JP5227345B2

JP5227345B2 - Gas sensor

Info

Publication number: JP5227345B2
Application number: JP2010008500A
Authority: JP
Inventors: 孝哉吉川; 邦彦米津; 正雄都築; 朋裕田島; 智樹藤井; 久治西尾
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2030-01-18
Also published as: JP2011145267A

Description

本発明は、被検出ガスの濃度を検出するガスセンサ素子を備えたガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor including a gas sensor element that detects the concentration of a gas to be detected.

ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関の吸気系統（例えば、吸気管や吸気マニホールド等）にガスセンサを取り付け、特定ガスの濃度をモニタして燃焼状態等を制御することが行われている。そして、このようなガスセンサの構造としては、特許文献１に記載の構造が知られている。ところで、ガスセンサを内燃機関の吸気系統に取り付けるにあたっては、吸気管周辺の構造やレイアウトに制約を受けるため、ガスセンサ自身の軸を吸気管の軸に対し傾斜して取り付けることがある。ここで、ガスセンサは、ガス検出素子を内部に収容するケース（ハウジング）の外側に設けられた雄ねじ部を、吸気管の壁面に孔開けされた雌ねじ部にねじ止めして固定されている。
又、内燃機関を搭載した車両が衝突した際、被衝突体への衝撃を和らげるためにボンネットとエンジンの部品の隙間を確保する必要がある。そのため吸気管の外側へのガスセンサの突き出し長さを短くすることが必要になっている。 A gas sensor is attached to an intake system (for example, an intake pipe or an intake manifold) of an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine, and the concentration of a specific gas is monitored to control a combustion state or the like. And the structure of patent document 1 is known as a structure of such a gas sensor. By the way, when the gas sensor is attached to the intake system of the internal combustion engine, there are cases where the axis of the gas sensor itself is inclined with respect to the axis of the intake pipe because of restrictions on the structure and layout around the intake pipe. Here, the gas sensor is fixed by screwing a male screw portion provided outside a case (housing) that accommodates the gas detection element into a female screw portion formed in a wall surface of the intake pipe.
Further, when a vehicle equipped with an internal combustion engine collides, it is necessary to secure a gap between the bonnet and the engine parts in order to reduce the impact on the collision target. Therefore, it is necessary to shorten the protruding length of the gas sensor to the outside of the intake pipe.

特開2008-268152号公報JP 2008-268152 A

上記したように従来のガスセンサは、ケースの雄ねじ部を用いて吸気管に取付けられるため、ケースの雄ねじ部の軸線及び吸気管の雌ねじ部の軸線を斜めに形成すれば、ガスセンサの吸気管に対する取付け角度を変えることはできるが、ガスセンサの取付け深さを変えることは困難であり、吸気管外側へのガスセンサの突き出し長さを短くする点で限界がある。
このようなことから、本出願人は、ガスセンサ素子を金属からなるハウジングで保持する一方、ハウジングの後端側に樹脂製のカバーを接合し、これらハウジング、カバー、及びカバーに収容される端子金具等の構造を検討することで、ガスセンサの突き出し長さを短くする試みを行っている。ところが、ハウジングと、これと別体のカバーとを接合すると、この接合界面から内燃機関の吸気がガスセンサ内へ流入する場合がある。 As described above, since the conventional gas sensor is attached to the intake pipe using the male screw portion of the case, if the axis of the male screw portion of the case and the axis of the female screw portion of the intake pipe are formed obliquely, the gas sensor is attached to the intake pipe. Although the angle can be changed, it is difficult to change the mounting depth of the gas sensor, and there is a limit in shortening the protruding length of the gas sensor to the outside of the intake pipe.
For this reason, the present applicant holds the gas sensor element in the housing made of metal, and joins the resin cover to the rear end side of the housing, and the housing, the cover, and the terminal fitting accommodated in the cover Attempts are made to shorten the protruding length of the gas sensor by examining the structure of the above. However, when the housing and the separate cover are joined, the intake air of the internal combustion engine may flow into the gas sensor from this joined interface.

例えば、図７に示すようなガスセンサ２０００を例示して説明する。図７に示すように、ハウジング５０の後端側をカバー６１０で覆い、カバー６１０内に各種端子金具３１，３２を保持するセパレータ４０を収容した場合、吸気に直接触れるハウジング５０とカバー（カバー本体６１０）との接合面ＢＳ１００から吸気（ガス）Ｇがガスセンサ２０００内へ流入することがある。これは、取り付け対象体（吸気管）３００に形成されたセンサ取り付け孔３５０の内壁（センサ取り付け孔内壁３６０）とガスセンサ２０００との間をシールするＯリング９０よりも、気密性が充分でない接合界面ＢＳ１００の方が先端側に位置するためと考えられる。このように、接合界面ＢＳ１００からガスセンサ２０００内部へガスＧが流入すると、ガスＧに含まれる腐食性物質や水分によって、ガスセンサ素子１０や各種端子金具３１，３２が腐食、劣化することが懸念される。
また、同じ材質同士を接合した接合界面と比較して、異なる材質同士を接合した接合界面には腐食や劣化が生じやすいことが知られている。
そこで、本発明は、金属からなるハウジングと高分子材料からなるカバーとの接合面からガスセンサ内部にガスや水分等が流入することを防止し、ガスセンサの劣化や動作不良を抑制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。 For example, a gas sensor 2000 as shown in FIG. As shown in FIG. 7, when the rear end side of the housing 50 is covered with a cover 610 and the separator 40 holding the various terminal fittings 31 and 32 is accommodated in the cover 610, the housing 50 and the cover (cover body) 610) and the intake air (gas) G may flow into the gas sensor 2000 from the joint surface BS100. This is a bonding interface that is less airtight than the O-ring 90 that seals between the gas sensor 2000 and the inner wall (sensor mounting hole inner wall 360) of the sensor mounting hole 350 formed in the mounting target body (intake pipe) 300. This is because the BS 100 is located on the tip side. As described above, when the gas G flows into the gas sensor 2000 from the bonding interface BS100, there is a concern that the gas sensor element 10 and the various terminal fittings 31 and 32 are corroded and deteriorated by the corrosive substance and moisture contained in the gas G. .
In addition, it is known that corrosion and deterioration are more likely to occur in a bonded interface in which different materials are bonded compared to a bonded interface in which the same material is bonded.
Therefore, the present invention prevents gas and moisture from flowing into the gas sensor from the joint surface between the housing made of metal and the cover made of a polymer material, and can suppress deterioration and malfunction of the gas sensor. The purpose is to provide.

上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に延び、自身の先端側に被測定ガス中の特定ガス成分を検出するための検出部を有するガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子の径方向周囲を取り囲むと共に、取り付け対象体のセンサ取り付け孔内に挿入される金属からなるハウジングと、を備えるガスセンサであって、前記ハウジングの後端部の外側に接合される高分子材料からなるカバーと、前記カバーの先端よりも先方側で、前記ハウジングの径方向外側に配置されると共に、前記センサ取り付け孔内壁に圧接するシール部材とを備えている。
このようなガスセンサによれば、ガスセンサを取り付ける対象の取り付け対象体に形成されたセンサ取り付け孔から外側に流出しようとするガスが、カバーの先端よりも先方側（カバーとハウジングとの接合界面よりも先方側）に配置されるシール部材でシールされ、接合界面まで到達しないので、腐食や劣化が生じやすく気密性が充分でない接合界面からガスがガスセンサ内に流入することが防止される。そのため、ガスに含まれる腐食性物質や水分によって、ガスセンサ素子や各種導電部材等が腐食、劣化し、ガスセンサの劣化や動作不良を起こすことが抑制される。 In order to solve the above problems, a gas sensor of the present invention includes a gas sensor element extending in the axial direction and having a detection unit for detecting a specific gas component in a gas to be measured on its tip side, and a radial direction of the gas sensor element A gas sensor that surrounds the periphery and is made of a metal that is inserted into a sensor mounting hole of a mounting object, and a cover made of a polymer material that is joined to the outside of the rear end of the housing; The seal member is disposed on the outer side in the radial direction of the housing on the front side of the front end of the cover, and is in pressure contact with the inner wall of the sensor mounting hole.
According to such a gas sensor, the gas that is about to flow out from the sensor mounting hole formed in the mounting target body to which the gas sensor is to be mounted is located on the far side from the tip of the cover (more than the joint interface between the cover and the housing). Since it is sealed by a sealing member arranged on the front side and does not reach the joining interface, it is possible to prevent gas from flowing into the gas sensor from the joining interface that is likely to be corroded and deteriorated and is not sufficiently airtight. Therefore, the gas sensor element, various conductive members, and the like are corroded and deteriorated due to the corrosive substance and moisture contained in the gas, thereby preventing the gas sensor from being deteriorated and malfunctioning.

