JP2001305097A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス流通管内を流通するガス中の被検出成分
を検出するためのガスセンサをガス流通管に簡単に取り
付けることができるようにする。 【解決手段】 酸素センサ１は、鍔部１２を有する主体
金具１０を備えている。鍔部１２にはねじ挿通孔２０が
穿設され、更に、ねじ挿通孔２０の径方向に向けて時計
回り方向に延設された開放部（切込部）２２を有してい
る。酸素センサ１を排気管側Ｐに固定するには、まず、
検出素子１００が各取付孔２０２，２１２を介して排気
管内Ｐに突出するように取付用フランジ部１４を取付孔
２１２の周囲の外壁面にガスケット２３０を介して当接
させつつ、検出素子１００を中心として、ケース１８を
時計回り方向に回転させる。すると、取付台座２１０の
ねじ体２２０が鍔部１２の開放部２２を通過してねじ挿
通孔２０にねじ体２２０が装着される。その後、ねじ体
２２０にナット２４０を締め付ければよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスが流通するガ
ス流通管に固定されて、ガス中の被検出成分を検出する
ガスセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば自動車用内燃機関を制
御するために、排気管等のガス流通管に取り付けられ、
流通するガス中の被検出成分（例えば、酸素、ＮＯｘ
等）を電気的に検出するガスセンサが知られている。

【０００３】この種のガスセンサとしては、例えば、実
開昭６１−１２７４４９号公報にて開示されたものが挙
げられる。同公報記載のガスセンサでは、検出部が形成
された検出素子と、その検出部を外側に突出させた状態
で検出素子の径方向周囲に配置される筒状のケースとを
備えている。そして、ケースには、外向きに突出するフ
ランジ部が形成されており、更に、このフランジ部に
は、ガスセンサをガス流通管にねじ止めするためのねじ
挿通孔が穿設されている。

【０００４】一方、ガス流通管には、検出素子の検出部
を管内に突出させた状態でガスセンサを取り付けるため
の専用の取付孔が穿設されており、このガスセンサを取
り付けるには、まず、取付孔を介してガスセンサの検出
部側を管内に挿入し、次いで、フランジ部をガス流通管
の管表面に当接させる。その後、ボルト等のねじ部材
を、フランジ部のねじ挿通孔を介してガス流通管のねじ
孔にねじ込んで締め付ける。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のガスセンサをガ
ス流通管に取り付ける際には、フランジ部のねじ挿通孔
をガス流通管のねじ孔の位置に一致させる必要がある
が、実際には、フランジ部の裏側にガス流通管のねじ孔
が隠れてしまって、その位置を確認しづらくなる。この
ため、取付作業に手間取るといった問題がある。

【０００６】また、あらかじめ、ねじ山のみからなるね
じ部材をガス流通管に植設しておき、ガスセンサのフラ
ンジ部のねじ挿通孔にこのねじ部材を挿通した後に、ナ
ットをねじ部材に取り付けて締め付けるようにしてもよ
いが、この場合でも、フランジ部の裏側にねじ部材が隠
れてしまって、ねじ部材の位置を確認しづらくなる。こ
の結果、やはり取付作業に手間取るといった問題があ
る。

【０００７】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、内燃機関等に取り付けられ、ガス流通管内
を流通するガス中の被検出成分を検出するためのガスセ
ンサを、ガス流通管に容易に取り付けることができるよ
うにする。

【０００８】

【課題を解決するための手段，発明の効果】かかる目的
を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、先
端に検出部が形成され、ガス中の被検出成分を検出する
検出素子と、該検出部を外側に突出させた状態で該検出
素子の径方向周囲に配置される筒状のケースとを備え、
測定対象となるガスが流通するガス流通管に穿設された
取付孔に固定されるガスセンサであって、前記ケースの
外周面には、前記ガス流通管の前記取付孔の周囲の外壁
面に直接または他部材を介して間接的に当接される取付
フランジ部が形成されており、該取付フランジ部には、
当該ガスセンサを前記ガス流通管にねじ止めするための
ねじ部材を挿通可能なねじ挿通孔と、前記検出素子を中
心として当該ガスセンサを回転させて該ねじ部材を該ね
じ挿通孔に配置するために、該ねじ挿通孔の径方向に向
けて延設される切込部とが設けられていることを特徴と
する。

【０００９】ここで、本明細書に記載のガスセンサは、
ガス中の被検出成分を電気的に検出するように構成され
たものであり、例えば、酸素イオン伝導性固体電解質体
からなる検出素子を備え、ガス中の被検出成分として酸
素を対象とすると共に、高酸素分圧側（大気側）と低酸
素分圧側（ガス側）との酸素分圧の差に応じて発生する
起電力値を基にして、ガス中の酸素の濃度状態を把握す
るために排気管に取り付けられるλ型酸素センサ等が挙
げられる。尚、ガスセンサの取付対象となるガス流通管
には、検出素子を突出させた状態でガスセンサを固定す
るための取付孔が穿設されていることが前提となる。

【００１０】そして、本発明（請求項１）のガスセンサ
では、ガス流通管への取り付け前の段階に、ケースの外
周面に取付用フランジ部を溶接（点溶接を含む）や圧入
により固定した形態で設け、或いは、あらかじめケース
と一体に成形して設け、この取付用フランジ部をガス流
通管の外壁面に直接または間接的に当接させて、ガス流
通管に固定するものである。また、鍔部にはねじ部材を
挿通可能なねじ挿通孔が設けられており、このねじ挿通
孔にねじ部材を挿通して締め付けることによりガスセン
サをガス流通管に固定できる。

