JP2006337205A - Gas sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスセンサに関するものである。特に、この発明は、製造の容易性を図ることのできるガスセンサに関するものである。 The present invention relates to a gas sensor. In particular, the present invention relates to a gas sensor that can be easily manufactured.
内燃機関に設けられ、空気と燃料との割合である空燃比の検出を行う空燃比センサなどの従来のガスセンサは、ガスの成分を検出するセンサ素子を有しており、このセンサ素子で、当該センサ素子の周囲に位置するガスの成分、例えば、上記の空燃比などを検出している。また、このようなガスセンサでは、ガスの成分を検出する際に、センサ素子の周囲に位置するガスの流れに起因する誤検出を抑制するために、センサ素子の周囲に空間を形成できるカバー部材を設け、さらに、カバー部材には、センサ素子の周囲の空間にガスを流入させることができる孔を形成しているものがある。これにより、カバー部材の外部のガスは、カバー部材に形成された孔よりカバー部材内の空間に入り込み、このガスの成分をセンサ素子で検出することにより、より正確に検出することができる。 A conventional gas sensor such as an air-fuel ratio sensor that is provided in an internal combustion engine and detects an air-fuel ratio that is a ratio of air and fuel has a sensor element that detects a gas component. A gas component located around the sensor element, such as the air-fuel ratio described above, is detected. In such a gas sensor, a cover member that can form a space around the sensor element is provided in order to suppress erroneous detection caused by the flow of gas located around the sensor element when detecting a gas component. Some of the cover members are provided with holes through which gas can flow into the space around the sensor element. Thereby, the gas outside the cover member enters the space in the cover member through the hole formed in the cover member, and the component of this gas can be detected by the sensor element, so that it can be detected more accurately.
しかし、センサ素子は、検出するガスに含まれる成分ごとに感受性が異なっている場合があり、このような場合、成分ごとにセンサ素子での検出結果が実際のガスの成分と異なってしまう虞がある。そこで、従来のガスセンサでは、センサ素子の周囲に触媒層を設けているものがある。例えば、特許文献１では、Ｐｔペーストをカバー部材に塗布して焼き付けることにより触媒層を形成し、触媒層を通過した後のガスをセンサ素子で検出している（特許文献１の実施例５）。これにより、ガスの成分のうち、センサ素子での感受性が高い成分を触媒層で焼失させる、即ち酸化させることができるため、その感受性が高い成分を実際のガスに含まれている割合以上の割合で検出することを抑制し、より正確にガスの成分を抑制することができる。 However, the sensitivity of the sensor element may differ for each component contained in the gas to be detected. In such a case, the detection result of the sensor element may differ from the actual gas component for each component. is there. Therefore, some conventional gas sensors are provided with a catalyst layer around the sensor element. For example, in Patent Document 1, a catalyst layer is formed by applying and baking a Pt paste on a cover member, and a gas after passing through the catalyst layer is detected by a sensor element (Example 5 of Patent Document 1). . As a result, among the components of the gas, a component having high sensitivity in the sensor element can be burned out by the catalyst layer, that is, can be oxidized. It is possible to suppress the detection of the gas component more accurately.
しかしながら、上記のように触媒層を塗布して焼き付ける、つまり、コーティングによって形成した場合には、その厚さによってガスが通過する量への影響が大きくなる。このため、触媒層をコーティングによって形成した場合には、その厚さを正確に調整する必要があり、製造が困難なものとなっていた。 However, when the catalyst layer is applied and baked as described above, that is, formed by coating, the thickness of the catalyst layer greatly affects the amount of gas passing therethrough. For this reason, when the catalyst layer is formed by coating, it is necessary to accurately adjust its thickness, which makes it difficult to manufacture.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガスの成分を検出する性能を維持しつつ容易に製造できる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 the above, and an object of the present invention is to provide a gas sensor that can be easily manufactured while maintaining the performance of detecting a gas component.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るガスセンサは、ガスの成分を検出するセンサ素子と、前記センサ素子の周囲に設けられると共に前記センサ素子の周囲にガス通路を形成し、且つ、前記ガス通路内に外部のガスを流入する流入孔が形成されたカバー部と、前記流入孔から前記センサ素子に流れる全ての前記ガスが通過できる位置に配設され、且つ、触媒成分を担持すると共に粗密に形成された触媒担持手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a gas sensor according to the present invention includes a sensor element for detecting a gas component, a gas passage provided around the sensor element, and a gas passage formed around the sensor element. And a cover portion formed with an inflow hole through which an external gas flows into the gas passage, a position where all the gas flowing from the inflow hole to the sensor element can pass, and a catalyst And a catalyst supporting means that supports the components and is formed densely and densely.
