JP2001242121A - Gas sensor and sealing structure - Google Patents

Gas sensor and sealing structure

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JP2001242121A
JP2001242121A JP2000053589A JP2000053589A JP2001242121A JP 2001242121 A JP2001242121 A JP 2001242121A JP 2000053589 A JP2000053589 A JP 2000053589A JP 2000053589 A JP2000053589 A JP 2000053589A JP 2001242121 A JP2001242121 A JP 2001242121A
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metal film
gas sensor
sealing member
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久治 西尾
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天地 斎藤
Shuichi Hanai
修一 花井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing structure capable of holding sealability, even if exposed to a high temperature over a long time, and to provide a gas sensor to which the sealing structure is applied. SOLUTION: In an oxygen sensor 1, nickel plating 71 corroded by fluoric acid (HF) generated from a sealing member 17 at a high temperature is applied to the surfaces of lead wires at the interfaces of the sealing member 17 and a plurality of the lead wires, both of which comprise a fluorine-containing resin. Therefore, if the oxygen sensor is exposed to a high temperature, nickel fluoride which is a compound of fluorine of fluoric acid and nickel of the nickel plating 71 is formed to form a sealing layer in the gaps between the sealing member 17 and a plurality of the lead wires. Accordingly, even if the oxygen sensor 1 is heated and cooled repeatedly and the elasticity of the seal member 17 deteriorates and gasp are generated between the sealing member 17 and a plurality of the lead wires, the sealing layer functions so as to seal the gaps.

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】本発明は、排気ガス等の被測
定ガスが流れる流路を形成する管に取り付けられ、被測
定ガス中の所定のガス成分を検出するガスセンサ、及び
高温下で使用されるこれらガスセンサ等に適用されるリ
ード線のシール構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas sensor which is attached to a pipe forming a flow path through which a gas to be measured such as exhaust gas flows, detects a predetermined gas component in the gas to be measured, and is used at a high temperature. The present invention relates to a lead wire sealing structure applied to such gas sensors and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、混合ガス中から特定のガス成
分又はその濃度を検出するガスセンサとして、HCセン
サやNOxセンサ等種々のものが知られている。この種
のガスセンサでは、金属製の外筒の内側に検出素子を配
置し、この検出素子の電極に接続されたリード線を、外
筒の一端に設けられた開口部から外部に引き出すことに
より、センサ出力を取り出していた。そして、外部から
外筒内部への水分等の侵入を防止するために、外筒の開
口部の内側にはゴム製のシール部材が弾性的に嵌入さ
れ、このシール部材に設けられた複数の挿通孔に上記リ
ード線を気密に挿通して外筒の外側に延出させていた。
さらに、このシール部材とリード線との密着性を確保す
べく、外筒を開口部近傍で外方から加締めることによ
り、リード線をシール部材に弾性的に密着して固定する
等の方法がとられていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of gas sensors, such as HC sensors and NOx sensors, are known as gas sensors for detecting a specific gas component or its concentration from a mixed gas. In this type of gas sensor, a detection element is arranged inside a metal outer cylinder, and a lead wire connected to an electrode of the detection element is drawn out from an opening provided at one end of the outer cylinder, thereby The sensor output was being taken out. A rubber seal member is elastically fitted inside the opening of the outer cylinder in order to prevent moisture or the like from entering the inside of the outer cylinder from the outside. The above-mentioned lead wire is inserted into the hole in an airtight manner so as to extend outside the outer cylinder.
Furthermore, in order to secure the adhesion between the sealing member and the lead wire, a method of elastically tightly fixing the lead wire to the sealing member by fixing the lead wire to the sealing member by externally caulking the outer cylinder in the vicinity of the opening. Had been taken.

