JPS585246Y2 - oxygen concentration sensor - Google Patents

oxygen concentration sensor

Info

Publication number
JPS585246Y2
JPS585246Y2 JP1977007476U JP747677U JPS585246Y2 JP S585246 Y2 JPS585246 Y2 JP S585246Y2 JP 1977007476 U JP1977007476 U JP 1977007476U JP 747677 U JP747677 U JP 747677U JP S585246 Y2 JPS585246 Y2 JP S585246Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protective cover
oxygen concentration
housing
exhaust gas
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP1977007476U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS53103783U (en
Inventor
満雄 河合
隆夫 赤塚
和正 中村
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to JP1977007476U priority Critical patent/JPS585246Y2/en
Publication of JPS53103783U publication Critical patent/JPS53103783U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPS585246Y2 publication Critical patent/JPS585246Y2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は自動車の排気ガス中1こ含まれる酸素の濃度
を測定するためにたとえば排気管等に装着して使用され
る酸素濃度センサの改良に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to an improvement of an oxygen concentration sensor that is used by being attached to an exhaust pipe or the like, for example, to measure the concentration of oxygen contained in the exhaust gas of an automobile.

自動車の排気ガス対策の一環として使用されて、エンジ
ンから排出される排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検
出する酸素濃度センサとして、たとえばジルコニア(Z
rO2)を使用して排気ガス中に含まれる酸素濃度と大
気中の酸素濃度との差によって発生する起電力を測定し
、排気ガス中の酸素濃度を測定するものである。
For example, zirconia (Z
rO2) is used to measure the electromotive force generated due to the difference between the oxygen concentration contained in the exhaust gas and the oxygen concentration in the atmosphere, thereby measuring the oxygen concentration in the exhaust gas.

このような形式の従来の酸素濃度センサでは、第1図に
示すように、酸素検出素子であるジルコニアセラミック
管102の受熱部105を覆いかつガス流通用の多数の
通気孔110を有する保護カバー111はその根元部1
12がハウジング119の内周面にぴったりと接触した
状態で取付けられており、そのため保護カバー111の
熱がハウジング119側へ伝導して逃げてしまう構造と
なっている。
In this type of conventional oxygen concentration sensor, as shown in FIG. 1, a protective cover 111 covers the heat receiving part 105 of the zirconia ceramic tube 102, which is the oxygen detection element, and has a large number of vent holes 110 for gas circulation. is its base 1
12 is attached in tight contact with the inner circumferential surface of the housing 119, so that the heat of the protective cover 111 is conducted to the housing 119 side and escapes.

従って、暖機運転時のように排気ガスの温度が低い状態
では、保護カバー111の蓄熱効果の悪さに伴ないジル
コニアセラミック管102の受熱部105またはその近
傍の温度上昇が遅いためζセンサの機能を早期に発揮さ
せることができず、従って吸気の空然比を適正値に補正
するのに時間がかかる欠点があった。
Therefore, when the temperature of the exhaust gas is low, such as during warm-up, the temperature rise at or near the heat receiving part 105 of the zirconia ceramic tube 102 is slow due to the poor heat storage effect of the protective cover 111, so the ζ sensor functions. However, there is a drawback that it takes time to correct the air-to-air ratio of the intake air to an appropriate value.

この考案は上述した従来の酸素濃度センサの欠点を除去
して、保護カバーのハウジング側への伝熱を抑えて低温
作動性を改善し、排気ガス温度の低い暖機運転時にも機
能を早期に発揮し得るように改良された酸素濃度センサ
を提供することを目的としたものである。
This idea eliminates the drawbacks of the conventional oxygen concentration sensor mentioned above, suppresses heat transfer to the housing side of the protective cover, improves low temperature operation, and enables early function even during warm-up operation with low exhaust gas temperature. The purpose of this invention is to provide an oxygen concentration sensor that has been improved to achieve the desired performance.

以下、図示の実施例によりこの考案を説明する。This invention will be explained below with reference to illustrated embodiments.

第2図において、酸素濃度センサ1の主要部は酸素検出
素子を構成するジルコニアセラミック管2であり、この
管2の一端は閉鎖端部3となっており、他端は開口端部
4となっている。
In FIG. 2, the main part of the oxygen concentration sensor 1 is a zirconia ceramic tube 2 that constitutes an oxygen detection element. One end of this tube 2 is a closed end 3, and the other end is an open end 4. ing.