なお、カバーには、カバーによってガスセンサと取り付け対象体とを固定する為の取り付け部が形成されていることが好ましい。さらに、ハウジングには、ハウジングによってガスセンサと取り付け対象体とを固定又は係止する為の係止部が形成されていないことが好ましい。
カバーに取り付け部を形成することで、ハウジングに係止部を形成する必要が無くなる。そして、ハウジングに係止部を形成しないことにより、ハウジングとセンサ取り付け孔内壁面との間で固定又は係止する点が存在しなくなる為、ガスセンサをセンサ取り付け孔内へと挿入する際に、ガスセンサの取り付け深さを変えることが容易となる。そして、カバーに形成される取り付け部は、カバーの先端よりも先方側に配置されるシール部材よりも後端側に位置することとなる為、取り付け部ではガスセンサと取り付け対象体とを固定するだけでよく、気密を考慮する必要がないという利点も存在する。
また、シール部材は、複数設けられているほうがより好ましい。
この構成をとることで、気密性が向上し、ハウジングとカバーとの接合界面へガスが到達することがより防止される。 In addition, it is preferable that the attachment part for fixing a gas sensor and an attachment target body with a cover is formed in the cover. Furthermore, it is preferable that the housing is not formed with a locking portion for fixing or locking the gas sensor and the attachment object by the housing.
By forming the attachment portion on the cover, it is not necessary to form the locking portion on the housing. By not forming the locking portion in the housing, there is no point to be fixed or locked between the housing and the inner wall surface of the sensor mounting hole. Therefore, when the gas sensor is inserted into the sensor mounting hole, It becomes easy to change the mounting depth. And since the attachment part formed in a cover will be located in the back end side rather than the seal member arrange | positioned rather than the front-end | tip of a cover, only a gas sensor and an attachment target body are fixed in an attachment part. There is also an advantage that there is no need to consider airtightness.
It is more preferable that a plurality of seal members are provided.
By adopting this configuration, the airtightness is improved, and the gas can be further prevented from reaching the joint interface between the housing and the cover.

前記ハウジングの外面に、前記シール部材を係止するための凹溝が径方向周囲に連続して形成されていてもよい。
このようなガスセンサによれば、ハウジングに設けた凹溝でシール部材を確実に係止することができる。
更に、凹溝は１つとは限らず、複数形成されていても良い。
この構成をとることで、複数のシール部材が配置されている時に、より確実にシール部材を係止することが出来る。
また、凹溝は必ずしも径方向周囲の全体に形成されている必要は無く、一部凹溝が途切れて形成されていても、シール部材を係止できれば問題はない。 A concave groove for locking the seal member may be formed continuously on the outer surface of the housing in the radial direction.
According to such a gas sensor, the sealing member can be reliably locked by the concave groove provided in the housing.
Furthermore, the number of the recessed grooves is not limited to one, and a plurality of grooves may be formed.
By adopting this configuration, when a plurality of seal members are arranged, the seal members can be more reliably locked.
Further, the concave groove does not necessarily have to be formed around the entire circumference in the radial direction, and even if the concave groove is partially formed, there is no problem as long as the seal member can be locked.

前記ハウジングの外面に後端向き面を有する第１段部が形成され、該第１段部の後端向き面と前記カバーの先端向き面との間に前記シール部材が係止されていてもよい。
このようなガスセンサによれば、ハウジングに凹溝を設けずにシール部材を係止することができ、ハウジングの加工の手間が軽減し、生産性が向上する。 A first step portion having a rear end facing surface is formed on the outer surface of the housing, and the seal member is locked between the rear end facing surface of the first step portion and the front end facing surface of the cover. Good.
According to such a gas sensor, the sealing member can be locked without providing a concave groove in the housing, so that the labor of processing the housing is reduced and the productivity is improved.

この発明によれば、ハウジングとカバーとの接合面からガスセンサ内部にガスや水分等が流入することを防止し、ガスセンサの劣化や動作不良を抑制することができる。 According to this invention, it is possible to prevent gas, moisture and the like from flowing into the gas sensor from the joint surface between the housing and the cover, and to suppress deterioration and malfunction of the gas sensor.

ガスセンサ内部に保持される素子アセンブリの斜視図である。It is a perspective view of the element assembly hold | maintained inside a gas sensor. 第１の実施形態に係るガスセンサの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the gas sensor which concerns on 1st Embodiment. 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. 第１の実施形態に係るガスセンサの接続端子の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the connection terminal of the gas sensor which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第１の実施形態に係るガスセンサの製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the gas sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第２の実施形態に係るガスセンサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the gas sensor which concerns on 2nd Embodiment. ガスセンサ内部へガスが流入したガスセンサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the gas sensor which gas flowed into the gas sensor inside.

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガスセンサ内部に保持される素子アセンブリ１５０の一例の概略構成を示す斜視図、図２は本発明の第１の実施形態に係るガスセンサ２００の斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
図１において、ガスセンサ素子１０の軸線方向Ｏ（１点鎖線で示す。）を上下方向として図示し、後端部１２側をガスセンサ素子１０（及びガスセンサ）の後端側、その反対側にあるガスセンサ素子１０の検出部側をガスセンサ素子１０（及びガスセンサ）の先端側、として説明する。又、軸線方向Ｏに垂直な方向を適宜「径方向」と称する。
又、後述する接続端子及びコネクタ端子の「端子先端」と表記した場合、単にこれら端子の端部を表し、上記したガスセンサ素子１０の軸線方向Ｏから見た「先端」とは異なり、軸線方向Ｏの向きとは無関係なものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an example of an element assembly 150 held inside a gas sensor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the gas sensor 200 according to the first embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
1, the axial direction O (indicated by a one-dot chain line) of the gas sensor element 10 is shown as a vertical direction, and the rear end 12 side is the rear end side of the gas sensor element 10 (and the gas sensor) and the gas sensor on the opposite side. The detection part side of the element 10 is demonstrated as the front end side of the gas sensor element 10 (and gas sensor). A direction perpendicular to the axial direction O is appropriately referred to as a “radial direction”.
Further, when expressed as “terminal tips” of connection terminals and connector terminals described later, they simply represent the end portions of these terminals, and differ from the “tips” viewed from the axial direction O of the gas sensor element 10 described above. It is unrelated to the direction of

