JP6348405B2 - Gas sensor - Google Patents

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Description

本発明は、被測定ガス中の特定成分の濃度を検出するガスセンサに関する。   The present invention relates to a gas sensor that detects the concentration of a specific component in a gas to be measured.

従来から、内燃機関の排気ガス中の特定成分(酸素、NOx等)の濃度を検出するためのガスセンサが用いられている。一般にガスセンサは、軸線方向に延びるガスセンサ素子と、ガスセンサ素子を固定する筒状の主体金具と、主体金具の後端側に包囲状に設けられた金属製の外筒と、外筒内に先端側から順に配置されたセパレータ及びゴム製のグロメットと、を備えている。
そして、外筒と離間してグロメットを覆うキャップ状の保護部材を設け、飛石等が外筒に衝突してグロメット及びその内部のフィルタ部に衝撃が加わることを防止する技術が開示されている(特許文献1参照)。
又、ガスセンサが設置される排気管等の高熱によってグロメットが劣化することを防止するため、グロメットより先端側で外筒の外周に金属製の放熱部材を取り付けて放熱を図る技術が開示されている(特許文献2参照)。この放熱部材も、外筒と離間しつつグロメットを覆っているため、飛石等による衝撃を防止する機能を有している。
Conventionally, a gas sensor for detecting the concentration of a specific component (oxygen, NOx, etc.) in exhaust gas of an internal combustion engine has been used. In general, a gas sensor includes a gas sensor element extending in the axial direction, a cylindrical metal shell that fixes the gas sensor element, a metal outer cylinder that is provided in a surrounding manner on the rear end side of the metal metal shell, and a distal end side in the outer cylinder. And a rubber grommet disposed in order.
And the technique of providing the cap-shaped protection member which covers a grommet spaced apart from an outer cylinder, and prevents a stepping stone etc. colliding with an outer cylinder and applying an impact to a grommet and its internal filter part is disclosed. Patent Document 1).
Also, a technique for dissipating heat by attaching a metal heat dissipating member to the outer periphery of the outer cylinder at the tip side of the grommet is disclosed in order to prevent the grommet from being deteriorated by high heat of an exhaust pipe or the like where the gas sensor is installed. (See Patent Document 2). Since this heat radiating member also covers the grommet while being separated from the outer cylinder, it has a function of preventing an impact caused by a flying stone or the like.

特許第5002032号公報Japanese Patent No. 5002032 特開2012−154774号公報JP 2012-154774 A

ところで、外筒内部には、グロメットの先端側にも他部材(セパレータ等)が配置されている場合が多い。しかしながら、上記した特許文献1、2記載の技術においては、グロメットの先端側のセパレータの部位では外筒が放熱部材で覆われずに露出している。このため、外筒のこの部位に飛石等が衝突すると、内部のセパレータに衝撃が伝わり、セパレータが破損するおそれや、セパレータに取り付けられた接続端子がずれて電気的接続が切断するおそれがある。
そこで本発明は、外筒に接してその内側に配置される内部部材に衝撃が加わることを防止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。
By the way, there are many cases where other members (separator or the like) are also arranged inside the outer cylinder on the tip side of the grommet. However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the outer cylinder is exposed without being covered with the heat radiating member at the separator portion on the tip side of the grommet. For this reason, when a stepping stone or the like collides with this part of the outer cylinder, an impact is transmitted to the internal separator, and the separator may be damaged, or the connection terminal attached to the separator may be displaced to break the electrical connection.
Then, an object of this invention is to provide the gas sensor which can prevent that an impact is added to the internal member arrange | positioned inside and in contact with an outer cylinder.

