JP2011215095A - ガスセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガスセンサ1のうち、後端向き面99側にて大気連通孔91を起点にリード線挿通孔を避けて径方向外側に向かって延び、グロメット9の先端側に向かって切り欠き、底面94及び側面を有する溝部93を備えるグロメット9に対し、外筒3に結合され、保護部34に接続する腕部33を、グロメット9の溝部93の底面94と間隙T1を設けて配置する。
【選択図】図1
Description
前記栓部材は、自身の後端向き面側にて前記大気連通孔を起点に前記リード線挿通孔を避けて径方向外側に向かって延びると共に、前記栓部材の先端側に向かって切り欠き、底面及び側面を有する溝部を有し、
前記軸線方向後端側から前記栓部材の前記大気連通孔を覆うことで前記フィルタ部材を保護する保護部であって、前記大気連通孔の開口よりも小さい開口を有する保護部と、該保護部に接続すると共に、径方向に延び、少なくとも一部が前記栓部材の前記溝部内に配置される腕部と、が外筒に結合され、
前記腕部は、前記溝部の前記底面と間隙を設けて配置されていることを特徴とする。
さらに、保護部の硬度は、フィルタ部材の硬度よりも硬いことが好ましい。これにより、フィルタ部材が破損することをより確実に防止できる。
また、腕部及び保護部が外筒と一部材にて形成されてなる構成では、外筒を径方向内側に加締めて外筒内に栓部材を保持する構成を採用する可能性が高い。そこで、本発明のように、腕部を溝部の底面と間隙を設けて配置することで、加締めにより栓部材がガスセンサの後端側に膨らんだとしても、栓部材の溝部が腕部に引っかかることが無く、栓部材の溝部にクラック(亀裂)が生じることを抑制できる。
さらに、腕部、保護部及び外筒を一部材にて形成することで、部品点数を減らすことができる。
なお、凸部の高さは、ガスセンサの使用環境での栓部材の膨張割合を考慮して適宜設定すればよい。つまり、ガスセンサの使用時においても、栓部材の溝部の底面に腕部が接触しないように凸部の高さを適宜設定すればよい。
前記栓部材は、自身の後端向き面側にて前記大気連通孔を起点に前記リード線挿通孔を避けて径方向外側に向かって延びると共に、前記栓部材の先端側に向かって切り欠き、底面及び側面を有する溝部を有し、
前記ガスセンサの前記軸線方向から見たときに、前記フィルタ部材が視認できないように前記軸線方向後端側から前記栓部材の前記大気連通孔を覆うことで前記フィルタ部材を保護する被覆部であって、自身と前記栓部材との間隙を介して前記大気連通孔内と外部との通気を許容する被覆部と、該被覆部に接続すると共に、径方向に延び、少なくとも一部が前記栓部材の前記溝部内に配置される腕部と、が外筒に結合され、
前記腕部は、前記溝部の前記底面と間隙を設けて配置されていることを特徴とする。
また、腕部及び被覆部が外筒と一部材にて形成されてなる構成では、外筒を径方向内側に加締めて外筒内に栓部材を保持する構成を採用する可能性が高い。そこで、本発明のように、腕部を溝部の底面と間隙を設けて配置することで、加締めにより栓部材がガスセンサの後端側に膨らんだとしても、栓部材の溝部が腕部に引っかかることが無く、栓部材の溝部にクラック(亀裂)が生じることを抑制できる。
さらに、腕部、保護部及び外筒を一部材にて形成することで、部品点数を減らすことができる。
なお、凸部の高さは、ガスセンサの使用環境での栓部材の膨張割合を考慮して適宜設定すればよい。つまり、ガスセンサの使用時においても、栓部材の溝部の底面に腕部が接触しないように凸部の高さを適宜設定すればよい。
まず、ガスセンサ1製造する際に用いられる取付治具400の構造について、図5〜図8を参照して説明する。図5は、取付治具400の斜視図である。図6は、取付治具400を取付方向の前方から(図5における矢印C方向に)見た図である。図7は、取付治具400を取付方向の後方から(図5における矢印D方向に)見た図である。図8は、図5(または図6)の2点鎖線で示す屈曲線E−Eにおいて矢視方向から見た取付治具400の屈曲断面図である。
