JPH0548417B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特に内燃機関の廃ガス用のガスセン
サであつて、測定しようとするガスから離れた側
で閉鎖スリーブを有しており、該閉鎖スリーブ
が、測定ガス導管に組み込むための、センサエレ
メントを受容する部材を有するメタルケーシング
に接続されていて、この閉鎖スリーブの測定ガス
から離れた側の底部の有利には中央で貫通孔を有
しており、この貫通孔を通つて、前記閉鎖スリー
ブ若しくは前記メタルケーシングの内室から導出
された電気的な接続導体が延びており、該接続導
体がシール部材の長手方向孔によつて気密に取り
囲まれていて、このシール部材が前記閉鎖スリー
ブの底部の貫通孔をもシールしている形式のもの
に関する。

従来技術 このような形式の、内燃機関の廃ガス用のガス
センサはすでに公知である（ドイツ連邦共和国特
許出願公開第2913633号明細書）。この公知のガス
センサにおいては、接続ケーブルが、測定ガス側
でセンサ部材に電気的に接続された、ねじりに対
して強い接続部に固定されていて、測定ガスから
離れた側の閉鎖スリーブの底部に設けられたシー
ル部材を介して導出されている。このように構成
された接続ケーブルの接続部においては、シール
が十分満足のいくものではなく、しかもガスセン
サの内室で接続部と接続ケーブルとを接続するの
は著しく困難である。

また、ケーブルと保護スリーブとを備えた接続
プラグを、ガスセンサの、測定ガスから離れた側
の終端区分における対応する接続部材にかぶせは
めるものも公知である（アメリカ合衆国特許出願
第4325600号明細書参照）が、このような構造の
ものは製造費用が著しく高価である。

本発明の構成 本発明によるガスセンサは、閉鎖スリーブ若し
くはメタルケーシングの内室から導出された接続
導体が、前記センサエレメントに電気的に接続さ
れた、メタルより成る、ねじりに対して強い形状
を有する接続部として構成されており、該接続部
が、シール部材の測定ガスから離れた側の端面か
ら突出するスリーブ状の接続範囲を有していて、
該接続範囲内で接続ケーブルが電気を通すように
軸方向で固定されており、前記接続部のスリーブ
状の接続範囲と、絶縁ジヤケツトによつてカバー
された接続ケーブルの、測定ガス側の終端区分と
にフレキシブルなシールチユーブがかぶせはめら
れており、該シールチユーブがキヤツプスリーブ
によつて圧縮されて、前記接続ケーブルを取り囲
む、キヤツプスリーブの中央孔がシールされ、さ
らに、前記シール部材の、測定ガスから離れた側
の端面と前記シールチユーブの、測定ガス側の端
面との接触面がシールされるようになつている。

本発明の利点 本発明によつて構成されたガスセンサによれ
ば、測定ガスから離れた側の接続スリーブの底部
を通つて接続導体を確実にガイドすることがで
き、製造が簡単でしかも安価であるという利点が
得られた。

実施例 特許請求の範囲の従属項に記載した手段によつ
て本発明によるガスセンサの有利な実施態様及び
改良が可能である。キヤツプスリーブの、測定ガ
ス側の範囲の中央孔と、閉鎖スリーブの底部をシ
ールするシール部材の中空シヤフトの外周とに、
のこ歯状の横断面形状を有する互いに係合し合う
同軸的な環状溝若しくは環状隆起部が設けられて
いれば特に有利である。

次に図面に示した実施例について本発明の構成
を具体的に説明する。

図示のガスセンサ１０は、管状のメタルケーシ
ング１１と、このメタルケーシング１１の内室１
２から測定しようとするガス側に突出するセンサ
エレメント１３と、前記メタルケーシング１１に
接続されかつ、測定ガスとは反対側の底部１５に
貫通孔１６を有する、測定ガスから離れて配置さ
れたメタルより成る閉鎖スリーブ１４と、前記閉
鎖スリーブ１４の底部の貫通孔１６から突出す
る、接続ケーブル１９のための接続範囲１８を備
え前記センサエレメント１３に電気的に接続され
た、ねじりに対して強い接続部１７と、環状のば
ね部材２１を備え測定ガスから離れた側で外周肩
部２２と前記接続部１７を受容する長手方向孔２
３とを有する、前記メタルケーシング１１の内室
１２内に固定されたセラミツクより成る、絶縁管
２０と、測定ガスから離れた側に設けられたガス
センサ１０用のシール２４とから成つている。

