JP6899309B2 - Sensor - Google Patents
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Description
本発明は、検出素子を外筒の内部に保持し、外筒の後端側を弾性部材で閉塞してなるセンサに関する。 The present invention relates to a sensor in which a detection element is held inside an outer cylinder and the rear end side of the outer cylinder is closed with an elastic member.
従来、ジルコニア等のセラミックスからなる固体電解質体を用い、内燃機関の排出する排気ガス中の特定ガス成分(例えば酸素など)の濃度を検出する検出素子を備えたガスセンサが知られている。例えば、酸素濃度を検出する酸素センサの検出素子は、排気ガス中に晒される検出電極と、基準ガス(通常は大気)中に晒される基準電極とが一対となって固体電解質体を挟むようにその表面上に形成されている。この検出素子は、固体電解質体に隔てられた2つの雰囲気間、すなわち排気ガスと基準ガスとの間における酸素分圧の差に応じて排気ガス中の酸素濃度の検出を行うものである。 Conventionally, a gas sensor using a solid electrolyte made of ceramics such as zirconia and having a detecting element for detecting the concentration of a specific gas component (for example, oxygen) in the exhaust gas discharged from an internal combustion engine has been known. For example, in the detection element of the oxygen sensor that detects the oxygen concentration, the detection electrode exposed to the exhaust gas and the reference electrode exposed to the reference gas (usually the atmosphere) are paired to sandwich the solid electrolyte body. It is formed on its surface. This detection element detects the oxygen concentration in the exhaust gas according to the difference in oxygen partial pressure between the two atmospheres separated by the solid electrolyte body, that is, between the exhaust gas and the reference gas.
このような酸素センサは、検出素子を保持するための主体金具や、検出素子の周囲を覆うステンレス鋼等の金属製の外筒を有しており、さらに外筒の後端側には、外筒内を閉塞するための栓部材(グロメット)が組み付けられている。そして、この栓部材には、リード線(センサ出力リード線およびヒータリード線)を挿通させるリード線挿通孔が設けられている(特許文献1)。 Such an oxygen sensor has a main metal fitting for holding the detection element and a metal outer cylinder such as stainless steel that covers the periphery of the detection element, and further, the outer cylinder is on the rear end side of the outer cylinder. A plug member (grommet) for closing the inside of the cylinder is assembled. The plug member is provided with a lead wire insertion hole through which a lead wire (sensor output lead wire and heater lead wire) is inserted (Patent Document 1).
ところで、図6に示すように、外筒1002とグロメット1004とは、軸線方向の一カ所で丸加締めダイス1100等により径方向内側に加締められ、加締め部1002sにて互いに固定される。
しかしながら、加締めにより、外筒1002の後端部1002eが加締め部1002sに引っ張られて拡径し、後端部1002eとグロメット1004との間に隙間Gが生じることがある。そして、この隙間Gが大きくなると、冬季の凍結防止剤(塩化カルシウム粒)が隙間Gや外筒1002の内部に落下し、さらに被水して塩化カルシウム等の成分が溶解し、隙間G近傍やさらに奥部で外筒1002の隙間腐食を招く恐れがある。
従って、本発明は、加締めによる外筒と弾性部材との隙間を低減し、外筒の隙間腐食を抑制したセンサの提供を目的とする。
By the way, as shown in FIG. 6, the
However, due to the crimping, the
Therefore, an object of the present invention is to provide a sensor that reduces the gap between the outer cylinder and the elastic member due to crimping and suppresses the gap corrosion of the outer cylinder.
上記課題を解決するため、本発明のセンサは、軸線方向に延びると共に、自身の先端側に検出部を有する検出素子と、該検出部を自身の先端から突出させつつ、前記検出素子の径方向周囲を取り囲む主体金具と、前記主体金具の後端側に配置される金属製筒状の外筒と、前記外筒の内側に配置されて該外筒の後端側を閉塞する弾性部材と、を備えたセンサにおいて、前記外筒は、前記弾性部材と共に径方向内側に加締められて形成された第1加締め部を有し、前記弾性部材は、前記第1加締め部よりも後端側において前記第1加締め部よりも径方向外側に突出する凸部を有し、前記外筒は、さらに前記凸部と径方向に重なる位置に前記第1加締め部よりも径大な第2加締め部を有し、前記第2加締め部は、前記凸部と非接触であり、かつ前記外筒の後端縁の内径が前記第1加締め部の内径よりも径大であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the sensor of the present invention extends in the axial direction and has a detection element having a detection unit on its tip side and a detection element protruding from its tip in the radial direction of the detection element. A main metal fitting that surrounds the periphery, a metal tubular outer cylinder that is arranged on the rear end side of the main metal fitting, and an elastic member that is arranged inside the outer cylinder and closes the rear end side of the outer cylinder. The outer cylinder has a first crimping portion formed by being crimped inward in the radial direction together with the elastic member, and the elastic member is a rear end of the first crimping portion. The outer cylinder has a convex portion that protrudes radially outward from the first crimping portion on the side, and the outer cylinder has a diameter larger than that of the first crimping portion at a position that further overlaps the convex portion in the radial direction. have a 2 caulking portion, the second caulking portion, said a convex portion and a non-contact, and is a diameter larger than the inner diameter of the rear end edge of the outer cylinder the inner diameter of said first caulked portion It is characterized by that.
