JP2002286682A

JP2002286682A - 通気構造を有するセンサ

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Publication number: JP2002286682A
Application number: JP2001092798A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Asai; 昌弘浅井; Satoshi Ishikawa; 聡石川
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-28
Also published as: JP4559654B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長期間にわたり、しっかりとフィルタを押圧
固定して、優れた防水性を確保できる通気構造を有する
センサを提供すること。【解決手段】外筒１１の上部の開口部１１ａには、保
持部材１４が内嵌されており、保持部材１４は、外筒１
１の外側から保護カバー１６とともに加締められること
により、気密性及び水密性を確保する様に、外筒１１に
一体に固定されている。保持部材１４の軸中心には、セ
ンサ内部と外部とを連通する通気孔３５が形成されてい
る。保持部材１４の外側には、通気孔３５の外側の開口
端３５ａを覆うとともに、保持部材１４の外側面の大部
分を覆うように、通気フィルタ４１が配置されている。
更に、通気フィルタ４１を覆うように、通気フィルタ４
１の外側には、通気フィルタ４１等を飛び石などから保
護するためと、通気フィルタ４１を押圧して固定するた
めに、キャップ状の金属製の保護カバー１６が配置され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車等の
排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサ、又は温度
センサなどのセンサの様に、通気構造を有するセンサに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、混合ガス中から特定のガス成
分の濃度を検出するガスセンサとして、ＨＣセンサやＮ
Ｏｘセンサ等、種々のものが知られている。この種のガ
スセンサの一つとして、例えば特開平９−５４０６３号
公報に示される様な外気導入型の酸素センサがある。

【０００３】前記酸素センサでは、外気を導入する通気
孔を、センサの最上部に設けられたゴム製のシール部材
の中央を軸方向に貫通するように形成するとともに、通
気孔を硬質の撥水性フィルタ（水を通さずに通気を確保
するフィルタ）で覆うことにより、通気性と防水性を保
持している。

【０００４】しかし、この様な硬質フィルタを通気孔全
体にわたって配置した構成では、通気孔における圧力損
失が大きくなってしまい、その通気性を十分に確保する
ことが困難であった。そこで、例えば特許公開２０００
−１９３６３２号公報では、図１１（ａ）に示す様に、
シート状の撥水性フィルタ（通気フィルタ）Ｐ１を金属
製の筒状部材（止め金具）Ｐ２にかぶせ、この状態で、
通気フィルタＰ１及び止め金具Ｐ２をゴム製のシール部
材Ｐ３の通気孔Ｐ４に嵌挿することにより、通気性及び
防水性を保持する技術が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した技
術では、硬質の止め金具Ｐ２によって通気フィルタＰ１
を保持する構成のために、通気フィルタＰ１に過大が応
力が加わった場合には、通気フィルタＰ１の性能が低下
するおそれがあった。

【０００６】つまり、通気フィルタＰ１を通気孔Ｐ４に
嵌挿する場合には、通気孔Ｐ４の内周面との摩擦力によ
り、通気フィルタＰ１が強く引っ張られる状態となるた
め、通気フィルタＰ１の材質によっては、嵌挿の際に通
気フィルタＰ１が薄肉化して耐水圧が下がり、防水性能
が低下する可能性が懸念される。

【０００７】この対策として、本出願人は、図１１
（ｂ）に示す様に、ゴム製のシール部材Ｐ１１の外側
に、通気孔Ｐ１２の開口端を覆うように平板状の通気フ
ィルタＰ１３を配置し、この通気フィルタＰ１３を外側
から金属キャップＰ１４で押さえて固定する方法を検討
中である。

【０００８】ところが、この場合には、長期間使用する
うちに、ゴム製のシール部材Ｐ１１が膨張や収縮を繰り
返して、金属キャップＰ１４の中央部を同図の上下方向
に何度も移動させるので、金属キャップＰ１４が疲労し
てへたってしまう恐れがある。そのため、通気フィルタ
Ｐ１３を押圧する力が低下する可能性があるので、一層
の改善が望まれている。

