JP5754338B2 - ガスセンサ - Google Patents
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Description
例えば、図14に示すように、ガスセンサ91は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子92と、センサ素子92を内側に挿通して保持するハウジング93とを有している。該ハウジング93の基端側には、絶縁碍子94と、該絶縁碍子94内に保持されると共にセンサ素子92の基端部に配設された端子電極921に対して電気的に接続された金属端子922が設けられている。
ガスセンサ91においては、かしめ部97が絶縁碍子94の外方に設けられている。そのため、かしめ部97にかかるかしめ力が大きい場合には、第1基端側カバー95および第2基端側カバー96に変形が生じ、第1基端側カバー95が、その内側に配設された絶縁碍子94と干渉することがある。これにより、第1基端側カバー95を介して絶縁碍子94にかしめ力が伝わり、絶縁碍子94の割れ、欠け等が発生するおそれがある。
該センサ素子の電極に電気的に接続された金属端子を内側に保持する絶縁碍子と、
上記センサ素子を内側に挿通保持するハウジングと、
該ハウジングの基端側に固定されると共に上記センサ素子の基端部及び上記絶縁碍子を覆う第1基端側カバーと、
該第1基端側カバーの基端部に、その外周側よりかしめ固定された第2基端側カバーとを有し、
上記第1基端側カバーと上記第2基端側カバーとがかしめ固定されたかしめ部の内側には、上記絶縁碍子が配置されており、
上記かしめ部は、上記第1基端側カバーの基端部に形成され外側へ突出すると共にその軸方向長さが上記かしめ部よりも長い外方突起部と上記第2基端側カバーの内周面との間、上記第2基端側カバーの先端部に形成され内側へ突出すると共にその軸方向長さが上記かしめ部よりも長い内方突起部と上記第1基端側カバーの外周面との間、又は上記外方突起部と上記内方突起部との間を圧接して形成されていることを特徴とするガスセンサにある(請求項1)。
また、上記ガスセンサにおいて、上記第1基端側カバーに配される上記外方突起部は、上記外周面上に複数の外方突起部を設けてもよいし、上記外周面全周に連続した一つの外方突起部を設けてもよい。また、上記第2基端側カバーに配される上記内方突起部は、上記内周面上に複数の内方突起部を設けてもよいし、上記内周面全周に連続した一つの内方突起部を設けてもよい。
D2−D1<0の場合は、上記第2基端側カバーを上記第1基端側カバーに嵌合しにくい。D2−D1>1.0mmの場合は、上記第2基端側カバーを大きく変形させる必要がある。そのため、場合によっては上記第2基端側カバーにシワが発生するなど、安定したかしめ状態を得ることが困難である。
D4−D3<0.1の場合は、上記第2基端側カバーを上記第1基端側カバーに嵌合しにくい。D4−D3>1.0mmの場合は、上記第2基端側カバーを大きく変形させる必要がある。そのため、場合によっては上記第2基端側カバーにシワが発生するなど安定したかしめ状態を得ることが困難である。
D6−D5<0.1の場合は、上記第2基端側カバーを上記第1基端側カバーに嵌合しにくい。D6−D5>1.0mmの場合は、上記第2基端側カバーを大きく変形させる必要がある。そのため、場合によっては上記第2基端側カバーにシワが発生するなど安定したかしめ状態を得ることが困難である。
本発明の実施例にかかるガスセンサにつき、図1〜図5を用いて説明する。
本例のガスセンサ1は、図1および図2に示すように、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子4と、該センサ素子4の電極に電気的に接続された金属端子31を内側に保持する絶縁碍子3と、センサ素子4を内側に挿通保持するハウジング5とを有する。ガスセンサ1は、さらに、ハウジング5の基端側に固定されると共にセンサ素子4の基端部及び絶縁碍子3を覆う第1基端側カバー21と、該第1基端側カバー21の基端部にその外周側からかしめ固定された第2基端側カバー22とを有する。
ガスセンサ1は、センサ素子4を有し、図1および図2に示すように、該センサ素子4は、有底円筒形状の固体電解質体と、該固体電解質体の内面および外面に設けた一対の電極とからなる。センサ素子4(固体電解質体)の内側には、センサ素子4を加熱するためのヒータ41が配設されている。センサ素子4の基端側には、上記一対の電極にそれぞれ導通する金属端子31が設けてある。センサ素子4はハウジング5に挿通固定され、両者の間は密閉封止されている。