この発明では、触媒成分を担持した触媒担持手段を、センサ素子に流れる全てのガスが通過できるように配設しているため、センサ素子で検出する全てのガスを、触媒担持手段通過後のガスにすることができる。これにより、ガス通路内のガスの成分のうちの一部を酸化させるなど、触媒担持手段で触媒処理が行なわれたガスをセンサ素子で検出することができ、ガスの成分を、より正確に検出することができる。また、触媒機能を有する部材として、粗密に形成された触媒担持手段を用いるため、厚さにおける許容度が大きくなる。つまり、触媒担持手段は、粗密に形成されているため、触媒層をコーティングによって形成した場合と比較してガスが通過し易いので、所定の厚さの変化時におけるガスの通過のし易さの変化が、コーティングの場合と比較して小さくなる。これにより、製造時に触媒担持手段の厚さに多少バラつきがある場合でも、触媒としての性能差が小さくなるので、触媒機能をコーティングによって形成した場合と比較して、厚さにおける許容度が大きくなる。これらの結果、ガスの成分を検出する性能を維持しつつ容易に製造することができる。 In the present invention, since the catalyst supporting means supporting the catalyst component is arranged so that all the gas flowing through the sensor element can pass, all the gas detected by the sensor element is the gas after passing through the catalyst supporting means. Can be. As a result, the sensor element can detect the gas that has been subjected to the catalyst treatment by the catalyst supporting means, such as oxidizing a part of the gas component in the gas passage, and more accurately detect the gas component. can do. In addition, since the catalyst carrying means formed roughly and densely is used as the member having a catalytic function, the tolerance in thickness is increased. That is, since the catalyst supporting means is formed densely, gas easily passes as compared with the case where the catalyst layer is formed by coating. Therefore, it is easy for gas to pass when the predetermined thickness changes. The change is small compared to the coating. As a result, even if the thickness of the catalyst supporting means varies slightly during manufacturing, the difference in performance as a catalyst is reduced, so that the tolerance in thickness is greater than when the catalyst function is formed by coating. . As a result, it can be easily manufactured while maintaining the performance of detecting the gas component.
また、この発明に係るガスセンサは、前記触媒担持手段は、前記触媒成分を担持する触媒保持体を有しており、前記触媒保持体には、アルミナ、セリア、ジルコニア及びシリカのうちの少なくともいずれか１つが含まれていることを特徴とする。 Further, in the gas sensor according to the present invention, the catalyst supporting means includes a catalyst holder that supports the catalyst component, and the catalyst holder includes at least one of alumina, ceria, zirconia, and silica. One is included.
この発明では、触媒担持手段が触媒保持体を有するようにし、触媒保持体として上述したうちの少なくともいずれか１つが含まれるようにしている。これにより、触媒成分をより確実に担持することができ、触媒担持手段を通過するガスに対して、より確実に触媒処理を行なうことができる。この結果、より正確にガスの成分を検出することができる。 In the present invention, the catalyst supporting means has a catalyst holding body, and at least one of the above-described catalysts is included as the catalyst holding body. As a result, the catalyst component can be more reliably supported, and the catalyst treatment can be more reliably performed on the gas passing through the catalyst support means. As a result, the gas component can be detected more accurately.
また、この発明に係るガスセンサは、前記触媒成分には、プラチナ、ロジウム及びパラジウムのうち少なくともいずれか１つが含まれていることを特徴とする。 In the gas sensor according to the present invention, the catalyst component includes at least one of platinum, rhodium, and palladium.
この発明では、触媒成分として上述したうちの少なくともいずれか１つが含まれるようにしているため、触媒担持手段を通過するガスに対して、より確実に酸化触媒処理を行なうことができる。この結果、より正確にガスの成分を検出することができる。 In the present invention, since at least one of the above-described catalyst components is included, the oxidation catalyst treatment can be more reliably performed on the gas passing through the catalyst supporting means. As a result, the gas component can be detected more accurately.
また、この発明に係るガスセンサは、前記カバー部は、前記センサ素子の周囲に複数のカバー部材が重ねられることにより形成されており、前記ガス通路は、前記複数のカバー部材間、或いは前記カバー部材と前記センサ素子との間に形成されていることを特徴とする。 In the gas sensor according to the present invention, the cover portion is formed by overlapping a plurality of cover members around the sensor element, and the gas passage is between the plurality of cover members or the cover member. And the sensor element.
この発明では、カバー部を、複数のカバー部材を重ねることによって設け、ガス通路を複数のカバー部材間、或いはカバー部材とセンサ素子との間に形成し、このガス通路内に触媒担持手段を配設している。これにより、センサ素子で検出するガスの流れによる検出への影響を低減すると共に、このガスに対して、より確実に触媒処理を行なうことができる。この結果、より正確にガスの成分を検出することができる。 In the present invention, the cover portion is provided by overlapping a plurality of cover members, and a gas passage is formed between the plurality of cover members or between the cover member and the sensor element, and the catalyst supporting means is arranged in the gas passage. Has been established. Thereby, the influence on the detection by the gas flow detected by the sensor element can be reduced, and the catalyst treatment can be more reliably performed on the gas. As a result, the gas component can be detected more accurately.
また、この発明に係るガスセンサは、前記触媒担持手段は、前記センサ素子、前記カバー部材の内面或いは外面のうち少なくともいずれかの部分に巻き付けられることにより前記ガス通路内に配設されていることを特徴とする。 In the gas sensor according to the present invention, the catalyst supporting means is disposed in the gas passage by being wound around at least one of the sensor element and the inner surface or the outer surface of the cover member. Features.
