JP4355623B2 - Gas sensor - Google Patents
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Description
本発明は、ガスセンサに関し、特に、有底筒状または板状をなすガスセンサ素子のうちで被測定ガスに晒される部位を覆うプロテクタを備えるガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor, and more particularly, to a gas sensor including a protector that covers a portion exposed to a gas to be measured among gas sensor elements having a bottomed cylindrical shape or a plate shape.
従来より、酸素センサ、NOxセンサ、HCセンサなどのガスセンサが知られている。このようなガスセンサでは、一般に、ガスセンサ素子のうちで排ガス等の被測定ガスに晒される先端部を保護するため、この先端部を覆うようにプロテクタが装着されている。プロテクタには、センサの応答性やガスセンサ素子に対する耐被水性などを考慮して2重構造としたものがある。例えば、特許文献1に、このような2重構造からなるプロテクタを有するガスセンサが開示されている。 Conventionally, gas sensors such as oxygen sensors, NOx sensors, and HC sensors are known. In such a gas sensor, in order to protect the front-end | tip part exposed to to-be-measured gas, such as waste gas, among gas sensor elements generally, the protector is mounted | worn so that this front-end | tip part may be covered. Some protectors have a double structure in consideration of responsiveness of the sensor and water resistance to the gas sensor element. For example, Patent Document 1 discloses a gas sensor having a protector having such a double structure.
このガスセンサは、保護管(プロテクタ)が外側保護管(外側カバー部)と内側保護管(内側カバー部)とからなる。このうち、外側保護管は、その後端部が主体金具の先端縁の外周面に溶接されることにより固着されている。一方、内側保護管は、その先端部の外面が外側保護管の先端部の内面に溶接されることによって固着されている。つまり、この保護管は、内側保護管が先端部で外側保護管に固着され、さらに、外側保護管が後端部で主体金具に固着されることによって、主体金具に固定されている。 In this gas sensor, the protective tube (protector) includes an outer protective tube (outer cover portion) and an inner protective tube (inner cover portion). Among these, the outer protective tube is fixed by welding the rear end portion thereof to the outer peripheral surface of the front end edge of the metal shell. On the other hand, the outer surface of the front end portion of the inner protective tube is fixed by welding to the inner surface of the front end portion of the outer protective tube. In other words, the protective tube is fixed to the metal shell by fixing the inner protective tube to the outer protective tube at the front end and further fixing the outer protective tube to the metal shell at the rear end.
しかしながら、このようなガスセンサに長期間あるいは大きな振動が加わった場合などには、内側保護管と外側保護管の溶接部分が破断することがある。すると、内側保護管は、使用時に外側保護管内で激しく振動することになる。このため、異音が生じたり、場合によってはガスセンサ素子が破損する恐れがある。また、内側保護管の移動によりセンサのガス感受性や応答性に影響が出る恐れもある。つまり、従来のガスセンサは、保護管、特に内側保護管の耐振性が必ずしも良好とは言えなかった。 However, when such a gas sensor is subjected to a long period or large vibrations, the welded portion of the inner protective tube and the outer protective tube may break. Then, the inner protective tube vibrates violently in the outer protective tube during use. For this reason, there is a possibility that abnormal noise occurs or the gas sensor element is damaged in some cases. In addition, the movement of the inner protective tube may affect the gas sensitivity and responsiveness of the sensor. That is, the conventional gas sensor is not necessarily good in vibration resistance of the protective tube, particularly the inner protective tube.
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、プロテクタの耐振性に優れたガスセンサを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this present condition, Comprising: It aims at providing the gas sensor excellent in the vibration resistance of a protector.
その解決手段は、軸方向に延びるガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子の先端部が自身の先端から突出した状態で、前記ガスセンサ素子の周囲を取り囲む筒状の主体金具と、前記主体金具に固定され、前記ガスセンサ素子の先端部を覆うプロテクタと、を備えるガスセンサであって、前記プロテクタは、前記主体金具に固定され、ガス導入窓を有する筒状の外側カバー部と、この外側カバー部よりも内側に配置された筒状の内側カバー部であって、軸方向に作用する押圧力によって弾性変形可能な弾性部を含む内側カバー部と、を備え、前記内側カバー部は、前記弾性部が前記軸方向の押圧力によって弾性変形した状態で、前記主体金具と前記外側カバー部との間で狭持されてなるガスセンサである。 The solution includes a gas sensor element extending in the axial direction, a cylindrical metal shell that surrounds the periphery of the gas sensor element in a state in which a tip portion of the gas sensor element protrudes from the tip of the gas sensor element, and is fixed to the metal shell. A protector that covers a front end portion of the gas sensor element, the protector being fixed to the metal shell and having a cylindrical outer cover portion having a gas introduction window, and an inner side of the outer cover portion. An inner cover portion including an elastic portion that is elastically deformable by a pressing force acting in an axial direction, and the inner cover portion includes an elastic portion that is in the axial direction. The gas sensor is sandwiched between the metal shell and the outer cover part in a state where it is elastically deformed by the pressing force of.