【0003】ところで、このようなガスセンサは高温下
で使用されることが多く、シール部材やリード線も外筒
からの熱伝導等により高温に晒される。このため、シー
ル部材やリード線の被覆材としては、一般に耐熱性が高
いとされるフッ素含有樹脂材からなるものが使用されて
いた。
Incidentally, such a gas sensor is often used at a high temperature, and the sealing member and the lead wire are also exposed to a high temperature due to heat conduction from the outer cylinder. For this reason, as a covering material for the sealing member and the lead wire, a material made of a fluorine-containing resin material generally having high heat resistance has been used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなフッ素含有樹脂材からなるシール部材は熱膨張率が
大きく、高温下において自身が熱膨張する。さらに、上
述のように、シール部材には外方から加締め力が加わっ
ている。このため、高温下においては当該シール部材に
弾性域を超えた圧縮力が加わることがある。そのため、
ガスセンサが長期にわたって使用され、加熱・冷却のサ
イクルを繰り返すと、熱劣化によりシール部材の弾性が
損なわれる等の問題があった。そして、シール部材の熱
劣化が進行すると、特にシール部材とリード線との間の
密着性が低下して、これらの間に隙間ができ、そこから
外気が一気にリークするといった問題が生じた。
However, such a sealing member made of a fluorine-containing resin material has a large coefficient of thermal expansion, and expands itself at high temperatures. Further, as described above, a caulking force is applied to the seal member from the outside. Therefore, at high temperatures, a compressive force exceeding the elastic range may be applied to the seal member. for that reason,
When the gas sensor is used for a long time and the cycle of heating and cooling is repeated, there is a problem that the elasticity of the seal member is impaired due to thermal deterioration. Then, when the thermal deterioration of the seal member progresses, in particular, the adhesion between the seal member and the lead wire is reduced, and a gap is formed between the seal member and the outside air.

【0005】また、被覆リード線の高温でのリーク性を
向上させる手法として、実開平4−136560に記載
されているように、被覆リード線を一端金属部材で加締
めた上からゴムを被せシール部材の高温でのシール性を
維持する技術が公開されている。しかし、この方法では
被覆リード線と金属部材を気密性良く加締める事が難し
いので、低温でのシール性はゴムを用いたものに比べて
劣るという問題が有った。
[0005] As a technique for improving the leakage property of a covered lead wire at a high temperature, as described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 4-136560, the covered lead wire is crimped with a metal member at one end and covered with rubber. A technique for maintaining the sealing property of a member at a high temperature has been disclosed. However, in this method, it is difficult to crimp the covered lead wire and the metal member with good airtightness, so that there is a problem that the sealing performance at a low temperature is inferior to that using rubber.

【0006】本発明はこうした問題に鑑みてなされたも
のであり、長時間にわたり高温下に晒されることがあっ
ても、そのシール性を保持することができるシール構
造、及び該シール構造を適用したガスセンサを提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and has been applied to a seal structure capable of maintaining the sealing property even when exposed to a high temperature for a long time, and to the application of the seal structure. It is an object to provide a gas sensor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
に鑑み、本発明のガスセンサでは、外筒の開口部を閉塞
するシール部材に設けた挿通孔と被覆リード線の間に金
属膜を介在させる様にした。高温においてシール部材と
被覆リード線の間の密着性が低下するのは、シール部材
の弾性の低下によって、シール部材と被覆リード線の熱
膨張の差をシール部材が弾性変形によって吸収できなく
なったからである。これを防止するためには、シール部
材を被覆リード線に接着するようにすれば良い。しか
し、ガスセンサは非常に高温で使われるため、リード線
やシール部材にはフッ素を含有した樹脂が使われる事が
多く、それらを高温まで気密性良く接着する材料が見付
からなかった。出願人は鋭意研究し、被覆リード線とシ
ール部材を接合する際には、これらの間に金属膜を介在
させることが有効である事が解った。
In view of the above problems, in the gas sensor of the present invention, a metal film is interposed between an insertion hole provided in a seal member for closing an opening of an outer cylinder and a covered lead wire. I tried to do it. The reason why the adhesion between the sealing member and the coated lead wire is reduced at a high temperature is that the sealing member cannot absorb the difference in thermal expansion between the sealing member and the coated lead wire due to elastic deformation due to the reduced elasticity of the sealing member. is there. To prevent this, the sealing member may be adhered to the covered lead wire. However, since a gas sensor is used at a very high temperature, a resin containing fluorine is often used for a lead wire and a sealing member, and a material that adheres them with high airtightness to a high temperature has not been found. The applicant has conducted intensive studies and has found that it is effective to interpose a metal film between the coated lead wire and the sealing member when joining them.

