JP3080022B2 - ガスセンサの組付方法 - Google Patents

ガスセンサの組付方法

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JP3080022B2
JP3080022B2 JP09031307A JP3130797A JP3080022B2 JP 3080022 B2 JP3080022 B2 JP 3080022B2 JP 09031307 A JP09031307 A JP 09031307A JP 3130797 A JP3130797 A JP 3130797A JP 3080022 B2 JP3080022 B2 JP 3080022B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は,自動車エンジン等の内燃機関に
おける空燃比制御等に使用する,撥水性フィルタを内蔵
したガスセンサの組付方法に関する。
【0002】
【従来技術】従来,自動車エンジンの排気系には,空燃
比を検知する空燃比センサが設置され,該空燃比センサ
にて検知された空燃比を基に上記自動車エンジンの燃焼
制御を行っている。これにより,上記自動車エンジンの
排気系に設けた三元触媒コンバータにおける排気ガスの
浄化効率を高めることができる。
【0003】そして,上記空燃比センサとしては,酸素
イオン導電性を有する固体電解質よりなる検出素子が内
蔵されたガスセンサが使用されている。なお,上記検出
素子は,ストイキ,リーンの空燃比状態を検出するとき
は周囲の被測定ガス中の酸素濃度に応じた出力を出し,
リッチの空燃比状態を検出するときはセンサまわりの可
燃性ガス(HC,CO等)の濃度に応じた出力を発する
ものである。
【0004】そして,上記検出素子は,その内部に設け
られた基準ガス室に基準ガスとなる大気を導入する必要
がある。上記大気を導入するために,ガスセンサには,
外界に開口した大気導入通路が設けてある。
【0005】ところで近年,排気ガス規制の強化(OB
D−II,LEV及びULEV等)への対応などから,
上記ガスセンサを排気ガス浄化用の三元触媒コンバータ
の下流側の排気管等に取付けることが行なわれるように
なってきた。即ち,上記空燃比センサの取付位置が多様
化してきた。上記取付位置は,従来の取付位置であるエ
ンジンのエキゾーストマニホルド(エンジンのすぐ下流
側)と比較して,条件が悪い。即ち,上記取付位置は,
ガスセンサに対する被水,冠水等が発生しやすく,従っ
て,ガスセンサの内部に水が浸入する機会が多くなって
きた。
【0006】従来,上記ガスセンサにおける大気導入通
路には,上述の被水,冠水等による水の浸入を防止する
ために,例えば,特公昭61−25309号に示すごと
く,通気性と撥水性とを備えたフィルタを上記大気導入
通路に配置することがある。
【0007】上記ガスセンサは,ハウジングと該ハウジ
ングに挿入固定された検出素子とよりなり,かつ上記ハ
ウジングの上方にはリード線を挿通配置した金属製保護
カバーを有する。上記金属製保護カバーは内側カバーと
該内側カバーの外方を更に被覆する外側カバーとよりな
り,該外側カバーと内側カバーとの間に撥水性フィルタ
が配置されている。更に,上記撥水性フィルタと外側カ
バーとの間には,筒状のゴム弾性材が設けてある。そし
て,上記外側カバーをかしめることにより,上記ゴム弾
性材と共に撥水性フィルタを固定する。
【0008】上述のごとき撥水性フィルタの固定におい
ては,該撥水性フィルタの変形を防止することができ
る。また,上記撥水性フィルタの固定の際に,その位置
がずれることを防止することもできる。また,上記ゴム
弾性材により,大気導入路における防水シール効果を得
ることもできる。
【0009】
【解決しようとする課題】しかしながら,近年,更に排
気ガスの浄化効率を高めるために,上述の取付位置の多
様化の他に,排気系の各部に複数のガスセンサを取付け
ることが行なわれるようになってきた。この場合には,
単数のガスセンサを取付けた場合と比較して,コスト及
び組付の手間が著しく増大することとなる。
【0010】このため,ひとつひとつのガスセンサにお
いて,より部品数が少なく,組付けが容易であることが
要求されている。上記撥水性フィルタを外側カバーと内
側カバーとの間に組付けるに当たっても,部品数を極力
少なく,撥水性フィルタを容易かつ確実に組付けること
が要求される。
【0011】本発明は,かかる問題点に鑑み,撥水性フ
ィルタの組付けに当たり,その部品数が少なく,かつ組
付けが確実,容易,更に良好な防水性を有し通気を行う
ことができるガスセンサの組付方法を提供しようとする
ものである。
【0012】
【課題の解決手段】請求項1の発明は,被測定ガス中の
被検出ガス濃度を検出する検出部と,該検出部において
検出した出力を取り出す出力端子部とを有する検出素子
と,該検出素子を挿入固定するハウジングと,かつ上記
出力端子部側を保護する内側カバーと該内側カバーの外
方を更に覆う外側カバーとよりなる金属製保護カバーと
よりなると共に,上記内側カバーと上記外側カバーとの
間には通気性を有する撥水性フィルタが設けてなり,更
に上記外側カバーは,上記撥水性フィルタが介在せず,
上記内側カバーと対向する第一部分と,上記撥水性フィ
ルタが介在して,上記内側カバーと対向する第二部分と
を有し,また,上記撥水性フィルタは上記外側カバーを
上記第一部分と上記第二部分とにおいてかしめることに
より固定されているガスセンサにおいて,上記外側カバ
ーをかしめるに当たっては,上記第一部分でのかしめ終
わりは,上記第二部分でのかしめ終わりと同じか,それ
よりも前に終了する様にしたことを特徴とするガスセン
サの組付方法にある。
【0013】上記撥水性フィルタは,通気性を有し,か
つ水をはじく性質を有する材料により形成されているこ
とが好ましい。かかる材料としては,テフロンよりなる
多孔質材料(PTFE[ポリテトラフルオロエチレ
ン])等を挙げることができる。なお,上記外側カバー
及び内側カバーには,大気を導入するための大気導入口
が設けてあり,上記撥水性フィルタは,上記大気導入口
の間に介在するように設けられている。また,上記撥水
性フィルタの形状は,例えば筒状とすることができる。
【0014】本発明の作用につき,以下に説明する。本
発明にかかるガスセンサにおいて,上記外側カバーをか
しめるに当たっては,上記第一部分でのかしめ終わり