次に、図9に示すように、グロメット9のリード線挿通孔92から引き出された4本のリード線18を、外筒3の保護部34と腕部33と後端部38とに囲まれてなる間隙(図4参照)のそれぞれに、腕部33や保護部34には接触しないように挿通させる。この状態で取付治具400の取付方向前方側を外筒3に向け、中心軸Pを外筒3の軸線Oに揃え、外筒の保護部34と腕部33と後端部38とに囲まれてなる間隙のそれぞれに、保持部410の各突出部411を挿入する。つまり、中心軸Pに対する周方向にて隣り合う各突出部411の側面412間に、腕部33を通し、4つの突出部411の中心軸P側を向くそれぞれの内面413間に、保護部34を配置させる。これにより、取付治具400と外筒3とが互いに位置決めされる。そして、取付治具400をそのまま軸線Oに沿って取付方向に移動させ、外筒3の保護部34を取付治具400の収容部421内に収容すると、内面413が保護部34の抜け防止として機能し(図10参照)、外筒3は取付治具400に一体に保持される。
次に、図10に示すように、4本のリード線18を、それぞれが配置されている間隙に挿入された取付治具400の突出部411に設けられているリード線保持部430の側部壁面432間に挿入し、底部壁面431に配置する。各リード線18は、自身の外径より細幅の側部壁面432が抜け防止として機能し、それぞれが配置された底部壁面431内にて保持される。従って、リード線18は、突出部411に周囲を囲われて、外筒3の保護部34、腕部33および後端部38との接触から保護される。
前述したように、取付治具400はNBRからなるため、リード線保持部430の底部壁面431でリード線18を保持しつつも、リード線18に対し滑り性を有する。図11に示すように、取付治具400に一体に保持された外筒3をリード線18の延伸方向にスライド移動させると、取付治具400および外筒3はリード線18に案内されて、グロメット9の後端側に達する。取付治具400によって外筒3とリード線18とが接触しないように互いの位置関係が位置決めされるので、このスライド移動の際に外筒3でリード線18を擦ったり損傷させたりする虞がない。
そして図12に示すように、外筒3を軸線Oに沿って取付方向に押圧する。外筒3の保護部34は、取付治具400の突出部411の内面413に案内されて、グロメット9の大気連通孔91へ向かい、腕部33は、各突出部411の側面412間に案内されて、グロメット9の各溝部93へ向かう。そして、腕部33は、それぞれグロメット9の溝部93内に収容され、保護部34は、フィルタ部材87の後端側にて大気連通孔91の内周を軸線O方向に延ばした領域に配置されて、大気連通孔91を塞ぐ。このとき、セパレータ8のフランジ部81が外筒3に係合することで、腕部33が溝部93の底面94に当接することなく、腕部33は、溝部93の底面94と間隙Sを設けて配置されることとなる。なお、間隙Sは間隙T1よりも大きな距離を有している。これは、後工程にあるグロメット9が外筒3により加締め固定されることで、グロメット9が後端側に膨らむことを考慮している。
また、腕部33が溝部93の底面94を押圧しながらセパレータ8とグロメット9と外筒3とを組み付けることがないので、グロメット9の溝部93が腕部33により収縮し、グロメット9における溝部93と他の部位(例えば、後端向き面99を形成する4箇所の部位)との収縮割合に差が生じ、グロメット9の溝部93にクラック(亀裂)が生じることを抑制できる。
なお、第2の実施形態のガスセンサ200の製造方法は、第1の実施形態のガスセンサ1の製造方法と同様に取付治具400を用いて行われるが、第1の実施形態のように外筒103を取付治具400で保持するのではなく、取付治具400に保護部材100を保持させて行われるものである。以下、第1の実施形態のガスセンサ1の製造方法と同様の製造方法については、説明を省略もしくは簡略化する。