図２に示すように、ガスセンサ２００は、素子アセンブリ１５０（ガスセンサ素子１０を含む）と、素子アセンブリ１５０に固定された樹脂製のカバー６０と、カバー６０内部に収容されたセラミック製のセパレータ４０と、セパレータ４０に装着された接続端子３１、３２とを備えている。なお、この実施形態では、カバー６０は、素子アセンブリ１５０にインサート成型されて固定されるカバー本体６１と、カバー本体６１に後から被せられてカバー本体６１の内部空間を閉塞する蓋部６２からなっている。又、素子アセンブリ１５０のハウジング５０とカバー本体６１との間に、後述するシール部材（Ｏリング）９０が外嵌されている。
なお、後述するように、カバー６０のうち、カバー本体６１がハウジング５０と接合されるが、蓋部６２はハウジング５０と接合されておらず、正確には、カバー本体６１が特許請求の範囲の「カバー」に相当する。但し、以下の記載では、カバー本体６１を含んだカバー６０をも含めて特許請求の範囲の「カバー」というものとする。又、ハウジング５０の後端側のうち、軸線方向Ｏの異なる位置に複数の部材が接合されている場合、最も先端側の部材が特許請求の範囲の「カバー」に相当する。 As shown in FIG. 2, the gas sensor 200 includes an element assembly 150 (including the gas sensor element 10), a resin cover 60 fixed to the element assembly 150, and a ceramic separator 40 housed in the cover 60. And connection terminals 31 and 32 mounted on the separator 40. In this embodiment, the cover 60 includes a cover main body 61 that is insert-molded and fixed to the element assembly 150, and a cover 62 that covers the cover main body 61 and closes the internal space of the cover main body 61. ing. Further, a seal member (O-ring) 90 described later is externally fitted between the housing 50 of the element assembly 150 and the cover main body 61.
As will be described later, the cover main body 61 of the cover 60 is joined to the housing 50, but the lid 62 is not joined to the housing 50, and precisely, the cover main body 61 is within the scope of the claims. Corresponds to “cover”. However, in the following description, the cover 60 including the cover body 61 is also referred to as the “cover” in the claims. When a plurality of members are joined at different positions in the axial direction O on the rear end side of the housing 50, the most distal end member corresponds to the “cover” in the claims.

ガスセンサ素子１０は公知であるような軸線Ｏ方向に延びる略角柱状をなし、酸素濃度の検出を行う検出素子と、その検出素子を早期活性化させるために加熱を行うヒータとが互いに貼り合わされた、積層体である。検出素子はジルコニアを主体とする固体電解質体と白金を主体とする一対の電極とを中空の測定室が一部に形成された絶縁層を介して積層した構成をなしている。この検出素子は、より具体的には、固体電解質体の両面に形成された一対の電極の一方を外部に晒すと共に、他方の電極を測定室に配置した酸素ポンプセルと、固体電解質体の両面に形成された一対の電極の一方を測定室に配置すると共に、他方の電極を基準ガス室に配置した酸素濃度測定セルとを有してなり、酸素濃度測定セルの出力電圧が所定の値になるように、酸素ポンプセルの一対の電極間に流す電流を制御することで、測定室内の酸素を汲み出したり、測定室内に外部から酸素を汲み入れたりする構成をなしている。
なお、酸素ポンプセルのうち、一対の電極、及び、固体電解質体のうちでこれら電極に挟まれる部位は、酸素濃度に応じた電流が流れる検出部１１をなす。又、ガスセンサ素子１０の後端部１２には、検出素子から出力を取り出すためや、ヒータに電力を供給する５つの電極パッド１２ａ（図１ではそのうちの２つをガスセンサ素子１０の第２面１０ｂ側に図示し、第１の面１０ａに残りの３つを有する。）が形成されている。 The gas sensor element 10 has a generally prismatic shape extending in the direction of the axis O as is well known, and a detection element for detecting the oxygen concentration and a heater for heating to activate the detection element are bonded to each other. It is a laminated body. The detection element has a configuration in which a solid electrolyte body mainly composed of zirconia and a pair of electrodes mainly composed of platinum are laminated via an insulating layer in which a hollow measurement chamber is partially formed. More specifically, the detection element exposes one of a pair of electrodes formed on both surfaces of the solid electrolyte body to the outside and an oxygen pump cell in which the other electrode is disposed in the measurement chamber, and both surfaces of the solid electrolyte body. One of the formed pair of electrodes is arranged in the measurement chamber, and the other electrode is arranged in the reference gas chamber, and the output voltage of the oxygen concentration measurement cell becomes a predetermined value. As described above, the current flowing between the pair of electrodes of the oxygen pump cell is controlled to draw out oxygen in the measurement chamber or pump oxygen into the measurement chamber from the outside.
Of the oxygen pump cell, a portion of the pair of electrodes and a solid electrolyte body sandwiched between these electrodes forms a detection unit 11 through which a current corresponding to the oxygen concentration flows. Further, the rear end portion 12 of the gas sensor element 10 is provided with five electrode pads 12a (two of them in the second surface 10b of the gas sensor element 10 in FIG. 1) for taking out the output from the detection element and supplying power to the heater. The remaining three are shown on the first surface 10a.).

図３に示すように、ガスセンサ素子１０の軸方向中央よりやや先端側には、有底筒状をなす金属製の金属カップ２０が、自身の内部にガスセンサ素子１０を挿通させ、検出部１１を筒底の開口２５から突出させた状態で配置されている。金属カップ２０は主体金具５０内にガスセンサ素子１０を保持するための部材であり、筒底の先端側周縁部２３は外周面にかけてテーパ状に形成されている。金属カップ２０内には、アルミナ製のセラミックリング２１と滑石粉末を圧縮して固めた滑石リング２２とが、自身をガスセンサ素子１０に挿通させた状態で収容されている。滑石リング２２は金属カップ２０内で押し潰されて細部に充填されており、これにより、ガスセンサ素子１０が金属カップ２０内で位置決めされて保持されている。 As shown in FIG. 3, a metal metal cup 20 having a bottomed cylindrical shape is inserted slightly into the front end side from the axial center of the gas sensor element 10, and the detection unit 11 is inserted into the gas sensor element 10 itself. It arrange | positions in the state protruded from the opening 25 of the cylinder bottom. The metal cup 20 is a member for holding the gas sensor element 10 in the metal shell 50, and the distal end side peripheral portion 23 at the bottom of the cylinder is formed in a tapered shape toward the outer peripheral surface. In the metal cup 20, an alumina ceramic ring 21 and a talc ring 22 obtained by compressing and solidifying talc powder are accommodated in a state where the gas sensor element 10 is inserted. The talc ring 22 is crushed in the metal cup 20 to fill the details, whereby the gas sensor element 10 is positioned and held in the metal cup 20.

金属カップ２０と一体となったガスセンサ素子１０は、その径方向周囲を取り囲むと共に、取り付け対象体のセンサ取り付け孔内に挿入される金属からなるハウジング５０に保持されている。このハウジングはＳＵＳ４３０等のステンレス鋼からなる。ハウジング５０の外周後端側には、くさび効果により樹脂製のカバー（後述）との密着性を高めるため、軸線方向Ｏに突没する凹凸部５１が形成されている。さらに、凹凸部５１よりも先端側には、径大の径大部５２、及び後述する外側プロテクタ１００が係合される先端係合部５６が形成されている。他方、上記した凹凸部５１の後端側には、ハウジング５０内にガスセンサ素子１０を加締め保持するための加締め部５３とが形成されている。 The gas sensor element 10 integrated with the metal cup 20 is held by a housing 50 made of metal that surrounds the periphery in the radial direction and is inserted into a sensor mounting hole of a mounting target body. This housing is made of stainless steel such as SUS430. On the rear end side of the outer periphery of the housing 50, an uneven portion 51 that protrudes and sunk in the axial direction O is formed in order to improve adhesion with a resin cover (described later) due to a wedge effect. Furthermore, a large-diameter large-diameter portion 52 and a distal-end engaging portion 56 to be engaged with an outer protector 100 described later are formed on the distal end side of the uneven portion 51. On the other hand, a caulking portion 53 for caulking and holding the gas sensor element 10 in the housing 50 is formed on the rear end side of the uneven portion 51 described above.

