JP4874867B2

JP4874867B2 - センサ

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Publication number: JP4874867B2
Application number: JP2007127240A
Authority: JP
Inventors: 憲之足立; 重樹青木; 章良加藤; 聖日紫喜
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2027-05-11
Also published as: JP2008003076A

Description

本発明は、ガスセンサ、圧力センサ等のセンサに関し、特に、筒状のケースの内側に、リード線を挿通してなる弾性体を有するセンサに関する。

従来より、軸線を有する筒状のケースと、このケースに内挿されてケース基端から延出するリード線と、ケースの内側に配置されると共にリード線を挿通するグロメット（弾性体）とを有するセンサが知られている。更に、このようなセンサの中には、例えば特許文献１〜４に示すように、リード線のうちケース基端から延出する部分に保護チューブを装着したものがある。このようにリード線に保護チューブを装着することにより、例えば自動車の排気管に取り付けて使用する酸素センサでは、飛石がリード線に当たってリード線が破損するのを防止できる。また、リード線に保護チューブを装着することで、外部からの熱によりリード線が劣化することも抑制できる。

特開平２−１１２７４８号公報実開平５−２５３５２号公報特開２０００−５５８６９号公報特開２０００−８１４１２号公報

上記のように、リード線は、保護チューブにより包囲されているため、外部からの熱による影響が比較的少ない。
しかしながら、グロメット（弾性体）は、ケースの内側に配置されているものの、保護チューブによっては包囲されていない。このため、グロメット（弾性体）は、外部からの熱をケースを通じて受けるので、高温になって劣化しやすい。また、グロメット（弾性体）は、ケースの先端側から伝わる熱によっても劣化しやすい。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ケースの内側に配置され、リード線を挿通してなる弾性体が、外部からの熱やケースの先端側からの熱により劣化することを抑制できるセンサを提供することを目的とする。

その解決手段は、ケース先端とケース基端とを有し、軸線を有する筒状のケースと、前記ケース内に配設されてなる検出素子と、前記検出素子と電気的に接続し、前記ケース内から前記ケース基端を通じて延出してなるリード線と、前記リード線を挿通してなる弾性体であって、前記ケースの弾性体配置部位の内側に配置されてなる弾性体と、を備えるセンサであって、筒先端から筒基端に向かって前記軸線方向基端側に延びる筒状の包囲筒であって、少なくとも、前記ケースのうち前記弾性体配置部位とは離間して、この周囲を取り囲んでなり、前記ケースのうち前記弾性体配置部位よりも先端側の部位に直接または間接に接続し、この部位から熱を伝導可能とした筒接続部を有し、外部からの熱線を反射可能な外表面をなす外側反射層を有し、前記筒接続部から前記筒基端に向かって熱を伝導して前記筒接続部よりも基端側の部位でも放熱可能で、内表面をなす内側伝熱層を有する、包囲筒を備えるセンサである。

本発明によれば、包囲筒が、ケースの弾性体配置部位の周囲を取り囲んでいる。また、この包囲筒は、外部からの熱線を反射可能な外表面をなす外側反射層を有する。このため、外部からの熱線は、包囲筒の外表面で多くが反射されるので、包囲筒の内側、即ち、包囲筒に囲まれた弾性体配置部位には、外部からの熱が掛かりにくい。また、包囲筒は、弾性体配置部位とは離間して、この弾性体配置部位の周囲を取り囲んでいるので、外部からの熱が弾性体配置部位に伝導しにくい。従って、弾性体配置部位の内側に配置された弾性体に外部からの熱が掛かりにくいので、弾性体が外部からの熱により高温になって劣化することを効果的に抑制できる。

更に、包囲筒の筒接続部が、ケースのうち弾性体配置部位よりも先端側の部位に熱的に接続しており（直接または間接に接続し、この部位から熱を伝導可能とされており）、包囲筒は、この筒接続部から筒基端に向かって熱を伝導して筒接続部よりも基端側の部位でも放熱可能で、内表面をなす内側伝熱層を有する。このため、ケース先端側から包囲筒の筒接続部に伝わった熱は、更にこの包囲筒を筒基端に向かって伝わりつつ放熱されるので、ケース先端側から熱が弾性体に伝わるのを抑制できる。従って、この点からも、弾性体の温度が上がりにくく、高温になって劣化することが抑制できる。

なお、本発明の「センサ」は、上記の要件を満たすものであればよく、例えば、自動車等に用いられる酸素センサ、空燃比センサ、ＮＯxセンサ、ＣＯ₂センサや、船舶、飛行機、電気機器等に用いられる各種ガスセンサ、あるいは、圧力センサなどが挙げられる。
また、「ケース」は、ケース先端とケース基端とを有し、軸線を有する筒状であればよい。「ケース」は、一体的に形成されているものでも、或いは、主体金具に外筒等が溶接されてなるケースなど、複数の部材から構成されているものでもよい。
更に、「熱的に接続している」とは、「ケース先端側」の熱を包囲筒に伝導できることを指し、例えば、ケース先端側の部位と包囲筒とが直接接触する構成や熱伝導部材を介して間接的に接触する構成を指す。
また、「（包囲筒が）弾性体配置部位とは離間して、この周囲を取り囲む」形態としては、後述するように包囲筒が間隙を介して弾性体配置部位の周囲を取り囲む形態や、包囲筒が、後述する保持部材など他の部材を間に介して、弾性体配置部位の周囲を取り囲む形態などが挙げられる。

