JPH05249069A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
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- JPH05249069A JPH05249069A JP4050196A JP5019692A JPH05249069A JP H05249069 A JPH05249069 A JP H05249069A JP 4050196 A JP4050196 A JP 4050196A JP 5019692 A JP5019692 A JP 5019692A JP H05249069 A JPH05249069 A JP H05249069A
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- Japan
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- protector
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- oxygen sensor
- sensor
- sensor element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒コンバータ下流に酸素センサを配置する
に際して、排気中の水滴がセンサ素子に付着して急冷さ
れ、割れを生じるのを防止する。 【構成】 セラミックス製センサ素子を覆うプロテクタ
１５が、有底円筒状をなすインナプロテクタ１６と円筒
状のアウタプロテクタ１７との二重構造となっている。
それぞれに開口形成された連通孔１９，２１は、周方向
に４５°づつずれており、互いに重ならない。両者間に
形成される間隙２２の下端は、外部へ水を排出するよう
に開放されている。
に際して、排気中の水滴がセンサ素子に付着して急冷さ
れ、割れを生じるのを防止する。 【構成】 セラミックス製センサ素子を覆うプロテクタ
１５が、有底円筒状をなすインナプロテクタ１６と円筒
状のアウタプロテクタ１７との二重構造となっている。
それぞれに開口形成された連通孔１９，２１は、周方向
に４５°づつずれており、互いに重ならない。両者間に
形成される間隙２２の下端は、外部へ水を排出するよう
に開放されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車用内燃
機関の排気中の酸素濃度の検出などに用いられる酸素セ
ンサの改良に関する。
機関の排気中の酸素濃度の検出などに用いられる酸素セ
ンサの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば内燃機関の空燃比フィードバック
制御システムにおいては、排気系の触媒コンバータ上流
側に酸素センサが配設され、排気中の残存酸素濃度の検
出を行っている。この酸素センサは、センサ素子とし
て、先端が封止されたチューブ状をなすジルコニア等の
セラミックス製素子を用いたもので、その内周面に大気
が、外周面に排気ガスがそれぞれ接触するようになって
いる。そして、ホルダに支持されたセンサ素子の先端部
を覆うように有底円筒状をなす金属製のプロテクタが設
けられており、脆いセラミックス製センサ素子を保護し
ている。尚、このプロテクタには、排気ガスを通流させ
るために例えばスリット状をなす連通孔が設けられてい
る。
制御システムにおいては、排気系の触媒コンバータ上流
側に酸素センサが配設され、排気中の残存酸素濃度の検
出を行っている。この酸素センサは、センサ素子とし
て、先端が封止されたチューブ状をなすジルコニア等の
セラミックス製素子を用いたもので、その内周面に大気
が、外周面に排気ガスがそれぞれ接触するようになって
いる。そして、ホルダに支持されたセンサ素子の先端部
を覆うように有底円筒状をなす金属製のプロテクタが設
けられており、脆いセラミックス製センサ素子を保護し
ている。尚、このプロテクタには、排気ガスを通流させ
るために例えばスリット状をなす連通孔が設けられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、内燃
機関の空燃比フィードバック制御システムの制御精度向
上を図るために、触媒コンバータ上流側のほかに触媒コ
ンバータ下流側にも酸素センサを設けたシステムが一部
で提案されている。
機関の空燃比フィードバック制御システムの制御精度向
上を図るために、触媒コンバータ上流側のほかに触媒コ
ンバータ下流側にも酸素センサを設けたシステムが一部
で提案されている。