は,上記第二部分でのかしめ終わりと同じか,それより
も前に終了する。
【0015】上記第一部分は金属よりなる外側カバーと
内側カバーとが直接接触している部分である。そして,
上記第二部分はこれらのカバー間に金属よりも柔らかい
撥水性フィルタが存在する部分である。このため,上記
第二部分におけるかしめ固定強度は,第一部分のかしめ
固定強度よりも小さい。
【0016】仮に,第一部分のかしめ終わりが,上記第
二部分でのかしめ終わりよりも後に終了したとする。第
二部分におけるかしめが終わることにより,上記撥水性
フィルタはここにおいて,シール性を保持しつつ外側カ
バーと内側カバーに対し固定される。
【0017】しかしながら,上記第一部分のかしめは未
だ終了していないことから,上記第一部分には,かしめ
を行うための力がその後も加えられることとなる。これ
により,第二部分のかしめ固定強度は,金属カバー同士
のかしめ固定となる第一部分のかしめ固定強度よりも小
さいことから,第一部分のかしめを行うための段取替え
の作業や,まさにかしめを行うときの外力により,外側
カバー及び内側カバーが互いにガスセンサの中心軸に対
し平行な方向にずれてしまう,あるいはこの中心軸に対
して回転する方向にずれてしまう。このずれが,上記第
二部分におけるかしめ終わりの時点に形成していた撥水
性フィルタと外側カバー及び内側カバー間のシール性を
損なわしめてしまう。
【0018】これに対し,本例においては,上記第一部
分でのかしめ終わりは,上記第二部分でのかしめ終わり
と同じか,それよりも前に終了する。このため,先にか
しめ固定強度の強い第一部分が固定され,その後,この
かしめ固定強度よりは弱いかしめの力で第二部分がかし
められることとなる。従って,第二部分をかしめる力は
第一部分のかしめの状態に対して影響を及ぼすことがな
く,外側カバー及び内側カバーが相対的に位置ずれ等を
起こすことがない。従って,外側カバーと内側カバー,
そして撥水性フィルタ間のかしめ状態が安定するため,
優れたシール性を確実に得ることができる。よって,優
れた防水性を得ることができると共に,この部分におけ
る通気性を確保することができる。
【0019】このため,本発明の組付方法においては,
撥水性フィルタを組付けるにあたり,撥水性フィルタと
外側カバーとの間にシール性を高めるためのゴム弾性材
等の別部品を使用せずとも,十分なシール性を得ること
ができる。このため,ガスセンサにおける部品点数を減
少させることができ,かつ組付けの手間を省くことがで
きる。また,シール性を確実に得ることができ,組付け
の確実性を高めることができる。
【0020】更に,本発明にかかる組付方法は,ゴムな
どの弾性体を一切介在させなかった場合,即ち撥水性フ
ィルタのみを上記外側カバーと内側カバーとの間に設け
た場合に,特にその効果を発揮する。
【0021】以上により,本発明によれば,撥水性フィ
ルタの組付けに当たり,その部品数が少なく,かつ組付
けが確実,容易,更に良好な防水性を有し通気を行うこ
とができるガスセンサの組付方法を提供することができ
る。
【0022】また,本発明において,上記第一部分と第
二部分との位置関係は特に問わない。即ち,第一部分が
第二部分よりも下方(図6,図10参照)とすること
も,これとは反対に,第一部分が第二部分よりも上方
(図2,図7〜図9参照)とすることもできる。
【0023】次に,請求項2の発明によれば,上記第一
部分のかしめ固定強度は,上記第二部分のかしめ固定強
度よりも大であることが好ましい。これにより,上記第
二部分と同時またはより前にかしめの終了する上記第一
部分のかしめ固定強度をより大とすることができる。よ
って,第二部分をかしめる力が第一部分のかしめ状態に
対して悪影響を及ぼすことを防止できる。ここにこの
「かしめ固定強度」とは,内側カバーを固定させ,外側
カバーを回転させた時に,外側カバーが動いた時の回転
トルクの大きさに対応した強度とした。このようにし
て,第一部分のみ,また第二部分のみをかしめ固定した
サンプルを作り,それぞれのかしめ固定部でのかしめ固
定強度を比較して知ることができる。
【0024】次に,請求項3の発明によれば,上記第一
部分でのかしめ始めは,上記第二部分でのかしめ始めよ
りも先に行う様にしたことが好ましい。本発明の組付方
法においては,撥水性フィルタが介装されていない第一
部分を先にかしめる。これにより,撥水性フィルタが介
装される内側カバー及び外側カバーとの間の空間の径方
向の間隙が,ほぼ均一となる。
【0025】その後,撥水性フィルタが介装されている
第二部分を径方向内側へ全周にわたってかしめる。この
かしめにより撥水性フィルタは,その全周において,ほ
ぼ均一に変形され,外側カバーと内側カバーとの間に固
定される。したがって,外側カバーと内側カバーとの間
に,容易かつ確実に,撥水性フィルタを組付けることが
できる。
【0026】次に,請求項4の発明のように,上記かし
め固定は,上記ガスセンサを略水平に保持した状態にお
いて行うことが好ましい。これにより,撥水性フィルタ
等のかしめ固定において,その状態を横方向から確認し
ながら,かしめ固定を行うことができる。
【0027】次に,請求項5の発明のように,上記第一
部分における外側カバーと内側カバーとの間にはゴムチ
ューブが設けてなることが好ましい。これにより,上記
第一部分の位置を上記第二部分の位置よりも上方とする
場合(図11参照)リード線をゴムチューブで保護する
ことができる。
【0028】次に,請求項6の発明のように,上記第一
部分における外側カバーと内側カバーとは直接接触して
いることが好ましい。これにより,最小の部品構成で第
一部分でのかしめ固定強度が確実に大きいものを得るこ
とができる。
【0029】次に,請求項7の発明のように,少なくと
も上記第一部分のかしめ固定は,上記金属製カバーの周
方向において8分割した方向から行うことが好ましい。
これにより,上記外側カバー及び内側カバーの全周にほ
ぼ均等な押圧力を加えることができ,よって両カバーの
全周をほぼ均等に変形させつつ,これをかしめ固定する
ことができる。これにより,両カバーのかしめ固定部に
おけるシール性も良好となる。
【0030】以上のことは,8分割のかしめ固定は,か
しめを行う相手部材を上下,左右,斜めの各方向におい
て,両側から均等に位置規制をしながら押圧し,固定す
ることができるからである(図3参照)。
【0031】なお,上記かしめ固定を6分割以下の部分
