JP2015135252A - gas sensor - Google Patents

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大輔 多比良
Daisuke Tahira
大輔 多比良
伊藤 慎悟
Shingo Ito
慎悟 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas sensor capable of easily adjusting a positional relationship in a circumferential direction of a gas circulation hole of a protector and a detecting portion to assemble, and improving the responsivity of gas detection of the detecting portion.SOLUTION: A gas sensor includes: a sensor element structure that has a body fitting 11 which has a rear end facing surface 18a at a par of an inner surface configuring an insertion hole 18 and a bulging portion 30 projecting outward in a diametrical direction with a detecting portion, and in which a tip end facing surface 30a of the bulging portion 30 is inserted in the insertion hole 18 while engaged with the rear end facing surface 18a of the main body fitting 11; a flange portion 51f sandwiched between the rear end facing surface 18a of the main body fitting 11 and the tip end facing surface 30a of the bulging portion; and a protector 51 which is disposed on a tip end side than the flange portion 51f, and has a cylindrical portion 51t covering the detecting portion and provided with a gas circulation hole 56. On the flange portion 51f, a regulating portion 51j fitted with a fitting portion 30e provided on the bulging portion is formed.

Description

本発明は、被検出ガス中に晒され、この中の特定ガス成分を検出する検出部をプロテクタで覆ったガスセンサに関する。   The present invention relates to a gas sensor that is exposed to a gas to be detected and has a detector that detects a specific gas component therein covered with a protector.

従来、自動車の排気管等に取り付けられて使用され、排気ガス中の特定ガス(例えばNOx(窒素酸化物)や酸素など)の濃度に応じて、大きさの異なる起電力が生じたり、抵抗値が変化したりするセンサ素子を備えるガスセンサが知られている。センサ素子の先端側には特定ガス成分を検出する検出部が設けられており、ヒータ等によって検知部が加熱されることで、検出部が特定ガス成分を検出している。一方、検知部が加熱により高温になっているときに、排気ガスに含まれる水滴等が検知部に付着(被水)すると、熱衝撃によってセンサ素子にクラック等の破損が生ずるおそれがある。そこで、この検出部を保護するため、ケーシング(主体金具)の先端側には、検出部を覆うと共にガス流通孔を有する有底円筒状のプロテクタが取付けられている。
ところで、このプロテクタを主体金具に取り付ける方法として、従来から溶接や加締めが行われているが、溶接の場合には溶接工程が必要となり、加締めの場合にはガスセンサの使用に伴って加締め部が高温になって軟化し、緩みが生じる等の問題があった。そこで、プロテクタの後端側に、径方向外側に張出したフランジ状部分(以下、フランジ部と言う)を形成し、このフランジ部をケーシング内面に形成され後端向き面と、センサ素子の鍔部の先端側に係合したセラミックホルダの先端向き面との間で挟持して固定する技術が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, it is used by being attached to an exhaust pipe of an automobile, etc., and an electromotive force having a different magnitude or resistance value is generated depending on the concentration of a specific gas (for example, NOx (nitrogen oxide) or oxygen) in the exhaust gas. There is known a gas sensor including a sensor element that changes. A detection unit that detects a specific gas component is provided on the tip side of the sensor element, and the detection unit detects the specific gas component by heating the detection unit with a heater or the like. On the other hand, if water droplets or the like contained in the exhaust gas adhere to the detection unit (being wet) when the detection unit is heated to a high temperature, the sensor element may be damaged by a thermal shock. Therefore, in order to protect the detection portion, a bottomed cylindrical protector that covers the detection portion and has a gas flow hole is attached to the front end side of the casing (metal shell).
By the way, as a method of attaching the protector to the metal shell, welding or caulking has been conventionally performed. However, in the case of welding, a welding process is necessary, and in the case of caulking, caulking is accompanied by the use of a gas sensor. There was a problem that the part became hot and softened and loosened. Therefore, a flange-like portion (hereinafter referred to as a flange portion) projecting radially outward is formed on the rear end side of the protector. This flange portion is formed on the inner surface of the casing, and the rear-facing surface and the flange portion of the sensor element. A technology has been developed in which the ceramic holder is fixed by being sandwiched between the ceramic holder and the tip-facing surface of the ceramic holder that is engaged with the tip side (see, for example, Patent Document 1).

特開平11−190715号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-190715

ところで、近年は、センサ素子の検知部(特に、検知部に設けられる電極)とプロテクタのガス流通孔との周方向における位置の関係が重要視されている。例えば、板状のセンサ素子の場合、ガス検出の応答性を向上させるために、ガス流通孔とセンサ素子の検知部(特に、特に検知部に設けられる被測定ガスに晒される電極)との周方向における位置の関係を特定の関係に規定する必要がある。一方、筒状のセンサ素子(検出部)の場合であっても、近年は、素子の外表面の全周でなく径方向の一部に外側電極を形成することがあり、この場合には上記と同様にガス検出の応答性を向上させるために、プロテクタのガス流通孔とセンサ素子の検出部(特に、検知部に設けられる被測定ガスに晒される外側電極)との周方向における位置の関係を特定の関係に規定する必要がある。   By the way, in recent years, the positional relationship in the circumferential direction between the detection part of the sensor element (particularly, the electrode provided in the detection part) and the gas flow hole of the protector has been regarded as important. For example, in the case of a plate-shaped sensor element, in order to improve the gas detection responsiveness, the circumference between the gas flow hole and the detection part of the sensor element (particularly, the electrode exposed to the gas to be measured provided in the detection part). It is necessary to define the positional relationship in the direction as a specific relationship. On the other hand, even in the case of a cylindrical sensor element (detection unit), in recent years, an outer electrode may be formed on a part of the radial direction instead of the entire circumference of the outer surface of the element. In order to improve the gas detection responsiveness in the same manner as in the above, the relationship in the circumferential direction between the gas flow hole of the protector and the detection part of the sensor element (especially the outer electrode exposed to the gas to be measured provided in the detection part) Must be specified in a specific relationship.

これに対し、プロテクタのガス流通孔とセンサ素子(検出部)との位置の関係を規定する方法として、例えばガス流通孔やセンサ素子(検出部)の形状を画像認識し、両者の関係を調整して組み付ける方法があるが、複雑なコンピュータシステムが必要となり、コストアップや設備が過大になるという問題がある。   On the other hand, as a method for defining the positional relationship between the gas flow hole of the protector and the sensor element (detection unit), for example, the shape of the gas flow hole or the sensor element (detection unit) is image-recognized and the relationship between the two is adjusted However, there is a problem that a complicated computer system is required, resulting in an increase in cost and excessive equipment.

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、プロテクタのガス流通孔と検出部との周方向における位置の関係を容易に調整して組み付けることができ、検出部のガス検出の応答性を向上させた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 present situation, and can easily adjust and assemble the positional relationship in the circumferential direction between the gas flow hole of the protector and the detection unit, and the response of the gas detection of the detection unit An object of the present invention is to provide a gas sensor with improved performance.

本発明のガスセンサは、軸線方向に貫通する挿通孔を有すると共に、後端側に向く環状の後端向き面を、前記挿通孔を構成する内面の一部に有する主体金具と、自身の先端側に特定ガスを検出する検出部を有すると共に、該検出部よりも後端側に設けられ、径方向外側に突出する膨出部を有する、一又は複数の部材からなるセンサ素子構造体であって、前記膨出部の先端向き面が前記主体金具の前記後端向き面に係合しつつ、前記挿通孔に挿通されて前記検出部を前記主体金具の先端よりも先端側に突出させるセンサ素子構造体と、前記主体金具の前記後端向き面及び前記膨出部の前記先端向き面の間に挟まれるフランジ部と、該フランジ部より先端側に配置され、前記検出部を覆うと共にガス流通孔が設けられた筒部とを有するプロテクタと、を備え、前記フランジ部には、前記膨出部に設けられる嵌合部に嵌合する規制部が形成されていることを特徴とする。   The gas sensor of the present invention has an insertion hole penetrating in the axial direction, and a metal shell having an annular rear end-facing surface facing the rear end side at a part of the inner surface constituting the insertion hole, and the front end side of the metal sensor A sensor element structure comprising one or a plurality of members having a detection portion for detecting a specific gas and a bulging portion provided on the rear end side of the detection portion and projecting radially outward. A sensor element that is inserted through the insertion hole and protrudes the detection part further to the front end side than the front end of the metal shell while the front surface of the bulging part is engaged with the rear end surface of the metal shell A structure, a flange portion sandwiched between the rear-facing surface of the metal shell and the front-facing surface of the bulging portion, and disposed on the front end side from the flange portion, covers the detection portion and distributes gas Protector having a cylindrical portion provided with a hole The provided, the flange portion, wherein the restricting portion to be fitted into the fitting portion provided on the bulging portion.

このガスセンサによれば、フランジ部の規制部と膨出部の嵌合部とが嵌合することで、プロテクタのガス流通孔と、センサ素子構造体の検出部との周方向における位置の関係が特定の関係に規定できる。このため、ガス流通孔を介して検出部に流通する被検出ガスの流れが最適化されてガス検出の応答性が向上する。又、規制部と嵌合部との嵌合のみにより、プロテクタと検出部との周方向における位置の関係を特定の関係に規定できるため、機械的に低コストで調整して組み付けることができる。   According to this gas sensor, the relationship between the position in the circumferential direction between the gas flow hole of the protector and the detection portion of the sensor element structure is obtained by fitting the restriction portion of the flange portion and the fitting portion of the bulging portion. Can be specified in a specific relationship. For this reason, the flow of the gas to be detected flowing to the detection unit via the gas flow hole is optimized, and the response of gas detection is improved. Moreover, since the positional relationship between the protector and the detecting portion in the circumferential direction can be defined as a specific relationship only by fitting the restricting portion and the fitting portion, it can be mechanically adjusted and assembled at a low cost.

なお、プロテクタとしては、一重プロテクタであっても良いし、外側プロテクタと内側プロテクタとからなる二重プロテクタのような、複数個でセンサ素子構造体を覆うプロテクタであっても良い。複数個のプロテクタの場合、規制部と嵌合部とを嵌合することで、センサ素子構造体(検出部)に最も近い内側プロテクタ(例えば、二重プロテクタの場合には内側プロテクタ)のガス流通孔と検出部との周方向における位置の関係が特定の関係となればよい。
また、「一又は複数の部材からなるセンサ素子構造体」としては、以下のような構造体が挙げられる。例えば、一部材からなるセンサ素子構造体としては、自身の先端側に検出部を有すると共に、径方向外側に突出する突起部を有するセンサ素子が挙げられる。また、例えば、複数の部材からなるセンサ構造体としては、自身の先端側に検出部を有すると共に、径方向外側に突出する突起部を有するセンサ素子、及びセンサ素子を支持すると共にセンサ素子の周囲を取り囲む環状のホルダを備えるものが挙げられる。さらに、複数の部材からなるセンサ構造体としては、例えば、自身の先端側に検出部を有する板型センサ素子と、板型センサ素子の周囲を取り囲む環状のホルダを備えるものが挙げられる。
The protector may be a single protector, or may be a protector that covers a plurality of sensor element structures, such as a double protector composed of an outer protector and an inner protector. In the case of a plurality of protectors, the gas flow of the inner protector (for example, the inner protector in the case of a double protector) closest to the sensor element structure (detection unit) by fitting the restricting portion and the fitting portion. The positional relationship between the hole and the detection unit in the circumferential direction may be a specific relationship.
Examples of the “sensor element structure composed of one or a plurality of members” include the following structures. For example, as a sensor element structure formed of one member, a sensor element having a detection portion on its front end side and a protrusion protruding outward in the radial direction can be given. In addition, for example, as a sensor structure including a plurality of members, a sensor element having a detection part on its front end side and a protruding part protruding radially outward, and supporting the sensor element and surrounding the sensor element Including an annular holder surrounding the. Furthermore, as a sensor structure composed of a plurality of members, for example, a sensor structure including a plate-type sensor element having a detection part on its own tip side and an annular holder surrounding the plate-type sensor element is cited.