この発明では、触媒担持手段を、センサ素子、カバー部材の内面或いは外面のうち少なくともいずれかの部分に巻き付けることによってガス通路内に配設しているので、より容易に触媒担持手段をガス通路内に配設することができる。この結果、より容易に製造することができる。 In the present invention, the catalyst supporting means is disposed in the gas passage by being wound around at least one of the inner surface and the outer surface of the sensor element and the cover member. Can be arranged. As a result, it can be manufactured more easily.
また、この発明に係るガスセンサは、前記触媒担持手段は、前記触媒成分を担持する布である触媒担持布により形成されていることを特徴とする。 Further, the gas sensor according to the present invention is characterized in that the catalyst carrying means is formed of a catalyst carrying cloth which is a cloth carrying the catalyst component.
この発明では、前記触媒担持手段を、触媒成分を担持する布である触媒担持布により形成しているので、容易に触媒担持手段を設けることができ、容易に粗密に形成された触媒機能を有する部材を設けることができる。この結果、ガスの成分を検出する性能を維持するガスセンサを、より容易に製造することができる。 In the present invention, since the catalyst supporting means is formed of a catalyst supporting cloth that is a cloth supporting the catalyst component, the catalyst supporting means can be easily provided and has a catalyst function that is easily formed in a dense manner. A member can be provided. As a result, a gas sensor that maintains the performance of detecting gas components can be more easily manufactured.
本発明に係るガスセンサは、ガスの成分を検出する性能を維持しつつ容易に製造することができる、という効果を奏する。 The gas sensor according to the present invention has an effect that it can be easily manufactured while maintaining the performance of detecting a gas component.
以下に、本発明に係るガスセンサの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。また、本発明に係るガスセンサは、様々な種類があるが、以下の説明では、内燃機関の運転時における排出ガスの成分を検出するガスセンサについて説明する。 Embodiments of a gas sensor according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. Further, there are various types of gas sensors according to the present invention. In the following description, a gas sensor that detects a component of exhaust gas during operation of the internal combustion engine will be described.
図１は、本発明の実施例に係るガスセンサが設けられた内燃機関の概略図である。図２は、図１のＡ部詳細図である。同図に示す内燃機関１は、内部に燃焼室５が形成されたシリンダヘッド２とシリンダブロック３とを有しており、シリンダブロック３内には当該シリンダブロック３内を往復運動可能に設けられたピストン４が配設されている。また、燃焼室５はピストン４の上死点側に位置しており、当該燃焼室５には点火プラグ６が設けられていると共に、吸気管７と排気管８とが接続されている。このうち、吸気管７と燃焼室５との接続部分には、吸気バルブ９が設けられており、排気管８と燃焼室５との接続部分には、排気バルブ１０が設けられている。また、吸気管７には、燃料を吸気管７内に噴射するインジェクタ１１が配設されており、排気管８には、排気管８内を流れる排出ガスの成分を検出するガスセンサ２０が配設されている。このガスセンサ２０は、排出ガス内に含まれる酸素（Ｏ2）の量を検出するＯ2センサとして設けられている。さらに、排気管８には、排出ガスの浄化を行う触媒コンバータ１２が接続されている。
FIG. 1 is a schematic view of an internal combustion engine provided with a gas sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a detailed view of part A of FIG. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 has a
図３は、図１の内燃機関に設けられたガスセンサの要部概略図である。排気管８に設けられているガスセンサ２０は、ガスの成分を検出するセンサ素子２５を有しており、当該ガスセンサ２０はセンサ素子２５が排気管８内に入り込むように設けられている。排気管８内に入り込んでいるセンサ素子２５は、略円柱形の形状で形成されており、センサ素子２５の周囲にはカバー部３０が設けられている。このカバー部３０は、複数のカバー部材からなり、インナーカバー３１及びアウターカバー４１が共にカバー部材として重ねられることにより形成されている。これらのインナーカバー３１及びアウターカバー４１は、略円筒形の形状で形成されており、インナーカバー３１の外径よりもアウターカバー４１の内径の方が大きくなっている。また、インナーカバー３１の内径は、略円柱形の形状で形成されたセンサ素子２５の径よりも大きくなっている。
