JP2009168677A - ガスセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のガスセンサ1は、センサ素子10とハウジング11と大気側カバー12とブッシュ2とを有する。ブッシュ2は、縦孔21を設けてなる。縦孔21には、筒状の支持体3と、通気フィルタ4とが挿入保持されている。大気側カバー12は、ブッシュ4を径方向内側にかしめるかしめ部121を有する。支持体3は、外側面32の一部に、ガスセンサ1の径方向の内側に向かって窪んでなる凹部からなる係止部320を有する。通気フィルタ4は、ブッシュ2によって支持体3に押圧された状態で、縦孔21の内側に保持されている。
【選択図】図1
Description
図5に示すように、従来のガスセンサ9は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子(図示略)と、該センサ素子を挿通保持するハウジング(図示略)と、該ハウジングの基端側に配設された大気側カバー91と、大気側カバー91の基端部を密閉するブッシュ92とを有する。
また、通気フィルタ94に対して基端側のみへと力が作用することにより、通気フィルタ94に局所的な応力が作用することとなる。これにより、通気フィルタ94に作用する熱応力が増大してしまうおそれがある。
それゆえ、通気フィルタをブッシュと支持体との間に十分に保持しつつ、通気フィルタの位置ずれを抑制することができる信頼性に優れたガスセンサが求められていた。
上記ブッシュは、軸方向に貫通してなる縦孔を設けてなり、
上記縦孔には、筒状の支持体と、少なくとも該支持体の基端側開口部及び該基端側開口部に連続する外側面の一部を覆うように上記支持体に取り付けられた通気フィルタとが挿入保持されており、
上記大気側カバーは、上記ブッシュを径方向内側にかしめるかしめ部を有し、
上記支持体は、外側面の一部に、上記ガスセンサの径方向の外側に突出してなる凸部と径方向の内側に向かって窪んでなる凹部とのいずれかからなる係止部を有し、
上記通気フィルタは、上記ブッシュによって上記支持体に押圧された状態で、上記縦孔の内側に保持されていることを特徴とするガスセンサにある(請求項1)。
上記支持体は、外側面の一部に、上記ガスセンサの径方向の外側に突出してなる凸部と径方向の内側に向かって窪んでなる凹部とのいずれかからなる係止部を有する。そして、ブッシュからの押圧力によって係止部がブッシュに食い込むことにより、通気フィルタをブッシュと支持体との間に十分に保持することができる。それゆえ、ブッシュが加熱されて熱膨張が生じたとき、ブッシュは係止部を中心として軸方向の先端側と基端側との双方に向かって伸びることができる。すなわち、係止部を中心としてブッシュの軸方向の伸び量を先端側と基端側とに分散させることができる。そして、通気フィルタに対しては基端側と先端側との双方に向かう力を作用させることができる。これにより、通気フィルタの軸方向の位置ずれを防ぎ、ひいては通気フィルタと支持体とが分離することを防ぐことができる。
その結果、信頼性に優れたガスセンサを得ることができる。
上記係止部(上記凸部及び上記凹部)は、本発明の作用効果を発揮し得るものであれば、いかなる形状、大きさ等であってもよい。
上記通気フィルタとして、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等からなるものを用いることができる。
なお、本明細書において、自動車エンジンの排気管等の内側に設置される側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
この場合には、ブッシュを、軸方向の先端側と基端側との双方に向かって均等に伸びさせることができる。これにより、通気フィルタの位置ずれを十分に防ぐとともに、通気フィルタに作用する熱応力を十分に低減することができる。
この場合には、ブッシュを、先端側と基端側との双方に向かって一層均等に伸びさせることができる。これにより、通気フィルタの位置ずれを一層防ぐとともに、通気フィルタに作用する熱応力を一層低減することができる。
この場合には、通気フィルタを支持体に十分に係止することができる。これにより、通気フィルタの位置ずれを一層防ぐとともに、通気フィルタに作用する熱応力を一層低減することができる。
この場合には、嵌合部によってブッシュと係止部とを十分に係止することができ、ブッシュによって通気フィルタと支持体とを確実に保持することができる。すなわち、嵌合部においても、他の部分と同様の押圧力を通気フィルタに与えることができるため、係止部における通気フィルタの係止をより確実に行うことができる。