【0008】金属膜を介在させることで、シール部材と
被覆リード線の間の接合が成される理由は不明だが、恐
らく被覆リード線が金属と接合し、更にシール部材が金
属と接合することで両者を接合しているものと推察され
る。つまり、金属表面は元来活性が高く、様々な物質と
化学結合する能力を有しているが、それ自体で剛性を持
つ様な厚みを有すると、接合部材との間で熱膨張率や剛
性の違いによって剥離する様に作用する力が接着力を上
回り接合しないが、マクロ的な熱膨張率や剛性といった
物理的な特性が希薄である膜状態であれば、金属本来の
化学的活性が優位となり、接合力を有するようになるも
のと推察される。
The reason why the joining between the sealing member and the coated lead wire is made by interposing the metal film is unknown, but it is probably that the coated lead wire is joined to the metal and further the sealing member is joined to the metal. It is presumed that both were joined. In other words, the metal surface has a high activity by nature and has the ability to chemically bond with various substances, but if it has such a thickness that it has rigidity by itself, the coefficient of thermal expansion and rigidity with the joining member Due to the difference in the strength, the force acting to peel off exceeds the adhesive strength and does not join, but if the film state is such that the physical properties such as macroscopic coefficient of thermal expansion and rigidity are thin, the original chemical activity of metal is superior It is presumed to have a bonding force.

【0009】金属膜はシール部材及び被覆リード線と何
らかの形で結合していれば良いと推察されるが、化学結
合であれば、結合が強固で安定であるため好ましい。特
に、高温でシール部材と金属膜を密着させれば、シール
部材と金属が化学結合が生じるので、強固なシール性を
確保することが出来る。同様に金属膜は被覆リード線と
も化学結合していることが望ましい。
It is presumed that the metal film should be bonded to the sealing member and the coated lead wire in some form, but a chemical bond is preferable because the bond is strong and stable. In particular, if the seal member and the metal film are brought into close contact with each other at a high temperature, a chemical bond is generated between the seal member and the metal, so that a strong sealing property can be ensured. Similarly, it is desirable that the metal film is also chemically bonded to the coated lead wire.

【0010】金属膜の形成領域は封着層の機能を発揮さ
せるのに十分な範囲として、シール部材に設けた挿通孔
の長さにほぼ等しい事が好ましい。また、リード線の周
方向には途切れない程度に設けられる事が好ましい。シ
ール部材の材質としては、フッ素を含有している材質で
あるとフッ素が金属膜とシール部材の化学的結合を促進
し、より好ましい成果が得られる。フッ素は高温に晒さ
れるとシール部材に含まれる水素と反応してフッ酸(H
F)を発生すると考えられる。フッ酸は化学的な活性が
高く、金属膜と反応してシール部材やリード線の被覆材
と結合しやすい化合物を形成するものと考えられる。リ
ード線の被覆材にもフッ素が含有されていることが好ま
しい。
The area where the metal film is formed is preferably a range sufficient for exhibiting the function of the sealing layer, and is preferably substantially equal to the length of the insertion hole provided in the sealing member. In addition, it is preferable that the lead wire is provided so as not to be interrupted in the circumferential direction. When the material of the seal member is a material containing fluorine, the fluorine promotes chemical bonding between the metal film and the seal member, and more preferable results are obtained. Fluorine reacts with hydrogen contained in the seal member when exposed to high temperatures, and hydrofluoric acid (H
F). It is considered that hydrofluoric acid has high chemical activity and reacts with the metal film to form a compound which is easily bonded to the sealing member or the covering material of the lead wire. It is preferable that the covering material of the lead wire also contains fluorine.

【0011】また、金属膜としてはニッケルを用いる
と、より良好な接合性が得られることが知見された。金
属膜の厚みは上記の推察から解るように、ある程度以上
薄くする必要が有るが、出願人が試験したところでは、
1μm以下であると良好な接合性が得られることが解っ
た。
It has also been found that better bonding properties can be obtained when nickel is used as the metal film. As can be understood from the above assumption, the thickness of the metal film needs to be reduced to a certain degree or more.
It was found that good bondability was obtained when the thickness was 1 μm or less.