ハウジング５０の内周で先端係合部５６付近には段部５４が形成されており、この段部５４には、ガスセンサ素子１０を保持する金属カップ２０の先端側周縁部２３が係止されている。更に、ハウジング５０の内周には滑石リング２６が、自身にガスセンサ素子１０を挿通させた状態で、金属カップ２０の後端側から装填されている。そして、滑石リング２６を後端側から押さえるように、筒状のスリーブ２７がハウジング５０内に嵌め込まれている。スリーブ２７の後端側外周には段状をなす肩部２８が形成されており、その肩部２８には、円環状の加締めパッキン２９が配置されている。
ハウジング５０の加締め部５３が、加締めパッキン２９を介してスリーブ２７の肩部２８を先端側に向けて押圧するように加締められている。加締め部５３の形成によって、スリーブ２７を介して押圧された滑石リング２６は、ハウジング５０内で押し潰されて細部にわたって充填され、この滑石リング２６と、金属カップ２０内にあらかじめ装填された滑石リング２２とによって、金属カップ２０およびガスセンサ素子１０がハウジング５０内で位置決めされ、気密に保持される。 A step portion 54 is formed in the vicinity of the tip engagement portion 56 on the inner periphery of the housing 50, and the tip side peripheral portion 23 of the metal cup 20 that holds the gas sensor element 10 is locked to the step portion 54. Yes. Further, a talc ring 26 is loaded on the inner periphery of the housing 50 from the rear end side of the metal cup 20 with the gas sensor element 10 inserted through the ring. A cylindrical sleeve 27 is fitted in the housing 50 so as to hold the talc ring 26 from the rear end side. A shoulder portion 28 having a step shape is formed on the outer periphery of the rear end side of the sleeve 27, and an annular caulking packing 29 is disposed on the shoulder portion 28.
The crimping portion 53 of the housing 50 is crimped so as to press the shoulder portion 28 of the sleeve 27 toward the distal end side via the crimping packing 29. Due to the formation of the caulking portion 53, the talc ring 26 pressed through the sleeve 27 is crushed in the housing 50 and filled in details, and this talc ring 26 and the talc preloaded in the metal cup 20 are filled. The metal cup 20 and the gas sensor element 10 are positioned in the housing 50 by the ring 22 and are kept airtight.

次に、樹脂又は高分子材料からなるカバー６０について図２、図３を用いて説明する。本実施例において、カバー本体６１は、成形性の良い樹脂であるナイロン（登録商標）樹脂により、ハウジング５０の凹凸部５１から加締め部５３に至る部分にインサート成型されている。特に、表面積を大きくした凹凸部５１でカバー本体６１とハウジング５０とを接合させることにより、くさび効果によりカバー本体６１とハウジング５０との密着性及び密閉性が向上する。
第１の実施形態においては、カバー本体６１のうちハウジング５０との接合部は、ハウジング５０の径大部５２の外径と同一寸法である。又、径大部５２の後端側の外面に、凹溝Ｄ２が径方向に連続して形成されている。一方、カバー本体６１の先端は、径大部５２の後端面５２ｅ２に接するように形成され、この後端面５２ｅ２がカバー本体６１とハウジング５０との接合界面ＢＳ２になっている。なお、本発明において、「接合界面」とは、カバー（本体）とハウジングとの接する面のうち、最も先端側の面をいう。又、後端面５２ｅ２は後端を向く段部をなしている。 Next, the cover 60 made of a resin or a polymer material will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the cover main body 61 is insert-molded in a portion from the uneven portion 51 of the housing 50 to the caulking portion 53 with nylon (registered trademark) resin, which is a resin with good moldability. In particular, by bonding the cover main body 61 and the housing 50 with the uneven portion 51 having a large surface area, the adhesion and sealing between the cover main body 61 and the housing 50 are improved due to the wedge effect.
In the first embodiment, the joint portion of the cover body 61 with the housing 50 has the same dimension as the outer diameter of the large diameter portion 52 of the housing 50. Further, a concave groove D2 is continuously formed in the radial direction on the outer surface on the rear end side of the large diameter portion 52. On the other hand, the front end of the cover body 61 is formed so as to be in contact with the rear end surface 52e2 of the large-diameter portion 52, and the rear end surface 52e2 serves as a joint interface BS2 between the cover main body 61 and the housing 50. In the present invention, the “joining interface” refers to the most distal surface among the surfaces of the cover (main body) and the housing in contact. The rear end surface 52e2 has a stepped portion facing the rear end.

そして、凹溝Ｄ２にシール部材（Ｏリング）９０が外嵌され、凹溝Ｄ２に形成された先端向き面５２ｔと後端向き面５２ｓとの間に当該シール部材９０が係止されている。又、シール部材９０の外径は径大部５２より大きく、ガスセンサの取り付け対象である取り付け対象体３００には径大部５２よりわずかに径大のセンサ取り付け孔３５０が設けられている。従って、このセンサ取り付け孔３５０にガスセンサ２００を先端側から挿入して取り付けた際、シール部材９０がセンサ取り付け孔３５０の内壁３６０で潰され、取り付け対象体３００とハウジング５０との間をシールするようになっている。
このように、カバー本体６１とハウジング５０との接合界面ＢＳ２より先端側に、シール部材９０を配置すると、取り付け対象体３００から外側に流出しようとするガスＧがシール部材９０でシールされ、接合界面ＢＳ２まで到達しないので、気密性が充分でない接合界面ＢＳ２からガスＧがガスセンサ２００内に流入することが防止される。そのため、ガスＧに含まれる腐食性物質や水分によって、ガスセンサ素子１０や各種導電部材１２ａ、３１、３２等が腐食、劣化し、ガスセンサの劣化や動作不良を起こすことが抑制される。特に、取り付け対象体３００が内燃機関の吸気系統である場合、過給機等により吸気が圧縮されると内圧も上昇するので（大気圧〜６気圧）、ガスＧがガスセンサ２００内に流入しやすくなるので、上記した構成が有効となる。 A seal member (O-ring) 90 is externally fitted in the concave groove D2, and the seal member 90 is locked between the front-facing surface 52t and the rear-end facing surface 52s formed in the concave groove D2. Further, the outer diameter of the seal member 90 is larger than that of the large diameter portion 52, and a sensor attachment hole 350 having a diameter slightly larger than that of the large diameter portion 52 is provided in the attachment target body 300 to which the gas sensor is attached. Therefore, when the gas sensor 200 is inserted and attached to the sensor attachment hole 350 from the front end side, the seal member 90 is crushed by the inner wall 360 of the sensor attachment hole 350 and seals between the attachment object 300 and the housing 50. It has become.
As described above, when the sealing member 90 is disposed on the distal end side from the joining interface BS2 between the cover main body 61 and the housing 50, the gas G that tends to flow out from the attachment target body 300 is sealed by the sealing member 90, and the joining interface is obtained. Since the gas does not reach BS2, the gas G is prevented from flowing into the gas sensor 200 from the joint interface BS2 having insufficient airtightness. Therefore, the gas sensor element 10 and the various conductive members 12a, 31, 32, and the like are corroded and deteriorated by the corrosive substance and moisture contained in the gas G, and the gas sensor is prevented from being deteriorated or malfunctioning. In particular, when the attachment object 300 is an intake system of an internal combustion engine, the internal pressure also increases when the intake air is compressed by a supercharger or the like (atmospheric pressure to 6 atmospheric pressure), so that the gas G easily flows into the gas sensor 200. Therefore, the above-described configuration is effective.

