JPS583094Y2 - 酸素含有量測定用検知器の構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は酸素含有量測定用検知器、殊に内燃機関から排
出された排ガス中の酸素含有量を測定する検知器の新規
な構造に関するものである。

近時、自動車業界等に於ては、酸素、含有量測定用検知
器を排気管に取付けて空燃比λを約１の値に調整維持す
ることにより排ガス公害の減少を図っている。

公知の此種検知器は一般に上端開口のイオン伝導性の固
体電解質管状体の内面と外面とに電極を設けた検知素子
を使用するものであるが、該検知器はその内部に検知素
子、固定用部材、封止部材或は通電性確保のための導電
部材等、数多くの部品が組込まれているため構造が複雑
であってしかも耐振性、耐久性に劣るという問題がある
。

本考案は叙上の事情に鑑みてなされたもので、シンプル
にして且つ耐振性、耐久性にすぐれた堅牢な酸素含有量
測定用検知器を提供するもので、以下その好ましい実施
例を図面に基づき説明する。

第１図は本考案検知器の一実施例を示す縦断面図で、１
は下床がりのテーパ上面１１ ａと上広がりのテーパ下
面１１ ｂを備えた膨出部１１が両端部を除く適当個所
（図例ではほぼ中央部）に周設された安定化二酸化ジル
コニウム等からなる上端開口の固体電解質管状体、２は
適当個数の通気孔２２・・・・・・を備えると共に上端
部が肩部２１を形成するように拡径され、且つその先端
縁を周外側方向に環状に延設して着座用接続フランジ部
２ａが連設された金属製の下部ハウジング、２０は適当
個数の通気孔２３・・・・・・を備え且つ下端開口部の
周囲にフランジ部２０ ａが連設された金属製の上部ハ
ウジング、３は下部ハウジング２の肩部２１に密接して
内装された封止部材、５は膨出部１１のテーパ上面１１
ａに密接するテーパー内周面を備えたリング状の座金、
４は一端が上部ハウジング２０の土壁に抑止され、他端
が座金５に安座された圧縮コイルスプリング、７はリー
ド端子８の取付孔７１を備えた金属製のリードキャップ
、１３はリード挿通孔１３１を備えて上部ハウジング２
０の土壁開口に嵌着されたシリコンゴム製等の絶縁ブツ
シュである。

即ち第１図に示す検知器にあっては、固体電解質管状体
１の膨出部１１のテーパ下面１１ ｂが下部ハウジング
２の肩部２１に密接して内装された封止部材３によって
下方より支持されており、一方膨出部１１のテーパ上面
１１ ａが、圧縮コイルスプリング４の複元弾力によっ
て座金５を介して間接的に押圧抑止されていて、このよ
うに膨出部１１が上下から挾持されることによって固体
電解質管状体１が上下両ハウジング２，２０内に遊挿固
定されている。

この固体電解質管状′体１内面の内部電極層６は該管状
体１の上端開口部の外周面に至るまで延設されており、
該上端開口部に取着されたリードキャップ７を経て該キ
ャップ７中央部に取着されたリード端子８に電気接続さ
れている。

尚実際には該リード端子８の挿通孔にリード線又は金属
端子（不図示）が挿入され、前記ブツシュ１３のリード
挿通孔１３１よりこれら不図示のリード線又は金属端子
が突出する。

このリードキャップ７の代表例としては第５図イに示す
如き中央部にリード端子の取付孔７１を穿設した菊花状
の金属薄片を用いて、各花弁部７２・・・・・・を曲成
することにより第５図口に示す如き略王冠状に構成した
ものが挙げられる。

亦リードキャップ７に取着されるリード端子８の代表的
なものは第６図イに示す如き下端径小部８１を備えた略
円筒状のもので、かかるリード端子８はその径小部８１
がリードキャップ７の取付孔７１に嵌入されて第６図口
に示す如く該キャップ７の裏面側で径方向外側にかしめ
られ、更に必要ならば取付部分が蝋付けされて脱落のな
いように取着される。

しかしてリード端子８が取着されたリードキャップ７は
曲成された各花弁部７２の間隙を通して、或は円筒状の
リード端子８を通して通気可能であるから、かかるリー
ドキャップ７を固体電解質管状体１の上端開口部に嵌着
しく曲折した各花弁部の先端は内方突出部があり、管状
体１上部周面の溝部と嵌着している）ても該管状体１が
密封されることはない。