また、解決手段は、ケース先端とケース基端とを有し、軸線を有する筒状のケースと、前記ケース内に配設されてなる検出素子と、前記検出素子と電気的に接続し、前記ケース内から前記ケース基端を通じて延出してなるリード線と、前記リード線を挿通してなる弾性体であって、前記ケースの弾性体配置部位の内側に配置されてなる弾性体と、を備えるセンサであって、筒先端から筒基端に向かって前記軸線方向基端側に延びる筒状の包囲筒であって、少なくとも、前記ケースのうち前記弾性体配置部位の周囲を、間隙を介して取り囲んでなり、前記ケースのうち前記弾性体配置部位よりも先端側の部位に直接または間接に接続し、この部位から熱を伝導可能とした筒接続部を有し、外部からの熱線を反射可能な外表面をなす外側反射層を有し、前記筒接続部から前記筒基端に向かって熱を伝導して前記筒接続部よりも基端側の部位でも放熱可能で、内表面をなす内側伝熱層を有する、包囲筒を備えるセンサである。

本発明によれば、包囲筒が、ケースの弾性体配置部位の周囲を取り囲んでいる。また、この包囲筒は、外部からの熱線を反射可能な外表面をなす外側反射層を有する。このため、外部からの熱線は、包囲筒の外表面で多くが反射されるので、包囲筒の内側、即ち、包囲筒に囲まれた弾性体配置部位には、外部からの熱が掛かりにくい。また、包囲筒は、間隙を介して弾性体配置部位の周囲を取り囲んでいるので、包囲筒と弾性体配置部位との間に他の部材を介する場合などに比して、特に、外部からの熱が弾性体配置部位に伝導しにくい。従って、弾性体配置部位の内側に配置された弾性体に外部からの熱が掛かりにくいので、弾性体が外部からの熱により高温になって劣化することを効果的に抑制できる。

更に、上記のいずれかに記載のセンサであって、前記ケースに保持されると共に、前記包囲筒を保持することにより、前記包囲筒を前記ケースに保持させる保持部材を備えるセンサとすると良い。

本発明では、ケースに保持されると共に包囲筒を保持することで、包囲筒をケースに保持させる保持部材を備える。このため、加締めや接着剤などにより、包囲筒をケースに直接固定する必要がないので、包囲筒やケースの互いの形状や材質を比較的自由に選択できるなど、設計の自由度が大きい。

更に、上記のセンサであって、前記保持部材は、前記ケースに係合するケース係合部と、前記包囲筒に係合する筒係合部とを有し、前記ケース係合部により前記ケースに保持されると共に、前記筒係合部により前記包囲筒を保持してなるセンサとすると良い。

本発明では、保持部材は、ケースに係合するケース係合部を有し、これによりケースに保持されるので、保持部材をケースに容易に保持させることができる。一方で、保持部材は、包囲筒に係合する筒係合部とを有し、これにより包囲筒を保持するので、包囲筒を保持部材に容易に保持させることができる。従って、この保持部材により、包囲筒をケースに容易に保持させることができる。

更に、上記のセンサであって、前記ケースの前記弾性体配置部位は、前記弾性体に向けて内側に加締められた弾性体加締部を有し、前記保持部材の前記ケース係合部は、この弾性体加締部に係合してなるセンサとすると良い。

本発明では、保持部材のケース係合部は、ケースのうち、弾性体に向けて内側に加締められて凹んだ弾性体加締部に係合している。このように、保持部材のケース係合部と係合する部位としてケースの弾性体加締部を用いれば、保持部材のケース係合部と係合する部位をケースに別途設けなくて足りる。

更に、前記のセンサであって、前記保持部材は、前記ケースに固定されるケース固定部と、前記包囲筒に係合する筒係合部とを有し、前記ケース固定部により前記ケースに固定されると共に、前記筒係合部により前記包囲筒を保持してなるセンサとすると良い。

本発明によれば、保持部材は、ケースに固定されるケース固定部を有し、これによりケースに固定されるので、保持部材をケースに容易に固定することができる。一方で、保持部材は、包囲筒に係合する筒係合部とを有し、これにより包囲筒を保持するので、包囲筒を保持部材に容易に保持させることができる。従って、この保持部材により、包囲筒をケースに容易に保持させることができる。

更に、上記のいずれかに記載のセンサであって、前記包囲筒は、前記ケース基端を超えて前記軸線方向基端側に延びる形態を有し、前記リード線の前記ケース基端から延出するリード延出部のうち、前記軸線方向先端側の端部を含む少なくとも一部を取り囲んでなるセンサとすると良い。

本発明によれば、包囲筒は、ケース基端を超えて軸線方向基端側に延びる形態をなす。この包囲筒は、ケースの弾性体配置部位だけでなく、リード線のケース基端から延出するリード延出部のうち、軸線方向先端側の端部を含む少なくとも一部をも取り囲んでいる。このため、リード線のうち包囲筒に取り囲まれた部分についても、外部からの熱が掛かりにくい。従って、リード線のうちこの部分が外部からの熱により高温になって劣化することを抑制できる。