第1加締め部は、弾性部材を径方向内側に縮径させて凸部を形成させ、弾性部材を外筒に固定する機能を有するが、外筒の後端側が第1加締め部に引っ張られて拡径し、外筒の後端と弾性部材との間に大きな隙間が生じる可能性がある。
そこで、このセンサによれば、第1加締め部の後端側であって凸部と径方向に重なる位置に第2加締め部を形成することで、外筒の後端側が拡径して生じる隙間を低減ないし抑制し、外筒の隙間腐食を抑制できる。第2加締め部は外筒の拡径を抑制又は矯正すればよいので、第1加締め部よりも強く加締めなくてよく、第1加締め部よりも径大となる。
又、外筒の後端側を、第1加締め部よりも径大な(換言すれば、加締めが弱い)第2加締め部で加締めるので、外筒の後端側を第1加締め部と同様に強く加締める場合に比べ、外筒の後端縁に向かって外筒がゆがんだり、外筒にシワが生じることを抑制できる。
又、第2加締め部の加締め度がさらに小さいので、加締めによる外筒のゆがみやシワをより一層抑制できる。
The first crimping portion has a function of reducing the diameter of the elastic member inward in the radial direction to form a convex portion and fixing the elastic member to the outer cylinder, but the rear end side of the outer cylinder is pulled to the first crimping portion. There is a possibility that the diameter will be increased and a large gap will be created between the rear end of the outer cylinder and the elastic member.
Therefore, according to this sensor, the diameter of the rear end side of the outer cylinder is expanded by forming the second crimping portion on the rear end side of the first crimping portion at a position where it overlaps the convex portion in the radial direction. The generated gap can be reduced or suppressed, and the gap corrosion of the outer cylinder can be suppressed. Since the second crimping portion may suppress or correct the diameter expansion of the outer cylinder, it does not have to be crimped more strongly than the first crimping portion, and the diameter is larger than that of the first crimping portion.
Further, since the rear end side of the outer cylinder is crimped by the second crimping portion having a diameter larger than that of the first crimping portion (in other words, the crimping is weak), the rear end side of the outer cylinder is first crimped. It is possible to prevent the outer cylinder from being distorted toward the rear end edge of the outer cylinder and wrinkles from being generated in the outer cylinder as compared with the case where the outer cylinder is strongly crimped as in the tightening portion.
Further, since the degree of crimping of the second crimping portion is further small, distortion and wrinkles of the outer cylinder due to crimping can be further suppressed.
本発明のセンサにおいて、前記弾性部材には、前記検出素子の検出信号を取り出すためのリード線が挿通されるリード線挿通孔、及び、通気性と防水性を有するフィルタ部材を介在させて前記外筒の内部と外部との大気連通を可能とする大気連通孔が、それぞれ軸線方向に延びるように形成され、かつ前記弾性部材は、自身の後端向き面側にて前記大気連通孔を起点に前記リード線挿通孔を避けて径方向外側に向かって延びると共に、前記弾性部材の先端側に向かって切り欠き、底面及び側面を有する溝部を有し、前記軸線方向後端側から前記弾性部材の前記大気連通孔を覆うことで前記フィルタ部材を保護する保護部であって、前記大気連通孔の開口よりも小さい開口を有する保護部と、該保護部に接続すると共に、径方向に延び、少なくとも一部が前記弾性部材の前記溝部内に配置される腕部と、が外筒に結合され、前記腕部は、前記溝部の前記底面と間隙を設けて配置されていてもよい。
外筒の後端側の腕部は細いために他の部位より強度が低い。そこで、第1加締め部の後端側であって凸部と径方向に重なる位置に第1加締め部よりも径大な第2加締め部を形成することで、外筒がゆがんだり、シワが生じることを抑制し、腕部が曲がって溝部に干渉し、腕部が破損する等の不具合を抑制できる。
In the sensor of the present invention, the elastic member is provided with a lead wire insertion hole through which a lead wire for taking out a detection signal of the detection element is inserted, and a filter member having air permeability and waterproofness. The atmospheric communication holes that enable atmospheric communication between the inside and the outside of the cylinder are formed so as to extend in the axial direction, respectively, and the elastic member starts from the atmospheric communication holes on its own rear end facing surface side. The elastic member extends outward in the radial direction while avoiding the lead wire insertion hole, has a groove portion having a bottom surface and a side surface, and has a notch toward the tip end side of the elastic member, and the elastic member from the rear end side in the axial direction. A protective portion that protects the filter member by covering the atmospheric communication hole and has an opening smaller than the opening of the atmospheric communication hole, and a protective portion that is connected to the protective portion and extends in the radial direction at least. An arm portion, part of which is arranged in the groove portion of the elastic member, may be connected to the outer cylinder, and the arm portion may be arranged with a gap from the bottom surface of the groove portion.