メタルケーシング１１はその外周部でフランジ
２５を有しており、このフランジ２５の外周には
６角部が形成されている。さらにこのフランジ２
５には測定しようとするガス側に突出する、図示
していない測定ガス導管にねじ込むためのねじ山
が形成されている。メタルケーシング１１の内室
１２の、測定ガス側の範囲の内周肩部２８にはシ
ールリング２９が配置されており、このシールリ
ング２９には、測定ガス側で底部（図示せず）を
備えた、センサエレメント１３の管状の固体電解
質３１のヘツド３０が載設されてシールされてい
る。このセンサエレメント１３は図示の実施例で
は測定ガス内の酸素部分圧を測定するために設け
られている（冒頭に述べたドイツ連邦共和国特許
出願公開第2913633号明細書により公知である。）。
この場合、固体電解質３１の外周側に配置された
導電軌道３２は測定ガスから離れた側でシールリ
ング２９の範囲で終つていて、固体電解質３１の
内側に配置された導電軌道３３は固体電解質３１
の測定ガスから離れた側の端面３４で終つてい
る。

センサエレメント１３の、測定ガスから離れた
側の端面３４には、接続部１７の接続フランジ３
５が載設されている。この接続部１７の、メタル
ケーシング１１内で軸方向に延びるシヤフト１
７／１は、金属薄板（例えばステンレス鋼Ｖ２
Ａ）より製作されていて、横断面がＵ字形に曲げ
られており、これによつてねじりに対して強い形
状で構成されている。測定ガスから離れた側のシ
ール２４の範囲には、前記シヤフト１７／１に続
いて終端区分１７／２が環状に延びでいる。この
環状の終端区分１７／２の範囲には、接続ケーブ
ル１９のための接続範囲１８が配置されており、
この場合、大抵の場合はより線状の接続ケーブル
１９がこの接続範囲１８で圧搾（Crimpen）によ
つて有利な形式で固定されているのに対して、接
続ケーブル１９を取り囲む絶縁ジヤケツト３７
の、測定ガス側の端面３６は、接続部１７の測定
ガスから離れた側の終端面３８上に載設されてい
る。絶縁ジヤケツト３７によつて取り囲まれた接
続ケーブル１９の、測定ガスから離れた側の端部
には、図示していない接続部材（例えば接続プラ
グ）が固定されている。

長手方向孔２３内で接続部１７のほとんどの部
分を取り囲む絶縁管２０は電気的に絶縁されたセ
ラミツク（例えば焼結された酸化アルミニウム）
より成つていて、その測定ガス側の終端面３９が
接続部１７の接続フランジ３５の、測定ガスとは
離れた側に載設されている。絶縁管２０の、測定
ガス側の終端区分はメタルケーシング１１の内室
１２内でその外周が固定されており、これに対し
て、絶縁管２０の測定ガスから離れた側の区分
は、管スリーブ１１／１として構成された、測定
ガスとは離れた側のメタルケーシング１１の区分
から突出している。外周肩部２２を備えているた
めに、絶縁管２０の主部分に対して寸法の小さい
直径を有する絶縁管２０の、測定ガスから離れた
側の終端範囲４０はシール部材４１を有してい
る。このシール部材４１はフレキシブルな材料
（例えばPTFE：ポリテトラフルオロエチレン）
より成つており、有利には、測定ガス側の終端区
分が絶縁管２０の長手方向孔２３内に突入してい
て、ヘツド４２が絶縁管２０の終端範囲４０に支
えられている１つの成形部分である。ヘツド４２
の側面は有利には円すい台形に構成されている。
シール部材４１は長手方向孔４３内で接続部１７
の環状の終端区分１７／２を収容していて、接続
部１７の接続範囲１８にまで延びている。シール
部材４１の長手方向孔４３は、接続部１７の環状
の終端区分１７／２をほぼ遊びなしに取り囲んで
いて大きな力を必要とすることなしにシール部材
４１を終端区分１７／２にかぶせはめることがで
きるような寸法に選定されている。