【００１１】そして、特に、本発明（請求項１）のガス
センサでは、ねじ挿通孔の径方向に向けて切込部が取付
用フランジ部に延設されている点が着目すべき点であ
る。即ち、本発明（請求項１）のガスセンサを、例えば
ねじ部材としてボルトを用いてガス流通管に固定する場
合には、あらかじめガス流通管に対して、ボルトの座部
とガス流通管との間の間隔がケースの鍔部の厚み分とな
るように、ボルトを適度に緩ませた状態となるようにガ
ス流通管にねじ込んでおき、次いでガスセンサに固定さ
れた取付用フランジ部をガス流通管の取付孔の周囲に当
接させた後に、検出素子を中心としてガスセンサを回転
移動させる。この結果、取付用フランジ部の切込部を通
って、ねじ挿通孔にボルトのねじ部が配置されるように
なる。その後、ねじ部材を締め付ければ、ガスセンサを
ガス流通管に固定できる。

【００１２】つまり、このような切込部を設けることに
より、ガスセンサをガス流通管に取り付ける際には、ガ
スセンサを回転させることにより、いわば自動的にガス
流通管側のねじ部材がねじ挿通孔に対して確実にかつ容
易に配置されるようになる。このため、いちいちねじ部
材の位置とねじ挿通孔との位置関係を実際に目で確認し
つつ、ねじ部材をねじ挿通孔に挿通する必要がなく、容
易にねじ挿通孔にねじ部材を配置できる。

【００１３】一方、ガスセンサをガス流通管に固定する
際に用いるねじ部材としては、例えば上記したようにボ
ルトを用いるようにしてもよいが、ねじ山を有するねじ
体をガス流通管に植設しておき、このねじ体のねじ山に
対応した溝を有するナットをねじ体にねじ込ませること
によって、センサをガス流通管に固定するようにしても
よい。

【００１４】次に、請求項２に記載の発明は、先端に検
出部が形成され、ガス中の被検出成分を検出する検出素
子と、該検出部を外側に突出させた状態で該検出素子の
径方向周囲に配置される筒状のケースとを備え、測定対
象となるガスが流通するガス流通管に穿設された取付孔
に固定されるガスセンサであって、前記ケースの外周面
には、外向きに突出し、前記ガス流通管の前記取付孔の
周囲の外壁面に直接または他部材を介して間接的に当接
される鍔部が形成されており、該鍔部を前記ガス流通管
の外壁面との間に挟んだ状態で、該ガス流通管に固定さ
れる板状の固定具を備え、該固定具には、前記ケースの
内で前記鍔部よりも後方側を挿通可能なケース挿通孔
と、当該ガスセンサを前記ガス流通管にねじ止めして固
定するためのねじ部材を挿通可能なねじ挿通孔と、前記
検出素子を中心として当該固定具を回転させて該ねじ部
材を該ねじ挿通孔に配置するために、該ねじ挿通孔の径
方向に向けて延設される切込部とが設けられていること
を特徴とする。

【００１５】本発明（請求項２）のガスセンサでは、ケ
ースの外周面に突設された鍔部をガス流通管の外壁面に
直接または間接的に当接させ、更にこの鍔部を、ケース
の後端側を挿通可能な板状の固定具とガス流通管との間
に挟んでガス流通管に固定するものである。そして、本
発明のガスセンサでは、ケースの鍔部より後方側を可動
することができる固定具を備え、その固定具にて当該ガ
スセンサをガス流通管に固定する点が着目すべき点であ
る。

【００１６】ここで、本発明（請求項２）のガスセンサ
に備えられる固定具にあっては、鍔部の最大外径をＤ、
ケースの内で鍔部よりも後方側の最大外径をｄ、固定具
のケース挿通孔の最大内径をＲとしたとき、ｄ＜Ｒ＜Ｄ
の関係を満たしていることが必要となる。つまり、固定
具のケース挿通孔の最大内径Ｒをケース後方側の最大外
径ｄよりも大きくすることにより、固定具のケース挿通
孔を介して、ケース後方側を挿通する（可動する）こと
が可能となる。そして、鍔部の最大外径Ｄをケース挿通
孔の最大内径Ｒよりも大きくすることにより、固定具は
鍔部よりもケース前方側を挿通することがない。このた
め、固定具のケース挿通孔の開口前方側（検出素子の検
出部側）を鍔部に当接させることが可能となる。このよ
うに、上記ｄ＜Ｒ＜Ｄの関係を満たすことにより、固定
具は、ケース後方側に挿通するものの、鍔部よりもケー
ス前方側には挿通することがないため、この鍔部を、固
定具とガス流通管の外壁面に当接させつつ、固定具とガ
ス流通管の外壁面との間に挟んだ状態で確実に固定する
ことが可能となるのである。

【００１７】そして、本発明（請求項２）のガスセンサ
をガス流通管に取り付けるには、ケースをガス流通管の
取付孔側に移動させる必要があるが、その際、ケースに
対して固定具があらかじめ強固に固定されているもので
はない。このため、ケースの先端部側（即ち、検出素子
側）を含め、ガス流通管側を遮蔽するものはない。従っ
て、取付孔の位置を実際に目で確認しつつ、ガス流通管
に対するケースの位置決めを簡単に実施できる。更に、
ケースをガス流通管に位置決めした後に固定具をケース
に挿通させることができるため、狭いスペースをぬって
ガスセンサをガス流通管に取り付ける場合にも、まずケ
ースを取付孔に挿通させ、次いで固定具を傾けたり、或
いは立てたりして、当該固定具を比較的余裕のある許容
範囲をもって移動させることができる。これにより、固
定具を移動経路近辺の機器等に衝突させることを極力防
止することが可能となる。

