JP2010151792A - ガスセンサ及びガスセンサユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガスセンサ1には、外筒16の内部と外部とを貫通する貫通孔17aを有するシール部材17と、シール部材17よりも熱膨張率が低い樹脂からなり、外筒17の内部と外部とを連通する通気孔86pを有する筒状の保持部材86と、通気孔86pを覆い、保持部材86に溶着により接合されるフィルタ85を備える。また、ガスセンサユニット600のセンサキャップ700には、内部空間と外部とを連通する貫通孔752baを含む包囲部材752と、包囲部材752よりも耐熱性が高い樹脂からなり、包囲部材752の内部と外部とを連通する通気孔754pを有する筒状の保持部材754と、通気孔754pを覆い、保持部材754に溶着により接合されるフィルタ785とを備える。
【選択図】図2
Description
前記シール部材よりも熱膨張率が低い樹脂からなり、前記貫通孔内に保持されると共に、前記外筒の内部に気体を導入する通気孔を有する筒状の保持部材と、前記通気孔を覆うと共に、前記保持部材に接合される、水の通過を阻止し、且つ通気性を有するフィルタと、を備えることを特徴とする。
また、保持部材をシール部材の貫通孔内に圧入したり、保持部材をシール部材に挿入した状態で、シール部材の弾性で保持しても、フィルタが潰れることが無く、通気性が低下することを抑制できる。
さらに、保持部材は、シール部材よりも熱膨張率が低い樹脂から形成されているので、排気管から保持部材が熱を受けても保持部材が変形しにくく、フィルタの通気性が変化することが抑制できる。
なお、フィルタは保持部材の先端側外周縁や保持部材の通気孔内部に溶着されていても良いが、保持部材の後端側外周縁に溶着されている事が好ましい。これにより、保持部材の通気孔内部に水分が滞留することがなくなり、通気性を十分に確保できる。さらに、フィルタは通気孔を覆うように保持部材の通気孔の外周縁に全周溶着されていることが好ましい。これにより、フィルタと保持部材とが強固に固定できる。
前記包囲部材よりも熱膨張率が低い樹脂からなり、前記貫通孔内に保持されると共に、前記包囲部材の内部に気体を導入する通気孔を有する筒状の保持部材と、前記通気孔を覆うと共に、前記保持部材に接合される、水の通過を阻止し、且つ通気性を有するフィルタと、を備えることを特徴とする。
また、保持部材を包囲部材の貫通孔内に圧入したり、保持部材を包囲部材に挿入した状態で、包囲部材の弾性で保持しても、フィルタが潰れることが無く、通気性が低下することを抑制できる。
さらに、保持部材は、包囲部材よりも熱膨張率が低い樹脂から形成されているので、排気管から保持部材が熱を受けても保持部材が変形しにくく、フィルタの通気性が変化することが抑制できる。なお、本発明のガスセンサユニットは、使用時に包囲部材の温度が約60℃〜100℃となるため、この温度下にて、包囲部材よりも保持部材の熱による膨張が抑えられればよい。
なお、フィルタは保持部材の内部外周縁や保持部材の通気孔内部に溶着されていても良いが、保持部材の外部外周縁に溶着されている事が好ましい。これにより、保持部材の通気孔内部に水分が滞留することがなくなり、通気性を十分に確保できる。さらに、フィルタは通気孔を覆うように保持部材の通気孔の外周縁に全周溶着されていることが好ましい。これにより、フィルタと保持部材とが強固に固定できる。
実施形態1について、図1、図2を用いて説明する。図1及び図2に示すように、実施形態1のガスセンサ1は、例えば、自動車の排気系に取り付けられて、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサであり、主に検出素子20と、ケース60と、シール部材17と、セパレータ18等を備えている。
また、保持部材86をシール部材17の貫通孔17a内に圧入したり、保持部材86をシール部材17に挿入した状態で、シール部材17の弾性で保持しても、フィルタ85が潰れることが無く、通気性が低下することを抑制できる。
さらに、保持部材86は、シール部材17よりも熱膨張率が低い樹脂から形成されているので、排気管から保持部材86が熱を受けても保持部材86が変形しにくく、フィルタ85の通気性が変化することが抑制できる。
さらに、メッシュ84と保持部材86とが溶着により直接接合されているで、メッシュ84と保持部材86とが強固に固定できる。
さらに、メッシュ84とフィルタ85とを離間させることでメッシュ84を保持部材86に溶着により直接接合する際に、溶着時の熱がフィルタ85に伝わることがないため、フィルタ85が溶けて通気量が変化することを防止できる。
