JP2000258384A - ガスセンサ - Google Patents
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型，軽量かつ材料コストが安価であるガス
センサを提供すること。 【解決手段】 ハウジング２にはかしめ固定部２１があ
り，ここでかしめ固定されたシール材である金属リング
１３４を介し絶縁材１３３，粉末のシール材１３２を隔
てて検出素子３を挿入穴にかしめ固定してなる。上記か
しめ固定部２１は，座屈部２１１とかしめ部２１２とよ
りなり，上記かしめ部２１２の最小厚みＴ1，最大厚み
Ｔ2，上記座屈部２１１の平均厚みＴ3，上記かしめ部２
１２のガスセンサ軸方向の長さＬの間には，Ｔ1＜Ｔ3＜
Ｔ2，２＜Ｔ2／Ｔ1，３＜Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝と
いう関係が成立する。
センサを提供すること。 【解決手段】 ハウジング２にはかしめ固定部２１があ
り，ここでかしめ固定されたシール材である金属リング
１３４を介し絶縁材１３３，粉末のシール材１３２を隔
てて検出素子３を挿入穴にかしめ固定してなる。上記か
しめ固定部２１は，座屈部２１１とかしめ部２１２とよ
りなり，上記かしめ部２１２の最小厚みＴ1，最大厚み
Ｔ2，上記座屈部２１１の平均厚みＴ3，上記かしめ部２
１２のガスセンサ軸方向の長さＬの間には，Ｔ1＜Ｔ3＜
Ｔ2，２＜Ｔ2／Ｔ1，３＜Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝と
いう関係が成立する。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，車両用内燃機関の排気系に設置
し，排ガス中の特定ガス濃度測定等に使用されるガスセ
ンサに関する。
し，排ガス中の特定ガス濃度測定等に使用されるガスセ
ンサに関する。
【０００２】
【従来技術】車両用内燃機関の排気系（エキゾーストマ
ニホルド，排気ガス管等）に取付けられるガスセンサに
は，高温，振動等といった厳しい環境に対する耐久性が
要求される。このようなガスセンサを構成する各部品の
締結は一般的なネジ締結では不充分であり，市場品では
かしめ固定，溶接固定による締結手段が利用されてい
る。
ニホルド，排気ガス管等）に取付けられるガスセンサに
は，高温，振動等といった厳しい環境に対する耐久性が
要求される。このようなガスセンサを構成する各部品の
締結は一般的なネジ締結では不充分であり，市場品では
かしめ固定，溶接固定による締結手段が利用されてい
る。
【０００３】ところで，かしめ固定は塑性変形加工であ
る。このため，加工後（かしめ固定後），加工荷重（か
しめ荷重）が解除されると，スプリングバック作用が働
き，かしめ固定部で所定の締結力が得られなくなること
が知られている。従って，かしめ固定においては，冷間
でのかしめ，つまり冷かしめの後に熱間でのかしめ，つ
まり熱かしめを施していた。
る。このため，加工後（かしめ固定後），加工荷重（か
しめ荷重）が解除されると，スプリングバック作用が働
き，かしめ固定部で所定の締結力が得られなくなること
が知られている。従って，かしめ固定においては，冷間
でのかしめ，つまり冷かしめの後に熱間でのかしめ，つ
まり熱かしめを施していた。
【０００４】つまり，ガスセンサの構造としては，後述
する図８に示すごときものが代表的であるが，このガス
センサ９は検出素子３を挿入固定する挿入穴２９を有す
るハウジング２と，該ハウジング２の一端側に固定され
た被測定ガス側カバー１１１，また他端側の外周に固定
された大気側カバー１２１等とよりなる。
する図８に示すごときものが代表的であるが，このガス
センサ９は検出素子３を挿入固定する挿入穴２９を有す
るハウジング２と，該ハウジング２の一端側に固定され
た被測定ガス側カバー１１１，また他端側の外周に固定
された大気側カバー１２１等とよりなる。
【０００５】上記検出素子３と挿入穴２９との間には粉
末シール材１３２が充填され，該粉末シール材１３２は
絶縁材１３３等を介して，ハウジング２の他端側に設け
られたかしめ固定部９１によりかしめ固定された金属リ
ング１３４により押圧されている。このかしめ固定はか
しめ固定部９１が金属リング１３４を巻き込むようにし
て曲折されることにより実現されている。
末シール材１３２が充填され，該粉末シール材１３２は
絶縁材１３３等を介して，ハウジング２の他端側に設け
られたかしめ固定部９１によりかしめ固定された金属リ
ング１３４により押圧されている。このかしめ固定はか
しめ固定部９１が金属リング１３４を巻き込むようにし
て曲折されることにより実現されている。
【０００６】かしめ固定前のかしめ固定部９１の状態を
図７に示す。このかしめ固定部９１はハウジング２の本
体部９０と一体形成されており，ハウジング２の本体部
９０の側から順に座屈部９１１，肉厚部９１３，かしめ
部９１２である。このかしめ固定部９１によるかしめ固
定は，後述する図４に示すごときかしめ金型をかしめ部
に押圧させ，かしめ固定部を内側へ曲げ変形させ包みか
しめ部を形成させる。その後，同様の形状を持った熱か
しめ金型を包みかしめ部に押圧しながら通電することに
より，座屈部を発熱，軟化させ，座屈させる。以上によ
り，かしめ固定部によるかしめ固定が成立し，絶縁材，
粉末シール材等を介した検出素子の押圧固定が実現する
のである。
図７に示す。このかしめ固定部９１はハウジング２の本
体部９０と一体形成されており，ハウジング２の本体部
９０の側から順に座屈部９１１，肉厚部９１３，かしめ
部９１２である。このかしめ固定部９１によるかしめ固
定は，後述する図４に示すごときかしめ金型をかしめ部
に押圧させ，かしめ固定部を内側へ曲げ変形させ包みか
しめ部を形成させる。その後，同様の形状を持った熱か
しめ金型を包みかしめ部に押圧しながら通電することに
より，座屈部を発熱，軟化させ，座屈させる。以上によ
り，かしめ固定部によるかしめ固定が成立し，絶縁材，
粉末シール材等を介した検出素子の押圧固定が実現する
のである。
