JP4521504B2

JP4521504B2 - Gas sensor

Info

Publication number: JP4521504B2
Application number: JP2004285653A
Authority: JP
Inventors: 久治西尾; 敬中尾; 和裕神前; 慶一安達
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP2006098248A

Description

本発明は、セラミックからなるガス検出素子を有するガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor having a gas detection element made of ceramic.

従来より、有底筒状のガス検出素子が筒状の主体金具の内側に保持されたガスセンサが知られている。例えば、図３に部分断面図を示す、特許文献１のガスセンサ９００が挙げられる。このガスセンサ９００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９００は、軸線Ｏ方向先端側（図中下側）が閉じた有底筒状のガス検出素子９１０と、このガス検出素子９１０の先端側を突出させた状態で保持する筒状の主体金具９２０とを備える。また、主体金具９２０の後端側には、ガス検出素子９１０を後端部の周囲を取り囲む筒状のセラミック包囲体９４０が配置される。そして、ガス検出素子９１０及びセラミック包囲体９４０の貫通孔には端子９５０が挿入され、ガスセンサ９００の使用時に外部と電気的に接続することとなる。 Conventionally, a gas sensor in which a bottomed cylindrical gas detection element is held inside a cylindrical metal shell is known. For example, the gas sensor 900 of patent document 1 which shows a fragmentary sectional view in FIG. 3 is mentioned. This gas sensor 900 is an oxygen sensor that is attached to an exhaust gas pipe of an internal combustion engine and measures the oxygen concentration in the exhaust gas. The gas sensor 900 includes a bottomed cylindrical gas detection element 910 whose front end side in the axis O direction (the lower side in the figure) is closed, and a cylindrical metal shell that holds the gas detection element 910 in a protruding state. 920. Further, on the rear end side of the metal shell 920, a cylindrical ceramic enclosure 940 that surrounds the periphery of the rear end portion of the gas detection element 910 is disposed. Terminals 950 are inserted into the through holes of the gas detection element 910 and the ceramic enclosure 940, and are electrically connected to the outside when the gas sensor 900 is used.

また、特許文献１のガスセンサ９００は、主体金具９２０の先端側にガス検出素子９１０の先端側を保護するための保護部９８０が装着されている。この保護部９８０は、排気管内の排気ガスを内部に導入するためのガス導入孔９８１が設けられている。このガスセンサ９００が一例であるように、ガスセンサを排気管に挿入するときに主体金具から突出するガス検出素子の先端部が排気管等に接触し、亀裂、破壊等が起こることを防止するために、ガスセンサには主体金具の先端側にガス検出素子の先端部を保護するための保護部が設けられている。
実開昭５３−９５８８４号公報 In the gas sensor 900 of Patent Document 1, a protection portion 980 for protecting the distal end side of the gas detection element 910 is attached to the distal end side of the metal shell 920. The protection unit 980 is provided with a gas introduction hole 981 for introducing the exhaust gas in the exhaust pipe into the inside. As an example of this gas sensor 900, in order to prevent the tip of the gas detection element protruding from the metal shell from coming into contact with the exhaust pipe when the gas sensor is inserted into the exhaust pipe, the crack, destruction, etc. occur. The gas sensor is provided with a protective portion for protecting the distal end portion of the gas detection element on the distal end side of the metal shell.
Japanese Utility Model Publication No. 53-95884

ところで、この保護部は、板材を所定形状に打ち抜き、さらに鍛造加工を施すことでカップ形状に加工する。その後、カップ形状の加工部材の所定位置に気体導入孔を設ける。そして、これを主体金具の先端面にレーザ溶接等で接合する。このように、上記方法を用いて保護部を形成すると、製造工程に３つの工程が必要となり、製造効率が悪い。また、それぞれの工程の製造設備等も必要となり、製造コストもかかることとなる。 By the way, this protection part is processed into a cup shape by punching a plate material into a predetermined shape and further forging. Thereafter, a gas introduction hole is provided at a predetermined position of the cup-shaped processing member. And this is joined to the front end surface of the metal shell by laser welding or the like. Thus, when a protection part is formed using the said method, three processes are needed for a manufacturing process, and manufacturing efficiency is bad. Moreover, the manufacturing equipment of each process is also needed, and a manufacturing cost will also be required.

本発明は、かかる現状を鑑みてなされたものであって、保護部の製造工程が容易で製造効率を向上させるとともにコストが低減できる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 current situation, and an object of the present invention is to provide a gas sensor that facilitates the manufacturing process of the protection part, improves the manufacturing efficiency, and reduces the cost.

