JP2009276339A - センサ - Google Patents
センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009276339A JP2009276339A JP2009016281A JP2009016281A JP2009276339A JP 2009276339 A JP2009276339 A JP 2009276339A JP 2009016281 A JP2009016281 A JP 2009016281A JP 2009016281 A JP2009016281 A JP 2009016281A JP 2009276339 A JP2009276339 A JP 2009276339A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outer cylinder
- cylinder member
- sensor
- protective
- protective outer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4077—Means for protecting the electrolyte or the electrodes
Abstract
【課題】塩水等の付着による外筒部材の腐食が抑えられ、外筒部材の内部への塩水等の侵入による検出精度の低下が防止されるセンサを提供する。
【解決手段】本発明のセンサ100は、センサ素子2と、主体金具4と、主体金具4の後端側に固定される筒状の外筒部材11と、外筒部材11の外周面を覆う筒状の保護外筒部材12とを備え、外筒部材11には、外筒部材11と保護外筒部材12との間を封止するために、その外周面の周方向にわたって保護外筒部材12と直接接する封止部Aと、封止部Aの先端側に延在し、保護外筒部材12と離間して対向する離間部R1とを有するセンサにおいて、外筒部材11が保護外筒部材12よりも錆びにくいことを特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】本発明のセンサ100は、センサ素子2と、主体金具4と、主体金具4の後端側に固定される筒状の外筒部材11と、外筒部材11の外周面を覆う筒状の保護外筒部材12とを備え、外筒部材11には、外筒部材11と保護外筒部材12との間を封止するために、その外周面の周方向にわたって保護外筒部材12と直接接する封止部Aと、封止部Aの先端側に延在し、保護外筒部材12と離間して対向する離間部R1とを有するセンサにおいて、外筒部材11が保護外筒部材12よりも錆びにくいことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、センサに関する。更に詳しくは、酸素センサ、炭化水素センサ、酸化窒素センサなど、測定対象となる雰囲気に含まれる被検出成分を検出するためのガスセンサ、及び測定対象となる雰囲気の温度を測定するための温度センサ等の各種のセンサに関する。
従来より、センサは、雰囲気に含まれる被検出成分を検出する検出部が先端に設けられたセンサ素子、外周面にセンサ取付用のネジ部が形成された主体金具、主体金具の先端側から突出しているセンサ素子の検出部を覆うように主体金具に固定されたプロテクタ、主体金具の後端側の開口部に固定され、開口部から後方に延びるセンサ素子を保護する外筒部材、外筒部材の径方向周囲を覆うともに、撥水フィルタを介して配設された保護外筒部材等の複数の筒状体が組み合わされて構成されている。
このようなセンサのうち、例えば、酸素センサは、近年、排気管に取り付けられた排ガス中の有機物質を分解する触媒装置の下流側に装着することで、有機物質が除去された排ガスに含まれる被検出成分を測定することが一般的となっている。この場合、酸素センサは、エンジンから自動車の底部に沿って後方に延びる排気管の下流側に配設されるため、自動車走行時に跳ね上げられた水が、ガスセンサの外表面に水滴となって付着することがある。そのため、水分等がガスセンサの内部に侵入するのを防止するため、複数の筒状体同士を確実に接合し、ガスセンサの十分な水密性を確保する必要がある。
上記のように複数の筒状体同士を接合する方法として、加締め固定法等が挙げられ、例えば、プロテクタが、主体金具の先端部に加締め固定され、外筒部材の先端部が、主体金具の後端部に加締め固定され、保護外筒部材の外筒部材に嵌装された先端側が、外筒部材に加締め固定された酸素センサが知られている(例えば、特許文献1参照)。この酸素センサでは、例えば、保護外筒部材の先端側に、径方向内側に縮径する形態で連結加締め部が設けられ、この連結加締め部が、外筒部材の外表面に密着することによって、外筒部材と保護外筒部材との間からの水分等の侵入が防止されている。
ところで、図5に示されるように、保護外筒部材12の先端側における連結加締め固定は、誤差範囲内での位置ずれを許容するため、保護外筒部材12の先端から後方側にやや離れた位置でなされることが多い。しかし、この位置で加締めがなされると、保護外筒部材12の連結加締め部S4よりも更に先端側の残部が外方に反ってしまい、保護外筒部材12の先端部と外筒部材11の外表面との問に微少な隙間が形成されることが多い。このように隙間が形成された場合、ガスセンサの外表面周面に付着した水滴等が毛細管現象によって隙間に引き込まれ、この隙間に引き込まれた水分は、その表面張力によって長期に渡って隙間に滞留することになる。