上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に向かって延び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んで該ガスセンサ素子を保持する主体金具と、前記主体金具に取り付けられると共に、前記主体金具より後端に延びる金属製の外筒と、前記外筒に接しつつ該外筒の内側に配置され内部部材であり、自身に一つ以上の内部部材と、を備えたガスセンサであって、前記外筒の外周に取り付けられる筒状の保護部材をさらに備え、前記保護部材は、前記軸線方向における最も先端側の内部部材と前記外筒との接触位置の先端よりも先端側で、前記外筒に接続される接続部と、該接続部から後端側に延びつつ前記接触位置を覆うと共に、前記外筒の外周から離間する主部と、を有する。
ガスセンサにおいては、外筒の先端側の方が地面等により近いために飛石等が衝突し易い。従って、外筒の内側に配置される少なくとも一つ以上の内部部材のうち、軸線方向における最も先端側の内部部材の接触位置よりも先端側にて、接続部を外筒に接続することにより、接続部の後端側に延びる主部がこの接触位置を覆い、飛石等がより衝突し易い接触位置を保護する。これにより、接触位置の内側の内部部材に衝撃が加わることを防止することができる。
In order to solve the above-described problems, a gas sensor according to the present invention is attached to the metal shell, a gas sensor element extending in the axial direction, a metal shell that surrounds the circumference of the gas sensor element in the radial direction, and holds the gas sensor element. A gas sensor comprising: a metal outer cylinder extending to a rear end from the metal shell; and an internal member disposed inside the outer cylinder while being in contact with the outer cylinder, wherein the gas sensor includes one or more internal members. And further comprising a cylindrical protective member attached to the outer periphery of the outer cylinder, the protective member being closer to the distal end than the distal end of the contact position between the outermost inner member and the outer cylinder in the axial direction. And a connecting portion connected to the outer cylinder, and a main portion that extends from the connecting portion toward the rear end side, covers the contact position, and is separated from the outer periphery of the outer cylinder.
In the gas sensor, since the tip side of the outer cylinder is closer to the ground or the like, a stepping stone or the like is likely to collide. Therefore, by connecting the connecting portion to the outer cylinder at the front end side of the contact position of the innermost member on the front end side in the axial direction among at least one internal member arranged inside the outer cylinder, The main part extending to the rear end side of the connecting part covers this contact position, and protects the contact position where the flying stones and the like are more likely to collide. Thereby, it can prevent that an impact is added to the internal member inside a contact position.

本発明のガスセンサにおいて、前記主部に開口が設けられていてもよい。
このガスセンサによれば、主部の内側の水抜きや、主部の内側に熱がこもるのを防止することができる。
In the gas sensor of the present invention, an opening may be provided in the main part.
According to this gas sensor, it is possible to prevent drainage inside the main part and heat from being accumulated inside the main part.

本発明のガスセンサにおいて、前記開口は、前記軸線方向に延びる一辺を残して切り欠かれて径方向内側に押し込まれた複数の切欠部の間隙として構成され、前記複数の切欠部は周方向に沿って前記一辺を同じ向きにして並んでいてもよい。
このガスセンサによれば、進行風等の外気が一定方向から主部に当った場合に、切欠部をガイドとして外気が一辺側から主部の内側に導入される。このため、主部の内部では、軸線方向周りの旋回流として外気が導入され、旋回流として主部の内部のガスセンサ(外筒)に均等に当り、外気の背面となるガスセンサの部位をも冷却することができ、冷却効率が向上する。
In the gas sensor of the present invention, the opening is configured as a gap between a plurality of notches that are notched leaving one side extending in the axial direction and pushed inward in the radial direction, and the plurality of notches are arranged along the circumferential direction. The one side may be arranged in the same direction.
According to this gas sensor, when outside air such as traveling wind hits the main part from a certain direction, the outside air is introduced from one side to the inside of the main part using the notch as a guide. For this reason, outside air is introduced as a swirl flow around the axial direction inside the main part, and the gas sensor part (outer cylinder) inside the main part is equally applied as the swirl flow to cool the portion of the gas sensor that is the back of the outside air. Cooling efficiency is improved.

本発明のガスセンサにおいて、前記主部の少なくとも後端側が前記軸線方向に沿って延びるストレート部を形成してもよい。
このガスセンサによれば、主部全体をテーパ等により拡径する場合に比べて主部の直径を小さくしつつ外筒と離間させることができ、ガスセンサの小型化を図ることができる。
In the gas sensor of the present invention, a straight portion in which at least the rear end side of the main portion extends along the axial direction may be formed.
According to this gas sensor, the diameter of the main part can be made smaller than the case where the entire main part is expanded by a taper or the like, and the outer part can be separated from the outer cylinder, and the gas sensor can be downsized.

この発明によれば、ガスセンサにおいて、外筒に接してその内側に配置される内部部材に衝撃が加わることを防止することができる。   According to the present invention, in the gas sensor, it is possible to prevent an impact from being applied to the internal member that is in contact with the outer cylinder and disposed inside thereof.

本発明の実施形態に係るガスセンサの軸線方向に沿う全体断面図である。It is a whole sectional view in alignment with an axial direction of a gas sensor concerning an embodiment of the present invention. 保護部材の斜視図である。It is a perspective view of a protection member. 保護部材の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of a protection member.