また、本発明のガスセンサにおいては、前記規制部は、前記フランジ部の後端向き面から後端側に向かって突出する凸部、又は前記フランジ部の後端向き面から先端側に向かって窪む凹部の少なくとも何れか一方であり、前記嵌合部は、前記規制部の前記凸部と嵌合すると共に、前記膨出部の先端向き面から後端側に向かって窪む凹部、又は前記規制部の前記凹部と嵌合すると共に、前記膨出部の先端向き面から先端側に向かって突出する凸部の少なくともいずれか一方であることが好ましい。
このガスセンサによれば、規制部として凸部を形成しつつ、嵌合部として凹部を形成すること、又は、規制部として凹部を形成しつつ、嵌合部として凸部を形成することで、規制部と嵌合部とを容易に嵌合することが可能となる。よって、プロテクタのガス流通孔と、センサ素子構造体の検出部との周方向における位置の関係が特定の関係に容易に規定できる。
Further, in the gas sensor of the present invention, the restricting portion is a convex portion protruding from the rear end facing surface of the flange portion toward the rear end side, or a recess from the rear end facing surface of the flange portion toward the front end side. At least one of the concave portions, and the fitting portion is fitted with the convex portion of the restricting portion, and is a concave portion that is recessed from the front-facing surface of the bulging portion toward the rear end side, or It is preferable that it is at least any one of the convex part which fits with the said recessed part of a control part, and protrudes toward the front end side from the front surface direction of the said bulging part.
According to this gas sensor, the convex portion is formed as the restricting portion and the concave portion is formed as the fitting portion, or the concave portion is formed as the restricting portion and the convex portion is formed as the fitting portion. It becomes possible to easily fit the part and the fitting part. Therefore, the positional relationship in the circumferential direction between the gas flow hole of the protector and the detection part of the sensor element structure can be easily defined as a specific relationship.

なお、嵌合部及び規制部ともに、それぞれ1つずつ形成されていても良いし、それぞれ複数個形成されていても良い。複数個形成される場合には、規制部として凸部及び凹部を形成しつつ、嵌合部として凹部及び凸部を形成する組み合わせであってもよい。   Note that one fitting portion and one restriction portion may be formed, or a plurality of fitting portions and restriction portions may be formed. In the case of forming a plurality, a combination of forming the concave portion and the convex portion as the fitting portion while forming the convex portion and the concave portion as the restricting portion may be used.

また、本発明のガスセンサにおいては、前記嵌合部は、前記膨出部の先端向き面から先端側に向かって突出する凸部であり、前記規制部は、前記嵌合部の前記凸部と嵌合すると共に、前記フランジ部を軸線方向に貫通する貫通孔、又は前記嵌合部の前記凸部と嵌合すると共に、前記フランジ部の一部を径方向に向けて切り欠かれた切欠きであることが好ましい。
このガスセンサによれば、嵌合部として凸部を形成しつつ、規制部として貫通孔又は切欠きを形成することで、規制部と嵌合部とを容易に嵌合することが可能となる。よって、プロテクタのガス流通孔と、センサ素子構造体の検出部との周方向における位置の関係が特定の関係に容易に規定できる。
In the gas sensor of the present invention, the fitting portion is a convex portion that protrudes toward the tip side from the tip-facing surface of the bulging portion, and the restricting portion includes the convex portion of the fitting portion. A notch that is fitted with a through-hole penetrating the flange portion in the axial direction or with the convex portion of the fitting portion, and a part of the flange portion is notched in the radial direction. It is preferable that
According to this gas sensor, it is possible to easily fit the restriction portion and the fitting portion by forming the through hole or the notch as the restriction portion while forming the convex portion as the fitting portion. Therefore, the positional relationship in the circumferential direction between the gas flow hole of the protector and the detection part of the sensor element structure can be easily defined as a specific relationship.

一方、本発明の別のガスセンサは、軸線方向に貫通する挿通孔を有すると共に、後端側に向く環状の後端向き面を、前記挿通孔を構成する内面の一部に有する主体金具と、自身の先端側に特定ガスを検出する検出部を有すると共に、該検出部よりも後端側であり、径方向外側に突出する膨出部を有する、一又は複数の部材からなるセンサ素子構造体であって、前記膨出部の先端向き面が前記主体金具の前記後端向き面に係合しつつ、前記挿通孔に挿通されて前記検出部を前記主体金具の先端よりも先端側に突出させるセンサ素子構造体と、前記主体金具の前記後端向き面及び前記膨出部の前記先端向き面の間に挟まれるフランジ部と、該フランジ部より先端側に配置され、検出部を覆うと共にガス流通孔が設けられた筒部とを有するプロテクタと、を備え、前記主体金具には、前記主体金具の前記後端向き面から後端側に向かって突出する突出部が形成されており、前記フランジ部には、前記突出部と嵌合すると共に、前記フランジ部を軸線方向に貫通する貫通孔又は、前記突出部と嵌合すると共に、前記フランジ部の一部を径方向に向けて切り欠かれた切欠きが形成され、
前記膨出部には、前記突出部と嵌合すると共に、前記膨出部の先端向き面から後端側に向かって窪む凹部が形成されていることを特徴とする。
On the other hand, another gas sensor of the present invention has an insertion hole penetrating in the axial direction, and a metal shell having an annular rear end facing surface facing the rear end side as a part of an inner surface constituting the insertion hole, A sensor element structure comprising one or a plurality of members, which has a detection unit for detecting a specific gas on its front end side, and has a bulging portion that is on the rear end side of the detection unit and protrudes radially outward. The front-end facing surface of the bulging portion is engaged with the rear-end-facing surface of the metal shell, and is inserted into the insertion hole so that the detection portion protrudes further to the front side than the front end of the metal shell. A sensor element structure, a flange portion sandwiched between the rear end facing surface of the metal shell and the front end facing surface of the bulging portion, and disposed on the front end side from the flange portion, covering the detection portion A protector having a cylindrical portion provided with a gas flow hole The metal shell is formed with a protrusion that protrudes from the rear end-facing surface of the metal shell toward the rear edge, and the flange portion is fitted with the protrusion. In addition, a through hole penetrating the flange portion in the axial direction or a fitting portion with the protruding portion, and a notch is formed by cutting a part of the flange portion in the radial direction,
The bulged portion is formed with a concave portion that fits into the protruding portion and that is recessed from the front-facing surface of the bulged portion toward the rear end side.

このガスセンサによれば、フランジ部の貫通孔又は切欠きと、膨出部の凹部とが、主体金具の突出部と嵌合することで、プロテクタのガス流通孔と、センサ素子構造体の検出部との周方向における位置の関係が特定の関係に規定できる。このため、ガス流通孔を介して検出部に流通する被検出ガスの流れが最適化されてガス検出の応答性が向上する。又、貫通孔又は切欠きと、凹部と、突出部との嵌合のみにより、プロテクタと検出部との周方向における位置の関係を特定の関係に規定できるため、機械的に低コストで調整して組み付けることができる。   According to this gas sensor, the through hole or notch of the flange portion and the concave portion of the bulging portion are fitted to the protruding portion of the metal shell, so that the gas flow hole of the protector and the detection portion of the sensor element structure The positional relationship in the circumferential direction can be defined as a specific relationship. For this reason, the flow of the gas to be detected flowing to the detection unit via the gas flow hole is optimized, and the response of gas detection is improved. In addition, the positional relationship in the circumferential direction between the protector and the detection unit can be defined as a specific relationship only by fitting the through hole or notch, the concave portion, and the protruding portion. Can be assembled.

また、本発明のガスセンサにおいては、前記センサ素子構造体は、自身の先端側に前記検出部を備える板状のセンサ素子と、前記センサ素子を挿通する略矩形状の素子挿通孔を有する環状のホルダとを有し、前記ホルダが前記膨出部を構成することが好ましい。
このガスセンサによれば、板型のセンサ素子と環状のホルダとの位置関係が略矩形状の素子挿通孔により特定の関係となっているため、ホルダが膨出部を構成することにより、板型のセンサ素子においても、プロテクタのガス流通孔と、センサ素子の検出部との周方向における位置の関係を特定の関係に規定することができる。
Further, in the gas sensor of the present invention, the sensor element structure has an annular shape having a plate-like sensor element having the detection unit on its tip side and a substantially rectangular element insertion hole through which the sensor element is inserted. It is preferable that the holder constitutes the bulging portion.
According to this gas sensor, since the positional relationship between the plate-shaped sensor element and the annular holder has a specific relationship due to the substantially rectangular element insertion hole, the holder forms the bulging portion, so that the plate shape Also in this sensor element, the positional relationship in the circumferential direction between the gas flow hole of the protector and the detection portion of the sensor element can be defined as a specific relationship.

また、本発明のガスセンサにおいては、前記センサ素子構造体は、自身の先端側に前記検出部を備えると共に、径方向外側に突出する突起部を備えるセンサ素子と、前記センサ素子の前記突起部の先端向き面に自身の後端向き面が係合する環状の絶縁ホルダとを有し、前記絶縁ホルダが前記膨出部を構成し、前記突起部には、該突起部の前記先端向き面から先端側に向かって突出する凸部、又は前記突起部の先端向き面から後端側に向かって窪む凹部の少なくとも何れか一方が形成され、前記絶縁ホルダには、前記突起部の前記凸部に嵌合すると共に、前記絶縁ホルダの後端向き面から先端側に向かって窪む凹部、又は前記突起部の前記凹部と嵌合すると共に、前記絶縁ホルダの後端向き面から後端側に向かって突出する凸部の少なくともいずれか一方が形成されていることが好ましい。
このガスセンサによれば、絶縁ホルダが膨出部を構成すると共に、絶縁ホルダに設けた凸部と突起部に設けた凹部とを嵌合する、又は絶縁ホルダに設けた凹部と突起部に設けた凸部とを嵌合することにより、絶縁ホルダと突起部を備えるセンサ素子とを有するセンサ素子構造体においても、プロテクタのガス流通孔と、検出部との周方向における位置の関係を特定の関係に規定することができる。
Further, in the gas sensor of the present invention, the sensor element structure includes the sensor unit provided on the tip side of the sensor element structure, the sensor element including a projecting portion protruding radially outward, and the projecting portion of the sensor element. A ring-shaped insulating holder that engages with the front-facing surface of the rear-end-facing surface, and the insulating holder constitutes the bulging portion. At least one of a convex portion projecting toward the front end side or a concave portion recessed from the surface facing the front end of the projection portion toward the rear end side is formed, and the convex portion of the projection portion is formed on the insulating holder. And a recess recessed from the rear end facing surface of the insulating holder toward the front end side, or the concave portion of the protrusion, and from the rear end facing surface of the insulating holder to the rear end side. At least the convex part protruding toward It is preferred that one is formed or Re.
According to this gas sensor, the insulating holder constitutes the bulging portion, and the convex portion provided in the insulating holder and the concave portion provided in the protruding portion are fitted, or provided in the concave portion and the protruding portion provided in the insulating holder. Even in a sensor element structure having a sensor element having an insulating holder and a protrusion by fitting the convex portion, the relationship between the position of the protector gas flow hole and the detection portion in the circumferential direction is a specific relationship. Can be specified.

なお、絶縁ホルダに凸部を形成すると共に突起部に凹部を形成する組み合わせであっても良いし、絶縁ホルダに凹部を形成すると共に突起部に凸部を形成する組み合わせであっても良いし、絶縁ホルダに凸部及び凹部を形成すると共に突起部に凹部及び凸部を形成する組み合わせであってもよい。   In addition, it may be a combination of forming a convex portion on the insulating holder and forming a concave portion on the protruding portion, or a combination of forming a concave portion on the insulating holder and forming a convex portion on the protruding portion, A combination of forming the convex portion and the concave portion on the insulating holder and forming the concave portion and the convex portion on the protruding portion may be used.

この発明によれば、ガスセンサにおいてプロテクタのガス流通孔と検出部との周方向における位置の関係を容易に調整して組み付けることができ、検出部のガス検出の応答性を向上させることができる。   According to the present invention, in the gas sensor, the positional relationship in the circumferential direction between the gas flow hole of the protector and the detection unit can be easily adjusted and assembled, and the gas detection response of the detection unit can be improved.

本発明の第1の発明の実施形態にかかるガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of the gas sensor concerning Embodiment of 1st invention of this invention. 内側プロテクタと、センサ素子構造体の一部であるセラミックホルダとの固定態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fixation aspect of an inner protector and the ceramic holder which is a part of sensor element structure. 主体金具にセンサ素子構造体を組み付ける工程を示す図である。It is a figure which shows the process of assembling a sensor element structure to a metal shell. ガスセンサの製造、組立ての最終工程を示す図である。It is a figure which shows the last process of manufacture of a gas sensor, and an assembly. 第1の発明の実施形態にかかるガスセンサの変形例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the modification of the gas sensor concerning the embodiment of the 1st invention. 図5のガスセンサにおける内側プロテクタと、センサ素子構造体の一部であるセラミックホルダとの固定態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fixed aspect of the inner side protector in the gas sensor of FIG. 5, and the ceramic holder which is a part of sensor element structure. 本発明の第2の発明の実施形態にかかるガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of the gas sensor concerning Embodiment of 2nd invention of this invention. 図7の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG. 第2の発明に係るガスセンサにおける内側プロテクタと、センサ素子構造体である絶縁ホルダ及びセンサ素子との固定態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fixation aspect with the inner side protector in the gas sensor which concerns on 2nd invention, the insulation holder which is a sensor element structure, and a sensor element. 筒状のセンサ素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a cylindrical sensor element.