特に、この隙間に金属塩を含むような水溶液、例えば、塩分が溶解した水溶液(以下、塩水という。)が引き込まれた場合、隙間に露出する外筒部材11(以下、離間部R1)の外表面と保護外筒部材12の内表面との間で化学反応が起こり、離間部R1の外表面及び保護外筒部材12の内表面がともに腐食する恐れがある。例えば、積雪の多い寒冷地では、塩化カルシウムを主成分とする融雪剤が撒布されるのが一般的であるが、融雪により地面にできた水溜まりには、この塩化カルシウムが溶解していることが多い。そして、このような水溜まりを自動車が通過した場合、跳ね上げられた塩水がガスセンサの表面に付着し、この塩水が前記の隙間に引き込まれて滞留し、腐食する恐れがある。特に、離間部R1にこの腐食が進行すると、離間部R1にクラックCが発生することもあり、このクラックCから塩水が外筒部材11の内部に侵入し、センサの検出精度が低下する恐れもある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、複数の筒状体が互いに接合された構造を有するセンサにおいて、塩水等の水分の付着による外筒部材の腐食が抑えられ、外筒部材の内部への塩水等の侵入によるセンサの検出精度の低下が防止されるセンサを提供することを目的とする。
本発明のセンサは、軸線方向に延び、先端側が測定対象ガスに晒されるセンサ素子と、該センサ素子の周囲を覆う主体金具と、該主体金具の後端側に固定される金属製の外筒部材と、該外筒部材の外表面を覆う筒状の金属製の保護外筒部材とを備え、該外筒部材は、周方向にわたって該保護外筒部材と直接又は別部材を介して接する封止部と、該封止部よりも先端側に位置し、該保護外筒部材と離間して対向する離間部と、を有するセンサにおいて、前記外筒部材が、前記保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いることを特徴とする特徴とする。
また、請求項1記載のセンサにおいて、前記外筒部材の材料及び前記保護外筒部材の材料がステンレス鋼であり、且つ、前記外筒部材の材料が、前記保護外筒部材の材料よりもCrの含有量(wt%)が多いことを特徴とする。
また、請求項2記載のセンサにおいて、前記外筒部材の材料が、前記保護外筒部材の材料よりもNiの含有量(wt%)が多いことを特徴とする。
さらに、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のセンサにおいて、前記外筒部材がSUS310Sから形成されており、前記保護外筒部材がSUS304Lから形成されていることを特徴とする。
また、請求項1記載のセンサにおいて、前記外筒部材の材料及び前記保護外筒部材の材料がステンレス鋼であり、且つ、前記外筒部材の材料が、前記保護外筒部材の材料よりもCrの含有量(wt%)が多いことを特徴とする。
また、請求項2記載のセンサにおいて、前記外筒部材の材料が、前記保護外筒部材の材料よりもNiの含有量(wt%)が多いことを特徴とする。
さらに、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のセンサにおいて、前記外筒部材がSUS310Sから形成されており、前記保護外筒部材がSUS304Lから形成されていることを特徴とする。
本発明のセンサによれば、外筒部材が、保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いることで、保護外筒部材の内周面と外筒部材(離間部)の外周面との隙間に塩水等が滞留したとしても、保護外筒部材が外筒部材よりも先に腐食するため、外筒部材が腐食するのを抑えることができる。その結果、クラックCが形成されにくく、塩水が外筒部材の内部に侵入することを抑制でき、センサの検出精度が低下することを抑制できる。
なお、「前記外筒部材が、前記保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いる」とは、以下の方法にて実施できる。まず、所定の材料からなる第1試験片と、第1試験片とは異なる材料からなる第2試験片とを準備し、この第1試験片、第2試験片をJIS Z2371(2007年度版)の塩水噴霧試験方法にてそれぞれ試験する。試験後、第1試験片、第2試験片の重量をそれぞれ測定し、例えば、第1試験片が第2試験片よりも軽い重量となったとき、第1試験片が第2試験片よりも錆やすいと判断する。そして、第1試験片に用いられる材料を保護外筒部材に用い、第2試験片に用いられる材料を外筒部材に用いることで、外筒部材が保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いることが実施できる。
そして、外筒部材及び保護外筒部材は、外部からの飛石等を防止するため、ステンレス鋼を用いることが好ましい。この際、外筒部材に含まれるCrの含有量(wt%)が、保護外筒部材に含まれるCrの含有量(wt%)よりも多いステンレス鋼を用いることで、外筒部材が保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いることができる。
なお、外筒部材及び保護外筒部材にステンレス鋼を用いる場合には、外筒部材のステンレス鋼に含まれるCrの含有量(wt%)が、保護外筒部材のステンレスに含まれるCrの含有量(wt%)よりも多くするだけでなく、さらに、外筒部材のステンレス鋼に含まれるNiの含有量(wt%)が、保護外筒部材のステンレスに含まれるNiの含有量(wt%)よりも多くすることがさらに好ましい。
