JPH11183425A - Oxygen concentration detector - Google Patents

Oxygen concentration detector

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JPH11183425A
JPH11183425A JP9351239A JP35123997A JPH11183425A JP H11183425 A JPH11183425 A JP H11183425A JP 9351239 A JP9351239 A JP 9351239A JP 35123997 A JP35123997 A JP 35123997A JP H11183425 A JPH11183425 A JP H11183425A
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cover
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gas passage
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Toshihiro Sakawa
年洋 坂輪
Hidetaka Hayashi
秀隆 林
Masato Sahashi
眞人 佐橋
Fumihiko Sato
文彦 佐藤
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Toyota Motor Corp
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To heighten detection accuracy in an oxygen concentration detector with a detecting element covered with an inner cover and an outer cover. SOLUTION: An oxygen concentration detector is provided with an inner cover 31 with a bottom pat 311 opposed to the tip 10a of a detecting element 10 and an outer cover 32 with a bottom part 321 opposed to the bottom part 311 of the inner cover 31. In the outer cover 32, a gas passage hole 23 is provided only for the bottom part 321. The bottom part 311 of the inner cover 31 is formed in the shape of a hemisphere with an inclined surface 311c inclined in a direction distancing from the inner side surface of the outer cover 32, and a gas passage hole 21 is provided at a part of the inclined surface 311c.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの吸気ガ
スまたは排気ガス中の酸素濃度検出に用いて好適な酸素
濃度検出器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen concentration detector suitable for detecting oxygen concentration in intake gas or exhaust gas of an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、エンジンの吸気ガスまたは排
気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出器として、
図11(a)に示すようなものが提案されている。この
検出器1は、検出素子10と、この検出素子10を活性
温度(例えば650℃)以上に加熱するための電気ヒー
タ20とを備えており、この検出素子10の先端10a
側を覆うように素子カバー3が配置されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an oxygen concentration detector for detecting the oxygen concentration in intake gas or exhaust gas of an engine,
The one shown in FIG. 11A has been proposed. The detector 1 includes a detection element 10 and an electric heater 20 for heating the detection element 10 to an activation temperature (for example, 650 ° C.) or higher.
An element cover 3 is arranged to cover the side.

【0003】この素子カバー3は、略コップ形状の内側
カバー31および外側カバー32により構成されてい
る。これらの両カバー31、32は、ガス中に混入する
水や毒物(鉛化合物等)から検出素子10を保護すると
ともに、電気ヒータ20により加熱される検出素子10
を保温する役割を果たしている。また、上記両カバー3
1、32の底部311、321には、ガス通過孔21、
23が1つ形成され、上記両カバー31、32の側部3
12、322には、ガス通過孔22、24が周方向に等
間隔に複数(例えば4個)設けられ、また、このガス通
過孔22、24は軸方向にも所定距離を隔てて2列形成
されている。上記両カバー31、32の底部311、3
21は平面形状であり、上記両カバー31、32の側部
312、322は軸方向全長にわたって同径な円筒形状
である。
[0003] The element cover 3 comprises an inner cover 31 and an outer cover 32 having a substantially cup shape. These two covers 31 and 32 protect the detection element 10 from water and poisons (lead compounds and the like) mixed in the gas, and also detect the detection element 10 heated by the electric heater 20.
Plays a role in keeping warm. In addition, both covers 3
The gas passing holes 21,
23 is formed, and the side portions 3 of the two covers 31 and 32 are formed.
A plurality (for example, four) of gas passage holes 22 and 24 are provided at equal intervals in the circumferential direction in the holes 12 and 322, and the gas passage holes 22 and 24 are formed in two rows at a predetermined distance in the axial direction. Have been. Bottom portions 311 and 3 of both covers 31 and 32
Reference numeral 21 denotes a planar shape, and the side portions 312 and 322 of the covers 31 and 32 have a cylindrical shape having the same diameter over the entire length in the axial direction.

【0004】なお、ガスの温度が上記活性温度よりも低
温である(吸気ガスは80〜140℃程度、排気ガスは
100〜500℃程度である)ため、検出素子10の保
温性を良好に保つように、ガス通過孔21、22、2
3、24の開口面積が検討されている。すなわち、側部
312、322に形成されるガス通過孔22、24は、
直径が約1.5mm程度の小さなものであり、底部31
1、321に形成されるガス通過孔21、23は、直径
が約2.0mm程度の小さなものである。
Since the temperature of the gas is lower than the above-mentioned activation temperature (the temperature of the intake gas is about 80 to 140 ° C. and the temperature of the exhaust gas is about 100 to 500 ° C.), the heat retaining property of the detection element 10 is kept good. As shown in FIG.
3, 24 opening areas are being studied. That is, the gas passage holes 22 and 24 formed in the side portions 312 and 322 are
It has a small diameter of about 1.5 mm and a bottom 31
The gas passage holes 21 and 23 formed in 1,321 are small, having a diameter of about 2.0 mm.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の酸素
濃度検出器1は、通常、ガソリン車のエンジンに適用さ
れるものであったが、本発明者らが、ディーゼル車のエ
ンジンに上記酸素濃度検出器1を適用することを試みよ
うとしたところ、短期間で酸素濃度検出器1の検出精度
が大幅に悪化することが確認された。
By the way, the conventional oxygen concentration detector 1 is usually applied to the engine of a gasoline-powered vehicle. When an attempt was made to apply the detector 1, it was confirmed that the detection accuracy of the oxygen concentration detector 1 was significantly deteriorated in a short period of time.

【0006】以下に、酸素濃度検出器1の検出精度が悪
化する原因について、発明者らが実験、検討し、確認し
たことを述べる。まず、通常は、酸素濃度検出器1の軸
方向に略垂直な方向(図11(a)中矢印Bで示す方
向)にガスが流れるように、検出器1がガス通路に対し
て配置されている。一方、上記従来技術では、外側カバ
ー32の側部322において、周方向に等間隔に複数
(4個)のガス通過孔24が形成されているため、この
ガス通過孔24の少なくとも1つは、上記ガス流れに対
向するように配置される。この結果、ガス流れに対向す
るガス通過孔24の外周部周辺に、ガス中に含まれる未
燃焼物質(カーボン微粒子からなる煤等)が堆積する。
The following describes what the inventors have experimented, examined, and confirmed as to the cause of the deterioration of the detection accuracy of the oxygen concentration detector 1. First, usually, the detector 1 is arranged with respect to the gas passage so that the gas flows in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the oxygen concentration detector 1 (a direction indicated by an arrow B in FIG. 11A). I have. On the other hand, in the above-described conventional technology, a plurality of (four) gas passage holes 24 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the side portion 322 of the outer cover 32, and at least one of the gas passage holes 24 is It is arranged so as to face the gas flow. As a result, unburned substances (such as soot composed of carbon fine particles) contained in the gas are deposited around the outer peripheral portion of the gas passage hole 24 facing the gas flow.

【0007】ここで、ディーゼルエンジン車におけるガ
ス中には、ガソリンエンジン車におけるガス中に比べて
非常に多くの未燃焼物質が含まれているので、ガス通過
孔24の周辺部への未燃焼物質の堆積量も非常に多くな
る。この結果、ガス流れに対向するガス通過孔24の面
積が大幅に縮小したり、完全に塞がれてしまうので、ガ
スが外側カバー32の内部に導入されにくくなり、ガス
が検出素子10に到達しにくくなる。これにより、酸素
濃度検出器1の検出精度が短期間で低下してしまう。
Here, since the gas in a diesel engine vehicle contains a much larger amount of unburned substances than the gas in a gasoline engine vehicle, the unburned substance Also becomes very large. As a result, the area of the gas passage hole 24 facing the gas flow is greatly reduced or completely closed, so that it is difficult for the gas to be introduced into the outer cover 32, and the gas reaches the detection element 10. It becomes difficult to do. As a result, the detection accuracy of the oxygen concentration detector 1 decreases in a short period of time.

【0008】また、上記未燃焼物質のうち、ガス通過孔
24を通過して外側カバー32の内部へ侵入したもの
は、内側カバー31の表面に堆積したり、内側カバー3
1の通過孔22を経て内側カバー31の内部に侵入す
る。そして、内側カバー31の低温(約300℃以下)
時に、上記未燃焼物質が内側カバー31の表面に堆積し
た場合、この未燃焼物質は、内側カバー31が高温(約
300℃以上)となったときに燃焼するので、このとき
の検出素子10近傍の酸素濃度が実際よりも小さいもの
となる。これによっても、酸素濃度検出器1の検出精度
が悪化する。
[0008] Of the unburned substances, those that have passed through the gas passage holes 24 and entered the inside of the outer cover 32 may be deposited on the surface of the inner cover 31 or may be deposited on the inner cover 3.
The intrusion enters the inside of the inner cover 31 through one passage hole 22. And, the low temperature of the inner cover 31 (about 300 ° C. or less)
Sometimes, when the unburned material is deposited on the surface of the inner cover 31, the unburned material is burned when the inner cover 31 becomes high temperature (about 300 ° C. or more). Becomes lower than the actual oxygen concentration. This also deteriorates the detection accuracy of the oxygen concentration detector 1.

【0009】また、内側カバー31の内部に侵入した未
燃焼物質は、検出素子10の表面にも堆積するため、検
出素子10が劣化し、これによっても、酸素濃度検出器
1の検出精度が悪化する。そこで、本出願人は、酸素濃
度検出器の検出精度を高めるために、図11(c)に示
すように、外側カバー32のうち、ガス流れに略平行に
配置される底部321のみに、ガス通過孔23を形成す
ることを試作検討してみた。ところが、このような試作
品によると、ガス通過孔23からのガスの主流が矢印X
のように外側カバー32と内側カバー31との間に流入
しようとするので、外側カバー32のうち、内側カバー
31の底部に対向する内側面の部位Yにガス中の未燃焼
物質が集中的に堆積することが判明した。
Further, the unburned substances that have entered the inside of the inner cover 31 also accumulate on the surface of the detecting element 10, so that the detecting element 10 is deteriorated, which also deteriorates the detection accuracy of the oxygen concentration detector 1. I do. In order to enhance the detection accuracy of the oxygen concentration detector, the present applicant has disclosed that only the bottom portion 321 of the outer cover 32, which is arranged substantially parallel to the gas flow, as shown in FIG. The trial production of forming the passage hole 23 was examined. However, according to such a prototype, the main flow of gas from the gas passage hole 23 is indicated by an arrow X.
As described above, the unburned substance in the gas concentrates on the portion Y of the inner surface of the outer cover 32 that faces the bottom of the inner cover 31 because the unburned material tends to flow between the outer cover 32 and the inner cover 31. It was found to deposit.