【0012】金属膜の形成方法はスパッタリングや蒸
着、有機金属を塗布して化学的に付着させるなどの方法
も考えられるが、コスト的に有利なのはメッキによる付
着である。無電解メッキ法によれば、絶縁体であるリー
ド線の被覆表面にも良好な薄膜を安価に形成できる。
As a method of forming the metal film, there can be considered a method such as sputtering, vapor deposition, or application of an organic metal and chemically attaching the same. However, plating is advantageous in terms of cost. According to the electroless plating method, a good thin film can be formed at low cost even on the surface of a lead wire which is an insulator.

【0013】なお、シール部材にゴムなどの弾性体を用
いて、外筒を加締める事でシール部材を圧縮して保持す
る様にしておくと、リード線とシール部材は金属膜を介
して圧縮応力がその表面にかかるので、金属膜とリード
線及び金属膜とシール部材との間は極めて密着し更に良
好な結合が得られる。
If the seal member is compressed and held by caulking the outer cylinder using an elastic body such as rubber for the seal member, the lead wire and the seal member are compressed via a metal film. Since the stress is applied to the surface, the metal film and the lead wire and the metal film and the seal member are in close contact with each other, and a better connection is obtained.

【0014】以上、高温環境下で使用されても、そのシ
ール性を劣化させないシール構造を有する本発明のガス
センサについて説明したが、このようなシール構造は、
ガスセンサに限られるものではない。即ち、このような
シール構造は、筐体に形成された開口部をシール部材で
閉塞し、そのシール部材に設けた挿通孔を挿通して筐体
の内外を電気的に連絡するリード線を設けた様なもので
あれば同様に適用する事が出来る。
Although the gas sensor of the present invention having a seal structure which does not deteriorate its sealing performance even when used in a high-temperature environment has been described above, such a seal structure has the following features.
It is not limited to gas sensors. That is, such a seal structure is provided with a lead wire that closes an opening formed in the housing with a seal member, and penetrates an insertion hole provided in the seal member to electrically connect the inside and the outside of the housing. The same can be applied to such a case.

【0015】その場合でも挿通孔の内壁と被覆リード線
の被覆表面の間に設ける金属膜は、メッキによって形成
するのが簡単でコスト的にメリットが有り、好ましい。
Even in this case, the metal film provided between the inner wall of the insertion hole and the coating surface of the coating lead wire is preferably formed by plating because it is simple and has a merit in terms of cost.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施例を
図面と共に説明する。本実施例は、本発明のガスセンサ
を酸素センサとして構成したものであり、図1は、当該
酸素センサの全体構成を示す断面図である。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the gas sensor of the present invention is configured as an oxygen sensor, and FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the overall configuration of the oxygen sensor.

【0017】同図に示すように、酸素センサ1は、Zr
O2を主成分とする固体電解質体により先端が閉じた中
空軸状に形成された検出素子2、検出素子2内に配置さ
れた軸状のセラミックヒータ3、検出素子2を収容する
ケーシング10等から構成されている。
As shown in FIG. 1, the oxygen sensor 1
A detection element 2 formed in a hollow shaft shape whose end is closed by a solid electrolyte body containing O2 as a main component, an axial ceramic heater 3 disposed in the detection element 2, a casing 10 accommodating the detection element 2, and the like. It is configured.

【0018】ケーシング10は、酸素センサ1を排気管
等の取付部に固定すると共に、セラミックホルダ6,7
及びセラミック粉末8を内部に収容し、検出素子2の閉
じた先端部を排気管等の内部に突出させる主体金具9
と、主体金具9の上部に延設され、上方から検出素子2
の内面に大気を導入するための外筒16とから構成され
ている。
The casing 10 fixes the oxygen sensor 1 to a mounting portion such as an exhaust pipe, and also has a ceramic holder 6,7.
And a metal shell 9 for housing the ceramic powder 8 therein and projecting the closed end of the detection element 2 into an exhaust pipe or the like.
And extending above the metal shell 9, and from above, the detecting element 2
And an outer cylinder 16 for introducing air into the inner surface of the outer cylinder.