において行った場合には,各部分の距離が長すぎて,周
方向における均一な押圧を行うことができないおそれが
ある。このため,かしめ固定した部分のシール性が不十
分となるおそれがある。また,外側カバーの断面形状が
円形とならず,変形するおそれがある。また,7分割の
かしめ固定は,かしめ型の作製が難しく,9分割を越え
た場合には,かしめ型の段取替え等工数が増大するた
め,組付けの手間がかかり,好ましくない。また,上記
からも知られるごとく,第二部分も8分割のかしめとす
ることが好ましい。
【0032】また,これら8分割した方向から行うかし
めの形状は,上記筒状の金属製カバーに対して同様な円
弧の形が好ましい。仮にかしめの形状が平坦な形の場合
にはかしめを行う部分の形状が多角形となり,角部等に
隙間が生じ易くなるおそれがある。しかし,円弧の場合
には,このような不具合の発生を防止することができ,
優れたシール性を得ることができる。
【0033】次に,請求項8の発明のように,少なくと
も上記第一部分においては,上記内側カバーの硬度は上
記外側カバーの硬度よりも大きいことが好ましい。これ
により,上記外側カバーががたなどなく,確実に内側カ
バーに対し固定される。よって,これら両カバーの間に
固定される撥水性フィルタの固定位置がずれることが防
止できる。その結果,防水性を良好な状態に維持するこ
とができる。
【0034】次に,請求項9の発明のように,上記内側
カバー及び上記外側カバーはステンレス鋼よりなり,上
記内側カバーの硬度はHv150〜400であり,かつ
上記外側カバーの硬度はHv100〜300であり,上
記内側カバーの硬度は上記外側カバーの硬度よりも大き
いことが好ましい。これにより,使用環境温度がより高
くなる場合でも,安定したかしめ固定を維持することが
できる。
【0035】上記内側カバーの硬度が150未満である
場合には,外側カバーとの間の硬度差が小さくなり,確
実なかしめ固定ができなくなるおそれがある。また,外
力により,上記内側カバーが変形されやすくなり,ガス
センサの本体の保護ができなくなるおそれがある。一
方,上記内側カバーの硬度が400より大きい場合に
は,加工時における割れ発生や,固定後の使用中での応
力腐蝕割れ等の問題が生じるおそれがある。
【0036】上記外側カバーの硬度が100未満である
場合には,上記外側カバーの製造上の限界でもあり,ま
た,強度が弱く,組付後,外力を受けた場合(飛石当た
りなど)に変形されやすい等の問題が生じるおそれがあ
る。一方,上記外側カバーの硬度が300より大きい場
合には,内側カバーとの硬度差が小さくなり,確実なか
しめ固定ができないおそれがある。なお,上記硬度の単
位であるHvはビッカース硬度である。
【0037】次に,請求項10の発明のように,上記内
側カバーの板厚は上記外側カバーの板厚より厚いことが
好ましい。これにより,内側カバーの強度をより大きく
することができる。このため,請求項5と同様に,上記
内側カバー,外側カバーの及び撥水性フィルタのかしめ
固定がより確実となる。
【0038】次に,請求項11の発明のように,上記内
側カバー及び上記外側カバーはステンレス鋼よりなり,
上記内側カバーの硬度はHv150〜400であり,上
記外側カバーの硬度はHv100〜300であり,かつ
上記内側カバーの板厚は0.4〜0.8mmであり,上
記外側カバーの板厚は0.3〜0.6mmであることが
好ましい。これにより,使用温度環境がより高くなる場
合でも,安定したかしめ固定を維持することができる。
【0039】上記内側カバーの板厚が0.4mm未満で
ある場合には,上記内側カバーは元来ガスセンサの内部
に設けられた各種の部品を保護する役割を有している
が,これを果たせなくなるおそれがある。一方,上記内
側カバーの板厚が0.8mmよりも厚い場合には,かし
め加工が難しくなり,また,かしめ固定後,使用中に応
力腐蝕割れが生じるおそれがある
【0040】上記外側カバーの板厚が0.3mm未満で
ある場合には,強度が弱く,外力により変形されやす
く,また,内側カバーに対し確実に固定され難いおそれ
がある。一方,上記外側カバーの板厚が0.6mmより
も厚い場合には,かしめ加工が難しくなるおそれがある
なお,上記内側カバー及び外側カバーの硬度について
は,上述と同様である。
【0041】次に,請求項12の発明のように,上記か
しめ固定はかしめ装置に取付けたかしめ型を用いてかし
める方法であって,上記かしめ型は,上記第一部分をか
しめる第一押圧部と上記第二部分をかしめる第二押圧部
とを有することが好ましい。これにより,第一部分を先
にかしめ固定し,次いで第二部分をかしめ固定するとい
う本発明の組付方法を容易に実現することができる。
【0042】次に,請求項13の発明のように,上記第
一押圧部によって上記第一部分をかしめ固定し,該かし
め固定が終了した後,上記第二押圧部を作動して上記第
二部分をかしめ固定することが好ましい。これにより,
確実に第一部分が先にかしめ固定され,撥水性フィルタ
の固定空間が同心円状となり,(図4(b)参照)第二
部分のかしめ加工がより安定して行うことができる。な
お,上記かしめ固定に使用するかしめ型としては,例え
ば,第一押圧部と第二押圧部とが別体として形成され,
それぞれが独立して稼動するものが挙げられる(図1参
照)。
【0043】次に,請求項14の発明のように,上記第
一押圧部によって上記第一部分をかしめ始めた後に,上
記第二押圧部によって上記第二部分の押圧を行い始め,
その後上記第一部分及び上記第二部分のかしめ固定を同
時に終了するようにしたことが好ましい。これにより,
かしめ加工の工数の低減を図ることができる。なお,上
記かしめ固定に使用するかしめ型としては,例えば,第
一押圧部と第二押圧部とが一体として形成されたものが
挙げられる(図5参照)。
【0044】また,請求項15の発明は,被測定ガス中
の被検出ガス濃度を検出する検出部と,該検出部におい
て検出した出力を取り出す出力端子部とを有する検出素
子と,該検出素子を挿入固定するハウジングと,かつ上
記出力端子部側を保護する内側カバーと該内側カバーの
外方を更に覆う外側カバーとよりなる金属製保護カバー
とよりなると共に,上記内側カバーと上記外側カバーと
の間には通気性を有する撥水性フィルタが設けてなり,
更に上記外側カバーは,上記撥水性フィルタが介在せ
ず,上記内側カバーと対向する第一部分と,上記撥水性