【００１８】また、特に本発明（請求項２）のガスセン
サでは、固定具のねじ挿通孔に、その径方向に向けて切
込部が延設されているため、以下に示すように、上記請
求項１のガスセンサの場合と同様、あらかじめねじ部材
を適度に緩ませた状態でガス流通管に取り付けておいて
も、ガスセンサをガス流通管に固定することができる。

【００１９】即ち、本発明（請求項２）のガスセンサ
を、例えばねじ部材としてボルトを用いてガス流通管に
固定するには、あらかじめガス流通管に対して、ボルト
の座部とガス流通管との間の間隔がケースの鍔部の厚み
分となるように、ボルトを適度に緩ませた状態でガス流
通管にねじ込んでおき、次いで鍔部をガス流通管の取付
孔の周囲に当接させつつ、検出素子を中心としてこの固
定具を回転移動させる。この結果、ボルトのねじ部が固
定具の切込部を通って、ねじ挿通孔に配置されるように
なる。その後、ねじ部材を締め付ければ、ガスセンサを
ガス流通管に固定できる。

【００２０】つまり、このような切込部を設けることに
より、ガスセンサをガス流通管に取り付ける際には、固
定具を回転させることにより、いわば自動的にガス流通
管側のねじ部材がねじ挿通孔に対して確実かつ容易に配
置されるようになる。このため、ねじ部材をねじ挿通孔
に挿通する際には、必ずしもねじ部材の位置とねじ挿通
孔との位置関係を実際に目で確認する必要がなく、容易
にねじ挿通孔にねじ部材を配置させることができる。

【００２１】ところで、固定具を請求項３に記載のよう
に、鍔部を挟む側のケース挿通孔の開口面を、鍔部を挟
む側とは反対側のケース挿通孔の開口面よりも径大に形
成することにより、鍔部をケース挿通孔の内側に収納す
るような形態にしてもよい。このようにすれば、鍔部を
含め、ガス流通管の取付孔の周囲の外壁面全体を板状の
固定具の前方側（検出素子の検出部側）にて覆う（当接
させる）ことが可能となり、鍔部とガス流通管との間に
おけるガス流通管内を流通するガスの漏れをより確実に
防止することができる。

【００２２】そして、固定具を請求項３に記載のように
形成した上で、請求項４に記載のように、鍔部を挟む側
のケース挿通孔の開口面の形状を、鍔部の形状に対応さ
せることにより、鍔部を嵌合させてケースの回転を防止
可能な嵌合部を有するようにしてもよい。このようにす
れば、固定具の取り付け向き（または位置）に対するケ
ースの取り付け向きを常に規定できるようになる。

【００２３】例えば、ガスセンサを形成する際に、検出
部の検出感度がガスの流れに対する方向依存性を有する
検出素子を用いた場合には、この検出素子を収納するケ
ースの鍔部に、検出部の検出感度が最適となる検出素子
の向きを表すような目印（目印部）を形成しておき、他
方、鍔部の目印に対応する嵌合部を固定具のケース挿通
孔の内壁面に持たせておくのである。そして、ガスセン
サをガス流通管に取り付ける際には、鍔部の目印部に固
定具の嵌合部を嵌合させることにより、検出部の検出感
度が最適となる向きに固定具の向きを対応させた状態で
ガスセンサを固定することが可能となる。

【００２４】また、ガスセンサには、通常、検出素子の
検出部を覆う保護具（プロテクタ）がケースに取り付け
られている。このプロテクタには、内外にガスを流通さ
せるためのガス流通孔が設けられているが、このガス流
通孔を介して流通するガスの流れを検出素子に対して一
義的に決める必要がある場合には、ケースの鍔部に、プ
ロテクタ内を流通するガスの流れが最適となるプロテク
タの向きを表すような目印（目印部）を形成しておき、
他方、鍔部の目印に対応する嵌合部を固定具のケース挿
通孔の内壁面に持たせておくのである。そして、ガスセ
ンサをガス流通管に取り付ける際には、鍔部の目印部に
固定具の嵌合部を嵌合させることにより、プロテクタ
（プロテクタに設けられたガス流通孔）の向きに固定具
の向きを対応させた状態でガスセンサを固定することが
可能となる。

【００２５】また、上記目印となるような形状は、鍔部
の一部分に形成するようにしてもよいが、複数の部分に
形成することにより、全体として一つの目印となるよう
にしてもよい。或いは、鍔部全体を目印となるような形
状に形成するようにしてもよい。つまり、このように鍔
部を形成しても、この鍔部の形状に対応した嵌合部を固
定具に形成することにより、ケースが当該ケースの鍔部
より後方側を挿通可能な固定具に対して回転しないよう
にすることが可能となる。

【００２６】以上述べたように、本発明（請求項４）の
ガスセンサでは、固定具の取り付け向き（または、位
置）に対するケースの取り付け向きを常に規定できるも
のであることから、最適な検出感度となる検出素子の向
き等を設定した状態でガスセンサをガス流通管に固定す
ることが可能となる。尚、このように、本発明（請求項
４）を適用するガスセンサとしては、例えば、セラミッ
クスの積層基板から形成され、この積層基板のある層の
先端側に検出部が形成された長尺状の検出素子を備えた
センサが好適である。