本発明のガスセンサは、軸線方向に向かって延び、先端側が被測定ガスに晒されるガス検出素子と、該ガス検出素子の先端側を自身の先端から突出させた状態で当該ガス検出素子を保持する筒状の主体金具と、一端が該主体金具と接合される棒状の保護部と、を備え、前記保護部は、ガス検出素子の先端側周囲に複数配置されることを特徴とする。 The gas sensor according to the present invention extends in the axial direction, and holds the gas detection element in which the tip end side is exposed to the gas to be measured and the tip end side of the gas detection element protrudes from its tip. It includes a tubular metallic shell, a protective portion of the rod-like one end of which is joined to the metal shell, wherein the protective unit is characterized Rukoto a plurality disposed on the distal end side around the gas detection element.

このように棒状の部材を主体金具に接合することで保護部を形成しているので、従来のように保護部を形成するための板材をカップ形状に加工する必要や、カップ形状に加工された加工部材の所定位置に気体導入孔を設ける必要が無くなる。よって、製造工程が減り、製造効率が向上する。また、それにより製造設備等や、製造コストも低減することができる。 Since the protective part is formed by joining the rod-shaped member to the metal shell in this way, it is necessary to process the plate material for forming the protective part into a cup shape as in the past, or it was processed into a cup shape. There is no need to provide a gas introduction hole at a predetermined position of the processed member. Therefore, the manufacturing process is reduced and the manufacturing efficiency is improved. Further, it is possible to reduce manufacturing equipment and manufacturing costs.

そして、保護部は、ガス検出素子の先端側周囲に複数配置される。これにより、ガスセンサが、排気管に対して周方向のいずれの方向に傾いたり、ずれたりしつつ挿入されたとしても、保護部によってガス検出素子の先端部が排気管等に接触することを防止できる。棒状の保護部の数は多ければ多いほうがよりガス検出素子の保護効果が上昇するが、主体金具に棒状の保護部をそれぞれ接合することが必要となり、製造効率が低下する。よって、棒状の保護部の数としては、３本〜４本が好ましい。 A plurality of protection units are arranged around the distal end side of the gas detection element. This prevents the tip of the gas detection element from coming into contact with the exhaust pipe or the like by the protective part even if the gas sensor is inserted while being tilted or displaced in the circumferential direction with respect to the exhaust pipe. it can. The greater the number of rod-shaped protection portions, the greater the protection effect of the gas detection element. However, it is necessary to join the rod-shaped protection portions to the metal shell, resulting in a reduction in manufacturing efficiency. Therefore, the number of rod-shaped protection parts is preferably 3 to 4.

さらに、複数の棒状の保護部は、主体金具の周方向に等間隔に配置されることが好ましい。これにより、保護部が均一に配置されるので、ガスセンサが排気管に対して周方向のいずれの方向に傾いたり、ずれたりしつつ挿入されたとしても、保護部によってガス検出素子の先端部が排気管等に接触することを効率よく防止できる。 Furthermore, it is preferable that the plurality of rod-shaped protection portions are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the metal shell. As a result, since the protective part is uniformly arranged, even if the gas sensor is inserted while being tilted or displaced in the circumferential direction with respect to the exhaust pipe, the protective part causes the tip of the gas detection element to be inserted. It is possible to efficiently prevent contact with the exhaust pipe or the like.

さらに、上記のガスセンサは、保護部の他端部が前記ガス検出素子の軸に向かって内側に曲げられてなることが好ましい。これにより、ガス検出素子の先端に亀裂、破壊等が起こることも防止でき、ガス検出素子を保護することができる。 Furthermore, in the gas sensor, it is preferable that the other end portion of the protection portion is bent inward toward the axis of the gas detection element. Thereby, it can prevent that a crack, destruction, etc. occur in the tip of a gas detection element, and can protect a gas detection element.