【０００９】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、長期間にわたり、しっか
りとフィルタを押圧固定して、優れた防水性を確保でき
る通気構造を有するセンサを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】（１）請
求項１の発明は、センサの内部と外部とを連通する連通
部（例えば筒状部材である外筒の連通部）に、通気を確
保するための通気孔を形成したゴム製の保持部材（例え
ばシール部材）を配置するとともに、通気孔を覆うよう
に通気性及び防水性を有するフィルタ（例えば通気フィ
ルタ）を配置したセンサ（例えば酸素センサ）に関する
ものである。

【００１１】本発明では、通気孔の外側の開口端を覆う
ようにフィルタを配置するとともに、フィルタの外側
に、フィルタを押さえて固定する保護カバーを配置して
いる。更に、この保護カバーには、フィルタを介する通
気が可能な通気連通孔と、保護カバーに加わる応力を弾
性変形することによる緩和する弾性変形部を設けてい
る。

【００１２】これにより、フィルタは保護カバーによっ
て外側より押さえられてしっかりと固定される。しか
も、保護カバーには、弾性変形部が設けられているの
で、保護カバーに繰り返して応力が加わった場合でも、
この弾性変形部が弾性変形してその応力を緩和するの
で、保護カバーの劣化（金属の場合は金属疲労）による
へたりが生じにくい。

【００１３】つまり、保護カバーには、他の部分より弾
性変形し易い例えば凹状た凸状の弾性変形部が設けてあ
るので、ゴム製の保持部材の膨張や収縮により、保護カ
バーに繰り返して応力が加わった場合でも、ゴムの熱膨
張率による体積変化を吸収するだけの変形を生じるの
で、保護カバーの弾性変形を超えて塑性変形させるよう
な応力が生じ難い。よって、保護カバーのフィルタを固
定する能力（押圧力）が低下し難いので、長期間にわた
り、高い防水性を確保することができる。

【００１４】（２）請求項２の発明では、弾性変形部
は、凹部及び／又は凸部である。本発明は、弾性変形部
を例示したものであり、凹部や凸部により、弾性変形が
可能となる。（３）請求項３の発明では、保護カバーが、金属製部材
である。

【００１５】保護カバーが金属製の場合には、加工性が
高く、また薄肉とした場合でも、フィルタを固定するた
めの十分な力を有するので好適である。従って、上述し
た応力を緩和する例えば凹部や凸部等の弾性変形部を設
けることで、金属疲労によるへたりを防止できるので、
金属を用いることによる利点（加工性良、薄肉化容易、
低コスト等）を生かすことができる。

【００１６】尚、保護カバーの板厚は、０．２〜０．５
ｍｍの厚さの金属材料（例えばステンレス）が、適度な
弾性及び十分な強度を有しているので好適である。（４）請求項３の発明では、凹部及び／又は凸部を、通
気連通孔の周囲を囲むように、環状（リング状）に設け
ている。

【００１７】これにより、保護カバーの例えば中央部分
に形成された通気連通孔の周囲に対して、軸方向に繰り
返し応力が加わった場合でも、その応力を均等に緩和す
ることができるので、保護カバーがへたりにくいという
利点がある。この凹部や凸部としては、例えば保護カバ
ーの通気連通孔が円形である場合には、通気連通孔の周
囲に同心円状に形成することが、保護カバーに歪みが生
じ難いので好適である。

【００１８】（５）請求項５の発明では、センサはガス
センサである。本発明は、センサの種類を例示したもの
であり、ここでは、ガスの種類を検出したり、ガスの濃
度を検出するガスセンサが挙げられる。このガスセンサ
としては、酸素の濃度を測定する酸素センサ、ＮＯ_Xの
濃度を測定するＮＯ_Xセンサ、ＨＣの濃度を測定するＨ
Ｃセンサ、ＣＯの濃度を測定するＣＯセンサなどが挙げ
られる。