メタルケーシング１１の管スリーブ１１／１に
は相応の金属薄板より成る閉鎖スリーブ１４がか
ぶせはめられていて、この閉鎖スリーブ１４は、
測定ガス側に形成された舌片４４で管スリーブ１
１／１に形成された凹部４５に固定され、測定ガ
スとは離れた側で、軸方向の貫通孔１６を備えた
底部１５を有している。この貫通孔１６は円すい
台形に外へ向かつて狭められていて、この範囲で
シール部材のヘツド４２の測定ガスから離れた側
に当てつけられている。しかも閉鎖スリーブ１４
は段部４６を備えていて、この段部４６で、絶縁
管２０の外周肩部２２に測定ガス側の外周範囲が
当て付けられたばね部材２１（板ばね）が支えら
れている。閉鎖スリーブ１４の舌片４４と、メタ
ルケーシングの管スリーブ１１／１の外周に設け
られた凹部４５とは、ばね部材２１が機械的に緊
締されこれに従つて絶縁管２０が接続部１７の接
触フランジ３５に対して強く押しつけられしかも
センサエレメントのヘツド３０がメタルケーシン
グの内周肩部２８に載設されたシールリング２９
に対して気密に押しつけられるように構成されて
いる。閉鎖スリーブ１４の内室４７の、底部１５
に近い方の終端範囲４７／１の寸法は、絶縁管２
０の、測定ガスから離れた側の終端範囲４０がこ
の閉鎖スリーブ１４の終端範囲４７／１内に側方
でガイドされるように選定されている。ばね部材
２１及び閉鎖部材１４の底部１５並びにこれに隣
接する範囲の弾性によつて形成される機械的な緊
張に従つて、閉鎖スリーブ１４の円すい台形の貫
通孔１６はシール部材４１のヘツド４２の測定ガ
スから離れた側に対して強くかつシール作用を形
成しつつ押しつけられる。

閉鎖スリーブ１４の、測定ガスから離れた側の
シール２４に所属するシール部材４１は、その中
空シヤフト４８が閉鎖スリーブ１４の貫通孔１６
から外へ出ていて、この中空シヤフト４８の外周
には同軸的な多数の環状溝４９が形成されてお
り、この環状溝４９は有利にはのこぎり歯状の横
断面形状を有している。このシール部材４１の、
測定ガスとは離れた側の端面は符号５０で示され
ている。

絶縁ジヤケツト３７によつておおわれた接続ケ
ーブル１９の測定ガス側の終端区分及び、この終
端区分を密に取り囲む、接続部１７のスリーブ状
の接続範囲１８は、シールチユーブ５１によつて
おおわれている。このシールチユーブ５１は、例
えばPTFE等のフレキシブルな材料より成つてい
て、強い力を必要とせずに絶縁ジヤケツト３７を
有する接続ケーブル１９と、接続部１７の接続範
囲１８とにかぶせはめることができ、その測定ガ
ス側の端面がシール部材４１の測定ガスから離れ
た側の端面５０上に載設されている。