本発明の第1の発明の実施形態にかかるガスセンサについて、図1、図2に基づいて詳細に説明する。ただし、本実施形態は、排気ガス中の酸素濃度を検出する全領域空燃比ガスセンサを具体化したものであり、したがって、まずこのガスセンサ1の全体構成について概略説明し、その後、各部位と共にその構成についてさらに詳細に説明する。
図1において、ガスセンサ(全領域空燃比ガスセンサ)1は、センサ素子21と、センサ素子21を挿通させる矩形状の素子挿通孔32を有するセラミックホルダ30と、セラミックホルダ30の径方向周囲を取り囲む主体金具11と、を備えている。
セラミックホルダ30の素子挿通孔32を通されたセンサ素子21は、セラミックホルダ30の後端面側(図示上側)に配置されたシール材(本例では滑石)41を、絶縁材からなるスリーブ43、リングワッシャ45を介して先後方向に圧縮することによって、主体金具11の内側において先後方向に気密を保持して固定されている。そして、センサ素子21の先端側の検出部22がセラミックホルダ30及び主体金具11より先端に突出している。又、センサ素子21の後端29を含む後端29寄り部位はスリーブ43及び主体金具11より後方に突出しており、その後端29寄り部位に形成された各電極端子24に、シール材85を通して外部に引き出された各リード線71の先端に設けられた端子金具75が圧接され、電気的に接続されている。また、この電極端子24を含むセンサ素子21の後端29寄り部位は、保護筒81でカバーされている。以下、さらに詳細に説明する。
なお、セラミックホルダ30及び、センサ素子21が、特許請求の範囲の「センサ素子構造体」に相当する。又、セラミックホルダ30が特許請求の範囲の「膨出部」に相当する。
A gas sensor according to an embodiment of the first invention will be described in detail with reference to FIGS. However, the present embodiment embodies an all-range air-fuel ratio gas sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas. Therefore, first, the overall configuration of the gas sensor 1 will be briefly described, and then the configuration together with each part. Will be described in more detail.
In FIG. 1, a gas sensor (full-range air-fuel ratio gas sensor) 1 includes a sensor element 21, a ceramic holder 30 having a rectangular element insertion hole 32 through which the sensor element 21 is inserted, and a main body surrounding the periphery of the ceramic holder 30 in the radial direction. And a metal fitting 11.
The sensor element 21 that has passed through the element insertion hole 32 of the ceramic holder 30 has a sealing material 41 (talc in this example) disposed on the rear end surface side (the upper side in the drawing) of the ceramic holder 30, a sleeve 43 made of an insulating material, By compressing in the front-rear direction via the ring washer 45, the inner side of the metal shell 11 is fixed while being kept airtight in the front-rear direction. And the detection part 22 at the front end side of the sensor element 21 protrudes from the ceramic holder 30 and the metal shell 11 to the front end. Further, the portion near the rear end 29 including the rear end 29 of the sensor element 21 protrudes rearward from the sleeve 43 and the metal shell 11, and the electrode terminal 24 formed at the portion closer to the rear end 29 passes through the sealing material 85 to the outside. The terminal fittings 75 provided at the tips of the lead wires 71 drawn out are pressed and electrically connected. Further, a portion near the rear end 29 of the sensor element 21 including the electrode terminal 24 is covered with a protective cylinder 81. This will be described in more detail below.
The ceramic holder 30 and the sensor element 21 correspond to a “sensor element structure” in the claims. The ceramic holder 30 corresponds to a “bulged portion” in the claims.

センサ素子21は軸線O方向に延びると共に、測定対象に向けられる先端側(図示下側)に、検知用電極等の一対の電極(図示せず)が配置され被検出ガス中の特定ガス成分を検出する検出部22を備えた帯板状(板状)をなしている。センサ素子21の横断面は、先後において略一定の大きさの長方形(矩形)をなし、セラミック(固体電解質等)を主体として細長いものとして形成されている。センサ素子21の検出部22に、アルミナ又はスピネル等からなる多孔質の保護層25が被覆され、保護層25の形成部位は、保護層25の厚み分(例えば、0.5〜0.6mm)、横断面が大きくなっている(厚みは誇張して図示している)。このセンサ素子21自体は、従来公知のものと同じものであり、固体電解質(部材)の先端寄り部位に検出部22をなす一対の電極が配置され、これに連なり後端寄り部位には、検知用出力取り出し用のリード線71接続用の電極端子24が露出形成されている。また、本例では、センサ素子21のうち、固体電解質(部材)に積層状に形成されたセラミック材の先端寄り部位内部にヒータ(図示せず)が設けられており、後端寄り部位には、このヒータへの電圧印加用のリード線71接続用の電極端子24が露出形成されている。なお、図示はしないが、これら電極端子24は縦長矩形に形成され、例えばセンサ素子21の後端29寄り部位において、帯板の幅広面(両面)に3つ又は2つの電極端子24が横に並んでいる。   The sensor element 21 extends in the direction of the axis O, and a pair of electrodes (not shown) such as detection electrodes are arranged on the tip side (lower side in the figure) directed toward the measurement object, and a specific gas component in the gas to be detected. It has a belt plate shape (plate shape) provided with a detection unit 22 for detection. The cross section of the sensor element 21 has a rectangular shape having a substantially constant size, and is formed as an elongated body mainly made of ceramic (solid electrolyte or the like). The detection portion 22 of the sensor element 21 is covered with a porous protective layer 25 made of alumina, spinel, or the like, and the protective layer 25 is formed at the thickness of the protective layer 25 (for example, 0.5 to 0.6 mm). The cross section is large (thickness is exaggerated). The sensor element 21 itself is the same as a conventionally known one, and a pair of electrodes forming the detection unit 22 is disposed near the tip of the solid electrolyte (member). The electrode terminal 24 for connecting the lead wire 71 for extracting the output is exposed and formed. In this example, a heater (not shown) is provided in the sensor element 21 inside the ceramic material formed in a laminated form on the solid electrolyte (member) in the vicinity of the front end. The electrode terminal 24 for connecting the lead wire 71 for applying a voltage to the heater is exposed. Although not shown in the drawings, these electrode terminals 24 are formed in a vertically long rectangle. For example, three or two electrode terminals 24 are arranged horizontally on the wide surface (both sides) of the band plate near the rear end 29 of the sensor element 21. Are lined up.

主体金具11は、軸線O方向に貫通する挿通孔18を有すると共に、先後において同心異径の筒状をなしている。挿通孔18の内面17には、先端に向かって先細るテーパ状の後端向き面18aが形成されている。一方、主体金具11の先端側は、小径で、後述する外側プロテクタ61を外嵌して固定するための円筒状の円環状部(以下、円筒部ともいう)12を有し、その後方(図示上方)の外周面には、それより大径をなす、エンジンの排気管への固定用のネジ13が設けられている。そして、その後方には、このネジ13によってセンサ1をねじ込むための多角形部14を備えている。また、この多角形部14の後方には、ガスセンサ1の後方をカバーする保護筒(外筒)81を外嵌して溶接する円筒部15が連設され、その後方には外径がそれより小さく薄肉のカシメ用円筒部16を備えている。なお、このカシメ用円筒部16は、図1では、カシメ後のために内側に曲げられている。なお、多角形部14の下面には、ねじ込み時におけるシール用のガスケット19が取着されている。   The metal shell 11 has an insertion hole 18 penetrating in the direction of the axis O, and has a cylindrical shape with concentric and different diameters. On the inner surface 17 of the insertion hole 18, a tapered rear end-facing surface 18 a that is tapered toward the front end is formed. On the other hand, the front end side of the metal shell 11 has a small-diameter cylindrical annular portion (hereinafter also referred to as a cylindrical portion) 12 for externally fitting and fixing an outer protector 61 to be described later. The upper outer peripheral surface is provided with a screw 13 having a larger diameter than that for fixing to the engine exhaust pipe. In addition, a polygonal portion 14 for screwing the sensor 1 with the screw 13 is provided behind it. Further, behind the polygonal portion 14, a cylindrical portion 15 for externally fitting and welding a protective cylinder (outer cylinder) 81 that covers the back of the gas sensor 1 is provided, and the outer diameter is provided behind it. A small and thin caulking cylindrical portion 16 is provided. The caulking cylindrical portion 16 is bent inward in FIG. 1 after caulking. A gasket 19 for sealing at the time of screwing is attached to the lower surface of the polygonal portion 14.

主体金具11の挿通孔18の内側には、絶縁性セラミック(例えばアルミナ)からなり、概略短円筒状に形成されたセラミックホルダ30が配置されている。図2に示すように、セラミックホルダ30の先端の外周側は、先端に向かって先細りのテーパ状に形成された先端向き面30aが形成され、先端向き面30aより内周側が素子挿通孔32の先端に連通しつつ後端に向かって凹む凹部35となっている。そして、後述するように、先端向き面30aと、主体金具11の後端向き面18aとの間に、内側プロテクタ51のフランジ部51fを挟持した状態で、セラミックホルダ30が主体金具11の後端向き面18aに係合しつつ主体金具11内に位置決めされ、かつ隙間嵌めされている。
一方、素子挿通孔32は、セラミックホルダ30の中心に設けられると共に、センサ素子21のうち保護層25よりも後端側の部位が略隙間なく通るように、センサ素子21の横断面とほぼ同一の寸法の矩形の開口とされている。センサ素子21は、セラミックホルダ30の素子挿通孔32に通され、センサ素子21の先端をセラミックホルダ30の先端向き面30a及び主体金具11の先端12aよりも先方に突出させている。又、保護層25の後端部26は凹孔35に収容され、保護層25は凹孔35と離間している。
A ceramic holder 30 made of an insulating ceramic (for example, alumina) and formed in a substantially short cylindrical shape is disposed inside the insertion hole 18 of the metal shell 11. As shown in FIG. 2, a tip-facing surface 30 a that is tapered toward the tip is formed on the outer peripheral side of the tip of the ceramic holder 30, and the inner peripheral side of the tip-facing surface 30 a is the element insertion hole 32. The recess 35 is recessed toward the rear end while communicating with the front end. Then, as will be described later, the ceramic holder 30 is attached to the rear end of the metal shell 11 with the flange portion 51f of the inner protector 51 sandwiched between the front surface 30a and the rear surface 18a of the metal shell 11. It is positioned in the metal shell 11 while being engaged with the facing surface 18a, and is fitted in a gap.
On the other hand, the element insertion hole 32 is provided at the center of the ceramic holder 30 and is substantially the same as the cross section of the sensor element 21 so that a portion of the sensor element 21 on the rear end side with respect to the protective layer 25 passes without a gap. The size of the rectangular opening. The sensor element 21 is passed through the element insertion hole 32 of the ceramic holder 30, and the tip of the sensor element 21 protrudes further forward than the tip-facing surface 30 a of the ceramic holder 30 and the tip 12 a of the metal shell 11. The rear end portion 26 of the protective layer 25 is accommodated in the concave hole 35, and the protective layer 25 is separated from the concave hole 35.