【００１９】尚、ガスセンサ以外に、上述した通気構造
を有するセンサとしては、例えば温度センサなどが挙げ
られる。（６）請求項６の発明では、センサは、内燃機関の排気
を浄化する触媒（例えば三元触媒）の下流側に配置され
る下流センサである。

【００２０】つまり、いわゆる下流センサ（モニタセン
サ）は、排気管の下流側に取り付けられて、車体の外部
に露出しているので、上述した高圧水や飛び石の影響を
受け易いが、本発明の下流センサでは、上述した通気構
造を備えているので、フィルタが破損し難い等の効果を
発揮でき、好適である。

【００２１】尚、下流センサだけでなく、触媒の上流側
に取り付けられる上流センサ（制御センサ）に、上述し
た通気構造を設けることにより、同様な効果を奏する。（７）請求項７の発明では、センサが、検出素子と、検
出素子を保持する主体金具と、検出素子の上端側に大気
から隔離された基準ガス空間を形成する筒状部材と、筒
状部材とともに基準ガス空間を形成する保持部材とを備
えている。

【００２２】本発明は、センサの構成を例示したもので
あり、このセンサとしては、例えば、ジルコニアを主成
分とする固体電解質体からなり、酸素濃度を検出する検
出素子を備えた酸素センサが挙げられる。（８）請求項８の発明では、センサの後端側に連通部が
設けられ、連通部に取り付けられた保持部材を介して、
検出素子から伸びるリード線が外部に取り出される構成
を備えている。

【００２３】本発明は、センサの構成を例示したもので
あり、このセンサとしては、保持部材を介してリード線
が伸びる例えば酸素センサが挙げられる。（９）請求項９の発明では、通気連通孔を、保護カバー
に複数個形成している。

【００２４】（１０）請求項１０の発明では、通気孔
を、保持部材に複数個形成している。（１１）請求項１１の発明では、通気連通孔の少なくと
もいずれか一つに対して、通気孔を複数配置している。（１２）請求項１２の発明では、通気孔の少なくともい
ずれか一つに対して、通気連通孔を複数配置している。

【００２５】前記請求項９〜１２の発明の様に、通気連
通孔（又は通気孔）を複数形成して通気連通孔（又は通
気孔）の径を小さくしても、センサ内部に導入する基準
ガスをクリーンに保つために必要な酸素十分に供給で
き、しかも、通気フィルタの外部から機械的な力が加わ
った場合にも、通気フィルタが破れ難いという効果があ
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の通気構造を有す
るセンサの実施の形態の例（実施例）について説明す
る。（実施例１）本実施例の通気構造を有するセンサは、例
えば自動車の排気系に取り付けられて、検出ガス（排気
ガス）中の酸素濃度を測定する酸素センサ（ガスセン
サ）である。

【００２７】具体的には、検出素子の大気側と測定ガス
側の酸素濃度の違いに基づいて起電力を発生するタイプ
の酸素センサであり、そのため、検出素子の大気側（セ
ンサ内部）にセンサ外部より大気を導入するための通気
構造を必要とするものである。

【００２８】ａ）まず、本実施例の酸素センサの構成に
ついて、図１等に基づいて説明する。尚、図１は、酸素
センサの全体構成を示す断面図である。図１に示す様
に、酸素センサ１は、先端が閉じた中空軸状の検出素子
３と、検出素子３内に配置された軸状のセラミックヒー
タ５と、検出素子３を収容するケーシング７等から構成
されている。

【００２９】前記検出素子３は、ＺｒＯ₂を主成分とす
る固体電解質体からなり、その内側及び外側の表面に電
極（図示せず）が形成されている。前記ケーシング７
は、金属製（ＪＩＳ：ＳＵＳ４３０）の主体金具９と金
属製（ＪＩＳ：ＳＵＳ３０４）の外筒１１とを軸方向に
接続した筒状の容器であり、その先端側には、プロテク
タ１３が取り付けられ、その後端側（同図の上部）に
は、後に詳述する様に、保持部材（シール部材）１４等
を備えた通気構造１５が形成されている。