さらに、絶縁性セラミックからなる筒状で、上記ガス検出素子の後端側の周囲を取り囲み、自身の後端側を主体金具の後端より突出させる形態で当該主体金具に保持されるセラミック包囲体とを備えるガスセンサに本発明を使用することが好ましい。上記のガスセンサは、セラミック包囲体を保護するための外筒や、外筒の後端側でガス検出素子の内側電極や外側電極と外部とを接続するためのリード線及びそのリード線を保持するセパレータ及び弾性部材等を備えられておらず、コストが低減されている。そこで、このようなガスセンサに本発明を用いることで、更なるコストの低減化をすることができる。 Furthermore, the ceramic enclosure which is made of an insulating ceramic and surrounds the periphery of the rear end side of the gas detection element and is held by the metal shell in a form in which the rear end side of the gas detection element protrudes from the rear end of the metal shell. It is preferable to use this invention for the gas sensor provided with these. The gas sensor holds an outer cylinder for protecting the ceramic enclosure, a lead wire for connecting the inner electrode or outer electrode of the gas detection element to the outside on the rear end side of the outer cylinder, and the lead wire. The separator and the elastic member are not provided, and the cost is reduced. Therefore, by using the present invention for such a gas sensor, the cost can be further reduced.

（実施形態１）
本発明の第1の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態１のガスセンサ１００の断面図である。このガスセンサ１００は、内燃機関の排気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１００には、軸線O方向先端側（図１における下側）が閉じた有底筒状のガス検出素子１１０と、このガス検出素子１１０を内側に保持する筒状の主体金具１２０とを備える。 (Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the gas sensor 100 according to the first embodiment. The gas sensor 100 is an oxygen sensor that is attached to an exhaust gas pipe of an internal combustion engine and measures the oxygen concentration in the exhaust gas. The gas sensor 100 includes a bottomed cylindrical gas detection element 110 whose front end side in the axis O direction (the lower side in FIG. 1) is closed, and a cylindrical metal shell 120 that holds the gas detection element 110 inside. .

ガス検出素子１１０は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質、例えば、部分安定化ジルコニアを主成分とする固定電解質からできている。ガス検出素子１１０には、軸線Ｏ方向中央付近に周方向に形成され径方向外側に突出する突出部１１３を有する。この突出部１１３は、その先端側に位置し先端側から後端側に向けて拡がる先端面１１３ａと、後端側に位置し後端側から先端側に向けて拡がる後端面１１３ｂとを有する。 The gas detection element 110 is made of a solid electrolyte having oxygen ion conductivity, for example, a fixed electrolyte mainly composed of partially stabilized zirconia. The gas detection element 110 has a protrusion 113 formed in the circumferential direction near the center of the axis O direction and protruding outward in the radial direction. The protrusion 113 has a front end surface 113a located on the front end side and extending from the front end side toward the rear end side, and a rear end surface 113b located on the rear end side and extending from the rear end side toward the front end side.

そして、ガスセンサ素子１１０の内周面１１０ａの略全面には内側電極１１１が被着形成されている。一方、外周面１１０ｂのうち、主体金具１２０から突出した先端部分の略全面には、外側電極１１２が被着形成されている。また、上記先端部分よりも後端側にも、突出部１１３まで軸線方向に線状に外側電極１１２が被着形成されている。内側電極１１１及び外側電極１１２は、ＰｔあるいはＰｔ合金を多孔質に形成したものである。 An inner electrode 111 is deposited on substantially the entire inner peripheral surface 110 a of the gas sensor element 110. On the other hand, the outer electrode 112 is deposited on substantially the entire front end portion of the outer peripheral surface 110b protruding from the metal shell 120. In addition, an outer electrode 112 is formed in a linear manner in the axial direction up to the protruding portion 113 on the rear end side of the tip portion. The inner electrode 111 and the outer electrode 112 are made of porous Pt or Pt alloy.