以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るガスセンサ100の軸線AX方向に沿う全体断面図、図2は保護部材の斜視図である。このガスセンサ100は、内燃機関の排気管などに装着され、測定ガスである排気ガス中の酸素濃度を、リッチ領域からリーン領域に渡ってリニアに検知する、いわゆる全領域空燃比センサである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is an overall cross-sectional view along the axis AX direction of a gas sensor 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a protective member. The gas sensor 100 is a so-called full-range air-fuel ratio sensor that is mounted on an exhaust pipe of an internal combustion engine or the like and linearly detects the oxygen concentration in the exhaust gas that is the measurement gas from the rich region to the lean region.

図1において、軸線AXはガスセンサ100の仮想中心軸であり、ガスセンサ100は、軸線AX方向に沿って延伸された形状を有している。ガスセンサ100は、酸素濃度に応じた信号を出力するガスセンサ素子120と、主体金具110とを備える。
主体金具110は軸線AX方向に沿った貫通孔110cを有する筒状の金属部材であって、ガスセンサ素子120の径方向周囲を取り囲んでガスセンサ素子120を保持すると共に、ガスセンサ100を排気管に対して固定的に取り付けるためのものである。主体金具110の外側には、排気管に設けられたガスセンサ100の取り付けのためのネジ溝に螺合するねじ部110aや、ガスセンサ100の取り付けの際にスパナやレンチなどの工具を係合させるための工具係合部110bが形成されている。
In FIG. 1, an axis AX is a virtual central axis of the gas sensor 100, and the gas sensor 100 has a shape that extends along the direction of the axis AX. The gas sensor 100 includes a gas sensor element 120 that outputs a signal corresponding to the oxygen concentration, and a metal shell 110.
The metal shell 110 is a cylindrical metal member having a through-hole 110c along the axis AX direction. The metal shell 110 surrounds the periphery of the gas sensor element 120 in the radial direction and holds the gas sensor element 120. The metal sensor 100 is connected to the exhaust pipe. For fixed mounting. On the outside of the metal shell 110, a screw part 110a that is screwed into a thread groove for mounting the gas sensor 100 provided in the exhaust pipe, or a tool such as a spanner or a wrench is engaged when the gas sensor 100 is mounted. The tool engaging portion 110b is formed.

主体金具110の先端側には、二重の有底筒状のプロテクタ101が、レーザ溶接により固設されている。二重のプロテクタ101には、ガスセンサ100を排気管に取り付けたときに、排ガスを内部に導入できるように、内側および外側の壁部のそれぞれに、複数の導入孔101cが形成されている。
主体金具110の後端側には、筒状の金属製の外筒103がレーザ溶接により固設されている。ガスセンサ100の内部には、外筒103の後端側端部から、ガスセンサ100と外部の制御回路とを電気的に接続するための3本のセンサ用リード線193,194,195と、2本のヒータ用リード線196,197とが挿通されている。なお、外筒103の後端側端部には、外筒103の内部を封止するためのフッ素ゴム製のグロメット191が取り付けられており、5種類のリード線193〜197は、グロメット191を貫通して、外筒103の内部に挿入されている。
グロメット191は、例えばシリコンゴムやフッ素ゴム等から形成することができる。
A double bottomed cylindrical protector 101 is fixed to the front end side of the metal shell 110 by laser welding. In the double protector 101, a plurality of introduction holes 101c are formed in each of the inner and outer wall portions so that the exhaust gas can be introduced into the interior when the gas sensor 100 is attached to the exhaust pipe.
A cylindrical metal outer cylinder 103 is fixed to the rear end side of the metal shell 110 by laser welding. Inside the gas sensor 100, there are two sensor lead wires 193, 194 and 195 for electrically connecting the gas sensor 100 and an external control circuit from the rear end side end portion of the outer cylinder 103. The heater lead wires 196 and 197 are inserted. Note that a fluoro rubber grommet 191 for sealing the inside of the outer cylinder 103 is attached to the rear end side end portion of the outer cylinder 103, and the five types of lead wires 193 to 197 include the grommet 191. It penetrates and is inserted into the outer cylinder 103.
The grommet 191 can be formed from, for example, silicon rubber or fluorine rubber.