【００３０】このうち、主体金具９は、その外周面に、
酸素センサ１を排気管１７に固定するためのネジ部１９
を備えるとともに、その内部に、セラミックホルダ２
１、２３及びセラミック粉末２５を収容し、検出素子３
の先端側（同図の下部）を主体金具９から突出させた状
態で保持している。

【００３１】前記主体金具９の上部には、筒状部９ａが
形成され、その筒状部９ａの内側に延出したフランジ部
９ｂが、リング２７を介して、セラミックホルダ２１，
２３及びセラミック粉末２５を上方から固定している。
また、前記主体金具９の筒状部ａの外側には、前記外筒
１１が外嵌されており、この外筒１１の内側に、セラミ
ックス製のセパレータ２９及び保持部材１４等が収容さ
れている。

【００３２】つまり、検出素子３やセラミックヒータ５
からそれぞれ伸びる複数の端子金具３１は、セパレータ
２９内部で各リード線３３と接続され、各リード線３３
は、保持部材１４を貫いて外部に伸びている。ｂ）次に、本実施例の要部である酸素センサ１の通気構
造１５について、図２〜図４に基づいて説明する。

【００３３】尚、図２は通気構造１５の断面を示し、図
３はそれを分解して示し、図４は保護カバーを示してい
る。まず、図２及び図３に示す様に、外筒１１の上部の
開口部（連通部）１１ａには、円盤状のフッソゴム製の
保持部材（厚み６ｍｍ×外径φ１３．９ｍｍ）１４が内
嵌されており、この保持部材１４は、外筒１１の外側か
ら（後述する保護カバー１６とともに）加締められるこ
とにより、気密性及び水密性を確保する様に、外筒１１
に一体に固定されている。

【００３４】保持部材１４の軸中心には、センサ内部と
外部とを連通する通気孔（内径φ４ｍｍ）３５が形成さ
れ、通気孔３５の周囲には、リード線３３が通されるリ
ード線挿通孔３６が、リード線３３の本数に合わせて４
箇所に設けられている。また、保持部材１４の外側（両
図の上方）には、通気孔３５の周囲を囲むように環状に
突出する凸状部１４ａが形成されている。

【００３５】更に、前記保持部材１４の外側には、通気
孔３５の外側の開口端３５ａを覆うとともに、保持部材
１４の外側面（上面）の大部分を覆うように、撥水性フ
ィルタ（通気フィルタ）４１が配置されている。この通
気フィルタ４１は、通気性及び防水性を備えたシート状
のフィルタであり、その円形の通気フィルタ４１の周縁
部には、等間隔（中心から９０度間隔）で４箇所にリー
ド線３３が通るリード線挿通孔４１ａがあけられてい
る。尚、通気フィルタ４１は、例えばＰＴＦＥ（ポリテ
トラフルオロエチレン）製のゴアテックス（商品名）に
より構成されている。

【００３６】更に、前記通気フィルタ４１を覆うよう
に、通気フィルタ４１の外側（上面）には、通気フィル
タ４１等を飛び石などから保護するためと、通気フィル
タ４１を押圧して固定するために、キャップ状の金属製
（ＪＩＳ：ＳＵＳ３０４）の保護カバー１６が配置され
ている。

【００３７】この保護カバー１６は、図４に示す様に、
略円板状の上部１６ａとその外周縁から垂直に伸びる円
筒形の外周部１６ｂとからなり、保護カバー１６の上部
１６ａには、通気孔３５と対応する位置に、通気フィル
タ４１を介する通気を妨げない様に、通気連通孔４７が
形成されている。また、通気連通孔４７を中心にして、
その軸中心から均等な距離にて、９０度間隔でリード線
３３を通すためのリード線挿通孔４９が形成されてい
る。

【００３８】特に本実施例では、保護カバー１６の上部
１６ａは、通気連通孔４７の周囲を円形に囲む様（同心
円状）に、内側（下側）にへこむ環状凹部５０が設けら
れている。この環状凹部５０は、保護カバー１６の保持
部材１４の凸状部１４ａに当接する部分１６ｃが、（保
持部材１４の熱による膨張や収縮により）上下方向に移
動した場合に、その応力を緩和する役目を果たすもので
ある。