フィルタが介在して,上記内側カバーと対向する第二部
分とを有し,また,上記撥水性フィルタは上記外側カバ
ーを上記第一部分と上記第二部分とにおいてかしめるこ
とにより固定されているガスセンサにおいて,上記外側
カバーをかしめるに当たっては,上記第一部分でのかし
め始めは,上記第二部分でのかしめ始めよりも先に行う
様にしたことを特徴とするガスセンサの組付方法にあ
る。
【0045】本発明の組付方法においては,撥水性フィ
ルタが介装されていない第一部分を先にかしめる。これ
により,撥水性フィルタが介装される内側カバー及び外
側カバーとの間の空間の径方向の間隙が,ほぼ均一とな
る。その後,撥水性フィルタが介装されている第二部分
を径方向内側へ全周にわたってかしめる。このかしめに
より撥水性フィルタは,その全周において,ほぼ均一に
変形され,外側カバーと内側カバーとの間に固定され
る。したがって,外側カバーと内側カバーとの間に,容
易かつ確実に,撥水性フィルタを組付けることができ
る。
【0046】また,本発明の組付方法においては,撥水
性フィルタを組付けるにあたり,撥水性フィルタと外側
カバーとの間にゴム弾性材等の別部品を使用しない。こ
のため,ガスセンサにおける部品点数を減少させること
ができ,かつ組付けの手間を省くことができる。従っ
て,撥水性フィルタの組付けに当たり,その部品数が少
なく,かつ組付けが確実,容易であるガスセンサの組付
方法を提供することができる。
【0047】また,上記撥水性フィルタは,請求項1と
同様に,テフロンよりなる多孔質材料(PTFE[ポリ
テトラフルオロエチレン])等を挙げることができる。
なお,請求項1と同様に,上記外側カバー及び内側カバ
ーには,大気を導入するための大気導入口が設けてあ
り,上記撥水性フィルタは,上記大気導入口の間に介在
するように設けられている。また,上記撥水性フィルタ
の形状は,例えば筒状とすることができる。
【0048】次に,請求項16の発明のように,上記内
側カバー及び上記外側カバーはステンレス鋼よりなり,
上記内側カバーの硬度はHv150〜400であり,上
記外側カバーの硬度はHv100〜300であり,上記
内側カバーの硬度は,上記外側カバーの硬度よりも大き
いことが好ましい。
【0049】これにより,請求項9と同様に,使用温度
環境がより高くなる場合でも,安定したかしめ固定を維
持することができる。
【0050】また,請求項17の発明のように,上記か
しめ固定はかしめ装置に取付けたかしめ型を用いてかし
める方法であって,上記かしめ型は,上記第一部分をか
しめる第一押圧部と上記第二部分をかしめる第二押圧部
とを有することが好ましい。これにより,第一部分を先
にかしめ固定し,次いで第二部分をかしめ固定するとい
う本発明の組付方法を容易に実現することができる。
【0051】次に,請求項18の発明のように,上記第
一押圧部によって上記第一部分をかしめ固定し,該かし
め固定が終了した後,上記第二押圧部を作動して上記第
二部分をかしめ固定することが好ましい。これにより,
請求項13と同様に,第二部分のかしめ加工がより安定
して行うことができる。
【0052】次に,請求項19の発明のように,上記第
一押圧部によって上記第一部分をかしめ始めた後に,上
記第二押圧部によって上記第二部分の押圧を行い始め,
その後上記第一部分及び上記第二部分のかしめ固定を同
時に終了するようにしたことが好ましい。これにより,
請求項14と同様に,かしめ加工の工数の低減を図るこ
とができる。
【0053】
【発明の実施の形態】
実施形態例1 本発明の実施形態例にかかるガスセンサの組付方法につ
き,図1〜図6を用いて説明する。本例のガスセンサ1
は,図1,図2に示すごとく,ハウジング190と該ハ
ウジング190に挿入固定された検出素子2とよりな
り,かつ上記ハウジング190の上方にはリード線17
1,172,173を挿通配置した金属製保護カバーを
設けてなる。
【0054】上記金属製保護カバーは内側カバー12と
該内側カバー12の外方を更に被覆する外側カバー11
とよりなり,かつ上記内側カバー12と外側カバー11
との間には撥水性フィルタ10が設けてある。上記外側
カバー11は,上記撥水性フィルタ10が介在せず,内
側カバー12と対向する第一部分111と,上記撥水性
フィルタ10が介在して,上記内側カバー12と対向す
る第二部分112とを有し,また,上記撥水性フィルタ
10は上記外側カバー11をかしめることにより固定さ
れている。
【0055】そして,本例のガスセンサ1において,上
記第一部分111のかしめ固定強度は,上記第二部分1
12のかしめ固定強度よりも大である。また,上記第一
部分111でのかしめ終わりは,上記第二部分112で
のかしめ終わりと同じか,それよりも前に終了する様に
したことにより行う。また,上記外側カバー11をかし
めるに当たっては,上記第一部分111でのかしめ始め
は,上記第二部分112でのかしめ始めよりも先に行
う。なお,上記第一部分111における外側カバー11
と内側カバー12とは直接接触している。
【0056】また,上記内側カバー12は,上記第一部
分111の一ヶ所のかしめ固定部100において,上記
外側カバー11をかしめることにより,該外側カバー1
1を固定させている。更に,上記撥水性フィルタ10
は,上記第二部分112の二ヶ所のかしめ固定部100
において,上記外側カバー11をかしめることにより,
上記内側カバー12と外側カバー11間で固定されてい
る。なお,上記外側カバー11及び内側カバー12はオ
ーステナイト系のステンレス鋼(SUS304LCP)
よりなり,外側カバー11の硬度Hvは約150,厚さ
は約0.5mmである。一方,内側カバー12の硬度H
vは約240,厚さは約0.6mmである。
【0057】上記ガスセンサ1につき,詳細に説明す
る。図2に示すごとく,本例のガスセンサ1における検
出素子2は,板状かつ積層型の検出素子2で,その内部
にヒータを設けてある。上記検出素子2の表面には検知
部219が設けてあり,また上記基準ガス室に対面する
よう内側電極が設けてある。上記検出素子2において,
上記検知部219及び該検知部219からの出力を取出
すための出力線21,22が接続してある。また,上記
検出素子2の内部に設けたヒータには,該ヒータに電流
を供給するための通電線23が設けてある。
【0058】上記出力線21,22及び通電線23は,
上記検出素子2の上部に配置されたセラミック碍子19