一方、導電性の板材から作製した4つの接続端子19のそれぞれにリード線18の芯線を加締めて接合し、そのうちの2つの接続端子19をヒータ7の電極71に接続する。これら接続端子19とヒータ7をセパレータ8内に収容すると共に、リード線18をセパレータ8及びグロメット9に挿通する。そして、リード線18が挿通されたセパレータ8及びグロメット9を外筒103内に配置する。
その後、外筒103とセパレータ8との間に保持金具85を挿入して、外筒103を加締めることで外筒103にセパレータ8が保持される。さらに、外筒103の後端部138を加締め、グロメット9を外筒103に固定すると共に、外筒103の先端部131を主体金具5の後端係合部58に係合し、先端部131の周囲を加締めると共に、レーザ溶接を施す。
これに対して、第2の実施形態のガスセンサ200の製造方法では、保持工程では、取付部材400を保護部材100に一体に保持させ、配置工程では、取付部材400が一体となった保護部材100をグロメット9の後端側に達するように配置し、ずらし工程では、保護部材100を軸線Oに沿って取付方向に押圧している。
そして、ガスセンサ200が完成する。
例えば、第3の実施形態では、被覆部234と外筒3とが一部材にて形成された構成にて説明したが、これに限らず、例えば、第2の実施形態の保護部材100に設けた保護部110の代わりに、第3の実施形態の被覆部を設けても良い。
具体的には、図19に示すように、グロメット9の溝部93の底面94から後端側に向かって凸部96がそれぞれ1箇所設けられている。この凸部96は、外筒3の腕部33に当接し、腕部33と溝部93の底面94とが凸部96の軸線方向長さの距離を保って、間隙T1が形成できるように設けられている。このように、グロメット9に凸部96を設けることで、腕部33と溝部93の底面94との間隙を容易に設けることができる。
例えば、図20に示す外筒510のように、保護部511に、大きな開口513を設け、その開口513に、ワイヤー材を網目状に組んで形成したメッシュ部材512を取り付けてもよい。メッシュ部材512によってフィルタ部材87を破損から保護しつつ、開口513を介した通気を確保することができる。
18・・・・・・・・・・リード線
3、103、203・・・外筒
33、120、233・・腕部
34、110・・・・・・保護部
35・・・・・・・・・・突出部
4・・・・・・・・・・・プロテクタ
5・・・・・・・・・・・主体金具
6・・・・・・・・・・・検出素子
8・・・・・・・・・・・セパレータ
81・・・・・・・・・・フランジ部
9・・・・・・・・・・・グロメット
91・・・・・・・・・・大気連通孔
92・・・・・・・・・・リード線挿通孔
93・・・・・・・・・・溝部
94・・・・・・・・・・底面
95・・・・・・・・・・側面
100・・・・・・・・・保護部材
115・・・・・・・・・陥没部
234・・・・・・・・・被覆部
400・・・・・・・・・取付部材
Claims (12)
- 軸線方向に延びると共に、自身の先端側に被検出ガスを検出するための検出部を有する検出素子と、
該検出部を自身の先端から突出させつつ、前記検出素子の径方向周囲を取り囲む主体金具と、
前記主体金具の後端側に配置され、自身の先端部が前記主体金具に固定される筒状の外筒と、
該外筒の内側に配置される栓部材であって、前記検出素子の検出信号を取り出すためのリード線が挿通されるリード線挿通孔、及び、通気性と防水性を有するフィルタ部材を介在させて前記外筒の内部と外部との大気連通を可能とする大気連通孔が、それぞれ軸線方向に延びるように形成された栓部材と、
を備えたガスセンサにおいて、
前記栓部材は、自身の後端向き面側にて前記大気連通孔を起点に前記リード線挿通孔を避けて径方向外側に向かって延びると共に、前記栓部材の先端側に向かって切り欠き、底面及び側面を有する溝部を有し、