【００３９】従って、上述した構成により、図２に示す
様に、通気フィルタ４１は、通気孔３５を覆うようにし
て、保持部材１４と保護カバー１６とに挟持され、保護
カバー１６により押圧固定されている。また、保護カバ
ー１６の外周部１６ｂは、保持部材１４の外周面と外筒
材１１の内周面とに挟まれるようにして、外筒１１の上
部に内嵌しており、外筒１１の外周側から加締められる
ことにより、保護カバー１６が通気フィルタ４１を押圧
固定した状態にて、保持部材１４と保護カバー１６と外
筒１１とが一体化されている。

【００４０】ｃ）次に、上述した酸素センサ１の製造方
法を簡単に説明する。図３に示す様に、保持部材１４の
上側に通気フィルタ４１を配置し、通気フィルタ４１を
覆うようにして保持部材１４の上側から保護カバー１６
をかぶせる。このとき、保持部材１４、通気フィルタ４
１、及び保護カバー１６のそれぞれのリード線挿通孔３
６、４１ａ、４９が一致する様に、保持部材１４、通気
フィルタ４１、及び保護カバー１６の回転方向の位置を
合わせる。

【００４１】尚、保持部材１４、通気フィルタ４１、及
び保護カバー１６のそれぞれのリード線挿通孔３６、４
１ａ、４９を一致させることにより、通気フィルタ４１
は確実に通気孔３５を塞ぐ位置に配置されることにな
る。これにより、保持部材１４、通気フィルタ４１、及
び止め部材４３が一体になった通気ユニット５１が構成
される。

【００４２】次に、図２に示す様に、保持部材１４、通
気フィルタ４１、及び保護カバー１６のリード線挿通孔
３６、４１ａ、４９に、各リード線３３を挿通させ、こ
のリード線３３を挿通した通気ユニット５１を、外筒１
１の連通部１１ａに内嵌する。

【００４３】次に、外筒１１の外側より例えば４点加締
め等の加締めを行うことにより、保持部材１４と保護カ
バー１６と外筒１１とを、気密性及び水密性を保って結
合する。これにより、前記通気ユニット５１を外筒１１
の連通部１１ａに固定してなる本実施例の通気構造１５
が完成する。

【００４４】ｄ）次に、本実施例の酸素センサ１の使用
位置について、図５に基づいて説明する。図５に示す様
に、例えば自動車の内燃機関（エンジン）５２には、燃
焼したガス（排気）を外部に排出するために排気管１７
が接続されており、排気管１７の途中には、排気を浄化
するために三元触媒５３が取り付けられている。

【００４５】本実施例の酸素センサ１は、三元触媒５３
の下流側に取り付けられる下流センサ（モニタセンサ）
として使用されるものであり、三元触媒から排出される
排気中の酸素濃度を検出し、その信号を電子制御装置
（ＥＣＵ）５５に出力する。従って、この酸素センサ１
により検出された値が適切な範囲である場合には、三元
触媒にて好適に排気の浄化が行われていることが分か
る。

【００４６】尚、本実施例の酸素センサ１と同様な構成
の酸素センサ２を、三元触媒５３の上流側に取り付け
て、いわゆる上流側センサ（制御センサ）として使用す
ることもできる。この場合は、エンジン５２から排出さ
れた排気中の酸素濃度を検出し、その信号をＥＣＵ５５
にて判断して、燃料供給量や吸気量等を調節することに
より、好適な空燃比制御などを行うことができる。

【００４７】ｅ）この様に、本実施例の酸素センサ１で
は、その通気構造１５として、保持部材１４の外側（上
側）に通気フィルタ４１を配置するとともに、通気フィ
ルタ４１の外側を覆うように保護カバー１６を配置し、
更に保護カバー１６の上部１６ａには、環状凹部５０を
形成している。