【0019】外筒16の上部開口近傍には、セラミック
で筒状に形成された絶縁性のセパレータ18が内挿され
ている。セパレータ18は、その上端部に鍔部18aが
設けられ、外筒16が外方から加締められることによ
り、鍔部18aの下端面が外筒16上部に係止される態
様で外筒16内に保持されている。
In the vicinity of the upper opening of the outer tube 16, an insulating separator 18 formed of a ceramic tube is inserted. The separator 18 is provided with a flange 18a at an upper end thereof, and the outer cylinder 16 is caulked from the outside so that the lower end surface of the flange 18a is locked on the upper part of the outer cylinder 16 so that the inside of the outer cylinder 16 is retained. Is held in.

【0020】また、外筒16の上端開口部は、耐熱性に
優れるフッ素ゴムで形成された円柱形状のシール部材1
7からなるシール構造によって気密にシールされ、この
シール部材17およびセパレータ18を貫通するよう
に、検出素子2の電極に夫々接続されるリード線20,
21及びセラミックヒータ3に接続される図示しない一
対のリード線(以下、これらを総称して「複数のリード
線」ともいう)が配置されている。この複数のリード線
は、その芯線が耐熱性に優れるフッ素含有樹脂からなる
被覆材により被覆されて構成されている。
The upper end opening of the outer cylinder 16 has a cylindrical sealing member 1 made of fluorine rubber having excellent heat resistance.
7 are hermetically sealed by a sealing structure made of a lead wire 7, and lead wires 20 connected to the electrodes of the detecting element 2 so as to penetrate the seal member 17 and the separator 18, respectively.
A pair of lead wires (not shown) connected to the ceramic heater 3 and the ceramic heater 3 (hereinafter, these are also collectively referred to as “plural lead wires”) are arranged. The plurality of lead wires are configured such that their core wires are covered with a coating material made of a fluorine-containing resin having excellent heat resistance.

【0021】尚、これらシール部材17及びリード線の
被覆材を構成するフッ素含有樹脂としては、例えばポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロ
エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体(FEP)、ポリクロロ−トリフ
ルオロエチレン(PCTFE)、エチレン−テトラフル
オロエチレン共重合体(ETFE)、クロロトリフルオ
ロエチレン−エチレン共重合体(ECTFE)、ポリフ
ッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PV
F)等を使用することができる。
The fluorine-containing resin constituting the covering material of the seal member 17 and the lead wire is, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene, or the like. Ethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), polychloro-trifluoroethylene (PCTFE), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer (ECTFE), polyvinylidene fluoride ( PVDF), polyvinyl fluoride (PV
F) etc. can be used.

【0022】以下、上記シール構造の詳細について説明
する。図2に図1のA部拡大図を示すように、外筒16
の開口端部47内側に設けられたシール部材17は、外
部から酸素センサ1内部に気体を導入するための通気孔
58と、酸素センサ1内部から引き出すべき上記複数の
リード線を夫々通過させる複数の挿通孔60を備えてい
る。
The details of the seal structure will be described below. As shown in FIG. 2 in an enlarged view of a portion A in FIG.
The seal member 17 provided inside the open end portion 47 of the first sensor has a vent hole 58 for introducing gas from the outside into the oxygen sensor 1 and a plurality of lead wires for passing the plurality of lead wires to be drawn out from the inside of the oxygen sensor 1. Is provided.

【0023】また、複数の挿通孔60は、通気孔58に
平行に形成され、通気孔58の周りにほぼ等間隔に配置
されている。そして、この挿通孔60に挿通される複数
のリード線の各々の芯線を被覆する被覆材の外面には、
挿通孔60に挿入される部分(つまり、複数のリード線
とシール部材17との界面)に、ニッケルメッキ71が
それぞれ形成されている。このニッケルメッキ71は、
リード線の被覆材の表面をエッチングし、これに無電解
メッキを施すことにより形成される。
The plurality of insertion holes 60 are formed in parallel with the ventilation holes 58 and are arranged around the ventilation holes 58 at substantially equal intervals. And, on the outer surface of the covering material that covers each core wire of the plurality of lead wires inserted through the insertion hole 60,
Nickel plating 71 is formed on the portion to be inserted into insertion hole 60 (that is, at the interface between the plurality of lead wires and seal member 17). This nickel plating 71
It is formed by etching the surface of the covering material of the lead wire and subjecting it to electroless plating.