Since the arm on the rear end side of the outer cylinder is thin, its strength is lower than other parts. Therefore, by forming a second crimping portion having a diameter larger than that of the first crimping portion at a position on the rear end side of the first crimping portion and overlapping the convex portion in the radial direction, the outer cylinder may be distorted. It is possible to suppress the occurrence of wrinkles, and it is possible to suppress problems such as the arm being bent and interfering with the groove and the arm being damaged.
この発明によれば、加締めによるセンサの外筒と弾性部材との隙間を低減し、外筒の隙間腐食を抑制することができる。 According to the present invention, the gap between the outer cylinder of the sensor and the elastic member due to crimping can be reduced, and the gap corrosion of the outer cylinder can be suppressed.
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センサ(ガスセンサ)1を軸線O方向(先端から後端に向かう方向)に沿う面で切断した断面図、図2は組み付け前の弾性部材の斜視図、図3はガスセンサを軸線方向後端側(図1における上側)から見た図、図4は組み付け前の外筒の斜視図である。
なお、図1に示すガスセンサ1は自動車等の内燃機関のエンジンから排出される排気ガスの排気管(図示外)に取り付けられて使用されるものである。以下では、ガスセンサ1の軸線O方向において、排気管内に挿入される検出素子6の先端に向かう側(閉じている側であり図中下側)を先端側とし、これと反対方向に向かう側(図中上側)を後端側として説明するものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the sensor (gas sensor) 1 according to the embodiment of the present invention cut along a plane along the axis O direction (direction from the front end to the rear end), and FIG. 2 is a perspective view of an elastic member before assembly. FIG. 3 is a view of the gas sensor from the rear end side in the axial direction (upper side in FIG. 1), and FIG. 4 is a perspective view of the outer cylinder before assembly.
The
図1に示すガスセンサ1は、排気管内を流通する排気ガス中の酸素の濃度を検出するためのセンサであり、細長で先が閉じられた筒状の検出素子6を主体金具5や外筒3、プロテクタ4内に保持した構造を有する。ガスセンサ1からは、この検出素子6の出力する信号を取り出したり、検出素子6に併設されるヒータ7への通電を行ったりするためのリード線18が引き出されている。各リード線18は、ガスセンサ1とは離れた位置に設けられる図示外のセンサ制御装置あるいは自動車の電子制御装置(ECU)に電気的に接続されている。
The
ガスセンサ1の検出素子6は、ジルコニアからなる固体電解質体61を有底筒状に形成したものであり、固体電解質体61の内面には、PtまたはPt合金からなる基準電極62がそのほぼ全面を覆うように多孔質状に形成されている。また、固体電解質体61の外面にも、基準電極62と同様に、PtまたはPt合金からなる検出電極63が形成されている。
検出素子6の先端側(閉じている側)は検出部64として構成され、外面の検出電極63が排気管(図示外)内を流通する排気ガス中に晒される。図示しないが、この検出電極63は耐熱性セラミックスよりなる多孔質状の電極保護層により被覆されており、排気ガスによる被毒から保護されている。また、検出素子6の軸線O方向の略中間位置には、径方向外側に向かって突出する鍔状のフランジ部65が設けられている。
そして、検出素子6の筒孔内には、固体電解質体61を加熱して活性化させるための棒状のヒータ7が挿入されている。
The detection element 6 of the