ジルコニアセラミック管2は、その閉鎖端部3に近い部
分が閉鎖端部3も含めて受熱部5となっており、その内
外周面に多孔質の白金が焼結されて内側電極6および外
側電極7が形式されており、また開口端部4に近接して
ボス部8が設けられている。
The portion of the zirconia ceramic tube 2, including the closed end 3, that is close to the closed end 3 serves as a heat receiving section 5, and porous platinum is sintered on the inner and outer peripheral surfaces of the inner and outer electrodes. 7, and a boss portion 8 is provided adjacent to the open end portion 4.

上記のように形成されたジルコニアセラミック管2のボ
ス部8の外側に接地電極であるハウジング9が環状に取
付けられている。
A housing 9 serving as a ground electrode is annularly attached to the outside of the boss portion 8 of the zirconia ceramic tube 2 formed as described above.

ジルコニアセラミック管2の受熱部5を覆うための周囲
に多数の通気孔10を有する有底筒状の保護カバー11
は、その開口側が前記ハウジング9内に嵌入されかつ開
口端のフランジ部11 aがハウジング9とジルコニア
セラミック管2のボス部8との間に嵌合されて支持され
ている。
A bottomed cylindrical protective cover 11 having a number of ventilation holes 10 around the heat receiving part 5 of the zirconia ceramic tube 2
The opening side thereof is fitted into the housing 9, and the flange portion 11a at the opening end is fitted and supported between the housing 9 and the boss portion 8 of the zirconia ceramic tube 2.

ハウジング9の内周面と接触している保護カバー11の
根元部12には適数個の長孔13が図示のように縦向き
に並行して貫設され、この長孔13は保護カバー11の
強度を著しく損わない範囲でハウジング9に対する保護
カバー11の接触面積を可及的に減少するとともに、保
護カバー自体の閉鎖側と開口側とをつなぐ断面積を可及
的に減少して保護カバー11の熱がハウジング9側へ伝
達されることを極力抑えるための熱の伝達抑止手段とし
て設けられている。
As shown in the figure, an appropriate number of elongated holes 13 are vertically provided in the root portion 12 of the protective cover 11 that is in contact with the inner circumferential surface of the housing 9 in parallel. The contact area of the protective cover 11 with the housing 9 is reduced as much as possible without significantly impairing the strength of the housing 9, and the cross-sectional area connecting the closed side and the open side of the protective cover itself is reduced as much as possible for protection. This is provided as a heat transfer suppressing means to suppress the heat of the cover 11 from being transferred to the housing 9 side as much as possible.

ジルコニアセラミック管2の開口端部4の内側にはステ
ンレス製の円筒状の中心電極14が挿入されており、こ
の中心電極14の一端部は開口端部4の内周面に設けた
環状のテーパ面4aと導電性のシール材15を介して係
止されている。
A cylindrical center electrode 14 made of stainless steel is inserted inside the open end 4 of the zirconia ceramic tube 2, and one end of the center electrode 14 is connected to an annular taper provided on the inner peripheral surface of the open end 4. It is locked to the surface 4a via a conductive sealing material 15.

16は中心電極14の外側に設けた円筒状の大気室カバ
ーであり、その一端にはフランジ、16aが形成されて
ハウジング9の環状のフランジ部9aに係止されており
、また他端には内側に突出してリング状に形成された係
止部16bがある。
Reference numeral 16 denotes a cylindrical atmospheric chamber cover provided outside the center electrode 14. A flange 16a is formed at one end of the cover, and the cover is latched to the annular flange portion 9a of the housing 9. There is a locking portion 16b formed in a ring shape and protruding inward.

この大気室カバー16のフランジ16 aとジルコニア
セラミック管2のボス部8との間には、スペーサ17と
2枚のリング18.19がある。
Between the flange 16a of the atmospheric chamber cover 16 and the boss portion 8 of the zirconia ceramic tube 2, there is a spacer 17 and two rings 18, 19.

このスペーサ17とリング18.19はフランジ16a
にハウジング9のフランジ部9aを係止するとき、前記
ボス部8を保護カバー11のフランジ部11 aに押圧
するために設けられている。
This spacer 17 and rings 18, 19 are attached to the flange 16a.
The boss portion 8 is provided to press the boss portion 8 against the flange portion 11a of the protective cover 11 when the flange portion 9a of the housing 9 is locked.

20は導電性のシール材であり、ボス部8の外側とハウ
ジング9の内側との間でかつ保護カバー11のフランジ
部11 aとリング19との間に充填され、ボス部8と
ハウジング9との間の気密およびボス部8の外側電極7
とハウジング9との電気的接触を保持する。
A conductive sealing material 20 is filled between the outside of the boss portion 8 and the inside of the housing 9, and between the flange portion 11a of the protective cover 11 and the ring 19. Airtightness between and outer electrode 7 of boss part 8
and maintains electrical contact with the housing 9.