【０００７】
【解決しようとする課題】ところで，前述した従来かし
め固定部では，かしめ部のかしめ変形を適切に実行でき
るよう，かつ座屈部が最も薄肉となるよう，かしめ部と
座屈部との間に肉厚部を設けていた。しかしながら，こ
の肉厚部の長さ分，ガスセンサの体格が大きくなり，ま
たハウジングの重量も増大する。
め固定部では，かしめ部のかしめ変形を適切に実行でき
るよう，かつ座屈部が最も薄肉となるよう，かしめ部と
座屈部との間に肉厚部を設けていた。しかしながら，こ
の肉厚部の長さ分，ガスセンサの体格が大きくなり，ま
たハウジングの重量も増大する。
【０００８】近年，排ガス規制強化のため，車載搭載さ
れるあらゆる部品類は軽量化，コンパクト化によるエン
ジンに対する負荷低減が要求される。従って，車両用内
燃機関排気系に設置するためのガスセンサについても同
様の軽量化，コンパクト化が求められている。このた
め，肉厚部を設けずともかしめ部のかしめ変形が適切に
行われるようなかしめ固定部が要求されている。更に，
材料コスト削減の観点からも，より軽量なガスセンサが
必要とされている。
れるあらゆる部品類は軽量化，コンパクト化によるエン
ジンに対する負荷低減が要求される。従って，車両用内
燃機関排気系に設置するためのガスセンサについても同
様の軽量化，コンパクト化が求められている。このた
め，肉厚部を設けずともかしめ部のかしめ変形が適切に
行われるようなかしめ固定部が要求されている。更に，
材料コスト削減の観点からも，より軽量なガスセンサが
必要とされている。
【０００９】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，小型，軽量かつ材料コストが安価である
ガスセンサを提供しようとするものである。
されたもので，小型，軽量かつ材料コストが安価である
ガスセンサを提供しようとするものである。
【００１０】
【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，挿入穴を
有する筒状のハウジングと，上記ハウジングの一端側を
覆うよう構成された被測定ガス側カバーと，上記ハウジ
ングの他端側を覆うよう構成され，上記ハウジングに固
定された大気側カバーとを有し，上記ハウジングの他端
側にはかしめ固定部が設けられており，上記かしめ固定
部によって，シール材を介して，検出素子を上記挿入穴
にかしめ固定してなるガスセンサにおいて，上記かしめ
固定部は，上記シール材に対して，直接かしめ力を付与
するかしめ部と，上記かしめ部よりも上記ハウジング側
に位置すると共に，軸方向への座屈によって，上記かし
め部によるかしめ力を増大させる座屈部とよりなり，上
記検出素子の上記挿入穴へのかしめ固定する前の上記か
しめ固定部は，上記かしめ部の最小厚みをＴ1，最大厚
みをＴ2，上記座屈部の平均厚みをＴ3，上記かしめ部の
ガスセンサ軸方向の長さをＬとした場合， Ｔ1＜Ｔ3＜Ｔ2， ２＜Ｔ2／Ｔ1， ３＜Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝， という関係が成立することを特徴とするガスセンサにあ
る。
有する筒状のハウジングと，上記ハウジングの一端側を
覆うよう構成された被測定ガス側カバーと，上記ハウジ
ングの他端側を覆うよう構成され，上記ハウジングに固
定された大気側カバーとを有し，上記ハウジングの他端
側にはかしめ固定部が設けられており，上記かしめ固定
部によって，シール材を介して，検出素子を上記挿入穴
にかしめ固定してなるガスセンサにおいて，上記かしめ
固定部は，上記シール材に対して，直接かしめ力を付与
するかしめ部と，上記かしめ部よりも上記ハウジング側
に位置すると共に，軸方向への座屈によって，上記かし
め部によるかしめ力を増大させる座屈部とよりなり，上
記検出素子の上記挿入穴へのかしめ固定する前の上記か
しめ固定部は，上記かしめ部の最小厚みをＴ1，最大厚
みをＴ2，上記座屈部の平均厚みをＴ3，上記かしめ部の
ガスセンサ軸方向の長さをＬとした場合， Ｔ1＜Ｔ3＜Ｔ2， ２＜Ｔ2／Ｔ1， ３＜Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝， という関係が成立することを特徴とするガスセンサにあ
る。
【００１１】本例のガスセンサにおいて，かしめ固定部
の各部寸法について，Ｔ1＜Ｔ3＜Ｔ2が成立しない場合
には次のような問題が生じるおそれがある。まず，Ｔ3
≧Ｔ2である場合には，座屈部が薄肉とならないため，
通電による加熱を座屈部に対して行うことができず，こ
の部分の熱かしめが困難となるおそれがある。また，Ｔ
1≧Ｔ3である場合には，図９（ｂ）に示されるように，
かしめ部の肉厚よりも座屈部が薄いため，強度的に弱く
なり，かしめ力を加えることで座屈部が変形され，図９
（ａ）に示されるかしめ部での正常なかしめ変形が困難
となるおそれがある。
の各部寸法について，Ｔ1＜Ｔ3＜Ｔ2が成立しない場合
には次のような問題が生じるおそれがある。まず，Ｔ3
≧Ｔ2である場合には，座屈部が薄肉とならないため，
通電による加熱を座屈部に対して行うことができず，こ
の部分の熱かしめが困難となるおそれがある。また，Ｔ
1≧Ｔ3である場合には，図９（ｂ）に示されるように，
かしめ部の肉厚よりも座屈部が薄いため，強度的に弱く
なり，かしめ力を加えることで座屈部が変形され，図９
（ａ）に示されるかしめ部での正常なかしめ変形が困難
となるおそれがある。
【００１２】また，Ｔ2／Ｔ1が２以下である場合にはＳ
字座屈がかしめ固定部に発生し，かしめ固定部がハウジ
ングの初期の外周部の体格よりも更に外方に飛び出して
しまい（後述する図６参照），ハウジング外周部に大気
側カバーを固定できなくなるおそれがある。また，Ｌ／
｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝が３以下である場合にも，かしめ
部が長さに比べて厚みが厚い状態となり，内方へのかし
め曲げが良好に行えず，変形してしまうおそれがある。
字座屈がかしめ固定部に発生し，かしめ固定部がハウジ