一方、センサ素子21の先端部位には、本形態では、それぞれ有底円筒状の内側プロテクタ51と、内側プロテクタ51の外周に離間して配置された外側プロテクタ61との2層構造からなるプロテクタ60が被せられている。
内側プロテクタ51は、検出部22の周方向を覆う筒部51tと、筒部51tの後端縁に接続し、径方向外側に拡がると共に、主体金具11の後端向き面18aとほぼ同一のテーパ角を有するテーパ状のフランジ部51fとが一体に形成されている(図2参照)。又、内側プロテクタ51の筒部51tの後端側には周方向において例えば8箇所の通気孔56が設けられ、先端側には周方向において例えば4箇所の排出孔53が設けられている(図2参照)。
内側プロテクタ51が特許請求の範囲の「プロテクタ」に相当する。又、通気孔56が特許請求の範囲の「ガス流通孔」に相当する。
同様に、外側プロテクタ61は、内側プロテクタ51の筒部51tの周方向を覆う筒部61tを有し、筒部61tの先端寄り部位には、周方向において例えば8箇所の通気孔67が設けられ、外側プロテクタ61先端の底部中央にも排出孔69が設けられている。
そして、内側プロテクタ51の筒部51tの後端側が主体金具11の円筒部12の内側に収容されると共に、セラミックホルダ30の先端向き面30aと、主体金具11の後端向き面18aとの間に、内側プロテクタ51のフランジ部51fが挟持され、内側プロテクタ51が主体金具11に固定されている。
一方、外側プロテクタ61は、内側プロテクタ51と間隔を開けて外嵌しつつ、主体金具11の円筒部12に自身の後端部が外嵌されて溶接されている。
On the other hand, at the tip portion of the sensor element 21, in this embodiment, a protector 60 having a two-layer structure of a bottomed cylindrical inner protector 51 and an outer protector 61 that is spaced apart from the outer periphery of the inner protector 51. Is covered.
The inner protector 51 is connected to the cylindrical portion 51t that covers the circumferential direction of the detecting portion 22 and the rear end edge of the cylindrical portion 51t, expands radially outward, and is substantially the same taper as the rear end facing surface 18a of the metal shell 11. A tapered flange portion 51f having a corner is integrally formed (see FIG. 2). Further, for example, eight vent holes 56 are provided in the circumferential direction on the rear end side of the cylindrical portion 51t of the inner protector 51, and for example, four discharge holes 53 are provided on the distal end side in the circumferential direction (see FIG. 2).
The inner protector 51 corresponds to a “protector” in the claims. The vent hole 56 corresponds to a “gas flow hole” in the claims.
Similarly, the outer protector 61 has a cylindrical portion 61t that covers the circumferential direction of the cylindrical portion 51t of the inner protector 51, and, for example, eight vent holes 67 are provided in the circumferential direction near the tip of the cylindrical portion 61t. Also, a discharge hole 69 is provided at the center of the bottom of the outer protector 61.
The rear end side of the cylindrical portion 51t of the inner protector 51 is accommodated inside the cylindrical portion 12 of the metal shell 11, and between the front end facing surface 30a of the ceramic holder 30 and the rear end facing surface 18a of the main metal shell 11. Further, the flange portion 51 f of the inner protector 51 is sandwiched, and the inner protector 51 is fixed to the metal shell 11.
On the other hand, the outer protector 61 is welded with the rear end portion of the metal shell 11 being fitted to the cylindrical portion 12 of the metal shell 11 while being fitted to the inner protector 51 with a gap.

一方、センサ素子21の後端29寄り部位に形成された各電極端子24には、外部にシール材85を通して引き出された各リード線71の先端に設けられた各端子金具75がそのバネ性により圧接され、電気的に接続されている。そして、この圧接部を含む各端子金具75は、本例ガスセンサ1では、異径筒状をなす保護筒(金属筒)81内に配置された絶縁材からなる端子金具保持部材(セパレータ)91内に設けられた各収容部内に、それぞれ対向配置で設けられている。なお、端子金具保持部材91は、保護筒(金属筒)81内に固定された環状支持部材80を介して径方向及び先端側への動きが規制されている。そして、この保護筒81の先端部(大径筒部)82を、主体金具11の後端寄り部位の円筒部15に外嵌して溶接することで、ガスセンサ1の後方がカバーされている。なお、リード線71は保護筒81の後端部の小径筒部83の内側に配置されたシール材(例えばゴム)85を通されて外部に引き出されており、この小径筒部83を縮径カシメしてこのシール材85を圧縮することにより、この部位の気密が保持されている。
因みに、このシール材85は端子金具保持部材91の後端を先方に押す形で配置されており、これにより、この端子金具保持部材91及びその内部に設けられた端子金具75の取付け安定が図られている。なお、端子金具保持部材91はその外周に形成されたフランジ93を保護筒81の内側に固定された環状支持部材80の上に支持させられており、これにてシール材85の圧縮力を受けている。
On the other hand, each electrode terminal 24 formed near the rear end 29 of the sensor element 21 has each terminal fitting 75 provided at the tip of each lead wire 71 drawn out through the sealing material 85 to the outside due to its spring property. They are pressed and electrically connected. In the gas sensor 1 of the present embodiment, each terminal fitting 75 including the pressure contact portion is provided in a terminal fitting holding member (separator) 91 made of an insulating material disposed in a protective cylinder (metal cylinder) 81 having a different diameter cylindrical shape. In each accommodating part provided in each, it is provided by opposing arrangement | positioning, respectively. The terminal fitting holding member 91 is restricted from moving in the radial direction and the distal end side via an annular support member 80 fixed in a protective cylinder (metal cylinder) 81. The rear end of the gas sensor 1 is covered by fitting the front end portion (large diameter cylindrical portion) 82 of the protective cylinder 81 to the cylindrical portion 15 near the rear end of the metal shell 11 and welding it. The lead wire 71 is drawn out through a sealing material (for example, rubber) 85 disposed inside the small-diameter cylindrical portion 83 at the rear end of the protective cylinder 81, and the small-diameter cylindrical portion 83 is reduced in diameter. By crimping and compressing the sealing material 85, the airtightness of this part is maintained.
Incidentally, this sealing material 85 is arranged in such a manner that the rear end of the terminal fitting holding member 91 is pushed forward, whereby the mounting stability of the terminal fitting holding member 91 and the terminal fitting 75 provided therein is improved. It has been. The terminal fitting holding member 91 has a flange 93 formed on the outer periphery thereof supported on an annular support member 80 fixed to the inside of the protective cylinder 81, and receives the compressive force of the sealing material 85. ing.

次に、図2を参照し、本発明の要点となる、内側プロテクタ51とセンサ素子構造体の一部であるセラミックホルダ30との固定態様について説明する。図2において、センサ素子構造体の他の構成部分であるセンサ素子21の図示を省略している。又、センサ素子構造体の組み付け方法については後述する。
内側プロテクタ51のフランジ部51fには、フランジ部51fの後端向き面51aから後端側に向かって突出する凸部51jがプレス加工により形成されている。一方、セラミックホルダ30には、凸部51jと嵌合すると共に、セラミックホルダ30の先端向き面30aから後端側に向かって窪む凹部30eが形成されている。そして、内側プロテクタ51の筒部51tを主体金具11の後端側に挿入し、主体金具11の後端向き面18aにフランジ部51fを係止させ、さらにセラミックホルダ30を主体金具11の後端側に挿入し、フランジ部51fの後端向き面51aにセラミックホルダ30の先端向き面30aに係止させると、フランジ部51fの凸部51jが凹部30eに嵌合しつつ、セラミックホルダ30と主体金具11との間にフランジ部51fが挟持される。
なお、凸部51jが特許請求の範囲の「規制部」に相当し、凹部30eが特許請求の範囲の「嵌合部」に相当する。
このように、フランジ部51fの凸部51jとセラミックホルダ30の凹部30eとが嵌合することで、内側プロテクタ51のガス流通孔(通気孔56)と、セラミックホルダ30の素子挿通孔32に挿通されたセンサ素子21の検出部22との周方向における位置の関係を特定の関係に規定できる。このため、ガス流通孔を介して検出部22に流通する被検出ガスの流れが最適化されてガス検出の応答性が向上する。又、フランジ部51fの凸部51jとセラミックホルダ30の凹部30eとの嵌合のみにより、内側プロテクタ51とセンサ素子21の検出部22との周方向における位置の関係を特定の関係に規定できるため、機械的に低コストで調整して組み付けることができる。
さらに、フランジ部51fの凸部51jとセラミックホルダ30の凹部30eとを用いて嵌合しているので、内側プロテクタ51のガス流通孔と、センサ素子21の検出部22との周方向における位置の関係が特定の関係に容易に規定できる。
その上、板型のセンサ素子21と環状のセラミックホルダ30との位置関係が略矩形状の素子挿通孔32により特定の関係となっているため、板型のセンサ素子21においても、内側プロテクタ51のガス流通孔と、センサ素子21の検出部22との周方向における位置の関係を特定の関係に規定することができる。
Next, with reference to FIG. 2, the fixation aspect of the inner protector 51 and the ceramic holder 30 which is a part of the sensor element structure, which is a gist of the present invention, will be described. In FIG. 2, illustration of the sensor element 21 which is another component of the sensor element structure is omitted. A method for assembling the sensor element structure will be described later.
On the flange portion 51f of the inner protector 51, a convex portion 51j protruding from the rear end facing surface 51a of the flange portion 51f toward the rear end side is formed by pressing. On the other hand, the ceramic holder 30 is formed with a concave portion 30e that fits with the convex portion 51j and that is recessed from the front end facing surface 30a of the ceramic holder 30 toward the rear end side. Then, the cylindrical portion 51t of the inner protector 51 is inserted into the rear end side of the metal shell 11, the flange portion 51f is locked to the rear end facing surface 18a of the metal shell 11, and the ceramic holder 30 is attached to the rear end of the metal shell 11. When the flange portion 51f is engaged with the front end facing surface 30a of the ceramic holder 30, the convex portion 51j of the flange portion 51f is engaged with the concave portion 30e while the main body and the ceramic holder 30 are A flange portion 51 f is sandwiched between the metal fitting 11.
Note that the convex portion 51j corresponds to a “restricting portion” in the claims, and the concave portion 30e corresponds to a “fitting portion” in the claims.
Thus, the convex part 51j of the flange part 51f and the concave part 30e of the ceramic holder 30 are fitted, so that the gas passage hole (vent hole 56) of the inner protector 51 and the element insertion hole 32 of the ceramic holder 30 are inserted. The relationship between the position of the sensor element 21 and the detection unit 22 in the circumferential direction can be defined as a specific relationship. For this reason, the flow of the gas to be detected flowing to the detection unit 22 through the gas flow hole is optimized, and the response of gas detection is improved. Moreover, since the positional relationship in the circumferential direction between the inner protector 51 and the detection portion 22 of the sensor element 21 can be defined as a specific relationship only by fitting the convex portion 51j of the flange portion 51f and the concave portion 30e of the ceramic holder 30. It can be adjusted and assembled mechanically at low cost.
Furthermore, since it has fitted using the convex part 51j of the flange part 51f, and the recessed part 30e of the ceramic holder 30, the position in the circumferential direction of the gas flow hole of the inner side protector 51 and the detection part 22 of the sensor element 21 is fitted. Relationships can be easily specified for specific relationships.
In addition, since the positional relationship between the plate-shaped sensor element 21 and the annular ceramic holder 30 has a specific relationship due to the substantially rectangular element insertion hole 32, the inner protector 51 is also included in the plate-shaped sensor element 21. The positional relationship in the circumferential direction between the gas flow hole and the detection unit 22 of the sensor element 21 can be defined as a specific relationship.