カバー本体６１は、図２、図３に示すように、ハウジング５０の凹凸部５１より後端側にインサート成型され、外側プロテクタ１００のガス導入孔１１５側に沿ってハウジング５０の径大部５２より径大の半円筒部６１ａを有すると共に、半円筒部６１ａの端からガス導入孔１１５の反対側に向かって平行に２つの壁部６１ｂが延びている。そして、両壁部６１ｂの端が壁部６１ｂの面に垂直な仕切り壁６１ｃで閉じられている。このようにして、半円筒部６１ａ、２つの壁部６１ｂ、及び仕切り壁６１ｃにより、ガスセンサ素子の後端部１２を囲んでいる。又、半円筒部６１ａ、２つの壁部６１ｂ、及び仕切り壁６１ｃの後端側の高さはガスセンサ素子１０の後端部１２よりやや高く、後端部１２（及び後述するセパレータ４０、コネクタ端子７０）がカバー本体６１の内部空間に収容されるようになっている。 2 and 3, the cover main body 61 is insert-molded on the rear end side of the concave and convex portion 51 of the housing 50, and from the large diameter portion 52 of the housing 50 along the gas introduction hole 115 side of the outer protector 100. While having a large-diameter semi-cylindrical portion 61a, two wall portions 61b extend in parallel from the end of the semi-cylindrical portion 61a toward the opposite side of the gas introduction hole 115. And the end of both wall parts 61b is closed by the partition wall 61c perpendicular | vertical to the surface of the wall part 61b. In this manner, the rear end portion 12 of the gas sensor element is surrounded by the semi-cylindrical portion 61a, the two wall portions 61b, and the partition wall 61c. Further, the height of the rear end side of the semi-cylindrical portion 61a, the two wall portions 61b, and the partition wall 61c is slightly higher than the rear end portion 12 of the gas sensor element 10, and the rear end portion 12 (and a separator 40 and a connector terminal described later). 70) is accommodated in the internal space of the cover main body 61.

又、２つの壁部６１ｂから、それぞれ壁部６１ｂの面から遠ざかるように半円状のフランジ部６４が延びている。各フランジ部６４は金属円筒状のカラー８０にインサート成型されている。そして、カラー８０にネジを挿通し、このネジを取り付け対象体３００（例えば、内燃機関の吸気系統）に設けたネジ孔にネジ止めすることで、ガスセンサ２００を取り付け対象体３００に取り付けることができる。なお、カバー本体６１及び各フランジ部６４の先端向き面は面一になっていて、これらの面が取り付け対象体３００の外面に密着するようになっている。
このように、各フランジ部６４を用いてガスセンサ２００を取り付け対象体３００に取り付けるようにすると、対象物の取付け開口を比較的小径とすることができ、ハウジング５０を直接対象物にネジ止めする場合に比べ、対象物の材質等に関わらず取付けが容易で確実となる。 A semicircular flange portion 64 extends from the two wall portions 61b so as to be away from the surface of the wall portion 61b. Each flange portion 64 is insert-molded into a metal cylindrical collar 80. The gas sensor 200 can be attached to the attachment target body 300 by inserting a screw through the collar 80 and screwing the screw into a screw hole provided in the attachment target body 300 (for example, the intake system of the internal combustion engine). . Note that the front-facing surfaces of the cover main body 61 and the flange portions 64 are flush with each other, and these surfaces are in close contact with the outer surface of the attachment target body 300.
As described above, when the gas sensor 200 is attached to the attachment target body 300 using the flange portions 64, the attachment opening of the object can be made relatively small in diameter, and the housing 50 is directly screwed to the object. Compared to the above, installation is easy and reliable regardless of the material of the object.

更に、図３に示すように、半円筒部６１ａには、ハウジング５０との接合部よりも径方向外側に延びた段部６６を形成し、この段部６６と各フランジ部６４の下面とが取り付け対象体３００の表面に接する取付け面Ａになっている。 Further, as shown in FIG. 3, the semi-cylindrical portion 61a is formed with a step portion 66 extending radially outward from the joint portion with the housing 50, and the step portion 66 and the lower surface of each flange portion 64 are formed. The attachment surface A is in contact with the surface of the attachment object 300.

さらにカバー本体６１は、ガス導入孔１１５の反対側に開口６３ｂを有しつつ、ガスセンサ２００の径方向（軸線方向Ｏに垂直な方向）に延びる矩形で雄型のコネクタ部６３を一体に有している。コネクタ部６３は、開口６３ｂを形成するコネクタ壁６３ａがコネクタ部６３を挿通するコネクタ端子７０の周囲に設けられており、更に、仕切り壁６１ｃに一体に接続している。コネクタ部６３のコネクタ端子７０の他端が、仕切り壁６１ｃからカバーの内部空間内に露出している。 Further, the cover body 61 integrally has a rectangular male connector portion 63 extending in the radial direction of the gas sensor 200 (direction perpendicular to the axial direction O) while having an opening 63b on the opposite side of the gas introduction hole 115. ing. The connector 63 has a connector wall 63a forming an opening 63b provided around the connector terminal 70 through which the connector 63 is inserted, and is connected integrally to the partition wall 61c. The other end of the connector terminal 70 of the connector part 63 is exposed in the interior space of the cover from the partition wall 61c.

このコネクタ部６３は、相手コネクタ（この例では、雌コネクタ）を径方向に挿抜可能である。カバーの内部空間に露出したコネクタ端子７０の他端は、カバー本体６１の内部空間にあって先端側から後端側へ隆起する棚部６１ｄ上にアウトサート成型され、棚部６１ｄに付着固定されている。なお、本発明においては、アウトサート成型とインサート成型とを特に区別せずに表記する。 This connector part 63 can insert and remove a mating connector (in this example, a female connector) in the radial direction. The other end of the connector terminal 70 exposed in the internal space of the cover is outsert-molded on a shelf portion 61d that protrudes from the front end side to the rear end side in the internal space of the cover body 61, and is attached and fixed to the shelf portion 61d. ing. In the present invention, outsert molding and insert molding are not particularly distinguished.

他方、ガスセンサ素子１０は、後端部１２がハウジング５０の後端（加締め部５３）よりも後方に突出させられており、その後端部１２には、絶縁性セラミックスからなる筒状のセパレータ４０が被せられている。そして、セパレータ４０の挿通孔４１に、ガスセンサ素子１０の後端部１２に設けられた電極パッド１２ａが収容され、挿通孔４１に配置された接続端子３１、３２が電極パッド１２ａに電気的に接続される。又、セパレータ４０外に表出する接続端子３１、３２の一端（後述する外部回路側接続端子部）は径方向に延び、コネクタ端子７０に電気的に接続されるようになっている。
以上のようにして、ガスセンサ素子１０の電極パッド１２ａとコネクタ端子７０とが接続端子３１、３２を介して電気的に接続され、この状態で蓋部６２をカバー本体６１に被せて両者を接合（例えば溶着）することで、セパレータ４０がカバー６０で覆われてガスセンサ２００が構成される。 On the other hand, the gas sensor element 10 has a rear end portion 12 protruding rearward from the rear end (clamping portion 53) of the housing 50, and the rear end portion 12 has a cylindrical separator 40 made of insulating ceramics. Is covered. And the electrode pad 12a provided in the rear-end part 12 of the gas sensor element 10 is accommodated in the insertion hole 41 of the separator 40, and the connection terminals 31 and 32 arrange | positioned at the insertion hole 41 are electrically connected to the electrode pad 12a. Is done. Further, one end (external circuit side connection terminal portion described later) of the connection terminals 31 and 32 exposed outside the separator 40 extends in the radial direction and is electrically connected to the connector terminal 70.
As described above, the electrode pad 12a of the gas sensor element 10 and the connector terminal 70 are electrically connected via the connection terminals 31 and 32. In this state, the lid 62 is placed on the cover body 61 to join them together ( For example, the gas sensor 200 is configured by covering the separator 40 with the cover 60 by welding.