本発明によれば、内側カバー部は、軸方向に作用する押圧力によって弾性変形可能な弾性部を含む。そして、内側カバー部は、この弾性部が弾性変形した状態で、主体金具と外側カバー部との間で狭持されている。このため、このガスセンサでは、振動を受けても、内側カバー部が主体金具及び外側カバー部に当接した状態を保つため、ガスセンサに長期間あるいは大きな振動が加わった場合にも、外側カバー部内で内側カバー部が激しく振動することが防止される。
ここで、弾性部を含む内側カバー部は、上記の要件を満たすものであれば、いずれの形態とすることもできる。例えば、内側カバー部の先端側または後端側にバネ等からなる弾性部を設けてもよい。また、内側カバー部の軸方向中間にバネ等からなる弾性部を設けてもよい。また、後述するように、内側カバー部に弾性変形可能な鍔部を設けてもよい。
According to the present invention, the inner cover portion includes an elastic portion that can be elastically deformed by a pressing force acting in the axial direction. The inner cover portion is sandwiched between the metal shell and the outer cover portion in a state where the elastic portion is elastically deformed. For this reason, in this gas sensor, the inner cover remains in contact with the metal shell and the outer cover even when subjected to vibration. It is possible to prevent the inner cover portion from vibrating vigorously.
Here, the inner cover part including the elastic part may be in any form as long as it satisfies the above requirements. For example, you may provide the elastic part which consists of a spring etc. in the front end side or rear-end side of an inner side cover part. Moreover, you may provide the elastic part which consists of a spring etc. in the axial direction middle of an inner side cover part. Moreover, you may provide the collar part which can be elastically deformed in an inner side cover part so that it may mention later.
さらに、上記のガスセンサであって、前記内側カバー部は、前記ガスセンサ素子の先端部周囲を取り囲む内側筒状部を含み、前記弾性部は、前記内側筒状部から径方向外側に突出する鍔部であって、直接または間接に当接する前記主体金具によって軸方向先端側に押圧され、弾性変形を生じる鍔部を含むガスセンサとすると良い。 Further, in the above gas sensor, the inner cover portion includes an inner cylindrical portion surrounding the periphery of the tip portion of the gas sensor element, and the elastic portion protrudes radially outward from the inner cylindrical portion. And it is good to set it as the gas sensor containing the collar part which is pressed to the axial direction front end side by the said metal fitting which contact | abuts directly or indirectly, and produces elastic deformation.
本発明によれば、内側カバー部の弾性部は、内側筒状部から径方向外側に突出する鍔部を含む。そして、この鍔部が主体金具に押圧されて弾性変形している。このような構成とすることで、プロテクタの耐振性を向上させながらも、プロテクタを簡易な構造とすることができる。
なお、この鍔部は、内側筒状部と一体成形されていてもよいし、別体で形成されていてもよいが、成形面、コスト面の観点から一体成形の方が好ましい。
According to the present invention, the elastic portion of the inner cover portion includes a flange portion that protrudes radially outward from the inner cylindrical portion. And this collar part is pressed by the metal shell and is elastically deformed. With such a configuration, the protector can have a simple structure while improving the vibration resistance of the protector.
In addition, although this collar part may be integrally molded with the inner cylindrical part or may be formed as a separate body, integral molding is preferred from the viewpoint of molding surface and cost.
さらに、上記のガスセンサであって、前記鍔部は、周方向に断続的に配置されてなるガスセンサとすると良い。 Furthermore, in the gas sensor described above, the flange portion may be a gas sensor that is intermittently arranged in the circumferential direction.
本発明によれば、鍔部は、周方向に断続的に配置されている。このような構成とすることで、鍔部の弾性変形を有効に生じさせることができ、また、低コスト化に寄与することになる。 According to this invention, the collar part is arrange | positioned intermittently in the circumferential direction. By adopting such a configuration, elastic deformation of the collar portion can be effectively generated, and it contributes to cost reduction.
さらに、上記のいずれかに記載のガスセンサであって、前記内側カバー部は、前記鍔部の径方向外側端部から軸方向後端側に突出し、自身の後端が前記内側筒状部の後端より後端側に位置し、前記主体金具の先端が当接して軸方向先端側に押圧される脚部を含むガスセンサとすると良い。 Furthermore, in the gas sensor according to any one of the above, the inner cover portion protrudes from the radially outer end portion of the flange portion toward the axial rear end side, and the rear end of the inner cover portion is behind the inner cylindrical portion. The gas sensor may include a leg portion that is located on the rear end side from the end and that is pressed against the front end side in the axial direction by contacting the front end of the metal shell.