The tip end side (closed side) of the detection element 6 is configured as a
A rod-
検出素子6は、自身の径方向周囲を筒状の主体金具5に取り囲まれた状態で、その主体金具5の筒孔55内に保持されている。主体金具5はSUS430等のステンレス鋼からなる筒状の部材であり、先端側に、排気管の取付部(図示外)に螺合する雄ねじ部52が形成されている。雄ねじ部52よりも先端側には、その外周に後述するプロテクタ4が係合される先端係合部56が形成されている。検出素子6の検出部64は、この先端係合部56よりも先端側に突出している。
The detection element 6 is held in the
主体金具5の雄ねじ部52の後端側には径方向に拡径された工具係合部53が形成されており、ガスセンサ1を排気管の取付部(図示外)に取り付ける際に使用される取り付け工具が係合される。この工具係合部53と雄ねじ部52との間の部位には、排気管の取付部を介したガス抜けを防止するための環状のガスケット11が嵌挿されている。
そして主体金具5の後端側には、自身の筒孔55内で保持する検出素子6を加締め固定するための加締部57が設けられている。検出素子6の後端部66は、この加締部57よりも後端側に突出している。そして、工具係合部53と加締部57との間には、その外周に、後述する外筒3の先端部31が係合される後端係合部58が形成されている。
A
A crimping
次に、主体金具5の筒孔55内の先端側にはその内周を径方向内側に向けて突出させた段部59が設けられており、この段部59に、金属製のパッキン12を介し、アルミナからなる筒状の支持部材13が係止されている。支持部材13の内周も段状に形成されており、その段状の部位に配置される金属製のパッキン14を介し、検出素子6のフランジ部65が支持部材13により支持されている。さらに筒孔55内には、支持部材13の後端側に滑石粉末からなる充填部材15が充填され、その充填部材15を支持部材13との間で挟むように、充填部材15の後端側にアルミナ製で筒状のスリーブ16が配置されている。
Next, a step portion 59 is provided on the tip end side of the main metal fitting 5 in the
スリーブ16の後端側には環状のリング17が配置されており、主体金具5の加締部57を径方向内側に加締めることで、リング17を介し、スリーブ16が充填部材15に対して先端側に向かって押しつけられている。この加締部57の加締めを通じ、充填部材15が、主体金具5の段部59に係止された支持部材13に向けて検出素子6のフランジ部65を押圧するよう主体金具5の筒孔55内に圧縮充填されると供に、筒孔55の内周面と検出素子6の外周面との間の間隙が気密に埋められている。このように、検出素子6は、主体金具5の加締部57と段部59との間において挟持された各部材を介し、主体金具5の筒孔55内で保持されている。
An
次に、主体金具5の先端係合部56には、その先端係合部56から軸線O方向の先端側に向け突出された検出素子6の検出部64を覆うプロテクタ4が、溶接によって組み付けられている。プロテクタ4は、ガスセンサ1が排気管(図示外)に取り付けられた際に排気管内に突き出される検出素子6の検出部64を、排気ガス中に含まれる水滴や異物等の衝突から保護するものである。
プロテクタ4は、有底筒状をなし、開放された側の周縁部が先端係合部56に接合される外側プロテクタ41と、その外側プロテクタ41の内部に固定された有底筒状の内側プロテクタ45とからなる2重構造をなすように構成されている。外側プロテクタ41および内側プロテクタ45の外周壁には内部に排気ガスを導入し、検出素子6の検出部64へと導くための導入口42がそれぞれ開口されている(内側プロテクタ45のガス導入口は図示せず。)。また、外側プロテクタ41および内側プロテクタ45の底壁には、内部に入り込んだ水滴や排気ガスを排出するための排出口43,48がそれぞれ開口されている。
Next, a protector 4 covering the
The protector 4 has a bottomed tubular shape, and has an
また、検出素子6の後端部66よりも軸線O方向の後端側には、絶縁性セラミックスからなる筒状のセパレータ8が配置されている。セパレータ8は、4つの接続端子19(図1ではそのうちの3つの接続端子19を示している。)をそれぞれ独立に収容する収容部82を有する。収容部82はセパレータ8を軸線O方向に貫通しており、セパレータ8の先端側と後端側との間において通気可能に構成されている。各接続端子19は、検出素子6の基準電極62、検出電極63、およびヒータ7の有する発熱抵抗体に通電するため後端側にて露出された一対の電極71(図1ではそのうちの一方の電極71を示している。)に、それぞれ電気的に接続されるものである。
Further, a
セパレータ8は、各接続端子19を分離した状態で収容し、接続端子19同士の接触を防止している。各接続端子19には4本のリード線18の芯線がそれぞれ加締め接合されており(図1ではそのうちの2本のリード線18を示している。)、各リード線18は、後述するグロメット9を介してガスセンサ1の外部に引き出されている。また、セパレータ8の外周面には、径方向外側に突出するフランジ部81が設けられており、そのフランジ部81よりも先端側の外周面に、略円筒状の保持金具85が嵌挿されている。
