JP2013246004A - ガスセンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】ガスセンサの大型化を抑制しつつ、封止性能を担保する。
【解決手段】カバー部10は、カバー100と金属部材110とを備える。カバー100は、径方向内側に突状に形成されている鍔部102を有する樹脂製の樹脂外筒101を備える。樹脂外筒101と金属部材110は、樹脂外筒101の先端面106がフランジ部112の後端面116と接するように配置され、鍔部102の後端107に、パッキン118を介して屈曲部115が加締められることにより固定されている。鍔部102が径方向内側に突状に形成されているので、樹脂外筒101の内側において、金属部材110を鍔部102に対して、径方向内側から径方向外側に向けて加締め固定することができ、ガスセンサ200の大型化を抑制しつつ、樹脂外筒101と金属部材110とを固定できる。
【選択図】図3
【解決手段】カバー部10は、カバー100と金属部材110とを備える。カバー100は、径方向内側に突状に形成されている鍔部102を有する樹脂製の樹脂外筒101を備える。樹脂外筒101と金属部材110は、樹脂外筒101の先端面106がフランジ部112の後端面116と接するように配置され、鍔部102の後端107に、パッキン118を介して屈曲部115が加締められることにより固定されている。鍔部102が径方向内側に突状に形成されているので、樹脂外筒101の内側において、金属部材110を鍔部102に対して、径方向内側から径方向外側に向けて加締め固定することができ、ガスセンサ200の大型化を抑制しつつ、樹脂外筒101と金属部材110とを固定できる。
【選択図】図3
Description
本発明は、被測定ガスの濃度を検出するガスセンサ素子を備えたガスセンサに関する。
従来、ガスセンサとして、被測定ガス中の特定ガス成分の濃度に応じて電気的特性が変化するセンサ素子を備えるセンサが知られている。このようなガスセンサは、例えば、センサ素子を保持する筒状の主体金具と、主体金具の後端部の周囲に加締め固定される筒状の外筒と、主体金具と外筒の間に配置され、主体金具と外筒が組み付けられる際の押圧力により変形し、主体金具と外筒の間を封止するシール部材を備える。外筒は、例えば、主体金具の上端側が、外筒のフランジに対して、外側から内側へ向けて加締められることにより固定されている(例えば、特許文献1)。
また、例えば、主体金具と主体金具の後端側に、インサート成形によって形成されたカバーと、主体金具の外周面に形成された溝部に配置されているシール部材とを備え、ガスセンサの取り付け対象体に形成された取り付け孔に挿入され取り付けられると、シール部材が取り付け孔の内壁で変形し、取り付け対象体とガスセンサとの間を封止するガスセンサも利用されている(例えば、特許文献2)。
近年、外筒の一部として、軸線方向に対して交差する方向に延伸して形成されているコネクタ部を有し、主体金具の後端側に配置されるカバーを備える、いわゆる、横出し型のガスセンサが利用されている。このような横出し型のガスセンサでは、特許文献1のように、外筒の全周を加締め固定しようとすると、コネクタ部を含めて加締め固定しなければならず、ガスセンサの大型化を招くという問題が生じる。また、コネクタ部を除いて加締める部分加締めによって外筒を固定すると、固定されていない箇所に浮きが生じて封止性能が低下するおそれがある。
また、特許文献2のように、インサート成形によってカバーと主体金具とが固定される場合、外筒が全周に亘って加締め固定される場合に比して、固定部分の封止性能が低いという問題が生じる。
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、横出し型のガスセンサにおいて、ガスセンサの大型化を抑制しつつ、封止性能を担保することを目的とする。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