FIG. 3 is a schematic view of a main part of a gas sensor provided in the internal combustion engine of FIG. The
これらのインナーカバー３１及びアウターカバー４１は、共に円筒形の一端が閉塞しており、インナーカバー３１にはインナーカバー閉塞部３２、アウターカバー４１にはアウターカバー閉塞部４２が、円筒形の一方の開口部分を閉止するように形成されている。このように形成されるインナーカバー３１及びアウターカバー４１は、これらの形状である円筒形の軸方向が、センサ素子２５の形状である円柱形の軸方向に沿った方向になり、且つ、インナーカバー閉塞部３２とアウターカバー閉塞部４２とが共に同じ方向に位置する向きで設けられている。また、これらのインナーカバー３１、アウターカバー４１及びセンサ素子２５は、重ねられるようにして設けられており、内側から外側に向かうに従って、センサ素子２５、インナーカバー３１、アウターカバー４１の順で設けられている。
The inner cover 31 and the
つまり、センサ素子２５の外側にインナーカバー３１が設けられており、さらに、インナーカバー３１の外側にアウターカバー４１が設けられている。このように重ねられて設けられるセンサ素子２５とインナーカバー３１、及びインナーカバー３１とアウターカバー４１は、それぞれ互いに離間している。このため、これらのセンサ素子２５とインナーカバー３１との間、及びインナーカバー３１とアウターカバー４１との間には、それぞれ空間が形成されており、この空間はガス通路５０となっている。このガス通路５０のうち、インナーカバー３１とアウターカバー４１との間に形成されるガス通路５０は第１ガス通路５１となっており、センサ素子２５とインナーカバー３１との間に形成されるガス通路５０は第２ガス通路５２となっている。
That is, the inner cover 31 is provided outside the
インナーカバー３１とアウターカバー４１とには、共にガス通路５０内にガスを流入する孔である流入孔が形成されており、インナーカバー３１にはインナーカバー流入孔３４が形成され、アウターカバー４１にはアウターカバー流入孔４４が形成されている。このうち、アウターカバー流入孔４４は、アウターカバー４１において円筒形の形状に形成された部分であるアウターカバー側壁部４３に複数形成されており、アウターカバー側壁部４３におけるアウターカバー閉塞部４２付近に形成されている。
Both the inner cover 31 and the
また、インナーカバー流入孔３４は、インナーカバー３１において円筒形の形状に形成された部分であるインナーカバー側壁部３３に複数形成されており、当該インナーカバー３１の軸方向においてインナーカバー閉塞部３２から離れた位置に形成されている。このため、アウターカバー流入孔４４とインナーカバー流入孔３４とは、前記軸方向における位置が異なっており、アウターカバー流入孔４４はインナーカバー流入孔３４よりもインナーカバー閉塞部３２寄りに位置しており、アウターカバー流入孔４４の前記軸方向における位置は、インナーカバー閉塞部３２付近になっている。
A plurality of inner cover inflow holes 34 are formed in the inner
このように、アウターカバー４１にはアウターカバー流入孔４４が形成されているため、第１ガス通路５１とアウターカバー４１の外部とはアウターカバー流入孔４４によって連通しており、インナーカバー３１にはインナーカバー流入孔３４が形成されているため、第１ガス通路５１と第２ガス通路５２とは、インナーカバー流入孔３４によって連通している。
Thus, since the outer
また、ガス通路５０内には、触媒担持手段として、触媒成分を担持する布である触媒担持布６０が配設されている。この触媒担持布６０は、シリカ繊維など高耐熱繊維からなる不織布により形成されている。このため、触媒担持布６０は粗密に形成されている。さらに、この触媒担持布６０は、触媒保持体を有している。この触媒保持体には、少なくともアルミナ（Ａｌ2Ｏ3：酸化アルミニウム）、セリア（ＣｅＯ2：酸化セリウム）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、シリカ（ＳｉＯ2：二酸化珪素）のうち少なくともいずれか１つが含まれており、これらが上記の高耐熱繊維の表面にコーティングされている。なお、触媒保持体は、アルミナ、セリア、ジルコニア、シリカのうち１つのみが含まれていてもよく、または、これらのうちの複数が組み合わされていてもよい。
In the gas passage 50, a
また、前記触媒成分は、この触媒保持体が担持しており、触媒成分には、プラチナ（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）のうち少なくともいずれか１つが含まれている。このため、触媒保持体に担持される触媒成分は、酸化触媒成分となっている。なお、触媒成分は、プラチナ、ロジウム、パラジウムのうち１つのみが含まれていてもよく、または、これらのうちの複数が組み合わされていてもよい。 The catalyst component is supported by the catalyst carrier, and the catalyst component contains at least one of platinum (Pt), rhodium (Rh), and palladium (Pd). For this reason, the catalyst component carried by the catalyst holder is an oxidation catalyst component. In addition, the catalyst component may contain only one of platinum, rhodium, and palladium, or a plurality of these may be combined.
