JPH02147817A

JPH02147817A - センサの保護構造

Info

Publication number: JPH02147817A
Application number: JP63301919A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Taguchi; 一夫田口; Toshihiko Sato; 敏彦佐藤; Hiroyuki Maeda; 博之前田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1990-06-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、検出素子部やリード線等のセンザ内部構造に
対する耐衝撃性を高めたセンサ保護構造に関するもので
ある。

［従来の技術］従来、この種のセンサとして、車両用エンジンの酸素セ
ンサについて説明すると、主体金具内に介在物を介して
検出素子部を固定すると共に、主体金具の一端に金属製
筒体を固定することにより、検出素子及びリード線等の
内部構造を保護する構成を備えている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、車両用に搭載する酸素センサでは、飛石等が筒
体等に当たるというような衝撃が加わることがあり、上
記構成のような単に筒体で内部を覆うだけでは、このよ
うなｃｈｉ　ｕに対して十分な防御手段にはならないこ
とがあった。

この解決手段として、金属製筒体の厚みを増したりする
手法も考えられるが、これによると、熱容量が大きくな
るために外部からの受熱によりセンサの内部構造物に熱
影響が出たりすることがあり、また、センサ自身の重量
が増加するという不具合もある。

また、頑丈な金属製筒体を用いた場合には、これに突発
的な強い衝撃を受けたときに、該筒体と一体的に剛構造
となっている他の部品の構造上弱い部分に損傷をもたら
すことがある。

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを課
題とし、外部からの衝撃に対して緩衝作用が大きいとと
もに、検出素子部等の内部構成部品への熱影響が少なく
、しかも軽量であるセンサの保護構造を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］上記問題点を解決するためになされた本発明によるセン
サ保護構造は、周囲環境を検出する検出素子部を収納固定した主体金具
と、この主体金具にて固定され、上記検出素子部及び検出素
子部に接続されたリード線を保護する筒体と、この筒体の外周を所定の間隙を有して覆い、主体金具に
一端で固定されるとともに他端を自由端にした筒状の衝
ｇ暖南部材とを備えたことを特徴とする。

ここで、周囲環境を検出するセンサとしては、例えば、
車両用エンジンに搭載される酸素センサ、温度センサお
よび圧力センサ等の各種のものがある。

また、衝撃緩衝部材は、飛石などの外力を受けた場合に
ある程度の強度を有する材料であればよく、例えば、ス
テンレス鋼、スチール、ばね鋼、非鉄金属等が適用でき
る。

また、主体金具への衝撃緩衝部材の一端部の固定手段は
、溶接、ネジ止めのほか、内側の筒体と所定間隔を保持
できる固定手段であれば、いずれの手段であってもよい
。

［作用］本発明のセンサでは、主体金具に周囲環境を検出する検
出素子部が収納固定され、さらに、主体金具に筒体が固
定されており、主体金具や筒体等により検出素子および
リード線が保護されている。

さらに、上記筒体の外周部には、該筒体と所定の間隙を
有して配置された衝撃緩衝部材により覆われている。こ
の衝撃緩衝部材は、その一端ｇ５で主体金具に取り付け
られ、他端部が自由端になっている。

したがって、衝撃緩衝部材に飛石等が当たる等の外力が
加わった場合でも、衝９緩衝部材は、その自由端側でず
れて衝撃エネルギーを吸収する。

よって、このような衝撃緩衝部材の作用により、該緩衝
部材の肉厚を薄く形成しても、外力を弱める作用が大き
く、センサの内部構造を保護する作用が大きい。

［実施例］以下本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は本実施例の酸素センサ２の内部構造を一部磯断
して示している。同図において、酸素検出素子４および
ヒータ６から構成される検出素子部８は、主体金具１０
、第１筒体１２、第２筒体１３及び第３筒体１４等から
なるハウジング１６に格納されており、上記検出素子部
８から伸びる複数の端子用金具１８の上端に各々リード
線２０が接続されている。

上記酸素検出素子４は、一端が閉塞されて筒状に成形さ
れたジルコニア等の固体電解質からなり、この酸素検出
素子４の内面および外面には、蒸着等によって被着され
た白金の内側電極層２２および外側電極層２４が形成さ
れている。

さらに、ハウジング１６の主体金具１ｏの上部には、か
しめ部３０が形成されており、このがしめＨＢ３０をか
しめることにより、主体金具１ｏの内周に配置されたス
リーブ３２およびタルク粉末３３を介して、酸素検出素
子４がハウジング１６内に固定される。一方、主体金具
１ｏの下部には、酸素検出素子４を保護するプロテクタ
３６が取り付けられている。

また、上記主体金具１ｏのがしめ部３ｏのがしめにより
、上述した第１筒体及び第２筒体１３が固定され、さら
に第２筒体１３の上部に第３藺体１４がはめ込まれてい
る。そして第３筒体１４の内側には、ゴムキャップ３日
が内嵌されている。

さらに、上記第２筒体１３及び第３筒体１４の外周部は
、ステンレス鋼（ＪＩＳ規格：　５ＵＳ３０４）からな
る筒状の衝撃緩衝部材４ｏにより所定間隙を有して覆わ
れており、この衝撃緩衝部材４０は、その一端部４１で
主体金具１０に溶接固定され、他端部４２で第３筒体１
４等に固定されていない自由端となっている。