ガスセンサ素子120は、細長形状の板部材を積層した積層構造を有しており、軸線AXに垂直な断面が略矩形形状となる四角柱形状を有している。ガスセンサ素子120は、主体金具110の貫通孔110c内に固定的に保持されており、ガスセンサ100の内部において、軸線AX方向に沿って収容される。なお、図1では、ガスセンサ素子120の積層方向に沿って互いに対向し合う第1と第2の面120a,120bがそれぞれ紙面左側および紙面右側に向いている。
ガスセンサ素子120の先端側(紙面下側)の端部には、排気ガス中の酸素濃度を検出可能に構成されたガス検出部121が設けられている。ガス検出部121は、プロテクタ101の内部に収容・配置されている。これによって、ガスセンサ100が排気管に取り付けられたときに、ガス検出部121は、導入孔101cから導入された排ガスに曝される。
The gas sensor element 120 has a laminated structure in which elongated plate members are laminated, and has a quadrangular prism shape in which a cross section perpendicular to the axis AX is a substantially rectangular shape. The gas sensor element 120 is fixedly held in the through hole 110 c of the metal shell 110 and is accommodated along the axis AX direction inside the gas sensor 100. In FIG. 1, the first and second surfaces 120a and 120b facing each other along the stacking direction of the gas sensor elements 120 are directed to the left side and the right side, respectively.
A gas detection unit 121 configured to be able to detect the oxygen concentration in the exhaust gas is provided at the end of the gas sensor element 120 on the front end side (the lower side in the drawing). The gas detection unit 121 is accommodated and arranged inside the protector 101. Accordingly, when the gas sensor 100 is attached to the exhaust pipe, the gas detection unit 121 is exposed to the exhaust gas introduced from the introduction hole 101c.

ここで、主体金具110の後端側(紙面上側)の外筒103内には、軸線AX方向に沿った貫通孔181cを有する筒状の絶縁部材であるセパレータ181が固定的に保持されている。具体的には、セパレータ181は、外周に配置された略筒状の付勢金具190によって、グロメット191に向かって付勢された状態で、外筒103内に保持されている。ガスセンサ素子120の後端側の端部は、そのセパレータ181の貫通孔181c内に収容されている。
なお、グロメット191及び付勢金具190は、それぞれ外筒103に接しつつ外筒103の内側に配置されるので、特許請求の範囲の「内部部材」に相当する。又、セパレータ181は内部部材である付勢金具190を介して外筒103と離間しつつ、外筒103の内側に配置される。
Here, a separator 181 which is a cylindrical insulating member having a through hole 181c along the axis AX direction is fixedly held in the outer cylinder 103 on the rear end side (the upper side in the drawing) of the metal shell 110. . Specifically, the separator 181 is held in the outer cylinder 103 in a state of being urged toward the grommet 191 by a substantially cylindrical urging metal member 190 disposed on the outer periphery. The end of the gas sensor element 120 on the rear end side is accommodated in the through hole 181c of the separator 181.
The grommet 191 and the urging metal fitting 190 are disposed inside the outer cylinder 103 while being in contact with the outer cylinder 103, and thus correspond to an “inner member” in the claims. Further, the separator 181 is disposed inside the outer cylinder 103 while being separated from the outer cylinder 103 via a biasing metal fitting 190 that is an internal member.

ガスセンサ素子120の後端部には、第1の面120a側に、3つのセンサ用の電極パッド125、126、127が紙面奥行き方向に並列に配列され、第2の面120b側に、2つのヒータ用の電極パッド128,129が紙面奥行き方向に並列に配列されている。さらに、セパレータ181の貫通孔181c内には、3つのセンサ用の接続端子182,183,184と、2つのヒータ用の接続端子185,186とが、ガスセンサ素子120の対応する各電極パッド125〜129と接触するように設けられている。なお、各接続端子182〜186は、グロメット191を介してガスセンサ100内に挿通された5本のリード線193〜197に電気的に接続されている。
セパレータ181に設けられた各接続端子182〜186は、ガスセンサ100の先端側から後端側に向かって折り曲げられた板バネ構造を有しており、その弾性力によって、対応する各電極パッド125〜129を押圧する。
At the rear end portion of the gas sensor element 120, three electrode pads 125, 126, 127 for sensors are arranged in parallel in the depth direction of the paper on the first surface 120a side, and two on the second surface 120b side. The heater electrode pads 128 and 129 are arranged in parallel in the depth direction of the drawing. Further, in the through hole 181c of the separator 181, three sensor connection terminals 182, 183, 184 and two heater connection terminals 185, 186 are provided to the corresponding electrode pads 125 of the gas sensor element 120. 129 so as to be in contact with 129. Each of the connection terminals 182 to 186 is electrically connected to five lead wires 193 to 197 inserted through the gas sensor 100 via the grommet 191.
Each of the connection terminals 182 to 186 provided on the separator 181 has a leaf spring structure that is bent from the front end side to the rear end side of the gas sensor 100, and the corresponding electrode pads 125 to 225 are bent by its elastic force. 129 is pressed.