このように構成される触媒担持布６０は、前記インナーカバー３１の周囲に巻き付けられている。詳細には、触媒担持布６０は、インナーカバー側壁部３３のアウターカバー側壁部４３側の面、即ちインナーカバー側壁部３３の外面に巻き付けられており、インナーカバー流入孔３４を覆うようにインナーカバー側壁部３３に巻き付けられている。また、この触媒担持布６０の前記軸方向における長さは、インナーカバー流入孔３４付近からインナーカバー閉塞部３２付近までの長さとなっており、換言すると、インナーカバー流入孔３４付近からアウターカバー流入孔４４付近までの長さとなっている、触媒担持布６０は、このようにインナーカバー３１に巻き付けられることにより第１ガス通路５１内に配設されている。
The
この実施例に係るガスセンサ２０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。内燃機関１を運転すると、インジェクタ１１から燃料を噴射することにより、吸気管７内を流れる空気と燃料とが混合し、吸気管７内で燃料と空気との混合気が作られる。この混合気は、吸気バルブ９が開いた際に吸気管７から燃焼室５内に入り込む。燃焼室５内に入り込んだ混合気は、点火プラグ６が点火した際に着火し、燃焼室５内で燃焼する。燃料の燃焼後のガスは、排出ガスとなって排気バルブ１０が開いた際に排気管８の方向に流れ、燃焼室５内から排出される。この排出ガスは排気管８内を通り、さらに、排気管８に接続された触媒コンバータ１２を通る。排出ガスは、触媒コンバータ１２で浄化され、排気管８の外部に排出される。
The
ガスセンサ２０は、センサ素子２５が排気管８内に入り込むように設けられており、このためセンサ素子２５は、排気管８内を流れる排出ガスの成分を検出し、排出ガスに含まれる酸素の量を検出する。また、センサ素子２５の周囲には、上述したようにインナーカバー３１及びアウターカバー４１が設けられており、これらのインナーカバー３１及びアウターカバー４１も、共に排気管８内に入り込むように設けられている。
The
このように排気管８内に位置しているアウターカバー４１には、アウターカバー流入孔４４が形成されており、また、内燃機関１の運転時には、排気管８内には排出ガスが流れる。このため、アウターカバー４１の内側に形成された第１ガス通路５１と排気管８の内部とは連通しており、排気管８内を流れる排出ガスは、つまり、アウターカバー４１の外部の排出ガスは、アウターカバー流入孔４４から第１ガス通路５１内に入り込む。この第１ガス通路５１は、インナーカバー３１に形成されたインナーカバー流入孔３４によってインナーカバー３１の内側に形成された第２ガス通路５２と連通しているが、第１ガス通路５１内には、触媒担持布６０が配設されている。また、触媒担持布６０は、インナーカバー流入孔３４を覆うようにインナーカバー側壁部３３に巻き付けられているため、アウターカバー流入孔４４から第１ガス通路５１内に入り込み、インナーカバー流入孔３４の方向に向かう排出ガスは、触媒担持布６０を通過する。
Thus, the outer
第１ガス通路５１内に入り込んだ排出ガスは、このように触媒担持布６０を通過するが、排出ガスには水素（Ｈ2）が含まれている。一方、触媒担持布６０は触媒保持体によって触媒成分が担持されており、この触媒成分は、酸化触媒成分となっている。このため、排出ガスに含まれる水素は、触媒担持布６０を通過する際に触媒成分によって酸化処理される。
The exhaust gas that has entered the first gas passage 51 passes through the
このように、アウターカバー流入孔４４から第１ガス通路５１内に流入した排出ガスは、触媒担持布６０を通過する際に触媒成分によって水素が酸化処理され、インナーカバー流入孔３４を通って第１ガス通路５１から第２ガス通路５２内に流入する際には、水素が酸化処理された後の排出ガスが流入する。つまり、触媒担持布６０は、インナーカバー流入孔３４を覆うようにインナーカバー側壁部３３に巻き付けられているため、第１ガス通路５１から第２ガス通路５２内に流入する排出ガスは、全て触媒担持布６０通過し、第２ガス通路５２内に流入する排出ガスは、全て触媒担持布６０によって水素が酸化処理された後の排出ガスとなる。
As described above, the exhaust gas flowing into the first gas passage 51 from the outer
触媒担持布６０を通過した排出ガスが流入する第２ガス通路５２は、センサ素子２５とインナーカバー３１とによって形成されているため、第２ガス通路５２に流入した排出ガスは、センサ素子２５に接触し、センサ素子２５で排出ガスの成分を検出することができる。即ち、センサ素子２５で排出ガスに含まれる酸素の量を検出する。
Since the second gas passage 52 into which the exhaust gas that has passed through the
以上のガスセンサ２０は、ガス通路５０内に、触媒成分が担持されることにより触媒機能を有する触媒担持布６０を配設しており、さらに、センサ素子２５の方向に流れる全ての排出ガスが、触媒担持布６０を通過できるように配設している。このため、センサ素子２５で検出するガスである全ての排出ガスを、触媒担持布６０通過後の排出ガスにすることができ、触媒処理後の排出ガスをセンサ素子２５で検出することができる。これにより、センサ素子２５が、排出ガス中の一部の成分に対する感受性が高く、この成分に対して大きく反応することにより正確な検出が困難である場合でも、排出ガスに対して触媒担持布６０で触媒処理を行なうことにより、この成分を化学変化させることができる。従って、センサ素子２５が排出ガス中の一部の成分に対して大きく反応することを抑制でき、排出ガスの成分を、より正確に検出することができる。
The
また、触媒機能を有する部材として触媒担持布６０を使用しているため、厚さにおける許容度が大きくなる。つまり、触媒担持布６０は、触媒成分を担持する不織布によって形成されているため粗密に形成されており、触媒機能を有する部材として、例えば、センサ素子２５にコーティングすることによって形成する触媒層を使用した場合と比較して、排出ガスが通過し易くなっている。このため、所定の厚さの変化時における排出ガスの通過のし易さの変化が、コーティングの場合と比較して小さくなる。これにより、製造時に触媒担持布６０の厚さに多少バラつきがある場合でも、バラつきに起因する触媒性能の差が小さくなるので、触媒機能を有する部材としてコーティングによって形成される触媒層を使用した場合と比較して、厚さにおける許容度が大きくなる。これらの結果、ガスの成分を検出する性能を維持しつつ容易に製造することができる。また、容易に製造できるので、製造時における管理コストの低減を図ることができる。
Moreover, since the