本発明によれば、主体金具と外側カバー部との間に狭持されて弾性変形し得る鍔部の径方向外側端部に、軸方向後端側に突出しつつ自身の後端が内側筒状部の後端より後端側に位置し、主体金具の先端が当接して軸方向先端側に押圧される脚部が設けられている。このような構成とすると、鍔部が脚部を介して主体金具に押圧される形態で弾性変形することになり、鍔部の弾性変形が安定して生じることになる。とりわけ、鍔部を上記のように周方向に断続的に配置した上で、この径方向外側端部に脚部を設けると、鍔部と主体金具の先端との間に空間(間隙)を形成することができるため、外側カバー部のガス導入窓から導入された被測定ガスを、鍔部鍔部同士の間を通じ、内側筒状部の後端を越えて、内側カバー部内に導入することができる。従って、プロテクタの耐振性を確保し、プロテクタの構造を簡易として、さらに、被測定ガスの流通経路をも容易に構成することができる。なお、鍔部から突出する脚部についても、内側筒状部、鍔部と共に一体成形されていることが、成形面、コスト面の観点から好ましい。 According to the present invention, the rear end of the flange portion which is sandwiched between the metal shell and the outer cover portion and protrudes toward the rear end side in the axial direction on the radially outer end portion of the collar portion which can be elastically deformed is an inner cylindrical shape. A leg portion is provided which is positioned on the rear end side from the rear end of the portion and is pressed against the front end side in the axial direction by abutting the front end of the metal shell. With such a configuration, the collar portion is elastically deformed in such a form that it is pressed against the metal shell via the leg portion, and the elastic deformation of the collar portion is stably generated. In particular, when the collar is intermittently arranged in the circumferential direction as described above and a leg is provided at the radially outer end, a space (gap) is formed between the collar and the front end of the metal shell. it is possible to, the measurement gas introduced from the gas introduction window of the outer cover portion, through between the adjacent flange portions the flange portion beyond the rear end of the inner cylindrical portion, to be introduced into the inner cover portion it can. Therefore, the vibration resistance of the protector can be ensured, the protector structure can be simplified, and the flow path of the gas to be measured can be easily configured. In addition, it is preferable from a viewpoint of a shaping | molding surface and a cost side that it is integrally molded with the inner cylindrical part and the collar part also about the leg part which protrudes from the collar part.
さらに、上記のいずれかに記載のガスセンサであって、前記外側カバー部と前記内側カバー部は、いずれかの部分において互いに固着されてなるガスセンサとすると良い。 Furthermore, the gas sensor according to any one of the above, wherein the outer cover portion and the inner cover portion are preferably fixed to each other at any portion.
本発明によれば、外側カバー部と内側カバー部は、いずれかの部分において互いに固着されてなる。このようにすることで、内側カバー部の耐振性をさらに向上させることができる。 According to the present invention, the outer cover portion and the inner cover portion are fixed to each other at any portion. By doing in this way, the vibration resistance of an inner side cover part can further be improved.
さらに、上記のガスセンサであって、前記外側カバー部は、前記主体金具に固定された外側筒状部と、この外側筒状部より先端側に位置し、外側先端通気孔を含む外側底部と、を有し、前記内側カバー部は、前記ガスセンサ素子の先端部周囲を取り囲む内側筒状部と、この内側筒状部より先端側に位置すると共に、前記外側先端通気孔と連通する内側先端通気孔を含む内側底部と、を有し、前記外側底部と前記内側底部とが互いに固着されてなるガスセンサとすると良い。 Further, in the above gas sensor, the outer cover part is an outer cylindrical part fixed to the metal shell, and an outer bottom part that is located on the distal side from the outer cylindrical part and includes an outer distal vent hole; The inner cover portion includes an inner cylindrical portion that surrounds the periphery of the distal end portion of the gas sensor element, and an inner distal end vent hole that is located on the distal end side from the inner cylindrical portion and communicates with the outer distal end vent hole. And a gas sensor in which the outer bottom portion and the inner bottom portion are fixed to each other.
このように外側先端通気孔を含む外側底部と内側先端通気孔を含む内側底部を固着することにより、外側カバー部と内側カバー部とを安定して固着することができ、内側カバー部の耐振性を一層向上させることができる。 By fixing the outer bottom portion including the outer tip vent hole and the inner bottom portion including the inner tip vent hole in this manner, the outer cover portion and the inner cover portion can be stably fixed, and the vibration resistance of the inner cover portion is ensured. Can be further improved.