同様にPTFE等のフレキシブルな材料より成る
キヤツプスリーブ５２は、その中央孔５３によつ
て絶縁ジヤケツト３７を備えた接続ケーブル１９
を貫通させて、この中央孔５３の側方でシールチ
ユーブ５１をほぼ遊び無しで取り囲み、測定ガス
側の範囲でシール部材４１の中空シヤフト４８を
取り囲んでいる。中央孔５３の測定ガス側範囲の
内側には個有の同軸的な環状隆起部５４が形成さ
れており、この環状隆起部５４は有利にはのこぎ
り歯状の横断面形状を有しているので、シール部
材の中空シヤフト４８ののこぎり歯状の環状溝４
９内に解除不能に係止させられる。シール部材４
１の環状溝４９と、キヤツプスリーブ５２の環状
隆起部５４と、キヤツプスリーブ５２の中央孔５
３の、測定ガスから離れた側に配置されたストツ
パ面５５とは、シールチユーブ５１が長手方向で
変形されるような寸法に選定されており、このシ
ールチユーブ５１が変形することによつて、シー
ルチユーブ５１の測定ガス側の端面はシール部材
４１の測定ガスから離れた側の端面５０に気密に
押しつけられて、シールチユーブ５１の、測定ガ
スから離れた方の終端区分はキヤツプスリーブ５
２の中央孔５３及び接続ケーブル１９の絶縁ジヤ
ケツト３７に押しつけられる。有利な実施例によ
れば、キヤツプスリーブ５２の中央孔５３はキヤ
ツプスリーブ５２の測定ガスから離れた方の端部
に向かつて収縮していて、キヤツプスリーブ５２
の、測定ガスから離れた側の端面５６の範囲で、
絶縁ジヤケツト３７の外径に相当する直径を有し
ている。キヤツプスリーブ５２の測定ガス側の終
端区分はロート状の拡張部５７を有しており、こ
の拡張部５７は閉鎖スリーブ１４の円すい台形の
貫通孔１６を気密におおつている。

取り付け作業が容易である環状溝４９及び環状
隆起部４４のかわりに、キヤツプスリーブ５２を
シール部材４１に固定するためのその他の公知の
接続手段（例えば溶接）を用いることも可能であ
る。また、キヤツプスリーブ５２を必らずしも合
成樹脂材料より製造する必要はなく、その他の適
当な材料より製造することも可能である。この場
合、キヤツプスリーブ５２のロート状の拡張部５
７は閉鎖スリーブ１４の円すい台形の貫通孔１６
に（例えば溶接によつて）固定される。