まず、図4(A)に示すごとく、第1基端側カバー21の外周に第2基端側カバー22を配置する。このとき、第1基端側カバー21の段部に第2基端側カバー22の先端部を当接させる。次に、図5に示すごとく、第1基端側カバー21と第2基端側カバー22との間であって、縮径部223よりも先端側に、円筒状のフィルタ24を挿入する。第2基端側カバー22には、かしめ部23となる部分に、縮径部223を設けてあり、縮径部223の基端部にフィルタ24の先端部を当接させる。
また、他の部位においても、適宜第2基端側カバー22の内側面を径方向の内側へ加圧し、変形させることによって、フィルタ24を挟み込みつつ、第1基端側カバー21にかしめ固定する。
本例のガスセンサ1においては、第1基端側カバー21の外周面から外側へ突出した6個の外方突起部211と、第2基端側カバー22の内周面との間の圧接によってかしめ部23が形成されている。そのため、図4(B)に示すように、第1基端側カバー21と第2基端側カバー22とをかしめる際、第2基端側カバー22の内周面に外方突起部211が食い込むか、第1基端側カバー21の外方突起部211が潰れるように変形するか、あるいは、これら2つの現象が共に生じるかすることにより、第1基端側カバー21と第2基端側カバー22の内周面とが圧接される。
また、外方突起部211の形成位置は、図7に示すごとく、導通孔212、222より先端側で、かつ第2基端側カバー22が配設される範囲Aの間であれば自由に設定することができる。
本例においては、実施例1に示したガスセンサ1について、外方突起部211に対する外接円の直径D1と、第2基端側カバー22の内周の直径D2との寸法関係が、第1基端側カバー21と第2基端側カバー22の嵌合しやすさ及びかしめ部23に生じるシワへの影響を評価した。その結果を表1に示す。
本例は、図8および図9に示すように、第2基端側カバー22に内方突起部221を設けた例である。第2基端側カバー22には、その内周面から内側へ突出した6個の内方突起部221を設けてあり、該内方突起部221は互いの間隔が略一定となる状態で形成されている。また、内方突起部221における軸方向の長さは、かしめ部23のよりも長いそして、内方突起部221は、第2基端側カバー22の一部にプレス加工等により形成することができる。
その他は実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例においては、実施例2に示したガスセンサ1について、第1基端側カバー21の外周面の直径D3と、内方突起部221の内接円の直径D4との寸法関係が、第1基端側カバー21と第2基端側カバー22の嵌合しやすさ及びかしめ部23に生じるシワへの影響を評価した。その結果を表2に示す。
本例は、図11に示すごとく、第1基端側カバー21に外方突起部211を設け、第2基端側カバー22に内方突起部221を設けた例である。第1基端側カバー21には、その外周面から外側へ突出した6個の外方突起部211を設けてあり、該外方突起部211は互いの周方向の間隔が略一定となる状態で形成されている。また、外方突起部211の軸方向における長さは、かしめ部23の長さよりも長い。そして、外方突起部211は第1基端側カバー21の一部にプレス加工等によって形成することができる。
また、第2基端側カバー22を第1基端側カバー21にかしめる前の状態において、内方突起部221に対する内接円の直径D6と、外方突起部211に対する外接円の直径D5とが、0.1≦D6−D5≦1.0mmを満たしている。
その他の構成は実施例1及び実施例2と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図13に示すごとく、外方突起部211及び内方突起部221の断面形状におけるバリエーションの例である。
図13(A)は、上述した実施例1〜実施例3に示す外方突起部211又は内方突起部221において、ガスセンサ1の軸方向に直交する平面による断面形状であるが、外方突起部211又は内方突起部221の断面形状としては、図13(B)〜(E)に示す形状とすることもできる。
2 大気側カバー
21 第1基端側カバー
211 外方突起部
214 第1平面部