また、触媒担持手段として触媒担持布６０を用いているため、容易に触媒担持手段を設けることができ、容易に粗密に形成された触媒機能を有する部材を設けることができる。この結果、ガスの成分を検出する性能を維持するガスセンサを、より容易に製造することができる。
Further, since the
また、触媒担持布６０が有する繊維である高耐熱繊維の表面に触媒保持体をコーティングし、触媒保持体としてアルミナ、セリア、ジルコニア、シリカのうちの少なくともいずれか１つが含まれるようにしているので、触媒成分をより確実に担持することができる。これにより、触媒担持布６０を通過する排出ガスに対して、より確実に触媒処理を行なうことができる。この結果、より正確にガスの成分を検出することができる。
In addition, since the catalyst holding body is coated on the surface of the high heat-resistant fiber that is the fiber of the
また、触媒保持体が担持する触媒成分として、プラチナ、ロジウム、パラジウムのうちの少なくともいずれか１つが含まれるようにしているので、アウターカバー流入孔４４からガス通路５０内に流入し、ガス通路５０内に配設された触媒担持布６０を通過する排出ガスに対して、より確実に酸化触媒処理を行なうことができる。例えば、排出ガスに含まれる水素に対して酸化触媒処理を行なうことができ、水素を酸化処理することができる。これにより、ガスセンサ２０で排出ガスの成分を検出する際に、センサ素子２５が排出ガス中の水素に大きく反応することに起因して、排出ガス中の酸素が正確に検出できなくなることを抑制することができる。この結果、より正確にガスの成分を検出することができる。
Further, since at least one of platinum, rhodium, and palladium is included as a catalyst component supported by the catalyst holder, the gas flows from the outer
また、センサ素子２５の周囲に設けるカバー部３０を、複数のカバー部材、即ち、インナーカバー３１とアウターカバー４１とを重ねることによって設けている。また、ガス通路５０は、インナーカバー３１とアウターカバー４１との間、及びインナーカバー３１とセンサ素子２５との間に形成し、インナーカバー３１にはインナーカバー流入孔３４、アウターカバー４１にはアウターカバー流入孔４４をそれぞれ形成している。触媒担持布６０は、このガス通路５０内におけるアウターカバー流入孔４４からセンサ素子２５までの間の少なくとも一部に配設している。
Further, the cover portion 30 provided around the
このため、センサ素子２５で検出するガス、即ち、排出ガスが高速で流れている場合でも、排出ガスは第１ガス通路５１、及び第２ガス通路５２を経てセンサ素子２５に到達するので、排出ガスがアウターカバー流入孔４４を通る際、及びインナーカバー流入孔３４を通る際に流速が遅くなり、排出ガスがセンサ素子２５に到達する際には流速が低減する。これにより、センサ素子２５は、流速が低減した状態における排出ガスの成分を検出することができる。従って、センサ素子２５での検出時の、排出ガスの流れによる検出への影響を低減することができると共に、ガス通路５０内に触媒担持布６０を配設することにより、排出ガスに対して、より確実に触媒処理を行なうことができる。この結果、より正確にガスの成分を検出することができる。
For this reason, even when the gas detected by the
また、触媒担持布６０を、インナーカバー３１に巻き付けることによってガス通路５０内に配設しているので、より容易に触媒担持布６０をガス通路５０内に配設することができる。即ち、触媒担持布６０をガス通路５０内に配設する際に、触媒層をコーティングによって形成する場合のように塗布や焼き付け等の工程を経ずに、触媒成分が担持された触媒担持布６０をインナーカバー３１に巻き付けるのみなので、ガスセンサ２０の製造時における製造のし易さの向上を図ることができる。この結果、より容易に製造することができ、製造時の管理コストの低減を図ることができる。
Further, since the
また、触媒担持布６０をインナーカバー３１に巻き付けているので、製造時のセンサ素子２５の破損を低減できる。即ち、センサ素子２５は破損し易いため、触媒担持布６０をセンサ素子２５ではなくインナーカバー３１に巻き付けることにより、ガスセンサ２０の製造時におけるセンサ素子２５の破損を低減できる。この結果、より容易に製造することができ、製造時の管理コストの低減を図ることができる。
Moreover, since the
また、触媒担持布６０によって触媒機能を有する部材を設けているので、排出ガスに対して触媒処理を行なう程度を、容易に調整することができる。つまり、触媒機能を有する部材として触媒担持布６０を用いているので、厚さや長さを容易に調整することができる。このため、ガス通路５０内における触媒担持布６０の容積、即ち、長さや厚さを調整することにより、排出ガスが触媒担持布６０を通過する長さを調整することができるので、触媒担持布６０の触媒性能や内燃機関１などの運転状況に応じて、容易に排出ガスに対する触媒作用の程度を調整することができる。
In addition, since the member having the catalytic function is provided by the
例えば、当該実施例に係るガスセンサ２０では、触媒担持布６０の厚さや、インナーカバー流入孔３４付近から軸方向におけるアウターカバー流入孔４４の方向への長さを調整することにより、触媒担持布６０が排出ガス内の水素を酸化処理する程度を調整することができる。また、排出ガスが触媒担持布６０を通過する際には、通過する距離が長くなるに従って触媒担持布６０が抵抗になり、通過し難くなるのでセンサ素子２５で検出できる排出ガスの量が低減するが、触媒担持布６０の長さや厚さを調整することにより、触媒担持布６０が触媒処理を行なう程度と、触媒担持布６０を通過させてセンサ素子２５で検出する排出ガスの量とのバランスを調整することができる。これらの結果、より正確にガスの成分を検出することができる。
For example, in the
また、このように触媒担持布６０によって触媒機能を有する部材を設けているので、製造時においてガスセンサ２０に触媒機能を有する部材を設ける際に、触媒層をコーティングによって形成した場合と異なり、失敗した場合においても触媒担持布６０を外すことにより、そのガスセンサ２０を製造し直すことができる。この結果、不良品が減少するため、歩留まりの向上を図ることができ、また、これにより製造コストの低減を図ることができる。
In addition, since the member having the catalytic function is provided by the