なお、外筒部材及び保護外筒部材にステンレス鋼を用いる場合には、外筒部材のステンレス鋼に含まれるCrの含有量(wt%)が、保護外筒部材のステンレスに含まれるCrの含有量(wt%)よりも多くするだけでなく、さらに、外筒部材のステンレス鋼に含まれるNiの含有量(wt%)が、保護外筒部材のステンレスに含まれるNiの含有量(wt%)よりも多くすることがさらに好ましい。
さらに、具体的な材料としては、外筒部材にSUS310Sを用い、保護外筒部材にSUS304Lを用いることが更に好ましい。このSUS310Sは、C:0.08%以下、Si:1.50%以下、Mn:2.00%以下、P:0.045%以下、S:0.03%以下、Ni19.00〜22.00%、Cr:24.00〜26.00%、残部Feで形成されている。また、SUS304Lは、C:0.03%以下、Si:1.00%以下、Mn:2.00%以下、P:0.045%以下、S:0.03%以下、Ni9.00〜13.00%、Cr:18.00〜20.00%、残部Feで形成されている。
以下、本発明のセンサの一実施の形態であるガスセンサ100について、図面を参照しながら説明する。
[1]第1の実施形態のガスセンサ
図1は、本実施形態に係るガスセンサ100の模式的な断面図であり、このガスセンサ100は、自動車の排気管に装着されて使用に供されるものであって、このガスセンサ100として、例えば、排気管の内部を流通する排気ガスに含まれる酸素濃度を検出する酸素センサ等が挙げられ、以下、この酸素センサについて詳しく説明する。
[1]第1の実施形態のガスセンサ
図1は、本実施形態に係るガスセンサ100の模式的な断面図であり、このガスセンサ100は、自動車の排気管に装着されて使用に供されるものであって、このガスセンサ100として、例えば、排気管の内部を流通する排気ガスに含まれる酸素濃度を検出する酸素センサ等が挙げられ、以下、この酸素センサについて詳しく説明する。
ガスセンサ100は、軸線方向に延びるとともに、先端部が閉塞された有底筒状をなすセンサ素子2と、センサ素子2の周囲を覆うともに、自身の内面側にセンサ素子2を保持する主体金具4と、主体金具4の後端側に固定される筒状の外筒部材11と、外筒部材11の外周面を覆う筒状の保護外筒部材12とを備える。
尚、本実施形態において、図1のセンサ100の軸線方向のうち、センサ素子2の測定対象ガス(排気ガス)に曝される先端部に向かう側(有底筒状の固体電解質体21の底部側、図1の下方側)を「先端側」とし、これと反対方向(図1の上方側)を「後端側」として説明する。
尚、本実施形態において、図1のセンサ100の軸線方向のうち、センサ素子2の測定対象ガス(排気ガス)に曝される先端部に向かう側(有底筒状の固体電解質体21の底部側、図1の下方側)を「先端側」とし、これと反対方向(図1の上方側)を「後端側」として説明する。
センサ素子2は、イットリア等を安定化剤として固溶させた部分安定化ジルコニアなどを主成分とする酸素イオン伝導性を有するセラミックを用いて成形され、先端部が閉塞された有底筒状の固体電解質体21と、この固体電解質体21の内面のほぼ全面に形成されたPt又はPt合金からなる多孔質の内部電極層22と、固体電解質体21の外面に内部電極層22と同様にして形成された多孔質の外部電極層23とを有する。また、外部電極層23は、アルミナマグネシアスピネル等の耐熱性セラミックからなる多孔質の電極保護層(図示せず)により被覆されている。さらに、センサ素子2の軸線方向の略中間位置には、径方向外側に向かって突出する係合用フランジ部24が設けられている。
固体電解質体21の内部には、発熱部31を有する棒状のセラミックヒータ3が、発熱部31が固体電解質体21の底部側に位置するように挿入されている。このセラミックヒータ3では、後述するヒータ用リード線32、33を介して通電されることで発熱部31が発熱し、センサ素子2が加熱されて活性化される。
主体金具4は、ガスセンサ100を排気管の取付部に取り付けるためのネジ部41と、排気管の取付部への取り付け時に取付工具をあてがう六角部42とを有する。また、主体金具4の先端側内周には、径方向内側に向かって突出する金具側段差部43が設けられ、金具側段差部43には、パッキン51を介してアルミナ製の支持部材52が係止されている。そして、センサ素子2は、係合用フランジ部24が支持部材52に支持されることにより、主体金具4に支持される。更に、支持部材52の後端側における主体金具4の内面とセンサ素子2の外面との間には、滑石粉末等の無機充填材が充填されて充填材部53が形成され、この充填部材53の後端側には、アルミナ製のスリーブ54及び環状リング55が順次同軸状に内挿されて配設される。
また、主体金具4の先端側外周には、センサ素子2の主体金具4の先端から突出している先端部を取り囲むように金属製の二重のプロテクタ61、62が溶接により固定されている。プロテクタ61、62には、それぞれ複数のガス取入孔が形成されており、このガス取入孔から排気ガスが流入し、排気ガスに含まれる酸素濃度が検出される。
筒状の外筒部材11は、厚さ0.8mmのSUS310Sにて形成されており、その先端側が主体金具4の後端側の内側に挿入されて固定されている。また、この外筒部材11は、先端側の拡径した開口端部である先端開口端部11aを環状リング55に当接させた状態で、主体金具4の金具側後端部44を内側方向に加締めることで、主体金具4に固定されている。