【０００４】しかしながら、排気管の触媒コンバータ下
流側においては、触媒コンバータで凝縮した水分が排気
ガスとともに飛散したり、あるいは配管レイアウトによ
っては排気管底部に凝縮水が溜まってしまったりするこ
とがある。従って、上記従来の構成の酸素センサをその
まま触媒コンバータ下流に配置したとすると、プロテク
タに衝突した水滴が連通孔から侵入してセンサ素子にか
かり、高温状態のセンサ素子を急冷させて割れを生じる
虞れがあった。また排気管底部に水が溜まっている場合
には、プロテクタ内部に多量の水が侵入し、センサ出力
が異常になることがある。
流側においては、触媒コンバータで凝縮した水分が排気
ガスとともに飛散したり、あるいは配管レイアウトによ
っては排気管底部に凝縮水が溜まってしまったりするこ
とがある。従って、上記従来の構成の酸素センサをその
まま触媒コンバータ下流に配置したとすると、プロテク
タに衝突した水滴が連通孔から侵入してセンサ素子にか
かり、高温状態のセンサ素子を急冷させて割れを生じる
虞れがあった。また排気管底部に水が溜まっている場合
には、プロテクタ内部に多量の水が侵入し、センサ出力
が異常になることがある。
【０００５】尚、実開昭６３−１３２３５３号公報に
は、プロテクタを二重にした酸素センサが示されている
が、これは保温性向上を意図したものであり、水分の侵
入防止は考慮されていない。
は、プロテクタを二重にした酸素センサが示されている
が、これは保温性向上を意図したものであり、水分の侵
入防止は考慮されていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る酸素セン
サは、ホルダに支持されたセラミックス製センサ素子を
覆うように有底円筒状のプロテクタを設けた酸素センサ
において、上記プロテクタを、基端が上記ホルダに固定
された有底円筒状のインナプロテクタと、その外側を囲
む有底円筒状もしくは円筒状のアウタプロテクタとから
なる二重構造とし、かつ両者間の間隙の下部を外部に開
放するとともに、インナプロテクタの連通孔とアウタプ
ロテクタの連通孔とを、互いに重ならない位置に開口形
成したことを特徴としている。
サは、ホルダに支持されたセラミックス製センサ素子を
覆うように有底円筒状のプロテクタを設けた酸素センサ
において、上記プロテクタを、基端が上記ホルダに固定
された有底円筒状のインナプロテクタと、その外側を囲
む有底円筒状もしくは円筒状のアウタプロテクタとから
なる二重構造とし、かつ両者間の間隙の下部を外部に開
放するとともに、インナプロテクタの連通孔とアウタプ
ロテクタの連通孔とを、互いに重ならない位置に開口形
成したことを特徴としている。
【０００７】
【作用】排気ガスはアウタプロテクタの連通孔およびイ
ンナプロテクタの連通孔を通してセンサ素子の外周面に
到達する。
ンナプロテクタの連通孔を通してセンサ素子の外周面に
到達する。
【０００８】一方、排気管内を飛散する水滴は、その一
部がアウタプロテクタの連通孔を通過するが、インナプ
ロテクタの連通孔が重なっていないので、センサ素子ま
で達することはない。この水分は、アウタプロテクタと
インナプロテクタの間の間隙を通り、開放された下部か
ら外部へ排出される。
部がアウタプロテクタの連通孔を通過するが、インナプ
ロテクタの連通孔が重なっていないので、センサ素子ま
で達することはない。この水分は、アウタプロテクタと
インナプロテクタの間の間隙を通り、開放された下部か
ら外部へ排出される。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１０】図４は、この発明に係る酸素センサ１の全
体の構成を示している。この酸素センサ１は、図５に示
したように排気管２の上部壁面に装着される形式のもの
であって、センサ素子３は、ジルコニア等のセラミック
スからなり、先端が閉塞されたチューブ状をなしてい
る。このセンサ素子３は、金属製のホルダ４中央部に嵌
合して保持されており、かつ基端がセラミックス製の中
間絶縁材５によって押さえつけられている。尚、センサ
素子３基端と中間絶縁材５との間には、出力信号取り出
しのためのコンタクトプレート６が挾持されており、該
コンタクトプレート６に出力端子７が導通している。中
間絶縁材５の基端には、更に基端側絶縁材８が連接され
ており、これらを一体として皿ばね９がホルダ４に押さ
えつけている。センサ素子３中心部には、セラミックス
ヒータ１０が配設され、その基端部にヒータ用端子１１
が導通している。また、１２は上記絶縁材５，８の外周
を覆うようにホルダ４に溶接された円筒状のインナキャ
ップ、１３は該インナキャップ１２の基端に更に溶接さ