次に、主体金具１２０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）からできており、先端部１２１（図中下側）と中央部１２２と後端部１２３（図中上側）とからなり、さらに、内周面１２０ａにより構成される貫通孔は、後端側から先端側に向けて先細りとなる形状とされている。
先端部１２１には、貫通孔のうち最も小さい孔を構成する先端部内周面１２１ａが形成されている。一方、先端部１２１の外周には、このガスセンサ１００を排ガス管に取り付けるための取付ねじ部１２４が周方向に形成されている。
中央部１２２には、先端部内周面１２１ａと繋がり後端側に向けて拡がる支持面１２２ｂと、この支持面１２２ｂと繋がり、先端部内周面１２１ａより径大な中央部内周面１２２ａと、中央部内周面１２２ａと繋がり後端側に向けて拡がるテーパ面１２２ｃが形成されている。一方、中央部１２２の外側には、このガスセンサ１００を排ガス管に取り付ける際に利用される六角状の工具係合部１２５が形成されている。さらに、工具係合部１２５の先端側には、ステンレス鋼からなるガスケット１２６が取り付けられている。
後端部１２３には、中央部１２２のテーパ面１２２ｃに繋がり、中央部内周面１２２ａより径大な後端部内周面１２３ａを有する。 Next, the metal shell 120 is made of stainless steel (SUS430), and includes a front end portion 121 (lower side in the drawing), a central portion 122 and a rear end portion 123 (upper side in the drawing), and an inner peripheral surface. The through hole constituted by 120a has a shape that tapers from the rear end side toward the front end side.
The tip portion 121 is formed with a tip portion inner peripheral surface 121a that constitutes the smallest hole among the through holes. On the other hand, on the outer periphery of the distal end portion 121, an attachment screw portion 124 for attaching the gas sensor 100 to the exhaust gas pipe is formed in the circumferential direction.
The central portion 122 is connected to the front end portion inner peripheral surface 121a and is extended to the rear end side. The support surface 122b is connected to the support surface 122b and is larger in diameter than the front end portion inner peripheral surface 121a. A tapered surface 122c that is connected to the peripheral surface 122a and expands toward the rear end side is formed. On the other hand, a hexagonal tool engaging portion 125 that is used when the gas sensor 100 is attached to the exhaust gas pipe is formed outside the central portion 122. Further, a gasket 126 made of stainless steel is attached to the distal end side of the tool engaging portion 125.
The rear end portion 123 has a rear end inner peripheral surface 123a that is connected to the tapered surface 122c of the central portion 122 and is larger in diameter than the central inner peripheral surface 122a.

そして、主体金具１２０の中央部１２２の支持面１２２ｂ上には、ステンレス製（ＳＵＳ４３０）の第１パッキン１３０が配置される。なお、主体金具１２０の中央部１２２の支持面１２２ｂとガス検出素子１１０の突出部１１３の先端面１１３ａとが環状のステンレス製（ＳＵＳ４３０）の第１パッキン１３０を介して係合している。これにより、ガス検出素子１１０の外側電極１１２と主体金具１２０とが電気的に接続している。 A first packing 130 made of stainless steel (SUS430) is disposed on the support surface 122b of the central portion 122 of the metal shell 120. The support surface 122b of the central portion 122 of the metal shell 120 and the front end surface 113a of the protruding portion 113 of the gas detection element 110 are engaged via a first packing 130 made of an annular stainless steel (SUS430). Thereby, the outer electrode 112 of the gas detection element 110 and the metal shell 120 are electrically connected.

一方、内挿されたガス検出素子１１０の突出部１１３の後端面１１３ｂと主体金具１２０の中央部１２２の中央部内周面１２２ａとに当接する状態で、Ｃ状の第２パッキン１３１が配置されている。さらに、第１パッキン１３１の後端側において、ガス検出素子１１１の後端側の外周面１１１ｂと主体金具１２０の中央部１２２のテーパ面１２２ｃ及び後端部１２３の後端部内周面１２３ａとによって構成された空隙に、主として滑石からなる粉体が充填され、充填封止層１３２が形成されている。 On the other hand, the C-shaped second packing 131 is disposed in contact with the rear end surface 113b of the protruding portion 113 of the inserted gas detection element 110 and the central inner peripheral surface 122a of the central portion 122 of the metal shell 120. Yes. Further, on the rear end side of the first packing 131, the outer peripheral surface 111 b on the rear end side of the gas detection element 111, the tapered surface 122 c of the central portion 122 of the metal shell 120, and the rear end inner peripheral surface 123 a of the rear end portion 123. The formed gap is filled with powder mainly composed of talc to form a filled sealing layer 132.

さらに、充填封止層１３２の後端側、即ち、ガス検出素子１１０の外周面１１０ｂと主体金具１２０の後端部１２３の後端部内周面１２３ａとによって構成された空隙には、筒状をなすセラミック包囲体１４０の先端部１４１が挿入されている。このセラミック包囲体１４０は、アルミナからできている。セラミック包囲体１４０の先端部１４１は、周方向に形成され外側に突出する径大部とされ、先端側に向けて拡がる外周面１４１ａを有する。そして、この外周面１４１ａ上には、ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）からなる第３パッキン１３３が配置され、さらに、この第３パッキン１３３を覆うように主体金具１２０の後端部１２３の後端が内側に加締められている。この加締めにより、充填封止層１３２は軸線方向に圧縮されて、ガス検出素子１１０が主体金具１２０に同軸上に保持されている。 In addition, the gap formed by the rear end side of the filling and sealing layer 132, that is, the outer peripheral surface 110b of the gas detection element 110 and the rear end portion inner peripheral surface 123a of the metal shell 120, has a cylindrical shape. The front end 141 of the ceramic enclosure 140 is inserted. The ceramic enclosure 140 is made of alumina. The front end portion 141 of the ceramic enclosure 140 is a large-diameter portion that is formed in the circumferential direction and protrudes outward, and has an outer peripheral surface 141a that expands toward the front end side. And on this outer peripheral surface 141a, the 3rd packing 133 which consists of stainless steel (SUS430) is arrange | positioned, and also the rear-end part 123 of the metal shell 120 covers inner side so that this 3rd packing 133 may be covered inside. It is crimped. By this caulking, the filling sealing layer 132 is compressed in the axial direction, and the gas detection element 110 is coaxially held by the metal shell 120.