尚、ガスセンサ100においては、主体金具4の金具側後端部44を加締めることにより、滑石粉末等の無機充填材がスリーブ54を介して圧縮充填され、充填材部53が形成される構造になっている。これにより、センサ素子2が筒状の主体金具4の内側に水密状に保持されている。
尚、ガスセンサ100においては、主体金具4の金具側後端部44を加締めることにより、滑石粉末等の無機充填材がスリーブ54を介して圧縮充填され、充填材部53が形成される構造になっている。これにより、センサ素子2が筒状の主体金具4の内側に水密状に保持されている。
更に、外筒部材11には、その軸線方向における略中間位置に外筒段差部11b形成されており、外筒段差部11bより先端側が外筒先端側胴部11cとして形成され、外筒段差部11bより後端側が外筒後端側胴部11dとして形成されている。そして、外筒後端側胴部11dは、外筒先端側胴部11cより内径及び外径がともにやや小さく形成され、且つその内径は後述するセパレータ6のセパレータ本体部61の外径より若干大きく形成されている。また、外筒後端側胴部11dには、周方向に沿って所定の間隔で複数の大気導入孔11eが形成されている。
保護外筒部材12は、厚さ0.4mmSUS304Lの板材を深絞り加工することにより筒状に成形され、後端側に外部から内部に通じる開口部を有する保護外筒後端側部12a、先端側に外筒部材11に対して後端側から同軸状に嵌装され、連結される保護外筒先端側部12b、保護外筒後端側部12aと保護外筒先端側部12bとの間の保護外筒変径部12cが形成されている。また、保護外筒部材12の保護外筒先端側部12bには、周方向に沿って所定の間隔で複数の大気導入孔12dが形成されている。
尚、保護外筒後端側部12aには、後述する弾性シール部材7を水密状に固定するための加締め部S1が形成されている。
尚、保護外筒後端側部12aには、後述する弾性シール部材7を水密状に固定するための加締め部S1が形成されている。
また、保護外筒部材12には大気導入孔12dが形成され、外筒部材11には大気導入孔11eが形成されているが、保護外筒部材12と外筒部材11との間の少なくとも各々の大気導入孔12d、11eに対応する位置にはフィルタ8が配設されている。このフィルタ8により、大気導入孔11eから水分が侵入するのを防止することができる。このフィルタ8は、合成樹脂製の繊維等からなる多孔質体により形成され、特に撥水性に優れる繊維からなる多孔質体からなるフィルタ8であることが好ましい。このようなフィルタ8としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン繊維からなる多孔質体(ジャパンゴアテックス社製、商品名「ゴアテックス」)等が挙げられ、水又は多量の水を含む液体の透過は抑えられる一方で、大気等の気体は容易に透過させることができる。
また、図2のように、保護外筒部材12と外筒部材11とは、保護外筒部材12の保護外筒先端側部12bのうちで、大気導入孔12dより後端側の少なくとも一部を、フィルタ8を介して径方向内側に加締めることで形成された第2加締め部S2と、大気導入孔12dよりも先端側の少なくとも一部を、フィルタ8を介して径方向内側に加締めることで形成された第3加締め部S3とにより固定されている。この場合、配設されたフィルタ8は、外筒部材11と保護外筒部材12との問で圧縮されて保持されることになる。また、保護外筒部材12の保護外筒先端側部12bは外筒先端側胴部11cに対して、外側から嵌装されるように配設されている。更に、保護外筒先端側部12bの先端部と外筒先端側胴部11cとが加締められ、即ち、保護外筒先端側部12bの先端部が径方向内側に向けて加締められ、径方向内側に縮径した連結加締め部S4が形成されている。
上記のようにして、外筒部材11に保護外筒部材12が加締め固定されることで、外筒部材11と保護外筒部材12とは互いに強固に固定され連結される。そして、基準ガスとしての大気は、大気導入孔12d、フィルタ8及び大気導入孔11eを流通して外筒部材11の内部に導入され、固体電解質体21の底部21aに導入される。一方、水分はフィルタ8により流入が抑えられ、外筒部材11の内部への侵入が阻止される。
尚、外筒部材11と保護外筒部材12とは、加締めばかりでなく、抵抗溶接、レーザービーム溶接及び電子ビーム溶接等の溶接、並びに圧入などの方法により連結し、固定することもできる。
尚、外筒部材11と保護外筒部材12とは、加締めばかりでなく、抵抗溶接、レーザービーム溶接及び電子ビーム溶接等の溶接、並びに圧入などの方法により連結し、固定することもできる。
外筒部材11と保護外筒部材12とは、連結加締め部S4において加締められることにより連結し、固定されている。この際、外筒部材11に、周方向にわたって保護外筒部材12と接する封止部A(連結加締め部S4に対応する部分)と、封止部Aの先端側に延在し、保護外筒部材12と離間して対向する離間部R1とが形成される。なお、溶接及び圧入の場合も同様に封止部Aと離間部R1とが形成される。
この保護外筒部材12の先端部の内周面と外筒部材11の外周面との隙間(離間部R1に対応する部分)に入り込んだ水分が滞留したとしても、外筒部材11をSUS310Sとし、保護外筒部材12をSUS304Lすることにより、外筒部材11が保護外筒部材12よりも錆びにくい材料を用いており、保護外筒部材12が外筒部材11よりも先に腐食する。このため、外筒部材11が腐食するのを抑えることができ、センサの検出精度が低下することを抑制できる。