【0010】この外側カバー32の内側面Yへの未燃焼
物質の堆積により、内側カバー31の内側へのガス流入
を阻害するので、酸素濃度検出器1の検出精度を短期間
で悪化させる原因となる。本発明は上記点に鑑みてなさ
れたもので、内側カバーおよび外側カバーにて検出素子
を覆うようにした酸素濃度検出器において、ガス中の未
燃焼物質に起因する検出精度の低下をより的確に抑制で
きるようにすることを目的とする。
[0010] The accumulation of unburned substances on the inner side surface Y of the outer cover 32 hinders the flow of gas into the inner side of the inner cover 31, which may deteriorate the detection accuracy of the oxygen concentration detector 1 in a short period of time. Become. The present invention has been made in view of the above points, and in an oxygen concentration detector in which a detection element is covered by an inner cover and an outer cover, a decrease in detection accuracy caused by unburned substances in gas is more accurately performed. The purpose is to be able to control.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明では、ガス中の酸素濃度を検
出する検出素子(10)のガス接触部(11)を覆うよ
うに配置される内側カバー(31)と、この内側カバー
(31)の外側に配置され、内側カバー(31)を覆う
ように配置される外側カバー(32)とを備え、この外
側カバー(32)のうち、内側カバー(31)の底部
(311)に対向する部位のみに、ガスが通過するガス
通過孔(23)を設け、内側カバー(31)の底部(3
11)は、少なくとも、外側カバー(32)の内側面か
ら離れる方向に傾斜する傾斜面(311c)を有する形
状とし、内側カバー(31)の底部(311)のうち、
傾斜面(311c)の部位に、ガスが通過するガス通過
孔(21)を設けることを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a gas contact portion (11) of a detection element (10) for detecting an oxygen concentration in a gas is covered. An inner cover (31) to be arranged; and an outer cover (32) arranged outside the inner cover (31) and arranged to cover the inner cover (31). A gas passage hole (23) through which gas passes is provided only in a portion facing the bottom (311) of the inner cover (31), and the bottom (3) of the inner cover (31) is provided.
11) has at least a shape having an inclined surface (311c) inclined in a direction away from the inner surface of the outer cover (32), and includes a bottom portion (311) of the inner cover (31).
It is characterized in that a gas passage hole (21) through which gas passes is provided at a portion of the inclined surface (311c).

【0012】これによれば、外側カバー(32)のう
ち、内側カバー(31)の底部(311)に対向する部
位のみに、ガスが通過するガス通過孔(23)を設ける
ことにより、ガス通過孔(23)をガスの流れに対して
平行に配置することができ、その結果、ガス流れに対向
するようにガス通過孔(24)を設ける従来技術のよう
に、ガス通過孔(24)の周辺部への未燃焼物質の堆積
量が短期間で増加して、ガス通過孔(24)の開口面積
が大幅に縮小したり、完全に塞がれてしまうといった不
具合が生じることがない。
According to this, the gas passage hole (23) through which the gas passes is provided only in the portion of the outer cover (32) facing the bottom (311) of the inner cover (31), so that the gas passage is achieved. The holes (23) can be arranged parallel to the gas flow, so that the gas passage holes (24) are arranged opposite the gas flow, as in the prior art. There is no such a problem that the amount of unburned substance deposited on the peripheral portion increases in a short period of time, and the opening area of the gas passage hole (24) is significantly reduced or completely closed.

【0013】さらに、内側カバー(31)において、外
側カバー(32)の内側面から離れる方向に傾斜する傾
斜面(311c)にガス通過孔(21)を設けているた
め、ガス通過孔(21)の部位と外側カバー(32)の
内側面との間隔が拡がる。そのため、外側カバー(3
2)の内側面に未燃焼物質が堆積した場合でも、この未
燃焼物質堆積部と傾斜面(311c)のガス通過孔(2
1)との間隔を大きく維持できる。その結果、ガス通過
孔(21)の開口状態をより確実に維持することがで
き、ガス中の未燃焼物質に起因する検出精度の低下を的
確に抑制できる。
Further, in the inner cover (31), since the gas passage hole (21) is provided on the inclined surface (311c) inclined in a direction away from the inner surface of the outer cover (32), the gas passage hole (21) is provided. The space between the portion and the inner surface of the outer cover (32) is increased. Therefore, the outer cover (3
Even when unburned material is deposited on the inner surface of (2), this unburned material deposited portion and the gas passage holes (2
1) can be kept large. As a result, the open state of the gas passage hole (21) can be more reliably maintained, and a decrease in detection accuracy due to unburned substances in the gas can be accurately suppressed.

【0014】また、請求項2に記載の発明では、外側カ
バー(32)のうち、内側カバー(31)の底部(31
1)に対向する部位にガスが通過するガス通過孔(2
3)を設けるとともに、外側カバー(32)の側部(3
22)のうち、取付状態でガス流れの下流側に位置する
部位のみに、ガスが通過するガス通過孔(24)を設
け、内側カバー(31)の底部(311)は、少なくと
も、外側カバー(32)の内側面から離れる方向に傾斜
する傾斜面(311c)を有する形状とし、内側カバー
(31)の底部(311)のうち、傾斜面(311c)
の部位に、ガスが通過するガス通過孔(21)を設ける
ことを特徴としている。
According to the second aspect of the present invention, the bottom (31) of the inner cover (31) of the outer cover (32) is provided.
The gas passage hole (2) through which gas passes
3) and a side portion (3) of the outer cover (32).
22), a gas passage hole (24) through which gas passes is provided only in a portion located on the downstream side of the gas flow in the mounted state, and the bottom portion (311) of the inner cover (31) is at least provided with the outer cover ( 32) having a slope (311c) inclined in a direction away from the inner surface of the inner cover (31), and a slope (311c) of the bottom (311) of the inner cover (31).
Is provided with a gas passage hole (21) through which gas passes.

【0015】これによると、外側カバー(32)に、底
部側のガス通過孔(23)と側部(322)のガス通過
孔(24)とを設けているから、外側カバー(32)内
へのガスの流れが良好となる。しかも、外側カバー(3
2)の側部(322)のガス通過孔(24)を取付状態
でガス流れの下流側に位置する部位のみに設けているか
ら、このガス通過孔(24)周辺部に未燃焼物質が堆積
することはほとんどない。
According to this, since the outer cover (32) is provided with the gas passage hole (23) on the bottom side and the gas passage hole (24) on the side part (322), the gas flows into the outer cover (32). The gas flow becomes good. Moreover, the outer cover (3
Since the gas passage hole (24) of the side part (322) of (2) is provided only in the portion located on the downstream side of the gas flow in the mounted state, unburned substances accumulate around the gas passage hole (24). There is very little to do.

【0016】内側カバー(31)の底部(311)は、
請求項3に記載のように先細り形状に形成することがで
きる。より具体的には、請求項4に記載のごとく、内側
カバー(31)の底部(311)の先細り形状は半球形
状とすることができる。また、請求項5に記載のごと
く、内側カバー(31)の底部(311)の先細り形状
を多角錐状の形状にしてもよい。
The bottom (311) of the inner cover (31)
It can be formed in a tapered shape. More specifically, the tapered shape of the bottom portion (311) of the inner cover (31) can be a hemispherical shape. Further, the tapered shape of the bottom portion (311) of the inner cover (31) may be a polygonal pyramidal shape.

【0017】さらには、請求項6に記載のごとく、内側
カバー(31)の底部(311)の先細り形状は、外側
カバー(32)の内側面から離れる方向に傾斜する傾斜
面(311c)の内周側に、この傾斜面(311c)と
は逆方向に傾斜する副傾斜面(311c)を有する形状
とし、この副傾斜面(311c)にも、ガスが通過する
ガス通過孔(26)を設けるようにしてもよい。
Further, as described in claim 6, the tapered shape of the bottom portion (311) of the inner cover (31) is formed in the inclined surface (311c) inclined in a direction away from the inner surface of the outer cover (32). On the circumferential side, a shape having a sub-inclined surface (311c) inclined in the opposite direction to the inclined surface (311c) is provided, and the sub-inclined surface (311c) is also provided with a gas passage hole (26) through which gas passes. You may do so.

【0018】また、請求項7記載の発明のように、内側
カバー(31)の側部(312)にも、ガスが通過する
ガス通過孔(22)を設ければ、内側カバー(31)と
外側カバー(32)の両側部間のガスの流れが良好とな
り、外側カバー(32)の内側面(Y部)への未燃焼物
質の堆積をより低減できる。また、請求項8記載の発明
のように、請求項2において、内側カバー(31)の側
部(312)のうち、外側カバー(32)の側部(32
2)のガス通過孔(24)と対向する部位にも、ガスが
通過するガス通過孔(22)を設ければ、両ガス通過孔
(24、22)をスムースにガスが流れるので、両カバ
ー(31、32)内へのガスの流れをより一層良好にで
きる。
Further, if the gas passage hole (22) through which the gas passes is provided also in the side portion (312) of the inner cover (31) as in the invention of claim 7, the inner cover (31) can be formed. The flow of gas between both sides of the outer cover (32) is improved, and the accumulation of unburned substances on the inner surface (Y portion) of the outer cover (32) can be further reduced. Further, as in the eighth aspect of the present invention, in the second aspect, the side portions (3212) of the outer cover (32) among the side portions (312) of the inner cover (31).
If a gas passage hole (22) through which gas passes is provided also in a portion facing the gas passage hole (24) of 2), the gas flows smoothly through both gas passage holes (24, 22). The flow of gas into (31, 32) can be further improved.

【0019】また、請求項9記載の発明は、検出素子
(10)により、ディーゼルエンジンにおける吸気ガス
または排気ガス中の酸素濃度を検出することを特徴とし
ている。これによれば、未燃焼物質が非常に多く含まれ
るガスが形成されるディーゼルエンジンにおいて、本発
明による作用効果を特に効果的に発揮できる。
The invention according to claim 9 is characterized in that the concentration of oxygen in intake gas or exhaust gas in a diesel engine is detected by the detection element (10). According to this, the function and effect of the present invention can be particularly effectively exerted in a diesel engine in which a gas containing an extremely large amount of unburned substances is formed.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。 (第1実施形態)図3に示すように、本実施形態におけ
る酸素濃度検出器1は、自動車のディーゼルエンジン1
00の吸気側配管101および排気側配管102にそれ
ぞれ1つずつ装着されている。この検出器1は、上記配
管101、102の壁面に対して垂直となるように、か
つ、その先端1a側が鉛直方向下方を向くように配置さ
れている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. (First Embodiment) As shown in FIG. 3, an oxygen concentration detector 1 in the present embodiment is a diesel engine 1 of an automobile.
One of each is mounted on the intake pipe 101 and the exhaust pipe 102 respectively. The detector 1 is disposed so as to be perpendicular to the wall surfaces of the pipes 101 and 102, and so that the tip 1a thereof faces downward in the vertical direction.

【0021】そして、上記吸気側配管101の検出器1
により検出される吸気ガス中の酸素濃度が電気制御装置
103に入力され、この入力データに基づいて、排気ガ
ス再循環配管105の排気ガス流量を制御する。また、
上記排気側配管102の検出器1により検出される排気
ガス中の酸素濃度が電気制御装置103に入力され、こ
の入力データに基づいて噴射ポンプ104からディーゼ
ルエンジン100に噴射される燃料噴射量を制御する。
Then, the detector 1 of the intake side pipe 101
The oxygen concentration in the intake gas detected by the above is input to the electric control device 103, and the exhaust gas flow rate of the exhaust gas recirculation pipe 105 is controlled based on the input data. Also,
The oxygen concentration in the exhaust gas detected by the detector 1 in the exhaust pipe 102 is input to the electric control device 103, and the amount of fuel injected from the injection pump 104 to the diesel engine 100 is controlled based on the input data. I do.