5の内部において,接続端子161,162等を介し,
リード線171〜174(図3参照)に接続されてい
る。上記リード線171〜174は,上記内側カバー1
2の内部を経由して,該内側カバー12の上端に設けら
れたゴムブッシュ101に挿通され,ここより外部へと
導出されている。なお,上記セラミック碍子195はそ
の外周に配置されたコイルバネ196により,上記内側
カバー12の内部に固定されている。
【0059】上記検出素子2は,ハウジング190に設
けたホルダ191に挿入固定されている。また,上記検
出素子2とホルダ191との間の間隙は,ガラス封着剤
192,スペーサ194を封入することにより,気密封
止されている。なお,上記ホルダ191とハウジング1
90との間の間隙も,金属リング197,タルク193
により気密封止されている。なお,上記ハウジング19
0の上端には,上記内側カバー12が,金属リング19
7を介してかしめ固定されている。
【0060】上記ハウジング190の下端には,上記検
出素子2の下部を保護し,被測定ガス室185を形成す
るための二重の金属製保護カバー181,182が設け
てある。なお,上記金属製保護カバー181,182に
は,それぞれ被測定ガスを導入するための被測定ガス導
入口183,184が設けてある。
【0061】図1,図2に示すごとく,上記ハウジング
190の上端に設けられた内側カバー12は,その上方
の外周が外側カバー11により被覆されている。上記内
側カバー12の上端には,上記リード線171,17
2,173を挿通したゴムブッシュ101が設けてあ
る。上記外側カバー11及び内側カバー12の双方に
は,大気導入口119,129の間に介在するように,
上記撥水性フィルタ10が設けてある。上記撥水性フィ
ルタ10は通気性を有しているため,大気導入通路にお
ける大気の流通を阻害しない。
【0062】なお,図1に示すごとく,上記大気導入通
路は,外側カバー11に形成された大気導入口119
と,上記外側カバー11と上記撥水性フィルタ10との
間に形成された空隙と,該空隙に接する撥水性フィルタ
10と,上記大気導入口129とにより構成されてい
る。
【0063】次に,上記ガスセンサ1における,外側カ
バー11のかしめに使用するかしめ装置9につき説明す
る。図1,図3に示すごとく,上記かしめ装置9は,上
記第一部分111においてかしめ固定部100を押圧す
る第一押圧部91と第二部分112においてかしめ固定
部100を押圧する第二押圧部92からなるかしめ型9
8と,これらを支承する本体部90とよりなる。
【0064】上記かしめ装置9は,上記第一押圧部91
によって第一部分111においてかしめ固定部100を
かしめ固定し,該かしめ固定が終了した後,第二押圧部
92が作動して第二部分112におけるかしめ固定部1
00をかしめ固定することができるよう,第一押圧部9
1と第二押圧部92とがそれぞれ独立に動作可能となる
よう構成されている。
【0065】図1,図3に示すごとく,上記かしめ装置
9における本体部90は円筒形状であり,上記第一押圧
部91及び第二押圧部92は,本体部90の半径方向に
対し移動可能となるよう設けてある。そして,図3に示
すごとく,上記第一押圧部91及び第二押圧部92はそ
れぞれ同形状の8個の押圧ブロックから構成されてい
る。上記押圧ブロックの断面形状は略扇形状を有してい
る。
【0066】次に,上記かしめ装置9を用いた撥水性フ
ィルタ10の組付け,外側カバー11の内側カバー12
へのかしめ組付けにつき説明する。まず,本体を構成す
る組付け部品を揃え,ガスセンサ1を準備する。このガ
スセンサ1を,これと同形の載置穴を有する載置台99
に,略水平に保持した状態となるよう載置する。その
後,上記ガスセンサ1における外側カバー11の外周を
上記かしめ装置9内に配置する。
【0067】次いで,上記かしめ装置9における第一押
圧部91を動かし,第一部分111におけるかしめ固定
部100をかしめ固定する。次いで,上記第二押圧部9
2を動かし,第二部分112かしめ固定部100を押圧
する。その後,第一押圧部91をまず第一部分111よ
り離脱させ,その後,第二押圧部92を第二部分112
より離脱させる。なお,上記押圧に当たっては,各第一
押圧部91及び第二押圧部92を構成する8個の押圧ブ
ロックを,図3に示すように同時に半径方向内側に動か
し,かしめ固定を行う。以上により,ガスセンサ1にお
ける撥水性フィルタ10の組付けが終了する。
【0068】なお,上記とは異なるかしめ型98とし
て,図5に示す形状のものがある。このかしめ型98
は,第一押圧部91と第二押圧部92とが一体となった
8個の押圧ブロックより構成されている。上記かしめ型
98を使用した外側カバー11のかしめ固定について
も,上述のかしめ固定と同様に,8個の押圧ブロック
を,図3と同様に,同時に径方向内側へ動かすことによ
りかしめ固定を行う。そして,上記かしめ固定に当たっ
ては,上記第一押圧部91によって上記第一部分111
をかしめ始めた後に,上記第二押圧部92によって上記
第二部分112の押圧を行い始め,その後,上記第一部
分111及び第二部分112のかしめ固定を同時に終了
できる関係にしてある。なお,上記かしめ固定の際に,
上記ガスセンサ1の本体(ハウジング190に組付けら
れた部分)が載置穴内上で,軸方向に動かないように設
置され,該本体に外側カバー11を押し付けながら行う
ほうがよい。
【0069】次に,本例における作用効果につき説明す
る。本例にかかる組付方法において,上記第一部分11
1でのかしめ終わりは,上記第二部分112でのかしめ
終わりよりも前に終了する。このため,本例によれば,
先にかしめ固定強度の強い第一部分111が固定され,
その後,より弱いかしめで第二部分112がかしめ固定
されることとなる。従って,第二部分112のかしめは
第一部分111のかしめの状態に対して影響を及ぼすこ
とがなく,外側カバー11及び内側カバー12が相対的
に位置ずれ等を起こすことがない。
【0070】従って,外側カバー11と内側カバー1
2,そして撥水性フィルタ10間のかしめ状態が安定す
るため,この部分において優れたシール性を確実に得る
ことができる。
【0071】また,上記組付方法においては,撥水性フ
ィルタ10が介装されていない第一部分111を先にか
しめる。これにより,図4(b)に示すごとく,外側カ
バー11及び内側カバー12との間に生じる空間の径方
向の間隔が,ほぼ均一となる。