ガス検出素子１１０の内側には、端子１５０が挿入され、ガス検出素子１１０の内側電極１１１と電気的に接続している。さらに、この端子１５０はインコネル等のＮｉ合金からできている。 A terminal 150 is inserted inside the gas detection element 110 and is electrically connected to the inner electrode 111 of the gas detection element 110. Further, the terminal 150 is made of a Ni alloy such as Inconel.

次に、本発明の主要部である保護部１８０について説明する。
保護部１８０は、Ｎｉ合金からなる棒状部材であり、主体金具１２０の先端部１２１に溶接等で接合されている。この保護部１８０は、ガス検出素子１１０の先端側周囲に複数配置されている。（本実施例では、４つ）。このように、棒状の部材を主体金具に接合することで保護部を形成しているので、製造工程が減り、製造効率が向上する。また、製造設備等も必要が無く、製造コストも低減することができる。さらに、保護部が１８０が複数配置されているので、ガスセンサ１００が排気管に対して周方向にいずれの方向に傾いたり、ずれたりして挿入されたとしても、保護部１８０によってガス検出素子１１０の先端部が排気管等に接触することを防止できる。特に、本実施例では、棒状の保護部１８０が主体金具１２０の周方向に等間隔（本実施例では、９０°間隔）に配置される。これにより、保護部１８０が均一に配置されるので、ガスセンサ１００が排気管に対して周方向にいずれの方向に傾いたり、ずれたりしつつ挿入されたとしても、保護部１８０によってガス検出素子１１０の先端部が排気管等に接触することを効率よく防止できる。 Next, the protection unit 180 that is a main part of the present invention will be described.
The protection part 180 is a rod-shaped member made of an Ni alloy, and is joined to the tip 121 of the metal shell 120 by welding or the like. A plurality of the protection units 180 are arranged around the distal end side of the gas detection element 110. (In this example, four). Thus, since the protection part is formed by joining the rod-shaped member to the metal shell, the manufacturing process is reduced and the manufacturing efficiency is improved. Further, no manufacturing equipment or the like is necessary, and the manufacturing cost can be reduced. Further, since a plurality of protective parts 180 are arranged, even if the gas sensor 100 is inserted in any direction inclined or displaced in the circumferential direction with respect to the exhaust pipe, the protective part 180 causes the gas detection element 110 to be inserted. Can be prevented from contacting the exhaust pipe or the like. In particular, in this embodiment, the rod-shaped protection portions 180 are arranged at equal intervals (90 ° intervals in this embodiment) in the circumferential direction of the metal shell 120. Thereby, since the protective part 180 is uniformly arranged, even if the gas sensor 100 is inserted while being inclined or displaced in the circumferential direction with respect to the exhaust pipe, the protective part 180 causes the gas detection element 110 to be inserted. It can prevent efficiently that the front-end | tip part contacts an exhaust pipe.

さらに、保護部１８０の他端部１８１がガス検出素子１１０の軸Ｏに向かって内側に曲げられている。これにより、ガス検出素子１１０の先端に亀裂、破壊等が起こることも防止でき、ガス検出素子１１０を保護することができる。 Furthermore, the other end 181 of the protection unit 180 is bent inward toward the axis O of the gas detection element 110. Thereby, it is possible to prevent the gas detection element 110 from being cracked, broken or the like, and to protect the gas detection element 110.