また、他の解決手段は、軸方向に延びるガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子の先端部が自身の先端から突出した状態で、前記ガスセンサ素子の周囲を取り囲む筒状の主体金具と、前記主体金具に固定され、前記ガスセンサ素子の先端部を覆うプロテクタと、を備えるガスセンサであって、前記プロテクタは、前記主体金具に固定された筒状の外側カバー部であって、前記主体金具に固定され、ガス導入窓を有する外側筒状部、及び、この外側筒状部の先端側に位置し、外部と連通する外側先端通気孔を有する外側底部、を含む外側カバー部と、前記外側カバー部よりも内側に配置された筒状の内側カバー部であって、前記ガスセンサ素子の先端部周囲を取り囲む内側筒状部、この内側筒状部の先端側に位置し、前記外側カバー部の外側先端通気孔に連通する内側先端通気孔を有する内側底部、前記内側筒状部の後端から径方向外側に突出すると共に、周方向に断続的に配置され、軸方向に作用する押圧力によって弾性変形可能な鍔部、及び、この鍔部の径方向外側端部から軸方向後端側に突出する脚部、を含む内側カバー部と、を備え、前記主体金具の先端で、前記内側カバー部の脚部を軸方向先端側に押圧すると共に、前記外側カバー部の外側底部の少なくとも一部で、前記内側カバー部の内側底部の少なくとも一部を軸方向後端側に押圧して、前記鍔部を弾性変形させてなるガスセンサである。 In addition, another solution includes: a gas sensor element extending in the axial direction; a cylindrical metal shell surrounding the gas sensor element in a state where a tip portion of the gas sensor element protrudes from the tip of the gas sensor element; And a protector that covers the tip of the gas sensor element, the protector being a cylindrical outer cover fixed to the metal shell, fixed to the metal shell, and a gas sensor An outer cover portion including an outer cylindrical portion having an introduction window, and an outer bottom portion having an outer tip ventilation hole located on the distal end side of the outer cylindrical portion and communicating with the outside, and on the inner side of the outer cover portion A cylindrical inner cover portion disposed on the inner cylindrical portion surrounding the distal end portion of the gas sensor element, located on the distal end side of the inner cylindrical portion, and positioned on the outer side of the outer cover portion. Inner bottom portion having an inner tip ventilation hole communicating with the vent hole, the radially outwardly projecting from the rear end of the inner cylindrical portion is intermittently arranged in the circumferential direction, the elastic deformation by a pressing force acting in the axial direction possible flange portion, and provided with an inner cover portion including a leg portion, which protrudes from the radially outer end of the flange portion in the axial direction rear end side, the tip of the metal shell, the inner cover portion The leg portion is pressed toward the front end side in the axial direction, and at least a part of the inner bottom portion of the inner cover portion is pressed toward the rear end side in the axial direction with at least a portion of the outer bottom portion of the outer cover portion. Is a gas sensor that is elastically deformed.
本発明によれば、内側カバー部は、内側筒状部の後端から径方向外側に突出すると共に、周方向に断続的に配置され、軸方向に作用する押圧力によって弾性変形可能な鍔部と、この鍔部の径方向外側端部から軸方向後端側に突出する脚部とを含む。そして、主体金具の先端で、内側カバー部の脚部を軸方向先端側に押圧すると共に、外側カバー部の外側底部の少なくとも一部で、内側カバー部の内側底部の少なくとも一部を軸方向後端側に押圧して、鍔部を弾性変形させている。このため、このガスセンサでは、振動を受けても、内側カバー部が主体金具及び外側カバー部に当接した状態を保つため、外側カバー部内で内側カバー部が激しく振動することが防止される。その上、プロテクタの構造を簡易なものとすることができる。しかも、外側カバー部のガス導入窓から導入された被測定ガスを、鍔部同士の間を通じ、内側筒状部の後端を越えて、内側カバー部内に導入する流通経路も容易に構成できる。 