一方、ガスセンサ素子１０の検出部１１の外周面は、多孔質状の保護層１５により被覆され、検出部１１のうち外部に晒される電極を吸気等による被毒や被水から保護している。そして、ハウジングの先端係合部５６に外側プロテクタ１００が嵌められ、レーザ溶接によって固定され、外側プロテクタ１００内部に収容された検出部１１を保護している。外側プロテクタ１００の内側のうち、検出部１１とガス導入孔１１５との間には内側プロテクタ１１２が配置され、ガス導入孔１１５から外側プロテクタ１００内部に導入されたガスが検出部１１に直接晒されることを抑制している。よって、ガス中に含まれる水分や油分がガスセンサ素子１０に付着することを抑制でき、ガスセンサ素子１０にクラックや割れが生じることを抑制できる。また、ガス中に含まれる煤においてもガスセンサ素子１０に付着することを抑制でき、ガスセンサ２００の検出精度が低下する事を抑制できる。 On the other hand, the outer peripheral surface of the detection unit 11 of the gas sensor element 10 is covered with a porous protective layer 15 to protect the electrode exposed to the outside of the detection unit 11 from poisoning due to intake air or the like. Then, the outer protector 100 is fitted to the front end engaging portion 56 of the housing, and is fixed by laser welding to protect the detection unit 11 accommodated inside the outer protector 100. Inside the outer protector 100, an inner protector 112 is disposed between the detection unit 11 and the gas introduction hole 115, and the gas introduced from the gas introduction hole 115 into the outer protector 100 is directly exposed to the detection unit 11. That is restrained. Therefore, it can suppress that the water | moisture content and oil component contained in gas adhere to the gas sensor element 10, and it can suppress that a crack and a crack arise in the gas sensor element 10. FIG. Moreover, it can suppress that the soot contained in gas adheres to the gas sensor element 10, and can suppress that the detection accuracy of the gas sensor 200 falls.

一方、外側プロテクタ１００の一部には、ガスセンサ素子１０の検出部１１にガスを晒すためのガス導入孔１１５が形成されている。このガス導入孔１１５は軸線方向に延びるスリット形状を有している。このように、スリット形状を有するガス導入孔１１５を設けることで、外側プロテクタ１００内のガス置換が早期に行なわれ、検出素子の検出精度の低下を抑制できる。第１の実施形態では、このガス導入孔１１５の幅は１．０ｍｍである。このように、導入孔の幅が０．５ｍｍ以上であれば、外側プロテクタ１００内のガス置換が早期に行われ、ガス検出精度が低下することを防止できる。 On the other hand, a gas introduction hole 115 for exposing the gas to the detection unit 11 of the gas sensor element 10 is formed in a part of the outer protector 100. The gas introduction hole 115 has a slit shape extending in the axial direction. Thus, by providing the gas introduction hole 115 having a slit shape, gas replacement in the outer protector 100 is performed at an early stage, and a decrease in detection accuracy of the detection element can be suppressed. In the first embodiment, the width of the gas introduction hole 115 is 1.0 mm. Thus, if the width of the introduction hole is 0.5 mm or more, it is possible to prevent gas replacement in the outer protector 100 from being performed at an early stage and to reduce gas detection accuracy.

なお、内燃機関の吸気系統にガスセンサ２００を取り付ける場合、ガス導入孔１１５の向きを吸気系統の下流側に合わせると、ガスセンサ素子１０にクラックや割れが生じることを抑制でき、さらに、ガスセンサ２００の検出精度が低下する事を抑制できる。 When the gas sensor 200 is attached to the intake system of the internal combustion engine, if the direction of the gas introduction hole 115 is adjusted to the downstream side of the intake system, the gas sensor element 10 can be prevented from being cracked or cracked. It can control that accuracy falls.

次に、図３、図４を参照し、導電部材３１、３２、７０の構成について説明する。なお、図５は、セパレータ４０及び接続端子３１、３２について説明した斜視図である。
接続端子３１、３２は、長片状の導電部材（金属片等）をプレス等で打ち抜き、所定形状に折り曲げて形成されている。この接続端子３１、３２は、セパレータ４０の挿通孔４１内に配置され、電極パット１２ａにそれぞれ接続される素子側接続端子部３１ａ、３２ａと、それぞれ素子側接続端子部３１ａ、３２ａとコネクタ端子７０とを接続する外部回路側接続端子部３１ｂ、３２ｂとを一体に有している。
このうち、素子側接続端子部３１ａ、３２ａは、挿通孔４１の壁面に沿う引き出し部３１ｔ、３２ｔと、引き出し部３１ｔ、３２ｔの先端側で屈曲し、弾性力によってセパレータ４０の軸方向中心に向かって膨らんでいる接触部３１ｒ、３２ｒを備えている。そして、ガスセンサ素子１０の後端部１２をセパレータ４０の挿通孔４１に挿通した際、素子側接続端子部３１ａ、３２ａ（接触部３１ｒ、３２ｒ）が電極パット１２ａと摺動し、素子側接続端子部３１ａ、３２ａの弾性力によって電極パット１２ａとの接圧を増すことで、確実な電気的接続が図られる。 Next, the configuration of the conductive members 31, 32, and 70 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view illustrating the separator 40 and the connection terminals 31 and 32.
The connection terminals 31 and 32 are formed by punching a long piece of conductive member (metal piece or the like) with a press or the like and bending it into a predetermined shape. The connection terminals 31 and 32 are disposed in the insertion hole 41 of the separator 40, and are connected to the electrode pad 12a, respectively. The element side connection terminal portions 31a and 32a, the element side connection terminal portions 31a and 32a, and the connector terminal 70, respectively. And external circuit side connection terminal portions 31b and 32b are integrally formed.
Among these, the element side connection terminal portions 31a and 32a are bent at the leading ends of the lead portions 31t and 32t along the wall surface of the insertion hole 41 and the lead portions 31t and 32t, and are directed toward the axial center of the separator 40 by elastic force. The contact portions 31r and 32r are inflated. When the rear end portion 12 of the gas sensor element 10 is inserted into the insertion hole 41 of the separator 40, the element side connection terminal portions 31a and 32a (contact portions 31r and 32r) slide with the electrode pad 12a, and the element side connection terminals By increasing the contact pressure with the electrode pad 12a by the elastic force of the portions 31a and 32a, reliable electrical connection can be achieved.

他方、外部回路側接続端子３１ｂ、３２ｂについて詳細に説明する。
外部回路側接続端子３１ｂは、引き出し部３１ｔから第１屈曲部３１ｅを介してセパレータ４０の上面４０ａに沿って径方向に延びる水平部３１ｓと、水平部３１ｓから第２屈曲部３１ｆを介してセパレータ４０の上面４０ａから軸方向中央に向かって径方向外側に拡がりつつ斜めに延びる第１端子部３１ｂ１と、第１端子部３１ｂ１から第３屈曲部３１ｇを介して径方向外側に水平に延びる第２端子部３１ｂ２とを一体に形成してなる。 On the other hand, the external circuit side connection terminals 31b and 32b will be described in detail.
The external circuit side connection terminal 31b includes a horizontal portion 31s extending in a radial direction along the upper surface 40a of the separator 40 from the lead portion 31t via the first bent portion 31e, and a separator extending from the horizontal portion 31s to the second bent portion 31f. A first terminal portion 31b1 extending obliquely from the upper surface 40a of the 40 toward the center in the axial direction and extending radially outward, and a second terminal extending horizontally outward from the first terminal portion 31b1 via the third bent portion 31g. The terminal portion 31b2 is integrally formed.

又、外部回路接続端子３２ｂは、引き出し部３２ｔから第１屈曲部３２ｅを介してセパレータ４０の上面４０ａに沿って径方向に延びる水平部３２ｓと水平部３２ｓから第２屈曲部３２ｆを介してセパレータ４０の上面４０ａから軸方向中央に向かって径方向外側に拡がりつつ斜めに延びる第１端子部３２ｂ１と、第１端子部３２ｂ１から第３屈曲部３２ｇを介して径方向外側に水平に延びる第２端子部３２ｂ２とを一体に形成してなる。
なお、第１端子部３２ｂ１の角度は第１端子部３１ｂ１の角度と同一であり、第２端子部３２ｂ２は第２端子部３１ｂ２と一列に並んでいる。
また、接続端子３１の水平部３１ｓは、セパレータ４０の挿通孔４１から図４の奥側に向かってまっすぐに延びている。これに対し、接続端子３２の水平部３２ｓは、これら水平部３１ｓに接触しないよう、挿通孔４１の外周を通って３つの水平部３１ｓの両外側から同様に図４の奥側に向かってまっすぐに延びている。 The external circuit connection terminal 32b includes a horizontal portion 32s extending in a radial direction along the upper surface 40a of the separator 40 from the lead portion 32t via the first bent portion 32e and a separator extending from the horizontal portion 32s to the second bent portion 32f. A first terminal portion 32b1 extending obliquely outwardly from the upper surface 40a toward the axial center and extending diagonally outward from the first terminal portion 32b1 via the third bent portion 32g. The terminal portion 32b2 is integrally formed.
The angle of the first terminal portion 32b1 is the same as the angle of the first terminal portion 31b1, and the second terminal portion 32b2 is aligned with the second terminal portion 31b2.
Further, the horizontal portion 31 s of the connection terminal 31 extends straight from the insertion hole 41 of the separator 40 toward the back side in FIG. 4. On the other hand, the horizontal portion 32s of the connection terminal 32 passes straight from the outer sides of the three horizontal portions 31s toward the far side in FIG. 4 through the outer periphery of the insertion hole 41 so as not to contact the horizontal portions 31s. It extends to.