【００２７】以上説明したように、本発明（請求項１〜
４）のガスセンサでは、ガス流通管に容易に取り付ける
ことが可能となるものであるが、近年急速に進展する内
燃機関の小型化に伴って、ガスセンサの取り付けスペー
スが縮小化され、かつ、一層複雑に配されるガス流通管
においてでも、スムーズに取り付けることが可能とな
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】

【００２９】

【実施例】以下に、本発明のガスセンサを具体化した実
施例（第１実施例〜第３実施例）を図面と共に説明す
る。尚、各実施例にて具体化したガスセンサは、自動車
用内燃機関の排気管に取り付けて使用する酸素センサで
ある。また、第１実施例と、第２，第３実施例とでは、
検出素子を収納するケース（主体金具）の形状が異なる
ものの、酸素センサとして機能させるための各種構成部
材（例えば、検出素子等）は同一である。そこで、ま
ず、第１実施例の酸素センサの概略の構成について説明
する。

【００３０】酸素センサ１は、図１（ａ）に示すよう
に、先端側にガス検知用の検出部Ｌを有する細長い板状
の検出素子１００と、検出部Ｌを突出させた状態で検出
素子１００の径方向周囲に配置される主体金具１０と、
この主体金具１０に全周レーザ溶接等により固定され、
検出素子１００等の各種構成部材を保護するための外筒
１６とを備えている。尚、本実施例においては、主体金
具１０とこの主体金具１０に連結される外筒１６とを合
わせて「ケース１８」という。

【００３１】検出素子１００は、ジルコニア等の酸素イ
オン電導性固体電解質体からなる板状の電池素子と、こ
の電池素子の先端部側両面に形成された一対の多孔質電
極と、一方の多孔質電極側に積層された電池素子活性化
用の板型セラミックヒータと、スピネル，アルミナ等の
セラミックスからなり、他方の多孔質電極の表面を覆う
多孔質の電極保護層とから構成された積層型の検出素子
である。

【００３２】一方、主体金具１０の後方部には、絶縁体
１０６を主体金具１０の筒内に固定するために加締部１
０ａが設けられている。尚、主体金具１０の検出部Ｌ側
には、ガスを検出素子１００に導くガス流通孔が形成さ
れたプロテクタ１０８が取り付けられている。

【００３３】そして、検出素子１００は、主体金具１０
の内側に配置された絶縁体１０６の挿通孔１０６ａに挿
通されると共に、主体金具１０の先端から検出部Ｌが突
出した状態で絶縁体１０６内に固定される。この絶縁体
１０６には、軸断面が挿通孔１０６ａよりも大径の空隙
部１０６ｂが形成され、空隙部１０６ｂの内面と検出素
子１００の外面との間は、ガラスからなる封着材層１１
０により封着されている。また、絶縁体１０６と主体金
具１０との間には、タルクリング１１２と加締リング１
１４とが挟持されている。

【００３４】また、外筒１６の後方側にはセラミックセ
パレータ１１６、及び、グロメット１１８が嵌め込ま
れ、更に、内側にはコネクタ部１２０が設けられてい
る。また、検出素子１００に取り付けられたリード線１
２２の後端側は、セラミックセパレータ１１６、グロメ
ット１１８を貫通してケース１８の外部に延出されてい
る。これに対し、リード線１２２の先端側は、コネクタ
部１２０等を介して検出素子１００に形成された多孔質
電極に電気的に接続されている。

【００３５】ところで、酸素センサ１を固定する排気管
２００には、図２（ｂ）等に示すように、酸素センサ１
の検出部Ｌ側を排気管２００内に突出させた状態で酸素
センサ１を固定するための取付孔２０２が穿設されてい
る。また、排気管２００の外壁において取付孔２０２の
周囲の外壁面には、酸素センサ１を固定するための取付
台座２１０が固定されている。

【００３６】取付台座２１０は、上から見た状態が取付
用フランジ部１４（または、後述する各固定具）と同様
の菱形状を呈し、形成材料としてステンレス鋼が用いら
れて形成され、しかも排気管２００との間に隙間が生じ
ることがないように排気管２００に対して密着するよう
に溶接固定されている。尚、取付台座２１０の中央部分
には、取付孔２０２に連通する取付孔２１２が穿設され
ており、菱形状を呈する取付台座２１０の長径方向の両
端側には、ねじ孔２１４がそれぞれ穿設されている。そ
して、このねじ孔２１４には、側壁にねじ山を有する円
柱状のねじ体２２０が植設されている。一方、排気管２
００において取付台座２１０のねじ孔２１４に対応する
部分には、このねじ孔２１４が延設されたような窪み２
０４が形成されてもよい。

【００３７】また、各取付孔２０２，２１２を介して、
排気管２００を流通する排気ガスが外部に流出するのを
防止するために、酸素センサ１の主体金具１０の取付用
フランジ部１４と取付台座２１０との間には、薄板状の
ガスケット２３０を配置している。このガスケット２３
０は、二枚の薄膜状のステンレス鋼の間に薄板状のアス
ベストをサンドイッチ状に挟んで形成したものであり、
前述した取付台座２１０に設けられた取付孔２１２及び
ねじ孔２１４と同様の孔がそれぞれ穿設されている。