【0022】なお、再循環配管105は、排気側配管1
02を流れる排気ガスの一部を吸気側配管101へ再循
環させるものであり、負圧回路切換用の電磁弁106に
て、ダイヤフラム107を上下方向に変位させて、排気
ガス再循環バルブ108を開閉することにより、上記排
気ガス流量を調整するようになっている。次に、酸素濃
度検出器1の具体的構造を図1および図2に基づいて説
明する。この酸素濃度検出器1は、断面が環状で細長い
コップ形状(長尺形状)をなす検出素子10を備えてお
り、この検出素子10の内部には、この検出素子10を
活性温度(例えば650℃)以上に加熱する電気ヒータ
(ヒータ手段)20を備えている。
The recirculation pipe 105 is connected to the exhaust pipe 1
02 is recirculated to the intake-side pipe 101, and the diaphragm 107 is vertically displaced by the negative pressure circuit switching electromagnetic valve 106, so that the exhaust gas recirculation valve 108 is The exhaust gas flow rate is adjusted by opening and closing. Next, a specific structure of the oxygen concentration detector 1 will be described with reference to FIGS. The oxygen concentration detector 1 is provided with a detection element 10 having an annular section and an elongated cup shape (elongated shape). Inside the detection element 10, the detection element 10 is set to an activation temperature (for example, 650 ° C.). ) An electric heater (heater means) 20 for heating above is provided.

【0023】検出素子10の基端10b側(上記コップ
形状の開口部側)には、検出素子10を吸気側配管10
1または排気側配管102に取り付けるための取付部材
41が装着されている。この取付部材41は、検出素子
10の先端10a側(上記コップ形状の底部側)を外部
に露出させた状態で、タルクからなるシール部材416
を介設して検出素子10を保持するものである。なお、
検出素子10の先端10a側は検出対象のガスと接する
ガス接触部11を構成している。
At the base end 10b side of the detecting element 10 (on the side of the cup-shaped opening), the detecting element 10 is connected to the intake side pipe 10
1 or an attachment member 41 for attachment to the exhaust-side pipe 102. The mounting member 41 is a sealing member 416 made of talc in a state where the tip 10a side (the bottom side of the cup shape) of the detection element 10 is exposed to the outside.
Is provided to hold the detection element 10. In addition,
The tip 10a side of the detection element 10 constitutes a gas contact portion 11 that contacts the gas to be detected.

【0024】取付部材41は、上記両配管101、10
2に設けたネジ穴101a、102aに螺合するネジ山
部414と、検出器1を上記両配管101、102に対
して位置決めするフランジ部415とを有している。こ
の取付部材41は、上記両配管101、102にネジ結
合にて脱着可能に装着される。なお、取付部材41のフ
ランジ部415と上記両配管101、102との間に
は、シール用のガスケット462が介設してある。
The mounting member 41 is connected to both the pipes 101, 10
2 has a thread 414 that is screwed into the screw holes 101a and 102a, and a flange 415 that positions the detector 1 with respect to the pipes 101 and 102. The attachment member 41 is detachably attached to the pipes 101 and 102 by screw connection. A gasket 462 for sealing is provided between the flange portion 415 of the mounting member 41 and the pipes 101 and 102.

【0025】また、取付部材41よりも検出器1の基端
1b側には、相互に溶接されたカバー部材442、44
3、446が備えられており、取付部材41の開口部と
カバー部材446とが、金属リング463を介して固定
されている。また、カバー部材442、443には、カ
バー部材442、443の内部に大気を導入する大気導
入口444、445が形成されている。
The cover members 442, 44 welded to each other are closer to the base 1b of the detector 1 than the mounting member 41 is.
3 and 446 are provided, and the opening of the mounting member 41 and the cover member 446 are fixed via a metal ring 463. The cover members 442 and 443 are formed with air introduction ports 444 and 445 for introducing air into the cover members 442 and 443, respectively.

【0026】また、前記大気導入口444、445によ
り構成される大気導入通路の途中には、撥水性の通気フ
ィルター(図示しない)が設けられている。そして、大
気導入口444、445から導入された大気は、さら
に、図示しない大気通路を通って、検出素子10の内部
に導かれるようになっている。本実施形態の検出素子1
0は、いわゆる限界電流式の検出素子である。すなわ
ち、検出素子10は、酸素イオン伝導性の固体電解質か
らなる細長な略コップ形状の素子本体部13を備え、図
1(b)に示すように、素子本体部13の内周面には内
側電極14が形成され、素子本体部13の外周面全周に
は、絶縁層15、外側電極12、および、拡散抵抗層1
6が、内側から外側にかけて順に積層形成されている。
Further, a water-repellent ventilation filter (not shown) is provided in the middle of the air introduction passage formed by the air introduction ports 444 and 445. The air introduced from the air inlets 444 and 445 is further guided into the detection element 10 through an air passage (not shown). Detection element 1 of the present embodiment
Numeral 0 is a so-called limiting current type detection element. That is, the detection element 10 includes an elongated substantially cup-shaped element main body 13 made of an oxygen ion-conductive solid electrolyte, and has an inner peripheral surface on the inner peripheral surface of the element main body 13 as shown in FIG. An electrode 14 is formed, and an insulating layer 15, an outer electrode 12, and a diffusion resistance layer 1 are formed all around the outer peripheral surface of the element body 13.
6 are sequentially laminated from the inside to the outside.

【0027】素子本体部13の外周面のうち所定幅(例
えば5.0mm)の帯状部位130には絶縁層15が形
成されておらず、この帯状部位130には外側電極12
が接触して設けてある。そして、外側電極12のうち上
記帯状部位130に接触して設けられる部位により、外
側電極12の反応部12aが構成されている。図2
(a)においては、絶縁層15および拡散抵抗層16の
図示を省略するとともに、外側電極12のうち反応部1
2aのみを図示している。
The insulating layer 15 is not formed on the band-shaped portion 130 having a predetermined width (for example, 5.0 mm) on the outer peripheral surface of the element body portion 13.
Are provided in contact with each other. Then, a portion of the outer electrode 12 provided in contact with the belt-like portion 130 constitutes a reaction portion 12a of the outer electrode 12. FIG.
2A, the illustration of the insulating layer 15 and the diffusion resistance layer 16 is omitted, and the reaction portion 1 of the outer electrode 12 is omitted.
Only 2a is shown.

【0028】電気ヒータ20は、図1(a)に示すよう
に、絶縁性のセラミック本体部201に、タングステン
からなる発熱部202およびリード線部203を内蔵さ
せたものである。発熱部202は、図2(a)に示すよ
うに、反応部12aが設けられる帯状部位130と略対
向して設けられており、この発熱部202により、素子
本体部13の上記帯状部位130、ひいては反応部12
aを重点的に加熱するようにしている。この電気ヒータ
20は、ホルダ47を介して検出素子10の基端10b
側により保持されている。
As shown in FIG. 1A, the electric heater 20 has a heating part 202 made of tungsten and a lead wire part 203 built in an insulating ceramic body 201. As shown in FIG. 2A, the heat generating portion 202 is provided substantially opposite to the band-shaped portion 130 where the reaction portion 12a is provided. The reaction unit 12
a is intensively heated. The electric heater 20 is connected to the base end 10 b of the detection element 10 via a holder 47.
Held by the side.

【0029】そして、検出素子10の内側電極14およ
び外側電極12は、出力取出線161、161の一端側
と電気的に接続されており、電気ヒータ20の上記リー
ド線部203は、給電線162の一端側と電気的に接続
されている。この出力取出線161および給電線162
は、ゴム製のブッシュ5を介してカバー部材442、4
43に固定されている。そして、出力取出線161、1
61の他端側は、電気制御装置103に内蔵されるデー
タ読み込み部と電気的に接続され、給電線162の他端
側は、電気制御装置103のヒータ駆動回路部と電気的
に接続されている。
The inner electrode 14 and the outer electrode 12 of the detecting element 10 are electrically connected to one end of the output lead-out lines 161, 161. Is electrically connected to one end. The output line 161 and the feed line 162
Cover members 442, 4 via rubber bush 5
43. Then, the output extraction lines 161, 1
The other end of 61 is electrically connected to a data reading unit built in the electric control device 103, and the other end of the power supply line 162 is electrically connected to a heater drive circuit of the electric control device 103. I have.

【0030】上記した取付部材41には、ガス接触部1
1を覆う素子カバー3が装着されている。この素子カバ
ー3は、ガス接触部11を覆うように配置される内側カ
バー31と、内側カバー31を覆うように配置される外
側カバー32とから構成されている。ここで、両カバー
31、32はステンレス(SUS310等)のように耐
食性に優れた金属で形成されている。
The gas contact portion 1 is attached to the mounting member 41 described above.
1 is mounted. The element cover 3 includes an inner cover 31 arranged to cover the gas contact portion 11 and an outer cover 32 arranged to cover the inner cover 31. Here, both covers 31, 32 are formed of a metal having excellent corrosion resistance, such as stainless steel (SUS310 or the like).

【0031】素子カバー3は、ガス中に混入する水、毒
物(鉛化合物)、および未燃焼物質(カボーン微粒子か
らなる煤等)が検出素子10へ侵入することを抑制する
役割を果たすものである。また、ガスの温度(吸気ガス
は80〜140℃程度、排気ガスは100〜500℃程
度)は、上記活性温度(例えば650℃)よりも低いの
で、素子カバー3は、ヒータ20にて加熱される検出素
子10を保温する役割も果たしている。そして、素子カ
バー3を内側カバー31と外側カバー32との2重構造
とすることにより、上記した役割をより一層良好に果た
すようにしている。
The element cover 3 serves to prevent water, poisons (lead compounds), and unburned substances (such as soot composed of Cabourne fine particles) from entering the detection element 10. . Since the temperature of the gas (about 80 to 140 ° C. for the intake gas and about 100 to 500 ° C. for the exhaust gas) is lower than the activation temperature (for example, 650 ° C.), the element cover 3 is heated by the heater 20. Also plays a role of keeping the temperature of the detection element 10 warm. The element cover 3 has a double structure of the inner cover 31 and the outer cover 32, so that the above-mentioned role is further fulfilled.

【0032】内側カバー31は、検出素子10の先端1
0aに対向する底部311と、この底部311に連続す
る側部312とを有する略コップ形状に形成されてい
る。また、外側カバー32は、内側カバー31の底部3
11に対向する底部321と、この底部321に連続す
る側部322とを有する略コップ形状に形成されてい
る。
The inner cover 31 is connected to the tip 1 of the detecting element 10.
It is formed in a substantially cup shape having a bottom 311 opposing Oa and a side 312 continuous with the bottom 311. Further, the outer cover 32 is provided at the bottom 3 of the inner cover 31.
11, and is formed in a substantially cup shape having a bottom 321 and a side 322 continuous with the bottom 321.