従って絶縁ブツシュ１３のリード挿通孔１３１や上部ハ
ウジング２０の通気孔２３より上部ハウジング２０内に
取入れられた新鮮な外気が常に固体電解質管状体１内に
流通しうるのである。

一方、外部電極層９は膨出部１１のテーパ下面１１ ｂ
まで延設されており、これに接する封止部材３を経て上
下両ハウジング２，２０に電気接続されて、この検知器
が取付けられる排気管にアースされるようになっている
。

従って第１図に例示の検知器に於ては、封止部材３とし
て例えばグラファイトの如き導電性の部材を用いる必要
があるが、これに対して例えばケイ酸カルシウムの如き
非導電性の封止部材３１を用いる場合には、第２図に示
す如きＣｕ−Ｎｉ合金等からなる補助用のリード片１０
を併用してその一端部（図例では分校状端部として表わ
している）を外部電極層９と接面させ、他端部を上下両
ハウジング２，２０のフランジ部２ａ。

２０ ａの間に挾持して接面させることによって通電を
確保するように構成すればよい。

亦第１図に例示の検知器では上下両ハウジング２．２０
共に開口部周囲にフランジ部２ ａ 、２０ ａを延設
し、これらフランジ部２ ａ 、２０ ａを重ね合わせ
て複数個の適宜の止具１２・・・・・・にて結着するこ
とによって上下両ハウジング２，２０を一体化している
が、場合によっては第４図に示すように上部ハウジング
２０の下端開口部付近の内周面（又は外周面）を螺合面
となし、これに対応して下部ハウ・ジング２の上端開口
部付近の外周面（又は内周面）を螺合面となして両ハウ
ジング２，２０を螺合一体化するように構成してもよい
。

その場合には下部ハウジング２に図示の如き検知器取付
用のフランジ部２ｂを設け、これに複数個の止具挿通孔
１４・・・・・・を穿設するなどして、検知器の排気管
等検知器取付は部への取付の便を図るのが好ましい。

尚、第１図に例示の検知器のように上下両ハウジング２
，２０をフランジ部２ａ、２０ａで結着一体化する場合
には、このフランジ部２ ａ 、２０ ａに検知器取付
用の止具挿通孔１４・・・・・・を共に複数個穿設して
、排気管への取付を行なうようにするのがよい。

亦、第１図に例示の検知器では単一の封止部材３によっ
て、通気孔２２・・・・・・より下部ハウジング２内に
取入れられた排ガスが上部ハウジング２０内に流入する
のを防止しているが、必要ならば複数個の封止部材を用
いて排ガスの上部ハウジング２０への流入防止をより確
実にしてもよい。

更に第１図の検知器では短かいリード端子８を使用して
いるが、配線の便を図るために絶縁ブツシュ１３を貫い
て上端が外部に突出するような長いり一′ド端子を使用
してもよい。

その場合、絶縁ブツシュ１３があるのでリード端子８と
上部ハウジング２０との接触によるショートの惧れは全
くない。

次に、第３図は本考案検知器のもう一つの実施例を示す
縦断面図であって、この例では固体電解質管状体１の膨
出部１１がほぼ水平な上下両面１１Ｃ，ｌｉｄを備えて
おり、圧縮コイルスプリング４の下端がこの膨出部１１
の上面１１ Ｃに直接安座するように構成されている。

従って第１図に例示の検知器のように座金が必要となら
ないので、その分だけ構造の簡素化及び製造コストの低
減が図られる。

その他の構成は第１図の検知器と同様であるからここで
は説明を省略する。

以上の如く構成された本考案検知器にあっては、検知器
を構成するに必要な部品が固体電解質管状体１と、リー
ドキャップ７と、上下のハウジング２，２０と、封止部
材３および圧縮コイルスプリング４との以上６個であっ
て、余分な通電用の部材や固定部材を省略できるため、
部品点数が少なくシンプルな構造となり、製造工程数及
び製造コストの大巾な低減が可能となる。

また、部品点数が少なく構造が簡単なので、個々の部品
の製作が容易で高精度加工を要せず、一層製作コストを
低減させることができると共に、組立て作業も簡単であ
るがら大量生産に適する。

また、部品点数が少なく構造が簡単であることは、検知
器の耐振性、耐久性の向上に寄与する。

特に上部ハウジング２０と下部ハウジング２を直接連結
固定して、この両者の間に固体電解質管状体１を挾みこ
んで支持するから、上下のハウジング２０．２が略一体
構造となって強度的にすぐれる利点がある。