22 第2基端側カバー
221 内方突起部
223 縮径部
224 第2平面部
23 かしめ部
3 絶縁碍子
4 センサ素子
5 ハウジング
Claims (9)
- 被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子と、
該センサ素子の電極に電気的に接続された金属端子を内側に保持する絶縁碍子と、
上記センサ素子を内側に挿通保持するハウジングと、
該ハウジングの基端側に固定されると共に上記センサ素子の基端部及び上記絶縁碍子を覆う第1基端側カバーと、
該第1基端側カバーの基端部に、その外周側よりかしめ固定された第2基端側カバーとを有し、
上記第1基端側カバーと上記第2基端側カバーとがかしめ固定されたかしめ部の内側には、上記絶縁碍子が配置されており、
上記かしめ部は、上記第1基端側カバーの基端部に形成され外側へ突出すると共にその軸方向長さが上記かしめ部よりも長い外方突起部と上記第2基端側カバーの内周面との間、上記第2基端側カバーの先端部に形成され内側へ突出すると共にその軸方向長さが上記かしめ部よりも長い内方突起部と上記第1基端側カバーの外周面との間、又は上記外方突起部と上記内方突起部との間を圧接して形成されていることを特徴とするガスセンサ。 - 請求項1に記載のガスセンサにおいて、上記第1基端側カバーは上記第2基端側カバーよりもビッカース硬さが大きいことを特徴とするガスセンサ。
- 請求項2に記載のガスセンサにおいて、上記第1基端側カバーと上記第2基端側カバーとのビッカース硬さにおける硬度差がHV10以上あることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1に記載のガスセンサにおいて、上記外方突起部及び上記内方突起部は、周方向に互いに略一定となる間隔を設けた状態で3個以上形成されていることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1に記載のガスセンサにおいて、上記かしめ部が上記第1基端側カバーの上記外方突起部と上記第2基端側カバーとの間における圧接によって形成されており、上記第2基端側カバーを上記第1基端側カバーにかしめる前の状態において、上記外方突起部に対する外接円の直径D1と、上記第2基端側カバーの内周の直径D2とが、0≦D2−D1≦1.0mmを満たすことを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1に記載のガスセンサにおいて、上記かしめ部が上記第2基端側カバーの上記内方突起部と上記第1基端側カバーとの間における圧接によって形成されており、上記第2基端側カバーを上記第1基端側カバーにかしめる前の状態において、上記内方突起部に対する内接円の直径D4と、上記第1基端側カバーの外周の直径D3とが、0.1≦D4−D3≦1.0mmを満たすことを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1に記載のガスセンサにおいて、上記第1基端側カバーは上記外方突起部を備え、上記第2基端側カバーは上記内方突起部を備えており、上記第2基端側カバーを上記第1基端側カバーにかしめる前の状態において、上記外方突起部に対する外接円の直径D5と、上記内方突起部に対する内接円の直径D6とが、0≦D6−D5≦1.0mmを満たすことを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1に記載のガスセンサにおいて、上記第1基端側カバーは上記外方突起部を備え、上記第2基端側カバーは上記内方突起部を備えており、上記外方突起部と上記内方突起部のいずれか一方は、他方の突起部よりも、周方向の幅を広く設定してあることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1に記載のガスセンサにおいて、上記第1基端側カバーと上記第2基端側カバーとの間には、上記第1基端側カバーの内側に大気を導入し、上記ガスセンサの外部から水分が侵入することを防止するフィルタが配設されており、上記第1基端側カバーは上記第2基端側カバーの先端に対向する段部を設けてなり、上記かしめ部は上記段部に隣接する位置に形成されていることを特徴とするガスセンサ。
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