【0024】このように、被覆材の所定箇所にニッケル
メッキ71を形成したのは、後述するように、高温下に
おいてシール部材17が発生するフッ酸(HF)と、こ
のニッケルメッキ71中のニッケルとを化学反応させて
封着層を形成することにより、シール部材17とリード
線との隙間のシール性を高めるためである。
As described later, the nickel plating 71 is formed at a predetermined position of the coating material because the hydrofluoric acid (HF) generated by the sealing member 17 at high temperature and the nickel in the nickel plating 71 are formed. This is to enhance the sealing performance of the gap between the seal member 17 and the lead wire by forming a sealing layer by a chemical reaction of

【0025】尚、図2に示すように、複数のリード線の
被覆材におけるニッケルメッキ71の形成領域Bは、シ
ール部材17の高さ(つまり、挿通孔60の長さ)Cよ
りも、長くても短くてもよいが、このニッケルメッキ7
1が、シール部材17とリード線との界面に位置するよ
うに形成され、さらに、高温下においてシール部材17
の挿通孔60とリード線との隙間に形成される後述する
封着層がリード線の周囲でとぎれない程度にとる必要が
ある。また、ニッケルメッキ71の厚みが1μmを超え
ると、ガスセンサ使用時におけるリード線の屈曲等によ
り当該メッキが剥がれやすくなることが実験的に分かっ
ているため、当該ニッケルメッキ71は、その厚みが1
μm以下に形成されていることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the formation area B of the nickel plating 71 in the covering material of the plurality of lead wires is longer than the height C of the sealing member 17 (that is, the length of the insertion hole 60). Or shorter, but this nickel plating 7
1 is formed so as to be located at the interface between the seal member 17 and the lead wire.
It is necessary that the sealing layer, which will be described later, formed in the gap between the insertion hole 60 and the lead wire be made so as not to be interrupted around the lead wire. Further, it is experimentally known that when the thickness of the nickel plating 71 exceeds 1 μm, the plating is easily peeled off due to bending of the lead wire when the gas sensor is used, so that the nickel plating 71 has a thickness of 1 μm.
It is preferable that the thickness be formed to be not more than μm.

【0026】そして、シール部材17は、このようにニ
ッケルメッキ71が施された複数のリード線が挿通孔6
0に挿通され、撥水性フィルタ50が通気孔58に装着
された状態で、外筒16の開口端部47の内側に配置さ
れ、外筒16を介して径方向に加締められ、シール部材
17と各リード線との間のシール性がより確実なものと
される。
The seal member 17 is provided with a plurality of lead wires to which the nickel plating 71 is applied as described above.
In a state where the water-repellent filter 50 is attached to the vent hole 58, the water-repellent filter 50 is disposed inside the open end 47 of the outer cylinder 16 and is caulked in the radial direction via the outer cylinder 16, and The sealing property between the lead wire and each lead wire is further ensured.

【0027】このように、本実施例の酸素センサ1で
は、共にフッ素含有樹脂からなるシール部材17と複数
のリード線との界面において、リード線側の表面に、高
温下にてシール部材17が発生するフッ酸により腐食さ
れるニッケルメッキ71が施されている。このため、ガ
スセンサが高温下に晒されると、このフッ酸のフッ素と
ニッケルメッキ71のニッケルとの化合物であるフッ化
ニッケルなる化合物が形成され、これがシール部材17
と複数のリード線との隙間に封着層を形成する。このた
め、酸素センサ1が加熱・冷却を繰り返し、それにより
シール部材17の弾性が劣化し、シール部材17と複数
のリード線との間に隙間が生じたとしても、この封着層
がその隙間を埋めるように機能する。
As described above, in the oxygen sensor 1 of the present embodiment, at the interface between the seal member 17 made of fluorine-containing resin and a plurality of lead wires, the seal member 17 Nickel plating 71 that is corroded by the generated hydrofluoric acid is applied. Therefore, when the gas sensor is exposed to a high temperature, a compound of nickel fluoride, which is a compound of fluorine of hydrofluoric acid and nickel of the nickel plating 71, is formed.
A sealing layer is formed in a gap between the lead wire and the plurality of lead wires. For this reason, even if the oxygen sensor 1 repeatedly heats and cools, the elasticity of the seal member 17 is deteriorated, and even if a gap is formed between the seal member 17 and the plurality of lead wires, the sealing layer is formed by the gap. Works to fill in.