ングの初期の外周部の体格よりも更に外方に飛び出して
しまい（後述する図６参照），ハウジング外周部に大気
側カバーを固定できなくなるおそれがある。また，Ｌ／
｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝が３以下である場合にも，かしめ
部が長さに比べて厚みが厚い状態となり，内方へのかし
め曲げが良好に行えず，変形してしまうおそれがある。
【００１３】また，かしめ部の先端がピン角状となって
しまい，冷かしめが実行し難くなるため，Ｔ2／Ｔ1の上
限は６とすることが更に好ましい。また，内方へ曲げら
れる長さが大きくなりすぎるとガスセンサやハウジング
内部に配置される検出素子等の他の部品と干渉のおそれ
が生じてくる。このため，Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝の
上限は５とすることが好ましい。なお，これらの寸法は
かしめ固定前の数値である。
しまい，冷かしめが実行し難くなるため，Ｔ2／Ｔ1の上
限は６とすることが更に好ましい。また，内方へ曲げら
れる長さが大きくなりすぎるとガスセンサやハウジング
内部に配置される検出素子等の他の部品と干渉のおそれ
が生じてくる。このため，Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝の
上限は５とすることが好ましい。なお，これらの寸法は
かしめ固定前の数値である。
【００１４】次に，本発明の作用につき説明する。本例
にかかるガスセンサにおいてかしめ固定部は上述したご
とき条件による寸法で構成され，またかしめ部と座屈部
との間に従来設けた肉厚部を持たない。従って，従来品
と比較して肉厚部を持たない分，本発明にかかるガスセ
ンサは体格が小型となり，またハウジングも軽量であ
る。更に，ハウジングについて材料コストを低減するこ
とができる。
にかかるガスセンサにおいてかしめ固定部は上述したご
とき条件による寸法で構成され，またかしめ部と座屈部
との間に従来設けた肉厚部を持たない。従って，従来品
と比較して肉厚部を持たない分，本発明にかかるガスセ
ンサは体格が小型となり，またハウジングも軽量であ
る。更に，ハウジングについて材料コストを低減するこ
とができる。
【００１５】また，上述した条件の寸法を持つため，本
例のかしめ固定部はかしめ固定に際してかしめ部が外方
に飛び出すようなＳ字座屈が発生しない。従って，ハウ
ジングの確実に大気カバーを固定することができるた
め，ガスセンサの体格小型化を図ることができる。
例のかしめ固定部はかしめ固定に際してかしめ部が外方
に飛び出すようなＳ字座屈が発生しない。従って，ハウ
ジングの確実に大気カバーを固定することができるた
め，ガスセンサの体格小型化を図ることができる。
【００１６】仮に寸法が上述条件を満たしていない場
合，図６に示すごとく，かしめ部２１２のハウジング外
周側２１８，座屈部２１１のハウジング内周側２１９に
大きな応力が発生するため，座屈部２１１がハウジング
内周方向に，かしめ部２１２がハウジング外周方向に変
形する。つまり，かしめ固定部２１が全体としてＳ字座
屈するのである。
合，図６に示すごとく，かしめ部２１２のハウジング外
周側２１８，座屈部２１１のハウジング内周側２１９に
大きな応力が発生するため，座屈部２１１がハウジング
内周方向に，かしめ部２１２がハウジング外周方向に変
形する。つまり，かしめ固定部２１が全体としてＳ字座
屈するのである。
【００１７】この場合，図６に示すごとく，かしめ固定
部２１がハウジング２の外周部２００よりも更に外方に
飛び出してしまうため，ハウジング外周部２００に対す
る大気側カバー１２１の固定ができなくなったり，不充
分となったりするおそれがあった。また，Ｓ字座屈が生
じた場合であっても確実に大気側カバー１２１が固定で
きるようにするためには，該大気側カバー１２１として
より径の大きいものを使用せざるをえず，ガスセンサの
体格大型化を招くおそれがあった。
部２１がハウジング２の外周部２００よりも更に外方に
飛び出してしまうため，ハウジング外周部２００に対す
る大気側カバー１２１の固定ができなくなったり，不充
分となったりするおそれがあった。また，Ｓ字座屈が生
じた場合であっても確実に大気側カバー１２１が固定で
きるようにするためには，該大気側カバー１２１として
より径の大きいものを使用せざるをえず，ガスセンサの
体格大型化を招くおそれがあった。
【００１８】以上，本発明によれば，小型，軽量かつ材
料コストが安価であるガスセンサを提供することができ
る。
料コストが安価であるガスセンサを提供することができ
る。
【００１９】また，上記かしめ部の長さＬは３〜５ｍｍ
であることが好ましい。これにより，かしめ固定部にお
いて適度な包みかしめ部が形成できる。Ｌが３ｍｍ未満
である場合には，かしめ後の包みかしめ部の内部構成部
品である例えば金属リングに対するひっかかり量が小さ
くなり，確実な部品保持が果たせなくなるおそれがあ
る。５ｍｍを越えた場合には，かしめ後の包みかしめ部
の長さが長くなり，ガスセンサの内部に配置される検出
素子等の部品と干渉するおそれがある。
であることが好ましい。これにより，かしめ固定部にお
いて適度な包みかしめ部が形成できる。Ｌが３ｍｍ未満
である場合には，かしめ後の包みかしめ部の内部構成部
品である例えば金属リングに対するひっかかり量が小さ
くなり，確実な部品保持が果たせなくなるおそれがあ
る。５ｍｍを越えた場合には，かしめ後の包みかしめ部
の長さが長くなり，ガスセンサの内部に配置される検出
素子等の部品と干渉するおそれがある。
【００２０】また，ハウジングの本体部であって，座屈
部直下の部分の肉厚Ｔ4は（図１参照）Ｔ3＜Ｔ4とする
ことが好ましい。これにより，座屈部が一番薄肉とな
り，座屈部の座屈を熱かしめで行う場合に特に良好な熱
かしめを得ることができる。
部直下の部分の肉厚Ｔ4は（図１参照）Ｔ3＜Ｔ4とする
ことが好ましい。これにより，座屈部が一番薄肉とな
り，座屈部の座屈を熱かしめで行う場合に特に良好な熱