更に、上記のセンサであって、前記包囲筒は、前記軸線に直交する方向について撓み可能な材料からなるセンサとすると良い。

本発明によれば、包囲筒が軸線に直交する方向について撓み可能な材料からなるので、リード線を曲げると共に包囲筒を曲げることができる。従って、包囲筒を設けても、リード線を取り扱いが容易であり、センサの取り付け性などを損なわない。

更に、上記のいずれかに記載のセンサであって、前記包囲筒は、前記外側反射層と前記内側伝熱層との間に介在してなる断熱層を有するセンサとすると良い。

本発明によれば、包囲筒は、外表面をなす外側反射層と内表面をなす内側電熱層との間に断熱層を有する。このように断熱層を設けることで、外側反射層から内側電熱層（内表面）に熱が伝わるのを効果的に抑制できる。その結果、包囲筒に囲まれた弾性体やリード線のうち包囲筒に囲まれた部分が、外部からの熱により高温になって劣化することを更に効果的に抑制できる。

（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に本実施形態１の酸素センサ（センサ）１００を示す。この酸素センサ１００は、自動車の排気管（図示しない）に取り付けられ、排ガス中の酸素濃度を検知するものである。排気管は、排ガスの熱により例えば８００℃という高温状態になる可能性があるため、酸素センサ１００も高温になる。また、外部からの熱が酸素センサ１００に掛かることもある。従って、酸素センサ１００には、このような熱に対する対策が要求される。

この酸素センサ１００は、ケース先端１０１ｓとケース基端１０１ｋとを有し、軸線ＡＸを有する筒状の金属製のケース１０１を備える。このケース１０１は、先端側（図１，図２中、下方）に位置する筒状の主体金具１０３と、この主体金具１０３の基端側（図１，図２中、上方）の開口に連通するように溶接された外筒１０５及びこの外筒１０５の内側に配置された内筒（図示しない）とを備える。

主体金具１０３には、酸素センサ１００を排気管に取り付けるためのねじ部１０３ｂや、この基端側に位置し、取り付けの際に工具が係合される工具係合部１０３ｃが形成されている。そして、主体金具１０３の先端側の開口には、キャップ状のプロテクタ１０７が溶接されている。このプロテクタ１０７には、排ガスを透過させるための複数のガス透過穴１０７ｃが貫通形成されている。

一方、外筒１０５は、先端側に位置する径大な径大部１０５ｂと、基端側に位置する径小な径小部１０５ｃと、これらを結ぶテーパ部１０５ｄとが一体的に形成されてなる。このうち径大部１０５ｂは、その先端１０５ｂｓが、主体金具１０３に溶接されている。径小部１０５ｃのうち、その先端部分には、径方向内側に加締められた先端加締部１０５ｃｓｒが形成されている。また、径小部１０５ｃのうち、その基端近傍にも、径方向内側に加締められた基端加締部１０５ｃｋｒが形成されている。更に、径小部１０５のうち、軸線ＡＸ方向の中央近傍にも、径方向内側に加締められた中央加締部１０５ｃｔｒが形成されている。

このようなケース１０１（主体金具１０３）の内側には、その軸線ＡＸ方向に沿って、棒状の酸素検出素子（図示しない）が配設されている。酸素検出素子の先端側の一部は、ケース先端１０１ｓから先端側に突出し、プロテクタ１０７内に配置されている。この酸素検出素子は、公知の構成をなす。具体的には、酸素検出素子は、ジルコニア等を主体とする酸素イオン伝導性の固体電解質やＰｔ等により多孔質に形成された電極層からなるセンサ素子と、センサ素子を加熱するためのヒータ素子とからなる。

また、ケース１０１の外筒１０５のうち、基端近傍の弾性体配置部位１０５ｋの内側には、シリコンゴム等のゴムで形成され、略円柱形状をなすグロメット（弾性体）１１１が配設されている。このグロメット１１１の基端部１１１ｋは、外筒１０５の基端（ケース基端１０１ｋ）から基端側に僅かに突出している。グロメット１１１は、外筒１０５の弾性体配置部位１０５ｋを径方向内側に加締めて、前述の基端加締部１０５ｃｋｒを形成することにより、外筒１０５の弾性体配置部位１０５ｋに固定されている。

また、ケース１０１の外筒１０５のうち、グロメット１１１よりも先端側の部分の内側には、図示しないセラミックセパレータが配設されている。このセラミックセパレータは、外筒１０５の径小部１０５ｃの先端と中央をそれぞれ径方向内側に加締めて、前述の先端加締部１０５ｃｓｒと中央加締部１０５ｃｔｒとを形成することにより、外筒１０５の径小部１０５ｃ内に固設されている。

更に、ケース１０１には、上述したグロメット１１１とセラミックセパレータとを貫通するようにして、４本のリード線１１５，１１５，１１５，１１５が内挿されている。各リード線１１５，１１５，…の先端側の一端は、それぞれ前述の酸素検出素子に電気的に接続している。各リード線１１５，１１５，…は、ケース基端１０１ｋから軸線ＡＸ方向基端側（図１，図２中、上方）に延出している。各リード線１１５，１１５，…のうち、このケース基端１０１ｋから延出した部分が、リード延出部１１５ｅ，１１５ｅ，１１５ｅ，１１５ｅである。そして、各リード線１１５，１１５，…の基端側の他端は、それぞれコネクタ１１９に接続している。このコネクタ１１９は、酸素センサ１００の使用時には、車室内に配置されてこの酸素センサ１００を駆動し、その出力を検知するセンサ制御装置（図示しない）に接続される。