この場合には、より一層信頼性に優れたガスセンサを得ることができる。すなわち、上記構成においては、通気フィルタをブッシュの押圧力のみによって保持することとなる。そして、大気側絶縁碍子とブッシュとは離隔して配置されているため、大気側絶縁碍子からブッシュへはほとんど熱伝達されない。これにより、通気フィルタ及びブッシュの温度上昇を十分に抑制することができる。
その結果、より一層信頼性に優れたガスセンサを得ることができる。
本発明の実施例に係るガスセンサについて、図1〜図3を用いて説明する。
本例のガスセンサ1は、図1に示すように、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子10と、該センサ素子10を挿通保持するハウジング11と、該ハウジング11の基端側に配設された大気側カバー12と、大気側カバー12の基端部を密閉するブッシュ2とを有する。
縦孔21には、筒状の支持体3と、少なくとも該支持体3の基端側開口部31及び該基端側開口部31に連続する外側面32の一部を覆うように支持体3に取り付けられた通気フィルタ4とが挿入保持されている。
支持体3は、外側面32の一部に、ガスセンサ1の径方向の内側に向かって窪んでなる凹部からなる係止部320を有する。
通気フィルタ4は、ブッシュ2によって支持体3に押圧された状態で、縦孔21の内側に保持されている。
本例のガスセンサ1は、例えば、A/Fセンサ、NOxセンサ、酸素センサ等とすることができる。
ガスセンサ1は、上述したように、センサ素子10と、ハウジング11と、大気側カバー12と、ブッシュ2とを有するほか、図1に示すように、センサ素子10の内側に挿通してなるヒータ100と、センサ素子10と電気的に接続されたリード線13と、ハウジング11の先端側にあってセンサ素子10の先端部を保護する素子カバー14と、リード線13の端子とセンサ素子10の端子とを接続する接続部131を大気側カバー12の内部において挿通保持する大気側絶縁碍子15とを有する。
そして、縦孔21には、図1、図2に示すように、例えばステンレスからなる支持体3と、例えば多孔質のPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)からなる通気フィルタ4とが挿入保持されている。
また、その周囲には、例えば四本のリード線13を挿通するための四つのリード挿通孔22が形成されている。
そして、ブッシュ2は、大気側カバー12のかしめ部121により径方向内側にかしめられている。
また、ブッシュ2の先端面200は、大気側カバー12における大気側絶縁碍子15とブッシュ2との間に形成された段部122に当接している。すなわち、本例においては、ブッシュ2は、大気側絶縁碍子15と非接触の状態で配設されている。
また、支持体3は、基端側から基端側開口部31と外側面32とが通気フィルタ4によって覆われている。
また、上述したように、支持体3の外側面32には、係止部320が形成されている。
該係止部320は、軸方向長さが例えば1〜8mmであり、径方向内側への窪み量が例えば0.1〜0.7mmである凹部により形成されている。
また、係止部320は、支持体3の外側面32の全周にわたって形成されている。
なお、ブッシュ2に押圧される前においては、通気フィルタ4の外側面は、図3に示すようにストレート形状にて形成されている。この支持体3と通気フィルタ4とを組み合わせたものを図3の矢印Xの方向へと縦孔21内に挿通していく。次いで、通気フィルタ4は、ブッシュ2を介してかしめ部121により押圧されて、係止部320と嵌合部210との形状に沿うような形状となる。
なお、通気フィルタは、上記とは異なり、筒形状ではなくシート形状のものとすることもできる。かかる場合には、通気フィルタをブッシュ2の縦孔21に圧入して配置することができる。
そして、ブッシュ2は、かしめ部121によりかしめられている。すなわち、かしめ部121は、通気フィルタ4及び支持体3とブッシュ2とを密着させているほか、リード挿通孔22とリード線13とをも密着させている。
なお、かしめ部121は係止部320と同じ軸方向位置における径方向外側に形成されている。
そして、ハウジング11の内側には、センサ素子10が挿通されている。
センサ素子10には、特定ガス濃度を検知する検出部と、該検出部を加熱するためのヒータと、これらに電気的に接続された端子とが設けてある(図示略)。
上記各端子は、大気側絶縁碍子15の内部に配された接続端子131を介して四本のリード線13とそれぞれ接続されている。
なお、本例においては、コップ型のセンサ素子10を有するガスセンサ1としたが、積層型のセンサ素子を有するガスセンサとすることもできる。