【0033】内側カバー31の底部311は、側部31
2の縁部から中央先端部311aにかけて、先細り形状
(本実施形態では半球形状)に形成してある。また、内
側カバー31の側部312は、底部311の縁部から円
筒形状に延びるように、かつ、軸方向にわたって同径と
なるように形成されている。ここで、内側カバー31の
底部311を先細り形状に形成する理由は、底部311
に、外側カバー32の側部322の内側面から離れる方
向に傾斜する傾斜面311cを形成するためである。こ
のことについてより具体的に説明すると、本実施形態に
よると、内側カバー31の底部311の半球形状の傾斜
面311cのみに、ガスが通過するガス通過孔21が設
けられている。
The bottom 311 of the inner cover 31 is
2 is formed in a tapered shape (a hemispherical shape in the present embodiment) from the edge to the center tip 311a. The side portion 312 of the inner cover 31 is formed so as to extend in a cylindrical shape from the edge of the bottom portion 311 and have the same diameter in the axial direction. Here, the reason for forming the bottom 311 of the inner cover 31 into a tapered shape is as follows.
In order to form an inclined surface 311c which is inclined in a direction away from the inner surface of the side portion 322 of the outer cover 32. To explain this more specifically, according to the present embodiment, only the hemispherical inclined surface 311c of the bottom 311 of the inner cover 31 is provided with the gas passage hole 21 through which the gas passes.

【0034】そして、本実施形態では、検出素子10の
軸方向Tに対する傾斜角度αが鋭角的な(90°より小
さい、本実施形態では60°である)部位に、ガスが通
過するガス通過孔21を配置している。なお、上記傾斜
角度αとは、検出素子10の軸方向Tと、半球形状の傾
斜面311cの接線Rとのなす角度である。ガス通過孔
21は円形状であり、半球形状の傾斜面311cの円周
方向に等間隔に4個設けられている。
In the present embodiment, a gas passage hole through which gas passes is provided at a position where the inclination angle α of the detection element 10 with respect to the axial direction T is acute (smaller than 90 °, 60 ° in the present embodiment). 21 are arranged. The inclination angle α is an angle formed between the axial direction T of the detection element 10 and a tangent R to the hemispherical inclined surface 311c. The gas passage holes 21 are circular in shape, and four gas passage holes 21 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the hemispherical inclined surface 311c.

【0035】これに対して、外側カバー32の底部32
1は平面状に形成されるとともに、検出素子10の軸方
向Tに対して略垂直に配されている。外側カバー32の
側部322は、底部321の縁部321aから円筒形状
に延びるように、かつ、軸方向にわたって同径となるよ
うに形成されている。そして、外側カバー32の底部3
21の中央部のみに、ガスが通過する円形状のガス通過
孔23が1つ形成されている。
On the other hand, the bottom 32 of the outer cover 32
1 is formed in a planar shape, and is disposed substantially perpendicularly to the axial direction T of the detection element 10. The side portion 322 of the outer cover 32 is formed so as to extend in a cylindrical shape from the edge portion 321a of the bottom portion 321 and have the same diameter in the axial direction. And the bottom 3 of the outer cover 32
One circular gas passage hole 23 through which gas passes is formed only at the center of 21.

【0036】内側カバー31の側部312および外側カ
バー32の側部322にはガス通過孔が形成されていな
い。また、内側カバー31の底部311の傾斜面311
cのうち、外側カバー32の底部321のガス通過孔2
3の中心部と直接対向する部位(つまり、底部311の
中央部311a近傍)にはガス通過孔が形成されていな
い。内側カバー31のガス通過孔21の総面積は、外側
カバー32のガス通過孔23の総面積よりも小さく構成
されている。
No gas passage holes are formed in the side portion 312 of the inner cover 31 and the side portion 322 of the outer cover 32. Also, the inclined surface 311 of the bottom 311 of the inner cover 31
c, the gas passage holes 2 in the bottom 321 of the outer cover 32
No gas passage hole is formed in a portion directly facing the central portion of 3 (that is, near the central portion 311a of the bottom portion 311). The total area of the gas passage holes 21 of the inner cover 31 is smaller than the total area of the gas passage holes 23 of the outer cover 32.

【0037】外側カバー32の開口端部323は取付部
材41にかしめ固定されており、そして、内側カバー3
1の開口端部313側外周面が外側カバー32の開口端
部323側内周面に溶接されている。内側カバー31に
は、開口端部313側が大径となるような段付き部31
aが形成されており、外側カバー32には、周方向に並
ぶように複数(本実施形態では3か所、図1(a)には
1か所のみ図示)の内方へのくぼみ部32aが形成され
ている。このくぼみ部32aにより、段付き部31aを
支持しており、これにより、外側カバー32の内部にお
ける、内側カバー31の位置決めがなされている。
The open end 323 of the outer cover 32 is fixed to the mounting member 41 by caulking.
One outer peripheral surface on the opening end 313 side is welded to the inner peripheral surface on the opening end 323 side of the outer cover 32. The inner cover 31 has a stepped portion 31 whose opening end 313 side has a large diameter.
a is formed, and a plurality of (three in this embodiment, only one is shown in FIG. 1A) inwardly recessed portions 32a are arranged in the outer cover 32 so as to be arranged in the circumferential direction. Are formed. The recessed portion 32 a supports the stepped portion 31 a, thereby positioning the inner cover 31 inside the outer cover 32.

【0038】すなわち、内側カバー31の底部311
と、外側カバー32の底部321とが、軸方向に所定距
離(例えば4.5mm以上、好ましくは5.0mm程
度)を隔てるように、内側カバー31および外側カバー
32が位置決めして配置されている。また、内側カバー
31の側部312と、外側カバー32の側部322と
が、径方向に所定距離(例えば1.0mm以上、好まし
くは2.0mm程度)を隔てるように、内側カバー31
および外側カバー32が配置されている。
That is, the bottom 311 of the inner cover 31
And the bottom portion 321 of the outer cover 32 are positioned and arranged such that the inner cover 31 and the outer cover 32 are separated by a predetermined distance (for example, 4.5 mm or more, preferably about 5.0 mm) in the axial direction. . In addition, the inner cover 31 is arranged such that the side 312 of the inner cover 31 and the side 322 of the outer cover 32 are separated from each other by a predetermined distance (for example, 1.0 mm or more, preferably about 2.0 mm) in the radial direction.
And an outer cover 32.

【0039】ここで、検出素子10への上記水、毒物、
および未燃焼物質の侵入の抑制と、検出素子10の保温
とを図りつつ、検出素子10の応答性を確保できるよう
に、検出素子10に対する素子カバー3の形状、寸法、
上記各通過孔21、22、23の位置、径等が決定され
ている。具体的には、内側カバー31の外径が9.0m
m、内径が8.0mm、内側カバー31の底部311の
ガス通過孔21の直径が2.0mm、外側カバー32の
外径が12.0mm、内径が11.0mm、外側カバー
32の底部321のガス通過孔23の直径が8.0mm
である。また、ガス通過孔21は、取付部材41のフラ
ンジ部415の素子カバー3側(図1(a)中下側)の
面415aからの距離が30.0mmの位置にあり、ガ
ス通過孔23は、上記面415aからの距離が35.0
mmの位置にある。
Here, the water, poison,
In addition, the shape, size, and size of the element cover 3 with respect to the detection element 10 are set so that the response of the detection element 10 can be secured while suppressing intrusion of unburned substances and maintaining the temperature of the detection element 10.
The position, diameter, and the like of each of the passage holes 21, 22, and 23 are determined. Specifically, the outer diameter of the inner cover 31 is 9.0 m.
m, the inner diameter is 8.0 mm, the diameter of the gas passage hole 21 in the bottom 311 of the inner cover 31 is 2.0 mm, the outer diameter of the outer cover 32 is 12.0 mm, the inner diameter is 11.0 mm, and the bottom 321 of the outer cover 32 is formed. The diameter of the gas passage hole 23 is 8.0 mm
It is. The gas passage hole 21 is located at a distance of 30.0 mm from the surface 415a of the flange portion 415 of the mounting member 41 on the element cover 3 side (the lower side in FIG. 1A). And the distance from the surface 415a is 35.0.
mm.

【0040】次に、本第1実施形態の酸素濃度検出器1
の奏する作用効果を述べる。まず、外側カバー32は底
部321のみにガス通過孔23を備えており、このガス
通過孔23は、取付状態においてガス流れに略平行に配
置されるため、エンジン100の運転に伴うガス流れの
圧力脈動によりガス通過孔23部分の圧力も脈動する。
すなわち、ガス流れの圧力脈動により底部321に沿っ
て流れるガス流れの速度が高くなるときは、ガス通過孔
23部分の圧力が低下して外側カバー32内のガスがガ
ス通過孔23を通って外側カバー32外へ吸引される。
Next, the oxygen concentration detector 1 of the first embodiment
The operation and effect of the present invention will be described. First, the outer cover 32 is provided with the gas passage holes 23 only in the bottom portion 321, and since the gas passage holes 23 are arranged substantially parallel to the gas flow in the mounted state, the pressure of the gas flow accompanying the operation of the engine 100 is reduced. Due to the pulsation, the pressure in the gas passage hole 23 also pulsates.
That is, when the velocity of the gas flow flowing along the bottom portion 321 increases due to the pressure pulsation of the gas flow, the pressure in the gas passage hole 23 decreases, and the gas in the outer cover 32 passes through the gas passage hole 23 to the outside. It is sucked out of the cover 32.

【0041】次に、ガス流れの圧力脈動により底部32
1に沿って流れるガス流れの速度が低くなるときは、ガ
ス通過孔23部分の圧力が上昇して、外側カバー32外
のガスがガス通過孔23を通って外側カバー32内へ流
入する。そして、外側カバー32のうち、取付状態にお
いてガス流れと略平行に配置される底部321のみにガ
ス通過孔23を備えているため、 外側カバー32のガス通過孔23の周辺部への未燃焼
物質の堆積を抑制でき、外側カバー32の通過孔23の
開口面積縮小、閉塞を抑制できるので、外側カバー32
の内部へガスを良好に導入できる。
Next, the pressure pulsation of the gas flow causes the bottom 32
When the velocity of the gas flow flowing along 1 decreases, the pressure in the gas passage hole 23 increases, and gas outside the outer cover 32 flows into the outer cover 32 through the gas passage hole 23. In addition, since only the bottom portion 321 of the outer cover 32 which is arranged substantially in parallel with the gas flow in the mounted state has the gas passage hole 23, unburned substances are discharged to the periphery of the gas passage hole 23 of the outer cover 32. Can be suppressed, and the opening area of the passage hole 23 of the outer cover 32 can be reduced and blocked.
The gas can be favorably introduced into the inside.

【0042】外側カバー32のガス通過孔23を経て
外側カバー32の内部へ未燃焼物質が侵入することを抑
制でき、内側カバー31の表面への未燃焼物質の堆積を
抑制できるので、内側カバー31の表面における未燃焼
物質の燃焼を抑制できる。 内側カバー31のガス通過孔21を経て内側カバー3
1の内部へ未燃焼物質が侵入することを抑制でき、検出
素子10の表面への未燃焼物質の堆積を抑制できるの
で、検出素子10の劣化を抑制できる。
Since unburned substances can be prevented from entering the inside of the outer cover 32 through the gas passage holes 23 of the outer cover 32, and accumulation of unburned substances on the surface of the inner cover 31 can be suppressed. The combustion of unburned substances on the surface of the metal can be suppressed. The inner cover 3 passes through the gas passage hole 21 of the inner cover 31.
The intrusion of unburned substances into the inside of the first element 1 can be suppressed, and the accumulation of unburned substances on the surface of the detection element 10 can be suppressed.

