JP4596435B2 - ガスセンサ - Google Patents
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Description
また、本発明のガスセンサでは、フィルタユニット内部を水密に保持するために、管状部材の内側において、フィルタを管状部材の内側で水密に固定するためのシール部材を、フィルタユニット内部に設けている。
このようなシール部材を備えるフィルタユニットをガスセンサの通気孔に嵌挿すれば、フィルタと管状部材との間の空隙を介して水滴等がフィルタユニット内部に侵入し、外筒内部が水滴等で汚染されるのを十分に抑制することができ、結果、ガスセンサの性能を長期にわたって維持することが可能である。尚、シール部材は、フィルタ外縁を管状部材内壁に接着可能な接着剤であってもよいし、Oリングのようなゴム製シール部材であってもよい。特に、ゴム製シール部材を用いると、熱がかかった際にゴムが管状部材内壁に接着するから、ガスセンサ内部の気密対策に有効である。
さらに、本発明のガスセンサにおいては、フィルタを管状部材内側の所定位置に固定するためのフィルタ固定部が管状部材に設けられており、フィルタユニットは、フィルタ及びシール部材としてのOリングを管状部材内側に折曲された管状部材の端部とフィルタ固定部の間で挟持して固定する構成されている。
この構成のガスセンサにおいては、管状部材の内側に形成されるフィルタ固定部に、Oリング及びフィルタを重ねるように収納し、この後に、曲げ加工等で管状部材の端部を当該部材の内側方向に折曲することで、フィルタユニットを完成させることができ、簡単かつ効率的にフィルタユニットを製造することが可能である。
このため、請求項1に記載のガスセンサにおいては、請求項2に記載のように、管状部材に、外筒蓋の先端部(主体金具側)に係止する第一係止部と、外筒蓋の後端部(主体金具とは反対側)に係止する第二係止部とを設けるのが良い。
通気孔を水密に塞ぐためには、上記フィルタとして、撥水性のフィルタを用いればよいが、撥水性のフィルタは、油が付着するとその撥水性を十分に発揮できなくなってしまう。このような問題に鑑み、請求項7に記載のガスセンサでは、フィルタに撥油処理を施すなどして撥油性を持たせるようにしている。特に、車両用のガスセンサ等は油に汚染される可能性があるので、このようにフィルタユニットに撥油性のフィルタを用いれば、長期に渡ってフィルタユニットの性能を維持することができる。
請求項9に記載のガスセンサにおいては、管状部材を所定の境界で拡径することにより、管状部材内壁に上記フィルタ固定部としての段部を形成し、管状部材の拡径された一端側で上記段部にOリング及びフィルタを重ねるように配置して管状部材内側にOリング及びフィルタを収納している。
また拡径により管状部材に段部を形成すると、段部に対応する管状部材外壁に、請求項2における第一係止部又は第二係止部を形成することができるので、フィルタユニット製造時の工程数を少なくすることができて、フィルタユニットの生産性を向上させることができる。
図1は、本発明が適用された第一実施例の酸素センサ1の構成を表す概略断面図である。
検出素子2は、ZrO2を主成分とする酸素イオン伝導性固体電解質体により先端が閉じた中空軸状に形成され、更に、内面及び外面にプラチナ(Pt)からなる一対の多孔質電極層(内側電極2a,外側電極2b)が形成された構成にされている。また、セラミックヒータ3は、軸状に構成され、検出素子2の内部空間2cに配置されている。
主体金具11は、両端部が開口された中空状に形成され、中央側壁に凸状の段部11aを備えた構成にされている。また、主体金具11は、軸方向に形成された貫通孔11bを有しており、その貫通孔11bの先端側から検出素子2の閉じた先端部を後述する管内に充満する被測定ガスに晒すように突出させ、また貫通孔11bの後端側から検出素子2の後端部を突出させるようにして、貫通孔11b内にて検出素子2を保持するようにされている。
セパレータ27は、外周面に鍔部27aを備えており、この鍔部27aによって外筒13に形成された径方向内側に突出する凸部13aに係止され、外筒13内部の所定位置に固定されている。また、セパレータ27は、軸方向に形成された貫通孔を複数有しており、この貫通孔内に外筒蓋30を介して外部から導入されたリード線35,41,47を収容している。
管状部材51は、境界Aより前方側の(主体金具側に配置される)小径部51aと、境界Aより後方側の(主体金具とは反対側に配置される)大径部51bと、から構成されており、小径部51aの外径は、外筒蓋30に形成された通気孔31の内径と略同一寸法にされ、小径部51aの軸方向長さは、外筒蓋30の軸方向長さと略同一寸法にされている。また、上記拡径により管状部材51は、境界Aにおいて、内壁に段部51cを備えた構成にされている。
ところで、本実施例のフィルタユニット50は、管状部材51の段部51c上に、Oリング55及びフィルタ53を、フィルタ53が上になるようにして順に収容した後、大径部51bの後端部を曲げ加工して、大径部中央方向(図2の小矢印方向)に折曲(折曲部51d)することによって作られている。
