JP4355096B2 - ガスセンサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定ガスが流れる流路を形成する管に取り付けられ、基準ガスとしての大気を外部から導入して被測定ガス成分を検出するガスセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、混合ガス中から特定のガス成分の濃度を検出するガスセンサとして、HCセンサやNOxセンサ等種々のものが知られている。
この種のガスセンサの一つとして、例えば先行する特許出願(特願平11−346362号、特願平12−18576号)に示された外気導入型の酸素センサがある。このような外気導入型のガスセンサは、そのケースの内部に基準ガス(空気)を導入するための基準ガス空間が設けられており、このケースの上部開口部には、このケースを閉塞して当該ケースと共に上記基準ガス空間を形成するシールユニットが設けられている。
【0003】
このシールユニットは、弾性体からなるシール部材と、このシール部材の中央を軸方向に貫通する貫通孔に嵌挿可能な筒状挿入部材と、この筒状挿入部材の大気側端部を覆うと共に、これらシール部材の貫通孔の内周面と筒状挿入部材の外周面との間に挟持されて固定されたシート状の通気フィルタとから構成される。そして、この通気フィルタにより通気性及び防水性を保持しつつ、大気側から筒状挿入部材の内部に形成された通気経路を介して基準ガス空間に空気を導入している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、シールユニットは、シール部材、通気フィルタ、筒状挿入部材と複数の部品からなり、これらの組付けの際に通気フィルタを筒状挿入部材に被せた状態で、通気フィルタが破れないよう慎重にシール部材の貫通孔に挿入する煩雑な工程が必要となる。
【0005】
この場合、特許第3062951号公報に示されるように、通気フィルタをシール部材に一体成形することにより、当該通気フィルタをシール部材に形成された所定の通気経路に配設することも考えられるが、単に一体成形するだけでは通気経路内において通気フィルタの大気側表面に塵埃等がたまり、これが原因となってガスセンサの通気性が悪化してしまう虞がある。
【0006】
本発明はこうした問題に鑑みてなされたものであり、大気を外部から導入して機能するガスセンサにおいて、その組み付け工程の簡素化により製造効率を向上させることができると共に、その通気性を保持することができるガスセンサを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題に鑑み、請求項1記載のガスセンサは、そのケースと共に基準ガス空間を形成するシール部材に通気経路が形成され、この通気経路の大気側開口部が通気フィルタにより覆われた構成を有するが、この通気フィルタが、型成形によりシール部材に一体的に組み付けられている。
【0008】
すなわち、このようなガスセンサに用いられるシール部材は、ケース内部をシールするためケースと密着できるように、通常、ある程度可撓性を有する材料をを型成形により所定の形状に成形して製造するわけであるが、請求項1記載のガスセンサでは、その型に通気フィルタを予め配置した状態で型成形を行うことにより、シール部材の成形段階で当該通気フィルタをこれに一体的に組み付けるものである。
【0009】
このように、通気フィルタがシール部材の製造段階で予め組みつけられて一つのシールユニットが形成されるため、従来技術のようにシールユニットをケース内に配置する段階で逐一これを組み立てるという煩雑な作業を伴わない。また、型成形においては、通気フィルタを型内に配置しておくだけでよく、通気フィルタはシール部材の形成材料が材料流動することによりシール部材に対して自然に固定されるため、効率的にシールユニットが形成される。またこの場合、通気フィルタを固定するための筒状挿入部材を別途用意する必要もない。
【0010】
そして、当該ガスセンサでは、通気フィルタの少なくとも一部が通気経路の大気側開口部から突出するようにシール部材に配設されている。
このため、シール部材の通気経路において大気側に面した凹部が形成されることがなく、通気フィルタの大気側の表面に塵埃等が集積するのを抑制することができる。この結果、通気フィルタの通気性を良好に保持することができる。
【0012】
また、このように通気フィルタを通気経路の大気側開口部から突出させるような構成をとると、通気フィルタのシール部材に埋設された部分が、比較的シール部材の表面付近に集中して配置される。このため、通気フィルタの上方にあるシール部材の厚みが薄くなって通気フィルタの保持力が弱くなり、特に通気フィルタがシート状に形成されている場合には、何らかの原因で通気フィルタの突設部に引っ張り力が加わった際に、通気フィルタがシール部材から抜け落ちてしまう虞がある。また、このとき同時にシール部材の表面部分を剥離させてしまうことも懸念される。