大気室カバー16の係止部16b側端部には、外周部に
半円形の溝21 aを有するリング状のゴム栓21が気
密状に取付けられ、このゴム栓21の中心部には中心電
極14と接続されるリード線22が気密状に貫通してい
る。
A ring-shaped rubber stopper 21 having a semicircular groove 21a on the outer periphery is airtightly attached to the end of the atmospheric chamber cover 16 on the side of the locking part 16b, and a center electrode is installed in the center of the rubber stopper 21. A lead wire 22 connected to 14 passes through it in an airtight manner.

23はゴム栓21の内側(図示下側)に該ゴム栓21に
当接して大気室カバー16の内側に取付けられたインシ
ュレータであり、その段差部23 aと中心電極14の
段差部14aとの間に圧縮ばね24が取付けられている
Reference numeral 23 denotes an insulator attached to the inside of the atmospheric chamber cover 16 so as to be in contact with the rubber plug 21 (lower side in the figure), and the step portion 23 a of the insulator is attached to the step portion 14 a of the center electrode 14 . A compression spring 24 is installed between them.

この圧縮ばね24は中心電極14を開口端部4のテーパ
面4aにシール材15を介して押しつけ内側電極6と中
心電極14との電気的接触を保持している。
The compression spring 24 presses the center electrode 14 against the tapered surface 4a of the open end 4 via the sealing material 15 to maintain electrical contact between the inner electrode 6 and the center electrode 14.

25は前記大気室カバー16に設けられた大気の取入口
であり、この取入口25を通った空気はジルコニアセラ
ミック管2の内側電極6にて囲まれる大気室A内に流入
するようになっている。
Reference numeral 25 denotes an air intake port provided in the air chamber cover 16, and the air passing through this air intake port 25 flows into the air chamber A surrounded by the inner electrode 6 of the zirconia ceramic tube 2. There is.

この実施例の酸素濃度センサ1は上述のように構成した
ものであり、自動車エンジンの排気マニホルドまたは排
気管26に対して受熱部5が排気にさらされるようにガ
スケット27を介在させて気密状態に取付けられる。
The oxygen concentration sensor 1 of this embodiment is constructed as described above, and is airtight with a gasket 27 interposed so that the heat receiving part 5 is exposed to exhaust gas from the exhaust manifold or exhaust pipe 26 of an automobile engine. Installed.

このようにして取付けられた酸素濃度センサ1に対して
、排気ガスは通気孔10から保護カバー11内に入り受
熱部5の外側電極7に触れる。
With respect to the oxygen concentration sensor 1 installed in this manner, exhaust gas enters the protective cover 11 through the ventilation hole 10 and comes into contact with the outer electrode 7 of the heat receiving section 5 .

一方大気は取入口25から大気室A内に入り、受熱部5
゛の内側電極6に触れる。
On the other hand, the atmosphere enters the atmosphere chamber A from the intake port 25 and enters the heat receiving part 5.
Touch the inner electrode 6 of ゛.

この際排気ガスの温度が約400℃を超すと、酸素濃度
センサ1は作動して酸素イオンが受熱部5の壁を通過し
て大気室Aから排気側の室Bに導かれる。
At this time, when the temperature of the exhaust gas exceeds about 400° C., the oxygen concentration sensor 1 is activated and oxygen ions pass through the wall of the heat receiving section 5 and are guided from the atmospheric chamber A to the exhaust side chamber B.

この結果内側電極6と外側電極7との間に起電力が発生
するので、この起電力を測定し、そしてそれに基づき排
気ガスの酸素濃度が測定される。
As a result, an electromotive force is generated between the inner electrode 6 and the outer electrode 7, so this electromotive force is measured, and the oxygen concentration of the exhaust gas is measured based on the electromotive force.

しかして、この実施例においては前述したように、保護
カバー11の根元部12に適当数の長孔13を設けて保
護カバー11からのハウジング9a側への熱の伝達を極
力抑止しであるので、エンジンの暖機運転時において保
護カバー11が排気ガスによって素早く温められる結果
、保護カバー11がヒートマスとして作用し、該保護カ
バー11からの放熱効果によってセンサの受熱部5およ
びその近傍の雰囲気の温度が排気マニホルドまたは排気
管26内を流れる排気ガス温度に近づけられる。
Therefore, in this embodiment, as described above, an appropriate number of long holes 13 are provided in the base portion 12 of the protective cover 11 to suppress the transfer of heat from the protective cover 11 to the housing 9a side as much as possible. When the engine is warmed up, the protective cover 11 is quickly warmed by the exhaust gas, and as a result, the protective cover 11 acts as a heat mass, and the heat radiation effect from the protective cover 11 causes the temperature of the heat receiving part 5 of the sensor and the atmosphere in its vicinity to decrease. is brought close to the temperature of the exhaust gas flowing within the exhaust manifold or exhaust pipe 26.