According to the present invention, the inner cover portion is configured to protrude from the rear end of the inner cylindrical portion radially outward, are intermittently arranged in the circumferential direction, elastically deformable flange portion by the pressing force acting in the axial direction And leg portions projecting from the radially outer end portion of the flange portion toward the rear end side in the axial direction. Then, at the front end of the metal shell, the leg portion of the inner cover portion is pressed toward the front end in the axial direction, and at least a part of the inner bottom portion of the inner cover portion is rearward in the axial direction at least at the outer bottom portion of the outer cover portion. The collar is elastically deformed by pressing toward the end side. For this reason, in this gas sensor, even if it receives vibration, the inner cover portion is kept in contact with the metal shell and the outer cover portion, so that the inner cover portion is prevented from vigorously vibrating in the outer cover portion. In addition, the structure of the protector can be simplified. Moreover, the measurement gas introduced from the gas introduction window of the outer cover portion, through between the adjacent flange portion beyond the rear end of the inner cylindrical portion, the distribution channel to be introduced into the inner cover portion can be easily configured.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係るガスセンサ101の断面図を図1に、要部の平面図を図2に、要部の断面図を図3に示す。また、プロテクタ151について図4に示す。なお、図1〜図4においては、下方が先端側、上方が後端側となる。このガスセンサ101は、内燃機関の排ガス管に取り付けて、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサである。ガスセンサ101は、軸線C方向に延びるガスセンサ素子103と、このガスセンサ素子103の周囲を取り囲む筒状の主体金具121と、ガスセンサ素子103のうちで排ガスに晒される先端部105を覆うプロテクタ151とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
このうち、ガスセンサ素子103は、感ガス特性を有すると共に、先端105Sが閉じた有底筒状をなし、被測定ガス中の酸素濃度を測定可能なガス検出部107を有する。また、このガス検出部107の内側には、ガス検出部107を加熱するための棒状のヒータ109が挿設されている。また、ガスセンサ素子103は、軸方向の中央付近に、径方向外側に突出する突出部111を有する。この突出部111は、後述するように、このガスセンサ素子103を主体金具121に保持するために利用されている。
Among these, the
主体金具121は、プロテクタ151内に挿入される比較的肉薄な先端部123を有する。また、主体金具121の内周には、先端部123よりも後端側の位置に、ガスセンサ素子103を軸方向に保持(支持)するための支持面を有する支持部125が設けられている。さらに、支持部125よりも後端側にも段付部127が形成されている。一方、主体金具121の外周には、先端部123よりも後端側の位置に、このガスセンサ101を排ガス管に取り付けるため周方向に取付ねじ部129が設けられている。また、この取付ねじ部129の後端側には、このガスセンサ101を排ガス管に取り付ける際に利用される六角フランジ部131(工具係合部)が設けられている。
The
この主体金具121は、ガスセンサ素子103の先端部105が自身の先端面123Sから突出した状態で、ガスセンサ素子103を同軸状に保持している。具体的には、主体金具121の支持部125上には、第1板パッキン133が配置されている。さらに、その上には、内周に段付部136を有する筒状の第1固定部材135が配置されている。ガスセンサ素子103は、この第1固定部材135に挿通され、ガスセンサ素子103の突出部111が、第2板パッキン137を介して、第1固定部材135の段付部136に係合している。第1固定部材135の後端側には、ガスセンサ素子103の外周面と主体金具121の内周面とによって構成される間隙に、粉末が充填されてなる充填封止層139が形成されている。さらに、この充填封止層139の後端側には、外周に段付部142を有し、内側をガスセンサ素子103が貫通する筒状の第2固定部材141が配置されている。第2固定部材141の後端側には、加締めリング145が配置され、主体金具121の後端部132によって加締められている。
The
プロテクタ151は、ガスセンサ素子103の先端部105を間隙を介して覆う筒状の内側カバー部153と、この内側カバー部153の外周に配置された筒状の外側カバー部173とを有する二重構造をなす。
このうち、外側カバー部173は、肉厚約0.5mmの金属材からなり、円筒状の外側筒状部175(外径約13.1mm)と、この先端側に位置する外側底部177とからなる。外側筒状部175には、被測定ガスを外部から外側カバー部175の内側に導入可能な外側ガス導入窓176が8カ所に設けられている。外側ガス導入窓176は、それぞれ長円形状をなし、各々の外側ガス導入窓176は、軸方向に見て中央よりも先端側の位置に、周方向に均等な間隔で形成されている。外側底部177には、その中央に、プロテクタ151よりも先端方向外部に連通する円形状の外側先端通気孔179が設けられている。