【0043】上記ガス中に含まれる毒物(鉛化合物
等)が、外側カバー32の内部に侵入することを抑制で
き、毒物が検出素子10の表面に堆積することを抑制で
きるので、検出素子10の劣化を抑制できる。 上記、、、の組み合わせにより、酸素濃度検出
器1の検出精度が従来技術よりも高められている。
Since the poison (lead compound or the like) contained in the gas can be prevented from entering the inside of the outer cover 32 and the poison can be prevented from being deposited on the surface of the detection element 10. Deterioration can be suppressed. By the combination of the above, the detection accuracy of the oxygen concentration detector 1 is higher than that of the related art.

【0044】更には、内側カバー31の底部311は、
側部312の縁部から中央先端部311aにかけて、先
細り形状(本実施形態では半球形状)に形成して、底部
311に、外側カバー32の側部322の内側面から離
れる方向に傾斜する傾斜面311cを形成し、この傾斜
面311cに、ガスが通過するガス通過孔21を設けて
いるため、ガス通過孔21の部位と外側カバー32の側
部322の内側面との間隔が拡がる。
Further, the bottom 311 of the inner cover 31 is
A tapered shape (a hemispherical shape in the present embodiment) is formed from the edge of the side portion 312 to the central front end portion 311a, and the bottom 311 has an inclined surface inclined in a direction away from the inner side surface of the side portion 322 of the outer cover 32. Since the gas passage hole 21 through which the gas passes is provided on the inclined surface 311c, the distance between the portion of the gas passage hole 21 and the inner surface of the side portion 322 of the outer cover 32 is increased.

【0045】そのため、側部322の内側面に未燃焼物
質が堆積した場合(図2(a)のY部参照)でも、この
未燃焼物質堆積部Yと傾斜面311cのガス通過孔21
との間隔を大きく維持できるので、ガス通過孔21の開
口状態をより確実に維持することができる。また、内側
カバー31の底部311と外側カバー32の底部321
とを、軸方向に所定距離を隔てて配置しているので、 未燃焼物質が内側カバー31に到達することを抑制で
き、内側カバー31の表面における未燃焼物質の燃焼、
および、検出素子10の劣化がさらに抑制される。よっ
て、酸素濃度検出器1の検出精度をさらに高めることが
できる。
Therefore, even when the unburned material is deposited on the inner side surface of the side portion 322 (see the portion Y in FIG. 2A), the unburned material deposited portion Y and the gas passage hole 21 on the inclined surface 311c are formed.
Can be kept large, so that the open state of the gas passage hole 21 can be maintained more reliably. Also, the bottom 311 of the inner cover 31 and the bottom 321 of the outer cover 32
Are arranged at a predetermined distance in the axial direction, so that unburned material can be prevented from reaching the inner cover 31, and combustion of unburned material on the surface of the inner cover 31 can be suppressed.
In addition, the deterioration of the detection element 10 is further suppressed. Therefore, the detection accuracy of the oxygen concentration detector 1 can be further improved.

【0046】ガス中に混入している水等が内側カバー
31に到達することを抑制でき、検出素子10の表面へ
の被水を抑制でき、検出素子10の急冷による素子割れ
を抑制できる。よって、素子割れによる検出精度の低下
を抑制できる。また、内側カバー31の側部312と外
側カバー32の側部322とを、軸方向Tに垂直な方
向、すなわち径方向に所定距離を隔てて配置しているの
で、内側カバー31の側部312と外側カバー32の側
部322との間に空隙が形成され、電気ヒータ20によ
り加熱される検出素子10の保温性を向上できる。
The water and the like mixed in the gas can be prevented from reaching the inner cover 31, the surface of the detection element 10 can be prevented from being wet, and the element crack due to rapid cooling of the detection element 10 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy due to element cracks. Further, since the side 312 of the inner cover 31 and the side 322 of the outer cover 32 are arranged at a predetermined distance in the direction perpendicular to the axial direction T, that is, in the radial direction, the side 312 of the inner cover 31 is formed. A gap is formed between the outer cover 32 and the side portion 322 of the outer cover 32, and the heat retention of the detection element 10 heated by the electric heater 20 can be improved.

【0047】また、内側カバー31の底部311の傾斜
面311cを半球形状に形成しているので、内側カバー
31の底部311と、検出素子10の先端10a側との
距離を均等化でき、底部311全体が略均等に電気ヒー
タ20からの熱を受けることができる。よって、底部3
11全体が略同温の高温状態となるため、未燃焼物質を
常に良好に燃焼させることができる。また、平面的な形
状とする場合に比べて製造しやすい。
Further, since the inclined surface 311c of the bottom 311 of the inner cover 31 is formed in a hemispherical shape, the distance between the bottom 311 of the inner cover 31 and the tip 10a of the detecting element 10 can be equalized. The whole can receive heat from the electric heater 20 substantially uniformly. Therefore, bottom 3
Since the entire body 11 is in a high temperature state at substantially the same temperature, unburned substances can always be satisfactorily burned. In addition, it is easier to manufacture as compared to a case of a planar shape.

【0048】また、内側カバー31の底部311のう
ち、外側カバー32の底部321のガス通過孔23の開
口面の中央部と直接対向する部位(つまり、中央部31
1a近傍)にはガス通過孔が形成されていないので、ガ
ス中に混入している水や毒物等が内側カバー31に到達
することを抑制できる。よって、検出素子10の表面へ
の被水や被毒を抑制できる。
Further, of the bottom 311 of the inner cover 31, a portion directly facing the center of the opening surface of the gas passage hole 23 of the bottom 321 of the outer cover 32 (that is, the center 31).
Since no gas passage hole is formed in (in the vicinity of 1a), it is possible to prevent water, poisons and the like mixed in the gas from reaching the inner cover 31. Therefore, water and poisoning of the surface of the detection element 10 can be suppressed.

【0049】また、内側カバー31のガス通過孔21の
総面積を、外側カバー32のガス通過孔23の総面積よ
りも小さくしているので、外側カバー32の底部321
と内側カバー31の底部311との間に形成される空間
にガスが滞留しやすくなり、これらガス中に含まれる未
燃焼物質をこの空間にて捕捉できる。よって、内側カバ
ー31の表面や検出素子10の表面への未燃焼物質の堆
積をさらに効果的に抑制できる。
Since the total area of the gas passage holes 21 of the inner cover 31 is smaller than the total area of the gas passage holes 23 of the outer cover 32, the bottom 321 of the outer cover 32 is formed.
The gas tends to stay in the space formed between the inner cover 31 and the bottom 311 of the inner cover 31, and the unburned substances contained in the gas can be captured in this space. Therefore, accumulation of unburned substances on the surface of the inner cover 31 and the surface of the detection element 10 can be more effectively suppressed.

【0050】次に、図11(a)、(b)に示す従来技
術の酸素濃度検出器1と、図11(c)に示す試作品の
酸素濃度検出器1と、図1、2に示す第1実施形態の酸
素濃度検出器1とに関して、検出器1の検出精度(応答
性)を比較するために本発明者らが行なった実験、およ
びその結果について説明する。なお、従来技術の検出器
1では、上記各ガス通過孔の直径および配置位置は前述
の通りとしている。また、図11(c)の検出器1で
は、内側カバー31の通過孔22の直径を1.5mmと
し、この通過孔22を、内側カバー31の側部311に
おいて軸方向に2列並ぶように、かつ、周方向に4個並
ぶように、合計8個形成しており、内側カバー31の通
過孔21の直径を3.5mmとし、この通過孔21を底
部321の中央に1つ形成してある。図11(c)の検
出器1において、外側カバー32の通過孔23は、直径
を8mmとし、底部321の中央に1つ形成してある。
Next, the conventional oxygen concentration detector 1 shown in FIGS. 11A and 11B, the prototype oxygen concentration detector 1 shown in FIG. 11C, and FIGS. An experiment performed by the present inventors to compare the detection accuracy (responsiveness) of the detector 1 with the oxygen concentration detector 1 of the first embodiment, and the results thereof will be described. In the detector 1 of the related art, the diameter and the arrangement position of each of the gas passage holes are as described above. In the detector 1 of FIG. 11C, the diameter of the passage holes 22 of the inner cover 31 is 1.5 mm, and the passage holes 22 are arranged in two rows in the axial direction on the side 311 of the inner cover 31. A total of eight holes are formed so as to be arranged side by side in the circumferential direction. The diameter of the passage hole 21 of the inner cover 31 is 3.5 mm, and one passage hole 21 is formed at the center of the bottom 321. is there. In the detector 1 shown in FIG. 11C, the passage hole 23 of the outer cover 32 has a diameter of 8 mm and is formed at the center of the bottom 321.

【0051】そして、上記各検出器1として、未使用状
態のものと、ディーゼルエンジン100の上記配管10
1、102に装着して、ディーゼルエンジン100を1
00時間、運転した後のものとを用意する。そして、酸
素濃度が20%、15%の空気をそれぞれ切り換えて供
給できる配管に上記各検出器1を装着し、酸素濃度が2
0%の空気を供給する状態と、酸素濃度が15%の空気
を供給する状態とを切り換えた瞬間から、上記各検出器
1が酸素濃度の変化を検出するまでの時間を測定した。
Each of the detectors 1 is in an unused state, and the detector 10 is connected to the pipe 10 of the diesel engine 100.
1 and 102, the diesel engine 100
Prepare the one after driving for 00 hours. Then, each of the above detectors 1 is attached to a pipe capable of switching and supplying air having an oxygen concentration of 20% and 15%, respectively.
The time from the moment when switching between the state of supplying 0% air and the state of supplying air with an oxygen concentration of 15% until the above-mentioned detectors 1 detect a change in the oxygen concentration was measured.

【0052】そして、未使用状態の検出器1による検出
時間を初期の検出時間とし、100時間使用した後の検
出器1による検出時間を耐久後の検出時間として、検出
時間の変化率を算出した。なお、変化率とは、耐久後の
検出時間を初期の検出時間にて割ったものである。この
結果、従来の検出器1の検出時間の変化率は約20で、
図11(c)の検出器1の検出時間の変化率は4で、本
実施形態の検出器1の検出時間の変化率は1であった。
このように、図11(c)の検出器1および本実施形態
の検出器1は、従来の検出器1よりも大幅に変化率が小
さいので、検出精度を長期にわたって良好に維持でき
る。また、本実施形態の検出器1は、図11(c)の検
出器1よりもさらに変化率が小さいので、図11(c)
の検出器1よりも一層良好に、検出精度を長期にわたっ
て維持できることを確認できた。
Then, the rate of change of the detection time was calculated by using the detection time of the detector 1 in the unused state as the initial detection time and the detection time of the detector 1 after 100 hours of use as the detection time after the endurance. . The rate of change is obtained by dividing the detection time after the endurance by the initial detection time. As a result, the change rate of the detection time of the conventional detector 1 is about 20,
The rate of change of the detection time of the detector 1 in FIG. 11C is 4, and the rate of change of the detection time of the detector 1 of the present embodiment is 1.
As described above, since the detector 1 of FIG. 11C and the detector 1 of the present embodiment have a significantly smaller rate of change than the conventional detector 1, the detection accuracy can be favorably maintained for a long time. Further, the detector 1 of the present embodiment has a smaller change rate than the detector 1 of FIG.
It was confirmed that the detection accuracy could be maintained over a long period of time better than that of the detector 1.