【００４８】これにより、通気フィルタ４１は保護カバ
ー１６によって外側より押さえられてしっかりと固定さ
れる。しかも、金属製の保護カバー１６には、環状凹部
５０が設けられているので、保護カバー１６に繰り返し
て応力が加わった場合でも、金属疲労によるへたりが生
じにくい。

【００４９】つまり、保護カバー１６には、他の部分よ
り弾性変形し環状凹部５０が設けてあるので、ゴム製の
保持部材１４の膨張や収縮により、保護カバー１６に繰
り返して応力が加わった場合でも、保護カバー１６の通
気フィルタ４１を押圧固定する能力（押圧力）が低下し
にくく、よって、長期間にわたり、高い防水性を確保す
ることができる。（実施例２）次に、実施例２について説明するが、前記
実施例１と同様な箇所の説明は省略する。

【００５０】本実施例は、保護カバーの形状に特徴があ
り、その他の構成は前記実施例１とほぼ同様である。図
６に示す様に、本実施例の酸素センサにおいては、その
保護カバー６１は、略円板状の上部６３と円筒状の外周
部６５とからなるキャップ状の金属製の部材であり、そ
の軸中心には、通気連通孔６７を備えるとともに、通気
連通孔６７の周囲には、リード線挿通孔６９を備えてい
る。

【００５１】特に本実施例では、外周部６５の上部に
は、上述した保持部材７９（図７参照）の膨張や収縮に
伴う応力の緩和のために、外周部６５をその全周にわた
って取り巻いて外周側に突出する環状凸部７１を備えて
いる。また、前記保護カバー６１は、図７に示す様に、
外筒７３の上端に内嵌し、前記実施例１と同様に、その
上部６３により、通気孔７５を覆うように配置された通
気フィルタ７７を押圧固定している。

【００５２】また、保護カバー６１の外周部６５は、外
筒７３の外側より、例えばレーザ溶接により外筒１１と
接合されている。尚、ゴム製の保持部材７９は、加締め
により、その位置が固定されている。上述した構成によ
り、本実施例では、前記実施例１と同様な効果を奏す
る。つまり、金属製の保護カバー６１には、環状凸部７
１が設けられているので、保護カバー６１に繰り返して
応力が加わった場合でも、金属疲労によるへたりが生じ
にくい。（実施例３）次に、実施例３について説明するが、前記
実施例２と同様な箇所の説明は省略する。

【００５３】本実施例は、通気構造に特徴があり、その
他の構成は前記実施例２とほぼ同様である。図８に示す
様に、本実施例の酸素センサにおいては、前記実施例２
とほぼ同様に、フッ素ゴム製の保持部材８１の上面を覆
うように、シート状の通気フィルタ８３が配置され、更
に、通気フィルタ８３を覆って外筒８５に内嵌するよう
に、金属製の（外周部８７ａが側方に張り出す）キャッ
プ状の保護カバー８７が配置されている。

【００５４】特に本実施例では、保護カバー８７には、
リード線８９が挿通するリード線挿通孔９１が４箇所に
形成されるとともに、各リード線挿通孔９１の間に１箇
所づつ、従って合計４箇所に、直径φ１．２ｍｍの通気
連通孔９３が形成されている。

【００５５】それに対応して、同様に、保持部材８１に
は、リード線８９が挿通するリード線挿通孔（図示せ
ず）が４箇所に形成されるとともに、各リード線挿通孔
の間に１箇所づつ、従って合計４箇所に、直径φ０．８
ｍｍの通気孔９５が形成されている。

【００５６】つまり、本実施例は、前記実施例１、２と
は異なり、細径の通気孔９５及び通気連通孔９３が複数
形成されている。本実施例は、前記実施例１と同様な効
果を奏するとともに、通気孔９５及び通気連通孔９３の
径を小さくしても、センサ内部に導入する基準ガスをク
リーンに保つために必要な酸素十分に供給でき、しか
も、通気フィルタ８３の外部から機械的な力が加わった
場合に、通気フィルタ８３が破れ難いという効果があ
る。（実施例４）次に、実施例４について説明するが、前記
実施例３と同様な箇所の説明は省略する。