また、触媒担持布６０をシリカ繊維などの高耐熱繊維により形成しているので、排出ガスのような温度が高いガスが通過する場合でも、触媒担持布６０が焼けるなどの損傷が生じることを抑制することができる。この結果、温度が高いガスに対しても触媒処理を行なうことができ、センサ素子２５によってより確実にガスの成分を検出することができる。
In addition, since the catalyst-supporting
また、触媒担持布６０をインナーカバー３１に巻き付ける際に、インナーカバー流入孔３４を覆うようにして巻き付けている。第１ガス通路５１は、アウターカバー流入孔４４によってアウターカバー４１の外部と連通しており、第２ガス通路５２は、インナーカバー流入孔３４によって第１ガス通路５１と連通している。また、センサ素子２５は、第２ガス通路５２内に設けられているため、インナーカバー流入孔３４を覆うように触媒担持布６０を巻き付けることにより、容易に、且つ、確実に第２ガス通路５２内に流入する全ての排出ガスが触媒担持布６０を通過するようにすることができ、センサ素子２５で検出する排出ガスの全てを、触媒担持布６０通過後の排出ガスにすることができる。これにより、センサ素子２５で検出する排出ガスは、全て触媒処理が行なわれた後の排出ガスにすることができる。この結果、より容易に正確なガスの成分を検出することができる。
Further, when the
図４及び図５は、実施例に係るガスセンサの変形例を示す要部概略図である。なお、上述したガスセンサ２０では、触媒担持布６０はインナーカバー３１の外面に巻き付けられているが、触媒担持布６０はインナーカバー３１の外面以外の部分に巻き付けてもよい。例えば、図４に示すように、触媒担持布６０はインナーカバー３１の内面、つまり、インナーカバー側壁部３３におけるセンサ素子２５側の面に巻き付けてもよい。この場合には、触媒担持布６０はインナーカバー流入孔３４を内側から覆うようにして、インナーカバー３１の内面に巻き付ける。これにより、触媒担持布６０を第２ガス通路５２内に配設することができる。
FIG.4 and FIG.5 is principal part schematic which shows the modification of the gas sensor which concerns on an Example. In the
このように、触媒担持布６０をインナーカバー３１の内面に、インナーカバー流入孔３４を覆うように巻き付けた場合には、アウターカバー流入孔４４から第１ガス通路５１内に流入した排出ガスはインナーカバー流入孔３４を通り、インナーカバー流入孔３４を覆っている触媒担持布６０を通過して第２ガス通路５２内に流入する。このため、第２ガス通路５２内に流入する排出ガスは、全て触媒担持布６０を通過し、触媒処理が行なわれた排出ガスが流入することになる。これにより、第２ガス通路５２内に位置するセンサ素子２５は、触媒処理が行なわれた後の排出ガスの成分を検出することになるので、排出ガスの成分を、より正確に検出することができる。
As described above, when the
また、図５に示すように、触媒担持布６０はセンサ素子２５に巻き付けてもよい。この場合、触媒担持布６０は、センサ素子２５の全面を覆うように巻くとよい。これにより、触媒担持布６０を第２ガス通路５２内に配設することができる。このように、触媒担持布６０をセンサ素子２５に巻き付けた場合には、アウターカバー流入孔４４から第１ガス通路５１内に流入し、さらにインナーカバー流入孔３４から第２ガス通路５２内に流入した排出ガスが、触媒担持布６０を通過した後に、センサ素子２５で検出することができる。これにより、センサ素子２５は、触媒処理が行なわれた後の排出ガスの成分を検出することになるので、排出ガスの成分を、より正確に検出することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
これらのように、アウターカバー流入孔４４からセンサ素子２５に流れる全ての排出ガスが、触媒担持布６０を通過できるように触媒担持布６０を配設することにより、センサ素子２５で検出する全ての排出ガスを、触媒担持布６０を通過した後の排出ガスにすることができる。これにより、センサ素子２５で検出する排出ガスの成分を、より正確に検出することができる。また、触媒担持布６０を、センサ素子２５またはカバー部３０の少なくとも一方に巻き付けて触媒担持布６０をガス通路５０内に配設することにより、上記のように様々な形態で配設することができ、触媒担持布６０の配設の自由度を向上させることができる。これらの結果、ガスの成分を検出する性能を維持しつつ容易に製造することができる。また、触媒担持布６０の配設の自由度を向上させることができるので、触媒担持布６０の触媒性能や内燃機関１などの運転状況に応じて触媒担持布６０を配設することができ、容易に排出ガスに対する触媒作用の程度を調整することができる。この結果、より正確にガスの成分を検出することができる。
As described above, by disposing the
また、触媒担持手段は、粗密に形成された部材であれば、触媒担持布６０以外の部材によって形成されていてもよい。触媒担持手段は、触媒成分を担持すると共に粗密に形成された部材によって形成されていれば、排出ガスに対して触媒処理を行なうことができ、また、製造時における許容度を大きくすることができる。この結果、ガスの成分を検出する性能を維持しつつ容易に製造することができる。
Further, the catalyst support means may be formed of a member other than the
また、上述したガスセンサ２０は、内燃機関１の排気管８内にセンサ素子２５が位置するようにし、当該内燃機関１の運転時における排出ガスの成分を検出し、排出ガス内に含まれる酸素の量を検出するＯ2センサとして設けられているが、本発明に係るガスセンサ２０は、Ｏ2センサ以外に用いてもよい。センサ素子２５で成分を検出するガスが触媒を通過するように形成されるガスセンサ２０であれば、その用途は問わない。
Further, the
以上のように、本発明に係るガスセンサは、センサ素子を有するガスセンサに有用であり、特に、センサ素子で成分を検出するガスが触媒を通過するように設けられ、触媒を通過した後のガスの成分をセンサ素子で検出するガスセンサに適している。 As described above, the gas sensor according to the present invention is useful for a gas sensor having a sensor element, and in particular, a gas whose component is detected by the sensor element is provided so as to pass through the catalyst. It is suitable for a gas sensor that detects a component with a sensor element.