次に、実施形態2について図4を用いて説明する。なお、図4に示すように、実施形態2のガスセンサ2は、実施形態1のガスセンサ1における挿入部材86の代わりに、挿入部材186を採用しており、その他の構成は、実施形態1のガスセンサ1と同様である。よって、実施形態2では、挿入部材186を中心に説明し、その他の構成についての説明は簡略、または省略する。
次に、実施形態3について図6を用いて説明する。なお、図6に示すように、実施形態3のガスセンサ3は、実施形態1のガスセンサ1における挿入部材86の代わりに、挿入部材286及び被覆部材288を採用しており、その他の構成は、実施形態1のガスセンサ1と同様である。よって、実施形態3では、挿入部材286及び被覆部材288を中心に説明し、その他の構成についての説明は簡略、または省略する。
実施形態4について、図7〜図9を用いて説明する。図7〜図9に示すように、実施形態4にかかるガスセンサユニット600、およびこれを使用に供したときの様子を示す説明図である。この図7から理解できるように、本実施形態にかかるガスセンサユニット600は、ガスセンサ821とこのガスセンサ821の軸線O方向後端側に配置されたセンサキャップ700とからなる。このガスセンサユニット600は、車両の排気管に、ガスセンサ821の先端部分を排気管内に突出させる形態で締結し、排気ガス中の酸素濃度を計測する酸素センサである。
なお、以下の説明では、軸線Oに沿う方向のうち、センサキャップの取り付けられる側を後端側とし、この逆側を先端側として説明する。
一方、ガス検出素子822の内周面にも、内側電極829が形成されている。この内側電極829も、PtあるいはPt合金を多孔質に形成したものである。
このうち、出力側端子部824aは、軸線Oに直交する断面が略C字形状の筒状である。この出力側端子部824aは、後述するキャップ端子751の環状部751aを、軸線Oに沿う方向に相対移動させて、自身の内側に挿入したときに、弾性的に拡径するように構成されている。
なお、環状部751aは、図7に示すように、挿入部751cが端子部材824の出力側端子部824a内に挿入された状態において、セラミック包囲体823の後端面上に位置する出力側端子部824aに当接することで、キャップ端子751の挿入部751cがさらに先端側に挿入されることを防止している。
なお、保持部材754にフィルタ785及びメッシュ784を固定する方法としては、実施形態2と同様に、図5に記載された方法を用いて固定している。
また、保持部材754を包囲部材752の貫通孔752ba内に圧入したり、保持部材754を包囲部材752に挿入した状態で、包囲部材752の弾性で保持しても、フィルタ785が潰れることが無く、通気性が低下することを抑制できる。
さらに、保持部材754は、包囲部材752よりも熱膨張率が低い樹脂から形成されているので、排気管から保持部材754が熱を受けても保持部材754が変形しにくく、フィルタ785の通気性が変化することが抑制できる。
次に、実施形態5について図10、図11を用いて説明する。なお、実施形態5のガスセンサユニットは、実施形態4のガスセンサ600におけるセンサキャップ700に配置される保持部材754の代わりに保持部材854を採用しており、その他の構成は、実施形態4のガスセンサユニット600と同様である。よって、実施形態5では、保持部材854を中心に説明し、その他の構成についての説明は簡略、または省略する。
さらに、保持部材854は、外壁854jと窪み部854iとを有し、フィルタ785を窪み部854iに配置し、且つメッシュ784を外壁854jに配置して溶着することで、フィルタ785とメッシュ784とを確実に離間させて配置することができ、フィルタ785に溶着時の熱が伝わらず、フィルタ785の通気量が変化することを防止できる。その上、外壁に周方向に亘って間隙をおいて突起部を配置し、メッシュ784を突起部に接合させることで、メッシュ784が外壁854jに溶着される際に、外壁854jの溶け込み量が周方向に偏りが生じることで、メッシュ785が保持部材854に対して傾くことを防止できる。つまり、突起部854kのみを溶け代とすることで、周方向における外壁854jの溶け込み量に偏りが生じることを防止できる。
また、図13に示される保持部材1054は、図11に示される保持部材854の突起部854kの半球状とは異なり、外壁の外面及び内面に連なる突起部1054kを有している。これにおいても、実施形態5と同様の効果が得られる。
Claims (18)
- 軸線方向に延び、測定雰囲気中の特定ガス濃度を検出する検出部を先端側に備える検出素子と、
該検出部を前記測定雰囲気に晒すようにして前記検出素子を取り囲む主体金具と、
前記検出素子の後端側を覆うように、前記主体金具に固定される筒状の外筒と、