The
また、セパレータ8の後端側には、フッ素系ゴムからなるグロメット9が配置されている。図2に示すように、グロメット9は、軸線O方向を高さ方向とする略円柱状に形成された部材であり、軸線O方向に貫通する大気連通孔91および4つのリード線挿通孔92を有する。大気連通孔91は、グロメット9の径方向中央に形成され、リード線挿通孔92は、大気連通孔91よりも外周側にて大気連通孔91を取り巻くように、周方向に等間隔となる位置にそれぞれ形成されている。
大気連通孔91は、図1に示すように、さらにセパレータ8の収容部82を介して、ガスセンサ1内(後述する外筒3内)に大気を導入するために設けられたものである。外筒3内では、検出素子6が、後端部66を突き出した形態で主体金具5に保持されているが、その検出素子6の有底筒内に形成された基準電極62が、大気に晒されるように構成されている。
そして図3に示すように、4つのリード線挿通孔92には、前述した4本のリード線18が、それぞれ独立に挿通される。なお、グロメット9が特許請求の範囲における「弾性部材」に相当する。
Further, a
As shown in FIG. 1, the
Then, as shown in FIG. 3, the four
また、図2,図3に示すように、グロメット9がガスセンサ1へ組み付けられた際に後端側を向く後端向き面99には、大気連通孔91の形成位置を起点とし、外周側へ向けて径方向に沿って溝状に延びる4つの溝部93が形成されている。この溝部93は、グロメット9の先端側に向かって切り欠いており、底面94及び底面94と後端向き面99とを接続する2つの側面95にて形成されている。各溝部93は、後端向き面99上に開口する4つのリード線挿通孔92の位置を避けるように、それぞれ隣り合う2つのリード線挿通孔92間を通して配置されている。よって、後端向き面99は、溝部93によって4つの区画に分割されている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the rear
図1に示すように、グロメット9の大気連通孔91内には、フィルタ部材87およびその留め金具88が挿入されている。フィルタ部材87は、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂から形成されたミクロンサイズの網目構造を有する薄膜状のフィルタであり、水滴等は通さず大気は連通可能に構成されたものである。また、留め金具88は筒状に形成された部材であり、自身の外周と大気連通孔91の内周との間にフィルタ部材87を挟み、グロメット9に固定する。
上記したグロメット9の溝部93は、フィルタ部材87を通過できなかった水滴等がフィルタ部材87上で溜まらないように、外周側へ導く流路を形成するものである。そのため、フィルタ部材87の後端が溝部93の底面94よりも後端側に配置されていることが好ましい。なお、溝部93は、径方向外側から中央側へ向かうにつれ軸線O方向先端側から後端側へ向かう、傾斜を有していてもよい。
As shown in FIG. 1, a
The
次に、主体金具5の後端側には、軸線O方向に延びる金属製筒状の外筒3が組み付けられている。図4に示すように、外筒3は、SUS304等のステンレス鋼を軸線O方向に沿って延びる筒状に形成し、さらに略中央より先端側(図4において下側)に位置する先端部31を大径に形成したものである。先端部31の内径は、先端部31を主体金具5の後端係合部58(図1参照)に係合させるため、後端係合部58の外径より大きく形成されている。
又、図3,図4に示すように、外筒3の後端側に位置する後端部38の後端は径方向内向きに折り曲げられて連結部32を形成しており、連結部32の周方向の4箇所から、軸線Oへ向けて延びる板状をなす4本の腕部33が突出されている。
Next, a metal tubular
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the rear end of the
そして、各腕部33は、円形板状の保護部34の外周にそれぞれ接続されている。保護部34は、図2に示す、グロメット9の大気連通孔91とほぼ同じ大きさの外径を有し、図1,図3に示すように、厚み方向を軸線O方向に合わせ、大気連通孔91に蓋をする配置となるように、腕部33に支えられている。また、図4に示すように、保護部34には後端側に向かって突出する突出部35が設けられている。この突出部35に設けられた開口は、大気連通孔91の開口(大きさ)よりも小さく形成(図1参照)されており、大気連通孔91内への飛石等の進入が防止されている。
Each of the
そして、突出部35の開口を通じ、外部と大気連通孔91内との通気(つまり外筒3の内部と外部との通気)が確保されている。このように保護部34を設けることで、大気連通孔91内に配置されたフィルタ部材87を、草木との接触や飛石等の衝突など、外部からの衝撃から保護し、破損を防止することができる。なお、突出部35は、グロメット9の後端向き面99よりも先端側に配置されている(つまり、突出部35は、グロメット9内に配置されている)。これにより、リード線18が突出部35に接触し、損傷することを防止できる。
Then, through the opening of the