【0072】その後,撥水性フィルタ10が介装されて
いる第二部分112をかしめる。このかしめにより撥水
性フィルタ10を,その全周においてほぼ均一に変形さ
れ,外側カバー11と内側カバー12との間に固定さ
れ,従って,上記外側カバー11と上記内側カバー12
との間に容易かつ確実に,撥水性フィルタ10を組付け
ることができる。
【0073】また,上記撥水性フィルタ11の組付けに
おいては,該撥水性フィルタ10と外側カバー11との
間にゴム弾性材等の別部品を使用しない。このため,ガ
スセンサ1における部品点数を減少させることができ,
かつ組付けの手間を省くことができる。
【0074】なお,上記ガスセンサ1と異なるガスセン
サ18として,図6に示すごとく,外側カバー11の下
端が内側カバー12の中央付近まで延設され,上記第一
部分111が第二部分112の下方に設けられたものが
ある。このものにおいても,上述のガスセンサ1と同様
に第一部分111のかしめ固定部100を先にかしめ,
その後第二部分112のかしめ固定部100をかしめる
ことにより外側カバー11を組付けることができる。
【0075】実施形態例2 本例は,図7,図8に示すごとく,外側カバー11,内
側カバー12及び下部カバー33とよりなる金属製保護
カバーを有するガスセンサ3である。そして,上記外側
カバー11は上記撥水性フィルタ10が介在しない第一
部分111と,上記撥水性フィルタ10が介在する第二
部分112とを有する。
【0076】また,上記撥水性フィルタ10は上記外側
カバー11をかしめることにより,上記内側カバー12
及び外側カバー11との間の間隙に固定される。そし
て,上記外側カバー11をかしめるに当たっては,上記
第一部分111におけるかしめ固定部100を先に,次
いで上記第二部分112におけるかしめ固定部100を
かしめ固定することにより行う。
【0077】図7に示すごとく,上記ガスセンサ3は,
ハウジング390にパッキン391を介して設置された
ホルダ392に対し,検出素子2が組付けられてある。
そして,上記検出素子2,ホルダ392,及びハウジン
グ390との間は,タルク393,パッド394,及び
インシュレータ395により気密封止されている。
【0078】また,上記下部カバー33は上記インシュ
レータ395の上端において,金属リング396を介し
て,上記ハウジング390にかしめ固定されている。ま
た,上記下部カバー33の上部は,上記内側カバー12
の下端における第三部分113のかしめ固定部100に
おいて,該内側カバー12を,かしめ固定させている。
【0079】また,上記下部カバー33の上端には,一
端部211,221は,検出素子2と,他端部はリード
線171,172と接続する接続端子を有し,該接続端
子を収容するセラミック碍子397が設けてある。その
他は実施形態例1と同様である。また,本例のガスセン
サ3においても,実施形態例1と同様のかしめ型を使用
し,外側カバー11をかしめることができる。そして,
実施形態例1と同様の作用効果を得ることができる。
【0080】なお,本例にかかる下部カバー33を有す
るガスセンサ3は,図8に示すごとき組付け工程とする
こともできる。即ち,上記ガスセンサ3において,上部
381の組み立ては,内側カバー12の内部に予めリー
ド線171,172を接続した接続端子161,162
を配置したセラミック碍子397と,上記リード線17
1,172を予め挿通させたゴムブッシュ101とを,
上記内側カバー12の内部に構成する。更に,上記内側
カバー12の外部に撥水性フィルタ10と外側カバー1
1とを構成し,実施形態例1に示すごとくかしめ固定を
行う。
【0081】また,下部382は,検出素子2,下部カ
バー33等をハウジング390に配置することにより組
付ける。その後,上部381と下部382を挿入嵌合す
ることにより両者を一体化させ,第三部分113におけ
るかしめ固定部100をかしめ固定して,ガスセンサ3
となす。以上の組付けにおいては,組付けの分業化によ
る,組付作業性を向上させることができる。その他は,
実施形態例1と同様の作用効果を有する。
【0082】実施形態例3 本例は,図9,図10に示すごとく,コップ型の固体電
解質よりなる検出素子7を有するガスセンサ5,58で
ある。図9,図10に示すごとく,上記検出素子7は,
内部に基準ガス室78を設けたコップ型の固体電解質7
0を有する。上記基準ガス室78には棒状のヒータ73
0が挿入されている。上記固体電解質70の外側面には
外側電極が,基準ガス室78に面する内側面には内側電
極が設けてある。
【0083】上記外側電極及び内側電極には,検出素子
7の出力を取出すための出力取出端子71,72が接続
されている。上記ヒータ730には,電流を供給するた
めの通電線73が接続されている。そして,上記出力取
出端子71,72及び通電線73は,後述する内側カバ
ー12の内部に配置されたセラミック碍子596におい
て,接続端子161,162,163に接続されてい
る。上記接続端子161,162,163は,それぞれ
リード線171,172,173に接続されている。
【0084】また,上記検出素子7は,パッキン591
を介してハウジング590内に挿入配置されている。上
記検出素子7と,ハウジング590との間は,タルク5
92,パッド593,インシュレータ594により気密
封止されている。
【0085】また,上記ガスセンサ5における金属製保
護カバーは,外側カバー11,内側カバー12及び下部
カバー53とよりなる。そして,上記外側カバー11と
内側カバー12との間には撥水性フィルタ10を設けて
なり,上記外側カバー11は,上記撥水性フィルタ10
が介在しない第一部分111においてかしめ固定部10
0を,上記撥水性フィルタ10が介在する第二部分11
2においてかしめ固定部100を,それぞれかしめ固定
することにより,上記撥水性フィルタ10を内側カバー
12と外側カバー11との間に固定している。
【0086】なお,上記下部カバー53は,上記インシ
ュレータ594の上端において,金属リング595を介
してハウジング590にかしめ固定されている。また,
上記下部カバー53の上部は,上記内側カバー12の下
端における第三部分113のかしめ固定部100をかし
めることによって,上記内側カバー12をかしめ固定さ
せている。その他は実施形態例1と同様である。また,
本例のガスセンサ5においても,実施形態例1と同様の