【0013】
そこで、請求項1記載のガスセンサでは、通気フィルタが、大気側開口部から離れるほどシール部材の内側に埋設されている。具体的には、例えば通気フィルタが上記突設部を頂点とする傘状に配設される。
このような構成とすることで、通気フィルタがシール部材内部のより安定した位置にて固定されることになる。また、通気フィルタをシール部材に対して斜めに固定することでその埋設領域を大きくとることができ、当該通気フィルタがシール部材に対してより堅固に固定される。
【0014】
尚、このように通気フィルタの埋設領域を大きくすると、その分通気フィルタの材料費が嵩むため、シールユニットにかかる材料コストや、通気フィルタの抜け落ち防止に必要な通気フィルタの部分的強度等を比較考量の上、通気フィルタの形状を適宜選択するとよい。
尚、上記シール部材としては、請求項2に記載のように、ゴム等の樹脂製材料を射出成形して形成され、通気フィルタがこのシール部材の射出成形時に一体成形されるものが考えられる。
射出成形によれば所定の型内に材料を流し込むだけで成形が完了し、通気フィルタに過度な負荷をかけることもないため、型内に配置された通気フィルタを変形させる等の問題も生じにくい。また、通気フィルタのシール部材に埋設される部分にこのシール部材の形成材料の一部が含浸されるため、通気フィルタをシール部材内に安定して固定することができる。
【0015】
また、通気フィルタをシール部材内に安定して固定する観点からは、さらに請求項3に記載のように、通気フィルタのシール部材に埋設された部分に少なくとも一つの孔が設けられ、シール部材の形成材料がこの孔を貫通した構成とするとよい。
【0016】
すなわちこの場合、上述したシールユニットの製造段階で、通気フィルタの孔にシール部材の形成材料が流れ込み柱部分を形成する。その結果、通気フィルタは、あたかもこの柱部分にその孔が挿入された態様で固定されることになる。
このため、何らかの原因で通気フィルタの突設部に引っ張り力が加わったとしても、通気フィルタはこの柱部分にて係止されているため、シール部材から抜け落ちてしまうようなことはない。
【0017】
さらに、シール部材には通常、基準ガス空間に配置された検出素子に通電を行うリード線の挿通孔が設けられるため、この挿通孔を利用することにより上述した通気フィルタの抜け落ちを防止することもできる。
すなわち、請求項4に記載のガスセンサでは、通気フィルタの上記挿通孔に対応した部分に透孔が設けられ、リード線がこの透孔を貫通している。
【0018】
このため、何らかの原因で通気フィルタの突設部に引っ張り力が加わったとしても、通気フィルタはこのリード線にて係止されているため、抜け落ちてしまうことがない。
また、ガスセンサには、外気をシールユニットの上方から導入するタイプや、側方から導入するタイプがあるが、前者の場合には、請求項5に記載のように、シール部材として、円柱状の本体を有し、この本体の一方の端面に一又は複数の大気側開口部を有しているものを採用することができ、後者の場合には、請求項6に記載のように、シール部材として、円柱状の本体を有し、この本体の側面に一又は複数の大気側開口部を有しているものを採用することができる。
【0019】
また、請求項7に記載のように、上記通気経路に硬質のパイプが挿入されていると、何らかの原因でシール部材が変形した場合においても通気経路が潰れるのを防止することができ、通気性の観点から好ましい。
また、そのパイプは、請求項8に記載のように、シール部材の射出成形時に、該シール部材に対して一体成形されたものであってもよい。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面と共に説明する。
[第1実施例]
本実施例は、本発明のガスセンサを酸素センサとして構成したものであり、図1は当該酸素センサの全体構成を示す断面図である。
【0021】
同図に示すように、酸素センサ1は、ZrO2を主成分とする固体電解質体により先端が閉じた中空軸状に形成された検出素子2、検出素子2内に配置された軸状のセラミックヒータ3、検出素子2を収容するケース10等から構成されている。
【0022】
ケース10は、酸素センサ1を排気管等の取付部に固定すると共に、セラミックホルダ6,7及びセラミック粉末8を内部に収容し、検出素子2の閉じた先端部を排気管等の内部に突出させる主体金具9と、主体金具9の上部に延設され、上方から検出素子2の内面に大気を導入するための外筒13とから構成されている。