また、ハウジング11の先端側には、センサ素子10の先端部を保護する素子カバー14が設けられている。
大気は、ガスセンサ1の基端部、すなわち通気フィルタ4の基端部から取り込まれる。なお、通気フィルタ4として、上述したように例えばPTFEからなるものを用いることができるため、水分等を除去して大気を取り込むことができる。すなわち、通気フィルタ4においては、大気の導通が阻害されることがない。
次いで、大気は、センサ素子10の方へと導入され、最終的にセンサ素子10内部に設けられた基準ガス空間へと導入される。
支持体3は、外側面32の一部に、ガスセンサ1の径方向の内側に向かって窪んでなる凹部からなる係止部320を有する。そして、ブッシュ2からの押圧力によって係止部320がブッシュ2に嵌入することにより、通気フィルタ4をブッシュ2と支持体3との間に十分に保持することができる。これにより、ガスセンサ1の基端部における防水性を十分に確保することができる。それゆえ、ブッシュ2が加熱されて熱膨張が生じたとき、ブッシュ2は係止部320を中心として軸方向の先端側と基端側との双方に向かって伸びることができる。すなわち、係止部320を中心としてブッシュ2の軸方向の伸び量を先端側と基端側とに分散させることができる。そして、通気フィルタ4に対しては基端側と先端側との双方に向かう力が作用することとなる。これにより、通気フィルタ4の軸方向の位置ずれを防ぎ、ひいては通気フィルタ4と支持体3とが分離することを防ぐことができる。
その結果、信頼性に優れたガスセンサ1を得ることができる。
その結果、より一層信頼性に優れたガスセンサを得ることができる。
本例は、図4に示すように、係止部320が、支持体3の外側面32の一部においてガスセンサ1の径方向の外側に向かって突出してなる凸部からなるガスセンサ1の例である。
また、ブッシュ2は、係止部320の形状に沿うように形成された嵌合部210を有する。すなわち、本例においては、該嵌合部210も、ガスセンサ1の径方向の外側に向かって突出してなる。
その他は、実施例1と同様の構成及び同様の作用効果を有する。
10 センサ素子
11 ハウジング
12 大気側絶縁碍子
121 かしめ部
13 リード線
2 ブッシュ
21 縦孔
3 支持体
31 基端側開口部
32 外側面
320 係止部
Claims (6)
- 被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子と、該センサ素子を挿通保持するハウジングと、該ハウジングの基端側に配設された大気側カバーと、上記大気側カバーの基端部を密閉するブッシュとを有するガスセンサにおいて、
上記ブッシュは、軸方向に貫通してなる縦孔を設けてなり、
上記縦孔には、筒状の支持体と、少なくとも該支持体の基端側開口部及び該基端側開口部に連続する外側面の一部を覆うように上記支持体に取り付けられた通気フィルタとが挿入保持されており、
上記大気側カバーは、上記ブッシュを径方向内側にかしめるかしめ部を有し、
上記支持体は、外側面の一部に、上記ガスセンサの径方向の外側に突出してなる凸部と径方向の内側に向かって窪んでなる凹部とのいずれかからなる係止部を有し、
上記通気フィルタは、上記ブッシュによって上記支持体に押圧された状態で、上記縦孔の内側に保持されていることを特徴とするガスセンサ。 - 請求項1において、上記係止部は、上記支持体の軸方向における中央部の軸方向位置と同位置に形成されていることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項2において、上記係止部の上記中央部は、上記支持体における軸方向長さの40〜60%の範囲内の位置に配置されていることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記係止部は、上記支持体の外側面の全周にわたって形成されていることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1〜4のいずれか一項において、上記ブッシュは、上記縦孔に上記支持体を挿入する前の状態において上記支持体の上記係止部の外形に沿う形状の嵌合部を有することを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1〜5のいずれか一項において、上記ガスセンサは、上記センサ素子と電気的に接続されたリード線の端子と上記センサ素子の端子とを接続する接続部を内側に挿通保持する大気側絶縁碍子を有し、該大気側絶縁碍子と上記ブッシュとは、非接触の状態で配設されていることを特徴とするガスセンサ。
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