かしめ型を使用し,外側カバー11をかしめることがで
きる。また,実施形態例1と同様の作用効果を有する。
【0087】なお,コップ型の検出素子7を有する他の
ガスセンサ58としては,図10に示すごとく,外側カ
バー11の下端が内側カバー12の中央付近まで延設さ
れ,上記第一部分111が第二部分112の下方に設け
られたものがある。このものにおいても,実施形態例1
と同様のかしめ型を使用し,外側カバー11をかしめる
ことができる。そして,実施形態例1と同様の作用効果
を有する。
【0088】実施形態例4 本例は,図11に示すごとく,上記第一部分における外
側カバーと内側カバーとの間にゴムチューブが設けてあ
るガスセンサである。図11に示すごとく,本例にかか
るガスセンサ4は,ハウジングと該ハウジングに挿入固
定された検出素子とよりなり,かつ上記ハウジングの上
方にはリード線171,172,173を挿通配置した
金属製保護カバーを設けてなる。
【0089】上記金属製保護カバーは内側カバー12と
該内側カバー12の外方を更に被覆する外側カバー11
とよりなり,かつ上記内側カバー12と外側カバー11
との間には撥水性フィルタ10が設けてある。上記外側
カバー11は,上記撥水性フィルタ10が介在せず,内
側カバー12と対向する第一部分111と,上記撥水性
フィルタ10が介在して,上記内側カバー12と対向す
る第二部分112とを有する。
【0090】そして,上記第一部分111においては,
外側カバー11と内側カバー12との間にゴムチューブ
40が挟持配置されてなる。そして,上記リード線17
1,172,173は図示を略した電源コネクタに接続
されてなるが,上記ゴムチューブ40は上記コネクタ近
傍まで延設されてなる。また,上記撥水性フィルタ10
が固定されるところの外側カバー11と内側カバー12
には大気導入口119が設けられている。
【0091】そして,上記ガスセンサ4における第一部
分のかしめは以下にしめすごとく行われる。つまり,内
側カバー12の内部に設けたゴムブッシュ101を該内
側カバー12をかしめることにより,先ず固定する。こ
のゴムブッシュ101と対向する位置に上記ゴムチュー
ブ40を設け,次いで,該ゴムチューブ40の外側に外
側カバー11を設ける。その後,外側カバー11を内方
にかしめることにより,上記ゴムチューブ40を挟み込
んだ状態で上記外側カバー11がかしめ固定される。
【0092】この後,第二部分において予め内側カバー
12と外側カバー11との間に設けておいた撥水性フィ
ルタ10に対し,上記外側カバー11をかしめることに
より,これをシール固定する。その他は,実施形態例1
と同様である。
【0093】本例にかかるガスセンサ4においてはゴム
チューブ40が設けてなることから,リード線をゴムチ
ューブで保護でき,飛石やこすれによるリード線の断線
を防止することができる。その他は実施形態例1と同様
である。なお,図1,図5においてかしめ装置との関係
を示すものであるが外側カバーはかしめ終了後のくびれ
た状態を示している。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1における,ガスセンサ及びかしめ
装置の要部拡大図。
【図2】実施形態例1における,ガスセンサの断面説明
図。
【図3】実施形態例1における,かしめ装置内のかしめ
型によるかしめ固定の説明図。
【図4】実施形態例1における,外側カバー,内側カバ
ー及び撥水性フィルタの位置関係を示す説明図。
【図5】実施形態例1における,第一押圧部と第二押圧
部とが一体となったかしめ型の説明図。
【図6】実施形態例1における,第一部分が第二部分よ
りも下方にあるガスセンサの断面説明図。
【図7】実施形態例2における,内側カバー,外側カバ
ー及び下部カバーとよりなる金属製保護カバーを有する
ガスセンサの断面説明図。
【図8】実施形態例2における,内側カバー,外側カバ
ー及び下部カバーとよりなる金属製保護カバーを有する
ガスセンサの展開説明図。
【図9】実施形態例3における,コップ型の検出素子を
有するガスセンサの断面説明図。
【図10】実施形態例3における,コップ型の検出素子
を有し,かつ第一部分が第二部分よりも下方にあるガス
センサの断面説明図。
【図11】実施形態例4における,ゴムチューブが設け
てなるガスセンサの要部断面説明図。
【符号の説明】
1,18,3,5,58...ガスセンサ, 10...撥水性フィルタ, 11...外側カバー, 12...内側カバー, 111...第一部分, 112...第二部分, 171,172,173...リード線, 190...ハウジング, 2,7...検出素子, 9...かしめ装置,
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/409

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定ガス中の被検出ガス濃度を検出す
    る検出部と,該検出部において検出した出力を取り出す
    出力端子部とを有する検出素子と,該検出素子を挿入固
    定するハウジングと,かつ上記出力端子部側を保護する
    内側カバーと該内側カバーの外方を更に覆う外側カバー
    とよりなる金属製保護カバーとよりなると共に,上記内
    側カバーと上記外側カバーとの間には通気性を有する撥
    水性フィルタが設けてなり,更に上記外側カバーは,上
    記撥水性フィルタが介在せず,上記内側カバーと対向す
    る第一部分と,上記撥水性フィルタが介在して,上記内
    側カバーと対向する第二部分とを有し,また,上記撥水
    性フィルタは上記外側カバーを上記第一部分と上記第二
    部分とにおいてかしめることにより固定されているガス
    センサにおいて,上記外側カバーをかしめるに当たって
    は,上記第一部分でのかしめ終わりは,上記第二部分で
    のかしめ終わりと同じか,それよりも前に終了する様に
    したことを特徴とするガスセンサの組付方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において,上記第一部分のかし
    め固定強度は,上記第二部分のかしめ固定強度よりも大
    であることを特徴とするガスセンサの組付方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において,上記第一部分