ガスセンサ素子120は、主体金具110の筒内における以下のような構成により、主体金具110に固定的に保持されている。主体金具110の貫通孔110cの先端側には、径方向内側に突出する段部111が形成されている。そして、主体金具110の貫通孔110c内には、底面に貫通孔116cを有する金属カップ116が、その底面の外周端部が段部111と係合した状態で配置される。
金属カップ116の底面側の内部空間には、セラミックホルダ113が配置される。セラミックホルダ113は、アルミナ(Al)によって構成され、中央に、ガスセンサ素子120を挿通するための矩形状の貫通孔113cが形成されている。
The gas sensor element 120 is fixedly held on the metal shell 110 with the following configuration in the cylinder of the metal shell 110. On the front end side of the through hole 110c of the metal shell 110, a stepped portion 111 that protrudes radially inward is formed. In the through hole 110 c of the metal shell 110, a metal cup 116 having a through hole 116 c on the bottom surface is disposed with the outer peripheral end of the bottom surface engaged with the stepped portion 111.
A ceramic holder 113 is disposed in the internal space on the bottom side of the metal cup 116. The ceramic holder 113 is made of alumina (Al 2 O 3 ), and a rectangular through hole 113c for inserting the gas sensor element 120 is formed in the center.

金属カップ116の内部には、金属カップ116の貫通孔116cと、セラミックホルダ113の貫通孔113cとに挿通されたガスセンサ素子120を気密に保持するための第1粉末充填層114(タルク)が形成されている。第1粉末充填層114は、セラミックホルダ113の上に滑石粉末を充填することにより形成される。このように、ガスセンサ素子120は、金属カップ116と、セラミックホルダ113と、第1粉末充填層114と、一体化された状態で、主体金具110の貫通孔110c内に保持される。   Inside the metal cup 116, a first powder filling layer 114 (talc) is formed to hold the gas sensor element 120 inserted through the through hole 116c of the metal cup 116 and the through hole 113c of the ceramic holder 113 in an airtight manner. Has been. The first powder filling layer 114 is formed by filling talc powder on the ceramic holder 113. Thus, the gas sensor element 120 is held in the through-hole 110c of the metal shell 110 in a state where the metal cup 116, the ceramic holder 113, and the first powder filling layer 114 are integrated.

主体金具110の貫通孔110c内には、第1粉末充填層114の上に、さらに、主体金具110の後端側とガスセンサ素子120のガス検出部121との間の気密性を確保するための第2粉末充填層115(タルク)が、滑石粉末を充填することにより形成されている。そして、第2粉末充填層115の上にはセラミックスリーブ170が配置されている。
セラミックスリーブ170は、ガスセンサ素子120を挿通するための、軸線AX方向に沿った矩形状の軸孔170cを有する筒状体である。セラミックスリーブ170は、アルミナによって構成することができる。セラミックスリーブ170は、主体金具110の後端側の端部110kを径方向内側に屈曲させて加締めることにより、第2粉末充填層115側に押圧された状態で、主体金具110に固定される。なお、主体金具110の後端側の端部110kとセラミックスリーブ170との間には、加締リング117が配置される。
In the through hole 110c of the metal shell 110, the airtightness between the rear end side of the metal shell 110 and the gas detection part 121 of the gas sensor element 120 is further secured on the first powder filling layer 114. The second powder filling layer 115 (talc) is formed by filling talc powder. A ceramic sleeve 170 is disposed on the second powder filling layer 115.
The ceramic sleeve 170 is a cylindrical body having a rectangular shaft hole 170c along the axis AX direction through which the gas sensor element 120 is inserted. The ceramic sleeve 170 can be made of alumina. The ceramic sleeve 170 is fixed to the metal shell 110 while being pressed toward the second powder filling layer 115 by bending and crimping the end portion 110k on the rear end side of the metal shell 110 inward in the radial direction. . A caulking ring 117 is disposed between the end portion 110 k on the rear end side of the metal shell 110 and the ceramic sleeve 170.

