JP2847418B2 - 内燃機関の酸素センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の排気中の酸素濃度を検出するた
め等に使用される内燃機関の酸素センサに関し、特に酸
素センサ内部への水滴の侵入を防ぐ技術に関する。

〈従来の技術〉 この種の酸素センサとして、例えばジルコニア（Zr
O₂）チューブ内の大気（酸素濃度略一定）と、チューブ
外の排気との酸素濃度の比によって、ジルコニアチュー
ブに起電力を発生させ、この起電力の大小により排気中
の酸素濃度を検出するようにしたものがある（実開昭59
−60550号公報等参照）。

まず、この種の従来の酸素センサの構造の一例を第３
図に示す。

第３図において、ホルダ１は、セラミックヒータ２の
先端部を覆っているジルコニアチューブ３を先端側で保
持し、先端側の小径部でこのジルコニアチューブ３の先
端部を保護するスリット付のプロテクタ４を支持してい
る。ホルダ１の基端側小径部の外周面には円筒状の外ケ
ースであって酸素センサ内部を保護しているキャップ５
が嵌合し、キャップ５の先端部がカシメられることによ
って固着している。キャップ５は基端側でシール部材で
あるシーリングラバー６を保持している。

検出された酸素センサの起電力は、セラミックヒータ
２の基端部に順次接続されているリード線７、ターミナ
ル８、そしてシーリングラバー６を貫通しているリード
線９を介して酸素センサの内部から出力される。

ホルダ１の基端側の小径部には例えばネジが形成さ
れ、酸素センサは排気管のねじ部にねじこまれ、ホルダ
１の中央の大径部がストッパとなって排気管に固着さ
れ、プロテクタ４、ジルコニアチューブ３、セラミック
ヒータ２が排気管内に臨むようになっている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、従来の酸素センサでは、ホルダ１の段差面
10が基端側小径部に対して略直角であり、段差面10とキ
ャップ５の先端との間のクリアランスｓの距離が例えば
1mmと非常に狭い為、第３図のＡ部を拡大した第４図の
ようにこのクリアランスｓに水滴11が付着し易い。また
排気管の温度は内燃機関の運転時と停止時とで大きく変
化し、この排気管に取りつけられた酸素センサの温度も
大きく変化する。そしてこの大きな温度交番により、ホ
ルダ１とキャップ５との間には僅かな隙間が出来てしま
うおそれがあり、ホルダ１の段差面10とキャップ５の先
端との間のクリアランスｓに付着した水滴11が酸素セン
サ内に侵入し、そして水滴11が酸素センサ内に侵入する
ことによりセンサの起電力が低下し、検出された酸素濃
度が不正確になってしまうおそれがあった。

本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもの
で、ホルダとキャップ間からの水滴の侵入を防止するこ
との出来る構造の酸素センサを提供することを目的とす
る。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、基端側と先端側とに小径部を、中
央に大径部を有し、酸素センサの排気中の酸素濃度を検
出する酸素濃度検出部を保護するプロテクタを先端側の
小径部で支持し、基端側小径部に内部を保護するキャッ
プを嵌合させて、前記大径部がストッパとなって機関の
排気管に固着されているホルダを備えた内燃機関の酸素
センサにおいて、前記ホルダの基端側の小径部と大径部
との段差面と、前記キャップの先端と、の間に水滴の付
着を防止可能なクリアランスを設け、前記ホルダの基端
側の小径部に対する前記段差面の角度を鈍角にしてさら
にその角部を滑らかな曲面形状にした。

また前記ホルダの前記キャップとの嵌合面の外周面に
周溝を設けた。

〈作用〉 上記の構成によれば、ホルダの大径部と基端側の小径
部との段差面と、キャップの先端と、の間のクリアラン
スが広く、またホルダの基端側小径部に対する段差面の
角度が鈍角であり、その角部が滑らかな曲面形状である
ので段差面とキャップ先端との間に水滴が付着しにくく
なり、酸素センサ内部への水滴の侵入が防止される。