【００３８】尚、以下の説明においては、特に排気管２
００，取付台座２１０，ガスケット２３０をそれぞれ区
別しない場合には、総称して単に排気管側Ｐともいう。
そして、上記のように構成された酸素センサ１は、各取
付孔２０２，２１２の周囲の外壁面にケース１８が固定
されることによって排気管側Ｐに取り付けられる。そし
て、酸素センサ１が排気管側Ｐに取り付けられ、検出部
Ｌが排気管２００を流通する排気ガスに晒されると、電
池素子の検出部Ｌが排気ガスと接触し、電池素子には排
気ガス中の酸素濃度に応じた起電力が生じる。この起電
力がセンサ出力としてリード線１２２から外部に取り出
される。

【００３９】続いて、酸素センサ１が備える主体金具１
０について図１（ａ）及び図２を用いて説明する。図２
は、本実施例の酸素センサ１が備える主体金具１０を含
む外観形状を示す説明図であり、（ａ）は、酸素センサ
１を示す平面図、（ｂ）は、排気管側Ｐに固定される酸
素センサ１を横から見た要部透視図である。

【００４０】本実施例の酸素センサ１では、主体金具１
０は、形成材料としてステンレス鋼が用いられて形成さ
れ、検出素子１００等を内側に配置するための筒状部１
２と、筒状部１２の外周面において外側上部の周囲に
は、主体金具１０を排気管に固定する際に、排気管に穿
設された後述する取付孔の周囲に当接するように構成さ
れた板状の取付用フランジ部１４が突設されている。
尚、筒状部１２の外周が成す形状は、ねじ山を有さず略
円形を成すように形成されている。一方、取付用フラン
ジ部１４は、その頂部がそれぞれ丸みを帯びた菱形状に
形成されている。また、取付用フランジ部１４の長径方
向の両端側には、取付台座２１０に植設されたねじ体２
２０に対応するように、ねじ体２２０が挿通可能なねじ
挿通孔２０がそれぞれ穿設されている（図１（ａ），図
２等参照）。そして、取付用フランジ部１４では、検出
素子１００を中心として、詳細には検出素子１００の中
心軸（図１（ａ）参照）を中心として各ねじ挿通孔２０
を通る円上には、図２（ａ）に示すように、各ねじ挿通
孔２０の径方向に向けて時計回り方向に開放（延設）さ
れた開放部（切込部）２２を有している。また、開放部
２２の各内壁間の距離は、ねじ挿通孔２０の直径とほぼ
同じ大きさとなるように形成されている。

【００４１】そして、このように構成された酸素センサ
１を排気管側Ｐに固定するには、まず、検出素子１００
（検出部Ｌ）が各取付孔２０２，２１２を介して排気管
内に突出するように、主体金具１０の取付用フランジ部
１４を取付孔２１２の周囲の外壁面にガスケット２３０
を介して当接させつつ、検出素子１００の中心軸を中心
として、取付用フランジ部１４（即ち、主体金具１０を
含むケース１８）を時計回り方向に回転移動させる。す
ると、取付台座２１０の各ねじ体２２０が取付用フラン
ジ部１４の開放部２２を通過して、最終的にはねじ挿通
孔２０に各ねじ体２２０が装着されるようになる。そし
て、各ねじ体２２０にナット２４０をねじ込ませてボッ
クスレンチ等の工具を用いて締め付ければ、酸素センサ
１を排気管側Ｐに固定することができる。

【００４２】つまり、酸素センサ１を排気管側Ｐに固定
するには、主体金具１０の取付用フランジ部１４をその
開放部２２の開放方向に向かって回転移動させてねじ挿
通孔２０にねじ体２２０を装着させ、その後ナット２４
０を締め付ければよい。従って、本実施例の酸素センサ
１では、排気管側Ｐに対する位置決めを簡単に実施で
き、容易に排気管側Ｐに固定できるようになる。

【００４３】ところで、本実施例の酸素センサ１を排気
管側Ｐに固定する際には、ナット２４０の座面と排気管
側Ｐとの間に取付用フランジ部１４を挟める程度の間隔
を空けた状態となるように、ねじ体２２０にナット２４
０をあらかじめねじ込ませておいてもよい。このように
しても、取付用フランジ部１４を時計回りに回転移動さ
せることにより、各ねじ挿通孔２０にねじ体２２０が装
着されて酸素センサ１の位置決めを簡単に行えるように
なるだけでなく、酸素センサ１の位置決めを終えてから
ナット２４０を締め付けるまでの間の時間を短縮するこ
とが可能となる。

【００４４】次に、第２実施例の酸素センサ２について
説明する。図３は、本実施例の酸素センサ１の概略構成
を示す説明図であり、（ａ）は、固定具５０にて固定さ
れる酸素センサ本体Ｓを横から見た要部透視図、（ｂ）
は、酸素センサ本体Ｓを上から見た状態を示す平面図、
（ｃ）は、固定具５０を示す平面図である。また、図１
（ｂ）は、酸素センサ本体Ｓにおける鍔部付近を表して
おり、この図以外の酸素センサ本体Ｓは図１（ａ）に示
した酸素センサ１と同一であるため省略している。

【００４５】尚、本実施例の酸素センサ２では、第１実
施例と同様に、排気管２００，取付台座２１０，ガスケ
ット２３０からなる排気管側Ｐに固定される。本実施例
の酸素センサ２は、酸素センサ本体Ｓと、固定具５０と
から構成される。酸素センサ本体Ｓは、上述したよう
に、図１（ａ）に示す酸素センサ１とは主体金具の形状
が異なるだけで、その他の各種構成部材は同一である。
尚、以下の説明において、検出素子１００の検出部Ｌ
側を「前方側」、これと反対側に向かう側を「後方側」
という。