このように、接続端子３１、３２がセパレータ４０の後端向き面４０ａから径方向に延びているため、接続端子３１、３２やそれに接続されるリード線等がセパレータ４０の後端向き面４０ａより後端側に突出することが無く、その分だけガスセンサ２００の軸線方向Ｏの高さが低くなり、ガスセンサ２００を対象物に取り付けた際の突き出し長さを短くすることができる。
又、外部回路側接続端子部３１ｂ、３２ｂは、セパレータ４０の軸方向中央に向かって屈曲するので、この屈曲部で接続されるコネクタ端子７０の軸線方向の高さを先端側へ向かって低くすることができる。コネクタ部６３は、相手コネクタを径方向に挿抜させるためにコネクタ端子７０より後端側及び先端側へ突出するが、コネクタ端子７０の高さを低くすることでコネクタ部６３の高さも低くなり、その分だけガスセンサ２００の軸線方向Ｏの高さが低くなり、ガスセンサ２００を対象物に取り付けた際の突き出し長さを短くすることができる。 As described above, since the connection terminals 31 and 32 extend in the radial direction from the rear end facing surface 40a of the separator 40, the connection terminals 31, 32 and lead wires connected thereto are more than the rear end facing surface 40a of the separator 40. There is no protrusion toward the rear end side, and the height in the axial direction O of the gas sensor 200 is reduced accordingly, and the protrusion length when the gas sensor 200 is attached to the object can be shortened.
Further, since the external circuit side connection terminal portions 31b and 32b are bent toward the center in the axial direction of the separator 40, the height in the axial direction of the connector terminal 70 connected at the bent portion is lowered toward the tip side. be able to. The connector part 63 protrudes from the connector terminal 70 to the rear end side and the front end side in order to insert and remove the mating connector in the radial direction. However, by reducing the height of the connector terminal 70, the height of the connector part 63 is also reduced. Accordingly, the height of the gas sensor 200 in the axial direction O is reduced, and the protrusion length when the gas sensor 200 is attached to the object can be shortened.

なお、コネクタ側接続端子部３１ｂ、３２ｂの屈曲位置（つまりコネクタ端子７０の軸線方向の高さ）は、セパレータ４０の軸方向中心Ｃよりやや後端側に設定してある。このようにすると、コネクタ部６３の先端向き面６３ａが取付け面Ａより先端側に突出してセンサ取り付け孔３５０の表面と干渉し、結果としてガスセンサ２００の取付け深さが浅くなることをも防止し、ガスセンサ２００の突き出し長さを短くすることができる。具体的には、この実施形態では、先端向き面６３ａは取付け面Ａよりやや後端側に位置している。 The bent positions of the connector side connection terminal portions 31b and 32b (that is, the height in the axial direction of the connector terminal 70) are set slightly rearward from the axial center C of the separator 40. In this way, the tip-facing surface 63a of the connector part 63 protrudes from the mounting surface A to the tip side and interferes with the surface of the sensor mounting hole 350, and as a result, the gas sensor 200 can be prevented from having a shallow mounting depth. The protruding length of the gas sensor 200 can be shortened. Specifically, in this embodiment, the front end facing surface 63a is located slightly on the rear end side from the mounting surface A.

なお、ガスセンサ２００を取り付ける対象である取り付け対象体としては、種々の内燃機関が挙げられ、特に自動車等の車両の内燃機関の吸気系統が挙げられる。ここで、吸気系統とは、吸気取り入れ口から内燃機関の吸気ポートまでの間の吸気通路であり、例えば、吸気管、及び吸気管から分岐して内燃機関の吸気ポートに接続される吸気マニホールドが挙げられる。又、吸気は、新気（排気を含まない新鮮な空気）の他、排気の一部が吸気系統へ還流（再循環）されて新気と混合された混合ガスを含む。
又、上記実施形態のガスセンサ素子１０は、いわゆる全領域空燃比センサであるが、空燃比センサの他、酸素センサ（λセンサ）、ＮＯｘセンサを用いることができる。
なお、吸気側の特定ガス濃度を検出して内燃機関を制御した場合、排気側にガスセンサを設けて排気中の特定ガス濃度を検出する場合に比べ、内燃機関を精度よく制御できる。これは、排気中の特定ガス濃度に応じた制御がフィードバック制御であるのに対し、吸気側の特定ガス濃度に応じた制御は、燃焼前に対応ができるからである。 Note that examples of attachment objects to which the gas sensor 200 is attached include various internal combustion engines, and in particular, an intake system of an internal combustion engine of a vehicle such as an automobile. Here, the intake system is an intake passage from the intake intake port to the intake port of the internal combustion engine. For example, an intake pipe and an intake manifold branched from the intake pipe and connected to the intake port of the internal combustion engine Can be mentioned. In addition to fresh air (fresh air that does not include exhaust), the intake air includes a mixed gas in which part of the exhaust gas is recirculated (recirculated) to the intake system and mixed with fresh air.
Moreover, although the gas sensor element 10 of the said embodiment is what is called a full range air-fuel ratio sensor, an oxygen sensor (lambda sensor) and a NOx sensor other than an air-fuel ratio sensor can be used.
In addition, when the internal combustion engine is controlled by detecting the specific gas concentration on the intake side, the internal combustion engine can be controlled more accurately than when the gas sensor is provided on the exhaust side to detect the specific gas concentration in the exhaust. This is because the control according to the specific gas concentration in the exhaust is feedback control, whereas the control according to the specific gas concentration on the intake side can be handled before combustion.

次に、図５を参照し、本発明の第１の実施形態に係るガスセンサ２００の製造方法の一例について説明する。
まず、インサート成型され公知の方法により作成された素子アセンブリ１５０、カラー８０、及びコネクタ端子７０を適宜金型の内部に設置する（図５（ａ））。次に、金型内に樹脂を射出成形し、カバー本体６１がインサート成型される。（図５（ｂ））。次に予め接続端子３１、３２を装着したセパレータ４０を、カバー本体６１内部に配置されたガスセンサ素子２０の後端部１２に嵌め込み（図５（ｃ））、接続端子３１、３２を電極パット１２ａ及びコネクタ端子７０に接続する（図５（ｄ））。又、接続端子３１、３２とコネクタ端子７０とを適宜、スポット溶接等で電気的に接続する。
そして、カバー本体６１の開口に蓋部６２を被せ（図５（ｅ））、カバー本体６１と蓋部６２との合わせ目Ｊ１を一体化（例えば、溶着）して封止し、カバー６０を形成させる。そして、上記した径大部５２の凹溝Ｄ２（いずれも図示せず）にＯリング９０を外嵌し、ガスセンサ２００を得る（図５（ｆ））。 Next, an example of a method for manufacturing the gas sensor 200 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
First, the element assembly 150, the collar 80, and the connector terminal 70, which are insert-molded and created by a known method, are appropriately installed inside the mold (FIG. 5A). Next, resin is injection-molded in the mold, and the cover body 61 is insert-molded. (FIG. 5B). Next, the separator 40 to which the connection terminals 31 and 32 are mounted in advance is fitted into the rear end portion 12 of the gas sensor element 20 disposed inside the cover main body 61 (FIG. 5C), and the connection terminals 31 and 32 are connected to the electrode pad 12a. And it connects with the connector terminal 70 (FIG.5 (d)). Further, the connection terminals 31 and 32 and the connector terminal 70 are appropriately electrically connected by spot welding or the like.
Then, the opening of the cover body 61 is covered with the lid portion 62 (FIG. 5E), the joint J1 between the cover body 61 and the lid portion 62 is integrated (for example, welded) and sealed, and the cover 60 is sealed. Let it form. Then, the O-ring 90 is externally fitted into the concave groove D2 (none of which is shown) of the large-diameter portion 52 described above to obtain the gas sensor 200 (FIG. 5 (f)).