この他、酸素センサ1では、大径部51bが通気孔31より後方側の外側に配置されているため、大径部51b内のフィルタ53近傍には埃が溜まりにくく便利である。つまり、この酸素センサ1においては、埃が蓄積してフィルタ53の通気性を悪化させることを防止することができる。
図6に示す酸素センサ81は、上記第二実施例の酸素センサ61の通気孔小径部65aの径を小さくし(通気孔65’の小径部65a’)、これに合わせて、フィルタユニット70の小径部71aの径を小さくした(管状部材71’の小径部71a’)ものである。
尚、上述したように、本発明のガスセンサにおけるフィルタユニットの第一係止部は、フィルタユニット50の折曲部51fに相当し、第二係止部は、フィルタユニット50の段部51cの外面51eに相当する。
例えば、上記実施例においては、フィルタ53を、外筒蓋30の後方側で、管状部材51の内側に配置するようにしたが、フィルタ53を外筒蓋30の前方(先端)側に配置してもよい。
さらに、本実施例では、検出素子2を先端が閉じた中空軸状の有底筒状体としたが、板状に形成された酸素イオン導電性固体電解質体の表面に一対の電極が形成されたタイプを用いることもできる。その他に、一対の電極が形成された板状の酸素イオン伝導性固体電解質体に対し、板状のセラミックヒータが一体に設けられた検出素子を用いてもよい。
・・・小径部、51b,71b・・・大径部、51c,71c・・・段部、51d,51f,71d,101d,101f・・・折曲部、51g,51g’・・・仕切り板、53、103・・・フィルタ、55・・・Oリング、87・・・溝部、89・・・溝部の最深部、93・・・外筒蓋の後端面、97・・・外筒蓋の側壁面
Claims (9)
- 酸素イオン伝導性固体電解質体の表面に一対の電極が形成された検出素子と、
軸方向に形成された貫通孔を有すると共に、該貫通孔の先端側から前記検出素子の先端部を被測定ガスに晒すようにして、前記検出素子を前記貫通孔内に保持する主体金具と、
該主体金具の後端側に設けられ、前記検出素子を内部に収容する外筒と、
該外筒の後端開口部に嵌挿されると共に、自身の後端面から先端面に向けて貫通し、該外筒の内部と外部との気体の流通経路となる通気孔を有する外筒蓋と、
を備えたガスセンサであって、
前記外筒蓋の通気孔に嵌挿される一部材からなる管状部材と、該管状部材の内側に配置されると共に、その内側で固定されて前記通気孔を塞ぐ通気性及び撥水性を有するフィルタと、からなるフィルタユニット
を、前記外筒蓋に備え、
前記フィルタユニットは、前記管状部材の内側において、前記フィルタを前記管状部材の内側で水密に固定するためのシール部材を備えており、
さらに、前記管状部材は、前記フィルタを自身内側の所定位置に固定するためのフィルタ固定部を備え、前記フィルタユニットは、前記フィルタ及び前記シール部材としてのOリングが、管状部材内側方向に折曲された該管状部材端部と前記フィルタ固定部との間で挟持されて固定された構成にされている
ことを特徴とするガスセンサ。 - 前記管状部材は、前記外筒蓋の先端部に係止する第一係止部と、前記外筒蓋の後端部に係止する第二係止部と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ。
- 前記フィルタは、前記外筒蓋の前記通気孔より後端側に配置されるように、前記管状部材に固定され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。
- 前記フィルタは、前記外筒蓋の前記通気孔内に配置されるように、前記管状部材に固定され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。
- 前記外筒蓋の後端面に、一端側が前記通気孔に連通し、他端側が前記外筒蓋の側壁面に開放する溝部が形成されており、前記フィルタは、溝部の最深部よりも後端側に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のガスセンサ。
- 前記外筒蓋は、前記検出素子と電気的に接続するリード線を挿通するためのリード線用貫通孔を複数有しており、前記外筒蓋の後端面において、前記溝部が、前記リード線用貫通孔と干渉しない位置に形成されていることを特徴とする請求項5に記載のガスセンサ。
- 前記フィルタは、撥油性を兼ね備えたフィルタであることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記フィルタユニットは、前記管状部材の内側において、複数のフィルタが固定された構成にされていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記管状部材は、所定の境界で拡径され、該拡径により形成された段部を、前記フィルタ固定部として内壁に有する構成にされており、
前記フィルタユニットは、該拡径された一端側で該段部に前記Oリング及び前記フィルタが重なるように配置され、該管状部材内側方向に折曲された該一端側の管状部材端部によって、前記Oリング及び前記フィルタが前記段部と前記管状部材端部との間で挟持されて固定された構成にされていること特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のガスセンサ。
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