ガスセンサ素子であって、前記ガスセンサ素子の軸線方向の先端側に、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するための検出部を有するガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子の径方向の周囲を取り囲むとともに、取り付け対象体のガスセンサ取り付け孔内に挿入される主体金具と、前記軸線方向に対して交差する方向に延伸して形成されているコネクタ部を有し、前記主体金具の後端側に配置される第1基体部と、前記主体金具と前記第1基体部とを連結する筒状の第2基体部であって、自身の一部が前記第1基体部内部に収容されている第2基体部と、を備えるガスセンサであって、前記第1基体部は、前記第2基体部と対向する部位に、前記径方向内側に突出する鍔部を有し、前記第2基体部は、自身の後端側に前記径方向の内側から前記径方向の外側に向けて屈曲する屈曲部を有するとともに、該屈曲部と前記鍔部との係合により前記第1基体部に固定されてなることを特徴とする、ガスセンサ。
ガスセンサ素子であって、前記ガスセンサ素子の軸線方向の先端側に、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するための検出部を有するガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子の径方向の周囲を取り囲むとともに、取り付け対象体のガスセンサ取り付け孔内に挿入される主体金具と、前記軸線方向に対して交差する方向に延伸して形成されているコネクタ部を有し、前記主体金具の後端側に配置される第1基体部と、前記主体金具と前記第1基体部とを連結する筒状の第2基体部であって、自身の一部が前記第1基体部内部に収容されている第2基体部と、を備えるガスセンサであって、前記第1基体部は、前記第2基体部と対向する部位に、前記径方向内側に突出する鍔部を有し、前記第2基体部は、自身の後端側に前記径方向の内側から前記径方向の外側に向けて屈曲する屈曲部を有するとともに、該屈曲部と前記鍔部との係合により前記第1基体部に固定されてなることを特徴とする、ガスセンサ。
適用例1のガスセンサによれば、主体金具と第1基体部とを連結する筒状の第2基体部は、自身の後端側に径方向の内側から径方向の外側に向けて屈曲する屈曲部を有するとともに、第1基体部の径方向内側に形成されている鍔部と当該屈曲部との係合により第1基体部に固定されている。従って、横出し型のガスセンサにおいて、第2基体部と第1基体部とを、径方向の全周に亘って固定することができる。よって、ガスセンサの大型化を抑制しつつ、第2基体部と第1基体部との間の封止性能を担保できる。
[適用例2]
適用例1記載のガスセンサであって、前記第1基体部は、前記鍔部の内壁側に溝部を有し、シール部材が、前記溝部に嵌合されて固定されていることを特徴とする、ガスセンサ。
適用例1記載のガスセンサであって、前記第1基体部は、前記鍔部の内壁側に溝部を有し、シール部材が、前記溝部に嵌合されて固定されていることを特徴とする、ガスセンサ。
適用例2のガスセンサによれば、鍔部の内壁側に形成されている溝部内に、シール部材が嵌合され、固定されている。従って、第2基体部の屈曲部と第1基体部の鍔部との係合により第2基体部が第1基体部に固定されると、第2基体部によってシール部材が押圧されて変形し、第2基体部と第1基体部との間が封止される。よって、ガスセンサの大型化を抑制しつつ、第2基体部と第1基体部との固定部分の封止性能を向上できる。
[適用例3]
適用例1記載のガスセンサであって、前記第2基体部は、前記鍔部の内壁に対向する部位に溝部を有し、シール部材が、前記溝部に嵌合されて固定されていることを特徴とする、ガスセンサ。
適用例1記載のガスセンサであって、前記第2基体部は、前記鍔部の内壁に対向する部位に溝部を有し、シール部材が、前記溝部に嵌合されて固定されていることを特徴とする、ガスセンサ。
適用例3のガスセンサによれば、第2基体部は、鍔部の内壁側に対向する部位に溝部を有し、当該溝部内にシール部材が嵌合され、固定されている。従って、第2基体部の屈曲部と第1基体部の鍔部との係合により第2基体部が第1基体部に固定されると、鍔部によってシール部材が押圧されて変形し、第2基体部と第1基体部との間が封止される。よって、ガスセンサの大型化を抑制しつつ、第2基体部と第1基体部との固定部分の封止性能を向上できる。