かしめを得ることができる。
【００２１】仮にＴ3≧Ｔ4である場合には，座屈部での
通電による発熱が困難となり，熱かしめが困難となるお
それがある。また，Ｔ3＜Ｔ2＜Ｔ4とすることで，Ｔ4の
外周部にてかしめ部と干渉することなくカバーを固定で
きるため，さらに好ましい。
通電による発熱が困難となり，熱かしめが困難となるお
それがある。また，Ｔ3＜Ｔ2＜Ｔ4とすることで，Ｔ4の
外周部にてかしめ部と干渉することなくカバーを固定で
きるため，さらに好ましい。
【００２２】次に，請求項２の発明のように，上記シー
ル材は複数個設けてあり，その中の少なくとも１つは金
属リングよりなることが好ましい。これにより，断面が
円形のリングといった製作容易な部品での対応とするこ
とができ，センサを製造し易くできる。
ル材は複数個設けてあり，その中の少なくとも１つは金
属リングよりなることが好ましい。これにより，断面が
円形のリングといった製作容易な部品での対応とするこ
とができ，センサを製造し易くできる。
【００２３】次に，請求項３の発明のように，上記金属
リングは切欠部を有することが好ましい。これにより，
更に金属リングの製作が容易になると共に，かしめ固定
の際に金属リングの径が変形することができるため，包
みかしめ部の内側が金属リングの全周に対しより確実に
接触してかしめ固定を施すことができる。
リングは切欠部を有することが好ましい。これにより，
更に金属リングの製作が容易になると共に，かしめ固定
の際に金属リングの径が変形することができるため，包
みかしめ部の内側が金属リングの全周に対しより確実に
接触してかしめ固定を施すことができる。
【００２４】次に，請求項４の発明のように，上記金属
リングは，断面略円形形状であり，かつ上記かしめ固定
部の上記かしめ部は，直接上記金属リングに当接してい
ることが好ましい。断面が略円形形状の金属リングに対
して直接かしめ固定部の上記かしめ部にて当接させるた
め，かしめ部との当接が曲面部での当接とすることがで
きる。そのため，かしめ力により発生する応力の集中を
抑制することができ，良好なかしめ固定を行うことがで
きる。
リングは，断面略円形形状であり，かつ上記かしめ固定
部の上記かしめ部は，直接上記金属リングに当接してい
ることが好ましい。断面が略円形形状の金属リングに対
して直接かしめ固定部の上記かしめ部にて当接させるた
め，かしめ部との当接が曲面部での当接とすることがで
きる。そのため，かしめ力により発生する応力の集中を
抑制することができ，良好なかしめ固定を行うことがで
きる。
【００２５】次に，請求項５記載の発明のように，上記
かしめ固定部は，上記かしめ部の先端が最小厚みＴ1を
なし，上記かしめ部の上記座屈部側に最大厚みＴ2をな
し，上記座屈部が略同一厚みを有しており，上記座屈部
の座屈は熱かしめにて行なうことが好ましい。これによ
り，熱かしめ時における座屈部での発熱を広い範囲にて
行わせしめることができるため，良好な座屈かしめを行
うことができる。
かしめ固定部は，上記かしめ部の先端が最小厚みＴ1を
なし，上記かしめ部の上記座屈部側に最大厚みＴ2をな
し，上記座屈部が略同一厚みを有しており，上記座屈部
の座屈は熱かしめにて行なうことが好ましい。これによ
り，熱かしめ時における座屈部での発熱を広い範囲にて
行わせしめることができるため，良好な座屈かしめを行
うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】実施形態例 本発明の実施形態例にかかるガスセンサにつき，図１〜
図６を用いて説明する。本例にかかるガスセンサは酸素
センサで，自動車用内燃機関等の排気系に設置して，内
燃機関の燃焼制御に使用するものである。
図６を用いて説明する。本例にかかるガスセンサは酸素
センサで，自動車用内燃機関等の排気系に設置して，内
燃機関の燃焼制御に使用するものである。
【００２７】本例のガスセンサは，図２に示すごとく，
挿入穴２９を有する筒状のハウジング２と，上記ハウジ
ング２の一端側を覆うよう構成された被測定ガス側カバ
ー１１１，１１２と，上記ハウジング２の他端側を覆う
ように構成され，上記ハウジング２の外周部２００に固
定された大気側カバー１２１とを有する。
挿入穴２９を有する筒状のハウジング２と，上記ハウジ
ング２の一端側を覆うよう構成された被測定ガス側カバ
ー１１１，１１２と，上記ハウジング２の他端側を覆う
ように構成され，上記ハウジング２の外周部２００に固
定された大気側カバー１２１とを有する。
【００２８】上記ハウジング２の他端側にはかしめ固定
部２１が設けてなり，図２，図３に示すごとく，該かし
め固定部２１においてシール材である金属リング１３
４，絶縁材１３３，粉末シール材１３２を介して検出素
子３を上記挿入穴２９にかしめ固定してなる。なお，上
記金属リング１３４は図５（ａ），（ｂ）に示すごと
く，径１ｍｍの断面円形の切欠き１３５（幅０．５ｍ
ｍ）を持った外径１２．９ｍｍの環状体である。
部２１が設けてなり，図２，図３に示すごとく，該かし
め固定部２１においてシール材である金属リング１３
４，絶縁材１３３，粉末シール材１３２を介して検出素
子３を上記挿入穴２９にかしめ固定してなる。なお，上
記金属リング１３４は図５（ａ），（ｂ）に示すごと
く，径１ｍｍの断面円形の切欠き１３５（幅０．５ｍ
ｍ）を持った外径１２．９ｍｍの環状体である。
【００２９】図１に示すごとく，上記かしめ固定部２１
は，上記金属リング１３４に対して直接かしめ力を付与
するかしめ部２１２と，上記かしめ部２１２よりも上記
ハウジング側に位置すると共に座屈によって上記かしめ
部によるかしめ力を増大させる座屈部２１１とよりな
る。上記検出素子３の上記挿入穴２９へのかしめ固定す
る前の上記かしめ固定部２１は，上記かしめ部２１２の
最小厚みをＴ1，最大厚みをＴ2，上記座屈部２１１の平
均厚みをＴ3，上記かしめ部２１２のガスセンサ軸方向
の長さＬとした場合，Ｔ1＜Ｔ3＜Ｔ2，２＜Ｔ2／Ｔ1，
３＜Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝という関係が成立する。