次に、ガスセンサ1の組み付け方法について説明する。
本例のガスセンサ1では、上記したように、主体金具11内に設けられているセラミックホルダ30の後端面側にはシール材(本例では滑石)41が充填状態で配置され、そのシール材41の後方にスリーブ43が配置され、リングワッシャ45を介して、主体金具11の後端寄り部位の円筒部15に連設された薄肉のカシメ用円筒部16を内側に折り曲げかつ先端側に圧縮されている。そして、この圧縮により、内部のシール材等を圧縮してセンサ素子21を主体金具11の内側に気密状に固定している。
なお、このようなセンサ素子21の固定は、図3の左図の上に示したように行う。つまり、センサ素子21の後端29を、セラミックホルダ30、シール材41、及びスリーブ43に設けられた各素子挿通孔を通して組付け体仕掛品とする。一方、図2に示すように、金具本体11の内孔18に予め内側プロテクタ51を挿入しておく。そして、この組付け体仕掛品を図3の左図の下に示したように、金具本体11の内孔18に挿入(配置)する。これにより、セラミックホルダ30と主体金具11との間にフランジ部51fが挟持される。
そして、スリーブ43の後端であって、主体金具11の後端のカシメ用円筒部16の内側にリングワッシャ45を配置し、センサ素子21の先端23を適量突出させる。次いで、この状態の主体金具11を、図3の右図に示したようなジグ201にて位置決め支持させる。そして、この支持の際には、主体金具11の多角形部14の下面をジグ201の位置決め部205に当接させる。その後、同図において例示されるようなカシメ用金型210で、カシメ用円筒部16を先端側に圧縮して内側に折り曲げる。これにより、センサ素子21及びセラミックホルダ30を含むセンサ素子構造体と、内側プロテクタ51とは主体金具11の内側に固定され、センサ素子21の先端23がセラミックホルダ30の先端から突出する。なお、圧縮前のシール材(滑石成形体)41、及びスリーブ43の中央には、セラミックホルダ30と同様に、軸線O方向からみて横断面がセンサ素子21の横断面に対応する矩形(長方形)穴が設けられている。
Next, a method for assembling the gas sensor 1 will be described.
In the gas sensor 1 of this example, as described above, the sealing material 41 (talc in this example) is disposed in a filled state on the rear end surface side of the ceramic holder 30 provided in the metal shell 11, and the sealing material 41 A thin sleeve 43 for caulking that is connected to the cylindrical portion 15 near the rear end of the metal shell 11 is bent inward and compressed to the front end side via a ring washer 45. ing. And by this compression, an internal sealing material etc. are compressed and the sensor element 21 is airtightly fixed inside the metal shell 11.
The sensor element 21 is fixed as shown on the left side of FIG. That is, the rear end 29 of the sensor element 21 is set as an assembly work product through each element insertion hole provided in the ceramic holder 30, the sealing material 41, and the sleeve 43. On the other hand, as shown in FIG. 2, an inner protector 51 is inserted in advance into the inner hole 18 of the metal fitting body 11. And this assembly work in process is inserted (arranged) into the inner hole 18 of the metal fitting body 11 as shown in the lower part of the left figure of FIG. As a result, the flange portion 51 f is sandwiched between the ceramic holder 30 and the metal shell 11.
Then, a ring washer 45 is arranged at the rear end of the sleeve 43 and inside the caulking cylindrical portion 16 at the rear end of the metal shell 11, and the tip 23 of the sensor element 21 is projected by an appropriate amount. Next, the metal shell 11 in this state is positioned and supported by a jig 201 as shown in the right figure of FIG. In this support, the lower surface of the polygonal portion 14 of the metal shell 11 is brought into contact with the positioning portion 205 of the jig 201. Thereafter, the crimping cylindrical portion 16 is compressed to the tip side and bent inward with a crimping die 210 as illustrated in FIG. Thereby, the sensor element structure including the sensor element 21 and the ceramic holder 30 and the inner protector 51 are fixed to the inside of the metal shell 11, and the tip 23 of the sensor element 21 protrudes from the tip of the ceramic holder 30. In addition, in the center of the seal material (talc molding) 41 before compression and the sleeve 43, similarly to the ceramic holder 30, a rectangular shape (rectangular shape) whose transverse section corresponds to the transverse section of the sensor element 21 as viewed from the direction of the axis O. A hole is provided.

そして、例えば、図4に示したように、センサ素子21を含む先端側の半組立体101を製造、組立てる。なお、図4の半組立体101は、図3に示した製造工程後に、外側プロテクタ61を主体金具11に溶接し、さらに、ガスケット19を主体金具11に組み付けることで作製できる。一方、それ以外の部分である上記した後端側の部位を半組立て体(仕掛品)102として、別途、製造、組立てておき、その両者を組付けることで、ガスセンサ1が製造される。すなわち、この両者を、図4に示したように、同軸状に配置し、図示下方の半組立体101において突出する素子21の後端29寄り部位を、端子金具保持部材91内において対向して配置された端子金具75相互間に相対的に挿入して、各端子金具75を素子21の後端29寄り部位に設けられた各電極端子24にバネ性によって圧接させる。そして、保護筒81の先端の大径筒部82を主体金具11の後端寄り部位の円筒部15に外嵌し、同部位において全周をレーザ溶接することで図1のガスセンサ1として製造される。   Then, for example, as shown in FIG. 4, the tip end side subassembly 101 including the sensor element 21 is manufactured and assembled. 4 can be manufactured by welding the outer protector 61 to the metal shell 11 and further assembling the gasket 19 to the metal shell 11 after the manufacturing process shown in FIG. On the other hand, the gas sensor 1 is manufactured by separately manufacturing and assembling the above-described rear end side portion, which is the other portion, as a semi-assembled body (in-process product) 102 and assembling them. That is, both are arranged coaxially as shown in FIG. 4, and the portion near the rear end 29 of the element 21 protruding in the lower half assembly 101 is opposed to the terminal fitting holding member 91. The terminal fittings 75 are relatively inserted between the arranged terminal fittings 75, and the terminal fittings 75 are brought into pressure contact with the electrode terminals 24 provided near the rear end 29 of the element 21 by a spring property. 1 is manufactured by fitting the large-diameter cylindrical portion 82 at the front end of the protective cylinder 81 to the cylindrical portion 15 near the rear end of the metal shell 11, and laser welding the entire circumference of the cylindrical portion 15 in the same portion. The

次に、図5、図6を参照し、第1の発明の実施形態にかかるガスセンサの変形例について説明する。なお、図5、図6のガスセンサ1Bは、第1の発明の実施形態にかかるガスセンサ1と、セラミックホルダ30B及び内側プロテクタ51Bとが異なるのみであり、ガスセンサ1と同一構成部分については同一符号を付して説明を省略する。
図6に示すように、ガスセンサ1Bにおいて、内側プロテクタ51Bのフランジ部51f2には、軸線O方向に貫通する円形の貫通孔51j2が形成されている。一方、セラミックホルダ30Bには、貫通孔51j2と嵌合すると共に、セラミックホルダ30Bの先端向き面30a2から先端側に向かって突出する円柱状の凸部30e2が形成されている。そして、内側プロテクタ51Bの筒部51t2を主体金具11の後端側に挿入し、主体金具11の後端向き面18aにフランジ部51f2を係止させ、さらにセラミックホルダ30Bを主体金具11の後端側に挿入し、フランジ部51f2の後端向き面51a2にセラミックホルダ30Bの先端向き面30a2に係止させると、フランジ部51f2の貫通孔51j2が凸部30e2に嵌合しつつ、セラミックホルダ30Bと主体金具11との間にフランジ部51f2が挟持される。
なお、貫通孔51j2が特許請求の範囲の「規制部」に相当し、凸部30e2が特許請求の範囲の「嵌合部」に相当する。
Next, a modification of the gas sensor according to the embodiment of the first invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6 is different from the gas sensor 1 according to the embodiment of the first invention only in the ceramic holder 30B and the inner protector 51B, and the same reference numerals are given to the same components as the gas sensor 1. A description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 6, in the gas sensor 1B, a circular through hole 51j2 penetrating in the axis O direction is formed in the flange portion 51f2 of the inner protector 51B. On the other hand, the cylindrical holder 30B is formed with a columnar convex portion 30e2 that fits into the through hole 51j2 and protrudes from the tip-facing surface 30a2 of the ceramic holder 30B toward the tip side. The cylindrical portion 51t2 of the inner protector 51B is inserted into the rear end side of the metal shell 11, the flange portion 51f2 is locked to the rear end facing surface 18a of the metal shell 11, and the ceramic holder 30B is attached to the rear end of the metal shell 11. Is inserted into the side, and the front end facing surface 30a2 of the ceramic holder 30B is engaged with the rear end facing surface 51a2 of the flange portion 51f2, the through hole 51j2 of the flange portion 51f2 is fitted into the convex portion 30e2, and the ceramic holder 30B A flange 51f2 is sandwiched between the metal shell 11 and the metal shell 11.
Note that the through hole 51j2 corresponds to a “restricting portion” in the claims, and the convex portion 30e2 corresponds to a “fitting portion” in the claims.

このように、ガスセンサ1Bにおいても、フランジ部51f2の貫通孔51j2とセラミックホルダ30Bの凸部30e2とが嵌合することで、内側プロテクタ51Bのガス流通孔(通気孔56B)と、セラミックホルダ30Bに固定されたセンサ素子21の検出部22との周方向における位置の関係を特定の関係に規定することができる。このため、ガス流通孔を介して検出部22に流通する被検出ガスの流れが最適化されてガス検出の応答性が向上することができる。又、フランジ部51f2の貫通孔51j2とセラミックホルダ30Bの凸部30e2との嵌合のみにより、内側プロテクタ51Bとセンサ素子21の検出部22との周方向における位置の関係を特定の関係に規定できるため、機械的に低コストで調整して組み付けることができる。
さらに、フランジ部51f2の貫通孔51j2とセラミックホルダ30Bの凸部30e2とを用いて嵌合しているので、内側プロテクタ51Bのガス流通孔と、センサ素子21の検出部22との周方向における位置の関係が特定の関係に容易に規定できる。
As described above, also in the gas sensor 1B, the through hole 51j2 of the flange portion 51f2 and the convex portion 30e2 of the ceramic holder 30B are fitted, so that the gas flow hole (vent hole 56B) of the inner protector 51B and the ceramic holder 30B are connected. The positional relationship in the circumferential direction with the detection unit 22 of the fixed sensor element 21 can be defined as a specific relationship. For this reason, the flow of the gas to be detected flowing through the detection unit 22 through the gas flow hole is optimized, and the response of gas detection can be improved. Further, only by fitting the through hole 51j2 of the flange portion 51f2 and the convex portion 30e2 of the ceramic holder 30B, the positional relationship in the circumferential direction between the inner protector 51B and the detecting portion 22 of the sensor element 21 can be defined as a specific relationship. Therefore, it can be mechanically adjusted and assembled at low cost.
Furthermore, since it has fitted using the through-hole 51j2 of the flange part 51f2, and the convex part 30e2 of the ceramic holder 30B, the position in the circumferential direction of the gas flow hole of the inner side protector 51B and the detection part 22 of the sensor element 21 Can be easily defined as a specific relationship.

次に、図7〜図10を参照して本発明の第2の発明の実施形態にかかるガスセンサについて説明する。
ガスセンサ1cは、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサである。図7において、ガスセンサ1cは、センサ素子21cと、センサ素子21cを挿通させる絶縁ホルダ47と、セラミックホルダ47の径方向周囲を取り囲む主体金具11cと、を備えている。
なお、絶縁ホルダ47及びセンサ素子21cが、特許請求の範囲の「センサ素子構造体」に相当する。又、絶縁ホルダ47が特許請求の範囲の「膨出部」に相当する。
Next, a gas sensor according to an embodiment of the second invention of the present invention will be described with reference to FIGS.
The gas sensor 1c is an oxygen sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas. In FIG. 7, the gas sensor 1 c includes a sensor element 21 c, an insulating holder 47 through which the sensor element 21 c is inserted, and a metal shell 11 c that surrounds the periphery of the ceramic holder 47 in the radial direction.
The insulating holder 47 and the sensor element 21c correspond to the “sensor element structure” in the claims. The insulating holder 47 corresponds to a “bulged portion” in the claims.

センサ素子21cは、詳しくは図10に示すように、先端が閉じて後端側に筒孔21hが開口すると共に、先端に向かってテーパ状に縮径する筒状の固体電解質体21gと、固体電解質体21gの内周面と外周面にそれぞれ形成された内側電極(図示せず)及び外側電極21sとからなる筒状の酸素センサ素子である。そして、センサ素子21cの内部空間を基準ガス雰囲気とし、センサ素子21cの外面に被検出ガスを接触させてガスの検知を行うようになっている。又、センサ素子21cの中央付近には、径方向外側に突出する突起部27が設けられている。
本例では、外側電極21sは固体電解質体21gの外周面のうち、突起部27より先端側の周方向の一部に形成されている。又、外側電極21sから突起部27を跨いで後端側に向かってリード部21Lが延び、リード部21Lの後端側は、リード部21Lより幅広のリングリード部21Mに接続されている。さらに、センサ素子21cの内部空間には、棒状のヒータ88が内挿されている(図7参照)。
Specifically, as shown in FIG. 10, the sensor element 21c has a cylindrical solid electrolyte body 21g that is closed at the front end and has a cylindrical hole 21h on the rear end side, and is tapered toward the front end. This is a cylindrical oxygen sensor element composed of an inner electrode (not shown) and an outer electrode 21s formed on the inner and outer peripheral surfaces of the electrolyte body 21g. The internal space of the sensor element 21c is used as a reference gas atmosphere, and the gas to be detected is brought into contact with the outer surface of the sensor element 21c. In addition, a protrusion 27 protruding outward in the radial direction is provided near the center of the sensor element 21c.
In this example, the outer electrode 21s is formed on a part of the outer circumferential surface of the solid electrolyte body 21g in the circumferential direction on the tip side from the protrusion 27. A lead portion 21L extends from the outer electrode 21s to the rear end side across the protrusion 27, and the rear end side of the lead portion 21L is connected to a ring lead portion 21M having a width wider than the lead portion 21L. Further, a rod-shaped heater 88 is inserted in the internal space of the sensor element 21c (see FIG. 7).