【0053】(第2実施形態)第2実施形態は、上記第
1実施形態を変形したものであり、図4に示すように、
内側カバー31の側部312にも、円形状のガス通過孔
22を設けている。このガス通過孔22は円形状であ
り、側部311において、軸方向に例えば1列のみ配置
し、かつ、周方向に例えば4個並ぶように形成されてい
る。これらのガス通過孔22は、側部312のうち上記
反応部12aに対向する部位以外の部位に形成されてお
り、図4の図示例では、上記反応部12aよりも検出素
子基端10b側の部位にガス通過孔22を配置してい
る。
(Second Embodiment) A second embodiment is a modification of the first embodiment, and as shown in FIG.
A circular gas passage hole 22 is also provided in the side portion 312 of the inner cover 31. The gas passage holes 22 have a circular shape, and are formed in the side portion 311 such that, for example, only one row is arranged in the axial direction and, for example, four rows are arranged in the circumferential direction. These gas passage holes 22 are formed in portions of the side portion 312 other than the portion facing the reaction portion 12a, and in the illustrated example of FIG. 4, the gas passage holes 22 are closer to the detection element base end 10b than the reaction portion 12a. The gas passage hole 22 is arranged at the position.

【0054】本第2実施形態によると、内側カバー31
の側部312にもガス通過孔22を追加設置することに
より、このガス通過孔22を通過して内側カバー31の
内部へガスが流入可能となるので、内側カバー31の側
部312と外側カバー32の側部322との間のガス流
れが良好となり、Y部への未燃焼物質の付着量を低減で
きる。そのため、ガス通過孔21の開口状態をより一層
確実に維持することができる。
According to the second embodiment, the inner cover 31
By additionally providing the gas passage holes 22 also at the side portions 312 of the inner cover 31, gas can flow into the inside of the inner cover 31 through the gas passage holes 22. The gas flow between the side portion 322 and the side portion 322 becomes good, so that the amount of unburned substances deposited on the Y portion can be reduced. Therefore, the open state of the gas passage hole 21 can be more reliably maintained.

【0055】また、内側カバー31の側部312のう
ち、反応部12a(図4参照)に対向する部位以外の部
位に、ガス通過孔22が形成されているので、このガス
通過孔22から反応部12aへ至るガスの経路が迷路構
造となり、ガスが検出素子10の反応部12aの表面近
傍に侵入することを抑制できる。従って、 検出素子10のうち、反応部12aおよび反応部12
a近傍部位(以下、検出素子10の出力部という)の保
温性を向上でき、検出素子10の出力部を良好に活性温
度以上に保つことができる。
The gas passage hole 22 is formed in a portion of the side portion 312 of the inner cover 31 other than the portion facing the reaction portion 12a (see FIG. 4). The path of the gas reaching the portion 12a has a maze structure, so that the gas can be suppressed from entering the vicinity of the surface of the reaction portion 12a of the detection element 10. Therefore, the reaction part 12a and the reaction part 12
It is possible to improve the heat retention of a portion near a (hereinafter, referred to as an output portion of the detection element 10), and to satisfactorily maintain the output portion of the detection element 10 at or above the activation temperature.

【0056】反応部12aの表面に、ガス中に含まれ
る未燃焼物質が堆積することを抑制でき、反応部12a
の劣化を抑制できる。 (第3実施形態)第3実施形態は、上記第1実施形態を
変形したものであり、図5に示すように、内側カバー3
1の側部312、および外側カバー32の側部322に
双方とも、円形状のガス通過孔22、24を設けてい
る。このガス通過孔22、24は側部312、322の
うち、取付状態でガス流れの下流側に位置する部位で、
かつ、側部312、322のうち、上記反応部12aに
対向する部位以外の部位のみに、1つだけ形成されてい
る。
The accumulation of unburned substances contained in the gas on the surface of the reaction section 12a can be suppressed.
Degradation can be suppressed. (Third Embodiment) A third embodiment is a modification of the first embodiment, and as shown in FIG.
Both the side portion 312 and the side portion 322 of the outer cover 32 are provided with circular gas passage holes 22 and 24. The gas passage holes 22 and 24 are portions of the side portions 312 and 322 that are located on the downstream side of the gas flow in the mounted state.
In addition, only one of the side portions 312 and 322 is formed at a portion other than the portion facing the reaction portion 12a.

【0057】本第3実施形態によれば、ガス通過孔2
3、21を通して、両カバー31、32内にガスが出入
りするのに加えて、ガス通過孔22、24を通しても、
両カバー31、32内にガスが出入りするので、ガス通
過性をより良好にすることができる。また、反応部12
a(図2参照)に対向する部位以外の部位に、ガス通過
孔22、24が形成されているので、このガス通過孔2
2、24から反応部12aへ至るガスの経路が迷路構造
となり、ガスが検出素子10の反応部12aの表面近傍
に侵入することを抑制できる。
According to the third embodiment, the gas passage holes 2
In addition to gas flowing into and out of both covers 31, 32 through 3, 21 as well as through gas passage holes 22, 24,
Since gas flows into and out of both covers 31, 32, gas permeability can be further improved. The reaction unit 12
a (see FIG. 2), the gas passage holes 22 and 24 are formed in portions other than the portion facing the gas passage hole 2 (see FIG. 2).
The path of the gas from 2, 24 to the reaction part 12a has a maze structure, and it is possible to suppress the gas from entering the vicinity of the surface of the reaction part 12a of the detection element 10.

【0058】(第4実施形態)第4実施形態は、上記第
1の実施形態を変形したものであり、図6(a)および
(b)に示すように、内側カバー31の底部311の先
細り形状として、前述の半球形状の代わりに、多角錐形
状(本第4実施形態では四角錐形状)が形成されてい
る。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment is a modification of the first embodiment, and as shown in FIGS. 6A and 6B, the bottom 311 of the inner cover 31 is tapered. As the shape, a polygonal pyramid shape (a quadrangular pyramid shape in the fourth embodiment) is formed instead of the above-mentioned hemispherical shape.

【0059】従って、検出素子10の先端10a側(図
6(a)の上側)へ傾斜する複数(本実施形態では4
つ)の平面傾斜面311cを有する形状に、底部311
が形成されている。なお、検出素子10の軸方向Tに対
する平面傾斜面311cの傾斜角度αを例えば45°と
している。このようにしても、第1実施形態と同様の効
果が得られる。
Accordingly, a plurality (4 in this embodiment) inclined toward the tip 10a of the detection element 10 (upward in FIG. 6A).
) Into a shape having a flat inclined surface 311c.
Are formed. In addition, the inclination angle α of the plane inclined surface 311c with respect to the axial direction T of the detection element 10 is, for example, 45 °. Even in this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0060】(第5実施形態)本実施形態は、上記第1
実施形態を変形したものであり、図7(a)および
(b)に示すように、内側カバー31の底部311は、
中央部311aに検出素子10の軸方向に垂直な円形平
面部Gを備え、この円形平面部Gから側部312の縁部
にかけて、検出素子10の先端10a側(図7(a)の
上側)へ傾斜する複数(本実施形態では4つ)の平面傾
斜面311cを有する形状に、底部311が形成されて
いる。なお、検出素子10の軸方向に対する平面傾斜面
311cの傾斜角度αを例えば45°としている。この
ようにしても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
(Fifth Embodiment) In the present embodiment, the first
This is a modification of the embodiment. As shown in FIGS. 7A and 7B, the bottom 311 of the inner cover 31 is
The central portion 311a is provided with a circular flat portion G perpendicular to the axial direction of the detection element 10, and from the circular flat portion G to the edge of the side portion 312, the tip 10a side of the detection element 10 (upper side in FIG. 7A). The bottom 311 is formed in a shape having a plurality (four in the present embodiment) of inclined planes 311c inclined toward the bottom. In addition, the inclination angle α of the plane inclined surface 311c with respect to the axial direction of the detection element 10 is, for example, 45 °. Even in this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0061】(第6実施形態)第6実施形態は、上記第
1実施形態を変形したものであり、図8に示すように、
内側カバー31の側部312は、底部311の半球状傾
斜面311cの縁部から、徐々に拡径する円筒形状とな
って延びるように形成されている。なお、検出素子10
の軸方向に対する内側カバー31の側部312の傾斜角
度βを例えば3°としている。
(Sixth Embodiment) A sixth embodiment is a modification of the first embodiment, and as shown in FIG.
The side 312 of the inner cover 31 is formed so as to extend from the edge of the hemispherical inclined surface 311c of the bottom 311 into a cylindrical shape whose diameter gradually increases. The detection element 10
The inclination angle β of the side portion 312 of the inner cover 31 with respect to the axial direction is, for example, 3 °.

【0062】これにより、内側カバー31の底部311
と外側カバー32の側部322との間の径方向距離が、
内側カバー31の側部312と外側カバー32の側部3
22との間の径方向距離よりもさらに長くなる。よっ
て、底部311に形成されるガス通過孔21の開口状態
がより良好に維持される。 (第7実施形態)第7実施形態は、上記第1実施形態を
変形したものであり、図9に示すように、内側カバー3
1と外側カバー32との間に中間カバー33を備えてい
る。この中間カバー33は、内側カバー31の底部31
1に対向する底部331を有する略コップ形状に形成さ
れている。この底部331は平面状に形成されており、
検出素子10の軸方向に対して略垂直に配されており、
円形状のガス通過孔25が1つ形成されている。
As a result, the bottom 311 of the inner cover 31
The radial distance between the outer cover 32 and the side portion 322 is
Side 312 of inner cover 31 and side 3 of outer cover 32
22 is even longer than the radial distance. Therefore, the open state of the gas passage hole 21 formed in the bottom 311 is more favorably maintained. (Seventh Embodiment) A seventh embodiment is a modification of the first embodiment, and as shown in FIG.
An intermediate cover 33 is provided between the first cover 1 and the outer cover 32. The intermediate cover 33 is provided on the bottom 31 of the inner cover 31.
1 is formed in a substantially cup shape having a bottom portion 331 opposed to the first portion. This bottom part 331 is formed in a planar shape,
It is arranged substantially perpendicular to the axial direction of the detection element 10,
One circular gas passage hole 25 is formed.