そのため排気ガス温度が400℃以上に達すると、それ
に伴ないセンサが作動して排気ガスの酸素濃度を測定す
る。
Therefore, when the exhaust gas temperature reaches 400° C. or higher, the sensor is activated to measure the oxygen concentration of the exhaust gas.

このことは第4図に示すグラフによって説明できる。This can be explained by the graph shown in FIG.

すなわち、第4図は第1図に示す従来の保護カバー11
1と第2図に示す実施例の保護カバー11とを用いて比
較実験した場合におけるジルコニアセラミック管102
.2の受熱部105.5の測温結果を示すものである。
That is, FIG. 4 shows the conventional protective cover 11 shown in FIG.
Zirconia ceramic tube 102 in a comparative experiment using 1 and the protective cover 11 of the embodiment shown in FIG.
.. 2 shows the temperature measurement results of the heat receiving section 105.5 of No. 2.

第4図において、実線Aは排気ガス温度であり、鎖線B
は従来の保護カバー111を用いたときの受熱部105
の温度であり、また破線Cは本実施例の保護カバー11
を用いたときの受熱部5の温度である。
In FIG. 4, the solid line A is the exhaust gas temperature, and the dashed line B
is the heat receiving part 105 when using the conventional protective cover 111.
, and the broken line C indicates the temperature of the protective cover 11 of this embodiment.
This is the temperature of the heat receiving part 5 when using.

このグラフから明らかなように排気ガス温度が低下した
ときの受熱部の温度降下は、従来に比べて本実施例の方
が小さくなっており、ハウジング側への伝熱の抑止効果
が認められる。
As is clear from this graph, the temperature drop in the heat receiving section when the exhaust gas temperature decreases is smaller in this example than in the conventional case, and the effect of suppressing heat transfer to the housing side is recognized.

つまり、本実施例の酸素濃度センサは低温時の作動性が
改善されたものであり、従って暖機運転時のような低温
時にあっては前記伝熱抑止効果に相当する分だけ保護カ
バー11の昇温か早められることとなり、結局センサ機
能を早期に発揮させることができる。
In other words, the oxygen concentration sensor of this embodiment has improved operability at low temperatures, and therefore, at low temperatures such as during warm-up operation, the protective cover 11 is reduced by an amount corresponding to the heat transfer inhibiting effect. The temperature rise can be accelerated, and the sensor function can be exerted at an early stage.

第3図は本考案の別の実施例を示すもので、この実施例
は保護カバー11の根元部12に熱の伝達抑止手段とし
ての適数個の長孔13を縦方向において3段として横向
きに互違いに並行させて設けたものであり、前述の実施
例と同様の作用・効果を奏し得るものである。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which an appropriate number of elongated holes 13 are provided in the root portion 12 of a protective cover 11 in three stages in the vertical direction as means for suppressing heat transfer. They are arranged alternately in parallel to each other, and can produce the same functions and effects as the above-mentioned embodiment.

以上詳述したように、この考案は排気ガス中の酸素濃度
と大気中の酸素濃度との差によって排気ガス中の酸素濃
度を測定する自動車エンジン用の酸素濃度センサにおい
て、酸素検出素子を覆うようにしてハウジングに取付け
た保護カバーの根元部で1ある、該ハウジングとの接触
面部に、熱の伝導抑止手段として適数個の長孔を貫設し
たことにより、保護カバーの熱がハウジング側へ逃げる
ことを極力防止して、低温時の作動性を改善し、排気ガ
ス温度の低い暖機運転時においてセンサの機能を早く発
揮させることができる。
As explained in detail above, this invention is used in an oxygen concentration sensor for automobile engines that measures the oxygen concentration in exhaust gas based on the difference between the oxygen concentration in exhaust gas and the oxygen concentration in the atmosphere. By providing an appropriate number of elongated holes in the base of the protective cover attached to the housing, which is the contact surface with the housing, as a heat conduction suppressing means, the heat of the protective cover is transferred to the housing side. It is possible to prevent escape as much as possible, improve operability at low temperatures, and enable the sensor to quickly perform its functions during warm-up operation when the exhaust gas temperature is low.