[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれかに記載のガスセンサであって、前記屈曲部は、前記軸線方向に平行な方向に加えられる押圧力によって加締められていることを特徴とする、ガスセンサ。
適用例1ないし適用例3のいずれかに記載のガスセンサであって、前記屈曲部は、前記軸線方向に平行な方向に加えられる押圧力によって加締められていることを特徴とする、ガスセンサ。
適用例4のガスセンサによれば、屈曲部は、軸線方向に平行な方向に加えられる押圧力によって加締められている。従って、第2基体部の端部を加締めることにより、第1基体部と第2基体部とを、全周に亘り簡易に固定することができる。
[適用例5]
適用例4記載のガスセンサであって、前記第2基体部は、前記径方向の外側に向けて延伸し、前記鍔部の先端面を支持する鍔部を有し、前記鍔部は、前記屈曲部により前記鍔部に対して加締め固定されていることを特徴とする、ガスセンサ。
適用例4記載のガスセンサであって、前記第2基体部は、前記径方向の外側に向けて延伸し、前記鍔部の先端面を支持する鍔部を有し、前記鍔部は、前記屈曲部により前記鍔部に対して加締め固定されていることを特徴とする、ガスセンサ。
適用例5のガスセンサによれば、第1基体部と第2基体部は、第2基体部の屈曲部により第1基体部の鍔部が鍔部に対して加締められることで固定されている。従って、ガスセンサの大型化を抑制しつつ、第2基体部と第1基体部との固定部分の封止性能を担保できる。
本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。
A.第1実施例:
A1.ガスセンサ200の構成:
図1は、第1実施例におけるガスセンサ200の外観斜視図である。図2は、第1実施例におけるガスセンサ200の分解斜視図である。図3は、第1実施例におけるガスセンサ200の断面図である。図3は、図1のA−A断面における断面を示している。図3(a)は、ガスセンサ200の全体的な断面を示し、図3(b)は、後述する金属部材110の周囲を拡大した断面を示している。図1,2に示すように、ガスセンサ200は、カバー部10と、セパレータアセンブリ120と、素子アセンブリ130とを備える。ガスセンサ200は、後述する主体金具50とカバー部10とからなる本体部202を有する。本実施例では、素子アセンブリ130の軸線O(ガスセンサ素子131の軸線と同一であり、一点鎖線で示す。)方向を上下方向として図示し、図面上方をガスセンサ200の後端側、図面下方をガスセンサ200の先端側、として説明する。又、軸線O方向に垂直な方向を「径方向」と称する。
A1.ガスセンサ200の構成:
図1は、第1実施例におけるガスセンサ200の外観斜視図である。図2は、第1実施例におけるガスセンサ200の分解斜視図である。図3は、第1実施例におけるガスセンサ200の断面図である。図3は、図1のA−A断面における断面を示している。図3(a)は、ガスセンサ200の全体的な断面を示し、図3(b)は、後述する金属部材110の周囲を拡大した断面を示している。図1,2に示すように、ガスセンサ200は、カバー部10と、セパレータアセンブリ120と、素子アセンブリ130とを備える。ガスセンサ200は、後述する主体金具50とカバー部10とからなる本体部202を有する。本実施例では、素子アセンブリ130の軸線O(ガスセンサ素子131の軸線と同一であり、一点鎖線で示す。)方向を上下方向として図示し、図面上方をガスセンサ200の後端側、図面下方をガスセンサ200の先端側、として説明する。又、軸線O方向に垂直な方向を「径方向」と称する。
A1−1.素子アセンブリ130の概略構成:
素子アセンブリ130は、図2および図3に示すように、軸線O方向に延びる筒状の主体金具50と、この主体金具50の内側に固定されて配置されている薄板状のガスセンサ素子131とを有する。ガスセンサ素子131は、軸線O方向に延びる第1板面131aと、第1板面と軸線Oを挟んで反対側に形成されている第2板面131bを備える。