は，上記金属リング１３４に対して直接かしめ力を付与
するかしめ部２１２と，上記かしめ部２１２よりも上記
ハウジング側に位置すると共に座屈によって上記かしめ
部によるかしめ力を増大させる座屈部２１１とよりな
る。上記検出素子３の上記挿入穴２９へのかしめ固定す
る前の上記かしめ固定部２１は，上記かしめ部２１２の
最小厚みをＴ1，最大厚みをＴ2，上記座屈部２１１の平
均厚みをＴ3，上記かしめ部２１２のガスセンサ軸方向
の長さＬとした場合，Ｔ1＜Ｔ3＜Ｔ2，２＜Ｔ2／Ｔ1，
３＜Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝という関係が成立する。
【００３０】また，上記かしめ固定部２１は，上記かし
め部２１２の先端が最小厚みＴ1を有し，上記かしめ部
２１２の上記座屈部２１１の側が最大厚みＴ2を有す
る。また，上記座屈部２１１は全体が略同一厚みを有し
ている。更に，上記座屈部２１１の座屈は熱かしめにて
行なわれている。
め部２１２の先端が最小厚みＴ1を有し，上記かしめ部
２１２の上記座屈部２１１の側が最大厚みＴ2を有す
る。また，上記座屈部２１１は全体が略同一厚みを有し
ている。更に，上記座屈部２１１の座屈は熱かしめにて
行なわれている。
【００３１】本例のガスセンサ１の詳細について説明す
る。図２に示すごとく，本例のガスセンサ１は，略筒状
のハウジング２と該ハウジング２の一端側にかしめ固定
された２重の被測定ガス側カバー１１１，１１２と，ハ
ウジング２の上方，外周部２００に溶接固定された大気
側カバー１２１とを有する。なお，上記ハウジング２に
おける大気側カバー１２１の固定位置１２０よりもより
上方に，上記かしめ固定部２１が設けてある。
る。図２に示すごとく，本例のガスセンサ１は，略筒状
のハウジング２と該ハウジング２の一端側にかしめ固定
された２重の被測定ガス側カバー１１１，１１２と，ハ
ウジング２の上方，外周部２００に溶接固定された大気
側カバー１２１とを有する。なお，上記ハウジング２に
おける大気側カバー１２１の固定位置１２０よりもより
上方に，上記かしめ固定部２１が設けてある。
【００３２】図２に示すごとく，上記検出素子３は，シ
ール材１３１を介して挿入穴２９に配置され，更に挿入
穴２９との間にタルクよりなる粉末シール材１３２が充
填され，該シール材１３２は絶縁材１３３を介して，上
記かしめ固定部２１によりかしめ固定された金属リング
１３４により押圧されている。これらシール材１３１，
粉末シール材１３２等により大気側カバー１２１の内部
と被測定ガス側カバー１１２の内部とが互いにシールさ
れ，大気側カバー１２１内と被測定ガス側カバー１１２
内との間のガス流通が防止される。
ール材１３１を介して挿入穴２９に配置され，更に挿入
穴２９との間にタルクよりなる粉末シール材１３２が充
填され，該シール材１３２は絶縁材１３３を介して，上
記かしめ固定部２１によりかしめ固定された金属リング
１３４により押圧されている。これらシール材１３１，
粉末シール材１３２等により大気側カバー１２１の内部
と被測定ガス側カバー１１２の内部とが互いにシールさ
れ，大気側カバー１２１内と被測定ガス側カバー１１２
内との間のガス流通が防止される。
【００３３】また，上記大気カバー１２１の上方には撥
水フィルタ１２３を経て第２カバー１２２がかしめ固定
されている。また，大気側カバー１２１，第２カバー１
２２には大気導入穴１２５が設けてある。上記大気側カ
バー１２１の内部には絶縁碍子１３が配置され，該絶縁
碍子１３の上方にはゴムブッシュ１４が配置されてい
る。
水フィルタ１２３を経て第２カバー１２２がかしめ固定
されている。また，大気側カバー１２１，第２カバー１
２２には大気導入穴１２５が設けてある。上記大気側カ
バー１２１の内部には絶縁碍子１３が配置され，該絶縁
碍子１３の上方にはゴムブッシュ１４が配置されてい
る。
【００３４】検出素子３は，内部に大気室３０を設けた
コップ型の固体電解質体３１と，該固体電解質体３１の
内外面に設けた１対の電極とよりなる。また，大気室３
０には棒状ヒータ３５が挿入配置されている。検出素子
３における電極に接続された出力取出線１９３，１９４
は絶縁碍子１３内でリード線１９１，１９２に接続さ
れ，ゴムブッシュ１４を経由してガスセンサ１外部へ引
き出されている。また，ヒータ３５に対する通電線１９
５も絶縁碍子１３，ゴムブッシュを経由して外部へ引き
出されている。
コップ型の固体電解質体３１と，該固体電解質体３１の
内外面に設けた１対の電極とよりなる。また，大気室３
０には棒状ヒータ３５が挿入配置されている。検出素子
３における電極に接続された出力取出線１９３，１９４
は絶縁碍子１３内でリード線１９１，１９２に接続さ
れ，ゴムブッシュ１４を経由してガスセンサ１外部へ引
き出されている。また，ヒータ３５に対する通電線１９
５も絶縁碍子１３，ゴムブッシュを経由して外部へ引き
出されている。
【００３５】図１に示すごとく，上記かしめ固定部２１
は座屈部２１１とかしめ部２１２とよりなる。また，こ
の図はかしめ固定部のかしめ前の状態である。本例のか
しめ部２１２はＴ1＝約０．５ｍｍ，Ｔ2＝約１．３ｍ
ｍ，Ｌ＝約３．２ｍｍ，座屈部２１１はＴ3＝約１ｍｍ
である。また，座屈部２１１のすぐ下方のハウジング２
の本体部２０の厚みＴ４は約１．７ｍｍである。また，
上記座屈部２１１はテーパー形状でもよいし，多少の凹
凸があってもよい。
は座屈部２１１とかしめ部２１２とよりなる。また，こ
の図はかしめ固定部のかしめ前の状態である。本例のか
しめ部２１２はＴ1＝約０．５ｍｍ，Ｔ2＝約１．３ｍ
ｍ，Ｌ＝約３．２ｍｍ，座屈部２１１はＴ3＝約１ｍｍ
である。また，座屈部２１１のすぐ下方のハウジング２
の本体部２０の厚みＴ４は約１．７ｍｍである。また，
上記座屈部２１１はテーパー形状でもよいし，多少の凹
凸があってもよい。
【００３６】次に，本例のかしめ固定部２１によるかし
め固定について説明する。上記ハウジング２０の挿入穴
に対し，図２に示すごとく，シール材１３１を介して検
出素子３を配置する。続いて，検出素子３と挿入穴２９