図7に戻り、主体金具11cは、軸線O方向に貫通する挿通孔18cを有すると共に、先後において同心異径の筒状をなしている。挿通孔18cの内面17cには、先端に向かって先細るテーパ状の後端向き面18acが形成されている。一方、主体金具11cの先端側は、小径で、後述する外側プロテクタ61cを外嵌して固定するための円筒状の円環状部(以下、円筒部ともいう)12cを有し、その後方(図示上方)の外周面には、それより大径をなす、エンジンの排気管への固定用のネジ13cが設けられている。そして、その後方には、このネジ13によってセンサ1をねじ込むための多角形部14cを備えている。また、この多角形部14cの後方には、ガスセンサ1cの後方をカバーする保護筒(外筒)81cを外嵌して溶接する円筒部15cが連設され、その後方には外径がそれより小さく薄肉のカシメ用円筒部16cを備えている。なお、このカシメ用円筒部16cは、図7では、カシメ後のために内側に曲げられている。なお、多角形部14の下面には、ねじ込み時におけるシール用のガスケット19cが取着されている。
センサ素子21cは、主体金具11cの挿通孔18cに挿入され、後述する絶縁ホルダ47に自身の突起部27を係合させることで、主体金具11cの内側に保持されている。なお、突起部27と絶縁ホルダ47と主体金具11cとの関係は後述する。
Returning to FIG. 7, the metal shell 11 c has an insertion hole 18 c penetrating in the direction of the axis O and has a cylindrical shape with concentric and different diameters at the front and rear. On the inner surface 17c of the insertion hole 18c, a tapered rear end-facing surface 18ac that is tapered toward the front end is formed. On the other hand, the front end side of the metal shell 11c has a small-diameter cylindrical annular portion (hereinafter also referred to as a cylindrical portion) 12c for externally fitting and fixing an outer protector 61c to be described later. The upper outer peripheral surface is provided with a screw 13c for fixing to the engine exhaust pipe having a larger diameter. In addition, a polygonal portion 14 c for screwing the sensor 1 with the screw 13 is provided at the rear thereof. In addition, a cylindrical portion 15c that externally fits and welds a protective cylinder (outer cylinder) 81c that covers the rear of the gas sensor 1c is connected to the rear of the polygonal portion 14c. A small and thin caulking cylindrical portion 16c is provided. The caulking cylindrical portion 16c is bent inward in FIG. 7 after caulking. A gasket 19c for sealing at the time of screwing is attached to the lower surface of the polygonal portion 14.
The sensor element 21c is inserted into the insertion hole 18c of the metal shell 11c, and is held inside the metal shell 11c by engaging its protrusion 27 with an insulating holder 47 described later. The relationship among the protrusion 27, the insulating holder 47, and the metal shell 11c will be described later.

さらに、突起部27の後端側におけるセンサ素子21cと主体金具11cとの径方向の隙間に、シール材(本例では滑石)41cが充填され、さらにシール材41cの後端側に絶縁材からなるスリーブ43cが配置されている。そして、スリーブ43cの後端側にリングワッシャ45cを配し、主体金具11cのカシメ用円筒部16cを内側に折り曲げることにより、スリーブ43cが先端側に押し付けられてシール材41cを押し潰し、スリーブ43c及びシール材41cが加締め固定されるとともに、センサ素子21cと主体金具11cの隙間がシールされ、センサ素子21cが主体金具11cの内側において先後方向に気密を保持して固定されている。   Further, a sealing material (talc in this example) 41c is filled in a radial gap between the sensor element 21c and the metal shell 11c on the rear end side of the protrusion 27, and an insulating material is further provided on the rear end side of the sealing material 41c. A sleeve 43c is arranged. Then, a ring washer 45c is arranged on the rear end side of the sleeve 43c, and the caulking cylindrical portion 16c of the metal shell 11c is bent inward, whereby the sleeve 43c is pressed to the front end side to crush the sealing material 41c, and the sleeve 43c In addition, the sealing member 41c is fixed by crimping, the gap between the sensor element 21c and the metal shell 11c is sealed, and the sensor element 21c is fixed inside the metal shell 11c while maintaining airtightness in the front-rear direction.

そして、センサ素子21cの先端側の外側電極21sが絶縁ホルダ47及び主体金具11cより先端に突出している。又、センサ素子21cの後端寄り部位はスリーブ43c及び主体金具11cより後方に突出しており、その後端寄り部位に形成された内側電極及び外側電極から延びるリード部に(図示せず)、シール材85cを通して外部に引き出された各リード線71cの先端に設けられた端子金具75c1、75c2が電気的に接続されている。   The outer electrode 21s on the front end side of the sensor element 21c protrudes from the insulating holder 47 and the metal shell 11c to the front end. Further, the rear end portion of the sensor element 21c protrudes rearward from the sleeve 43c and the metal shell 11c, and a lead member (not shown) extending from the inner electrode and the outer electrode formed in the rear end portion (not shown) is provided with a sealing material. Terminal fittings 75c1 and 75c2 provided at the tips of the respective lead wires 71c drawn to the outside through 85c are electrically connected.

センサ素子21cの後端側に配置された各端子金具75c1、75c2のうち、径方向内側に位置する筒状の端子金具75c1が筒孔21h内に内嵌され、内側電極(図示せず)と電気的に接続されている。又、筒状の端子金具75c2がガスセンサ素子21cの外側に外嵌され、電極パッド部21M(外側電極21s)と電気的に接続される。また、ヒータ88に電気的に接続する一対のヒータ用端子金具75c3(図7には1つのみ図示)に接続するリード線71cが、シール材85cを通して外部に引き出されている。そして、各端子金具75c1、75c2、ヒータ用端子金具75c3は、保護筒81c内に配置された絶縁材からなる端子金具保持部材91c内に設けられた各収容部内に、それぞれ設けられている。なお、端子金具保持部材91cは、保護筒81c内に固定された環状支持部材80cを介して径方向及び先端側への動きが規制されている。そして、この保護筒81cの先端部(大径筒部)82cを、主体金具11cの後端寄り部位の円筒部15cに外嵌して溶接することで、ガスセンサ1cの後方が気密状にカバーされている。なお、リード線71cは保護筒81cの後端部の小径筒部83cの内側に配置されたシール材(例えばゴム)85cを通されて外部に引き出されており、この小径筒部83cを縮径カシメしてこのシール材85cを圧縮することにより、この部位の気密が保持されている。
因みに、このシール材85cは端子金具保持部材91cの後端を先方に押す形で配置されており、これにより、この端子金具保持部材91c及びその内部に設けられた端子金具75c1、75c2の取付け安定が図られている。なお、端子金具保持部材91cはその外周に形成されたフランジ93cを保護筒81cの内側に固定された環状支持部材80cの上に支持させられており、これにてシール材85cの圧縮力を受けている。
さらに、シール材85cの中心には貫通孔85hが形成され、センサ素子21cの内部空間に連通している。そして、貫通孔85hに撥水性の通気フィルタ140が介装され、外部の水を通さずにセンサ素子21cの内部空間に基準ガス(大気)を導入するようになっている。
Of the terminal fittings 75c1 and 75c2 arranged on the rear end side of the sensor element 21c, a cylindrical terminal fitting 75c1 located on the radially inner side is fitted into the cylindrical hole 21h, and an inner electrode (not shown) is provided. Electrically connected. A cylindrical terminal fitting 75c2 is fitted on the outside of the gas sensor element 21c, and is electrically connected to the electrode pad portion 21M (outer electrode 21s). Further, lead wires 71c connected to a pair of heater terminal fittings 75c3 (only one is shown in FIG. 7) that is electrically connected to the heater 88 are drawn out through the sealing material 85c. The terminal fittings 75c1 and 75c2 and the heater terminal fitting 75c3 are respectively provided in the respective housing portions provided in the terminal fitting holding member 91c made of an insulating material arranged in the protective cylinder 81c. Note that the movement of the terminal fitting holding member 91c in the radial direction and the distal end side is restricted via an annular support member 80c fixed in the protective cylinder 81c. The rear end of the gas sensor 1c is covered in an airtight manner by fitting the front end portion (large diameter cylindrical portion) 82c of the protective cylinder 81c to the cylindrical portion 15c near the rear end of the metal shell 11c and welding it. ing. The lead wire 71c passes through a sealing material (for example, rubber) 85c disposed inside the small-diameter cylindrical portion 83c at the rear end of the protective cylinder 81c and is drawn out to the outside. The small-diameter cylindrical portion 83c is reduced in diameter. By crimping and compressing the sealing material 85c, the airtightness of this part is maintained.
Incidentally, this sealing material 85c is arranged in such a manner that the rear end of the terminal metal fitting holding member 91c is pushed forward, so that the terminal metal holding member 91c and the terminal metal fittings 75c1 and 75c2 provided therein are stably mounted. Is planned. The terminal fitting holding member 91c has a flange 93c formed on the outer periphery thereof supported on an annular support member 80c fixed to the inside of the protective cylinder 81c, and receives the compressive force of the sealing material 85c. ing.
Further, a through hole 85h is formed at the center of the sealing material 85c and communicates with the internal space of the sensor element 21c. A water-repellent ventilation filter 140 is interposed in the through-hole 85h, and the reference gas (atmosphere) is introduced into the internal space of the sensor element 21c without allowing external water to pass therethrough.

一方、センサ素子21cの先端部位には、有底円筒状の内側プロテクタ51cと、内側プロテクタ51の外周に離間して配置された外側プロテクタ61cとの2層構造からなるプロテクタ60cが被せられている。
内側プロテクタ51cは、ガスセンサ素子21cの先端側の周方向を覆う筒部51tcと、筒部51tcの後端縁に接続し、径方向外側に拡がると共に、主体金具11cの後端向き面18acとほぼ同一のテーパ角を有するテーパ状のフランジ部51fcとが一体に形成されている。又、内側プロテクタ51cの筒部51tcの後端側には周方向において例えば6箇所の通気孔56cが設けられ、先端側の底面には排出孔53cが設けられている。
内側プロテクタ51cが特許請求の範囲の「プロテクタ」に相当する。又、通気孔56cが特許請求の範囲の「ガス流通孔」に相当する。
同様に、外側プロテクタ61cは、内側プロテクタ51cの筒部51tcの周方向を覆う筒部61tcを有し、筒部61tcの先端寄り部位には、周方向において例えば8箇所の通気孔67cが設けられ、外側プロテクタ61c先端の底部中央にも排出孔69cが設けられている。
そして、内側プロテクタ51cの筒部51tcの後端側が主体金具11cの円筒部12cの内側に収容されると共に、絶縁ホルダ47の先端向き面47aと、主体金具11cの後端向き面18acとの間に、内側プロテクタ51cのフランジ部51fcが挟持され、内側プロテクタ51cが主体金具11cに固定されている。
一方、外側プロテクタ61cは、内側プロテクタ51cと間隔を開けて外嵌しつつ、主体金具11cの円筒部12cに自身の後端部が外嵌されて溶接されている。
On the other hand, a protector 60c having a two-layer structure of a bottomed cylindrical inner protector 51c and an outer protector 61c arranged apart from the outer periphery of the inner protector 51 is put on the tip portion of the sensor element 21c. .
The inner protector 51c is connected to a cylindrical portion 51tc that covers the circumferential direction on the distal end side of the gas sensor element 21c, and a rear end edge of the cylindrical portion 51tc, expands radially outward, and is substantially the same as the rear end facing surface 18ac of the metal shell 11c. A tapered flange portion 51fc having the same taper angle is integrally formed. Further, for example, six vent holes 56c are provided in the circumferential direction on the rear end side of the cylindrical portion 51tc of the inner protector 51c, and discharge holes 53c are provided on the bottom surface on the front end side.
The inner protector 51c corresponds to the “protector” in the claims. The vent hole 56c corresponds to a “gas flow hole” in the claims.
Similarly, the outer protector 61c has a cylinder part 61tc that covers the circumferential direction of the cylinder part 51tc of the inner protector 51c, and, for example, eight vent holes 67c are provided in the circumferential direction near the tip of the cylinder part 61tc. A discharge hole 69c is also provided at the center of the bottom of the outer protector 61c.
The rear end side of the cylindrical portion 51tc of the inner protector 51c is accommodated inside the cylindrical portion 12c of the metal shell 11c, and between the front end facing surface 47a of the insulating holder 47 and the rear end facing surface 18ac of the main metal shell 11c. Further, the flange portion 51fc of the inner protector 51c is sandwiched, and the inner protector 51c is fixed to the metal shell 11c.
On the other hand, the outer protector 61c is welded with the rear end portion of the outer metal protector 61c being fitted to the cylindrical portion 12c of the metal shell 11c while being fitted to the inner protector 51c with a gap.