素子アセンブリ130は、図2および図3に示すように、軸線O方向に延びる筒状の主体金具50と、この主体金具50の内側に固定されて配置されている薄板状のガスセンサ素子131とを有する。ガスセンサ素子131は、軸線O方向に延びる第1板面131aと、第1板面と軸線Oを挟んで反対側に形成されている第2板面131bを備える。
ガスセンサ素子131の先端側には、主体金具50から突出しているとともに、排気ガス中の酸素濃度を検出可能に構成された検出部131cが設けられている。検出部131cを保護するために、主体金具50の先端側には、主体金具50から突出するガスセンサ素子131の先端側を覆うように、二重の有底筒状のプロテクタ132がレーザ溶接により固設されている。このプロテクタ132には、ガスセンサ200を排気管に設置した際、排ガスを内部に導入できるように、複数の導入孔133が所定位置に形成されている。
ガスセンサ素子131の後端側は、主体金具50からセパレータ40側に突出している。このガスセンサ素子131の後端側には、第1板面131a側に、検出部131cと電気的に導通する3つのセンサ用電極パッド140が設けられ、また、第2板面131b側に、ガスセンサ素子131に内在するヒータ(図示を省略する)と電気的に導通する2つのヒータ用電極パッド141が設けられている。
図3に示すように、主体金具50の内表面には、先端方向に向かって内径が縮径する段部51が形成されている。また、主体金具50は、径方向外側に突出した鍔部52と、鍔部52よりも後端側に形成され、階段状に縮径する段部53と、段部53の更に後端側に形成され、径方向内側に屈曲状に形成されている後端部55を備える。主体金具50内部の構成については、後に詳述する。
A1−2.セパレータアセンブリ120の詳細構成:
セパレータアセンブリ120は、グロメット20、セパレータ40、金属外筒30、保持部材36および接続端子150、151によって構成され、主体金具50の後端側に配置される。セパレータアセンブリ120は、軸線O方向の略中央部分において、径方向外側から径方向内側に向けて加締められることにより金属外筒30と保持部材36とを一体的に固定する加締め部33を有する。
セパレータアセンブリ120は、グロメット20、セパレータ40、金属外筒30、保持部材36および接続端子150、151によって構成され、主体金具50の後端側に配置される。セパレータアセンブリ120は、軸線O方向の略中央部分において、径方向外側から径方向内側に向けて加締められることにより金属外筒30と保持部材36とを一体的に固定する加締め部33を有する。
グロメット20は、円筒部23と鍔部21と開口24とを有するフッ素ゴム製の弾性部材であり、セパレータ40の後端側に配置されている。グロメット20の開口24には、接続端子150、151が内挿されている。開口24は、後述するセパレータ40の開口42と連通している。
セパレータ40は、樹脂によって略円筒状に形成されており、径方向外側に突状に形成されている鍔部41と、軸線O方向に貫通する開口42とを有する。
各接続端子150、151は、セパレータ40内の開口42に挿通されており、ガスセンサ素子131の各電極パッド140,141にそれぞれ接続されている。以下、この点について詳細に説明する。図2に示されるように、主体金具50の後端側には、筒状の金属外筒30が周方向に加締められるとともにレーザ溶接され固設されており、金属外筒30の内側にセパレータ40が配設されている。このセパレータ40内には、3つのセンサ用接続端子150と、2つのヒータ用接続端子151とが配置され、センサ用接続端子150及びヒータ用接続端子151が互いに接触しないように、これらを隔離した状態でセパレータ40内に収容されている。
セパレータ40の開口42内には、ガスセンサ素子131の後端側が挿入されている。そして、センサ用接続端子150が、センサ用電極パッド140と接触する接触部150aの形状により生じる弾性力によって、ガスセンサ素子131のセンサ用電極パッド140と弾性的に接触して電気的に接続している。また、ヒータ用接続端子151が、ヒータ用電極パッド141と接触する接触部151aの形状により生じる弾性力によって、ガスセンサ素子131用の電極パッド141と弾性的に接触して電気的に接続している。