さらに、外筒103の外周には、筒状の金属製の保護部材150が固設されている。保護部材150は、外筒103の外周にレーザ溶接等により接続される接続部150aと、接続部150aから後端側に延びつつ外筒103の外周から離間する主部150bとを備えている。又、主部150bは、接続部150aから後端側に向かってテーパ状に拡がるテーパ部150b1と、テーパ部150b1から後端側に向かって軸線AX方向に沿って延びるストレート部150b2とを備えており、ストレート部150b2の後端150eが開口している。
保護部材150は、例えばSUSからなる。
Further, a cylindrical metal protection member 150 is fixed to the outer periphery of the outer cylinder 103. The protection member 150 includes a connection portion 150a connected to the outer periphery of the outer cylinder 103 by laser welding or the like, and a main portion 150b extending from the connection portion 150a to the rear end side and spaced from the outer periphery of the outer cylinder 103. The main portion 150b includes a tapered portion 150b1 that extends in a tapered shape from the connecting portion 150a toward the rear end side, and a straight portion 150b2 that extends along the axis AX direction from the tapered portion 150b1 toward the rear end side. The rear end 150e of the straight portion 150b2 is open.
The protection member 150 is made of, for example, SUS.

ここで、内部部材であるグロメット191及び付勢金具190は、それぞれ接触位置103b、103aで外筒103と接しているが、外筒103の先端側の方が地面等により近いために飛石等が衝突し易い。従って、軸線AX方向における最も先端側の内部部材である付勢金具190の接触位置103aの先端Fよりも先端側にて、接続部150aを外筒103に接続することにより、接続部150aの後端側に延びる主部150bが接触位置103aを覆い、飛石等がより衝突し易い接触位置103aを保護する。これにより、接触位置103aの内側の付勢金具190に衝撃が加わることを防止し、ひいては付勢金具190に保持されたセパレータ181に衝撃が伝わり、セパレータ181に取り付けられた接続端子182〜186がずれて各電極パッド125〜129との電気的接続が切断することを防止することができる。
又、主部150bは、接触位置103aを軸線AX方向に完全に覆わなくてもよく、接触位置103aの先端を含む少なくとも一部を覆っていればよい。又、外筒103の後端側に位置する接触位置103bは先端側の接触位置103aよりも飛石等が衝突する割合が少ないことから、必ずしも接触位置103bを主部150bで覆わなくてもよい。但し、すべての接触位置を主部150bが覆っていることが好ましい。
Here, the grommet 191 and the urging bracket 190 that are internal members are in contact with the outer cylinder 103 at the contact positions 103b and 103a, respectively, but because the tip side of the outer cylinder 103 is closer to the ground or the like, there is a stepping stone or the like. Easy to collide. Therefore, by connecting the connection portion 150a to the outer cylinder 103 at the front end side of the front end F of the contact position 103a of the biasing fitting 190 which is the innermost member on the front end side in the axis AX direction, The main portion 150b extending to the end side covers the contact position 103a, and protects the contact position 103a where a stepping stone or the like is more likely to collide. This prevents an impact from being applied to the urging bracket 190 inside the contact position 103a. As a result, the impact is transmitted to the separator 181 held by the urging bracket 190, so that the connection terminals 182 to 186 attached to the separator 181 It is possible to prevent the electrical connection with each of the electrode pads 125 to 129 from being disconnected.
The main portion 150b may not completely cover the contact position 103a in the direction of the axis AX, and may cover at least a part including the tip of the contact position 103a. Further, since the contact position 103b located on the rear end side of the outer cylinder 103 is less likely to collide with stepping stones or the like than the contact position 103a on the front end side, the contact position 103b may not necessarily be covered with the main portion 150b. However, it is preferable that the main portion 150b covers all contact positions.