前記外筒の内部に収容され、前記検出素子と外部とを電気的に接続するリード線が挿通されたリード線挿通孔、及び前記軸線方向に貫通する貫通孔を備えたシール部材と、
を備えるガスセンサにおいて、
前記シール部材よりも熱膨張率が低い樹脂からなり、前記貫通孔内に保持されると共に、前記外筒の内部に気体を導入する通気孔を有する筒状の保持部材と、
前記通気孔を覆うと共に、前記保持部材に接合される、水の通過を阻止し、且つ通気性を有するフィルタと、
を備えることを特徴とするガスセンサ。 - 前記フィルタは、前記保持部材に溶着により接合されることを特徴とする請求項1記載のガスセンサ。
- 前記フィルタを後端側から覆い、通気性を有する金属又は前記樹脂からなるメッシュを備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガスセンサ。
- 前記メッシュと前記保持部材とが溶着により直接接合されていることを特徴とする請求項3に記載のガスセンサ。
- 前記メッシュと前記フィルタとは離間していることを特徴とする請求項4に記載のガスセンサ。
- 前記保持部材は、周方向に亘って前記軸線方向に突出する外壁と、該外壁により囲まれた窪み部と、を有し、前記フィルタは前記窪み部に配置され、且つ前記メッシュは前記外壁に接合されていることを特徴とする請求項4又は請求項5記載のガスセンサ。
- 前記外壁には、前記軸線方向に突出すると共に、周方向に亘って間隙をおいて配置された突起部を有し、前記メッシュは、前記突起部に接合されていることを特徴とする請求項6記載のガスセンサ。
- 前記保持部材には、前記通気孔から径方向外側に向かってに突出する凹部を有し、
前記フィルタ及び前記メッシュは、前記凹部に挟持されることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載のガスセンサ。 - 前記保持部材の前記フィルタを覆うように後方側から前記保持部材に被さる被覆部材を有し、前記被覆部材の前記フィルタに対向する部位には、前記メッシュが備えられることを特徴とする請求項3記載のガスセンサ。
- 測定雰囲気中の特定ガス濃度を検出する検出部を先端側に備える検出素子と、
該検出部と電気的に接続して検出素子からの出力信号を伝えるセンサ端子と、を有するガスセンサと、
前記ガスセンサに結合するセンサキャップであって、
前記センサ端子と電気的に接続するキャップ端子、及び該キャップ端子を取り囲み、前記ガスセンサに結合されて前記ガスセンサとの間で内部空間を形成し、該内部空間と外部とを連通する貫通孔を含む包囲部材、を有し、
前記出力信号を外部装置に伝送するセンサキャップと、を備える
ガスセンサユニットにおいて、
前記包囲部材よりも熱膨張率が低い樹脂からなり、前記貫通孔内に保持されると共に、前記包囲部材の内部に気体を導入する通気孔を有する筒状の保持部材と、
前記通気孔を覆うと共に、前記保持部材に接合される、水の通過を阻止し、且つ通気性を有するフィルタと、
を備えることを特徴とするガスセンサユニット。 - 前記フィルタは前記保持部材に溶着により接合されることを特徴とする請求項10記載のガスセンサユニット。
- 前記フィルタを外部側から覆い、通気性を有する金属又は前記樹脂からなるメッシュを備えることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のガスセンサユニット。
- 前記メッシュと前記保持部材とが溶着により直接接合されていることを特徴とする請求項12に記載のガスセンサユニット。
- 前記メッシュと前記フィルタとは離間していることを特徴とする請求項13に記載のガスセンサ。
- 前記保持部材は、周方向に亘って前記通気孔の貫通方向に突出する外壁と、該外壁により囲まれた窪み部と、を有し、前記フィルタは前記窪み部に配置され、且つ前記メッシュは前記外壁に接合されていることを特徴とする請求項13又は請求項14記載のガスセンサ。
- 前記外壁には、前記通気孔の前記貫通方向に突出すると共に、周方向に亘って間隙をおいて配置された突起部を有し、前記メッシュは、前記突起部に接合されていることを特徴とする請求項15記載のガスセンサ。
- 前記保持部材には、前記通気孔から該通気孔の径方向に突出する凹部を有し、
前記フィルタ及び前記メッシュは、前記凹部に挟持されることを特徴とする請求項12乃至14のいずれかに記載のガスセンサユニット。 - 前記保持部材の前記フィルタを覆うように後方側から前記保持部材に被さる被覆部材を有し、前記被覆部材の前記フィルタに対向する部位には、前記メッシュが備えられることを特徴とする請求項12記載のガスセンサユニット。
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