【0023】
また、主体金具9の上端部には、内側に延出したフランジ部9aの先端縁により円形の上部開口部が形成されており、このフランジ部9aがリング5を介してセラミックホルダ6,7及びセラミック粉末8を上方から固定している。そして、その上部開口部を覆う態様で外筒13の下端開口端部が嵌合装着されている。
【0024】
また、外筒13の上端開口部(大気側開口部)には、ゴム製の弾性体からなる円柱状のシール部材15と、このシール部材15に形成された通気孔(通気経路)に配置された通気フィルタ50とから構成されるシールユニット14が嵌挿されている。そして、外筒13の内部に形成される基準ガス空間と大気との間の酸素の流通は、通気フィルタ50を介して行われる。
【0025】
また、このシール部材15には、後述する複数の挿通孔が形成されており、検出素子2及びセラミックヒータ3に接続されるリード線20,21がこれを挿通している。
次に、シールユニット14の詳細構造について、図2〜図4に基づいて説明する。尚、図2はシールユニット14の平面図、図3は図2のAOB断面図、そして、図4は通気フィルタ50の平面図である。
【0026】
図2及び図3に示すように、シールユニット14は、円柱状のシール部材15に円形状の通気フィルタ50が一体的に組み付けられて形成されている。
シール部材15には、円柱状の本体の中央を軸方向に貫通して外気を導入する通気孔15aと、この通気孔15aを中心とする所定のピッチ円上に等間隔で配置され、上述したリード線20,21等を挿通するために同本体を軸方向に貫通する4つの挿通孔15bとが形成されている。尚、これら通気孔15a及び挿通孔15bはいずれも円断面を有するが、挿通孔15bについては、後述するシールユニット14の製法の都合上、その上端部に段差部15cが形成されており、そこから通気フィルタ50が部分的に露出している。
【0027】
通気フィルタ50は、図2及び図4に示すように、シール部材15に配置された挿通孔15bのピッチ円径にほぼ等しい外径を有する円形シート状に形成され、その周縁部の上記4つの挿通孔15bに対応する位置において、挿通孔15bの径にほぼ等しい径の半円形状が切り取られ、凹部50aがそれぞれ形成されている。また、互いに隣接する凹部50a間において、当該凹部50aよりも中央よりの位置には、凹部50aより小径の円孔50bがそれぞれ設けられている。
【0028】
この通気フィルタ50は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の未焼成成形体を、PTFEの融点よりも低い加熱温度で一軸以上の方向に延伸することにより得られる多孔質繊維構造体(例えば、商品名:ゴアテックス(ジャパンゴアテックス(株)))により、水滴等の水を主体とする液体の透過は阻止し、かつ気体(空気、水蒸気等)の透過は許容する通気フィルタとして構成されている。また、さらに撥油コートした多孔質繊維構造体(商品名:オレオベントフィルタ(ジャパンゴアテックス(株))を用いることもできる。これを用いることにより、付着した油分が気化して内部に侵入する危険性を低下させることができる。
【0029】
そして、図3に示すように、通気フィルタ50がその中央部において通気孔15aの上部開口部から所定量突出し、その外周縁部においてシール部材15の内側に埋設される態様でシール部材15に一体的に組み付けられることにより、シールユニット14が形成されている。
【0030】
次に、シールユニット14の製法の概略について図5及び図6に基づいて説明する。
シールユニット14は、図5に示す射出成形用の金型60を用いて成形される。この金型60は、第1金型61、第2金型62、第3金型63、及び第4金型64を下方から順に組み付けることにより構成される。
【0031】
第1金型61は、直方体形状の本体を有し、その上面中央には曲面状の窪み部61aが形成されており、その周囲にはシール部材15の4つの挿通孔15bを形成するための4つの円柱部61bが立設されている。この円柱部61bは挿通孔15bとほぼ同形状を有し、上方に小径化する段部61cが形成されている。また、その高さはシール部材15の高さに等しくなっている。
【0032】
第2金型62は、シール部材15の高さと同じ厚みを有する直方体形状の本体を備え、その中央にはシール部材15の外形状にほぼ等しい円孔62aが形成されている。