【0028】すなわち、本実施例のシール構造によれ
ば、シール部材17と複数のリード線との間のシール性
が、ガスセンサの製造当初においては、シール部材17
の弾性力と加締めによる押圧力により保持され、熱劣化
によりシール部材17の弾性が劣化してからは上記封着
層により保持される。この結果、全体として、シール部
材17と複数のリード線との間の気密性を長期間にわた
って維持することができる。
That is, according to the sealing structure of the present embodiment, the sealing property between the sealing member 17 and the plurality of lead wires is improved when the gas sensor is manufactured at the beginning.
After the elasticity of the sealing member 17 is degraded due to thermal degradation, the sealing layer is held by the sealing layer. As a result, as a whole, the airtightness between the seal member 17 and the plurality of lead wires can be maintained for a long period of time.

【0029】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定され
ることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形
態をとり得ることはいうまでもない。例えば、上記実施
例では、封着層を形成するための金属メッキとしてニッ
ケルメッキを採用したが、この他にもクロムメッキ、金
メッキ、或いは銀メッキ等を採用することも可能であ
る。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and may take various forms within the technical scope of the present invention. Needless to say. For example, in the above-described embodiment, nickel plating is used as the metal plating for forming the sealing layer. Alternatively, chrome plating, gold plating, silver plating, or the like may be used.

【0030】また、上記実施例では、金属メッキを複数
のリード線側に形成したが、シール部材17側(つま
り、挿通孔60)側に形成してもよいし、或いは、リー
ド線側及びシール部材の双方に形成してもよい。さら
に、上記実施例では、大気導入型の酸素センサについて
説明したが、チタニアセンサ等、酸素濃度が一定の基準
ガスを必要としない酸素センサや、ジルコニアセンサで
あっても、電極間に電流を流すことによって、一方に電
極側を一定の酸素濃度とし、これと被測定ガス中の酸素
濃度との比に応じた検出信号を出力する基準酸素自己生
成機能を有する酸素センサでも同様に適用できる。
In the above embodiment, the metal plating is formed on the side of the plurality of lead wires. However, the metal plating may be formed on the side of the seal member 17 (that is, the insertion hole 60), or alternatively, may be formed on the side of the lead wire and the seal. It may be formed on both of the members. Further, in the above-described embodiment, the air introduction type oxygen sensor has been described. However, even when the oxygen sensor does not require a reference gas having a constant oxygen concentration such as a titania sensor or a zirconia sensor, a current flows between the electrodes. Accordingly, an oxygen sensor having a reference oxygen self-generating function that outputs a detection signal corresponding to a ratio of the oxygen concentration in the electrode side to the oxygen concentration in the gas to be measured can be similarly applied.

【0031】そして、この種の酸素センサでは、大気を
導入する必要がないので、より一層気密性が要求される
が、本発明によれば上述のようにシール性を高めること
ができるので、その要求に十分対応することができる。
また、上記実施例では、本発明のシール構造を、酸素セ
ンサに適用した例を示したが、このようなシール構造は
酸素センサに限らず、その他のガスセンサ、或いは、内
側の内部空間に電極を配置した外筒を備え、この電極に
接続されたリード線を外筒の外側に引き出した構造体で
あって、高温環境下において使用されるものであれば同
様に適用することができることはいうまでもない。
In this type of oxygen sensor, it is not necessary to introduce air, so that further airtightness is required. However, according to the present invention, the sealing property can be improved as described above. We can fully respond to requests.
Further, in the above embodiment, an example is shown in which the seal structure of the present invention is applied to an oxygen sensor. However, such a seal structure is not limited to the oxygen sensor, and other gas sensors or electrodes may be provided in the inner space. It is needless to say that a structure having an outer cylinder disposed therein and a lead wire connected to this electrode drawn out of the outer cylinder can be similarly applied as long as the structure is used in a high-temperature environment. Nor.