前記軸線方向後端側から前記栓部材の前記大気連通孔を覆うことで前記フィルタ部材を保護する保護部であって、前記大気連通孔の開口よりも小さい開口を有する保護部と、該保護部に接続すると共に、径方向に延び、少なくとも一部が前記栓部材の前記溝部内に配置される腕部と、が外筒に結合され、
前記腕部は、前記溝部の前記底面と間隙を設けて配置されていることを特徴とするガスセンサ。 - 前記栓部材は、前記外筒を径方向内側に加締めることで、前記栓部材が前記外筒内に保持されることを特徴とする請求項1記載のガスセンサ。
- 前記腕部及び前記保護部は、前記外筒と一部材にて形成されてなることを特徴とする請求項1または2記載のガスセンサ。
- 前記保護部と、前記腕部と、前記腕部に接続し、前記外筒の周囲を覆う筒状部と、を有する保護部材を備え、前記筒状部が前記外筒に機械接合されて前記保護部材と前記外筒とが結合されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のガスセンサ。
- 前記栓部材は、前記溝部の前記底面から後端側に向かって突出する凸部を有し、前記腕部は、前記凸部に当接することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記溝部は、前記栓部材の後端向き面側にて前記大気連通孔を起点に前記リード線挿通孔を避けて径方向外側に向かって複数延びており、
前記腕部は、前記栓部材の前記溝部内に複数配置される請求項1乃至5のいずれか一項に記載のガスセンサ。 - 軸線方向に延びると共に、自身の先端側に被検出ガスを検出するための検出部を有する検出素子と、
該検出部を自身の先端から突出させつつ、前記検出素子の径方向周囲を取り囲む主体金具と、
前記主体金具の後端側に配置され、自身の先端部が前記主体金具に固定される筒状の外筒と、
該外筒の内側に配置される栓部材であって、前記検出素子の検出信号を取り出すためのリード線が挿通されるリード線挿通孔、及び、通気性と防水性を有するフィルタ部材を介在させて前記外筒の内部と外部との大気連通を可能とする大気連通孔が、それぞれ軸線方向に延びるように形成された栓部材と、
を備えたガスセンサにおいて、
前記栓部材は、自身の後端向き面側にて前記大気連通孔を起点に前記リード線挿通孔を避けて径方向外側に向かって延びると共に、前記栓部材の先端側に向かって切り欠き、底面及び側面を有する溝部を有し、
前記ガスセンサの前記軸線方向から見たときに、前記フィルタ部材が視認できないように前記軸線方向後端側から前記栓部材の前記大気連通孔を覆うことで前記フィルタ部材を保護する被覆部であって、自身と前記栓部材との間隙を介して前記大気連通孔内と外部との通気を許容する被覆部と、該被覆部に接続すると共に、径方向に延び、少なくとも一部が前記栓部材の前記溝部内に配置される腕部と、が外筒に結合され、
前記腕部は、前記溝部の前記底面と間隙を設けて配置されていることを特徴とするガスセンサ。 - 前記栓部材は、前記外筒を径方向内側に加締めることで、前記栓部材が前記外筒内に保持されることを特徴とする請求項7記載のガスセンサ。
- 前記腕部及び前記被覆部は、前記外筒と一部材にて形成されてなることを特徴とする請求項7または請求項8記載のガスセンサ。
- 前記被覆部と、前記腕部と、前記腕部に接続し、前記外筒の周囲を覆う筒状部と、を有する保護部材を備え、前記筒状部が前記外筒に機械接合されて前記保護部材と前記外筒とが結合されていることを特徴とする請求項7または請求項8記載のガスセンサ。
- 前記栓部材は、前記溝部の前記底面から後端側に向かって突出する凸部を有し、前記腕部は、前記凸部に当接することを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記溝部は、前記栓部材の後端向き面側にて前記大気連通孔を起点に前記リード線挿通孔を避けて径方向外側に向かって複数延びており、
前記腕部は、前記栓部材の前記溝部内に複数配置される請求7乃至11のいずれか一項に記載のガスセンサ。
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