これら４本のリード線１１５，１１５，…のうち、リード延出部１１５ｅ，１１５ｅ，…は、先端側の一部と基端側の一部を除く、軸線ＡＸ方向についての大部分が、ガラス繊維を編組した筒状をなす可撓性の保護チューブ１２１により被覆されている。この保護チューブ１２１は、結束バンド１２３により固定されている。なお、この保護チューブ１２１は、使用温度等により、ゴムやワイヤー、ポリエステル等で形成してもよい。

また、この酸素センサ１００は、筒先端１３１ｓから筒基端１３１ｋに向かって軸線ＡＸ方向基端側に延びる筒状の包囲筒１３１を有する。この包囲筒１３１は、軸線方向の長さが８０ｍｍ、直径（内径）が１６ｍｍ、厚さが２ｍｍである。包囲筒１３１は、ケース１０１のうち、弾性体配置部位１０５ｋを含む部分（具体的には、外筒１０５の径小部１０５ｃ）の周囲を、この弾性体配置部位１０５ｋとは離間して、具体的には間隙（空隙）を介して、取り囲んでいる。また、包囲筒１３１は、各リード線１１５，１１５，…のリード延出部１１５ｅ，１１５ｅ，…のうち、軸線ＡＸ方向先端側の端部１１５ｅｔ，１１５ｅｔ，１１５ｅｔ，１１５ｅｔを含む、軸線ＡＸ方向の略中央よりも先端側部分をも、保護チューブ１２１の外側から間隙を介して取り囲んでいる。

この包囲筒１３１は、その筒先端１３１ｓが、外筒１０５のうち、弾性体配置部位１０５ｋよりも先端側の部位に熱的に接続している。具体的には、筒先端１３１ｓが、外筒１０５のうちテーパ部１０５ｄの外表面に当接して、これに熱的に接続している。なお、本実施形態１では、筒先端１３１ｓが本発明の筒接続部に相当する。
一方、包囲筒１３１の筒基端１３１ｋは、留め金具１２５により保護チューブ１２１に固定されている。これにより、筒基端１３１ｋの軸線ＡＸ方向の位置が決まるので、包囲筒１３１の筒先端１３１ｓが外筒１０５のテーパ部１０５ｄに当接した状態（熱的に接続した状態）を保つことが可能となる。留め金具１２５は、前述の拘束バンド１２３によって軸線ＡＸ方向の位置決めがなされている。

包囲筒１３１は、図２中に部分拡大断面図を示すように、外側に位置し、アルミニウム箔からなる外側反射層１３３と、内側に位置し、アルミニウム箔からなる内側伝熱層１３４と、これらの間に介在し、ガラス繊維からなる断熱層１３５とが積層され積層体となっている。そして、この積層体がじゃばら状に幾重にも折り曲げられ、外側反射層１３３が外表面１３１ｂをなし、内側反射層１３５が内表面１３１ｃをなす包囲筒１３１を構成している。この包囲筒１３１は、軸線ＡＸに直交する方向に撓ませることができる。

このような包囲筒１３１は、外表面１３１ｂがアルミニウム箔からなるので、外部からの熱線を確実に反射することができる。また、内表面１３１ｃがアルミニウム箔からなるので、筒先端（筒接続部）１３１ｓから筒基端１３１ｋに向かって熱を伝導して、筒先端（筒接続部）１３１ｓよりも基端側の部位でも放熱することができる。

以上で説明したように、本実施形態１では、包囲筒１３１が、ケース１０１の弾性体配置部位１０５ｋの周囲を取り囲んでおり、外部からの熱線を反射可能な外表面１３１ｂを有する。このため、外部からの熱線は、包囲筒１３１の外表面１３１ｂで反射されるので、包囲筒１３１の内側、即ち、包囲筒１３１に囲まれた弾性体配置部位１０５ｋには、外部からの熱が掛かりにくい。更に、包囲筒１３１は、弾性体配置部位１０５ｋとは離間して、詳細には間隙を介して、弾性体配置部位１０５ｋの周囲を取り囲んでいるので、外部からの熱が弾性体配置部位１０５ｋに伝導しにくい。このため、弾性体１１１が外部からの熱により高温になって劣化することを効果的に抑制できる。

また、包囲筒１３１の筒先端（筒接続部）１３１ｓは、ケース１０１のうち弾性体配置部位１０５ｋよりも先端側のテーパ部１０５ｄに当接しており、包囲筒１３１は、この筒先端（筒接続部）１３１ｓから筒基端１３１ｋに向かって熱を伝導して筒先端（筒接続部）１３１ｓよりも基端側の部位でも放熱可能である。このため、テーパ部１０５ｄを伝わる熱の一部は、包囲筒１３１の筒先端（筒接続部）１３１ｓに伝わり、更にこの包囲筒１３１を筒基端１３１ｋに向かって伝わりつつ放熱されるので、主体金具１０３及び外筒１０５を通じてグロメット１１１に伝導する熱を低減できる。従って、この点からも、グロメット１１１が高温になって劣化することを抑制できる。