【００４６】即ち、酸素センサ本体Ｓが備える主体金具
４０は、筒状部１２と、筒状部１２の外周面において外
側上部の周囲に突設された板状の鍔部４２とからなる。
鍔部４２は、図１（ｂ）に示すように酸素センサ１が備
える主体金具１０の鍔部４２（図１（ａ））よりも全体
的に小さく形成され、上から見た形状が略円形を呈す
る。また、鍔部４２は、当該鍔部４２の厚み方向に対し
て平行な平面に沿って一部切り取られたような切欠部４
４を有している。尚、切欠部４４は、請求項４に記載の
嵌合部としての機能を果たす。本実施例においては、主
体金具４０とこの主体金具４０に連結される外筒１６と
を合わせて「ケース４６」という。

【００４７】一方、固定具５０は、形成材料としてステ
ンレス鋼が用いられて板状に形成され、しかも、頂部が
それぞれ丸みを帯びた菱形状に形成されている。また、
中央部分には、酸素センサ本体Ｓの鍔部４２より後方側
のケース４６の径（最大外径）に比べて大径で、かつ、
鍔部４２の径（最大外径）に比べて小径となるケース挿
通孔５２が穿設されている。

【００４８】即ち、酸素センサ２では、図３中に示すよ
うに、鍔部４２の最大外径をＤ、鍔部４２よりも後方側
のケース４６の最大外径をｄ、固定具５０のケース挿通
孔５２の最大内径をＲとしたときに、ｄ＜Ｒ＜Ｄの関係
が成立している。このため、固定具５０は、ケース４６
の後方側から被せるようにしてケース挿通孔５２を介し
てケース４６を挿通でき、しかも、鍔部４２の外壁（詳
細には後端面）に固定具５０のケース挿通孔５２の内壁
（詳細には開口先端面周囲）が当接する。

【００４９】更に、固定具５０のケース挿通孔５２は、
後方側（図３（ａ）中上側）よりも前方側（図３（ｂ）
中下側）のほうが開口面が広くなるように形成されてい
る。つまり、ケース挿通孔５２では、段差部５２ａを境
界にして後方側よりも前方側のほうが内径が大きくなる
ように形成されている。しかも、この段差部５２ａは、
固定具５０の開口先端面から段差面までの段差高が主体
金具４０の鍔部４２の厚みと同じとなるように設けられ
ており、固定具５０を用いて酸素センサ本体Ｓを排気管
側Ｐに固定する際には、ケース挿通孔５２内の段差部５
２ａが主体金具４０の鍔部４２の後端面側に当接するこ
とによって、鍔部４２全体がケース挿通孔５２内に嵌合
するように固定具５０によって覆われるのである。この
ため、主体金具４０の鍔部４２と排気管側Ｐとの間を密
閉した状態で酸素センサ本体Ｓを排気管側Ｐに固定する
ことができ、各挿通孔２０２，２１２を介して排ガスが
外部に流出するのを極力防止することができる。しか
も、ケース挿通孔５２の内壁の一部には、固定具５０の
厚み方向に対して平行な壁面を有するようにケース挿通
孔５２内に突出し、鍔部４２の切欠部４４に対応した嵌
合部５４が形成されている。

【００５０】そして、ケース挿通孔５２の周囲で、か
つ、菱形状を呈する固定具５０の長径方向の両端側に
は、取付台座２１０に植設されたねじ体２２０に対応す
るように、ねじ体２２０が挿通可能なねじ挿通孔２０が
それぞれ穿設されている。更に、固定具５０は、図３
（ｃ）に示すように、ケース挿通孔５２を中心として各
ねじ挿通孔２０を通る円上には、各ねじ挿通孔２０の径
方向に向けて時計回り方向に開放（延設）された開放部
（切込部）２２を有している。また、固定具５０におい
て開放部２２の各内壁間の距離は、ねじ挿通孔２０の直
径とほぼ同じ大きさとなるように形成されている。

【００５１】そして、このように構成された酸素センサ
２を排気管側Ｐに固定するには、まず、酸素センサ本体
Ｓから延出されたリード線１２２を固定具５０の挿通孔
に挿通しておき、次いで酸素センサ本体Ｓの検出素子１
００（検出部Ｌ）が各取付孔２０２，２１２を介して排
気管内Ｐに突出するように、主体金具４０の鍔部４２を
取付孔２１２の周囲の外壁面にガスケット２３０を介し
て当接させる。

【００５２】次いで固定具５０をリード線１２２に沿っ
てケース４６側に移動させてケース４６の後方側をケー
ス挿通孔５２に挿通しつつ、固定具５０のケース挿通孔
５２の嵌合部５４に、主体金具４０の鍔部４２の切欠部
４４を嵌合させるようにして、固定具５０のケース挿通
孔５２に主体金具４０の鍔部４２を嵌合させ、この固定
具５０にて鍔部４２を挟んで排気管側Ｐに当接させる。
そして、検出素子１００の中心軸を中心として、固定具
５０を時計回り方向に回転移動させる。すると、取付台
座２１０の各ねじ体２２０が固定具５０の開放部２２を
通過して、最終的にはねじ挿通孔２０に各ねじ体２２０
が装着されるようになる。その後、各ねじ体２２０にナ
ット２４０をねじ込ませてボックスレンチ等の工具を用
いて締め付ければ、酸素センサ本体Ｓを排気管側Ｐに固
定することができる。