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

第1図は従来の酸素濃度センサの一部破断正面図、第2
図はこの考案の一実施例を示す生湯正面図、第3図はこ
の考案の別の実施例の保護カバーを示す正面図、第4図
は第1図に示す保護カバーと第2図に示す保護カバーと
を用いて比較実験した場合の受熱部の測温結果を示す比
較線図である。 1・・・・・・酸素濃度センサ、2・・・・・・ジルコ
ニアセラミック管、5・・・・・・受熱部、9・・・・
・・ハウジング、11・・・・・・保護カバー、12・
・・・・・根元部、13・・・・・・長孔。
Figure 1 is a partially cutaway front view of a conventional oxygen concentration sensor;
Figure 3 is a front view of a raw water bath showing one embodiment of this invention, Figure 3 is a front view showing a protective cover of another embodiment of this invention, and Figure 4 shows the protective cover shown in Figure 1 and Figure 2. FIG. 6 is a comparison diagram showing the temperature measurement results of the heat receiving part in a comparative experiment using the protective cover shown in FIG. 1... Oxygen concentration sensor, 2... Zirconia ceramic tube, 5... Heat receiving part, 9...
・・Housing, 11・・Protective cover, 12・
...root, 13...long hole.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 排気ガス中の酸素濃度と大気中の酸素濃度との差によっ
て排気ガス中の酸素濃度を測定するための自動車エンジ
ン用のセンサであって、酸素検出素子の受熱部を覆うた
めの保護カバーをその一側外周面がハウジング内周面に
ほぼ全面にわたり接触するように該ハウジング内に嵌入
し、前記保護カバーの該ハウジングとの接触面である根
元部に、該保護カバーからハウジング側への熱の伝達を
抑止する適数個の長孔を貫設したことを特徴とする酸素
濃度センサ。
A sensor for an automobile engine that measures the oxygen concentration in exhaust gas based on the difference between the oxygen concentration in the exhaust gas and the oxygen concentration in the atmosphere, and the sensor includes a protective cover for covering the heat receiving part of the oxygen detection element. The protective cover is fitted into the housing so that the outer circumferential surface of one side is in contact with the inner circumferential surface of the housing over almost the entire surface, and the base portion of the protective cover that is the contact surface with the housing is provided with a base portion that allows heat to be transferred from the protective cover to the housing side. An oxygen concentration sensor characterized by having an appropriate number of long holes extending through the sensor to suppress transmission.
JP1977007476U 1977-01-25 1977-01-25 oxygen concentration sensor Expired JPS585246Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1977007476U JPS585246Y2 (en) 1977-01-25 1977-01-25 oxygen concentration sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1977007476U JPS585246Y2 (en) 1977-01-25 1977-01-25 oxygen concentration sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS53103783U JPS53103783U (en) 1978-08-21
JPS585246Y2 true JPS585246Y2 (en) 1983-01-28

Family

ID=28694085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1977007476U Expired JPS585246Y2 (en) 1977-01-25 1977-01-25 oxygen concentration sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS585246Y2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49130292A (en) * 1973-03-28 1974-12-13

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49130292A (en) * 1973-03-28 1974-12-13

Also Published As

Publication number Publication date
JPS53103783U (en) 1978-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1155493A (en) Heated gas composition sensor structure
CA1107350A (en) Protection assembly and ground for gas constituent sensor
JP3624526B2 (en) Oxygen concentration detector
JP2659791B2 (en) Waterproof oxygen sensor
US4212720A (en) Electrically heated electrochemical sensor construction, particularly to determine oxygen concentration in exhaust gases from combustion engines
EP0918215B1 (en) Gas sensor
US20090117007A1 (en) Gas sensor
US4172247A (en) Gas concentration sensing device
US5144249A (en) Oxygen sensor
US4717464A (en) Oxygen sensor
JP2008032651A (en) Gas sensor
JP2002372513A (en) Seal structure in oxygen sensor
JPS585246Y2 (en) oxygen concentration sensor
US5037526A (en) Water-proof type oxygen sensor
EP0023439A1 (en) Electrochemical gas sensor
JPH02238354A (en) Waterproof type oxygen sensor
JP4032536B2 (en) Gas sensor
JPH0648258B2 (en) Oxygen concentration detector
JPH0631419Y2 (en) Oxygen sensor
US20170212074A1 (en) Gas sensor
JP4695786B2 (en) Gas sensor
JPH0629735Y2 (en) Oxygen sensor
JPH019001Y2 (en)
JPS596433Y2 (en) O2 sensor
JP7068138B2 (en) Gas detector and gas sensor