さらホルダの小径部のキャップとの嵌合面の円周方向
に周溝を設けることにより、酸素センサの内部への水滴
の侵入が完全に防止される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を第１図〜第２図に基づいて説
明する。尚、第３図と同一要素のものについては同一符
号を付して説明は省略する。

本発明の第１実施例の酸素センサの断面図である第１
図において、ホルダ１の大径部と基端側小径部との段差
面10と、キャップ５の先端との間のクリアランスｓの距
離を例えば3mm程度に広げ、さらにホルダ１の基端側の
小径部に対する段差面10の角度を例えば107゜程度に
し、図のように角部を滑らかな曲面形状にする。

水滴は一般にクリアランスｓの距離が小さいと表面張
力により、クリアランスｓに付着し易くなる。ホルダ１
とキャップ５とを上記のような構造にすることによりホ
ルダ１の段差面10とキャップ５の先端との間の水滴の付
着を防止する。

かかる構成によれば、ホルダ１の段差面10とキャップ
５との間のクリアランスｓの距離を広げ、ホルダ１の段
差面10を小径部に対して鈍角にして段差面10を滑らかす
ることにより水滴が段差面10に付着しにくくなり、水滴
の酸素センサ内部への侵入が防止され、水滴の酸素セン
サ内への侵入によるセンサの起電力の低下が防止され、
酸素センサの信頼性が向上する。

さらに第１実施例の構成に加えて第２図に示す第２実
施例のようにホルダ１のキャップ５との嵌合面の円周面
に周溝12を設ければ、もし水滴がキャップ５の先端から
侵入してもこの周溝12に入り、水滴の酸素センサの内部
への侵入が完全に防止される。

このように更にホルダ１の嵌合面に周溝12を設けるこ
とにより、万が一、水滴がキャップ５の先端からホルダ
１とキャップ５との間に侵入しても、水滴の酸素センサ
の内部への侵入が完全に防止される。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、ホルダの大径部
と基端側の小径部との段差面と、キャップの先端と、の
クリアランスを広くとり、ホルダの段差面の小径部に対
する角度を鈍角にし、その角部を滑らかな曲面形状にす
ることにより、段差面に水滴が付着しにくくなり、水滴
が酸素センサ内部へ侵入するのが防止され、水滴の酸素
センサ内部への侵入による酸素センサの起電力の低下が
防止され、酸素センサの信頼性が向上する。さらにホル
ダのキャップとの嵌合面の円周方向に周溝を設けること
により、水滴がキャップの先端から酸素センサの内部に
侵入するのを、より一層防止出来、酸素センサの信頼性
がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による一実施例を示す酸素センサの断面
図、第２図は第２実施例を示す拡大断面図、第３図は従
来の酸素センサを示す断面図、第４図は第３図の拡大図
である。 １……ホルダ、２……セラミックヒータ、３……ジルコ
ニアチューブ、４……プロテクタ、５……キャップ、10
……段差面、12……周溝、ｓ……クリアランス

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基端側と先端側とに小径部を、中央に大径
   部を有し、酸素センサの排気中の酸素濃度を検出する酸
   素濃度検出部を保護するプロテクタを先端側の小径部で
   支持し、基端側小径部に内部を保護するキャップを嵌合
   させて、前記大径部がストッパとなって機関の排気管に
   固着されているホルダを備えた内燃機関の酸素センサに
   おいて、 前記ホルダの基端側の小径部と大径部との段差面と、前
   記キャップの先端と、の間で水滴の付着を防止可能なク
   リアランスを設け、前記ホルダの基端側の小径部に対す
   る前記段差面の角度を鈍角にしてさらにその角部を滑ら
   かな曲面形状にしたことを特徴とする内燃機関の酸素セ
   ンサ。
2. 【請求項２】前記ホルダの前記キャップとの嵌合面の外
   周面に周溝を設けたことを特徴とする請求項１記載の内
   燃機関の酸素センサ。