れたアウタキャップ、１４はアウタキャップ１３内に固
定された合成樹脂製のシールキャップである。
体の構成を示している。この酸素センサ１は、図５に示
したように排気管２の上部壁面に装着される形式のもの
であって、センサ素子３は、ジルコニア等のセラミック
スからなり、先端が閉塞されたチューブ状をなしてい
る。このセンサ素子３は、金属製のホルダ４中央部に嵌
合して保持されており、かつ基端がセラミックス製の中
間絶縁材５によって押さえつけられている。尚、センサ
素子３基端と中間絶縁材５との間には、出力信号取り出
しのためのコンタクトプレート６が挾持されており、該
コンタクトプレート６に出力端子７が導通している。中
間絶縁材５の基端には、更に基端側絶縁材８が連接され
ており、これらを一体として皿ばね９がホルダ４に押さ
えつけている。センサ素子３中心部には、セラミックス
ヒータ１０が配設され、その基端部にヒータ用端子１１
が導通している。また、１２は上記絶縁材５，８の外周
を覆うようにホルダ４に溶接された円筒状のインナキャ
ップ、１３は該インナキャップ１２の基端に更に溶接さ
れたアウタキャップ、１４はアウタキャップ１３内に固
定された合成樹脂製のシールキャップである。
【００１１】またホルダ４の先端部には、該ホルダ４か
ら突出したセンサ素子３を覆うようにプロテクタ１５が
設けられている。
ら突出したセンサ素子３を覆うようにプロテクタ１５が
設けられている。
【００１２】図１，図２は、上記プロテクタ１５の詳細
を示すもので、このプロテクタ１５は、図示するよう
に、インナプロテクタ１６とアウタプロテクタ１７との
二重構造をなしている。インナプロテクタ１６は、図３
にも示すように、有底円筒状をなし、かつ開口端に設け
たフランジ部１６ａがホルダ４にかしめ止めされるよう
になっている。また基部に、僅かに大径に膨らんだ大径
部１６ｂを有し、かつその周方向の一部に、ボス部１８
が膨出形成されている。そして、このインナプロテクタ
１６には、その先端部寄りの位置に、９０°毎に計４個
の円形の連通孔１９が開口形成されている。
を示すもので、このプロテクタ１５は、図示するよう
に、インナプロテクタ１６とアウタプロテクタ１７との
二重構造をなしている。インナプロテクタ１６は、図３
にも示すように、有底円筒状をなし、かつ開口端に設け
たフランジ部１６ａがホルダ４にかしめ止めされるよう
になっている。また基部に、僅かに大径に膨らんだ大径
部１６ｂを有し、かつその周方向の一部に、ボス部１８
が膨出形成されている。そして、このインナプロテクタ
１６には、その先端部寄りの位置に、９０°毎に計４個
の円形の連通孔１９が開口形成されている。
【００１３】上記インナプロテクタ１６の外周を覆うア
ウタプロテクタ１７は、両端が開口した円筒状をなし、
その基部が上記インナプロテクタ１６の大径部１６ｂに
嵌合して固定されている。また周方向の一部に矩形の切
欠部２０を有し、これが上記ボス部１８に係合すること
で回転方向の位置決めを行っている。そして、上記アウ
タプロテクタ１７には、その先端部寄りの位置に９０°
毎に４個、基部寄りの位置に１８０°毎に２個、計６個
の円形の連通孔２１が開口形成されている。ここで、こ
のアウタプロテクタ１７の連通孔２１の形成位置は、図
２に明らかなように、インナプロテクタ１６の連通孔１
９の形成位置に対し周方向に４５°づつずれており、互
いに重ならないようになっている。尚、アウタプロテク
タ１７とインナプロテクタ１６との間に生じる間隙２２
の下部は、アウタプロテクタ１７の端部開口を通して外
部に開放されている。
ウタプロテクタ１７は、両端が開口した円筒状をなし、
その基部が上記インナプロテクタ１６の大径部１６ｂに
嵌合して固定されている。また周方向の一部に矩形の切
欠部２０を有し、これが上記ボス部１８に係合すること
で回転方向の位置決めを行っている。そして、上記アウ
タプロテクタ１７には、その先端部寄りの位置に９０°
毎に４個、基部寄りの位置に１８０°毎に２個、計６個
の円形の連通孔２１が開口形成されている。ここで、こ
のアウタプロテクタ１７の連通孔２１の形成位置は、図
２に明らかなように、インナプロテクタ１６の連通孔１
９の形成位置に対し周方向に４５°づつずれており、互
いに重ならないようになっている。尚、アウタプロテク
タ１７とインナプロテクタ１６との間に生じる間隙２２
の下部は、アウタプロテクタ１７の端部開口を通して外
部に開放されている。
【００１４】上記の構成によれば、排気管２内を飛散し
てくる水滴がアウタプロテクタ１７に衝突して、その一
部が連通孔２１に流入したとしても、インナプロテクタ
１６の連通孔１９が重ならない位置にあるため、インナ
プロテクタ１６内部へ飛び込むことがなく、センサ素子
３への付着が防止される。従って、水滴の付着による急
冷によってセンサ素子３が割れてしまうようなことがな
い。また、連通孔２１を通して間隙２２に入った水滴
は、下端が開放されていることから速やかに排出され
る。
てくる水滴がアウタプロテクタ１７に衝突して、その一
部が連通孔２１に流入したとしても、インナプロテクタ
１６の連通孔１９が重ならない位置にあるため、インナ
プロテクタ１６内部へ飛び込むことがなく、センサ素子
３への付着が防止される。従って、水滴の付着による急
冷によってセンサ素子３が割れてしまうようなことがな
い。また、連通孔２１を通して間隙２２に入った水滴
は、下端が開放されていることから速やかに排出され
る。
【００１５】次に、図６は、排気管２の底部に酸素セン
サ１を取り付ける場合（図７参照）のプロテクタ１５の
実施例を示している。この場合には、アウタプロテクタ
１７として、上端が閉塞された有底円筒状のものが用い
られ、インナプロテクタ１６の外側を覆っている。また
アウタプロテクタ１７の連通孔２１は、やはり先端部寄
りおよび基部寄りの双方に計６個設けられているが、基
部寄りの２個の連通孔２１が間隙２２の最下部に連通し
ており、該連通孔２１を介して間隙２２下部が開放され
ている。
サ１を取り付ける場合（図７参照）のプロテクタ１５の
実施例を示している。この場合には、アウタプロテクタ
１７として、上端が閉塞された有底円筒状のものが用い
られ、インナプロテクタ１６の外側を覆っている。また
アウタプロテクタ１７の連通孔２１は、やはり先端部寄
りおよび基部寄りの双方に計６個設けられているが、基
部寄りの２個の連通孔２１が間隙２２の最下部に連通し
ており、該連通孔２１を介して間隙２２下部が開放され
ている。
【００１６】従って、この実施例においては、アウタプ
ロテクタ１７の連通孔２１を通って間隙２２内に侵入し
た水滴が、下部の連通孔２１を介して外部へ排出され
る。尚、排気管２底部に酸素センサ１を取り付ける場合
には、排気管２内部に水が溜まることが問題となるが、
上記構成では、インナプロテクタ１６の連通孔１９が比
較的先端寄りつまり高い位置にあるので、多少水が溜ま
ったとしても内部に水が侵入することはない。
ロテクタ１７の連通孔２１を通って間隙２２内に侵入し
た水滴が、下部の連通孔２１を介して外部へ排出され
る。尚、排気管２底部に酸素センサ１を取り付ける場合
には、排気管２内部に水が溜まることが問題となるが、
上記構成では、インナプロテクタ１６の連通孔１９が比
較的先端寄りつまり高い位置にあるので、多少水が溜ま
ったとしても内部に水が侵入することはない。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る酸素センサによれば、二重構造としたアウタプロ
テクタおよびインナプロテクタによってセンサ素子への
水滴の付着が防止され、急冷によるセンサ素子の割れな
どを回避できる。従って、排気管の触媒コンバータ下流
側への装着が可能となり、その耐久性，信頼性を高める
ことができる。
に係る酸素センサによれば、二重構造としたアウタプロ
テクタおよびインナプロテクタによってセンサ素子への
水滴の付着が防止され、急冷によるセンサ素子の割れな
どを回避できる。従って、排気管の触媒コンバータ下流
側への装着が可能となり、その耐久性，信頼性を高める
ことができる。
【図１】この発明の一実施例を示すプロテクタの一部切
欠断面図。
欠断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】インナプロテクタのみを示す断面図。
【図４】この実施例の酸素センサ全体の断面図。
【図５】この酸素センサの取付状態を示す説明図。
【図６】この発明の異なる実施例を示すプロテクタの一
部切欠断面図。
部切欠断面図。
【図７】この実施例の酸素センサの取付状態を示す説明
図。
図。
３…センサ素子 ４…ホルダ １５…プロテクタ １６…インナプロテクタ １７…アウタプロテクタ １９…連通孔 ２１…連通孔 ２２…間隙
Claims (1)
- 【請求項１】 ホルダに支持されたセラミックス製セン
サ素子を覆うように有底円筒状のプロテクタを設けた酸
素センサにおいて、上記プロテクタを、基端が上記ホル
ダに固定された有底円筒状のインナプロテクタと、その
外側を囲む有底円筒状もしくは円筒状のアウタプロテク
タとからなる二重構造とし、かつ両者間の間隙の下部を
外部に開放するとともに、インナプロテクタの連通孔と
アウタプロテクタの連通孔とを、互いに重ならない位置
に開口形成したことを特徴とする酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4050196A JPH05249069A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4050196A JPH05249069A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 酸素センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05249069A true JPH05249069A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12852395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4050196A Pending JPH05249069A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05249069A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5707504A (en) * | 1995-01-19 | 1998-01-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Oxygen concentration detector |
| US5762771A (en) * | 1996-02-06 | 1998-06-09 | Denso Corporation | Air-fuel ratio sensor |
| US6214186B1 (en) | 1998-07-13 | 2001-04-10 | Denso Corporation | Gas sensor having improved structure for installation of protective cover |
| ES2541081A1 (es) * | 2015-04-07 | 2015-07-15 | Francisco Albero S.A.U. | Sensor de gas de combustión de diésel |
| WO2016009929A1 (ja) * | 2014-07-17 | 2016-01-21 | 株式会社デンソー | ガスセンサ |
-
1992
- 1992-03-09 JP JP4050196A patent/JPH05249069A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5707504A (en) * | 1995-01-19 | 1998-01-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Oxygen concentration detector |
| US5762771A (en) * | 1996-02-06 | 1998-06-09 | Denso Corporation | Air-fuel ratio sensor |
| US6214186B1 (en) | 1998-07-13 | 2001-04-10 | Denso Corporation | Gas sensor having improved structure for installation of protective cover |
| EP0974836A3 (en) * | 1998-07-13 | 2004-12-22 | Denso Corporation | Gas sensor having improved structure for installation of protective cover |
| WO2016009929A1 (ja) * | 2014-07-17 | 2016-01-21 | 株式会社デンソー | ガスセンサ |
| JP2016023985A (ja) * | 2014-07-17 | 2016-02-08 | 株式会社デンソー | ガスセンサ |
| US10429339B2 (en) | 2014-07-17 | 2019-10-01 | Denso Corporation | Gas sensor |
| ES2541081A1 (es) * | 2015-04-07 | 2015-07-15 | Francisco Albero S.A.U. | Sensor de gas de combustión de diésel |
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