さらに、図1のように、外筒部材11の外筒後端側胴部11dの内側には、略円筒状のセパレータ6が配設されている。このセパレータ6には、素子用リード線25、26と、ヒータ用リード線32、33とを挿通するためのリード線挿通孔62が、先端側から後端側にかけて貫通するように形成されている。また、セパレータ6には、このセパレータ6の先端面において開口する有底の保持孔63が軸線方向に形成されている。この保持孔63の内部にはセラミックヒータ3の後端部が挿入され、セラミックヒータ3の後端面が保持孔63の底面に当接することによりセラミックヒータ3の軸線方向における位置決めがなされている。
更に、このセパレータ6は、外筒部材11の後端側の内側に嵌装されたセパレータ本体部61を備えるとともに、セパレータ本体部61の後端部から径方向外側に延設されたセパレータフランジ部64を有している。即ち、セパレータ6は、セパレータ本体部61が外筒部材11に嵌装されるとともに、セパレータフランジ部64が外筒部材11の後端面にフッ素ゴム等からなる環状シール部材9を介して支持される状態で、保護外筒部材12の内側に配設されている。
一方、セパレータ6の後端側には、耐熱性に優れるフッ素ゴム等からなる弾性シール部材7が配設されている。この弾性シール部材7は、本体部71と、この本体部71の先端側において径方向外側に向けて延設されたシール部材鍔部72とを有している。また、本体部71を軸線方向に貫通するように4個のリード線挿通孔73が形成されている。このように、弾性シール部材7が、保護外筒部材12の後端側の内側に内挿され、保護外筒部材12が加締められて、加締め部S1が形成されることによって、弾性シール部材7が保護外筒部材12に固定されている。
更に、素子用リード線25、26及びヒータ用リード線32、33は、セパレータ6のセパレータリード線挿通孔62、弾性シール部材7のリード線挿通孔73に挿通されて、外筒部材11及び保護外筒部材12の内部から外部に向かって引き出されている。
尚、これら4本のリード線32、33、25、26は、外部において図示しないコネクタに接続され、このコネクタを介してECU等の外部機器と各々のリード線32、33、25、26との電気信号の入出力がなされることになる。
尚、これら4本のリード線32、33、25、26は、外部において図示しないコネクタに接続され、このコネクタを介してECU等の外部機器と各々のリード線32、33、25、26との電気信号の入出力がなされることになる。
また、リード線32、33、25、26は、詳細は図示しないが、導線が樹脂製の絶縁皮膜により被覆された構造を有し、導線の後端部がコネクタに設けられたコネクタ端子に接続される。そして、素子用リード線25の導線の先端部は、固体電解質体21の外面に外装された端子金具K1の後端部に加締められ、素子用リード線26の導線の先端部は、固体電解質体21の内側に圧入された端子金具K2の後端部に加締められ、それぞれ接続されている。これにより、素子用リード線25は、センサ素子2の外部電極層23と電気的に接続され、素子用リード線26は、内部電極層22と電気的に接続される。他方、ヒータ用リード線32、33の導線の先端部は、セラミックヒータ3の発熱抵抗体と接合された一対のヒータ用端子金具と各々接続される。
上記第1の実施形態に係るガスセンサ100に限られず、図3のようなガスセンサ100とは異なる構造の第2の実施形態に係るガスセンサ200においても同様な効果を得ることできる。
ガスセンサ200は、軸線方向に延びる板状のセンサ素子101と、内面側に他部材を介してセンサ素子101を保持している主体金具102と、主体金具102の後端側に固定された外筒部材111と、外筒部材111の他端側の外周面に嵌装され、固定された保護外筒部材112とを備える。
センサ素子101では、測定対象となる雰囲気に含まれる被検出成分を検出する検出部101aと、セラミックヒータ103とが一体に形成されており、従来周知の構造を有している。主体金具102は、ガスセンサ200を排気管の取付部に取り付けるためのネジ部102aと、排気管の取付部への取り付け時に取付工具をあてがう六角部102bとを有する。また、主体金具102の金具側段差部102cには、アルミナ製の支持部材104が係止されている。そして、センサ素子101は、支持部材104にガラス質のシール部材104aにより固定されている。更に、主体金具102の先端側には、センサ素子101の主体金具102から突出している先端部を取り囲むように金属製の二重のプロテクタ105a、105bが溶接により固定されている。プロテクタ105a、105bには、それぞれ複数のガス取入孔が形成されており、このガス取入孔から排気ガスが流入し、排気ガスに含まれる酸素濃度が検出される。
また、主体金具102の後端側には外筒部材111の先端側が嵌装されて固定されている。この外筒部材111は、その軸線方向における略中央位置に段差部111aが形成されており、外筒段差部111aより先端側が外筒先端側胴部111bとして形成され、外筒段差部111aより後端側が外筒後端側胴部111cとして形成されている。更に、この外筒後端側胴部111cには、周方向に沿って所定の間隔で複数の大気導入孔111dが形成されている。また、外筒部材111の外筒後端側胴部111cには、保護外筒部材112の先端側が同軸状に嵌装され、連結されている。この保護外筒部材112にも、周方向に沿って所定の間隔で複数の大気導入孔112aが形成されている。
この外筒部材111は、SUS310Sから形成されており、保護外筒部材112は、SUS304Lから形成されている。