又、ガスセンサ100の熱は、外筒103から接続部150aに伝わるが、軸線AX方向における最も先端側の内部部材である付勢金具190の接触位置103aよりも先端側に接続部150aを配置することで、付勢金具190よりも後端側に位置するグロメット191と接続部150aとの距離を大きくすることができる。このため、外筒103からの熱が接続部150aから主部150bへ放熱される割合が多くなり、外筒103からグロメット191へ伝わる熱を低減してグロメット191の熱劣化を防止することができる。ここで、保護部材150の厚さは特に規定されないが、外筒103よりも薄い方が好ましい。保護部材150の方が外筒103よりも薄いと、放熱され易いからである。
又、本実施形態では、主部150bの後端側がストレート部150b2を形成しているので、主部150b全体をテーパ部等により拡径する場合に比べて主部150bの直径を小さくしつつ外筒103と離間させることができ、ガスセンサ100の小型化を図ることができる。なお、テーパ部150b1を設けずに接続部150aから段状にストレート部150b2を設けてもよいが、加工性の観点からはテーパ部150b1を設けることが好ましい。
Further, the heat of the gas sensor 100 is transmitted from the outer cylinder 103 to the connection portion 150a, but the connection portion 150a is disposed on the distal end side with respect to the contact position 103a of the urging metal 190 which is the innermost member on the distal end side in the axis AX direction. Thus, the distance between the grommet 191 located on the rear end side of the urging bracket 190 and the connecting portion 150a can be increased. For this reason, the rate at which the heat from the outer cylinder 103 is dissipated from the connection portion 150a to the main portion 150b increases, and heat transmitted from the outer cylinder 103 to the grommet 191 can be reduced to prevent thermal degradation of the grommet 191. . Here, the thickness of the protection member 150 is not particularly defined, but is preferably thinner than the outer cylinder 103. This is because if the protective member 150 is thinner than the outer cylinder 103, heat is easily radiated.
In this embodiment, since the rear end side of the main portion 150b forms the straight portion 150b2, the outer diameter of the main portion 150b is reduced while reducing the diameter of the main portion 150b as compared with the case where the entire main portion 150b is expanded by a taper portion or the like. The gas sensor 100 can be separated from the cylinder 103 and the gas sensor 100 can be downsized. In addition, although the straight part 150b2 may be provided stepwise from the connection part 150a without providing the taper part 150b1, it is preferable to provide the tapered part 150b1 from the viewpoint of workability.

さらに、図2に示すように、主部150bには複数の開口152が設けられている。開口152は、主部150bの内側の水抜きや、主部150bの内側熱がこもるのを防止する作用を有するが、本実施形態ではさらに、外気を軸線AX方向周りの旋回流として保護部材150の内部に導入する作用を有している。
すなわち、開口152は、軸線AX方向に延びる一辺154Lを残してコ字状に切り欠かれ、径方向内側に押し込まれた切欠部154の間隙として構成されている。そして、各切欠部154は周方向に沿って一辺154Lを同じ向き(図2の例では、各一辺154Lが右側に向くよう)にして並んでいる。
これにより、例えば図2の右側から外気である進行風Wが主部150bに当った場合に、主部150bの手前側では切欠部154をガイドとして右側から進行風Wが主部150bの内側に導入される。又、主部150bの奥側では、手前側で導入された進行風Wの流れに沿った負圧により、切欠部154をガイドとして左側から進行風Wが主部150bの内側に導入される。このため、主部150b(保護部材150)の内部では、軸線AX方向右周りの旋回流として進行風Wが導入され、主部150bの後端150eの開口から外部に抜けるようになる。このように、進行風Wが旋回流として主部150bの内部のガスセンサ100(外筒103)に均等に当り、進行風Wの背面となるガスセンサ100の部位をも冷却することができ、冷却効率が向上する。
Furthermore, as shown in FIG. 2, a plurality of openings 152 are provided in the main portion 150b. The opening 152 has a function of preventing drainage inside the main portion 150b and the accumulation of heat inside the main portion 150b. However, in the present embodiment, the protective member 150 further turns outside air as a swirling flow around the axis AX direction. It has the effect | action introduced into the inside.
In other words, the opening 152 is formed as a gap between the notches 154 that are cut out in a U shape leaving one side 154L extending in the axis AX direction and pushed inward in the radial direction. The notches 154 are arranged along the circumferential direction with one side 154L in the same direction (in the example of FIG. 2, each side 154L faces the right side).
Accordingly, for example, when a traveling wind W that is outside air hits the main portion 150b from the right side of FIG. 2, the traveling wind W is introduced into the main portion 150b from the right side with the notch 154 as a guide on the front side of the main portion 150b. be introduced. Further, on the back side of the main portion 150b, due to the negative pressure along the flow of the traveling wind W introduced on the front side, the traveling wind W is introduced into the main portion 150b from the left side with the notch 154 as a guide. For this reason, traveling air W is introduced as a swirling flow clockwise around the axis AX in the main portion 150b (protective member 150), and comes out from the opening of the rear end 150e of the main portion 150b. In this way, the traveling wind W can evenly strike the gas sensor 100 (outer cylinder 103) inside the main portion 150b as a swirling flow, and the portion of the gas sensor 100 that is the back surface of the traveling wind W can be cooled. Will improve.