このような構造を有する外筒3は、図1に示すように、軸線O方向に連ねて配置された検出素子6の後端部66、セパレータ8およびグロメット9の各側面を、周方向に取り囲んだ状態で、主体金具5の後端側に配置される。外筒3の先端部31は、主体金具5の後端係合部58の外周に嵌められ、外周側から径方向内向きに加締められる。
さらに先端部31の外周を一周してレーザ溶接が施されることで、外筒3が主体金具5に固定されている。
As shown in FIG. 1, the
Further, the
また、セパレータ8のフランジ部81よりも先端側の部分の位置に対応する外筒3の側面は、外周を一周して径方向内向きに加締められている。この位置には保持金具85が配置されており、保持金具85は、自身の内部にセパレータ8を保持した状態で、外筒3内に加締め保持される。
また、セパレータ8のフランジ部81よりも後端側の部分の位置に対応する外筒3の側面は、セパレータ8のフランジ部81よりも径小に形成されている。すなわち、この径小な部位の先端向き面がフランジ部81の後端向き面と当接する。そして、この径小な部位の先端向き面と保持金具85とでフランジ部81が挟まれて、セパレータ8の軸線O方向への移動が規制されている。
Further, the side surface of the
Further, the side surface of the
そして、図1に示すように、セパレータ8の後端側に配置されるグロメット9が、外筒3の後端部38内に配置されるとともに、4区画に分割されたグロメット9の後端向き面99は、4本の腕部33間を抜けて、外筒3から後端側に突出し、腕部33は図3に示すように、溝部93内に配置される。
この際、腕部33を溝部93の底面94と間隙を設けて配置すると、腕部33が溝部93に引っかかる等の不具合を抑制できるので好ましい。
Then, as shown in FIG. 1, the
At this time, it is preferable to arrange the
また、図1に示すように、外筒3の後端部38内に配置されたグロメット9の外周を取り囲む外筒3の後端部38が、外周側からグロメット9と共に径方向内向きに加締められて第1加締め部S1を形成しており、グロメット9が外筒3に固定されている。
さらに、第1加締め部S1よりも後端側において、グロメット9の外周を取り囲む外筒3の後端部38が、外周側から径方向内向きに加締められて第2加締め部S2を形成している。
Further, as shown in FIG. 1, the
Further, on the rear end side of the first crimping portion S1, the
第1加締め部S1は、外筒3の後端部38を比較的強く加締めて形成され、第1加締め部S1の位置でグロメット9が径方向内側に縮径し、グロメット9を外筒3にしっかりと固定している。そして、この縮径により、第1加締め部S1よりも後端側のグロメット9には、第1加締め部S1の直径D1よりも径大(直径D2)で径方向外側に突出する凸部9pが形成されている。すなわち、第1加締め部S1は、凸部9pが形成される程度に強く加締めて形成されている
そして、凸部9pと径方向に重なる位置に、第1加締め部S1よりも径大な第2加締め部S2が形成されている。つまり、軸線Oに垂直な垂直線上に凸部9pと第2加締め部S2とが位置している。また、第2加締め部S2は、凸部9pと接触しない程度に弱く加締めて形成されている。
The first crimping portion S1 is formed by crimping the
第1加締め部S1は、グロメット9を径方向内側に縮径させて、グロメット9を外筒3に固定する機能を有する。この場合、外筒3を強く加締め、凸部9pが形成されるほどグロメット9を径方向内側に縮径させると、外筒3の後端側が第1加締め部S1に引っ張られて拡径し、外筒3の後端3eとグロメット9との間に大きな隙間が生じる可能性がある。
The first crimping portion S1 has a function of reducing the diameter of the
そこで、第1加締め部S1の後端側であって凸部9pと径方向に重なる位置で外筒3を径方向内側に加締め、第2加締め部S2を形成することで、外筒3の後端側が拡径して生じる隙間Gを低減ないし抑制できる。第2加締め部S2は外筒3の拡径を抑制又は矯正すればよいので、第1加締め部S1よりも強く加締めなくてよく、第1加締め部S1よりも径大となる。
一方、第2加締め部S2を、第1加締め部S1と同径、又は第1加締め部S1よりも径小とすると、第2加締め部S2の位置で外筒3が強く加締められることになり、第2加締め部S2より後端側で外筒3が拡径してしまう。
Therefore, the
On the other hand, if the diameter of the second crimping portion S2 is the same as that of the first crimping portion S1 or smaller than that of the first crimping portion S1, the
第1加締め部S1、第2加締め部S2は、例えば図5に示すようにして形成することができる。まず、