次いで、上記ガスセンサ１００の製造方法について説明する。
まず、公知の方法により所定形状に成形した主体金具１２０を用意する。
その後、主体金具１２０の先端部１２１に棒状の保護部１８０をそれぞれ抵抗溶接で接合する。このとき、既に保護部１８０は公知の手法により所定の大きさの棒状に成形されている。そして、保護部１８０の他端側１８１を軸Ｏに向かう方向に曲げる。 Next, a method for manufacturing the gas sensor 100 will be described.
First, the metal shell 120 formed into a predetermined shape by a known method is prepared.
Then, the rod-shaped protection part 180 is joined to the front-end | tip part 121 of the metal shell 120 by resistance welding, respectively. At this time, the protection part 180 has already been formed into a rod shape of a predetermined size by a known method. Then, the other end 181 of the protection unit 180 is bent in a direction toward the axis O.

一方、公知の手法により固体電解質体に内側電極１１１と外側電極１１２を被著させ焼成したガス検出素子１１０を用意する。そして、主体金具１２０に第１パッキン１３０を挿入し、第１パッキン１３０を主体金具１２０の中央部１２２の支持面１２２ａ上に配置する。その後、主体金具１２０にガス検出素子１１０を同軸状に挿入し、ガス検出素子１１０の突出部１１３の先端面１１３ａを第１パッキン１３０に当按させる。そして、第１パッキン１３０とガス検出素子１１０とを軸線方向に押圧することにより、第１パッキン１３０を主体金具１２０の中央部１２２の支持面１２２ｂにならわせる。 On the other hand, a gas detection element 110 is prepared by depositing and firing the inner electrode 111 and the outer electrode 112 on a solid electrolyte body by a known method. Then, the first packing 130 is inserted into the metal shell 120, and the first packing 130 is disposed on the support surface 122 a of the central portion 122 of the metal shell 120. Thereafter, the gas detection element 110 is coaxially inserted into the metal shell 120, and the front end surface 113 a of the protrusion 113 of the gas detection element 110 is abutted against the first packing 130. Then, the first packing 130 and the gas detection element 110 are pressed in the axial direction, so that the first packing 130 is made to conform to the support surface 122 b of the central portion 122 of the metal shell 120.

次に、ガス検出素子１１０が内挿された主体金具１２０に、第２パッキン１３１を挿入し、第２パッキン１３１をガス検出素子１１０の突出部１１３の後端面１１３ｂと主体金具１２０の中央部内周面１２２ａとに当接するように配置する。そして、この第２パッキン１３１を治具により、軸線方向に押圧する。その後、充填封止層１３２を形成するために、公知の手法により、滑石を主成分とする粉体をガス検出素子１１０の後端側の外周面１１０ｂと主体金具１３０の後端部内周面１２３ａとによって構成された空隙に充填する。そして、上記空隙に、セラミック包囲体１４０の先端部１４１を挿入し、軸線方向に押圧する。その後、第３パッキン１３３を挿入し、セラミック包囲体１４０の先端部１４１の外周面１４１ａ上に配置する。そして、主体金具１２０の後端部１２３の後端を内側に折り曲げ軸線方向に圧縮して加締める。そして、ガス検出素子１１０及びセラミック包囲体１４０内に端子１５０を挿入し、ガス検出素子１１０の内側電極１１１と接触させる。また、主体金具１２０の中央部１２２の先端側にガスケット１２６を取り付ける。
このようにしてガスセンサ１００が完成する。 Next, the second packing 131 is inserted into the metal shell 120 in which the gas detection element 110 is inserted, and the second packing 131 is attached to the rear end surface 113b of the protruding portion 113 of the gas detection element 110 and the inner periphery of the central portion of the metal shell 120. It arrange | positions so that it may contact | abut on the surface 122a. And this 2nd packing 131 is pressed to an axial direction with a jig | tool. Thereafter, in order to form the filling and sealing layer 132, the powder mainly composed of talc is mixed with the outer peripheral surface 110b on the rear end side of the gas detection element 110 and the inner peripheral surface 123a on the rear end portion of the metal shell 130 by a known method. And the gap formed by is filled. And the front-end | tip part 141 of the ceramic enclosure 140 is inserted in the said space | gap, and it presses to an axial direction. Thereafter, the third packing 133 is inserted and disposed on the outer peripheral surface 141 a of the tip portion 141 of the ceramic enclosure 140. Then, the rear end 123 of the metal shell 120 is bent inward and compressed in the axial direction to be crimped. Then, the terminal 150 is inserted into the gas detection element 110 and the ceramic enclosure 140 and brought into contact with the inner electrode 111 of the gas detection element 110. A gasket 126 is attached to the front end side of the central portion 122 of the metal shell 120.
In this way, the gas sensor 100 is completed.