との間に粉末のシール材１３２を充填し，その上に絶縁
材１３３を，更にその上に金属リング１３４を配置す
る。この状態が図４（ａ）である。
め固定について説明する。上記ハウジング２０の挿入穴
に対し，図２に示すごとく，シール材１３１を介して検
出素子３を配置する。続いて，検出素子３と挿入穴２９
との間に粉末のシール材１３２を充填し，その上に絶縁
材１３３を，更にその上に金属リング１３４を配置す
る。この状態が図４（ａ）である。
【００３７】続いて，図４（ｂ）に示すごとく，かしめ
型８をかしめ部２１２に対し当接させ，かしめ部２１２
を金属リング１３４に添わせるように変形させ，室温で
のかしめ加工を行う。これが冷かしめである。
型８をかしめ部２１２に対し当接させ，かしめ部２１２
を金属リング１３４に添わせるように変形させ，室温で
のかしめ加工を行う。これが冷かしめである。
【００３８】その後，かしめ型８を取り除き，次いでか
しめ固定部２１に対し熱かしめ用の熱かしめ型８１を配
置し，荷重を加えながら熱かしめ型８１とハウジング２
０との間に通電する。座屈部２１１は薄肉であることか
ら，座屈部２１１においてジュール熱が発生し，この部
分は加熱，軟化され，軸方向の内方に座屈し，かしめ固
定を行う。よって，図４（ｃ）に示すごとく，座屈部２
１１はふくれるように変形して，内方に座屈する。以上
により，図３に示すごとき，かしめ固定部２１によるか
しめ固定が形成された。なお，このかしめ固定が終わっ
た後に，図３に示すように，大気側カバー１２１をハウ
ジングの外周部２００に対し，固定位置１２０におい
て，溶接固定する。
しめ固定部２１に対し熱かしめ用の熱かしめ型８１を配
置し，荷重を加えながら熱かしめ型８１とハウジング２
０との間に通電する。座屈部２１１は薄肉であることか
ら，座屈部２１１においてジュール熱が発生し，この部
分は加熱，軟化され，軸方向の内方に座屈し，かしめ固
定を行う。よって，図４（ｃ）に示すごとく，座屈部２
１１はふくれるように変形して，内方に座屈する。以上
により，図３に示すごとき，かしめ固定部２１によるか
しめ固定が形成された。なお，このかしめ固定が終わっ
た後に，図３に示すように，大気側カバー１２１をハウ
ジングの外周部２００に対し，固定位置１２０におい
て，溶接固定する。
【００３９】次に，様々な寸法を持った試料１〜試料６
にかかるガスセンサのかしめ固定部について，かしめ固
定時の図６に示すごときＳ字座屈の発生の有無について
調べ，表１に記載した。試料１〜試料６にかかるかしめ
固定部のＴ1，Ｔ2，Ｔ3間の関係は表１に記載した。ま
た，同表におけるＳ字座屈のあり／なしは断面の観察
と，外・内径の寸法の測定という判断方法により行っ
た。
にかかるガスセンサのかしめ固定部について，かしめ固
定時の図６に示すごときＳ字座屈の発生の有無について
調べ，表１に記載した。試料１〜試料６にかかるかしめ
固定部のＴ1，Ｔ2，Ｔ3間の関係は表１に記載した。ま
た，同表におけるＳ字座屈のあり／なしは断面の観察
と，外・内径の寸法の測定という判断方法により行っ
た。
【００４０】表１によれば，Ｔ1＜Ｔ3＜Ｔ2，２＜Ｔ2／
Ｔ1，３＜Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝という条件を満た
す試料４，５については，Ｓ字座屈が生じなかったこと
が分かった。また，試料１〜３は２≧Ｔ2／Ｔ1であり，
Ｓ字座屈が発生し，特に試料１のＳ字座屈はひどいこと
が分かった。また，試料６はＴ3≧Ｔ1であり，Ｓ字座屈
が発生したことが分かった。これより，上記条件を満た
すようなかしめ固定部２１とすることでＳ字座屈を防止
できることが分かった。
Ｔ1，３＜Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝という条件を満た
す試料４，５については，Ｓ字座屈が生じなかったこと
が分かった。また，試料１〜３は２≧Ｔ2／Ｔ1であり，
Ｓ字座屈が発生し，特に試料１のＳ字座屈はひどいこと
が分かった。また，試料６はＴ3≧Ｔ1であり，Ｓ字座屈
が発生したことが分かった。これより，上記条件を満た
すようなかしめ固定部２１とすることでＳ字座屈を防止
できることが分かった。
【００４１】次に，本例の作用効果について説明する。
本例のガスセンサ１のかしめ固定部２１は上述したごと
き条件による寸法で構成され，またかしめ部２１２と座
屈部２１１との間に従来設けた肉厚部を持たない。肉厚
部を持たない分，ガスセンサ１は小型で，ハウジング２
も軽量である。更に，ハウジング２について材料コスト
を低減することができる。
本例のガスセンサ１のかしめ固定部２１は上述したごと
き条件による寸法で構成され，またかしめ部２１２と座
屈部２１１との間に従来設けた肉厚部を持たない。肉厚
部を持たない分，ガスセンサ１は小型で，ハウジング２
も軽量である。更に，ハウジング２について材料コスト
を低減することができる。
【００４２】また，上述した条件の寸法を持つため，本
例のかしめ固定部２１はかしめ固定に際して，図６に示
すごときＳ字座屈が発生しない（表１参照）。従って，
ハウジング２の外周部２００に確実に大気カバー１２１
を固定でき，ガスセンサ１の体格小型化を図ることがで
きる。
例のかしめ固定部２１はかしめ固定に際して，図６に示
すごときＳ字座屈が発生しない（表１参照）。従って，
ハウジング２の外周部２００に確実に大気カバー１２１
を固定でき，ガスセンサ１の体格小型化を図ることがで
きる。
【００４３】以上，本例によれば，小型，軽量かつ材料
コストが安価であるガスセンサを提供することができ
る。
コストが安価であるガスセンサを提供することができ
る。
【００４４】なお，本発明において，検出素子の形状
は，実施形態例に示したコップ型に限定されるものでは
なく，積層型であってもよい。また，実施形態例では酸
素センサについて例示説明したが，本発明はＣＯセン
サ，ＮＯｘセンサ，ＨＣ等の他のガスセンサにも適用で
きる。
は，実施形態例に示したコップ型に限定されるものでは
なく，積層型であってもよい。また，実施形態例では酸