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。
例えば、上記実施形態では、保護部材の主部に開口を設けたが、図3に示すように、保護部材160の主部160bに開口を設けなくてもよい。また図示はしないが、開口が貫通孔であっても良く、その形状も円形・楕円形状であっても良い。
さらに、ガスセンサ素子としては、上記した酸素センサ素子(全領域空燃比センサ素子)の他、λセンサ素子、NOセンサ素子、アンモニアセンサ素子を用いることができ、板状の素子だけでなく、筒状の素子であってもよい。
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.
For example, in the above embodiment, the opening is provided in the main part of the protection member. However, as illustrated in FIG. 3, the opening may not be provided in the main part 160 b of the protection member 160. Although not shown, the opening may be a through hole, and the shape thereof may be circular or elliptical.
Further, as the gas sensor element, in addition to the above-described oxygen sensor element (entire region air-fuel ratio sensor element), a λ sensor element, a NO x sensor element, and an ammonia sensor element can be used. It may be a shaped element.

100 ガスセンサ
103 外筒
103a、103b 接触位置
110 主体金具
120 ガスセンサ素子
150、160 保護部材
150a、160a 接続部
150b、160b 主部
150b2 ストレート部
152 開口
154 切欠部
154L 軸線方向に延びる切欠部の一辺
190 内部部材(付勢金具)
191 内部部材(グロメット)
AX 軸線
F 軸線方向における最も先端の接触位置の先端
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Gas sensor 103 Outer cylinder 103a, 103b Contact position 110 Main metal fitting 120 Gas sensor element 150,160 Protection member 150a, 160a Connection part 150b, 160b Main part 150b2 Straight part 152 Opening 154 Notch part 154L One side of the notch part extending in the axial direction 190 Inside Member (energizing bracket)
191 Internal members (grommets)
AX Axis F The tip of the contact point of the tip in the axial direction

Claims (4)

軸線方向に向かって延び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んで該ガスセンサ素子を保持する主体金具と、
前記主体金具に取り付けられると共に、前記主体金具より後端に延びる金属製の外筒と、
前記外筒に接しつつ該外筒の内側に配置される内部部材であり、自身に一つ以上の内部部材と、
を備えたガスセンサであって、
前記外筒の外周に取り付けられる筒状の保護部材をさらに備え、
前記保護部材は、
前記軸線方向における最も先端側の内部部材と前記外筒との接触位置の先端よりも先端側で、前記外筒に接続される接続部と、
該接続部から後端側に延びつつ前記接触位置を覆うと共に、前記外筒の外周から離間する主部と、を有するガスセンサ。
A gas sensor element extending in the axial direction;
A metal shell surrounding the gas sensor element in the radial direction and holding the gas sensor element;
A metal outer cylinder attached to the metal shell and extending to the rear end from the metal shell,
It is an internal member that is disposed inside the outer cylinder while being in contact with the outer cylinder, and has one or more internal members in itself,
A gas sensor comprising:
A cylindrical protective member attached to the outer periphery of the outer cylinder;
The protective member is
A connecting portion connected to the outer cylinder on the distal end side than the distal end of the contact position between the inner member on the most distal end side and the outer cylinder in the axial direction;
A gas sensor having a main portion that extends from the connection portion toward the rear end side and covers the contact position and is spaced from the outer periphery of the outer cylinder.
前記主部に開口が設けられている請求項1記載のガスセンサ。   The gas sensor according to claim 1, wherein an opening is provided in the main part. 前記開口は、前記軸線方向に延びる一辺を残して切り欠かれて径方向内側に押し込まれた複数の切欠部の間隙として構成され、
前記複数の切欠部は周方向に沿って前記一辺を同じ向きにして並んでいる請求項記載のガスセンサ。


The opening is configured as a gap between a plurality of notches that are notched leaving one side extending in the axial direction and pushed inward in the radial direction,
The gas sensor according to claim 2, wherein the plurality of notches are arranged in the same direction along the circumferential direction.


前記主部の少なくとも後端側が前記軸線方向に沿って延びるストレート部を形成する請求項1〜3のいずれか一項に記載のガスセンサ。   The gas sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a rear end side of the main portion forms a straight portion extending along the axial direction.
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