【0063】外側カバー32には、底部321を全面的
に開口するようにガス通過孔23が形成されている。中
間カバー33の底部331と外側カバー32の底部31
2は、検出素子10の軸方向に関して同一位置に配され
ている。外側カバー32の開口端部323側内周部が取
付金具41に溶接固定され、中間カバー33の開口端部
333側外周部が外側カバー32の開口端部323側内
周部に溶接固定され、内側カバー31の開口端部313
側内周部が取付金具41に溶接固定されている。
A gas passage hole 23 is formed in the outer cover 32 so as to open the bottom 321 entirely. The bottom 331 of the intermediate cover 33 and the bottom 31 of the outer cover 32
2 are arranged at the same position in the axial direction of the detection element 10. The inner peripheral portion of the outer cover 32 on the opening end 323 side is welded and fixed to the mounting bracket 41, and the outer peripheral portion of the intermediate cover 33 on the opening end 333 side is welded and fixed to the inner peripheral portion of the outer cover 32 on the opening end portion 323. Open end 313 of inner cover 31
The side inner peripheral portion is fixed to the mounting bracket 41 by welding.

【0064】そして、本第7実施形態によれば、素子カ
バー3が3重構造であるため、検出素子10の保温性を
より一層良好に保つことができる。 (第8実施形態)第8実施形態は、図5の第3実施形態
を変形したものであり、図10に示すように、内側カバ
ー31の底部311の先細り形状として、外側カバー3
2の側部322の内側面から離れる方向に傾斜する傾斜
面311cの内周側に、この傾斜面311cとは逆方向
に傾斜する副傾斜面311dを有する形状としている。
According to the seventh embodiment, since the element cover 3 has a triple structure, the heat retaining property of the detection element 10 can be further improved. (Eighth Embodiment) The eighth embodiment is a modification of the third embodiment shown in FIG. 5, and as shown in FIG.
On the inner peripheral side of the inclined surface 311c inclined away from the inner surface of the second side 322, a sub-inclined surface 311d inclined in a direction opposite to the inclined surface 311c is formed.

【0065】そして、この副傾斜面311dにも、ガス
が通過するガス通過孔26が設けられている。なお、こ
の副傾斜面311dとガス通過孔26を設ける底部31
1の先細り形状を、図2の第1実施形態、図4の第2実
施形態等においても採用できることはもちろんである。 (他の実施形態)なお、上記第1実施形態では、上記傾
斜角度αが60°である部位にガス通過孔21を形成し
ていたが、上記傾斜角度αが60°より小さな部位にガ
ス通過孔21を形成してもよいし、上記傾斜角度αが6
0°より大きく、かつ、90°より小さな部位にガス通
過孔21を形成してもよい。
The sub-inclined surface 311d is also provided with a gas passage hole 26 through which gas passes. The bottom 31 where the sub-slope surface 311d and the gas passage hole 26 are provided is provided.
Needless to say, the tapered shape 1 can be adopted in the first embodiment of FIG. 2, the second embodiment of FIG. 4, and the like. (Other Embodiments) In the first embodiment, the gas passage hole 21 is formed at a position where the inclination angle α is 60 °, but the gas passage hole 21 is formed at a position where the inclination angle α is smaller than 60 °. The hole 21 may be formed, or the inclination angle α is 6
The gas passage hole 21 may be formed at a position larger than 0 ° and smaller than 90 °.

【0066】また、上記第4、第5実施形態では、上記
傾斜角度αが45°である部位にガス通過孔21を形成
していたが、上記傾斜角度αが45°より小さな部位に
ガス通過孔21を形成してもよいし、上記傾斜角度αが
45°より大きく、かつ、90°より小さな部位にガス
通過孔21を形成してもよい。また、上記第4および第
5の実施形態では、内側カバー31の底部311の先細
り形状を、4つの平面傾斜部311cを有する多角錐状
としていたが、この平面傾斜部311cの数を5つ以上
有する形状としてもよいし、3つ以下とする形状として
もよい。
Further, in the fourth and fifth embodiments, the gas passage hole 21 is formed at the portion where the inclination angle α is 45 °, but the gas passage hole 21 is formed at the portion where the inclination angle α is smaller than 45 °. The hole 21 may be formed, or the gas passage hole 21 may be formed at a position where the inclination angle α is larger than 45 ° and smaller than 90 °. In the fourth and fifth embodiments, the tapered shape of the bottom 311 of the inner cover 31 is a polygonal pyramid having four flat inclined portions 311c. However, the number of the flat inclined portions 311c is five or more. It may have a shape having three or three or less.

【0067】また、上記第6実施形態では、上記傾斜角
度βを3°としていたが、3°より小さくてもよいし、
3°より大きくてもよい。また、上記各実施形態では、
内側カバー31の底部311の傾斜面311cに形成す
るガス通過孔21を4つとしていたが、4つより少なく
てもよいし、4つより多くてもよい。
In the sixth embodiment, the inclination angle β is set to 3 °, but may be smaller than 3 °.
It may be larger than 3 °. In each of the above embodiments,
Although four gas passage holes 21 are formed in the inclined surface 311c of the bottom 311 of the inner cover 31, the number may be less than four or more than four.

【0068】また、上記各実施形態では、外側カバー3
2の底部321は平面形状であったが、曲面形状であっ
てもよい。また、底部321を全面的に開口する形状と
してもよい。また、上記各実施形態では、各ガス通過孔
21、22、23、24、25を円形状としていたが、
方形や、その他の形状でもよい。
In each of the above embodiments, the outer cover 3
The bottom 321 of the second has a flat shape, but may have a curved shape. Further, the bottom portion 321 may have a shape that is entirely open. Further, in each of the above embodiments, each of the gas passage holes 21, 22, 23, 24, and 25 is circular.
It may be square or any other shape.

【0069】また、上記各実施形態では、外側カバー3
2の底部321にガス通過孔23を1つ形成していた
が、複数形成してもよい。また、上記各実施形態では、
上記吸気側配管101および排気側配管102の両方
に、酸素濃度検出器1を装着していたが、いずれか一方
だけに装着するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the outer cover 3
Although one gas passage hole 23 is formed in the bottom portion 321 of the second, a plurality of gas passage holes 23 may be formed. In each of the above embodiments,
Although the oxygen concentration detector 1 is mounted on both the intake pipe 101 and the exhaust pipe 102, it may be mounted on only one of them.

【0070】また、上記各実施形態では、上記配管10
1、102の壁面に対して垂直に検出器1を装着し、こ
の検出器1の先端側を、吸気ガス、および排気ガスが略
垂直に通過するようにしていたが、検出器1の取り付け
は、上記配管101、102の壁面に対して垂直(90
°)よりも多少前後にずれた角度になされてもよい。特
に、上記ガスが、その上流側から下流側にかけて、検出
器1の軸方向下方側へ傾斜して流れるように、検出器1
を配置することにより、外側カバー32の底面通過孔2
3の周辺部における未燃焼物質の堆積、および、この底
面通過孔23における未燃焼物質の通過をより大幅に低
減できる。
In each of the above embodiments, the piping 10
The detector 1 is mounted vertically on the wall surfaces of the detectors 1 and 102, and the intake gas and the exhaust gas pass through the tip side of the detector 1 substantially vertically. Perpendicular to the wall surfaces of the pipes 101 and 102 (90
The angle may be slightly shifted back and forth from (°). In particular, the detector 1 is arranged so that the gas flows from the upstream side to the downstream side while being inclined downward in the axial direction of the detector 1.
Is arranged, the bottom surface passing hole 2 of the outer cover 32 is formed.
The accumulation of unburned substances in the peripheral portion of No. 3 and the passage of unburned substances in the bottom passage holes 23 can be further reduced.

【0071】また、上記各実施形態では、酸素濃度検出
器1をディーゼルエンジン100に適用したが、他に
も、天然ガスを利用した発電用エンジンの排気ガスシス
テムなど、ガス中に素子カバー3に堆積しやすい物質を
多く含むものに適用してもよい。また、上記各実施形態
では、限界電流式の検出素子10を用いているが、他
に、上記した絶縁拡散層16を有さないポンプ電流式
(濃淡電池式)の検出素子を用いてもよいし、半導体式
の検出素子等を用いてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the oxygen concentration detector 1 is applied to the diesel engine 100. However, in addition to the above, the element cover 3 is provided in the gas such as an exhaust gas system of a power generating engine using natural gas. The present invention may be applied to a substance containing a large amount of a substance which easily deposits. In each of the above embodiments, the limiting current type detection element 10 is used. Alternatively, a pump current type (concentration cell type) detection element having no insulating diffusion layer 16 may be used. Alternatively, a semiconductor type detection element or the like may be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は第1実施形態に係わる酸素濃度検出器
の縦断面図、(b)は検出素子の先端側の拡大縦断面図
である。
FIG. 1A is a vertical cross-sectional view of an oxygen concentration detector according to a first embodiment, and FIG. 1B is an enlarged vertical cross-sectional view of a tip end side of a detection element.

【図2】(a)は第1実施形態に係わる酸素濃度検出器
の先端側縦断面図、(b)は(a)のA−Aに沿う横断
面図である。
FIG. 2A is a vertical cross-sectional view of a tip side of an oxygen concentration detector according to the first embodiment, and FIG. 2B is a horizontal cross-sectional view along AA in FIG.

【図3】第1実施形態に係わる酸素濃度検出器の装着場
所を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a mounting location of the oxygen concentration detector according to the first embodiment.

【図4】第2実施形態に係わる酸素濃度検出器の先端側
縦断面図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view on the distal end side of an oxygen concentration detector according to a second embodiment.

【図5】第3実施形態に係わる酸素濃度検出器の先端側
縦断面図である。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view on the distal end side of an oxygen concentration detector according to a third embodiment.

【図6】(a)は第4実施形態に係わる酸素濃度検出器
の先端側縦断面図、(b)は(a)のC矢視図である。
FIG. 6A is a vertical sectional view on the tip side of an oxygen concentration detector according to a fourth embodiment, and FIG. 6B is a view taken in the direction of arrow C in FIG.

【図7】(a)は第5実施形態に係わる酸素濃度検出器
の先端側縦断面図、(b)は(a)のC矢視図である。
FIG. 7A is a vertical cross-sectional view of a tip side of an oxygen concentration detector according to a fifth embodiment, and FIG. 7B is a view taken in the direction of arrow C in FIG.

【図8】第6実施形態に係わる酸素濃度検出器の先端側
縦断面図である。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view on the distal end side of an oxygen concentration detector according to a sixth embodiment.

【図9】第7実施形態に係わる酸素濃度検出器の先端側
縦断面図である。
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of a tip side of an oxygen concentration detector according to a seventh embodiment.

【図10】第8実施形態に係わる酸素濃度検出器の先端
側縦断面図である。
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a tip side of an oxygen concentration detector according to an eighth embodiment.