素センサについて例示説明したが，本発明はＣＯセン
サ，ＮＯｘセンサ，ＨＣ等の他のガスセンサにも適用で
きる。
【００４５】
【表１】
【図１】実施形態例における，ガスセンサのかしめ固定
前のかしめ固定部の要部説明図。
前のかしめ固定部の要部説明図。
【図２】実施形態例における，ガスセンサの全体断面説
明図。
明図。
【図３】実施形態例における，ガスセンサのかしめ固定
後のかしめ固定部の要部説明図。
後のかしめ固定部の要部説明図。
【図４】実施形態例における，かしめ固定部のかしめ固
定を示す説明図。
定を示す説明図。
【図５】実施形態例における，（ａ）金属リングの断面
説明図，（ｂ）金属リングの平面図。
説明図，（ｂ）金属リングの平面図。
【図６】実施形態例における，Ｓ字座屈の生じたかしめ
固定部を示す説明図。
固定部を示す説明図。
【図７】従来例における，かしめ固定前のかしめ固定部
の要部説明図。
の要部説明図。
【図８】従来例における，ガスセンサの全体断面説明
図。
図。
【図９】（ａ）正常なかしめ状態を示す説明図，（ｂ）
座屈部が変形した状態を示す説明図。
座屈部が変形した状態を示す説明図。
１．．．ガスセンサ， １１１，１１２．．．被測定ガス側カバー， １２１．．．大気側カバー， １３４．．．金属リング， １３５．．．切欠部， ２．．．ハウジング， ２１．．．かしめ固定部， ２１１．．．座屈部， ２１２．．．かしめ部，
Claims (5)
- 【請求項１】 挿入穴を有する筒状のハウジングと，上
記ハウジングの一端側を覆うよう構成された被測定ガス
側カバーと，上記ハウジングの他端側を覆うよう構成さ
れ，上記ハウジングに固定された大気側カバーとを有
し，上記ハウジングの他端側にはかしめ固定部が設けら
れており，上記かしめ固定部によって，シール材を介し
て，検出素子を上記挿入穴にかしめ固定してなるガスセ
ンサにおいて，上記かしめ固定部は，上記シール材に対
して，直接かしめ力を付与するかしめ部と，上記かしめ
部よりも上記ハウジング側に位置すると共に，軸方向へ
の座屈によって，上記かしめ部によるかしめ力を増大さ
せる座屈部とよりなり，上記検出素子の上記挿入穴への
かしめ固定する前の上記かしめ固定部は，上記かしめ部
の最小厚みをＴ1，最大厚みをＴ2，上記座屈部の平均厚
みをＴ3，上記かしめ部のガスセンサ軸方向の長さをＬ
とした場合， Ｔ1＜Ｔ3＜Ｔ2， ２＜Ｔ2／Ｔ1， ３＜Ｌ／｛（Ｔ1＋Ｔ2）／２｝， という関係が成立することを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項２】 請求項１において，上記シール材は複数
個設けてあり，その中の少なくとも１つは金属リングよ
りなることを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項３】 請求項２において，上記金属リングは切
欠部を有することを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項４】 請求項２または３において，上記金属リ
ングは，断面略円形形状であり，かつ上記かしめ固定部
の上記かしめ部は，直接上記金属リングに当接している
ことを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
上記かしめ固定部は，上記かしめ部の先端が最小厚みＴ
1をなし，上記かしめ部の上記座屈部側に最大厚みＴ2を
なし，上記座屈部が略同一厚みを有しており，上記座屈
部の座屈は熱かしめにて行なうことを特徴とするガスセ
ンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11340286A JP2000258384A (ja) | 1999-01-08 | 1999-11-30 | ガスセンサ |
| US09/476,113 US6303013B1 (en) | 1999-01-08 | 2000-01-03 | Gas sensor including caulked fixation portion for fixing detection element by caulking |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-3312 | 1999-01-08 | ||
| JP331299 | 1999-01-08 | ||
| JP11340286A JP2000258384A (ja) | 1999-01-08 | 1999-11-30 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000258384A true JP2000258384A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=26336854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11340286A Pending JP2000258384A (ja) | 1999-01-08 | 1999-11-30 | ガスセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6303013B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000258384A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6446489B2 (en) | 1999-12-27 | 2002-09-10 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor and method of producing the same |
| JP2006292569A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