更に、下部ハウジング２には上部ハウジング２０との連
結部に着座用接続フランジ部２ｂを形成しているから、
検知器を排気管周壁のような検知器取付は部に取付ける
際、この検知器取付は部に着座用接続フランジ部２ａを
当てつけて位置決めし、且つこの着座用接続フランジ部
２ａを用いて検出器を検知器取付は部に固定できる。

それ故、検知器の取付は作業が容易で、その取付は姿勢
が安定する利点がある。

更に本考案は、固体電解質管状体１を上方向が抑止する
ために、コイルスプリング４を圧縮状態で、且つ上部ハ
ウジング２０と上記管状体１の膨出部１１との介装させ
ているから、この圧縮コイルスプリング４により固定電
解質管状体１に上方向の弾撥的抑止力が作用することに
よって、検知器を自動車の排気管のような振動のきつい
苛酷な部位に用いても、その振動は圧縮コイルスプリン
グ４によって吸収されると共に、該スプリング４の弾撥
力により固体電解質管状体１はこれを下方がら受支する
封止部材３に常に□、密接的に押しつけられる結果、該
管状体１の破壊が阻止され、耐振性および耐久性が更に
向上される。

加えて圧縮コイルスプリング４の弾撥力は上部ハウジン
グ２０を上方へ押上げる力として働き、他方では固体電
解質管状体１および封止部材３を介して下部ハウジング
２を下方に押下げようとする力として働くがために、上
部ハウジング２０と下部ハウジング２との連結部には良
好な緊張力（張力）が加わり、上下のハウジング２０，
２間にはガタッキ等が発生せず、外力（振動、蝙撃）に
強固に対抗することに至り、有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案検知器の一実施例を示す縦断面図、第２
図は第１図の実施例の変更態様を示す部分継断面図、第
３図は本考案検知器の他の実施例を宗す縦断面図、第４
図は上下両ハウジングの一取付態様を示す部分拡大縦断
面図、第５図イはリードキャップの曲成前の一形状を示
す平面図、第５図口は曲成後のリードキャップの縦断面
図、第６図イはリード端子の一例を示す縦断面図、第６
図口はリード端子を取着したリードキャップの縦断面図
である。 図面の簡単な説明 １・・・・・・固体電解質管状体、
１１・・・・・・膨出部、１１ ａ・・・・・・下床が
りのテーパ上面、１１ ｂ・・・・・・上広がりのテー
パ下面、１１ Ｃ・・・・・・上面、１１ ｄ・・・・
・・下面、２・・・・・・下部ハウジング、２０・・・
・・・上部ハウジング、２ａ、２０ａ、２ｂ・・・・・
・フランジ部、２１・・・・・・肩部、２２．２３・・
・・・・通気孔、３，３１・・・・・・封止部材、４・
・・・・・圧縮コイルスプリング、５・・・・・・座金
、６・・・・・・内部電極層、７・・・・・・リードキ
ャップ、７１・・・・・・取付孔、７２・・・・・・花
弁部、８・・・・・・リード端子、８１・・・・・・径
小部、９・・・・・・外部電極層、１０・・・・・・リ
ード片、１２・・・・・・止具、１３・・・・・・絶縁
ブツシュ、１３１・・・・・・リード挿通孔、１４・・
・・・・止具挿通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 検知素子として内面に内部電極が設けられ外面に外部電
   極が設けられた上端開口の固体電解質管状体を用いる酸
   素含有量測定用検知器に於て、固体電解質管状体１はそ
   の両端部を除く適当個所に膨出部１１が周設され、この
   膨出部１１を挾んで固体電解質管状体１の下半部に下部
   ハウジング２が、上半部に上部ハウジング２０がそれぞ
   れ套嵌され、且つ下部ハウジング２はその上端部が肩部
   ２１を形成して拡径され、更にその先端縁が周外側方向
   に環状に延設されて検知器取付は部に対する着座用接続
   フランジ部２ａが形成され、しかして膨出部１１の肩部
   ２１との間に密接して内装された封止部材３によって固
   体電解質管状体１が下方から受支されると共に、膨出部
   １１と上部ハウジング２０との間に通電に関与しないコ
   イルスプリング４が介装されて、上部ハウジング２０が
   該コイルスプリング４を圧縮する状態で下部ハウジング
   ２に直接連結固定され、且つこの管状体１の内部電極層
   ６が該管状体１の上端開口部に取着されたリードキャッ
   プ７を介して該キャップ７に取着されたリード端子８に
   電気接続され、外部電極層９が上記ハウジング２，２０
   に電気接続されていることを特徴とする酸素含有量測定
   用検知器の構造。