１ 内燃機関
２ シリンダヘッド
３ シリンダブロック
４ ピストン
５ 燃焼室
６ 点火プラグ
７ 吸気管
８ 排気管
９ 吸気バルブ
１０ 排気バルブ
１１ インジェクタ
１２ 触媒コンバータ
２０ ガスセンサ
２５ センサ素子
３０ カバー部
３１ インナーカバー
３２ インナーカバー閉塞部
３３ インナーカバー側壁部
３４ インナーカバー流入孔
４１ アウターカバー
４２ アウターカバー閉塞部
４３ アウターカバー側壁部
４４ アウターカバー流入孔
５０ ガス通路
５１ 第１ガス通路
５２ 第２ガス通路
６０ 触媒担持布
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記センサ素子の周囲に設けられると共に前記センサ素子の周囲にガス通路を形成し、且つ、前記ガス通路内に外部のガスを流入する流入孔が形成されたカバー部と、
前記流入孔から前記センサ素子に流れる全ての前記ガスが通過できる位置に配設され、且つ、触媒成分を担持すると共に粗密に形成された触媒担持手段と、
を備えることを特徴とするガスセンサ。 A sensor element for detecting a gas component;
A cover portion provided around the sensor element, forming a gas passage around the sensor element, and having an inflow hole through which external gas flows into the gas passage;
A catalyst carrying means that is disposed at a position where all the gas flowing from the inflow hole to the sensor element can pass, and carries a catalyst component and is formed densely;
A gas sensor comprising:
前記触媒保持体には、アルミナ、セリア、ジルコニア及びシリカのうちの少なくともいずれか１つが含まれていることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。 The catalyst supporting means has a catalyst holder for supporting the catalyst component,
The gas sensor according to claim 1, wherein the catalyst holder includes at least one of alumina, ceria, zirconia, and silica.
前記ガス通路は、前記複数のカバー部材間、或いは前記カバー部材と前記センサ素子との間に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスセンサ。 The cover part is formed by overlapping a plurality of cover members around the sensor element,
The gas sensor according to claim 1, wherein the gas passage is formed between the plurality of cover members or between the cover member and the sensor element.
The gas sensor according to claim 1, wherein the catalyst supporting unit is formed of a catalyst supporting cloth that is a cloth supporting the catalyst component.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005163014A JP2006337205A (en) | 2005-06-02 | 2005-06-02 | Gas sensor |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006337205A true JP2006337205A (en) | 2006-12-14 |
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ID=37557890
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| JP2005163014A Pending JP2006337205A (en) | 2005-06-02 | 2005-06-02 | Gas sensor |
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| JP (1) | JP2006337205A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009198348A (en) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ammonia gas sensor |
| JP2009236556A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ammonia gas sensor |
| DE112008003323T5 (en) | 2007-11-27 | 2011-03-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air fuel ratio sensor and control unit for an internal combustion engine |
| JP2014215069A (en) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | Gas sensor |
| JP7346349B2 (en) | 2020-03-27 | 2023-09-19 | 東レエンジニアリング株式会社 | gas sensor |
-
2005
- 2005-06-02 JP JP2005163014A patent/JP2006337205A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112008003323T5 (en) | 2007-11-27 | 2011-03-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air fuel ratio sensor and control unit for an internal combustion engine |
| US8131451B2 (en) | 2007-11-27 | 2012-03-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio sensor and control apparatus for internal combustion engine |
| JP2009198348A (en) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ammonia gas sensor |
| JP2009236556A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ammonia gas sensor |
| JP2014215069A (en) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | Gas sensor |
| JP7346349B2 (en) | 2020-03-27 | 2023-09-19 | 東レエンジニアリング株式会社 | gas sensor |
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