JP6986485B2 - センサ - Google Patents
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Description
又、大気連通孔300h2には、水や異物の侵入を防止するため、通気性と防水性を有するフィルタ部材410が配置されている。
この保護部304には、後端側に向かって半球状に突出する凸部304pが設けられている。凸部304pはスリット状をなし、凸部304pと保護部304本体部との隙間Gmaxを大気連通孔300h2の径よりも小さくすることで、フィルタ部材410への異物や飛石の侵入を防止している。
一方、その他の部位の隙間を確保して大気連通孔300h2からセンサ内部への基準ガスの通気を多くしようとすると、隙間Gmaxが広くなって異物や飛石が侵入し易くなるおそれがある。
従って、本発明は、弾性部材の大気連通孔を覆うフィルタ部材への異物や飛石の侵入を確実に抑制すると共に、大気連通孔からセンサ内部への通気も安定して得られるセンサの提供を目的とする。
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。
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。
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。
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。
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と共に、以下の外筒3の腕部33を収容するものである。なお、本実施形態では、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へ向けて径方向内側に延びる板状をなす4本の腕部33が突出されている。
また、詳しくは図4に示すように、保護部34には開口部34hが設けられると共に、開口部34hを覆って後端側に向かって突出するカバー35が設けられている。このカバー35と開口部34hとの軸線O方向の隙間G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内への異物や飛石等の侵入が防止されている。
なお、隙間Gは、カバー35の先端向き面35fと、開口部34h周縁の保護部34の後端向き面との距離である。
又、カバー35の隙間G及び開口部34hを介して、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。
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。
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。
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。
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、グロメット9が外筒3に固定されている。
図5は図1のグロメット9近傍の部分拡大図、図6は外筒3の後端部とグロメット9近傍の部分斜視図である。
図4、図5に示すように、保護部34は、開口部34hと、開口部34hの周縁の一部に接続されて開口部34hを後端側から覆いつつ、軸線O方向に開口部と隙間Gを有するカバー35とを備えている。
図3に示すように、本実施形態では、軸線O方向から見て保護部34は円形で、開口部34hは矩形状をなし、軸線O方向に開口部34hは大気連通孔91の内側に位置する。但し、軸線O方向から見て、開口部34hは大気連通孔91の少なくとも一部に重なっていればよい。
保護部材34は、例えば円盤状のステンレス素板に、カバー35の長辺となる平行な2つの切れ目34sを入れ、カバー35となる部位をプレス加工等で後端側に隆起させる切り曲げ(ランス曲げ)加工で形成することができる。
これにより、軸線O方向から見てカバー35が開口部34hを後端側から覆う。又、カバー35の長手方向両端が開口部34hの短辺側の周縁に一体に接続され、軸線O方向にカバー35と開口部34hとが隙間(スリット)Gを形成する。
さらに、図4に示すように、本実施形態では、カバー35の先端向き面35fは、グロメット9の最後端向き面99よりも後端側に位置する。これにより、隙間Gから大気連通孔91を通したセンサ1内部への通気がさらに得られると共に、外筒3の熱を腕部33を介してカバー35から放熱し易く、外筒3の熱がグロメット9に伝わる事を抑制できる。
例えば、図7に示すように、保護部34に複数個のカバー35x、35yが設けられていてもよい。この場合、上面図8に示すように、各カバー35x、35yで覆われる位置に、保護部34の複数個の開口部34h1、34h2が設けられるが、開口部34h1、34h2は大気連通孔91に完全に重なる実線の位置の他、大気連通孔91の少なくとも一部に重なる破線の位置であってもよい。
又、図10に示すように、保護部34の開口部34hとカバー35uとの隙間Gが一方(前方)のみの、いわゆるルーバ状であってもよい。
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。
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)
18 リード線
33 腕部
34 保護部
34h、34h1、34h2 開口部
35、35x、35y、35z、35u カバー
35f カバーの先端向き面
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 溝部の底面
95 溝部の側面
O 軸線
G 隙間
Claims (1)
- 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、
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少なくとも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、それぞれ前記軸線方向に延びるように形成され、
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が前記外筒に一体又は別体として結合され、
前記保護部は、前記大気連通孔の少なくとも一部に重なる開口部と、前記開口部の周縁の一部に接続されて該開口部を後端側から覆いつつ、前記軸線方向に開口部と隙間を有するカバーとを備え、
前記カバーの先端向き面が平面を有し、
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、
前記保護部は前記開口部の周縁に接続すると共に、径方向に延び、前記外筒に一体又は別体として結合される腕部をさらに備え、
前記腕部の先端向き面は前記溝部内に配置されると共に、前記腕部の側面は前記溝部の前記側面と当接し、
前記カバーの先端向き面は、前記弾性部材の最後端向き面と間隙を設けて配置されていることを特徴とするセンサ。
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