第3金型63は、直方体形状の本体を有し、その上面中央には射出成形用のフッ素ゴムを収容するための長方形状の材料供給溝63aが設けられ、その中央には下方に貫通する4つの材料供給孔63bが形成されている。この材料供給孔63bは、金型61〜63を組み付けた際に第1金型61の各円柱部61bに対向する位置に形成されており、その径は円柱部61bの小径部の径よりもやや大きく形成されている。また第3金型63の本体の下面中央には、シール部材15の通気孔15aを形成するための円柱部63cが下方に突設されている。この円柱部63cは通気孔15aとほぼ同形状を有し、その先端は第1金型61の窪み部61bとほぼ同形状の曲面形状になっている。そして、この円柱部63cの先端により通気フィルタ50の中央部を窪み部61bに向けて押圧することにより、当該フィルタ50の中央部を突設させることができるようになっている。
【0033】
第4金型64は、直方体形状の本体を有し、その下面中央には第3金型63の材料供給溝63aに気密に嵌合可能な長方体形状の押圧部64aが突設されている。
そして図6にシールユニット14の形成工程の断面図を示すように、シールユニット14の製造の際には、まず、第1金型61に第2金型62を組み付けた状態で、通気フィルタ50をその中央部が窪み部61aの位置にくるように上方から載置する。このとき、通気フィルタ50の4つの凹部50aを第1金型61の4つの円柱部61bの段部61cにそれぞれ引っかけた状態で、当該通気フィルタ50を型内に保持する。
【0034】
そして、この状態で上方から第3金型63を組み付け、その円柱部63cの先端により通気フィルタ50の中央部を押圧して窪み部61aに突出させる。この状態において、第1金型61、第2金型62及び第3金型63により囲まれる空間には、シール部材15と同形状のキャビティが形成されている。
【0035】
そして、この状態から第3金型63の材料供給溝63aにシール部材15の形成材料である液体状のフッ素ゴムを注入し、プレス機を使用して第4金型64の押圧部64aを材料供給溝63aに嵌合させつつ押し込む。
このとき、フッ素ゴムは、材料供給孔63bを介して上記キャビティ内に導入され、円柱部63c及び円柱部61bの周りを回り込み、さらに、通気フィルタ50に形成された円孔50bを通過してキャビティ内に充填される。
【0036】
そして、当該フッ素ゴムが硬化した後、金型60を取り外し、材料供給孔63bの部分で硬化したフッ素ゴムを切り落とすことにより、シールユニット14が完成する。尚、このとき、通気フィルタ50は、通気孔15aを通気可能に閉塞する。
【0037】
そして図1に示すように、このように形成されたシールユニット14が、外筒13の開口端部13aの内側に配置され、通気フィルタ50よりも僅かに下方の位置で外筒13を介して径方向に加締められる。こうして、外筒13及びシール部材15が密着し、そのシール性がより確実なものとされる。
【0038】
以上のように、本実施例の酸素センサ1においては、金型60に通気フィルタ50を予め配置した状態で射出成形を行うことにより、シール部材15の成形段階で通気フィルタ50がこれに一体的に組み付けられ、シールユニット14として形成される。
【0039】
このため、シールユニットをケース内に配置する前工程で当該シールユニットを組み立てるという従来の工程を省略することができる。また、射出成形においては、通気フィルタ50を金型60内に配置しておくだけでよく、通気フィルタ50はシール部材15の形成材料が材料流動することによりシール部材15に対して自然に固定されるため、効率的にシールユニット14が形成される。
【0040】
また、通気フィルタ50がシール部材15の通気孔15aの上部開口部から突出するように配設されているため、通気孔15a内に塵埃等が集積することもなく、通気フィルタ50の通気性を良好に保持することができる。
さらに、上述した射出成形により通気フィルタ50の孔50bにシール部材15の形成材料が流れ込んで柱部分が形成される。その結果、通気フィルタ50は、あたかもこの柱部分にその孔50bが挿入された態様で固定されるため、シール部材15からの通気フィルタ50の抜け落ちを防止することができる。
[第2実施例]
上記第1実施例では、シールユニット14を形成する際に、通気フィルタ50の4つの凹部50aを第1金型61の4つの円柱部61bの段部61cにそれぞれ引っかけた状態で、材料供給孔63bからフッ素ゴムを流入させキャビティ内に充填させた。
【0041】
この場合、通気フィルタ50がある程度の厚みを有し、所定の強度を有する場合には問題ないが、通気フィルタ50が薄くその強度が小さい場合には、流入したフッ素ゴムの圧力により、通気フィルタ50の凹部50aが円柱部61bの段部61cから脱落していまうことが想定される。そしてこのことが原因して、通気フィルタ50のシール部材15に埋設された部分がシール部材15の表面付近に集中して配設され、通気フィルタ50の上方にあるシール部材15の厚みが薄くなると、何らかの原因で通気フィルタ50の突設部に引っ張り力が加わった際に、このシール部材15の表面部分が剥離すると共に、通気フィルタ50が脱落する虞がある。