次に、図8及び図9に、第2の発明の要点を示す。
図8の発明において、主体金具11cの後端向き面18acに、後端に突出する突出部18pが形成されている。そして、主体金具11cの挿通孔18cの内側には、絶縁性セラミック(例えばアルミナ)からなり、概略短円筒状に形成された絶縁ホルダ47が配置されている。図9に示すように、絶縁ホルダ47の先端の外周側は、先端に向かって先細りのテーパ状に形成された先端向き面47aを形成している。そして、後述するように、先端向き面47aと、主体金具11cの後端向き面18acとの間に、内側プロテクタ51cのフランジ部51fcを挟持した状態で、絶縁ホルダ47が主体金具11cの後端向き面18acに係合しつつ主体金具11c内に位置決めされ、かつ隙間嵌めされている。
センサ素子21cは、絶縁ホルダ47の中心孔47hに通され、センサ素子21cの突起部27が絶縁ホルダ47の後端向き面47bに係止されている。そして、センサ素子21cの先端を絶縁ホルダ47の先端向き面47a及び主体金具11cの先端12acよりも先方に突出させている。
Next, FIG. 8 and FIG. 9 show the main points of the second invention.
In the invention of FIG. 8, a protruding portion 18p protruding to the rear end is formed on the rear end facing surface 18ac of the metal shell 11c. An insulating holder 47 made of an insulating ceramic (for example, alumina) and having a substantially short cylindrical shape is disposed inside the insertion hole 18c of the metal shell 11c. As shown in FIG. 9, the outer peripheral side of the tip of the insulating holder 47 forms a tip-facing surface 47 a that is tapered toward the tip. As will be described later, the insulating holder 47 is connected to the rear end of the metal shell 11c with the flange portion 51fc of the inner protector 51c sandwiched between the front surface 47a and the rear surface 18ac of the metal shell 11c. It is positioned in the metal shell 11c while being engaged with the facing surface 18ac, and is fitted in a gap.
The sensor element 21 c is passed through the center hole 47 h of the insulating holder 47, and the protrusion 27 of the sensor element 21 c is locked to the rear end facing surface 47 b of the insulating holder 47. And the front-end | tip of the sensor element 21c is protruded ahead rather than the front-end | tip direction surface 47a of the insulation holder 47, and the front-end | tip 12ac of the metal shell 11c.

内側プロテクタ51cのフランジ部51fcには、径方向外側に開口するコ字状の切欠き51j3が形成されている。一方、絶縁ホルダ47の先端向き面47aには凹部47eが形成されている。そして、内側プロテクタ51cの筒部51tcを主体金具11cの後端側に挿入し、主体金具11cの後端向き面18acにフランジ部51fcを係止させ、さらに絶縁ホルダ47を主体金具11cの後端側に挿入すると、切欠き51j3及び凹部47eが主体金具11の突出部18pに嵌合されつつ、絶縁ホルダ47と主体金具11cとの間にフランジ部51fcが挟持される。
ここで、本例においてはセンサ素子21cが円筒状であるため、絶縁ホルダ47とセンサ素子21cとの径方向の相対的な位置を規制しないと、絶縁ホルダ47内でセンサ素子21cが周方向に任意に回転した状態で取り付けられてしまい、内側プロテクタ51cと絶縁ホルダ47との位置関係を規定しても無駄となる可能性が高い。そこで、絶縁ホルダ47の後端向き面47bに後端側へ突出する凸部47pが形成され、センサ素子21cの突起部27の先端向き面27aには、凸部47pと係合する凹部27eが形成されている。
The flange portion 51fc of the inner protector 51c is formed with a U-shaped notch 51j3 that opens radially outward. On the other hand, a recess 47e is formed on the tip-facing surface 47a of the insulating holder 47. Then, the cylindrical portion 51tc of the inner protector 51c is inserted into the rear end side of the metal shell 11c, the flange portion 51fc is locked to the rear end facing surface 18ac of the metal shell 11c, and the insulating holder 47 is connected to the rear end of the metal shell 11c. When inserted to the side, the flange 51fc is sandwiched between the insulating holder 47 and the metal shell 11c while the notch 51j3 and the recess 47e are fitted into the protruding portion 18p of the metal shell 11.
Here, in this example, since the sensor element 21c is cylindrical, if the relative position in the radial direction between the insulating holder 47 and the sensor element 21c is not restricted, the sensor element 21c is circumferentially arranged in the insulating holder 47. Even if it is attached in an arbitrarily rotated state and the positional relationship between the inner protector 51c and the insulating holder 47 is defined, there is a high possibility that it will be wasted. Therefore, a convex portion 47p that protrudes toward the rear end side is formed on the rear end facing surface 47b of the insulating holder 47, and a concave portion 27e that engages with the convex portion 47p is formed on the front end facing surface 27a of the protruding portion 27 of the sensor element 21c. Is formed.

そして、凸部47pに凹部27eを係合させた状態で、絶縁ホルダ47と主体金具11cとの間にフランジ部51fcを挟持させる。
このように、フランジ部51fcの切欠き51j3と、絶縁ホルダ47の凹部47eとが、主体金具11cの突出部18pと嵌合することで、内側プロテクタ51cのガス流通孔(通気孔56)と、絶縁ホルダ47に固定されたセンサ素子21cの外側電極21sとの位置の関係が特定の関係に規定される。このため、第2の発明においても、ガス流通孔を介して外側電極21sに流通する被検出ガスの流れが最適化されてガス検出の応答性が向上する。又、切欠き51j3と、凹部47eと、突出部18pとの嵌合のみにより、内側プロテクタ51cとセンサ素子21cとの周方向における位置の関係を特定の関係にできるため、機械的に低コストで調整して組み付けることができる。
Then, the flange portion 51fc is sandwiched between the insulating holder 47 and the metal shell 11c with the concave portion 27e engaged with the convex portion 47p.
Thus, the notch 51j3 of the flange portion 51fc and the recess 47e of the insulating holder 47 are fitted to the protruding portion 18p of the metal shell 11c, so that the gas flow hole (vent hole 56) of the inner protector 51c, The positional relationship between the sensor element 21c fixed to the insulating holder 47 and the outer electrode 21s is defined as a specific relationship. For this reason, also in the second aspect of the invention, the flow of the gas to be detected flowing to the outer electrode 21s through the gas flow hole is optimized, and the response of gas detection is improved. Further, since the positional relationship between the inner protector 51c and the sensor element 21c in the circumferential direction can be made a specific relationship only by fitting the notch 51j3, the recess 47e, and the protruding portion 18p, it is mechanically inexpensive. Can be adjusted and assembled.

また、このガスセンサ1cによれば、絶縁ホルダ47が主体金具11cに係合すると共に、絶縁ホルダ47に設けた凸部47pと突起部27に設けた凹部27eとを嵌合することにより、絶縁ホルダ47と、突起部27を備えるセンサ素子1cと有するセンサ構造体においても、プロテクタ51cのガス流通孔と、センサ素子21の外側電極21sとの周方向における位置の関係を特定の関係に規定することができる。   Further, according to the gas sensor 1c, the insulating holder 47 is engaged with the metal shell 11c, and the convex portion 47p provided on the insulating holder 47 and the concave portion 27e provided on the protruding portion 27 are fitted to each other. 47, and also in the sensor structure having the sensor element 1c provided with the protrusion 27, the positional relationship in the circumferential direction between the gas flow hole of the protector 51c and the outer electrode 21s of the sensor element 21 is defined as a specific relationship. Can do.

なお、ガスセンサ1cにおいては、外側電極21sを主体金具11cと絶縁するために絶縁ホルダ47を用いたが、外側電極21sを主体金具11cと電気的にアース接続してよい簡易型のセンサ(例えば二輪車用酸素センサ)の場合には、絶縁ホルダ47を用いずに、センサ素子21cの突起部27を内側プロテクタ51cのフランジ部51fcに直接係止させてもよい。この場合には、突起部27が特許請求の範囲の「膨出部」に相当することになる。又、この場合、センサ素子21cが、特許請求の範囲の「センサ素子構造体」に相当する。   In the gas sensor 1c, the insulating holder 47 is used to insulate the outer electrode 21s from the metal shell 11c. However, a simple sensor (for example, a two-wheeled vehicle) that can electrically connect the outer electrode 21s to the metal shell 11c. In the case of an oxygen sensor), the protrusion 27 of the sensor element 21c may be directly engaged with the flange 51fc of the inner protector 51c without using the insulating holder 47. In this case, the protrusion 27 corresponds to the “bulged portion” in the claims. In this case, the sensor element 21c corresponds to a “sensor element structure” in the claims.

本発明のガスセンサは、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜にその構造、構成を設計変更して具体化できる。
例えば、本発明の第1の発明の実施形態では、フランジ部51fに凸部51jを形成すると共に、セ
ミックホルダ30に凹部30eを形成し、凸部51jと凹部30eとを嵌合させていたが、これに限られず、フランジ部51fに後端向き面51aから先端側に向かって窪む凹部を形成すると共に、セラミックホルダ30の先端向き面30aから先端側に向かって突出する凸部を形成し、この凹部と凸部とを嵌合させても良い。また、フランジ部51fに凸部及び凹部を形成すると共に、セラミックホルダ30に凹部及び凸部を形成し、この複数の凹部と凸部とをそれぞれ嵌合させても良い。
また、本発明の第1の発明の実施形態の変形例では、フランジ部51f2に貫通孔51j2を形成すると共に、セラミックホルダ30Bに凸部30e2を形成し、貫通孔51j2と凸部30e2とを嵌合させていたが、これに限られず、フランジ部51f2に、フランジ部51f2の一部を切り欠く切欠き(例えば、第2の発明の実施形態の切欠き51j3の形態)を形成し、この切欠きとセラミックホルダ30Bの凸部30e2とを嵌合させても良い。
また、本発明の第1の発明の実施形態及び変形例では、フランジ部とセラミックホルダにはそれぞれ1つずつの規制部及び嵌合部を設けていたが、これに限られず、複数の規制部及び嵌合部を設けても良い。
また、本発明の第2の発明の実施形態では、絶縁ホルダ47に凸部47pを形成すると共に、突起部27の凹部27eを形成し、凸部47pと凹部27eとを嵌合させていたが、これに限られず、絶縁ホルダ47の後端向き面47bに先端側に向かって窪む凹部を形成すると共に、突起部27の先端向き面27aから先端側に向かって突出する凸部を形成し、この凹部と凸部とを嵌合させても良い。
また、本発明の第2の発明の実施形態では、内側プロテクタ51cのフランジ部51fcに切欠き51j3を形成したが、これに限られず、フランジ部51fcに軸線方向に貫通する貫通孔を設けても良い。
また、本発明の第2の発明の実施形態では、主体金具に設けた凸部、フランジ部に設けた切欠き、及びセラミックホルダに設けた凹部はそれぞれ1つずつであったが、これに限られず、複数の凸部、切り欠き、及び凹部を設けても良い。
The gas sensor of the present invention can be embodied by appropriately changing the structure and configuration without departing from the gist of the present invention.
For example, in the embodiment of the first invention of the present invention, the convex portion 51j is formed in the flange portion 51f, the concave portion 30e is formed in the ceramic holder 30, and the convex portion 51j and the concave portion 30e are fitted. Without being limited thereto, a concave portion that is recessed from the rear end facing surface 51a toward the front end side is formed in the flange portion 51f, and a convex portion that protrudes from the front end facing surface 30a of the ceramic holder 30 toward the front end side is formed, You may fit this recessed part and a convex part. Moreover, while forming a convex part and a recessed part in the flange part 51f, a recessed part and a convex part may be formed in the ceramic holder 30, and this several recessed part and convex part may be fitted, respectively.
Further, in the modification of the embodiment of the first invention of the present invention, the through hole 51j2 is formed in the flange portion 51f2, the convex portion 30e2 is formed in the ceramic holder 30B, and the through hole 51j2 and the convex portion 30e2 are fitted. However, the present invention is not limited to this, and a notch (for example, the form of the notch 51j3 according to the embodiment of the second invention) is formed in the flange portion 51f2 by cutting out a part of the flange portion 51f2. You may fit a notch and the convex part 30e2 of the ceramic holder 30B.
In the embodiment and the modification of the first invention of the present invention, each of the flange portion and the ceramic holder is provided with one restricting portion and one fitting portion. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of restricting portions are provided. And a fitting part may be provided.
In the second embodiment of the present invention, the protrusion 47p is formed in the insulating holder 47, the recess 27e of the protrusion 27 is formed, and the protrusion 47p and the recess 27e are fitted. However, the present invention is not limited thereto, and a concave portion that is recessed toward the front end side is formed on the rear end facing surface 47b of the insulating holder 47, and a convex portion that protrudes from the front end facing surface 27a of the protruding portion 27 toward the front end side is formed. The concave portion and the convex portion may be fitted.
In the second embodiment of the present invention, the notch 51j3 is formed in the flange portion 51fc of the inner protector 51c. However, the present invention is not limited to this, and a through-hole penetrating in the axial direction may be provided in the flange portion 51fc. good.
In the embodiment of the second invention of the present invention, the convex portion provided on the metal shell, the notch provided on the flange portion, and the concave portion provided on the ceramic holder are each one, but this is not limitative. Instead, a plurality of convex portions, notches, and concave portions may be provided.