【００５３】このように固定された酸素センサ２では、
万が一主体金具４０の鍔部４２と排気管側Ｐとの間を介
して排ガスが流出しても、固定具５０の外部にまで流出
することがないといった効果が得られる。しかも、酸素
センサ２を固定するには、酸素センサ本体Ｓの主体金具
４０の鍔部４２を固定具５０にて挟みつつ、ケース４６
を中心として固定具５０を開放部２２の開放方向に向か
って回転移動させて、ねじ挿通孔２０にねじ体２２０を
装着させ、その後ナット２４０を締め付ければよい。

【００５４】従って、本実施例の酸素センサ２では、排
気管側Ｐに対する位置決めを簡単に実施でき、容易に排
気管側Ｐに固定できるようになる。また、酸素センサ２
を固定する際には、固定具５０の嵌合部５４に鍔部４２
の切欠部４４が嵌合することによって、ケース４６（酸
素センサ本体Ｓ）の取り付け向き（位置）に対する固定
具５０の向きが常に規定されるため、酸素センサ２の取
り付けを繰り返し行った場合でも、常に排気管２００に
対して所定方向に向けた状態で酸素センサ本体Ｓを固定
することが可能となる。

【００５５】ところで、固定具５０を用いた場合には、
上記した第１実施例の酸素センサの場合と同様に、ナッ
ト２４０の座面と排気管側Ｐとの間に固定具５０を挟め
る程度の間隔を空けた状態となるように、ねじ体２２０
にナット２４０をあらかじめねじ込ませておいてもよ
い。このようにしても、検出素子１００を中心として固
定具５０を時計回りに回転移動させることにより、各ね
じ挿通孔２０にねじ体２２０が装着されて固定具５０の
位置決めを簡単に行えるようになるだけでなく、固定具
５０の位置決めを終えてからナット２４０を締め付ける
までの間の時間を短縮することが可能となる。

【００５６】次に、第３実施例の酸素センサ３について
説明する。図４は、本実施例の酸素センサ３が備える固
定具６０にて、排気管側Ｐに固定される酸素センサ本体
Ｓを上から見た説明図である。尚、本実施例の酸素セン
サ３では、第１，第２実施例と同様に、排気管２００，
取付台座２１０，ガスケット２３０からなる排気管側Ｐ
に固定される。

【００５７】本実施例の酸素センサ３は、上記した酸素
センサ本体Ｓと、固定具６０とから構成される。そし
て、固定具６０は、第２実施例の固定具５０と同様のケ
ース挿通孔５２及びねじ挿通孔２０を有しているが、図
４に示すように、ケース挿通孔５２及びねじ挿通孔２０
から当該固定具６０の側方にかけて（ケース挿通孔５２
及びねじ挿通孔２０の径方向に向けて）、互いに平行と
なるように開放された開放部（切込部）６２，６４が延
設されている点で固定具５０と異なる。また、固定具６
０において開放部６２，６４の各内壁間の距離は、ケー
ス挿通孔５２及びねじ挿通孔２０の直径とほぼ同じ大き
さとなるように形成されている。尚、固定具６０では、
ケース挿通孔５２において開放部６２，６４の開放方向
とは反対側に固定具５０と同様の嵌合部５４が設けられ
ている。

【００５８】そして、このように構成された酸素センサ
３を排気管側Ｐに固定するには、まず、酸素センサ本体
Ｓの検出素子１００（検出部Ｌ）が各取付孔２０２，２
１２を介して排気管内Ｐに突出するように、主体金具４
０の鍔部４２を取付孔２１２の周囲の外壁面にガスケッ
ト２３０を介して当接させる。次いで、各開放部６２，
６４をそれぞれ酸素センサ本体Ｓ（ケース４６）及びね
じ挿通孔２０に向けた状態で、酸素センサ本体Ｓの側方
から固定具６０を移動させ、開放部６２を介して鍔部４
２の上側の部分をケース挿通孔５２に配置させつつ、か
つ、開放部６４を介して各ねじ体２２０をねじ挿通孔２
０に配置させる。その後、固定具６０のケース挿通孔５
２の嵌合部５４に主体金具４０の鍔部４２の切欠部４４
を嵌合させるようにして、固定具６０のケース挿通孔５
２に主体金具４０の鍔部４２を嵌合させ、この固定具６
０にて鍔部４２を挟んで排気管側Ｐに当接させる。そし
て、各ねじ体２２０にナット２４０をねじ込ませてボッ
クスレンチ等の工具を用いて締め付ければ、酸素センサ
本体Ｓを排気管側Ｐに固定することができる。

【００５９】このように固定された酸素センサ３では、
酸素センサ２の場合と同様に、万が一主体金具４０の鍔
部４２と排気管側Ｐとの間を介して排ガスが流出して
も、固定具６０の外部にまで流出することがないといっ
た効果が得られる。しかも、酸素センサ３を固定するに
は、酸素センサ本体Ｓの主体金具４０の鍔部４２を固定
具６０にて挟みつつ、固定具６０を開放部６２，６４の
開放方向に向かって平行移動させて、ケース挿通孔５２
に酸素センサ本体Ｓを装着させると共に、ねじ挿通孔２
０にねじ体２２０を装着させ、その後ナット２４０を締
め付ければよい。排気管側Ｐに対する固定具６０の位置
決めを簡単に行えるのである。