【0042】
そこで、本実施例では、通気フィルタが薄くその強度が小さい場合においても、当該通気フィルタをシール部材に対して安定して固定できる構成を示す。
図7はシールユニット214の平面図、図8は図6のA’O’B’断面図、そして、図9は通気フィルタ250の平面図である。尚、本実施例の酸素センサは、通気フィルタの形状、及び通気フィルタのシール部材への取付構造を除いては、第1実施例の酸素センサと同様の構成であるため、第1実施例と同様の構成部分ついては同一の符号で表し、その説明を省略する。
【0043】
図7及び図8に示すように、シールユニット214は、円柱状のシール部材15に円形の通気フィルタ250が一体的に組み付けられて形成されている。
通気フィルタ250は、図7及び図9に示すように、シール部材15に配置された4つの挿通孔15bの外接円の径よりも大きい外径を有する円形のシート状に形成され、その周縁部近傍の上記4つの挿通孔15bに対応する位置において、挿通孔15bの小径部の径よりやや大きく、大径部の径より小さい透孔250aがそれぞれ設けられている。
【0044】
そして、図8に示すように、通気フィルタ250がその中央部において通気孔15aの上部開口部から所定量突出し、その外周縁部においてシール部材15の内側に埋設される態様でシール部材15に一体的に組み付けられることにより、シールユニット214が形成されている。
【0045】
そして、図10に示すように、シールユニット214の製造の際には、まず、第1金型61に第2金型62を組み付けた状態で、通気フィルタ50をその中央部が窪み部61aの位置にくるように上方から載置する。このとき、通気フィルタ50の4つの透孔250aを第1金型61の4つの円柱部61bにそれぞれ挿通した状態で、当該通気フィルタ50を型内に保持する。このとき、透孔250aが円柱部61bによって安定して係止される。
【0046】
そして、この状態で上方から第3金型63を組み付け、その円柱部63cの先端により通気フィルタ50の中央部を押圧して窪み部61aに突出させる。
そして、この状態から第3金型63の材料供給溝63aにシール部材15の形成材料である液体状のフッ素ゴムを注入し、プレス機を使用して第4金型64の押圧部64aを材料供給溝63aに嵌合させつつ押し込む。
【0047】
このとき、フッ素ゴムは、材料供給孔63bを介して上記キャビティ内に導入され、円柱部63c及び円柱部61bの周りを回り込んでキャビティ内に充填される。
そして、当該フッ素ゴムが硬化した後、金型60を取り外し、材料供給孔63bの部分で硬化したフッ素ゴムを切り落とすことにより、シールユニット14が完成する。
【0048】
以上のように、本実施例の酸素センサにおいては、シールユニット214の成形工程において、透孔250aが第1金型61の円柱部61bに挿通されることにより、通気フィルタ250が第1金型61に安定して係止された状態で射出成形が行われる。このため、たとえ通気フィルタ250が薄く強度が小さいものであっても、注入されるフッ素ゴムによってこれが脱落し、通気フィルタ250のシール部材215に埋設されるべき部分がその表面に押し出されることもなく、シール部材215の内側に安定して埋設されることになる。
【0049】
また、通気フィルタ250の透孔250aには、リード線20、21が貫通することになるため、何らかの原因で通気フィルタ250の突設部に引っ張り力が加わったとしても、通気フィルタ250はこのリード線20、21にて係止されているため、シール部材15から抜け落ちてしまうことがない。
[第3実施例]
本実施例では、シールユニットの側方から外気を導入するタイプの酸素センサに本発明を適用する場合の例を示す。尚、本実施例の酸素センサは、シールユニットの構造にその特徴的部分があり、酸素センサの全体構成については、外筒13の側壁に外気導入用の孔が設けられている周知の構造を除き、第1実施例の酸素センサとほぼ同様の構成であるため、その説明については省略する。図11は本実施例のシールユニットの分解斜視図であり、図12は当該シールユニットを構成するシール部材の製法を示す説明図である。
【0050】
図11に示すように、シールユニット314は、円筒状のシール部材315、シール部材315に内挿嵌合される上部材316及び下部材317から構成されている。
シール部材315には、その側壁を径方向に貫通する4つの通気孔315aが設けられており、この各々の通気孔315aに長方形状の通気フィルタ350が配設されている。
【0051】