また、本実施形態１では、包囲筒１３１は、ケース基端１０１ｋを超えて軸線ＡＸ方向基端側に延びる形態をなし、ケース１０１の弾性体配置部位１０５ｋだけでなく、各リード線１１５，１１５，…のリード延出部１１５ｅ，１１５ｅ，…のうち、軸線ＡＸ方向先端側の端部１１５ｅｔ，１１５ｅｔ，…を含む軸線ＡＸ方向の約半分を取り囲んでいる。このため、各リード線１１５，１１５，…のうち包囲筒１３１に取り囲まれた部分についても、外部からの熱が掛かりにくい。従って、各リード線１１５，１１５，…のうちこの部分が外部からの熱により高温になって劣化することを抑制できる。

また、本実施形態１では、包囲筒１３１が軸線ＡＸに直交する方向について撓み可能であるので、各リード線１１５，１１５，…を曲げると共に包囲筒１３１も曲げることができる。従って、包囲筒１３１を設けても、各リード線１１５，１１５，…の取り扱いが容易で、酸素センサ１００の取り付け性を損なわない。
また、本実施形態１では、包囲筒１３１は、外表面１３１ｂをなす外側反射層１３３と内表面１３１ｃをなす内側電熱層１３４との間に断熱層１３５を有する。このように断熱層１３５を設けることで、外側反射層１３３から内側電熱層１３４（内表面１３１ｃ）に熱が伝わるのを効果的に抑制できる。従って、包囲筒１３１に囲まれたグロメット１１１や各リード線１１５，１１５，…のうち包囲筒１３１に囲まれた部分が、外部からの熱により高温になって劣化することを更に効果的に抑制できる。

（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。なお、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図３及び図４に本実施形態２の酸素センサ（センサ）２００を示す。上記実施形態１では、拘束バンド１２３及び留め金具１２５により、包囲筒１３１をケース１０１に固定している。これに対し、本実施形態２では、保持部材２５１により、包囲筒１３１をケース１０１に保持している点が異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様である。

この酸素センサ２００は、上記実施形態１と同様の、主体金具１０３、外筒１０５等からなるケース１０１（図２も参照）。そして、ケース１０１のうち外筒１０５の弾性体配置部位１０５ｋの内側には、グロメット（弾性体）１１１が配設されている。グロメット１１１は、弾性体配置部位１０５ｋを径方向内側に加締めて、基端加締部（弾性体加締部）１０５ｃｋｒを形成することにより、弾性体配置部位１０５ｋに固定されている。また、ケース１０１には、グロメット１１１等を貫通するようにして、４本のリード線１１５，１１５，…が内挿されている。各リード線１１５，１１５，…は、ケース基端１０１ｋから軸線ＡＸ方向基端側（図３，図４中、上方）に延出している。

また、この酸素センサ２００は、上記実施形態１と同様に、包囲筒１３１を有する。包囲筒１３１は、ケース１０１（図２も参照）のうち、弾性体配置部位１０５ｋを含む外筒１０５の径小部１０５ｃから離間して、その周囲を、周囲の一部に後述する保持部材２５１を間に配置した状態で、取り囲んでいる。
また、この包囲筒１３１は、その筒先端１３１ｓが、外筒１０５のうち、弾性体配置部位１０５ｋよりも先端側の部位に、熱的に接続している。具体的には、筒先端１３１ｓが、外筒１０５のうちテーパ部１０５ｄの外表面に接触している。なお、本実施形態２でも、筒先端１３１ｓが本発明の筒接続部に相当する。

次に、図５〜図７を参照して、保持部材２５１について説明する。保持部材２５１は、厚さ０．２ｍｍの金属板を加工して形成されている。保持部材２５１は、その基端２５１ｋから先端２５１ｓに向かって軸線ＢＸ方向に延びる概略円筒状をなしており、基端２５１ｋ（または先端２５１ｓ）側から見ると、スリット２５１ｇを有するＣリング状をなしている。
この保持部材２５１は、その基端２５１ｋから基端側に延出し、略矩形状をなす６つのケース係合部２５３，２５３，…を有する。これらのケース係合部２５３，２５３，…は、基端２５１ｋ側から見てほぼ等間隔に配置されている。各々のケース係合部２５３，２５３，…は、その基端２５３ｋ，２５３ｋ，…が径方向内側に位置するように、内側に３０度屈曲されている。

また、保持部材２５１は、その軸線ＢＸ方向中央よりも基端側に、金属板にコ字状の切れ目を入れることにより形成され、先端側に延出し、細長い略矩形舌状をなす６つの筒係合部２５５，２５５，…を有する。これらの筒係合部２５５，２５５，…も、基端２５１ｋ側から見て、ほぼ等間隔に、かつ、各ケース係合部２５３，２５３，…と対応した位置に形成されている。各々の筒係合部２５５，２５５，…は、その先端２５５ｓ，２５５ｓ，…が径方向外側に位置するように、外側に屈曲されている。