図5の例では、八方丸加締めを行う加締機を用い、加締めダイス500としては、開口径が狭い第1ダイス面502と、第1ダイス面502の後端側に段部を介して繋がり、第1ダイス面502より開口径が広い第2ダイス面504と、を一体に有するものを用いる。
そして、この加締めダイス500にて、グロメット9の外周を取り囲む外筒3の後端部38を加締めると、開口径が狭い第1ダイス面502で外筒3が強く加締められ、第1加締め部S1が形成される。
The first crimping portion S1 and the second crimping portion S2 can be formed as shown in FIG. 5, for example. First,
In the example of FIG. 5, a crimping machine for crimping in all directions is used, and the crimping
Then, when the
又、この際、外筒3の後端側が第1加締め部S1に引っ張られて拡径しようとするのを(図5の二点鎖線)、開口径が広い第2ダイス面504が抑制又は矯正するように比較的弱く加締め、第2加締め部S2が同時に形成される。
なお、外筒3の後端側が拡径しようとするのを抑制又は矯正するために、単に外筒3の後端側を押さえるだけでは、スプリングバックにより拡径を抑制することが困難である。そこで、外筒3の後端側を弱く加締めて第2加締め部S2を形成することで、拡径を確実に抑制又は矯正できる。
Further, at this time, the rear end side of the
In order to suppress or correct the tendency of the rear end side of the
以上のように、第1加締め部S1よりも径大な第2加締め部S2を形成することで、加締めにより外筒3の後端側が拡径しようとするのを抑制又は矯正して外筒3とグロメット9との隙間Gを低減ないし抑制し、外筒3の隙間腐食を抑制できる。
As described above, by forming the second crimping portion S2 having a diameter larger than that of the first crimping portion S1, it is possible to suppress or correct the tendency of the rear end side of the
又、外筒3の後端側を、第1加締め部S1よりも径大な(換言すれば、加締めが弱い)第2加締め部S2で加締めるので、外筒3の後端側を第1加締め部S1と同様に強く加締める場合に比べ、外筒3の後端縁に向かって外筒3がゆがんだり、外筒3にシワが生じることを抑制できる。特に、上述のように外筒3の後端側38に強度が低い腕部33が形成されている場合、外筒3がゆがんだり、シワが生じると、腕部33が曲がって溝部93に干渉し、腕部33が破損する等のおそれがあるので、かかる不具合を抑制できる。
さらに、図1に示すように、第2加締め部S2が凸部9pと非接触であると、第2加締め部S2の加締め度合がさらに小さいので、加締めによる外筒3のゆがみやシワをより一層抑制できる。
Further, since the rear end side of the
Further, as shown in FIG. 1, when the second crimping portion S2 is not in contact with the
なお、第1加締め部S1の存在は、外筒3及びグロメット9が径方向内側に縮径している部位があるか否かで判定できる。又、第2加締め部S2の存在は、加締めダイスによる、外筒3の外面から凹む加締めキズ(例えば、八方丸加締め等の丸加締めであれば、外筒3の外面に周方向に間隔を空けて凹む加締めキズ)の有無で判定できる。
The presence of the first crimping portion S1 can be determined by whether or not there is a portion where the
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。
上記実施形態では、外筒は主体金具の後端側に固定されたが、例えば主体金具の後端側に固定される別の筒状体の後端に嵌合され、主体金具に直接固定されない保護外筒のような形態であってもよい。
又、外筒とグロメットとの隙間Gはゼロでもよいが、隙間Gをゼロに保つのは困難な場合もあるので、隙間Gは隙間腐食を抑制できる一定値以下であればよい。
センサは、ガスセンサに限らず、温度センサ等であってもよい。又、ガスセンサとしては、酸素センサ、NOxセンサ等が挙げられる。
第1加締め部、第2加締め部の形成方法は上記に限定されず、それぞれ別のダイスで2段階で加締めてもよい。この場合、第1加締め部を加締めた後、第2加締め部を加締めればよい。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments and extends to various modifications and equivalents included in the ideas and scope of the present invention.