また、本発明の第1の発明の実施形態及び変形例では、センサ構造体として、板型のセンサ素子21とセラミックホルダ30とを用いていたが、これに限られず、本発明の第2の発明の実施形態にて説明した筒型のセンサ素子21cと絶縁ホルダ47とを用いても良いし、筒型のセンサ素子21cのみを用いても良い。
さらに、本発明の第2の発明の実施形態では、センサ構造体として、筒型のセンサ素子21cと絶縁ホルダ47とを用いていたが、これに限られず、本発明の第1の発明の実施形態にて説明した板型のセンサ素子21とセラミックホルダ30とを用いても良い。
また、本発明の第1の発明の実施形態及び変形例では、板状のセンサ素子を、横断面が長方形(矩形)の帯板状のものとしたが、本発明のガスセンサに使用される板状のセンサ素子は、横断面が正方形のものであっても、それ以外のものであってもよい。さらに、上記においては全領域空燃比ガスセンサ及び酸素センサにおいて具体化したが、本発明に係るガスセンサは、その他のガスセンサにおいても具体化できる。
In the embodiment and the modification of the first invention of the present invention, the plate-type sensor element 21 and the ceramic holder 30 are used as the sensor structure. However, the present invention is not limited to this, and the second embodiment of the present invention. The cylindrical sensor element 21c and the insulating holder 47 described in the embodiment of the invention may be used, or only the cylindrical sensor element 21c may be used.
Furthermore, in the second embodiment of the present invention, the cylindrical sensor element 21c and the insulating holder 47 are used as the sensor structure. However, the present invention is not limited to this, and the first embodiment of the present invention is implemented. You may use the plate-shaped sensor element 21 and the ceramic holder 30 which were demonstrated by the form.
In the embodiment and the modification of the first invention of the present invention, the plate-like sensor element is a belt plate having a rectangular cross section, but the plate used in the gas sensor of the present invention. The sensor element may have a square cross section or may be other than that. Furthermore, in the above description, the full range air-fuel ratio gas sensor and the oxygen sensor are embodied, but the gas sensor according to the present invention can also be embodied in other gas sensors.

1、1B、1c ガスセンサ
11,11c 主体金具
18、18c 主体金具の挿通孔
18a、18ac 主体金具の後端向き面
18p 主体金具の突出部
21、30、21c、47 センサ素子構造体
22 検出部
27 突起部
27a 突起部の先端向き面
30、47 膨出部
30a、47a 膨出部の先端向き面
30e、30e2 嵌合部(凹部、凸部)
51、51B、51c プロテクタ(内側プロテクタ)
51f、51f2、51fc フランジ部
51t、51t2、51tc 筒部
51j、51j2、51j3 規制部(凸部、貫通孔、切欠き)
27e、47e 凹部
47p 凸部
56、56B、56c ガス流通孔
O 軸線
1, 1B, 1c Gas sensor 11, 11c Metal fitting 18, 18c Metal fitting insertion hole 18a, 18ac Rear end face 18p of metal fitting Metal metal protrusions 21, 30, 21c, 47 Sensor element structure 22 Detector 27 Projection 27a Projection-facing tip-facing surface 30, 47 Swelling portion 30a, 47a Swell-protruding tip-facing surface 30e, 30e2 Fitting portion (concave, convex)
51, 51B, 51c Protector (inner protector)
51f, 51f2, 51fc Flange part 51t, 51t2, 51tc Tube part 51j, 51j2, 51j3 Restriction part (convex part, through hole, notch)
27e, 47e Concave portion 47p Convex portions 56, 56B, 56c Gas flow hole O Axis line

Claims (6)

軸線方向に貫通する挿通孔を有すると共に、後端側に向く環状の後端向き面を、前記挿通孔を構成する内面の一部に有する主体金具と、
自身の先端側に特定ガスを検出する検出部を有すると共に、該検出部よりも後端側に設けられ、径方向外側に突出する膨出部を有する、一又は複数の部材からなるセンサ素子構造体であって、前記膨出部の先端向き面が前記主体金具の前記後端向き面に係合しつつ、前記挿通孔に挿通されて前記検出部を前記主体金具の先端よりも先端側に突出させるセンサ素子構造体と、
前記主体金具の前記後端向き面及び前記膨出部の前記先端向き面の間に挟まれるフランジ部と、該フランジ部より先端側に配置され、前記検出部を覆うと共にガス流通孔が設けられた筒部とを有するプロテクタと、を備えたガスセンサであって、
前記フランジ部には、前記膨出部に設けられる嵌合部に嵌合する規制部が形成されていることを特徴とするガスセンサ。
A metal shell having an insertion hole penetrating in the axial direction and having an annular rear end facing surface facing the rear end side in a part of the inner surface constituting the insertion hole,
A sensor element structure comprising one or a plurality of members, having a detection unit for detecting a specific gas on its front end side, and having a bulging portion provided on the rear end side of the detection unit and projecting radially outward. A front-facing surface of the bulging portion is engaged with the rear-facing surface of the metal shell, and is inserted through the insertion hole so that the detection portion is located on the front side of the metal shell. A sensor element structure to be projected;
A flange portion sandwiched between the rear end-facing surface of the metal shell and the front-facing surface of the bulging portion is disposed on the front end side from the flange portion, covers the detection portion, and is provided with a gas flow hole. A gas sensor comprising a protector having a cylindrical portion,
The gas sensor according to claim 1, wherein a restriction portion that fits into a fitting portion provided in the bulging portion is formed in the flange portion.
前記規制部は、前記フランジ部の後端向き面から後端側に向かって突出する凸部、又は前記フランジ部の後端向き面から先端側に向かって窪む凹部の少なくとも何れか一方であり、
前記嵌合部は、前記規制部の前記凸部と嵌合すると共に、前記膨出部の先端向き面から後端側に向かって窪む凹部、又は前記規制部の前記凹部と嵌合すると共に、前記膨出部の先端向き面から先端側に向かって突出する凸部の少なくともいずれか一方である請求項1に記載のガスセンサ。
The restricting portion is at least one of a convex portion protruding from the rear end facing surface of the flange portion toward the rear end side, or a concave portion recessed from the rear end facing surface of the flange portion toward the front end side. ,
The fitting portion is fitted with the convex portion of the restricting portion, and is fitted with a concave portion that is recessed from the front-facing surface of the bulging portion toward the rear end side, or the concave portion of the restricting portion. 2. The gas sensor according to claim 1, wherein the gas sensor is at least one of convex portions protruding from the surface facing the distal end of the bulging portion toward the distal end side.
前記嵌合部は、前記膨出部の先端向き面から先端側に向かって突出する凸部であり、
前記規制部は、前記嵌合部の前記凸部と嵌合すると共に、前記フランジ部を軸線方向に貫通する貫通孔、又は前記嵌合部の前記凸部と嵌合すると共に、前記フランジ部の一部を径方向に向けて切り欠かれた切欠きである請求項1に記載のガスセンサ。
The fitting portion is a convex portion that protrudes from the tip-facing surface of the bulging portion toward the tip side,
The restricting portion is fitted to the convex portion of the fitting portion, and is fitted to a through-hole penetrating the flange portion in the axial direction, or the convex portion of the fitting portion, and the flange portion The gas sensor according to claim 1, wherein a part of the gas sensor is cut out in a radial direction.
軸線方向に貫通する挿通孔を有すると共に、後端側に向く環状の後端向き面を、前記挿通孔を構成する内面の一部に有する主体金具と、
自身の先端側に特定ガスを検出する検出部を有すると共に、該検出部よりも後端側であり、径方向外側に突出する膨出部を有する、一又は複数の部材からなるセンサ素子構造体であって、前記膨出部の先端向き面が前記主体金具の前記後端向き面に係合しつつ、前記挿通孔に挿通されて前記検出部を前記主体金具の先端よりも先端側に突出させるセンサ素子構造体と、
前記主体金具の前記後端向き面及び前記膨出部の前記先端向き面の間に挟まれるフランジ部と、該フランジ部より先端側に配置され、検出部を覆うと共にガス流通孔が設けられた筒部とを有するプロテクタと、を備えたガスセンサであって、
前記主体金具には、前記主体金具の前記後端向き面から後端側に向かって突出する突出部が形成されており、
前記フランジ部には、前記突出部と嵌合すると共に、前記フランジ部を軸線方向に貫通する貫通孔又は、前記突出部と嵌合すると共に、前記フランジ部の一部を径方向に向けて切り欠かれた切欠きが形成され、
前記膨出部には、前記突出部と嵌合すると共に、前記膨出部の先端向き面から後端側に向かって窪む凹部が形成されていることを特徴とするガスセンサ。
A metal shell having an insertion hole penetrating in the axial direction and having an annular rear end facing surface facing the rear end side in a part of the inner surface constituting the insertion hole,
A sensor element structure comprising one or a plurality of members, which has a detection unit for detecting a specific gas on its front end side, and has a bulging portion that is on the rear end side of the detection unit and protrudes radially outward. The front-end facing surface of the bulging portion is engaged with the rear-end-facing surface of the metal shell, and is inserted into the insertion hole so that the detection portion protrudes further to the front side than the front end of the metal shell. A sensor element structure
A flange portion sandwiched between the rear end-facing surface of the metal shell and the front-facing surface of the bulging portion, disposed on the front end side from the flange portion, and provided with a gas flow hole while covering the detection portion A gas sensor comprising a protector having a cylindrical portion,
The metal shell is formed with a protruding portion that protrudes from the rear-facing surface of the metal shell toward the rear edge side.
The flange portion is fitted with the projecting portion, and is fitted with a through-hole penetrating the flange portion in the axial direction or with the projecting portion, and a part of the flange portion is cut in a radial direction. A notch is formed,
The gas sensor according to claim 1, wherein the bulging portion is formed with a concave portion that fits with the protruding portion and that is recessed from the front-facing surface of the bulging portion toward the rear end side.
前記センサ素子構造体は、自身の先端側に前記検出部を備える板状のセンサ素子と、前記センサ素子を挿通する略矩形状の素子挿通孔を有する環状のホルダとを有し、
前記ホルダが前記膨出部を構成する請求項1〜4のいずれかに記載のガスセンサ。
The sensor element structure has a plate-like sensor element including the detection unit on its tip side, and an annular holder having a substantially rectangular element insertion hole for inserting the sensor element,
The gas sensor according to claim 1, wherein the holder constitutes the bulging portion.
前記センサ素子構造体は、自身の先端側に前記検出部を備えると共に、径方向外側に突出する突起部を備えるセンサ素子と、前記センサ素子の前記突起部の先端向き面に自身の後端向き面が係合する環状の絶縁ホルダとを有し、
前記絶縁ホルダが前記膨出部を構成し、
前記突起部には、該突起部の前記先端向き面から先端側に向かって突出する凸部、又は前記突起部の先端向き面から後端側に向かって窪む凹部の少なくとも何れか一方が形成され、
前記絶縁ホルダには、前記突起部の前記凸部に嵌合すると共に、前記絶縁ホルダの後端向き面から先端側に向かって窪む凹部、又は前記突起部の前記凹部と嵌合すると共に、前記絶縁ホルダの後端向き面から後端側に向かって突出する凸部の少なくともいずれか一方が形成されている請求項1〜4のいずれかに記載のガスセンサ。
The sensor element structure includes the sensor on the tip side of the sensor element, the sensor element having a protrusion protruding radially outward, and the rear end of the sensor element facing the tip of the protrusion of the sensor element. An annular insulating holder with which the surface engages,
The insulating holder constitutes the bulging portion;
The protrusion is formed with at least one of a protrusion protruding from the tip-facing surface toward the tip side of the protrusion or a recess recessed from the tip-facing surface of the protrusion toward the rear end. And
The insulating holder is fitted with the convex portion of the protruding portion, and is recessed with the concave portion recessed from the rear end facing surface of the insulating holder toward the front end side, or the concave portion of the protruding portion, The gas sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of convex portions protruding from the rear end facing surface of the insulating holder toward the rear end side is formed.
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