この通気フィルタ350は、その中央部において通気孔315aの外側の開口部(大気側開口部)から所定量突出し、その外周縁部においてシール部材315の内側に埋設される態様でシール部材315に一体的に組み付けられている(図12参照)。
【0052】
上部材316は、シール部材315の内径にほぼ等しい外径を有する円盤状の本体を有し、その周端縁近傍にはリード線20,21等を挿通するために同本体を軸方向に貫通する4つの挿通孔316aが等間隔に形成されている。
下部材317は、上部材316と同様にシール部材315の内径にほぼ等しい外径を有する円盤状の本体を有し、その周端縁近傍の上記各挿通孔316aに対向する位置にはリード線20,21等を挿通するために同本体を軸方向に貫通する4つの挿通孔317aが形成され、さらに同本体の中央には軸方向に貫通して基準ガス空間に外気を導入する通気孔317bが形成されている。また、同本体の周端縁近傍において互いに隣接する挿通孔317aの間には支柱部材317cが設けられており、上部材316と下部材317とが組み付けられた際にこれら両部材316、317の間に所定の通気空間が形成されるようになっている。
【0053】
そして、シールユニット314の組付けは、これら上部材316と下部材317とを組み付けた状態でこれをシール部材315に挿入嵌合させることにより行われる。こうして組み付けられたシールユニット314において各通気孔315aから導入された外気は、各通気フィルタ350を介して通気空間に導入され、通気孔317bを介して前述した基準ガス空間に導入される。
【0054】
そして、図12に示すように、シール部材315の製造は、図6及び図10に示したシールユニットの製造と同様の形式で行われる。すなわち、本実施例の金型360は、上部に材料供給溝361cが形成された第1金型361、第1金型361の内側に配置され、第1金型361との間に円筒状のキャビティを形成する第2金型362、及び第1金型361の材料供給溝361c内に注入されたフッ素ゴムをキャビティ内に押し込む押圧部363aを備えた第3金型363から構成されている。
【0055】
第1金型361の内周の中央部の所定位置には、通気フィルタ350の中央を突出させるための窪み部361aが形成され、その周囲の所定位置には段付突部361bが形成されている。また、第1金型361の上部にはキャビティと材料供給溝361cとを連通させる材料供給孔361dが形成されている。
【0056】
一方、通気フィルタ350は、第1実施例と第2実施例を組み合わせた態様のものであり、通気フィルタ350の固定のために段付突部361bに挿通される透孔350aと、フッ素ゴムの充填により柱部分を形成するための円孔350bとを備える。
【0057】
そして、シール部材315の製造の際には、まず通気フィルタ350をその中央部が第1金型361の窪み部361aの位置にくるように載置する。このとき、通気フィルタ350の透孔350aを第1金型361の段付突部361bにそれぞれ挿通した状態で、当該通気フィルタ350を型内に保持する。このとき、透孔350aが段付突部361bによって安定して係止される。
【0058】
そして、この状態で第2金型362を組み付け、その円柱部362aの先端により通気フィルタ350の中央部を押圧して窪み部361aに突出させる。
そして、この状態から第1金型361の材料供給溝361cにシール部材315の形成材料である液体状のフッ素ゴムを注入し、プレス機を使用して第3金型363の押圧部363aを材料供給溝361cに嵌合させつつ押し込む。
【0059】
このとき、フッ素ゴムは、材料供給孔361dを介して上記キャビティ内に導入され、円柱部362aの周りを回り込み、さらに円孔350bを通過してキャビティ内に充填される。
そして、当該フッ素ゴムが硬化した後、金型360を取り外し、材料供給孔361dの部分で硬化したフッ素ゴムを切り落とすことにより、シール部材315が完成する。
【0060】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、通気フィルタの構造として、上記第1実施例と第2実施例とを組み合わせた態様を採用することもできる。このように構成することで、通気フィルタをシール部材に対してより安定に固定することができる。
【0061】
また、上記第3実施例では、4つの大気側開口部の各々にシート状の通気フィルタ350を配設する態様をとったが、通気フィルタ350をシール部材315の側壁に沿った一つの円筒状のフィルタとして構成してもよい。
この場合、通気フィルタ350を軸方向端部に向かって外径が小さくなるように構成し、シール部材315の外表面(側壁)から通気フィルタ350が離れるほどシール部材の内側に埋設されるようにすれば、通気フィルタ350がシール部材315に安定して固定される。
