JP2005227227A - 内燃機関用センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の内燃機関用センサ100は、先端側が被測定ガスに晒される検出素子120と、金属からなりガス検出素子120を包囲する筒状のケーシング部材160と、検出素子120と電気的に接続するリード線170を自身の内部に挿通させた状態で、後端開口部163bを閉塞するグロメット185とを備えている。グロメット185のうち少なくとも軸線Cに沿う方向の先端側に位置する先端側部185hと、後端側包囲部材163(ケーシング部材160)との間には、側方マイカ断熱部材111が配置されている。
【選択図】 図1
Description
これに対し、特許文献2の酸素センサのように、PTFE製のチューブを設ける手法では、PTFE製のチューブの耐熱温度が300℃程度であるため、このPTFE製のチューブが熱劣化してしまい、センサ内への浸水を防止できなくなる虞があった。
これに対し、本発明の内燃機関用センサでは、弾性シール部材のうち少なくとも軸線方向の先端側に位置する先端側部と、金属製のケーシング部材との間には、断熱性部材が配置されている。これにより、弾性シール部材のうち熱源に近い先端側部に、熱源の熱が伝わるのを抑制できるので、結果として、弾性シール部材の熱劣化を抑制することができる。従って、ケーシング部材の後端開口部を通じたセンサ内部への浸水を長期間にわたって防止できる。
なお、弾性シール部材は、弾性を有し、ケーシング部材の後端開口部を閉塞してセンサ内への浸水を防止できる部材であればいずれのものでも良い。このような弾性シール部材としては、例えば、比較的耐熱性の高いフッ素系ゴムやシリコン系ゴムなどを好適に用いることができる。
マイカ断熱部材は、マイカ鱗片の積層方向について熱伝導率が低い性質を有するため、上記のようにマイカ断熱部材を配置することにより、金属製のケーシング部材から弾性シール部材に熱が伝わるのを抑制でき、弾性シール部材の熱劣化を抑制することができる。また、マイカ断熱部材は、マイカ鱗片の積層方向に対する熱拡散率が、マイカ鱗片の積層方向に直交する方向(即ち、結晶平行方向)に対する熱拡散率の1/10程度と小さい性質も有しているため、この観点からも、上記のようにマイカ断熱部材を配置することで、ケーシング部材から弾性シール部材に熱が伝わるのを有効に抑制できる。
なお、マイカ鱗片としては、例えば、層状組織をなしている原料マイカ(雲母)を粉砕して得られた、当該原料マイカの各層を構成していたマイカの破片などが挙げられる。
これに対し、本発明の内燃機関用センサでは、弾性シール部材の側方に配置する側方マイカ断熱部材を弾性シール部材とケーシング部材との間に配置した後、ケーシング部材を加締めることなく、弾性シール部材を拡径することによって固定している。このような固定手法によれば、側方マイカ断熱部材の側面全体を弾性的に押圧して固定できるので、側方マイカ断熱部材が破損してしまう虞がない。
主体金具161はSUS430からなり、略円筒状に形成されている。この主体金具161の内周の先端側には、内周段部161dが、後端側向き拡径状のテーパをなして周設されている。さらに、主体金具161の後端部には、加締め部161bが形成されている。また、この主体金具161の外周には、内燃機関用センサ100を図示しない排気管に取付けるためのネジ部161f、及びトルクレンチ等の取付工具を係合させる取付工具係合部161gが形成されている。
後端側包囲部材163は、SUS310Sからなり、略円筒状の筒体で、主体金具161の後端側に全周レーザ溶接により結合され、保持部材130やセパレータ190などを包囲している。なお、後端側包囲部材163の後端側には、径方向内側に向かって屈曲された後端部163cが形成されており、この後端部163cの内面がグロメット185の後端面に密着している。
まず、主体金具161とプロテクタ162とを溶接により一体にする。一方、ガス検出素子120の端子121〜124に、リードフレーム171〜174を抵抗溶接によって接続する。次いで、リードフレーム171〜174を接続したガス検出素子120を、保持部材130の筒内に挿入して所定位置に配置させた状態で、保持部材130の筒内に、滑石粉末を押圧充填して滑石充填層133を形成し、さらに、結晶化ガラス粉末を溶融させたものを凝固させてガラスシール材135を形成することで、ガス検出素子120を保持部材130内に固定する。
例えば、実施例1,2,3では、断熱性部材として、軟質マイカ(金雲母)からなる軟質マイカ鱗片を主成分とする側方マイカ断熱部材111,212,311,312を用いた。しかし、断熱性部材の材質は、軟質マイカに限定されるものではなく、硬質マイカ(白雲母)など、ケーシング部材(後端側包囲部材)からグロメット(弾性シール部材)への熱伝導を妨げることができる部材であればいずれのものでも良い。但し、熱源からの熱に耐えうる耐熱性を有していなければならず、耐熱性にも優れている点で、軟質マイカ(金雲母)を好適に用いることができる。
111 側方マイカ断熱部材(断熱性部材)
212,311,312 マイカ断熱部材(断熱性部材)
120 ガス検出素子(検出素子)
160,360 ケーシング部材
170 リード線
163 後端側包囲部材(ケーシング部材)
363 第1後端側包囲部材(ケーシング部材)
364 第2後端側包囲部材(ケーシング部材)
185,385 グロメット(弾性シール部材)
163e 後端側包囲部材163の後端側内周面(ケーシング側接触面)
185e グロメット185の外周面(シール側接触面)
363d 第1後端側包囲部材363の後端面(ケーシング側接触面)
364d 第2後端側包囲部材364の内側後端面(ケーシング側接触面)
385f,385g グロメット385の段差面(シール側接触面)
Claims (4)
- 軸線方向に延び、自身の先端側が被測定ガスに晒される検出素子と、
金属からなり、上記ガス検出素子を包囲する筒状のケーシング部材と、
上記検出素子と電気的に接続するリード線を自身の内部に挿通させた状態で、上記ケーシング部材の後端に位置する後端開口部を閉塞する弾性シール部材と、
を備える内燃機関用センサであって、
上記弾性シール部材のうち少なくとも上記軸線方向の先端側に位置する先端側部と、上記ケーシング部材との間には、断熱性部材が配置されてなる
内燃機関用センサ。 - 請求項1に記載の内燃機関用センサであって、
前記断熱性部材は、マイカ鱗片が積層されて層状組織をなすマイカ断熱部材であり、
このマイカ断熱部材は、前記ケーシング部材のうち当該マイカ断熱部材と接触するケーシング側接触面と前記弾性シール部材のうち当該マイカ断熱部材と接触するシール側接触面とが向き合う方向と、当該マイカ断熱部材の積層方向とが一致するように配置されてなる
内燃機関用センサ。 - 請求項2に記載の内燃機関用センサであって、
前記マイカ断熱部材は、軟質マイカからなる前記マイカ鱗片を主成分として含んでなる
内燃機関用センサ。 - 請求項2または請求項3に記載の内燃機関用センサであって、
前記マイカ断熱部材は、少なくとも、前記弾性シール部材の前記先端側部の側方に配置された側方マイカ断熱部材を含み、
上記側方マイカ断熱部材は、上記弾性シール部材と前記ケーシング部材との間に配置された後、上記弾性シール部材を拡径することによって固定されてなる
内燃機関用センサ。
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JP2011145269A (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
CN113826005A (zh) * | 2019-05-16 | 2021-12-21 | 株式会社电装 | 气体传感器 |
DE102023105879A1 (de) | 2022-03-30 | 2023-10-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Gassensor und Gehäuse zur Aufnahme eines Sensorelements |
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