JPS582647A - 酸素濃度センサ− - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸素濃度センサーに関し、特に自動車の排気系
に配設されて排気中の酸素濃度の測定に用いられるいわ
ゆる酸素濃度センサーに関する。

この種の酸素濃度センサーは一般に、一端が閉塞された
試験管形状の内面及び外面に多孔性の白金膜が設けられ
た酸化ジルコニウムを主成分とするセラミック管を有す
る。このセラミック管は、その外面が排気管内で排気ガ
スに曝されるように配置され、排気ガス及び外気中の酸
素分圧の差に応じた電圧を該外面及び内面間に生ずるも
のである。この電圧は適当な手段により検出され空燃比
をフィードバック制御するだめの・母うメータとして処
理される。

上述の如き酸素濃度センサーにおいて、上記セラミック
管を排気管壁に取り付けるためにセラミック管は環状ボ
ルダ−に嵌合している。セラミック管とホルダーとの接
合部は気密性を維持しなけわばならないので該接１合部
には軟性金属ワッシャ４が設けられている。

従来、該セラミック管とボルダ−とを結合する際には、
該軟性金属ワノソヤ畏を介挿して常温下で加圧して圧着
することにより気密性結合を得ている。しかし乍ら、圧
着する際にセラミック管に割れが生じることもあり排気
ガス中の酸素濃度の検出が不可能になる恐れがちうた。

よって本発明の目的は上記したセラミック管の割れの生
ずることなく十分な気密性を保持した酸素濃度センサー
を提供することである。

本発明による酸素濃度センサーにおいてはセラミック管
とホルダーとの接合部を加熱圧着するものである。

以下、本発明による酸素濃度センサーの実施例を第１図
及び第２図を参照して詳細に説明する。

酸素濃度センサー１は、金属製の略円筒状ボルダ−２に
よって排気管３の側面に固着されて因る。

この酸素ａ度センサー１．の酸化ノルコニウムヲ主成分
とするセラミック管４は環状ボルダ−２の内部に嵌合し
ており、セラミック管４の開放端はこれと同軸に伸長し
た円筒状の金属筒５により囲繞されている。金属筒５内
部には略円筒状の絶縁がい子６が設けられている。ボル
ダ−２内部に嵌合しているセラミック管４の開放端と金
属筒５内部に設けられている絶縁がい子６の一端とは導
電性の環状グレート７を介して当接結合されている。

ホルダ〜２の排気管に開口した端部には孔８を有するル
〜イ９が係合しており排気ガスはルーバ９の孔８を介し
てセラミック管４の周囲を流れるようになっている。絶
縁がい子６の他端は金属筒５の端部に設けられた気密ゴ
ム１ｏと皿、バネ１１とにより当接しており、絶縁がい
子６全体がセラミック管４の方向に付勢されている。ま
た、絶縁がい子６の内部はセラミック管４の同軸方向に
設けられた貫通孔６αが形成され、この貫通孔６α内に
ステンＬス等の軟性金属からなる出方取出し端子１２が
設けられ、これにリード線１３が接続されている。

上述したような酸素濃度センサーｌは次の様に動作する
。セラミック管４内部は気密コゞム１ｏとリード線１３
との間に設けられた空隙（図示せず）により絶縁がい子
６の内部の貫通孔６α及びグレート７を介して外気と連
通しておりセラミック管４内の空気の酸素分圧は常に外
気と等しく保たれる。

一方、セラミック管４の排気ガスと接触する外面と外気
に接する内面とには各々多孔性白金膜（図示せず）が設
けられており、排気ガス及び外気中の酸素分圧の差に応
じた電位差が該内外面間に生じる。セラミック管４外面
の多孔性白金膜の電位はこれに電気的に結合された導電
性のホルダー２を介して検出され、セラミック管４内面
の多孔性白金膜の電位はこれに接続ないし接触した導電
性ル−ト７及び出力取出し端子１２を介して検出される
。ここで、セラミック管４とホルダー２との間の気密性
を十分に維持するために、セラミック管４とホルダー２
との接合部にセラミック管４を囲繞する軟性の金属ワッ
シャ１４を設けている。本発明による酸素濃度センサー
を製造する際、セラミック管４との接合部近傍のホルダ
ー２を交周波加熱、電熱線加熱、及び燃焼加熱等により
加熱し、金属ワッシャ１４を軟化させる。この時同時に
絶縁がい子６及び金属筒５を外部よりセラミ、ツク管４
の方向に加圧して一定荷重に達した時金属筒５を加締め
ることにより金属筒５をホルダー２に結合する。こうし
て、軟性金属ワラツヤ１４とホルダー２及びセラミック
管４の接合部を加熱圧着するのである。

一方、第３図はセラミック管４とホルダー２とを結合す
る際に軟性金属ワッシャ１４を介挿して加熱圧着する本
発明の実施例と常温圧着する従来との７−ル部洩れ量と
圧着時に加える荷重との関係を表わした特性カーブであ
る。実線Ｘは常温圧着によった場合の特性を示し、一点
鎖線Ｙは加熱圧着による場合の特性を示す。これらのカ
ーブＸ。

Ｙを比較すると加熱圧着の方が常温圧着に対して小さな
荷重でより良いシール性が得られることが解る。

このように本発明による酸素濃度センサーにおいてホル
ダーを加熱することによりホルダーとセラミック管とが
圧着する場合、セラミック管の臨異強度範囲Ｚ以下の小
さな荷重によっても十分なシール性が得られるために従
来からの問題であったセラミック管の破損も減少するの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による酸素濃度センサーの軸方向断面図
、第２図は第１図のＡ部の拡大図、第３図は本発明の加
熱圧着の場合と従来の常温圧着の場合における圧着時に
加える荷重とシール部の洩れ量を表わす特性図である。 主要部分の符号の説明 ２・・ホルダー　　　　　　４・・・セラミック管５・
−金属筒　　　　　　　６・・・絶縁がい子１４・・金
属ワッシャ Ｘ・・−常温圧着による場合の特性変化を表わすカーブ
Ｙ・加熱圧着による場合の特性変化を表わすカーブＺ・
・セラミック管臨界強度範囲 出　願人　　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士藤村元彦

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端が閉塞された試験管形状であって内外壁上に
   酸素濃度検出用電極を有するセラミック管の開放端部を
   保持するホルダーと、前記ホルダーの一部に冠着した金
   属筒と、前記セラミック管の開放端部に係合した環状絶
   縁がい子と、前記環状絶縁がい子内部に配置されて前記
   セラミック管の内壁上の前記電極に接続された出力取出
   し端子とを含む酸素濃度センサーであって、前記ホル′
   −と前記セラミック管とが軟性金属を介して加熱圧！さ
   れていることを特徴とする酸素濃度センサー。
2. （２）前記軟性金属は銅、銀又はステンムスからなる金
   属ワノ／ヤ÷であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の酸素濃度センサー。
3. （３）前記加熱圧着は交周波加熱、電熱加熱及び燃焼加
   熱のいずれかによる加熱下において圧着をなすことによ
   りなされることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の酸素濃度センサー。