The
Of these, the
内側カバー部153は、肉厚約0.3mmの金属材からなり、円筒状の内側筒状部155(外径約8.5mm)と、この先端側に位置する内側底部157とを有する。内側筒状部155は、上記外側筒状部175と異なり、通気孔を有しない。一方、内側底部157には、その中央に、外側先端貫通孔179に連通し、プロテクタ151よりも先端方向外部に繋がる円形状の内側先端通気孔159が設けられている。
The
また、内側カバー部153は、内側筒状部155の後端155Kから6カ所で径方向外側に突出すると共に、周方向に断続的に配置された鍔部183(弾性部181)を有する。後述するように、この鍔部183は、軸方向に作用する押圧力によって屈曲するようにして弾性変形可能である。また、鍔部183の径方向外側端部には、それぞれ軸方向後端側に突出する脚部185が設けられている。なお、外側ガス導入窓176の開口面積に対する鍔部183(弾性変形した状態の鍔部183)の軸方向先端側から投影した投影面積の割合は、5%〜40%の範囲内であればよく、本実施形態では、約22%とされている。
The
内側カバー部153と外側カバー部173は、内側底部157と外側底部177が、内側先端通気孔159の周囲部157Wと外側先端通気孔179の周囲部177Wにおいて、4カ所で部分的にスポット溶接されることにより互いに固着されている。これにより、内側先端通気孔159と外側先端通気孔179とが連通している。また、内側筒状部155と外側筒状部175は、外側ガス導入窓176と対向する位置に、内側筒状部155の側壁が存在し、内側筒状部155と外側筒状部175とが、平行となる形態とされている。なお、4カ所の溶接部を除く内側底部157と外側底部177との間には、約0.1mmの隙間を生じている。
The
このようなプロテクタ151は、外側カバー部173の後端部180(外側筒状部175の後端部)が、主体金具121の先端部123の外周面123Eにレーザ溶接され固着されている。また、内側カバー部153は、鍔部183(弾性部181)が軸方向の押圧力によって弾性変形した状態で、主体金具121と外側カバー部173との間で狭持されている。具体的には、主体金具121の先端部123(先端面123S)が、内側カバー部153の脚部185を軸方向先端側に押圧すると共に、外側カバー部173の外側底部177が、内側カバー部153の内側底部157を軸方向後端側に押圧している。このため、鍔部183が屈曲弾性変形している。
In such a
また、主体金具121の先端部123と、外側筒状部175と、内側筒状部155とは、外側ガス導入窓176から導入された被測定ガスを、内側カバー部153とガスセンサ素子103の先端部105との間の空隙に導く内側ガス導入路191を構成している。本実施形態では、内側筒状部155の後端155Kに径方向外側に突出する鍔部183を設け、さらに、鍔部183の径方向外側端部に、軸方向後端側に突出し、自身の後端(後端面)に主体金具121の先端面123Sが当接する脚部185を設けることにより、鍔部183と主体金具121との間をあけ、内側ガス導通路191を構成している。従って、この内側ガス導入路191は、外側ガス導入窓176から導入された被測定ガスを、外側筒状部175と内側筒状部155との間を通過させ、後端側に導く。その後、被測定ガスを、鍔部183の間を通過させて、主体金具121の先端部123のうち、内周面123Dと外周面123Eとの間を結ぶ連結面(先端面)123Sの内周面側端縁123STよりも軸方向に見て先端側で、内側筒状部155の後端155Kを越えさせる。そして、被測定ガスを、内側カバー部153とガスセンサ素子103の先端部105との間の空隙に導き、内側先端通気孔159及び外側先端通気孔179を介してプロテクタ151の外部に排出する。
なお、本実施形態において、主体金具121の先端部123の内周面端縁123Tと内側筒状部155の後端155Kとの距離dは約0.8mm、内側筒状部155の後端155Kと外側ガス導入窓176の後端側縁176Kとの軸方向についての最短距離Dは約5.1mmとされている。
Further, the
In this embodiment, the distance d between the inner peripheral surface edge 123T of the
図1に示すように、主体金具121のうち、六角フランジ部131の後端側には、筒状の金属外筒201の先端部201Sが外側からレーザ溶接により固着されている。また、金属外筒201の後端側開口部201Kには、ゴム等で構成されたグロメット203が嵌入され、加締めにより封止されている。グロメット203の中心部には、大気を金属外筒201内に導入する一方、水分の侵入を防ぐフィルタ部材205が配置されている。また、グロメット203の先端側には、絶縁性のアルミナセラミックからなるセパレータ207が設けられている。そして、グロメット203及びセパレータ207を貫通してセンサ出力リード線211,212及びヒータリード線213,214が配置されている。また、セパレータ207内には、第1,第2センサ端子金具215,216のコネクタ部215B,215C、及び、ヒータ端子金具217,218が互いに絶縁されつつ保持されている。
As shown in FIG. 1, a
第1センサ端子金具215は、そのコネクタ部215Bがセンサ出力リード線211を把持してこれに電気的に接続すると共に、挿入部215Cがガス検出部107の有抵孔内に挿入され、センサ内部電極層と電気的に接続している。また、第2センサ端子金具216は、そのコネクタ部216Bがセンサ出力リード線212を把持してこれに電気的に接続すると共に、把持部216Cがガスセンサ部107の後端付近の外周を把持して、センサ外部電極層と電気的に接続している。また、ヒータ端子金具217,218は、ヒータリード線213,214とそれぞれ電気的に接続すると共に、ヒータ部109の電極パッド109B,109Cとそれぞれ電気的に接続している。
The first sensor terminal fitting 215 includes a
このようなガスセンサ101は、長期間にわたる振動を受けても、内側カバー部153が主体金具121の先端面123Sと外側カバー部173の外側底部177との間で狭持された状態を保つため、外側カバー部173内で内側カバー部153が激しく振動することが防止される。その上、弾性部181を上述したような鍔部183としているため、プロテクタ151の耐振性を向上させながらも、プロテクタ151を簡易な構造とすることができる。さらに、鍔部183に脚部185を設けているため、被測定ガスを、鍔部183同士の間を通じ、内側筒状部155の後端155Kを越えて、内側カバー部155内に導入する流通経路(内側ガス導入路191)も容易に構成できる。また、外側カバー部173と内側カバー部153は、先端側において溶接しているため、プロテクタ151の耐振性をさらに向上させることができる。
Even if such a
なお、このガスセンサ101は、公知の手法により製造することができる。このうち、プロテクタ151は、内側筒状部155、内側底部157、鍔部183及び脚部185を有する内側カバー部153と、外側筒状部175及び外側底部177を有する外側カバー部173とを別々に成形した後、先端側を溶接により固着すればよい。そして、この両者153,173を固着させた状態で、内側カバー部153の脚部185の後端に主体金具121の先端面123Sを当てて鍔部183を弾性変形させつつ、外側カバー部173の後端部180を主体金具121の先端部123の所定位置において溶接すればよい。
The
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、鍔部183に脚部185を設け、この脚部185に主体金具121を当接させている。即ち、主体金具121は、弾性部181である鍔部183に間接的に当接している。しかし、脚部185をなくして、主体金具121を鍔部183に直接当接させるようにしてもよい。このような場合、上述した内側ガス導入路191を構成しにくくなるので、内側筒状部155の側壁にガス導入窓を設けるようにするとよい。
また、上記実施形態では、内側筒状部155の後端155Kから鍔部183が突出した形態としているが、例えば、内側筒状部155の軸方向中間部から鍔部183が突出するような形態とすることもできる。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. .
For example, in the above-described embodiment, the
Moreover, in the said embodiment, it is set as the form which the
また、上記実施形態では、有底筒状の形態をなすガスセンサ素子103を例示した。しかし、ガスセンサ素子の形態は、板状などとすることもできる。
また、上記実施形態では、外側ガス導入窓176の形状を長円形、内側先端通気孔159及び外側先端通気孔179の形状を円形としている。しかし、これらの孔の形状は、楕円形、矩形など適宜変更することができる。
また、上記実施形態では、鍔部183は、6カ所で径方向外側に突出する形態としているが、鍔部の数や形状はこれに限定されるものではなく、適宜変更することができる。
Moreover, in the said embodiment, the
In the above embodiment, the outer
Moreover, in the said embodiment, although the
101 ガスセンサ
103 ガスセンサ素子
105 (ガスセンサ素子の)先端部
121 主体金具
123 (主体金具の)先端部
151 プロテクタ
153 内側カバー部
155 内側筒状部
159 内側先端通気孔
173 外側カバー部
175 外側筒状部
176 外側ガス導入窓
179 外側先端通気孔
181 弾性部
183 鍔部
185 脚部
191 内側ガス導入路
101
Claims (7)
前記ガスセンサ素子の先端部が自身の先端から突出した状態で、前記ガスセンサ素子の周囲を取り囲む筒状の主体金具と、
前記主体金具に固定され、前記ガスセンサ素子の先端部を覆うプロテクタと、を備えるガスセンサであって、
前記プロテクタは、
前記主体金具に固定され、ガス導入窓を有する筒状の外側カバー部と、
この外側カバー部よりも内側に配置された筒状の内側カバー部であって、軸方向に作用する押圧力によって弾性変形可能な弾性部を含む内側カバー部と、
を備え、
前記内側カバー部は、前記弾性部が前記軸方向の押圧力によって弾性変形した状態で、前記主体金具と前記外側カバー部との間で狭持されてなる
ガスセンサ。 A gas sensor element extending in the axial direction;
With the tip of the gas sensor element protruding from its tip, a cylindrical metal shell surrounding the gas sensor element,
A protector that is fixed to the metal shell and covers a tip of the gas sensor element,
The protector is
A cylindrical outer cover portion fixed to the metal shell and having a gas introduction window;
A cylindrical inner cover part disposed inside the outer cover part, the inner cover part including an elastic part that can be elastically deformed by a pressing force acting in the axial direction;
With
The inner cover portion is a gas sensor that is sandwiched between the metallic shell and the outer cover portion in a state where the elastic portion is elastically deformed by the axial pressing force.
前記内側カバー部は、前記ガスセンサ素子の先端部周囲を取り囲む内側筒状部を含み、
前記弾性部は、前記内側筒状部から径方向外側に突出する鍔部であって、直接または間接に当接する前記主体金具によって軸方向先端側に押圧され、弾性変形を生じる鍔部を含む
ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 1,
The inner cover portion includes an inner cylindrical portion surrounding the periphery of the tip portion of the gas sensor element,
The elastic part is a flange that protrudes radially outward from the inner cylindrical portion, and includes a flange that is elastically deformed by being pressed toward the distal end in the axial direction by the metal shell that directly or indirectly abuts. .