この保持部材２５１は、ケース１０１のうち外筒１０５の径小部１０５ｃの周囲に、これを取り囲むようにして配置されている（図４参照）。そして、保持部材２５１の各ケース係合部２５３，２５３，…は、径小部１０５ｃの弾性体配置部位１０５ｋに周方向に形成され、内側に凹んだ基端加締部１０５ｃｋｒに係合している。
一方で、保持部材２５１は、包囲筒１３１の内側に配置されている（図４参照）。そして、保持部材２５１の各筒係合部２５５，２５５，…は、包囲筒１３１の内表面１３１ｃに係合して、包囲筒１３１を保持部材２５１に保持させている。

このように、包囲筒１３１は、ケース１０１の弾性体配置部位１０５ｋ等の周囲を取り囲んでおり、外部からの熱線を反射可能な外表面１３１ｂを有する。このため、外部からの熱線は、包囲筒１３１の外表面１３１ｂで反射されるので、包囲筒１３１の内側、即ち、包囲筒１３１に囲まれた弾性体配置部位１０５ｋには、外部からの熱が掛かりにくい。更に、包囲筒１３１は、弾性体配置部位１０５ｋとは離間して、詳細には、一部に保持部材２５１を間に配置した状態で、弾性体配置部位１０５ｋの周囲を取り囲んでいるので、外部からの熱が弾性体配置部位１０５ｋに伝導しにくい。このため、外部からの熱により、弾性体１１１が高温になって劣化することを効果的に抑制できる。

また、包囲筒１３１の筒先端（筒接続部）１３１ｓは、ケース１０１のうち弾性体配置部位１０５ｋよりも先端側のテーパ部１０５ｄと、熱的に接続している。具体的には、筒先端（筒接続部）１３１ｓは、テーパ部１０５ｄに当接している。これにより、包囲筒１３１は、この筒先端（筒接続部）１３１ｓから筒基端１３１ｋに向かって熱を伝導して、筒先端（筒接続部）１３１ｓよりも基端側の部位でも、放熱可能である。このため、テーパ部１０５ｄを伝わる熱の一部は、包囲筒１３１の筒先端（筒接続部）１３１ｓに伝わり、更にこの包囲筒１３１を筒基端１３１ｋに向かって伝わりつつ放熱されるので、主体金具１０３及び外筒１０５を通じてグロメット１１１に伝導する熱を低減できる。従って、この点からも、グロメット１１１が高温になって劣化することを抑制できる。

更に、本実施形態２では、ケース１０１の径小部１０５ｃの外側であって、包囲筒１３１の内側に配置されて、包囲筒１３１をケース１０１に保持させる保持部材２５１を備えるので、加締めや接着材などにより、包囲筒１３１をケース１０１に直接固定する必要がなく、保持部材２５１により包囲筒１３１を容易にケース１０１に保持させることができる。

また、本実施形態２では、保持部材２５１は、ケース１０１と係合するケース係合部２５３，２５３，…を有し、これによりケース１０１に保持されるので、保持部材２５１をケース１０１に容易に保持させることができる。一方で、保持部材２５１は、包囲筒１３１に係合する筒係合部２５５，２５５，…を有し、これにより包囲筒１３１を保持することができるので、包囲筒１３１を保持部材２５１に容易に保持させることができる。
特に、保持部材２５１のケース係合部２５３，２５３，…は、ケース１０１のうち、グロメット１１１に向けて内側に加締められた基端加締部１０５ｃｋｒに係合している。このように、基端加締部１０５ｃｋｒをケース係合部２５３，２５３…との係合に用いれば、ケース１０１にケース係合部２５３，２５３…と係合する部分を別途設けなくて足りる。
その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。

（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。なお、上記実施形態１または２と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図８及び図９に本実施形態３の酸素センサ（センサ）３００を示す。実施形態１では、拘束バンド１２３及び留め金具１２５により、包囲筒１３１をケース１０１に固定し、また、実施形態２では、包囲筒１３１とケース１０１の間に介在させた保持部材２５１により、包囲筒１３１をケース１０１に保持している。これに対し、本実施形態３では、包囲筒１３１及びケース１０１の外側に配置した保持部材３５１により、包囲筒１３１をケース１０１に固定している点が異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１または２と同様である。

この酸素センサ３００は、上記実施形態１，２と同様の、主体金具１０３、外筒１０５等からなるケース１０１を備える。そして、ケース１０１のうち外筒１０５の弾性体配置部位１０５ｋの内側には、グロメット（弾性体）１１１が配設されている。また、ケース１０１には、グロメット１１１等を貫通するようにして、４本のリード線１１５，１１５，１１５，１１５が内挿されている。各リード線１１５，１１５，…は、ケース基端１０１ｋから軸線ＡＸ方向基端側（図８，図９中、上方）に延出している。

また、この酸素センサ３００は、上記実施形態１，２と同様に、包囲筒１３１を有する。この包囲筒１３１は、後述する保持部材３５１により、ケース１０１に固定されている。包囲筒１３１は、ケース１０１のうち、弾性体配置部位１０５ｋを含む外筒１０５の径小部１０５ｃの周囲を、弾性体配置部位１０５ｋとは離間して、詳細には、間隙を介して取り囲んでいる。
この包囲筒１３１は、その筒先端１３１ｓが、外筒１０５のうち、弾性体配置部位１０５ｋよりも先端側の部位に、熱的に接続している。具体的には、筒先端１３１ｓが、外筒１０５のうちテーパ部１０５ｄの外表面に常時接触している。なお、本実施形態３でも、筒先端１３１ｓが本発明の筒接続部に相当する。