（参考例）
次に、本発明の参考例について、図面を参照しつつ説明する。
図２は、参考例のガスセンサ２００の断面図である。参考例のガスセンサ２００は、実施形態１のガスセンサ１００と比較して、保護部１８０が設けないことや主体金具２２０の形状が異なり、その他の部分については同様である。参考例のガスセンサ２００については、実施形態１のガスセンサ１００と異なる部分を中心に説明し、同様の部分については、省略することにする。 ( Reference example )
Next, reference examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a gas sensor 200 of a reference example . The gas sensor 200 of the reference example is different from the gas sensor 100 of the first embodiment in that the protective part 180 is not provided and the shape of the metal shell 220 is different, and the other parts are the same. The gas sensor 200 of the reference example will be described mainly with respect to parts different from the gas sensor 100 of the first embodiment, and the same parts will be omitted.

図２のガスセンサ２００は、実施形態１のガスセンサ１００と同様のガス検出素子１１０と、このガス検出素子を内側に保持する筒状の主体金具２２０とを備える。 The gas sensor 200 of FIG. 2 includes a gas detection element 110 similar to the gas sensor 100 of the first embodiment, and a cylindrical metal shell 220 that holds the gas detection element inside.

このうち、主体金具２２０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）からできており、先端部２２１と中央部２２２と後端部２２３と、先端部２２１の先端側に設けられて、ガス検出素子１１０の先端部を取り囲む突出部２８０とからなる。また、主体金具２２０内周面１２０ａにより構成される貫通孔は、後端側から先端側に向けて先細りとなる形状とされている。 Among these, the metallic shell 220 is made of stainless steel (SUS430), and is provided on the distal end side of the distal end portion 221, the central portion 222, the rear end portion 223, and the distal end portion 221, and the distal end portion of the gas detection element 110. And a projecting portion 280 that surrounds. Moreover, the through-hole comprised by the metal shell 220 internal peripheral surface 120a is made into the shape which tapers toward the front end side from the rear end side.

先端部２２１には、貫通孔のうち最も小さい孔を構成する先端部内周面２２１ａが形成されている。一方、先端部２２１の外周には、このガスセンサ２００を排ガス管に取り付けるための取付ねじ部２２４が周方向に形成されている。
中央部２２２には、先端部内周面２２１ａと繋がり後端側に向けて拡がる支持面２２２ｂと、この支持面２２２ｂと繋がり、先端部内周面２２１ａより径大な中央部内周面２２２ａと、中央部内周面２２２ａと繋がり後端側に向けて拡がるテーパ面２２２ｃが形成されている。一方、中央部２２２の外側には、このガスセンサ２００を排ガス管に取り付ける際に利用される六角状の工具係合部２２５が形成されている。さらに、工具係合部２２５の先端側には、ステンレス鋼からなるガスケット２２６が取り付けられている。
後端部２２３には、中央部１２２のテーパ面２２２ｃに繋がり、中央部内周面２２２ａより径大な後端部内周面２２３ａを有する。 The tip end portion 221 is formed with a tip end inner peripheral surface 221a that constitutes the smallest hole among the through holes. On the other hand, a mounting screw portion 224 for mounting the gas sensor 200 to the exhaust gas pipe is formed on the outer periphery of the tip portion 221 in the circumferential direction.
The central portion 222 is connected to the front end inner peripheral surface 221a and extends toward the rear end side. The support surface 222b is connected to the support surface 222b. A tapered surface 222c is formed which is connected to the peripheral surface 222a and expands toward the rear end side. On the other hand, a hexagonal tool engaging portion 225 that is used when the gas sensor 200 is attached to the exhaust gas pipe is formed outside the central portion 222. Further, a gasket 226 made of stainless steel is attached to the tip end side of the tool engaging portion 225.
The rear end portion 223 has a rear end inner peripheral surface 223a that is connected to the tapered surface 222c of the central portion 122 and is larger in diameter than the central inner peripheral surface 222a.