前記鍔部は、周方向に断続的に配置されてなる
ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 2,
The gas sensor is a gas sensor that is intermittently disposed in the circumferential direction.
前記内側カバー部は、前記鍔部の径方向外側端部から軸方向後端側に突出し、自身の後端が前記内側筒状部の後端より後端側に位置し、前記主体金具の先端が当接して軸方向先端側に押圧される脚部を含む
ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 2 or 3, wherein
The inner cover part protrudes from the radially outer end of the flange part toward the rear end side in the axial direction, and the rear end of the inner cover part is located closer to the rear end side than the rear end of the inner cylindrical part. A gas sensor including a leg portion that comes into contact with and is pressed toward the front end in the axial direction.
前記外側カバー部と前記内側カバー部は、いずれかの部分において互いに固着されてなる
ガスセンサ。 It is a gas sensor as described in any one of Claims 1-4, Comprising:
The gas sensor in which the outer cover portion and the inner cover portion are fixed to each other at any portion.
前記外側カバー部は、
前記主体金具に固定された外側筒状部と、
この外側筒状部より先端側に位置し、外側先端通気孔を含む外側底部と、
を有し、
前記内側カバー部は、
前記ガスセンサ素子の先端部周囲を取り囲む内側筒状部と、
この内側筒状部より先端側に位置すると共に、前記外側先端通気孔と連通する内側先端通気孔を含む内側底部と、
を有し、
前記外側底部と前記内側底部とが互いに固着されてなる
ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 5,
The outer cover portion is
An outer cylindrical portion fixed to the metal shell,
An outer bottom located on the tip side from the outer cylindrical portion, including the outer tip vent hole,
Have
The inner cover portion is
An inner cylindrical part surrounding the periphery of the tip of the gas sensor element;
An inner bottom portion including an inner tip vent hole that is located on the tip side from the inner cylindrical portion and communicates with the outer tip vent hole;
Have
A gas sensor in which the outer bottom portion and the inner bottom portion are fixed to each other.
前記ガスセンサ素子の先端部が自身の先端から突出した状態で、前記ガスセンサ素子の周囲を取り囲む筒状の主体金具と、
前記主体金具に固定され、前記ガスセンサ素子の先端部を覆うプロテクタと、を備えるガスセンサであって、
前記プロテクタは、
前記主体金具に固定された筒状の外側カバー部であって、
前記主体金具に固定され、ガス導入窓を有する外側筒状部、及び、
この外側筒状部の先端側に位置し、外部と連通する外側先端通気孔を有する外側底部、
を含む外側カバー部と、
前記外側カバー部よりも内側に配置された筒状の内側カバー部であって、
前記ガスセンサ素子の先端部周囲を取り囲む内側筒状部、
この内側筒状部の先端側に位置し、前記外側カバー部の外側先端通気孔に連通する内側先端通気孔を有する内側底部、
前記内側筒状部の後端から径方向外側に突出すると共に、周方向に断続的に配置され、軸方向に作用する押圧力によって弾性変形可能な鍔部、及び、
この鍔部の径方向外側端部から軸方向後端側に突出する脚部、
を含む内側カバー部と、
を備え、
前記主体金具の先端で、前記内側カバー部の脚部を軸方向先端側に押圧すると共に、
前記外側カバー部の外側底部の少なくとも一部で、前記内側カバー部の内側底部の少なくとも一部を軸方向後端側に押圧して、
前記鍔部を弾性変形させてなる
ガスセンサ。 A gas sensor element extending in the axial direction;
With the tip of the gas sensor element protruding from its tip, a cylindrical metal shell surrounding the gas sensor element,
A protector that is fixed to the metal shell and covers a tip of the gas sensor element,
The protector is
A cylindrical outer cover portion fixed to the metal shell,
An outer cylindrical portion fixed to the metal shell and having a gas introduction window; and
An outer bottom portion that is located on the distal end side of the outer cylindrical portion and has an outer distal end vent hole communicating with the outside,
Including an outer cover part,
A cylindrical inner cover portion disposed inside the outer cover portion,
An inner cylindrical part surrounding the periphery of the tip of the gas sensor element;
An inner bottom portion having an inner tip vent hole located on the tip end side of the inner cylindrical portion and communicating with the outer tip vent hole of the outer cover portion,
With radially outwardly projecting from the rear end of the inner cylindrical portion is intermittently arranged in the circumferential direction, elastically deformable flange portion by the pressing force acting in the axial direction, and,
Legs projecting from the radially outer end of the flange portion in the axial direction rear end side,
Including an inner cover part,
With
At the front end of the metal shell, the leg of the inner cover part is pressed toward the front end in the axial direction,
At least part of the outer bottom part of the outer cover part, pressing at least part of the inner bottom part of the inner cover part toward the rear end side in the axial direction,
A gas sensor obtained by elastically deforming the collar portion .
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