【0062】
さらに、図13に示すように、シール部材15の通気経路に硬質のパイプ60が挿入されていると、何らかの原因でシール部材15が変形した場合においても通気経路が潰れるのを防止することができ、通気性の観点から好ましい。そしてこの場合には、パイプ60をシール部材15の射出成形時に、このシール部材15に一体成形するようにしてもよい。
【0063】
また、上記各実施例では、シール部材15の形成材料としてフッ素ゴムを採用したが、形成材料はこれに限られず、その他の種類のゴム、その他の樹脂材料等を採用してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係る酸素センサの全体構成を示す断面図である。
【図2】 本発明の第1実施例に係るシールユニットの平面図である。
【図3】 第1実施例に係るシールユニットの断面図である。
【図4】 第1実施例に係る通気フィルタの平面図である。
【図5】 第1実施例に係るシールユニットの製造に使用する金型の説明図である。
【図6】 第1実施例に係るシールユニットの製法を示す説明図である。
【図7】 本発明の第2実施例に係るシールユニットの平面図である。
【図8】 第2実施例に係るシールユニットの断面図である。
【図9】 第2実施例に係る通気フィルタの平面図である。
【図10】 第2実施例に係るシールユニットの製法を示す説明図である。
【図11】 第3実施例に係るシールユニットの分解斜視図である。
【図12】 第3実施例に係るシール部材の製法を示す説明図である。
【図13】 シール部材の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
1・・・酸素センサ、 10・・・ケース、
14,214・・・シールユニット、 15,215、315・・・シール部材、
15a,251a,315a・・・通気孔、 15b・・・挿通孔、
20,21・・・リード線、 50,250、350・・・通気フィルタ、
50a・・・凹部、 50b・・・円孔、 250a・・・透孔
Claims (8)
- 基準ガスに基づいて被測定ガス成分を検出する検出素子と、
該検出素子の一端を被測定ガスに晒すように保持すると共に、該検出素子の他端側に基準ガス空間を形成するケースと、
大気側から前記基準ガス空間に空気を導入するための通気経路を有すると共に、前記ケースと共に前記基準ガス空間を形成するシール部材と、
型成形により前記シール部材に一体的に組み付けられ、前記通気経路の大気側開口部を覆う通気フィルタと、
を備えたガスセンサであって、
前記通気フィルタの少なくとも一部は、前記通気経路の大気側開口部から突出するように前記シール部材に配設されており、
前記通気フィルタはシート状をなしており、前記大気側開口部から離れるほど前記シール部材の内側に埋設されたことを特徴とするガスセンサ。 - 前記シール部材は、樹脂製材料を射出成形して形成され、
通気フィルタは、該シール部材の射出成形時に該シール部材に対して一体成形されたことを特徴とする請求項1記載のガスセンサ。 - 前記通気フィルタの前記シール部材に埋設された部分には、少なくとも一つの孔が設けられ、前記シール部材の形成材料が該孔を貫通していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガスセンサ。
- 前記シール部材は、大気側から前記基準ガス空間に導入されたリード線を挿通する挿通孔を備え、
前記通気フィルタの前記挿通孔に対応した部分には透孔が設けられ、
前記リード線が該透孔を貫通していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガスセンサ。 - 前記シール部材は、円柱状の本体を有し、該本体の一方の端面に一又は複数の前記大気側開口部を有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記シール部材は、円柱状の本体を有し、該本体の側面に一又は複数の前記大気側開口部を有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記通気経路には、硬質のパイプが挿入されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記通気経路には、硬質のパイプが挿入されており、
前記パイプは、前記シール部材の射出成形時に、該シール部材に対して一体成形されたことを特徴とする請求項2記載のガスセンサ。
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