| US7222408B2 (en) | 2003-08-08 | 2007-05-29 | Denso Corporation | Structure of gas sensor ensuring high degree of gas-tight seal |
| JP2009002846A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Denso Corp | ガスセンサ及びその製造方法 |
| US7686932B2 (en) | 2004-09-28 | 2010-03-30 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
| JP2012037445A (ja) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6415647B1 (en) * | 1998-10-30 | 2002-07-09 | Denso Corporation | Compact structure of gas sensor and production method thereof |
| DE10327186B4 (de) * | 2003-06-17 | 2006-11-30 | Robert Bosch Gmbh | Messfühler |
| DE102004027512A1 (de) * | 2004-06-04 | 2005-12-22 | Robert Bosch Gmbh | Spektroskopischer Gassensor, insbesondere zum Nachweis mindestens einer Gaskomponente in der Umluft, und Verfahren zur Herstellung eines derartigen spektroskopischen Gassensors |
| DE102012005614B4 (de) * | 2012-03-22 | 2013-10-17 | Matthias Brenneis | Sensorisches Verbindungselement und Herstellverfahren |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4705915A (en) * | 1985-06-24 | 1987-11-10 | Brunt Michael K Van | Cable shield termination means |
| JPH02147817A (ja) | 1988-11-29 | 1990-06-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサの保護構造 |
| ATE115253T1 (de) * | 1990-07-25 | 1994-12-15 | Longwall Roof Supports Ltd | Durchflusskupplung. |
| JP3369766B2 (ja) | 1994-12-08 | 2003-01-20 | 日本特殊陶業株式会社 | 酸素センサ構造 |
| JP3624498B2 (ja) * | 1995-10-27 | 2005-03-02 | 株式会社デンソー | 空燃比センサ |
| JP3539031B2 (ja) * | 1996-01-18 | 2004-06-14 | 株式会社デンソー | 空燃比センサ |
| JP3622351B2 (ja) * | 1996-08-09 | 2005-02-23 | 株式会社デンソー | 空燃比センサおよびその製造方法 |
-
1999
- 1999-11-30 JP JP11340286A patent/JP2000258384A/ja active Pending
-
2000
- 2000-01-03 US US09/476,113 patent/US6303013B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US6446489B2 (en) | 1999-12-27 | 2002-09-10 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor and method of producing the same |
| US6513363B2 (en) | 1999-12-27 | 2003-02-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor and method of producing the same |
| US7222408B2 (en) | 2003-08-08 | 2007-05-29 | Denso Corporation | Structure of gas sensor ensuring high degree of gas-tight seal |
| US7686932B2 (en) | 2004-09-28 | 2010-03-30 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
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| JP4708836B2 (ja) * | 2005-04-12 | 2011-06-22 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
| JP2009002846A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Denso Corp | ガスセンサ及びその製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6303013B1 (en) | 2001-10-16 |
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