次に、図１０〜図１１を参照して、保持部材３５１について説明する。保持部材３５１は、金属からなり、その基端３５１ｋから先端３５１ｓに向かって軸線ＢＸ方向に延びる概略円筒状をなしている。この保持部材３５１は、その軸線ＢＸ方向の基端３５１ｋ付近に、金属板にコ字状の切れ目を入れて形成され、先端側に延出し、細長い略矩形舌状をなす６つの筒係合部３５５，３５５，…を有する。これらの筒係合部３５５，３５５，…は、基端３５１ｋ側から見て、ほぼ等間隔に配置されている。各々の筒係合部３５５，３５５，…は、その先端３５５ｓ，３５５ｓ，…が径方向内側に位置するように、内側に屈曲されている。

この保持部材３５１は、ケース１０１の外筒１０５の外側であって、更に、包囲筒１３１の外側に、これらを取り囲むようにして配置されている（図８及び図９参照）。そして、保持部材３５１の先端３５１ｋ側の部位が、ケース１０１の外筒１０５の径大部１０５ｂに溶接されている。従って、この溶接部位が、保持部材３５１をケース１０１に固定するケース固定部３５３となる。
一方で、保持部材３５１の各筒係合部３５５，３５５，…は、包囲筒１３１の外表面１３１ｂに係合して、包囲筒１３１を保持部材３５１に保持している。従って、包囲筒１３１は、保持部材３５１と共に、ケース１０１に保持されている。

このように本実施形態３でも、包囲筒１３１は、ケース１０１の弾性体配置部位１０５ｋ等の周囲を取り囲んでおり、外部からの熱線を反射可能な外表面１３１ｂを有する。このため、外部からの熱線は、包囲筒１３１の外表面１３１ｂで反射されるので、包囲筒１３１の内側、即ち、包囲筒１３１に囲まれた弾性体配置部位１０５ｋには、外部からの熱が掛かりにくい。更に、包囲筒１３１は、弾性体配置部位１０５ｋとは離間して、詳細には間隙を介して弾性体配置部位１０５ｋの周囲を取り囲んでいるので、外部からの熱が弾性体配置部位１０５ｋに伝導しにくい。このため、弾性体１１１が外部からの熱により高温になって劣化することを効果的に抑制できる。

また、包囲筒１３１の筒先端（筒接続部）１３１ｓは、ケース１０１のうち弾性体配置部位１０５ｋよりも先端側のテーパ部１０５ｄに、熱的に接続している。具体的には、筒先端（筒接続部）１３１ｓは、テーパ部１０５ｄに当接している。これにより、包囲筒１３１は、この筒先端（筒接続部）１３１ｓから筒基端１３１ｋに向かって熱を伝導して筒先端（筒接続部）１３１ｓよりも基端側の部位でも放熱可能である。このため、テーパ部１０５ｄを伝わる熱の一部は、包囲筒１３１の筒先端（筒接続部）１３１ｓに伝わり、更にこの包囲筒１３１を筒基端１３１ｋに向かって伝わりつつ放熱されるので、主体金具１０３及び外筒１０５を通じてグロメット１１１に伝導する熱を低減できる。従って、この点からも、グロメット１１１が高温になって劣化することを抑制できる。

更に、本実施形態３では、ケース１０１の径小部１０５ｃの外側に配置されて、包囲筒１３１をケース１０１に保持する保持部材３５１を備えるので、加締めや接着剤などにより、包囲筒１３１をケース１０１に固定する必要がなく、保持部材３５１により包囲筒１３１を容易にケース１０１に保持させることができる。
また、保持部材３５１は、ケース固定部３５３を有するので、このケース固定部３５３により、保持部材３５１をケース１０１に容易に固定させることができる。また、保持部材３５１は、筒係合部３５５，３５５，…を有するので、この筒係合部３５５，３５５，…により、包囲筒１３１を保持部材３５１に容易に保持させることができる。従って、この保持部材３５１により、包囲筒１３１をケース１０１に容易に保持させることができる。
その他、上記実施形態１または２と同様な部分は、上記実施形態１または２と同様な作用効果を奏する。

以上において、本発明を実施形態１〜３に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜３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１では、包囲筒１３１の筒先端１３１ｓを外筒１０５のテーパ部１０５ｄに当接させることにより、包囲筒１３１とケース１０１とを熱的に接続している。これに対し、包囲筒１３１の筒先端１３１ｓの近傍部分を径方向内側に加締め、包囲筒１３１を外筒１０５に接触させて、熱的に接続してもよい。

また、上記実施形態１等では、包囲筒１３１の筒先端１３１ｓをケース１０１に熱的に接続しているが、筒先端１３１ｓ以外の部分をケース１０１に接続してもよい。例えば、筒先端１３１ｓよりも基端側の部分を径方向内側に加締め、包囲筒１３１をケース１０１に接触させて、熱的に接続してもよい。
また、上記実施形態１等では、包囲筒１３１は、各リード線１１５，１１５，…のリード延出部１１５ｅ，１１５ｅ，…のうち、軸線ＡＸ方向の約半分を覆っているが、例えば、各リード線１１５，１１５，…のリード延出部１１５ｅ，１１５ｅ，…の全体を覆うようにしてもよい。