In the above embodiment, the outer cylinder is fixed to the rear end side of the main metal fitting, but is fitted to the rear end of another tubular body fixed to the rear end side of the main metal fitting, and is not directly fixed to the main metal fitting, for example. It may be in the form of a protective outer cylinder.
Further, the gap G between the outer cylinder and the grommet may be zero, but it may be difficult to keep the gap G at zero, so the gap G may be a certain value or less that can suppress the gap corrosion.
The sensor is not limited to the gas sensor, and may be a temperature sensor or the like. Further, examples of the gas sensor include an oxygen sensor and a NOx sensor.
The method for forming the first crimping portion and the second crimping portion is not limited to the above, and may be crimped in two stages with different dies. In this case, after crimping the first crimping portion, the second crimping portion may be crimped.
1 センサ(ガスセンサ)
3 外筒
5 主体金具
6 検出素子
64 検出部
9 弾性部材(グロメット)
9p 凸部
18 リード線
33 腕部
34 保護部
87 フィルタ部材
91 大気連通孔
92 リード線挿通孔
93 溝部
94 底面
95 側面
99 後端向き面
S1 第1加締め部
S2 第2加締め部
O 軸線
1 sensor (gas sensor)
3
Claims (2)
該検出部を自身の先端から突出させつつ、前記検出素子の径方向周囲を取り囲む主体金具と、
前記主体金具の後端側に配置される金属製筒状の外筒と、
前記外筒の内側に配置されて該外筒の後端側を閉塞する弾性部材と、
を備えたセンサにおいて、
前記外筒は、前記弾性部材と共に径方向内側に加締められて形成された第1加締め部を有し、前記弾性部材は、前記第1加締め部よりも後端側において前記第1加締め部よりも径方向外側に突出する凸部を有し、
前記外筒は、さらに前記凸部と径方向に重なる位置に前記第1加締め部よりも径大な第2加締め部を有し、
前記第2加締め部は、前記凸部と非接触であり、かつ前記外筒の後端縁の内径が前記第1加締め部の内径よりも径大であることを特徴とするセンサ。 A detection element that extends in the axial direction and has a detection unit on its tip side,
A main metal fitting that surrounds the radial circumference of the detection element while projecting the detection unit from its own tip.
A metal tubular outer cylinder arranged on the rear end side of the main metal fitting,
An elastic member arranged inside the outer cylinder and closing the rear end side of the outer cylinder,
In the sensor equipped with
The outer cylinder has a first crimping portion formed by crimping inward in the radial direction together with the elastic member, and the elastic member has the first crimping portion on the rear end side of the first crimping portion. It has a convex part that protrudes radially outward from the tightening part, and has a convex part.
The outer cylinder is further have a second caulking portion of larger diameter than the first crimp portion at a position overlapping the convex portion and radially,
The sensor is characterized in that the second crimping portion is in non-contact with the convex portion and the inner diameter of the rear end edge of the outer cylinder is larger than the inner diameter of the first crimping portion .
かつ前記弾性部材は、自身の後端向き面側にて前記大気連通孔を起点に前記リード線挿通孔を避けて径方向外側に向かって延びると共に、前記弾性部材の先端側に向かって切り欠き、底面及び側面を有する溝部を有し、
前記軸線方向後端側から前記弾性部材の前記大気連通孔を覆うことで前記フィルタ部材を保護する保護部であって、前記大気連通孔の開口よりも小さい開口を有する保護部と、該保護部に接続すると共に、径方向に延び、少なくとも一部が前記弾性部材の前記溝部内に配置される腕部と、が外筒に結合され、
前記腕部は、前記溝部の前記底面と間隙を設けて配置されていることを特徴とする請求項1に記載のセンサ。 The elastic member is interposed with a lead wire insertion hole through which a lead wire for taking out a detection signal of the detection element is inserted, and a filter member having air permeability and waterproofness, so that the inside and outside of the outer cylinder are interposed. Atmospheric communication holes that enable atmospheric communication are formed so as to extend in the axial direction.
Further, the elastic member extends outward in the radial direction from the atmospheric communication hole as a starting point on the rear end facing surface side thereof while avoiding the lead wire insertion hole, and is notched toward the tip end side of the elastic member. Has a groove with a bottom and sides,
A protective portion that protects the filter member by covering the atmospheric communication hole of the elastic member from the rear end side in the axial direction, and has an opening smaller than the opening of the atmospheric communication hole, and the protective portion. Along with connecting to the outer cylinder, at least a part of the arm portion extending in the radial direction and arranged in the groove portion of the elastic member is connected to the outer cylinder.
The sensor according to claim 1, wherein the arm portion is arranged with a gap from the bottom surface of the groove portion.
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