JP7068071B2 - センサ - Google Patents
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Description
[1.第1実施形態]
[1-1.構成]
図1に示すセンサ1は、例えば自動車等の内燃機関の排気管に装着され、排気ガス中の窒素酸化物を測定するNOxセンサである。
センサ1は、軸方向に延伸する棒状の外形を有する。なお、以下では、センサ素子2の検知部が配置される側を「先端側」、リード線10A,10Bが接続される側を「後端側」と呼称する。
センサ素子2は、被測定ガス中の特定ガス(本実施形態ではNOx)の濃度を検出する素子である。センサ素子2は、例えば、固体電解質体と2つの電極とを有するセンサ素子である。なお、NOxセンサでは、センサ素子2の出力が小さく、ヒータ電圧が高めに設定される。そのため、絶縁不良による影響が大きくなる。
ケーシング3は、センサ素子2の少なくとも一部を収納する金属製の筒体である。ケーシング3は、第1外筒4の先端部に接続されている。ケーシング3は、胴部3Aと、突出部3Bと、先端カバー3Cとを有する。
第1外筒4は、ケーシング3の内部(つまりセンサ素子2が収納された空間)と連通する内部空間22を有する金属製の筒状の部材である。第1外筒4の材質は、例えばステンレスである。
第2外筒5は、第1外筒4の径方向外側に配置された金属製の筒状の部材である。第2外筒5の材質は、例えばステンレスである。第2外筒5は、第1外筒4のうち、少なくとも複数の第1気孔42が形成された領域を被覆している。
フィルタ6は、第1外筒4と第2外筒5との間に配置された筒状の撥水性フィルタである。
センサ1は、例えば、基準ガスの導入、結露の防止等を目的として、内部に大気を取り込むための複数の通気機構7を備える。
端子部8は、図1に示すように、複数の端子金具81A,81Bと、セパレータ82とを有する。
2つのリード線10A,10Bは、それぞれ、端子部8を介して、センサ素子2の端子に電気的に接続されている。2つのリード線10A,10Bは、第1外筒4の後端側の端部を封止する封止材9を貫通して、第1外筒4の内部に挿通されている。
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)フィルタ6が第2気孔52に向かって凸となる湾曲部61を有することに加えて、第1気孔42の中心軸P1が、湾曲部61の頂部61Aと、第1気孔42に最も近い第2気孔52の中心軸P2とに対してずれた位置に設けられ、かつ、第2気孔52が第1外筒4の壁面41と重なることによって、第1外筒4の内側への水の侵入を効果的に抑制できる。
(1f)第1気孔42の径D1が第1気孔42に最も近い第2気孔52の径D2よりも小さいことで、第2気孔52の目詰まりを抑制しつつ、第1気孔42と第2気孔52との位置調整を容易にすることができる。
[2-1.構成]
本開示の第2実施形態のセンサは、図1のセンサ1において、通気機構7を図5に示す通気機構7Aに置き換えたものである。
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(2a)第1気孔42に最も近い第2気孔52の中心軸P2が第1気孔42の中心軸P1よりもケーシング3寄りに配置されることで、センサ1の先端部を下方に配置した際に、第1気孔42が第1気孔42に最も近い第2気孔52よりも上方に位置するため、第1外筒4における水の侵入抑制効果が高まる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
3B…突出部、3C…先端カバー、4…第1外筒、5…第2外筒、6…フィルタ、
7,7A…通気機構、8…端子部、9…封止材、10A,10B…リード線、
21…検出空間、22…内部空間、41…壁面、42…第1気孔、42A…先端部、
51A,51B…加締め部、52…第2気孔、61…湾曲部、61A…頂部、
61B…先端部、81A,81B…端子金具、82…セパレータ、82A…後端部、
82B…先端部、82C…空隙。
Claims (10)
- センサ素子と、
前記センサ素子が収納されたケーシングと、
前記ケーシングの内部と連通する内部空間を有する第1外筒と、
前記第1外筒の径方向外側に配置された第2外筒と、
前記第1外筒と前記第2外筒との間に配置された撥水性のフィルタと、
を備えるセンサであって、
前記第2外筒は、前記第1外筒の軸方向に離間した2つの加締め部において前記フィルタと共に前記第1外筒に加締められると共に、前記2つの加締め部の間かつ前記フィルタと前記第2外筒の径方向に重なる領域に開口した少なくとも1つの第2気孔を有し、
前記第1外筒は、
前記第2外筒の径方向から視て前記第2気孔の少なくとも一部と重なる位置に配置された壁面と、
前記2つの加締め部の間かつ前記フィルタと前記第1外筒の径方向に重なる領域に開口した少なくとも1つの第1気孔と、
を有し、
前記フィルタは、前記2つの加締め部の間において前記第2気孔に向かって凸となるように湾曲した少なくとも1つの湾曲部を有し、
前記少なくとも1つの第2気孔は、前記少なくとも1つの湾曲部の頂部と前記第2外筒の径方向に重なる位置に配置され、
前記第1気孔の中心軸は、前記少なくとも1つの湾曲部の頂部、及び前記少なくとも1つの第2気孔のうち前記第1気孔に最も近い第2気孔の中心軸に対し前記第1外筒の径方向から視てずれた位置に配置され、
前記フィルタは、前記フィルタの外部と内部とを連通する複数の微小な通気孔を有する多孔質体であり、
前記複数の通気孔は、それぞれ互いに連通していない、センサ。 - 前記第1気孔の中心軸は、前記湾曲部の頂部及び前記第1気孔に最も近い前記第2気孔の中心軸に対し前記第1外筒の軸方向にずれた位置に配置される、請求項1に記載のセンサ。
- 前記第1気孔の中心軸と、前記第1気孔に最も近い前記第2気孔の中心軸とは、前記第1外筒の軸方向及び周方向にずれた位置に設けられる、請求項2に記載のセンサ。
- 前記ケーシングは、前記第1外筒の軸方向の端部に接続され、
前記第1外筒の軸方向において、前記第1気孔に最も近い前記第2気孔の中心軸は、前記第1気孔の中心軸よりも前記ケーシング寄りに配置される、請求項2又は請求項3に記載のセンサ。 - 前記ケーシングは、前記第1外筒の軸方向の端部に接続され、
前記第1外筒の軸方向において、前記第1気孔の中心軸は、前記第1気孔に最も近い前記第2気孔の中心軸よりも前記ケーシング寄りに配置される、請求項2又は請求項3に記載のセンサ。 - 前記第1気孔と前記第1気孔に最も近い前記第2気孔とは、前記第1外筒の径方向において全く重ならない、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のセンサ。
- 前記第1気孔の径は、前記第1気孔に最も近い前記第2気孔の径よりも小さい、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のセンサ。
- 前記ケーシングは、前記第1外筒の軸方向の端部に接続され、
前記第1外筒の軸方向において、前記湾曲部の前記ケーシング側の端部は、前記第1気孔の前記ケーシング側の端部よりも前記ケーシングに近い位置に存在する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のセンサ。 - 前記センサ素子と電気的に接続される複数の端子金具と、
前記第1外筒の内部に配置されると共に、前記複数の端子金具を互いに絶縁されるように収納するセパレータと、
をさらに備え、
前記セパレータは、前記第1外筒の径方向から視て前記複数の端子金具が前記セパレータの外部に露出する空隙を有する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のセンサ。 - 排気ガス中の窒素酸化物を測定するNOxセンサである、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のセンサ。
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