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

【図1】 本発明の実施例に係る酸素センサの全体構成
を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of an oxygen sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 実施例の酸素センサを構成するシール部材の
構造を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a structure of a seal member included in the oxygen sensor according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・酸素センサ、 16・・・外筒、 17・・・
シール部材、20,21・・・リード線、 50・・・
撥水性フィルタ、58・・・通気孔、 60・・・挿通
孔、 71・・・ニッケルメッキ
1 ... oxygen sensor 16 ... outer cylinder 17 ...
Seal member, 20, 21, ... lead wire, 50 ...
Water-repellent filter, 58: vent hole, 60: insertion hole, 71: nickel plating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花井 修一 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Fターム(参考) 2G004 BB01 BC02 BC07 BE12 BE15 BF18 BG05 BG15 BH02 BJ02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shuichi Hanai 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term (reference) 2G004 BB01 BC02 BC07 BE12 BE15 BF18 BG05 BG15 BH02 BJ02

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検出素子と、 前記検出素子に接続された被覆リード線と、 前記検出素子及び前記被覆リード線の少なくとも一方を
保護する外筒と、 前記外筒の一端に形成された開口部を閉塞する有機物か
らなるシール部材と、 を有するガスセンサであって、 前記被覆リード線は前記シール部材に形成された挿通孔
を挿通しており、 前記被覆リード線の周囲のほぼ全周に亘って前記挿通孔
の内壁との間に金属膜が介在している事、 を特徴とするガスセンサ。
1. A detecting element, a covered lead connected to the detecting element, an outer cylinder for protecting at least one of the detecting element and the covered lead, and an opening formed at one end of the outer cylinder. And a sealing member made of an organic material for closing the sealing member, wherein the covered lead wire passes through an insertion hole formed in the sealing member, and covers substantially the entire periphery of the covered lead wire. A metal film interposed between the inner wall of the insertion hole and the inner wall of the insertion hole.
【請求項2】 前記金属膜は、前記シール部材と化学結
合している事、を特徴とする請求項1記載のガスセン
サ。
2. The gas sensor according to claim 1, wherein the metal film is chemically bonded to the seal member.
【請求項3】 前記金属膜は、前記被覆リード線の被覆
材と化学結合している事、 を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガスセン
サ。
3. The gas sensor according to claim 1, wherein the metal film is chemically bonded to a coating material of the coated lead wire.
【請求項4】 前記シール部材は、フッ素を含有してい
る事、 を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガスセン
サ。
4. The gas sensor according to claim 1, wherein the seal member contains fluorine.
【請求項5】 前記金属膜は、ニッケルを含有している
事、 を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のガスセン
サ。
5. The gas sensor according to claim 1, wherein the metal film contains nickel.
【請求項6】 前記金属膜は厚みが1μm以下である
事、 を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のガスセン
サ。
6. The gas sensor according to claim 1, wherein the metal film has a thickness of 1 μm or less.
【請求項7】 前記金属膜は、前記挿通孔の内壁及び前
記リード線の少なくとも一方の表面に施された金属メッ
キである事、 を特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のガスセン
サ。
7. The gas sensor according to claim 1, wherein the metal film is metal plating applied to at least one surface of the inner wall of the insertion hole and the lead wire. .
【請求項8】 前記シール部材は弾性体であり、 前記外筒が前記開口部近傍で加締められる事によって圧
縮している事、 を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のガスセン
サ。
8. The gas sensor according to claim 1, wherein the seal member is an elastic body, and the outer cylinder is compressed by being caulked near the opening. .
【請求項9】 筐体と、 前記筐体に形成された開口部を閉塞する有機物からなる
シール部材と、 前記シール部材に形成された挿通孔に気密に挿通し、前
記筐体の内外に延びる被覆リード線とからなるシール構
造であって、 前記被覆リード線と前記挿通孔の内壁の間の少なくとも
一部には金属膜が介在している事、 を特徴とするシール構造。
9. A housing, a sealing member made of an organic material for closing an opening formed in the housing, and an airtight insertion through an insertion hole formed in the sealing member, and extending into and out of the housing. A seal structure comprising a covered lead wire, wherein a metal film is interposed at least in part between the covered lead wire and an inner wall of the insertion hole.
【請求項10】 前記金属膜は、前記挿通孔の内壁及び
前記リード線の少なくとも一方の表面に施された金属メ
ッキである事、 を特徴とする請求項9記載のシール構造。
10. The seal structure according to claim 9, wherein the metal film is metal plating applied to at least one surface of the inner wall of the insertion hole and the lead wire.
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