この外筒部材111は、SUS310Sから形成されており、保護外筒部材112は、SUS304Lから形成されている。
保護外筒部材112には大気導入孔112aが形成され、外筒部材111には大気導入孔111dが形成されているが、保護外筒部材112と外筒部材111との間の少なくとも各々の大気導入孔112a、111dに対応する位置にはフィルタ106が配置されている。
保護外筒部材112は、外筒部材111に径方向内側に向かって加締められて固定され、連結されている。より具体的には、フィルタ106の配設位置より後端側において保護外筒部材112と外筒部材111とが直接加締められる第1加締め部S11と、大気導入孔112a、111dより後端側にてフィルタ106を介して加締められる第2加締め部S12と、大気導入孔112a、111dより先端側にて加締められる連結加締め部S13とを有している(図4参照)。
外筒部材111と保護外筒部材112とは、連結加締め部S13において加締められることにより連結し、固定されている。この際、外筒部材111に、周方向にわたって保護外筒部材112と接する封止部A2(連結加締め部S13に対応する部分)と、封止部A2の先端側に延在し、保護外筒部材112と離間して対向する離間部R11とが形成される。なお、溶接及び圧入の場合も同様に封止部A2と離間部R11とが形成される。
この保護外筒部材112の先端部の内周面と外筒部材111の外周面との隙間(離間部R11に対応する部分)に入り込んだ水分が滞留したとしても、外筒部材111をSUS310Sとし、保護外筒部材112をSUS304Lすることにより、外筒部材111が保護外筒部材112よりも錆びにくい材料を用いており、保護外筒部材112が外筒部材111よりも先に腐食する。このため、外筒部材111が腐食するのを抑えることができ、センサの検出精度が低下することを抑制できる。
また、外筒部材111の外筒先端側胴部111bの内側には、略円筒状のセパレータ107が配設されている。そして、このセパレータ107の内側には、素子用リード線101a、101bと、ヒータ用リード線103a、103bとに接続する接続端子108(図9には2個の接続端子のみを記載した。)が内挿されている。一方、外筒部材111の外筒後端側胴部111cの内側には、耐熱性に優れるフッ素ゴム等からなる弾性シール部材109が配設されており、この弾性シール部材109には軸線方向に貫通するように4個のリード線挿通孔109aが形成されている。
本発明は、各種のガスセンサ、例えば、酸素センサ、炭化水素センサ、酸化窒素センサなど、測定対象となる雰囲気に含まれる被検出成分を検出するためのガスセンサ、及び測定対象となる雰囲気の温度を測定するための温度センサ等において利用することができる。
100、200;ガスセンサ、11、111;外筒部材、12、112;保護外筒部材、2、101;センサ素子、4、102;主体金具、6、107;セパレータ、8、106;フィルタ、S4、S13;連結加締め部、A、A2;封止部、R1、R11;離間部。
Claims (4)
- 軸線方向に延び、先端側が測定対象ガスに晒されるセンサ素子と、
該センサ素子の周囲を覆う主体金具と、
該主体金具の後端側に固定される金属製の外筒部材と、
該外筒部材の外表面を覆う筒状の金属製の保護外筒部材とを備え、
該外筒部材は、周方向にわたって該保護外筒部材と直接又は別部材を介して接する封止部と、該封止部よりも先端側に位置し、該保護外筒部材と離間して対向する離間部と、を有するセンサにおいて、
前記外筒部材が、前記保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いることを特徴とする特徴とするセンサ。 - 前記外筒部材の材料及び前記保護外筒部材の材料がステンレス鋼であり、且つ、前記外筒部材の材料が、前記保護外筒部材の材料よりもCrの含有量(wt%)が多いことを特徴とする請求項1記載のセンサ。
- 前記外筒部材の材料が、前記保護外筒部材の材料よりもNiの含有量(wt%)が多いことを特徴とする請求項2記載のセンサ。
- 前記外筒部材がSUS310Sから形成されており、前記保護外筒部材がSUS304Lから形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のセンサ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009016281A JP2009276339A (ja) | 2008-04-16 | 2009-01-28 | センサ |
US12/424,985 US20090263286A1 (en) | 2008-04-16 | 2009-04-16 | Sensor |
DE102009017657A DE102009017657A1 (de) | 2008-04-16 | 2009-04-16 | Sensor |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008106921 | 2008-04-16 | ||
JP2009016281A JP2009276339A (ja) | 2008-04-16 | 2009-01-28 | センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009276339A true JP2009276339A (ja) | 2009-11-26 |
Family