【００６０】従って、本実施例の酸素センサ３では、排
気管側Ｐに対する位置決めを簡単に実施でき、容易に排
気管側Ｐに固定できるようになるといった、酸素センサ
２と同様の効果を得ることができる。以上説明したよう
に、各実施例の酸素センサでは、ガス流通管側に簡単に
取り付けることができる。

【００６１】ところで、特に、第２，第３実施例の酸素
センサでは、酸素センサ本体を排気管側Ｐに位置決めし
た後に固定具５０，６０をケース４６に挿通させること
ができるため、狭いスペースをぬって酸素センサを排気
管に取り付ける場合にも、排気管の取付孔に挿通された
ケース４６に対して、固定具５０，６０を傾けたり、或
いは立てたりして、当該固定具５０，６０を比較的余裕
のある許容範囲をもって移動させることもできる。これ
により、固定具５０，６０を移動経路近辺の機器等に衝
突させてしまって、これら機器等を傷つけてしまうのを
極力防止することが可能となる。

【００６２】また、一般にこのような酸素センサを含む
ガスセンサでは、通常、検出素子からの出力信号を取り
出すためにケースの外部にまでリード線が引き出されて
いるが、上記した第２，第３実施例の酸素センサ２，３
では、排気管側Ｐに取り付ける際には酸素センサ本体Ｓ
を回転させる必要がないため、引き出されたリード線が
ねじれてしまうこともない。従って、リード線が途中で
断線したり、或いは酸素センサ本体Ｓからリード線が外
れてしまうことがない。

【００６３】以上、本発明を具体化した第１〜第３実施
例を説明したが、本発明は前記各実施形態に限定される
ものではなく、種々の態様を採ることができる。例え
ば、上記した各実施例では、排気管２００における取付
孔２０２の周囲に取付台座２１０を固定するようにした
が、必ずしもこのような取付台座２１０を固定する必要
はなく、ガスケット２３０を介して排気管２００に酸素
センサを固定するようにしてもよい。また、その場合に
は、ねじ体２２０を排気管２００に直接植設すればよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の酸素センサが備える酸素センサ本体
の概略構成を示す説明図である。

【図２】 第１実施例の酸素センサの概略構成を示す説
明図である。

【図３】 第２実施例の酸素センサの概略構成を示す説
明図である。

【図４】 第３実施例の酸素センサの概略構成を示す説
明図である。

【符号の説明】

１〜３…酸素センサ（ガスセンサ）、１０，４０…主体
金具、１２，４２…鍔部、１４…取付用フランジ部、１
６…外筒、１８，４６…ケース、２０…ねじ挿通孔、５
０，６０…固定具、５２…ケース挿通孔、５２ａ…段差
部、５４…嵌合部、１００…検出素子、４４…切欠部、
２００…排気管、２１０…取付台座、２０２…取付孔、
Ｌ…検出部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に検出部が形成され、ガス中の被検
   出成分を検出する検出素子と、該検出部を外側に突出さ
   せた状態で該検出素子の径方向周囲に配置される筒状の
   ケースとを備え、測定対象となるガスが流通するガス流
   通管に穿設された取付孔に固定されるガスセンサであっ
   て、 前記ケースの外周面には、前記ガス流通管の前記取付孔
   の周囲の外壁面に直接または他部材を介して間接的に当
   接される取付フランジ部が形成されており、 該取付フランジ部には、 当該ガスセンサを前記ガス流通管にねじ止めするための
   ねじ部材を挿通可能なねじ挿通孔と、 前記検出素子を中心として当該ガスセンサを回転させて
   該ねじ部材を該ねじ挿通孔に配置するために、該ねじ挿
   通孔の径方向に向けて延設される切込部とが設けられて
   いることを特徴とするガスセンサ。
2. 【請求項２】 先端に検出部が形成され、ガス中の被検
   出成分を検出する検出素子と、該検出部を外側に突出さ
   せた状態で該検出素子の径方向周囲に配置される筒状の
   ケースとを備え、測定対象となるガスが流通するガス流
   通管に穿設された取付孔に固定されるガスセンサであっ
   て、 前記ケースの外周面には、外向きに突出し、前記ガス流
   通管の前記取付孔の周囲の外壁面に直接または他部材を
   介して間接的に当接される鍔部が形成されており、 該鍔部を前記ガス流通管の外壁面との間に挟んだ状態
   で、該ガス流通管に固定される板状の固定具を備え、 該固定具には、 前記ケースの内で前記鍔部よりも後方側を挿通可能なケ
   ース挿通孔と、 当該ガスセンサを前記ガス流通管にねじ止めして固定す
   るためのねじ部材を挿通可能なねじ挿通孔と、 前記検出素子を中心として当該固定具を回転させて該ね
   じ部材を該ねじ挿通孔に配置するために、該ねじ挿通孔
   の径方向に向けて延設される切込部とが設けられている
   ことを特徴とするガスセンサ。
3. 【請求項３】 前記固定具は、前記ケースの前記鍔部を
   挟む側の前記ケース挿通孔の開口面を、該鍔部を挟む側
   とは反対側の該ケース挿通孔の開口面よりも径大に形成
   することにより、該鍔部を該ケース挿通孔の内側に収納
   できるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のガ
   スセンサ。
4. 【請求項４】 前記固定具は、前記ケースの前記鍔部を
   挟む側の前記ケース挿通孔の開口の形状を該鍔部の形状
   に対応させることにより、該鍔部を嵌合させて前記ケー
   スの回転を防止可能な嵌合部を有することを特徴とする
   請求項３に記載のガスセンサ。