【図11】(a)は従来技術に係わる酸素濃度検出器の
先端側縦断面図、(b)は(a)のA−A線に沿う横断
面図、(c)は本発明者らの試作品に係わる酸素濃度検
出器の先端側断面図である。
11 (a) is a vertical sectional view of a tip side of an oxygen concentration detector according to a conventional technique, FIG. 11 (b) is a transverse sectional view taken along line AA of FIG. 11 (a), and FIG. It is a front end side sectional view of the oxygen concentration detector concerning a prototype.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…検出素子、10a…検出素子の先端、11…ガス
接触部、12a…反応部、20…電気ヒータ、31…内
側カバー、311…内側カバーの底部、312…内側カ
バーの側部、32…外側カバー、321…外側カバーの
底部、322…外側カバーの側部、21、22、23、
24、25…ガス通過孔。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Detection element, 10a ... Tip of a detection element, 11 ... Gas contact part, 12a ... Reaction part, 20 ... Electric heater, 31 ... Inner cover, 311 ... Bottom part of inner cover, 312 ... Side part of inner cover, 32 ... Outer cover, 321, bottom of outer cover, 322 side of outer cover, 21, 22, 23,
24, 25 ... gas passage holes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐橋 眞人 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 佐藤 文彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masato Sahashi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Fumihiko 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検出対象のガスと接するガス接触部(1
1)を先端(10a)側に有する長尺形状に形成され、
前記ガス中の酸素濃度を検出する検出素子(10)と、 前記検出素子(10)の近傍に設けられ、前記検出素子
(10)を加熱するヒータ手段(20)と、 前記検出素子(10)の前記先端(10a)に対向する
底部(311)を有する略コップ形状に形成され、前記
検出素子(10)の前記ガス接触部(11)を覆うよう
に配置される内側カバー(31)と、 前記内側カバー(31)の外側に配置され、前記内側カ
バー(31)を覆うように配置される外側カバー(3
2)とを備え、 前記外側カバー(32)のうち、前記内側カバー(3
1)の前記底部(311)に対向する部位のみに、前記
ガスが通過するガス通過孔(23)が設けられており、 前記内側カバー(31)の底部(311)は、少なくと
も、前記外側カバー(32)の内側面から離れる方向に
傾斜する傾斜面(311c)を有する形状に形成されて
おり、 前記内側カバー(31)の底部(311)のうち、前記
傾斜面(311c)の部位に、前記ガスが通過するガス
通過孔(21)が設けられていることを特徴とする酸素
濃度検出器。
A gas contact portion (1) in contact with a gas to be detected.
1) is formed in a long shape having a tip (10a) side,
A detection element (10) for detecting the oxygen concentration in the gas; a heater means (20) provided near the detection element (10) for heating the detection element (10); and the detection element (10). An inner cover (31) formed in a substantially cup shape having a bottom (311) facing the tip (10a), and arranged to cover the gas contact portion (11) of the detection element (10); An outer cover (3) disposed outside the inner cover (31) and disposed to cover the inner cover (31).
2), and the inner cover (3) of the outer cover (32) is provided.
A gas passage hole (23) through which the gas passes is provided only at a portion facing the bottom portion (311) of 1), and the bottom portion (311) of the inner cover (31) is at least the outer cover. (32) is formed in a shape having an inclined surface (311c) inclined in a direction away from the inner side surface of the inner cover (31), and a portion of the bottom surface (311) of the inner cover (31) on the inclined surface (311c), An oxygen concentration detector, wherein a gas passage hole (21) through which the gas passes is provided.
【請求項2】 検出対象のガスと接するガス接触部(1
1)を先端(10a)側に有する長尺形状に形成され、
前記ガス中の酸素濃度を検出する検出素子(10)と、 前記検出素子(10)の近傍に設けられ、前記検出素子
(10)を加熱するヒータ手段(20)と、 前記検出素子(10)の前記先端(10a)に対向する
底部(311)およびこの底部(311)に連続する側
部(312)を有する略コップ形状に形成され、前記検
出素子(10)の前記ガス接触部(11)を覆うように
配置される内側カバー(31)と、 前記内側カバー(31)の外側に配置され、前記内側カ
バー(31)を覆うように配置される外側カバー(3
2)とを備え、 前記外側カバー(32)のうち、前記内側カバー(3
1)の前記底部(311)に対向する部位に、前記ガス
が通過するガス通過孔(23)が設けられているととも
に、前記外側カバー(32)の側部(322)のうち、
取付状態でガス流れの下流側に位置する部位のみに、前
記ガスが通過するガス通過孔(24)が設けられてお
り、 前記内側カバー(31)の底部(311)は、少なくと
も、前記外側カバー(32)の内側面から離れる方向に
傾斜する傾斜面(311c)を有する形状に形成されて
おり、 前記内側カバー(31)の底部(311)のうち、前記
傾斜面(311c)の部位に、前記ガスが通過するガス
通過孔(21)が設けられていることを特徴とする酸素
濃度検出器。
2. A gas contact portion (1) in contact with a gas to be detected.
1) is formed in a long shape having a tip (10a) side,
A detection element (10) for detecting the oxygen concentration in the gas; a heater means (20) provided near the detection element (10) for heating the detection element (10); and the detection element (10). The gas contact portion (11) of the detection element (10) is formed in a substantially cup shape having a bottom (311) facing the tip (10a) and a side (312) continuous with the bottom (311). An inner cover (31) arranged so as to cover the inner cover (31), and an outer cover (3) arranged outside the inner cover (31) and arranged so as to cover the inner cover (31).
2), and the inner cover (3) of the outer cover (32) is provided.
A gas passage hole (23) through which the gas passes is provided at a portion facing the bottom portion (311) of 1), and a side portion (322) of the outer cover (32) is provided.
A gas passage hole (24) through which the gas passes is provided only in a portion located on the downstream side of the gas flow in the attached state, and a bottom portion (311) of the inner cover (31) is at least the outer cover. (32) is formed in a shape having an inclined surface (311c) inclined in a direction away from the inner side surface of the inner cover (31), and a portion of the bottom surface (311) of the inner cover (31) on the inclined surface (311c), An oxygen concentration detector, wherein a gas passage hole (21) through which the gas passes is provided.
【請求項3】 前記内側カバー(31)の底部(31
1)は先細り形状に形成されていることを特徴とする請
求項1または2に記載の酸素濃度検出器。
3. The bottom (31) of said inner cover (31).
The oxygen concentration detector according to claim 1 or 2, wherein 1) is formed in a tapered shape.
【請求項4】 前記内側カバー(31)の底部(31
1)の先細り形状は半球形状であることを特徴とする請
求項3に記載の酸素濃度検出器。
4. The bottom (31) of the inner cover (31).
The oxygen concentration detector according to claim 3, wherein the tapered shape of (1) is a hemispherical shape.
【請求項5】 前記内側カバー(31)の底部(31
1)の先細り形状は、多角錐状の形状であることを特徴
とする請求項3に記載の酸素濃度検出器。
5. A bottom (31) of the inner cover (31).
The oxygen concentration detector according to claim 3, wherein the tapered shape of (1) is a polygonal pyramid shape.
【請求項6】 前記内側カバー(31)の底部(31
1)の先細り形状は、前記傾斜面(311c)の内周側
に、この傾斜面(311c)とは逆方向に傾斜する副傾
斜面(311d)を有する形状であり、 この副傾斜面(311d)にも、前記ガスが通過するガ
ス通過孔(26)が設けられていることを特徴とする請
求項3に記載の酸素濃度検出器。
6. A bottom (31) of the inner cover (31).
The tapered shape of 1) is a shape having a sub-inclined surface (311d) inclined in the opposite direction to the inclined surface (311c) on the inner peripheral side of the inclined surface (311c). 4. The oxygen concentration detector according to claim 3, wherein a gas passage hole (26) through which the gas passes is provided also in (1).
【請求項7】 前記内側カバー(31)の側部(31
2)にも、前記ガスが通過するガス通過孔(22)が設
けられていることを特徴とする請求項1ないし6のいず
れか1つに記載の酸素濃度検出器。
7. A side portion (31) of the inner cover (31).
The oxygen concentration detector according to any one of claims 1 to 6, wherein a gas passage hole (22) through which the gas passes is provided also in (2).
【請求項8】 前記内側カバー(31)の側部(31
2)のうち、前記外側カバー(32)の側部(322)
のガス通過孔(24)と対向する部位にも、前記ガスが
通過するガス通過孔(22)が設けられていることを特
徴とする請求項2に記載の酸素濃度検出器。
8. A side portion (31) of the inner cover (31).
2) a side portion (322) of the outer cover (32);
The oxygen concentration detector according to claim 2, wherein a gas passage hole (22) through which the gas passes is provided also at a portion facing the gas passage hole (24).
【請求項9】 前記検出素子(10)により、ディーゼ
ルエンジンにおける吸気ガスまたは排気ガス中の酸素濃
度を検出することを特徴とする請求項1ないし8のいず
れか1つに記載の酸素濃度検出器。
9. An oxygen concentration detector according to claim 1, wherein said detection element detects an oxygen concentration in an intake gas or an exhaust gas in a diesel engine. .
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001242120A (en) * 2000-02-28 2001-09-07 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor
EP1236998A2 (en) * 2001-02-28 2002-09-04 Denso Corporation Rapid response gas sensor
JP2007047188A (en) * 2006-11-16 2007-02-22 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor
JP2007279019A (en) * 2006-03-17 2007-10-25 Hitachi Ltd Exhaust gas sensor
JP2008506133A (en) * 2004-07-14 2008-02-28 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Measuring sensor
US7901556B2 (en) 2006-04-27 2011-03-08 Denso Corporation Gas sensor equipped with cover assembly designed to minimize splashing of sensor element with water
JP2012018178A (en) * 2006-03-17 2012-01-26 Hitachi Automotive Systems Ltd Exhaust gas sensor
JP2013238584A (en) * 2012-04-20 2013-11-28 Denso Corp Gas sensor
CN103743320A (en) * 2013-12-10 2014-04-23 东风朝阳朝柴动力有限公司 Device and method for detecting distance from engine body inclined transmission face to engine body bottom face
JP2015068682A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 株式会社デンソー Gas sensor
JP2015102384A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 株式会社デンソー Oxygen sensor element

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001242120A (en) * 2000-02-28 2001-09-07 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor
EP1236998A2 (en) * 2001-02-28 2002-09-04 Denso Corporation Rapid response gas sensor
EP1236998A3 (en) * 2001-02-28 2004-02-25 Denso Corporation Rapid response gas sensor
US6749732B2 (en) 2001-02-28 2004-06-15 Denso Corporation Rapid response structure of gas sensor
JP2008506133A (en) * 2004-07-14 2008-02-28 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Measuring sensor
JP2012018178A (en) * 2006-03-17 2012-01-26 Hitachi Automotive Systems Ltd Exhaust gas sensor
JP2007279019A (en) * 2006-03-17 2007-10-25 Hitachi Ltd Exhaust gas sensor
US7901556B2 (en) 2006-04-27 2011-03-08 Denso Corporation Gas sensor equipped with cover assembly designed to minimize splashing of sensor element with water
JP2007047188A (en) * 2006-11-16 2007-02-22 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor
JP2013238584A (en) * 2012-04-20 2013-11-28 Denso Corp Gas sensor
JP2015068682A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 株式会社デンソー Gas sensor
JP2015102384A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 株式会社デンソー Oxygen sensor element
CN105765377A (en) * 2013-11-22 2016-07-13 株式会社电装 Oxygen sensor element
CN105765377B (en) * 2013-11-22 2019-04-16 株式会社电装 Oxygen sensor devices
DE112014005340B4 (en) 2013-11-22 2023-01-12 Denso Corporation oxygen sensor element
CN103743320A (en) * 2013-12-10 2014-04-23 东风朝阳朝柴动力有限公司 Device and method for detecting distance from engine body inclined transmission face to engine body bottom face

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