    でのかしめ始めは,上記第二部分でのかしめ始めよりも
    先に行う様にしたことを特徴とするガスセンサの組付け
    方法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項において,
    上記かしめ固定は,上記ガスセンサを略水平に保持した
    状態において行うことを特徴とするガスセンサの組付方
    法。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項において,
    上記第一部分における外側カバーと内側カバーとの間に
    はゴムチューブが設けてなることを特徴とするガスセン
    サの組付方法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜4のいずれか一項において,
    上記第一部分における外側カバーと内側カバーとは直接
    接触していることを特徴とするガスセンサの組付方法。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか一項において,
    少なくとも上記第一部分のかしめ固定は,上記金属製カ
    バーの周方向において8分割した方向から行うことを特
    徴とするガスセンサの組付方法。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか一項において,
    少なくとも上記第一部分においては,上記内側カバーの
    硬度は上記外側カバーの硬度よりも大きいことを特徴と
    するガスセンサの組付方法。
  9. 【請求項9】 請求項1〜8において,上記内側カバー
    及び上記外側カバーはステンレス鋼よりなり,上記内側
    カバーの硬度はHv150〜400であり,かつ上記外
    側カバーの硬度はHv100〜300であり,上記内側
    カバーの硬度は上記外側カバーの硬度よりも大きいこと
    を特徴とするガスセンサの組付方法。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9のいずれか一項におい
    て,上記内側カバーの板厚は上記外側カバーの板厚より
    厚いことを特徴とするガスセンサの組付方法。
  11. 【請求項11】 請求項10において,上記内側カバー
    及び上記外側カバーはステンレス鋼よりなり,上記内側
    カバーの硬度はHv150〜400であり,上記外側カ
    バーの硬度はHv100〜300であり,かつ上記内側
    カバーの板厚は0.4〜0.8mmであり,上記外側カ
    バーの板厚は0.3〜0.6mmであることを特徴とす
    るガスセンサの組付方法。
  12. 【請求項12】 請求項1〜11において,上記かしめ
    固定はかしめ装置に取付けたかしめ型を用いてかしめる
    方法であって,上記かしめ型は,上記第一部分をかしめ
    る第一押圧部と上記第二部分をかしめる第二押圧部とを
    有することを特徴とするガスセンサの組付方法。
  13. 【請求項13】 請求項12において,上記第一押圧部
    によって上記第一部分をかしめ固定し,該かしめ固定が
    終了した後,上記第二押圧部を作動して上記第二部分を
    かしめ固定することを特徴とするガスセンサの組付方
    法。
  14. 【請求項14】 請求項12において,上記第一押圧部
    によって上記第一部分をかしめ始めた後に,上記第二押
    圧部によって上記第二部分の押圧を行い始め,その後上
    記第一部分及び上記第二部分のかしめ固定を同時に終了
    するようにしたことを特徴とするガスセンサの組付方
    法。
  15. 【請求項15】 被測定ガス中の被検出ガス濃度を検出
    する検出部と,該検出部において検出した出力を取り出
    す出力端子部とを有する検出素子と,該検出素子を挿入
    固定するハウジングと,かつ上記出力端子部側を保護す
    る内側カバーと該内側カバーの外方を更に覆う外側カバ
    ーとよりなる金属製保護カバーとよりなると共に,上記
    内側カバーと上記外側カバーとの間には通気性を有する
    撥水性フィルタが設けてなり,更に上記外側カバーは,
    上記撥水性フィルタが介在せず,上記内側カバーと対向
    する第一部分と,上記撥水性フィルタが介在して,上記
    内側カバーと対向する第二部分とを有し,また,上記撥
    水性フィルタは上記外側カバーを上記第一部分と上記第
    二部分とにおいてかしめることにより固定されているガ
    スセンサにおいて,上記外側カバーをかしめるに当たっ
    ては,上記第一部分でのかしめ始めは,上記第二部分で
    のかしめ始めよりも先に行う様にしたことを特徴とする
    ガスセンサの組付方法。
  16. 【請求項16】 請求項15において,上記内側カバー
    及び上記外側カバーはステンレス鋼よりなり,上記内側
    カバーの硬度はHv150〜400であり,上記外側カ
    バーの硬度はHv100〜300であり,上記内側カバ
    ーの硬度は,上記外側カバーの硬度よりも大きいことを
    特徴とするガスセンサの組付方法。
  17. 【請求項17】 請求項15または16において,上記
    かしめ固定はかしめ装置に取付けたかしめ型を用いてか
    しめる方法であって,上記かしめ型は,上記第一部分を
    かしめる第一押圧部と上記第二部分をかしめる第二押圧
    部とを有することを特徴とするガスセンサの組付方法。
  18. 【請求項18】 請求項17において,上記第一押圧部
    によって上記第一部分をかしめ固定し,該かしめ固定が
    終了した後,上記第二押圧部を作動して上記第二部分を
    かしめ固定することを特徴とするガスセンサの組付方
    法。
  19. 【請求項19】 請求項17において,上記第一押圧部
    によって上記第一部分をかしめ始めた後に,上記第二押
    圧部によって上記第二部分の押圧を行い始め,その後上
    記第一部分及び上記第二部分のかしめ固定を同時に終了
    するようにしたことを特徴とするガスセンサの組付方
    法。
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