein the gas sensor has a diameter of 50 to 300.
【請求項5】 前記突出部は複数の突起で構成され、該
突起間に隙間が形成されている、請求項1記載のガスセ
ンサ。
5. The gas sensor according to claim 1, wherein the projecting portion is constituted by a plurality of projections, and a gap is formed between the projections.
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