ID=41078878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009016281A Pending JP2009276339A (ja) | 2008-04-16 | 2009-01-28 | センサ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090263286A1 (ja) |
JP (1) | JP2009276339A (ja) |
DE (1) | DE102009017657A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012093141A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2012233788A (ja) * | 2011-05-02 | 2012-11-29 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
WO2013024598A1 (ja) * | 2011-08-17 | 2013-02-21 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
WO2013080513A1 (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-06 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210109074A1 (en) * | 2019-10-14 | 2021-04-15 | Seekops Inc. | Gas measurement instrument on unmanned vehicle |
JP7332520B2 (ja) * | 2020-03-30 | 2023-08-23 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ及びガスセンサの保護部材 |
US11748866B2 (en) | 2020-07-17 | 2023-09-05 | Seekops Inc. | Systems and methods of automated detection of gas plumes using optical imaging |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11352095A (ja) * | 1998-06-04 | 1999-12-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ及びその製造方法 |
JP2000002684A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-01-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2001316843A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-11-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | クロメート皮膜付き金属部材の製造方法、クロメート皮膜付き金属部材、及びスパークプラグ |
JP2005227227A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用センサ |
JP2005285490A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグおよびその製造方法 |
JP2006275825A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000266186A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-09-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスケット及びガスケット付きスパークプラグ |
JP4410784B2 (ja) | 2006-10-27 | 2010-02-03 | トヨタ自動車株式会社 | シフト切換機構の制御装置および制御方法 |
JP2009016281A (ja) | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Asahi Kasei Corp | 電界放出型電子放出素子 |
-
2009
- 2009-01-28 JP JP2009016281A patent/JP2009276339A/ja active Pending
- 2009-04-16 DE DE102009017657A patent/DE102009017657A1/de not_active Ceased
- 2009-04-16 US US12/424,985 patent/US20090263286A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11352095A (ja) * | 1998-06-04 | 1999-12-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ及びその製造方法 |