すなわち、この′ｆｌＪν暖市部材４０は、第２図ない
し第４図に示すように、軸方向へ沿った放熱および水抜
きを兼用した長穴４３を複数個有するほぼ半円筒状の分
割部材４４．４５から形成されている。このうち、一方
の分割部材４４の側端部には、連結機構７１６の−・部
を構成する錦秋の雌形／１７が形成され、また、他方の
分割部材４５の側端部には、上記雌形４７に係合する雌
形４８が設けられている。また、上記両分割部材４４．
４５の一端部は、４箇所の透孔４９を設けたフランジ部
５０．５１がそれぞれ形成され、また、他端部は、半円
状の切欠き５２．５３（第３図）が形成されている。衝
撃緩衝部材４０は、直径２０．４ｒｏｍ、長さ４４．　
５ｍｔｎ、厚さ０．５ｒｏｍ、重さ１０ｇに形成されて
いる。

上記衝撃緩衝部材４０を主体金具１０に取り付けるには
、まず、分割部材４４．４５を第２筒体１３、第３筒体
１４の外周側でその側端面で合わせて、連結機構４６の
雌形４７と雌形４８とを係合させ、フランジ部５０．５
１を主体金具１０に位置決めする。次に、フランジ部５
０．５１の透孔４９の部分を溶接することにより主体金
具１０に固定する。このとき、衝撃緩衝部材４０の他端
の切欠き５２．５３は、第３筒体１４の外周に固定され
ずに、自由端となっている。

したがフて、上記実施例のセンサの保護構造によれば、
飛石等が衝撃緩衝部材４０に１ｊ突しても、該衝９′塑
衝部材４０の他端部４２が自由端になっているために、
ここで衝突エネルギーが吸収され、センサの内部構造に
は、直接衝撃を与えず断線等の損ず冨に至りにくい。

こうした衝撃緩衝部材４０の衝撃力低酸効果を調べるた
めに以下に説明する実験を行った。すなわち、第５図お
よび第６図に示すように酸素センサの後端部６０を固定
するとともに、一端にて吊り下げられたハンマ６１をセ
ンサ２に向けて振り降ろすことにより、センサの後端部
６０に？ｒＪＪ撃力を加える。このときのヒータの断線
の有無に基づいて不具合の状況を判定した。なお、実験
した試料は、本実施例による衝撃緩衝部材４０を用いた
もの、およびこれを用いない従来のセンサである。

第９図から明かなようζこ、本実施例の衝撃緩衝部材４
０を設けることにより、衝撃緩衝部材４０の中間部でＬ
し校すると、従来例では２０Ｋｇｆ−ｃｍの耐衝撃エネ
ルギーであるのに対して、本実施例では、６０　Ｋｇｆ
”　Ｃｒｌｌと３倍以上の衝撃エネルギーに耐之ること
ができる。

また、他の衝撃試験として、ハンマの代わりに、第７図
及び第８図に示すように、１００ｇの鋼球（Ｊ　ＩＳ：
　５ＵＳ３０４）を１５００ｃｍの高さから筒７１を通
じ、で落下させてセンサ後端部６０に衝撃力を加える方
法も行った。その結果、第９図とほぼ同様な結果が得ら
れた。

したがって、衝撃緩１５部材４０は、突発的な衝撃、断
続的な？ｇＪ撃にもセンサの内部構造を維持するのに効
果があることが分かった。

また、衝撃緩衝部材４０は、肉厚自体も０．　５ｍｍと
厚くなく、よって熱容量も小さくすることができるから
、外部からの受熱により内部のＭ’Ｅ＝検出素子４やリ
ード線２０等の内部構造物に熱影響が出たりすることも
なく、また、重量も１０ｇ程度であり、この稈度の増量
では搭載上はとんど影響がない。

なお、上記実施例では、南撃緩１ｈ部材４０の一端を自
由端とし、第３筒体１４等に全く固定しないものとして
いるが、仮１トめの構成を付加したり、クツション部材
を介在させた構成であってもよい。

［発明の効果］以上説明したようここ、本発明によれば、センサの外周
部に、主体金具に一端で固定されるとともに他端を自由
端にした１ｊ撃緩術部材を設けているが、この緩衝部材
の構成によれば、肉厚を薄くしても外部からの衝撃に対
して高い暖期作用を有するので、内部の保護機能が高く
、そのうえ検出素子等の内部構成部品への熱影響を少な
くてさ、しかも軽量であるセンサとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による酸素センサの半断面図
、第２図は同実施例の衝撃緩衝部材の分解した側面図、
第３図は第２図の■方向からの矢視図、第４図は第２図
のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図、第５図は耐衝撃試験を
示す正面図、第６図は同衝撃試験の側面図、第７図は他
の衝撃試験の状態を示す説明図、第８図は第７図の試験
状態を示す側面図、第９図は衝撃試験の結果を示すグラ
フである。第１図４・・・酸素検出素子　　１０・・・主体金具１２〜１
４・・・第１〜第３筒体　　１６・・・ハウジング　２
０・・・リード線　　４０・・・衝撃緩衝部材４１・・
・一端部　　４２・・・他端部代理人　　弁理士　　定
立　勉（ほか２名）第５図窮４図第６図

Claims

【特許請求の範囲】周囲環境を検出する検出素子部を収納固定した主体金具
と、この主体金具にて固定され、上記検出素子部及び検出素
子部に接続されたリード線を保護する筒体と、この筒体の外周を所定の間隙を有して覆い、主体金具に
一端で固定されるとともに他端を自由端にした筒状の衝
撃緩衝部材とを備えたことを特徴とするセンサの保護構造。