しかも、前記シール２４は、固体電解質３１を
有するセンサエレメント１３のためにのみ適して
いるだけではなく、同様の構造若しくは相応の配
置形式を必要とするセンサエレメントのためにも
適している。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例によるガスセンサの拡
大した部分的な軸方向断面図である。 １０……ガスセンサ、１１……メタルケーシン
グ、１１／１……管スリーブ、１２……内室、１
３……センサエレメント、１４……閉鎖スリー
ブ、１５……底部、１６……貫通孔、１７……接
続部、１７／１……シヤフト、１７／２……終端
区分、１８……接続範囲、１９……接続ケーブ
ル、２０……絶縁管、２１……ばね部材、２２…
…外周肩部、２３……長手方向孔、２４……シー
ル、２５……フランジ、２６……６角部、２７…
…ねじ山、２８……内周肩部、２９……シールリ
ング、３０……ヘツド、３１……固体電解質、３
２，３３……導電軌道、３４……端面、３５……
接触フランジ、３６……端面、３７……絶縁ジヤ
ケツト、３８，３９……端面、４０……終端範
囲、４１……シール部材、４２……ヘツド、４３
……長手方向孔、４４……舌片、４５……凹部、
４６……段部、４７……内室、４７／１……終端
範囲、４８……中空シヤフト、４９……環状溝、
５０……端面、５１……シールチユーブ、５２…
…キヤツプスリーブ、５３……中央孔、５４……
環状隆起部、５５……ストツパ面、５６……端
面、５７……拡張部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガスセンサであつて、測定しようとするガス
   から離れた側で閉鎖スリーブを有しており、該閉
   鎖スリーブが、測定ガス導管に組み込むための、
   センサエレメントを受容する部材を有するメタル
   ケーシングに接続されていて、この閉鎖スリーブ
   の、測定ガスから離れた側の底部で貫通孔を有し
   ており、この貫通孔を通つて、前記閉鎖スリーブ
   若しくは前記メタルケーシングの内室から導出さ
   れた電気的な接続導体が延びており、該接続導体
   がシール部材の長手方向孔によつて気密に取り囲
   まれていて、このシール部材が前記閉鎖スリーブ
   の底部の貫通孔をもシールしている形式のものに
   おいて、前記閉鎖スリーブ１４若しくはメタルケ
   ーシング１１の内室４７から導出された前記接続
   導体が、前記センサエレメント１３に電気的に接
   続された、メタルより成る、ねじりに対して強い
   形状を有する接続部１７として構成されており、
   該接続部１７が、前記シール部材４１の、測定ガ
   スから離れた側の端面５０から突出するスリーブ
   状の接続範囲１８を有していて、該接続範囲１８
   内で接続ケーブル１９が電気を通すように軸方向
   で固定されており、前記接続部１７のスリーブ状
   の接続範囲１８と、絶縁ジヤケツト３７によつて
   カバーされた接続ケーブル１９の、測定ガス側の
   終端区分とにフレキシブルなシールチユーブ５１
   がかぶせはめられおり、該シールチユーブ５１が
   キヤツプスリーブ５２によつて圧縮されて、前記
   接続ケーブル１９を取り囲む、キヤツプスリーブ
   ５２の中央孔５３がシールされ、さらに、前記シ
   ール部材４１の、測定ガスから離れた側の端面５
   ０と前記シールチユーブ５１の、測定ガス側の端
   面との接触面がシールされるようになつているこ
   とを特徴とする、ガスセンサ。 ２ 前記シールチユーブ５１が、シール部材４１
   の、測定ガスから離れた側の端面５０から突き出
   ていて、キヤツプスリーブ５２の中央孔５３に形
   成されたストツパ面５５によつて制限されてい
   て、該キヤツプスリーブ５２が、その中央孔５３
   でシールチユーブ５１をほぼ遊びを有することな
   く取り囲んでいてシール部材４１又は閉鎖スリー
   ブ１４に固定されている、特許請求の範囲第１項
   記載のガスセンサ。 ３ キヤツプスリーブ５２の中央孔５３内のスト
   ツパ面５５が、キヤツプスリーブ５２の、測定ガ
   スから離れた側の端部に向かつて円すい台形に狭
   められている、特許請求の範囲第２項記載のガス
   センサ。 ４ キヤツプスリーブ５２の中央孔５３の、測定
   ガスから離れた側の終端区分における直径が接続
   ケーブル１９の絶縁ジヤケツト３７の外径にほぼ
   相当する、特許請求の範囲第２項又は第３項記載
   のガスセンサ。 ５ シール部材４１が測定ガスから離れた側で接
   続スリーブ１４の貫通孔１６から突き出ている、
   特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
   １項記載のガスセンサ。 ６ 測定ガスから離れた側で閉鎖スリーブ１４か
   ら突出するシール部材４１の中空シヤフト４８の
   外側に少なくとも１つの同軸的な環状溝４９が一
   体成形されていて、該環状溝４９内に、キヤツプ
   スリーブ５２の中空孔５３の、測定ガス側の終端
   区分に成形された対応する同軸的な管状隆起部２
   ４が係合する、特許請求の範囲第５項記載のガス
   センサ。 ７ シール部材４１の中空シヤフト４８に形成さ
   れた環状溝４９とキヤツプスリーブ５２の中央孔
   ５３内に形成された環状隆起部５４とがそれぞれ
   のこ歯状の横断面形状を有しており、これらのの
   こ歯状の横断面形状が互いに係合させられるとシ
   ール部材４１とキヤツプスリーブ５２とが互いに
   解除不能に結合されるようになつている、特許請
   求の範囲第６項記載のガスセンサ。 ８ キヤツプスリーブ５２が弾性的な材料より成
   つている、特許請求の範囲第６項又は第７項記載
   のガスセンサ。 ９ キヤツプスリーブ５２の、測定ガス側の終端
   区分が閉鎖スリーブ１４の底部１５に形成された
   貫通孔１６をカバーしていて、この貫通孔１６を
   付加的にシールしている、特許請求の範囲第１項
   から第８項までのいずれか１項記載のガスセン
   サ。