【００５７】本実施例は、通気構造に特徴があり、その
他の構成は前記実施例３とほぼ同様である。図９に示す
様に、本実施例の酸素センサにおいては、前記実施例３
とほぼ同様に、フッ素ゴム製の保持部材１０１の上面を
覆うように、シート状の通気フィルタ１０３が配置さ
れ、更に、通気フィルタ１０３を覆って外筒１０５に内
嵌するように、金属製の（外周部１０７ａが側方に張り
出す）キャップ状の保護カバー１０７が配置されてい
る。

【００５８】特に本実施例では、保護カバー１０７に
は、その中央に、直径φ４．０ｍｍの通気連通孔１０９
が形成されるとともに、通気連通孔１０９の周囲には、
リード線１１１が挿通するリード線挿通孔１１３が４箇
所に形成されている。それに対応して、保持部材１０１
には、通気連通孔１０９の円内にて、多数（合計２１
本）の直径φ０．４ｍｍの細径の通気孔１１５が、図９
（ａ）の縦横方向に等間隔で形成されている。また、通
気孔１１５の周囲には、リード線１１１が挿通するリー
ド線挿通孔１１７が４箇所に形成されている。

【００５９】つまり、本実施例は、前記実施例３とは異
なり、一箇所の通気連通孔１０９に対して多数の通気孔
１１５が形成されている。本実施例においても、前記実
施例３と同様な効果を奏するとともに、多数の通気孔１
１５が形成されているので、一層通気性に優れている。（実施例５）次に、実施例５について説明するが、前記
実施例３と同様な箇所の説明は省略する。

【００６０】本実施例は、通気構造に特徴があり、その
他の構成は前記実施例３とほぼ同様である。図１０に示
す様に、本実施例の酸素センサにおいては、前記実施例
３とほぼ同様に、フッ素ゴム製の保持部材１２１の上面
を覆うように、シート状の通気フィルタ１２３が配置さ
れ、更に、通気フィルタ１２３を覆って外筒１２５に内
嵌するように、金属製の（外周部１２７ａが側方に張り
出す）キャップ状の保護カバー１２７が配置されてい
る。

【００６１】特に本実施例では、保護カバー１２７に
は、その中央に、直径φ４．０ｍｍの円内にて、多数
（合計２１本）の直径φ０．４ｍｍの細径の通気連通孔
１２９が、図１０（ａ）の縦横方向に等間隔で形成され
ている。また、通気連通孔群１２９の周囲には、リード
線１３１が挿通するリード線挿通孔１３３が４箇所に形
成されている。

【００６２】それに対応して、保持部材１２１には、そ
の中央に、通気連通孔群１２９の形成位置を囲む様に、
１箇所に直径φ４．０ｍｍの通気孔１３５が形成されて
いる。また、通気孔１３５の周囲には、リード線１３１
が挿通するリード線挿通孔１３７が４箇所に形成されて
いる。

【００６３】つまり、本実施例は、前記実施例３とは異
なり、一箇所の通気孔１３５に対して多数の通気連通孔
１２９が形成されている。本実施例においても、前記実
施例３と同様な効果を奏するとともに、多数の通気連通
１２９が形成されているので、一層通気性に優れてい
る。

【００６４】尚、本発明は前記実施例になんら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施しうることはいうまでもない。（１）例えば、前記実施例では、酸素センサを例に挙げ
たが、上述した通気構造を用いるものであれば、温度セ
ンサ等の各種のセンサに適用することができる。

【００６５】（２）また、前記実施例では、応力を緩和
するために環状凹部又は環状凸部を設けたが、環状凹部
及び環状凸部の両方を形成してもよい。更に、環状凹部
や環状凸部を、それぞれ複数個設けてもよく、特に数に
限定はない。（３）更に、応力を緩和する凹部や凸部であればよいの
で、特に環状でなくてもよい。例えば環状の一部が途切
れていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の酸素センサを破断して示す説明図
である。