次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係るガスセンサ２１０の構成について説明する。ガスセンサ２１０は、第１の実施形態におけるハウジング５０側の凹溝Ｄ２の代わりに、ハウジング５０とカバー本体６１との間に隙間を設けて凹溝Ｄ１を形成させたこと以外は、第１の実施形態と同一であるので、第１の実施形態と同一の構成部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図６は、ガスセンサ２１０の構成を示す断面図であり、第１の実施形態の図３に対応した図である。この図において、カバー本体６１の先端は径大部５２まで形成されず、軸線方向Ｏに径大部５２との間に隙間を有している。さらに、カバー本体６１の先端面が先端に向く段部（この段部の先端面が、特許請求の範囲の「先端向き面」）６１ｓを形成している。そして、径大部５２の後端面（特許請求の範囲の「第１段部」に相当）５２ｅ１と、カバー本体６１の段部（先端面）６１ｓとの間に形成された凹溝Ｄ１にシール部材（Ｏリング）９０が外嵌され、この凹溝Ｄ１にシール部材９０が係止されている。なお、径大部５２の後端面５２ｅ１は後端を向く段部をなしている。 Next, the configuration of the gas sensor 210 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The gas sensor 210 is the first embodiment except that the groove D1 is formed by providing a gap between the housing 50 and the cover body 61 instead of the groove D2 on the housing 50 side in the first embodiment. Since the configuration is the same as that of the first embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the gas sensor 210 and corresponds to FIG. 3 of the first embodiment. In this figure, the front end of the cover body 61 is not formed up to the large diameter portion 52, and there is a gap between the large diameter portion 52 in the axial direction O. Furthermore, a stepped portion 61s (the tip end surface of this stepped portion is the “tip-facing surface” in the claims) whose tip end surface of the cover main body 61 faces the tip is formed. And it seals in the ditch | groove D1 formed between the rear-end surface (equivalent to the "1st step part" of a claim) 52e1 and the step part (tip surface) 61s of the cover main body 61 in the large diameter part 52. A member (O-ring) 90 is externally fitted, and the seal member 90 is locked in the concave groove D1. The rear end surface 52e1 of the large diameter portion 52 forms a step portion facing the rear end.

第２の実施形態においても、カバー本体６１とハウジング５０との接合界面ＢＳ１（段部６１ｓの位置）より先端側に、シール部材９０が配置されているので、取り付け対象体３００から外側に流出しようとするガスＧがシール部材９０でシールされ、接合界面ＢＳ１まで到達せず、気密性が充分でない接合界面ＢＳ１からガスＧがガスセンサ２１０内に流入することが防止される。
なお、第２の実施形態の場合、第１の実施形態のようにハウジングに凹溝を設ける場合に比べ、加工の手間が軽減し、生産性が向上する。 Also in the second embodiment, the seal member 90 is disposed on the distal end side from the joining interface BS1 (position of the stepped portion 61s) between the cover main body 61 and the housing 50, so that it will flow out from the attachment target body 300 to the outside. The gas G is sealed by the seal member 90, does not reach the bonding interface BS1, and the gas G is prevented from flowing into the gas sensor 210 from the bonding interface BS1 having insufficient airtightness.
In the case of the second embodiment, as compared with the case where the housing is provided with a concave groove as in the first embodiment, the processing effort is reduced and the productivity is improved.

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but extends to various modifications and equivalents included in the spirit and scope of the present invention.

又、上記実施形態では、カバーはハウジングにインサート成型されているが、これに限られず、カバーが例えば圧入、隙間嵌め等の嵌合や、加締め、溶接、溶着等によりハウジングに接合されていてもよい。
さらに、上記実施形態では、カバーは、セパレータを収容、保護するよう構成されているが、これに限られず、カバーが例えば放熱、各種端子金具を収容するよう構成されていてよい。
シール部材としては、Ｏリングの他、板パッキンを用いることができる。この場合、図３の取り付け孔３５０に段部を設け、段部に径大部５２の先端向き面を、板パッキンを介在させて当接させることで、達成できる。又、ガスセンサにコネクタ部を一体で設けず、外部コネクタをリード線や端子等の導電部材でガスセンサに接続してもよい。又、この導電部材の一部をカバー内に収容するように構成してもよい。 In the above embodiment, the cover is insert-molded in the housing. However, the present invention is not limited to this, and the cover is joined to the housing by, for example, press fitting, gap fitting, etc., caulking, welding, welding, or the like. Also good.
Furthermore, in the said embodiment, although the cover is comprised so that a separator may be accommodated and protected, it is not restricted to this, For example, a cover may be comprised so that heat dissipation and various terminal metal fittings may be accommodated.
As the seal member, a plate packing can be used in addition to the O-ring. In this case, this can be achieved by providing a step portion in the mounting hole 350 of FIG. 3 and bringing the stepped portion into contact with the tip-facing surface of the large diameter portion 52 with a plate packing interposed therebetween. Further, the connector part may not be provided integrally with the gas sensor, and the external connector may be connected to the gas sensor with a conductive member such as a lead wire or a terminal. Moreover, you may comprise so that a part of this electrically-conductive member may be accommodated in a cover.

又、上記実施形態ではカバーをナイロン樹脂から成型したが、他の公知である高分子材料によって成型しても何ら問題は無い。 Moreover, in the said embodiment, although the cover was shape | molded from nylon resin, there is no problem even if it shape | molds with another well-known polymeric material.

２００、２１０ガスセンサ
１０ガスセンサ素子
１１検出部
５０ハウジング
５２ｅ１第１段部
６０、６１カバー（カバー本体）
６１ｓカバーの先端向き面（段部）
９０シール部材（Ｏリング）
３００取り付け対象体
３５０センサ取り付け孔
ＢＳ１、ＢＳ２接合面
Ｄ１、Ｄ２凹溝
Ｏ軸線方向 200, 210 Gas sensor 10 Gas sensor element 11 Detection part 50 Housing 52e1 First step part 60, 61 Cover (cover body)
61s Cover end face (step)
90 Seal member (O-ring)
300 Attachment target 350 Sensor attachment hole BS1, BS2 Joint surface D1, D2 Concave groove O Axial direction

Claims

A gas sensor element that extends in the axial direction and has a detection unit for detecting a specific gas component in the gas to be measured on its tip side;
A housing made of metal that surrounds the periphery of the gas sensor element in the radial direction and is inserted into the sensor mounting hole of the mounting object;
A gas sensor comprising:
A cover made of a polymer material joined to the outside of the rear end of the housing;
A gas sensor comprising: a seal member disposed on the outer side in the radial direction of the housing on the front side of the front end of the cover and in pressure contact with the inner wall of the sensor mounting hole.

The gas sensor according to claim 1, wherein a concave groove for locking the seal member is continuously formed in a radial direction on an outer surface of the housing.

A first step portion having a rear end facing surface is formed on an outer surface of the housing, and the seal member is locked between a rear end facing surface of the first step portion and a front end facing surface of the cover. Item 2. A gas sensor according to Item 1.