JP2000002684A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-01-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2001316843A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-11-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | クロメート皮膜付き金属部材の製造方法、クロメート皮膜付き金属部材、及びスパークプラグ |
JP2005227227A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用センサ |
JP2005285490A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグおよびその製造方法 |
JP2006275825A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012093141A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2012233788A (ja) * | 2011-05-02 | 2012-11-29 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
WO2013024598A1 (ja) * | 2011-08-17 | 2013-02-21 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
JPWO2013024598A1 (ja) * | 2011-08-17 | 2015-03-05 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
WO2013080513A1 (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-06 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
JPWO2013080513A1 (ja) * | 2011-11-29 | 2015-04-27 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102009017657A1 (de) | 2009-10-22 |
US20090263286A1 (en) | 2009-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4716288B2 (ja) | センサ | |
JP2009276339A (ja) | センサ | |
US7607340B2 (en) | Gas sensor | |
JP5592336B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP6454559B2 (ja) | ガスセンサ | |
US9506899B2 (en) | Gas sensor | |
JP4950113B2 (ja) | センサ | |
JP5722829B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP5310170B2 (ja) | ガスセンサ及びその製造方法 | |
JP4716287B2 (ja) | センサ | |
JP2012021895A (ja) | ガスセンサ | |
CN103547916B (zh) | 气体传感器 | |
JP6158792B2 (ja) | ガスセンサ | |
US7827849B2 (en) | Gas sensor | |
JP2002286685A (ja) | 通気構造を有するセンサ | |
JP5096607B2 (ja) | ガスセンサ | |
US20170212090A1 (en) | Sensor | |
JP4398385B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP4693115B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP4817419B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2010236940A (ja) | ガスセンサ | |
JP4542951B2 (ja) | ガスセンサの評価方法及びガスセンサの評価装置 | |
JP5152863B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2011145235A (ja) | ガスセンサ | |
JP2011106962A (ja) | ガスセンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110527 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120524 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120605 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121030 |