【図２】実施例１の酸素センサの通気構造を拡大して
示す断面図である。

【図３】実施例１の酸素センサの通気構造を示す分解
斜視図である。

【図４】実施例１の保護カバーを示し、（ａ）はその
斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ
断面図である。

【図５】実施例１の酸素センサの使用方法を示す説明
図である。

【図６】実施例２の保護カバーを示し、（ａ）はその
斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ
断面図である。

【図７】実施例２の酸素センサの通気構造を拡大して
示す断面図である。

【図８】実施例３の酸素センサの通気構造を拡大して
示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断
面図である。

【図９】実施例４の酸素センサの通気構造を拡大して
示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断
面図である。

【図１０】実施例５の酸素センサの通気構造を拡大し
て示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。

【図１１】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１、２…酸素センサ３…固体電解質体１１、７３、８５、１０５、１２５…外筒１１ａ…連通部１４、７９、８１、１０１、１２１…保持部材１５…通気構造１６、６１、８７、１０７、１２７…保護カバー３５、７５、９５、１１５、１３５…通気孔４１、７７、８３、１０３、１２３…通気フィルタ４７、６７、９３、１０９、１２９…通気連通部５０…環状凹部７１…環状凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G004 BB04 BC02 BD04 BF19 BG05 BH02 BH09 BJ02 BL08 BM04 BM07 BM10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センサの内部と外部とを連通する連通部
に、通気を確保するための通気孔を形成したゴム製の保
持部材を配置するとともに、前記通気孔に通気性及び防
水性を有するフィルタを配置したセンサにおいて、前記通気孔の外側の開口端を覆うように前記フィルタを
配置するとともに、前記フィルタの外側に、前記フィル
タを押さえて固定する保護カバーを配置し、更に、前記保護カバーには、前記フィルタを介する通気
が可能な通気連通孔を設けるとともに、前記保護カバー
に加わる応力を緩和する弾性変形部を設けたことを特徴
とする通気構造を有するセンサ。
【請求項２】前記弾性変形部は、凹部及び／又は凸部
であることを特徴とする請求項１に記載の通気構造を有
するセンサ。
【請求項３】前記保護カバーが、金属製部材であるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の通気構造を有す
るセンサ。
【請求項４】前記凹部及び／又は凸部を、前記通気連
通孔の周囲を囲むように、環状に設けたことを特徴とす
る請求項２〜３に記載の通気構造を有するセンサ。
【請求項５】前記センサが、ガスセンサであることを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の通気構造を
有するセンサ。
【請求項６】前記センサが、内燃機関の排気を浄化す
る触媒の下流側に配置される下流センサであることを特
徴とする請求項５に記載の通気構造を有するセンサ。
【請求項７】前記センサが、検出素子と、前記検出素
子を保持する主体金具と、前記検出素子の上端側に大気
から隔離された基準ガス空間を形成する前記筒状部材
と、前記筒状部材とともに前記基準ガス空間を形成する
前記保持部材と、を備えたことを特徴とする請求項５又
は６に記載の通気構造を有するセンサ。
【請求項８】前記センサの後端側に前記連通部が設け
られ、該連通部に取り付けられた前記保持部材を介し
て、前記検出素子から伸びるリード線が外部に取り出さ
れる構成を備えたことを特徴とする前請求項７に記載の
通気構造を有するセンサ。
【請求項９】前記通気連通孔を、前記保護カバーに複
数個形成したことを特徴とする前請求項１〜８のいずれ
かに記載の通気構造を有するセンサ。
【請求項１０】前記通気孔を、前記保持部材に複数個
形成したことを特徴とする前請求項１〜９のいずれかに
記載の通気構造を有するセンサ。
【請求項１１】前記通気連通孔の少なくともいずれか
一つに対して、前記通気孔を複数配置したことを特徴と
する前請求項１〜１０のいずれかに記載の通気構造を有
するセンサ。
【請求項１２】前記通気孔の少なくともいずれか一つ
に対して、前記通気連通孔を複数配置したことを特徴と
する前請求項１〜１０のいずれかに記載の通気構造を有
するセンサ。