突出部２８０には、主体金具２２０の先端部内周面２２１ａに繋がり、先端側内周面２２１ａと同径の突出部内周面２８０ａが形成されている。この突出部２８０は、ガス検出素子１１０の先端よりも先端側まで位置している。そして、突出部２８０には、軸線方向先端側から後端に向かって切り欠き形状となる気体導入孔２８１が形成されている。（本実施形態では、２つ）この突出部２８０は、公知の手法により主体金具２２０を形成する際に、主体金具２２０と一体形成される。そして、突出部２８０が主体金具２２０と一体形成された後、気体導入孔２８１が公知の手法により形成される。このように、主体金具２２０の先端が該ガス検出素子１１０の先端よりも先端側に位置する状態でガス検出素子１１０の先端側の周囲を取り囲むように保持しているので、従来のように保護部を形成するための板材を別途設ける必要や、その板材をカップ形状に加工する必要が無くなる。よって、製造工程が減り、製造効率が向上する。また、製造設備等も必要が無く、製造コストも低減することができる。 The protruding portion 280 is formed with a protruding portion inner peripheral surface 280a that is connected to the distal end inner peripheral surface 221a of the metal shell 220 and has the same diameter as the distal end side inner peripheral surface 221a. The protrusion 280 is located farther than the tip of the gas detection element 110. The projecting portion 280 is formed with a gas introduction hole 281 having a notch shape from the front end side in the axial direction toward the rear end. (Two in this embodiment) The protrusions 280 are integrally formed with the metal shell 220 when the metal shell 220 is formed by a known method. And after the protrusion part 280 is integrally formed with the metal shell 220, the gas introduction hole 281 is formed by a known method. In this way, since the tip of the metal shell 220 is held so as to surround the tip side of the gas detection element 110 in a state where the tip of the metal shell 220 is positioned on the tip side of the tip of the gas detection element 110, protection is provided as in the conventional case. There is no need to separately provide a plate material for forming the portion, or to process the plate material into a cup shape. Therefore, the manufacturing process is reduced and the manufacturing efficiency is improved. Further, no manufacturing equipment or the like is necessary, and the manufacturing cost can be reduced.

以上において、本発明を実施形態１、参考例に即して説明したが、本発明は上記実施例及び参考例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、実施形態１のガスセンサ１００は、４本の棒状の保護部１８０であったが、これに限定されることはなく、複数本あれば良い。そして、特に保護部１８０が主体金具１２０の周方向に等間隔に形成されていることがさらに好ましい。 In the above, the present invention has been described with reference to the first embodiment and reference examples . However, the present invention is not limited to the above examples and reference examples, and can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. Needless to say, it can be done.
For example, the gas sensor 100 according to the first embodiment includes the four rod-shaped protection units 180. However, the gas sensor 100 is not limited to this, and a plurality of protection units 180 may be used. In particular, it is more preferable that the protective portions 180 are formed at equal intervals in the circumferential direction of the metal shell 120.

また、参考例のガスセンサ２００は、主体金具の突出部２８０に先端から切り欠いた形状を持つ気体導入孔２８１を設けたが、これに限定されることはなく、気体導入孔が突出部２８０の側面に備えられた貫通孔であっても良い。 In addition, in the gas sensor 200 of the reference example, the gas introduction hole 281 having a shape notched from the tip is provided in the protruding portion 280 of the metal shell, but the present invention is not limited to this, and the gas introduction hole is formed in the protruding portion 280. The through-hole provided in the side surface may be sufficient.

実施形態１にかかるガスセンサ１００の部分断面図。1 is a partial cross-sectional view of a gas sensor 100 according to a first embodiment. 参考例に係るガスセンサ２００の部分断面図。The fragmentary sectional view of the gas sensor 200 concerning a reference example . 従来技術に係るガスセンサ９００の部分断面図。The fragmentary sectional view of the gas sensor 900 concerning a prior art.

Explanation of symbols

１００、２００、９００ガスセンサ
１１０ガス検出素子
１２０主体金具
１４０セラミック包囲体
１５０端子
１８０保護部
２８０突出部
100, 200, 900 Gas sensor 110 Gas detection element 120 Metal shell 140 Ceramic enclosure 150 Terminal 180 Protection part 280 Projection part

Claims

A gas detection element extending in the axial direction and having the tip side exposed to the gas to be measured;
A cylindrical metal shell for holding the gas detection element in a state where the front end side of the gas detection element protrudes from the front end of the gas detection element;
A rod-shaped protective portion whose one end is joined to the metal shell;
Wherein the protective part is a gas sensor characterized by Rukoto a plurality disposed on the distal end side around the gas detection element.

The gas sensor according to claim 1, wherein the other end side of the protection part is bent inward toward the axis of the gas detection element.

In a cylindrical shape made of an insulating ceramic, surrounding the periphery of the rear end side of the gas detection element, a ceramic enclosure that is held by the metal shell in a form in which the rear end side of the gas detection element protrudes from the rear end of the metal shell,
The gas sensor according to claim 1, further comprising: