JPH054001U - 酸素センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部からホルダとキャップのカシメ部の隙間
を介して油分等が内部に浸入するのを防止し、性能が低
下するのを防止できる酸素センサを提供する。 【構成】 ホルダ２２の締付部２２Ｃには嵌合部２２Ｂ
と同一径を有する内壁部２２Ｇと、該内壁部２２Ｇより
一回り大径に形成された外壁部２２Ｈとからなり、基端
側で開口する環状凹部２２Ｆを設け、キャップ２３に
は、先端側の開口部２３Ａの外周側を径方向外側に折返
して環状折返部２３Ｆを設ける。キャップ２３の環状折
返部２３Ｆを前記ホルダ２２の環状凹部２２Ｆ内に圧入
し、キャップ２３の胴部２３Ｂには径方向外側からカシ
メ部２３Ｃ，２３Ｃ，…を形成してホルダ２２の嵌合部
２２Ｂの環状溝２２Ｄに固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車等の排気管等に取付けられ、排気ガス中の酸素濃度を 検出するのに好適に用いられる酸素センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車等のエンジンにあっては、空気と燃料との混合気を燃焼室内で 燃焼させて所望の出力を得るようにしており、空気と燃料との混合比、即ち空燃 比が小さく（燃料が濃く）なると不完全燃焼を起し、逆に、空燃比が大きく（燃 料が薄く）なると出力が低下してしまう。

【０００３】 このため、自動車等には、排気管等に酸素センサを取付けて、排気ガス中の酸 素濃度を検出し、これによって、前記空燃比をフィードバック制御するようにし ている。

【０００４】 ここで、図２に従来技術の酸素センサを示す。

【０００５】 図において、１は外形を構成するセンサ本体を示し、該センサ本体１はホルダ ２，キャップ３および後述するプロテクタ９から大略構成されている。

【０００６】 ここで、ホルダ２は段付筒状に形成され、先端側に位置して外周面におねじ部 が形成された取付部２Ａと、基端側から軸方向に突出して設けられた嵌合部２Ｂ と、該嵌合部２Ｂと取付部２Ａとの間に位置して径方向外向きに突設され、外形 が六角形状をなす鍔部としての締付部２Ｃとから大略構成されている。また、前 記嵌合部２Ｂの外周側にはキャップ３の先端側がカシメ固定されるための環状溝 ２Ｄが全周に亘って形成され、ホルダ２の取付部２Ａの内周側には後述のジルコ ニアチューブ５と係合する環状の肩部２Ｅが形成されている。

【０００７】 ３は薄肉のステンレス鋼等から段付筒状に形成されたキャップを示し、該キャ ップ３は開口部３Ａと、筒状の胴部３Ｂと、該胴部３Ｂの先端側に設けられ、キ ャップ３をホルダ２の環状溝２Ｄにカシメ固定する、例えば６個のカシメ部３Ｃ ，３Ｃ，…（２個のみ図示）と、胴部３Ａの基端側に設けられた段部３Ｄと、該 段部３Ｄから基端側に向けて突出形成された小径筒部３Ｅとから構成される。

【０００８】 ４はキャップ３内に軸方向に伸長して配設された絶縁筒体を示し、該絶縁筒体 ４はアルミナ等のセラミック材料によって段付筒状に形成され、その基端側はキ ャップ３の小径筒部３Ｅ内に挿入され、先端側はホルダ２の嵌合部２Ｂ内に嵌挿 されている。そして、該絶縁筒体４はセンサ本体１と後述のコンタクトプレート １０との間を絶縁状態に保つようになっている。

【０００９】 ５は基端側がホルダ２の肩部２Ｅにリング状のワッシャ６を介して係合され、 先端側がホルダ２の取付部２Ａから外部に突出したジルコニアチューブを示し、 該ジルコニアチューブ５は酸化ジルコニウム等のセラミック材料によって先端側 の断面が略Ｕ字形状をなす有底筒体に形成され、その基端側は大径の開口部５Ａ となり、突出端となる先端側は閉塞端５Ｂとなっている。そして、該ジルコニア チューブ５はその内側と外側との酸素に濃度差が生じると、酸素イオンが通り抜 けるようになり、後述の外側電極７、内側電極８間に起電力（検出信号）を発生 させるようになっている。また、該ジルコニアチューブ５の内，外面には多孔質 の白金（図示せず）がコーティングされ、前記起電力の増幅作用（触媒作用）を 行うようになっている。

【００１０】 ７，８はジルコニアチューブ５の外面，内面にそれぞれ設けられた外側電極， 内側電極を示し、該外側電極７，内側電極８は白金等の金属材料をジルコニアチ ューブ５の外面，内面に塗布等の手段を用いて付着させることにより形成されて いる。また、該外側電極７はホルダ２の肩部２Ｅにワッシャ６を介して接続され 、アースされるようになっている。そして、内側電極８はジルコニアチューブ５ の閉塞端５Ｂ内面側から開口部５Ａの端面側まで引出し部８Ａとなって伸び、該 引出し部８Ａはコンタクトプレート１０に接続されている。

【００１１】 ９はジルコニアチューブ５の突出端側を保護すべく有蓋筒状に形成されたプロ テクタを示し、該プロテクタ９は、その基端側がホルダ２の先端側にカシメ固定 され、ジルコニアチューブ５とほぼ同軸に位置決めされている。また、該プロテ クタ９には、その周面に複数の長孔９Ａ，９Ａ，…が長手方向に形成され、該各 長孔９Ａは排気管中の排気ガスをジルコニアチューブ５の外面側に導入するよう になっている。

【００１２】 １０は絶縁筒体４内を軸方向に伸長して配設されたコンタクトプレートを示し 、該コンタクトプレート１０はステンレス鋼等からなる一枚の金属板をプレス等 の手段で曲げ加工することにより形成され、その基端側には後述のリード線１１ に接続される接続部１０Ａが、先端側には円板状のコンタクト部１０Ｂがそれぞ れ設けられている。そして、該コンタクト部１０Ｂはジルコニアチューブ５の開 口部５Ａ端面と絶縁筒体４の先端側端面との間で後述するディスクスプリング１ ２のばね荷重により強く挟持され、これにより内側電極８を介してジルコニアチ ューブ５の内面側と電気的に接続されている。

【００１３】 １１は先端側がコンタクトプレート１０の接続部１０Ａに接続され、センサ本 体１外へと導出されたリード線を示し、該リード線１１はジルコニアチューブ５ の起電力を検出信号として、内側電極８およびコンタクトプレート１０を介して 外部のコントロールユニット（図示せず）へと出力するようになっている。

【００１４】 １２はキャップ３の段部３Ｄと絶縁筒体４の基端側との間に配設されたディス クスプリングで、該ディスクスプリング１２は皿ばねによって形成され、絶縁筒 体４を介してジルコニアチューブ５の開口部５Ａ外周側をホルダ２の肩部２Ｅに 押付けると共に、コンタクトプレート１０のコンタクト部１０Ｂに挟持力等を与 えるようになる。

【００１５】 １３はリード線１１の周囲をシールしているラバーチューブを示し、該ラバー チューブ１３はフッ素ゴム等によって形成され、前記リード線１１と絶縁筒体４ の基端側、キャップ３の小径筒部３Ｅの間に介挿されている。そして、該ラバー チューブ１３はリード線１１の周囲からセンサ本体１および絶縁筒体４内に雨水 等が浸入するのを防止するようになっている。

【００１６】 従来技術による酸素センサは、上述の如き構成を有するもので、まず、プロテ クタ９が取付けられたホルダ２内にワッシャ６を介してジルコニアチュ−ブ５を 挿入した後、コンタクトプレート１０のコンタクト部１０Ｂをジルコニアチュ− ブ５の開口部５Ａ側に押付けるようにして絶縁筒体４をホルダ２の嵌合部２Ｂ内 に嵌挿し、ディスクスプリング１２で絶縁筒体４等をホルダ２側に押付けながら キャップ３の先端側をホルダ２の嵌合部２Ｂの外周側に嵌合させ、キャップ３を 各胴部３Ｂの先端側でホルダ２の環状溝２Ｄに、６か所のカシメ部３Ｃ，３Ｃ， …によって固定して組立てられる。

【００１７】 そして、当該酸素センサはホルダ２の締付部２Ｃをスパナ等の工具で締付け、 取付部２Ａを車両の排気管（図示せず）に螺着することにより、センサ本体１の ジルコニアチューブ５等が排気管内に突出した状態で取付けるようになる。排気 管中の排気ガスはプロテクタ９の各長孔９Ａを介してジルコニアチューブ５の周 囲に導入され、このとき、排気ガスは空気と燃料との混合気を燃焼させた廃ガス であるから、この排気ガス中の酸素濃度は低下しており、ジルコニアチューブ５ 内側の大気と外側の排気ガスとの間には酸素濃度に差が生じ、該ジルコニアチュ ーブ５の外側電極７、内側電極８間には起電力が発生する。そして、この起電力 は検出信号として、コンタクトプレート１０、リード線１１を介してコントロー ルユニットへと出力され、空燃比をフィードバック制御するのに用いられる。

【００１８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来技術では、ホルダ２とキャップ３とは周方向に離間す る６個のカシメ部３Ｃによってカシメ固定される構成であるから、ホルダ２の嵌 合部２Ｂとキャップ３の開口部３Ａとの間には液体が浸入する隙間（図示せず） が介在する。

【００１９】 そして、この隙間からセンサ本体１内には自動車の使用者等がエンジンルーム 内に噴霧した洗浄剤や、車両等から漏出したオイル等の液体が浸入することがあ り、これらの液体はセンサ本体１内でコンタクトプレート１０のコンタクト部１ ０Ｂ等に付着し、酸素センサの出力特性を変化させ、エンジンの空燃比のコント ロールが適正に行えなくなるという問題がある。

【００２０】 本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本考案はホルダとキ ャップとの間からオイル等の液体がセンサ内に浸入するのを防止でき、信頼性を 向上できるようにした酸素センサを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案が採用する構成の特徴は、ホルダの鍔部には 基端側に開口する環状凹部を設け、キャップの先端側には該環状凹部内に圧入さ れ、該環状凹部にばね力をもって嵌合する環状折返部を設けたことにある。

【００２２】

【作用】

上記構成により、キャップの環状折返部をホルダの環状凹部内に圧入し、キャ ップにカシメ部を形成してキャップとホルダを固定したときに該環状折返部は強 いばね力をもってホルダの環状凹部内側に液密に密着し、このとき、キャップの 先端側は環状凹部によって覆われるため、外部から液体の浸入を防止できる。

【００２３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１を用いて説明する。なお、実施例では前述した従 来技術と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略する。

【００２４】 図において、２１は本実施例のセンサ本体を示し、該センサ本体２１はホルダ ２２，キャップ２３およびプロテクタ９とから大略構成されている。

【００２５】 ここで、ホルダ２２は従来技術で述べたホルダ２とほぼ同様に、先端側に形成 された取付部２２Ａと、基端側から軸方向に突出して設けられた嵌合部２２Ｂと 、該嵌合部２２Ｂと取付部２２Ａとの間に設けられ、外形が六角形状をなす鍔部 としての締付部２２Ｃと、前記嵌合部２２Ｂの外周側に全周に亘って形成された 環状溝２２Ｄと、ホルダ２２の取付部２２Ａの内周側に設けられたジルコニアチ ューブ５と係合するための肩部２２Ｅ等から構成されているものの、本実施例の ホルダ２２の締付部２２Ｃには環状凹部２２Ｆが設けられている。

【００２６】 そして、該環状凹部２２Ｆは締付部２２Ｃの基端側に向けて開口するように断 面コ字形状に形成され、内壁部２２Ｇがホルダ２２の嵌合部２２Ｂと等しい径を 有し、外壁部２２Ｈが嵌合部２２Ｂよりも一回り大きい径をなしている。

【００２７】 ２３は本実施例のキャップを示し、該キャップ２３は従来技術で述べたキャッ プ３とほぼ同様に、薄肉のステンレス鋼により段付筒状に形成され、開口部２３ Ａと、胴部２３Ｂと、該胴部２３Ｂの先端側に例えば６箇所設けられたカシメ部 ２３Ｃと、基端側に設けられた環状の段部２３Ｄと、該段部２３Ｄの内周側から 軸方向外向きに突出する小径筒部２３Ｅ等から構成されるものの、該キャップ２ ３には先端側に環状折返部２３Ｆが設けられている。ここで、該環状折返部２３ Ｆはキャップ２３の先端側を径方向外向きに折返すことにより、断面が略Ｕ字状 をなすように形成され、該環状折返部２３Ｆの内周側が開口部２３Ａとなってい る。

【００２８】 そして、キャップ２３はホルダ２２の嵌合部２２Ｂに開口部２３Ａを嵌め込み 、環状折返部２３Ｆを前記ホルダ２２の環状凹部２２Ｆ内に圧入し、ホルダ２２ の環状溝２２Ｄ上に位置するキャップ２３の胴部２３Ｂに径方向外側から６箇所 のカシメ部２３Ｃ，２３Ｃ，…を形成することによって組立てられる。このとき 、環状折返し部２３Ｆの開放端２３Ｇは外壁部２２Ｈに向けて大きなばね力をも って液密に嵌合するようになる。

【００２９】 本実施例による酸素センサは上述した如くの構成を有するもので、その基本的 作動においては従来技術によるものと格別差異はない。

【００３０】 然るに、本実施例では、ホルダ２２の締付部２２Ｃには嵌合部２２Ｂに等しい 内径と、嵌合部２２Ｂよりも一回り大きな外径を有し、嵌合部２２Ｂ側に開口す る環状凹部２２Ｆを設け、キャップ２３の先端側には径方向外側へと断面略Ｕ字 状に折返すことにより形成され、内周側が開口部２３Ａとなった環状折返部２３ Ｆを設ける構成としたから、下記のような作用効果を得ることができる。

【００３１】 即ち、キャップ２３をホルダ２２へと組付けるときには、前記キャップ２３の 環状折返部２３Ｆをホルダ２２の環状凹部２２Ｆ内に圧入して、ホルダ２２の嵌 合部２３Ｂにキャップ２３を嵌合させ、該キャップ２３をホルダ２２の環状溝２ ２Ｄにカシメ部２３Ｃ，２３Ｃ，…によって固定する。

【００３２】 このとき、キャップ２３の環状折返部２３Ｆは開放端２３Ｇ側がホルダ２２の 環状凹部２２Ｆの外壁部２２Ｈに強いばね力をもって嵌合され、キャップ２３の 開口部２３Ａは径方向内側に強く押圧されてホルダ２３の環状凹部２２Ｆの内壁 部２２Ｇに密着して液密に保持される。また、キャップ２３の環状折返部２３Ｆ はホルダ２２の環状凹部２２Ｆ内に圧入されることにより、該環状凹部２２Ｆの 外壁部２２Ｈに完全に覆われるようになり、開口部２３Ａは内壁部２２Ｇ側に押 圧されるから、ホルダ２２の嵌合部２２Ｂとキャップ２３の開口部２３Ａとの間 に隙間等が生じるのを効果的に防止できる。

【００３３】 従って本実施例によれば、外部からセンサ本体２１内にオイル等の液体が浸入 する経路を確実に絶つことができ、酸素センサのセンサ本体２１内にエンジン洗 浄剤やオイル等の液体の異物が浸入するのを防止でき、当該酸素センサの出力特 性を変化させる等の問題を解消することができる。

【００３４】

【考案の効果】

以上詳述した通り、本考案によれば、ホルダの鍔部には基端側に開口する環状 凹部を設け、キャップの先端側には該環状凹部内に圧入され、該環状凹部にばね 力をもって嵌合する環状折返部を設けたから、キャップの環状折返部をホルダの 環状凹部内に圧入し、キャップにカシメ部を形成してキャップとホルダを固定し たときに、該環状折返部は強いばね力をもてホルダの環状凹部内側に液密に密着 し、このとき、キャップの先端側はホルダの環状凹部に覆われるため、外部から 液体の浸入を防止することができ、これにより出力特性が変化するのを防止して 信頼性を高めた酸素センサとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例による酸素センサを示す縦断面
図である。

【図２】従来技術による酸素センサを示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

４ 絶縁筒体 ５ ジルコニアチューブ １０ コンタクトプレート ２２ ホルダ ２２Ａ 取付部 ２２Ｂ 嵌合部 ２２Ｃ 締付部（鍔部） ２２Ｆ 環状凹部 ２３ キャップ ２３Ｃ カシメ部 ２３Ｆ 環状折返部

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 先端側が車両への取付部となり、基端側
   が嵌合部となり、該嵌合部と取付部との間に径方向外向
   きに突出する鍔部が設けられた筒状のホルダと、該ホル
   ダの嵌合部外周に嵌合され、カシメ部によって固定され
   た筒状のキャップと、該キャップ内に軸方向に伸長して
   配設された絶縁筒体と、基端側が前記ホルダに取付けら
   れ、先端側が該ホルダの取付部から外部に突出したジル
   コニアチュ−ブと、前記絶縁筒体内に設けられ、該ジル
   コニアチュ−ブと電気的に接続されたコンタクトプレー
   トとからなる酸素センサにおいて、前記ホルダの鍔部に
   は基端側に開口する環状凹部を設け、前記キャップの先
   端側には該環状凹部内に圧入され、該環状凹部にばね力
   をもって嵌合する環状折返部を設けたことを特徴とする
   酸素センサ。