実施形態１に係る酸素センサの正面図である。実施形態１に係る酸素センサの包囲筒の内側を示す説明図である。実施形態２に係る酸素センサの正面図である。実施形態２に係る酸素センサの包囲筒の内側を示す説明図である。実施形態２に係る酸素センサを構成する保持部材の基端側から見た平面図である。実施形態２に係る酸素センサを構成する保持部材の縦断面図（図５におけるＡ−Ａ断面図）である。実施形態２に係る酸素センサを構成する保持部材の展開図である。実施形態３に係る酸素センサの正面図である。実施形態３に係る酸素センサの包囲筒の内側を示す説明図である。実施形態３に係る酸素センサを構成する保持部材の基端側から見た平面図である。実施形態３に係る酸素センサを構成する保持部材の縦断面図（図１０におけるＢ−Ｂ断面図）ある。

１００，２００，３００酸素センサ（センサ）
１０１ケース
１０１ｓケース先端
１０１ｋケース基端
１０３主体金具
１０５外筒
１０５ｋ弾性体配置部位
１１１グロメット（弾性体）
１１５リード線
１１５ｅリード延出部
１１５ｅｔ（軸線方向先端側の）端部
１１９コネクタ
１２１保護チューブ
１３１包囲筒
１３１ｓ筒先端（筒接続部）
１３１ｋ筒基端
１３１ｂ外表面
１３１ｃ内表面
１３３外側反射層
１３４内側伝熱層
１３５断熱層
２５１，３５１包囲部材
２５３ケース係合部
３５３ケース固定部
２５５，３５５筒係合部
ＡＸ軸線

Claims

ケース先端とケース基端とを有し、軸線を有する筒状のケースと、
前記ケース内に配設されてなる検出素子と、
前記検出素子と電気的に接続し、前記ケース内から前記ケース基端を通じて延出してなるリード線と、
前記リード線を挿通してなる弾性体であって、前記ケースの弾性体配置部位の内側に配置されてなる弾性体と、
を備えるセンサであって、
筒先端から筒基端に向かって前記軸線方向基端側に延びる筒状の包囲筒であって、
少なくとも、前記ケースのうち前記弾性体配置部位とは離間して、この周囲を取り囲んでなり、
前記ケースのうち前記弾性体配置部位よりも先端側の部位に直接または間接に接続し、この部位から熱を伝導可能とした筒接続部を有し、
外部からの熱線を反射可能な外表面をなす外側反射層を有し、
前記筒接続部から前記筒基端に向かって熱を伝導して前記筒接続部よりも基端側の部位でも放熱可能で、内表面をなす内側伝熱層を有する、包囲筒を備える
センサ。
ケース先端とケース基端とを有し、軸線を有する筒状のケースと、
前記ケース内に配設されてなる検出素子と、
前記検出素子と電気的に接続し、前記ケース内から前記ケース基端を通じて延出してなるリード線と、
前記リード線を挿通してなる弾性体であって、前記ケースの弾性体配置部位の内側に配
置されてなる弾性体と、
を備えるセンサであって、
筒先端から筒基端に向かって前記軸線方向基端側に延びる筒状の包囲筒であって、
少なくとも、前記ケースのうち前記弾性体配置部位の周囲を、間隙を介して取り囲んでなり、
前記ケースのうち前記弾性体配置部位よりも先端側の部位に直接または間接に接続し、この部位から熱を伝導可能とした筒接続部を有し、
外部からの熱線を反射可能な外表面をなす外側反射層を有し、
前記筒接続部から前記筒基端に向かって熱を伝導して前記筒接続部よりも基端側の部位でも放熱可能で、内表面をなす内側伝熱層を有する、包囲筒を備える
センサ。
請求項１または請求項２に記載のセンサであって、
前記ケースに保持されると共に、前記包囲筒を保持することにより、前記包囲筒を前記ケースに保持させる保持部材を備える
センサ。
請求項３に記載のセンサであって、
前記保持部材は、
前記ケースに係合するケース係合部と、前記包囲筒に係合する筒係合部とを有し、
前記ケース係合部により前記ケースに保持されると共に、前記筒係合部により前記包囲筒を保持してなる
センサ。
請求項４に記載のセンサであって、
前記ケースの前記弾性体配置部位は、前記弾性体に向けて内側に加締められた弾性体加締部を有し、
前記保持部材の前記ケース係合部は、この弾性体加締部に係合してなる
センサ。
請求項３に記載のセンサであって、
前記保持部材は、
前記ケースに固定されるケース固定部と、前記包囲筒に係合する筒係合部とを有し、
前記ケース固定部により前記ケースに固定されると共に、前記筒係合部により前記包囲筒を保持してなる
センサ。
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のセンサであって、
前記包囲筒は、
前記ケース基端を超えて前記軸線方向基端側に延びる形態を有し、
前記リード線の前記ケース基端から延出するリード延出部のうち、前記軸線方向先端側の端部を含む少なくとも一部を取り囲んでなる
センサ。
請求項７に記載のセンサであって、
前記包囲筒は、前記軸線に直交する方向について撓み可能な材料からなる
センサ。
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のセンサであって、
前記包囲筒は、
前記外側反射層と前記内側伝熱層との間に介在してなる断熱層を有する
センサ。