金属外筒30は、先端部31、筒部32,34、加締め部33および後端35を有する。金属外筒30は、先端部31において、主体金具50に対して加締められるとともに溶接接合により固定されているとともに、径方向内側に屈曲状に形成されている後端35においてグロメット20の鍔部21に係合している。
保持部材36は、金属外筒30の内部に固定されている金属製の筒状部材であり、屈曲状に形成されている後端部37の弾性力によって、セパレータ40を周方向内側に付勢するとともに、セパレータ40の鍔部41を軸線O方向の後端側に付勢する。保持部材36は、金属外筒30の外側から、金属外筒30とともに径方向内側に向けて加締められることにより、加締め部33が形成され、金属外筒30に固定される。
セパレータ40は、主体金具50及び金属外筒30に直接固定されておらず、金属外筒30と保持部材36によって金属外筒30内に保持固定されている。このように構成することにより、ガスセンサ200に対する振動や衝撃によってセパレータ40が振動したり、ずれたりすることによる接続端子150,151とコネクタ端子105bとの接触不良が抑制される。
A1−3.カバー部10の詳細構成:
カバー部10は、カバー100と金属部材110とを備える。カバー100は、セパレータアセンブリ120の周囲を覆うように、略筒状に形成され、先端側に、径方向内側に突状に形成されている鍔部102を有する樹脂製の樹脂外筒101と、樹脂外筒101の後端側に組み付けられ、ガスセンサ200の後端側を閉塞する蓋部109と、ガスセンサ200の後端側において、樹脂外筒101から径方向に延伸するように形成されている略矩形状のコネクタ部103とを備える。鍔部102は、特許請求の範囲における「鍔部」に当たる。なお、カバー100は、特許請求の範囲における「第1基体部」に、金属部材110は、「第2基体部」にそれぞれ相当する。
カバー部10は、カバー100と金属部材110とを備える。カバー100は、セパレータアセンブリ120の周囲を覆うように、略筒状に形成され、先端側に、径方向内側に突状に形成されている鍔部102を有する樹脂製の樹脂外筒101と、樹脂外筒101の後端側に組み付けられ、ガスセンサ200の後端側を閉塞する蓋部109と、ガスセンサ200の後端側において、樹脂外筒101から径方向に延伸するように形成されている略矩形状のコネクタ部103とを備える。鍔部102は、特許請求の範囲における「鍔部」に当たる。なお、カバー100は、特許請求の範囲における「第1基体部」に、金属部材110は、「第2基体部」にそれぞれ相当する。
樹脂外筒101およびコネクタ部103は、成形性のよい樹脂、例えば、ナイロン(登録商標)により形成されている。樹脂外筒101には、コネクタ端子部105の位置を規定する係止壁101aが、コネクタ部103側に形成されている。また、図3(b)に示されるように、樹脂外筒101の鍔部102には、金属部材110側、すなわち、内壁102a側にシール部材90を配置するための溝部108が形成されている。シール部材90は、樹脂により弾性を有するように形成されている。コネクタ部103は、素子アセンブリ130から離れた端部に開口部104を有する。
図3(b)に示されるように、金属部材110は、先端側に形成されている第1の筒部111,第1の筒部111の後端側に形成され、径方向外側に延伸する2つの半円状のフランジ部112、フランジ部112の後端側に形成されている第2の筒部113,第2の筒部113の後端側に形成され、径方向外側に屈曲状に形成されている屈曲部115を備える。
樹脂外筒101と金属部材110は、樹脂外筒101の先端面106がフランジ部112の後端面116と接するように配置されるとともに、鍔部102の後端107に、パッキン118を介して屈曲部115が係止することにより一体的に組み付けられている。そして、金属部材110の第1の筒部111の先端が、主体金具50の鍔部52の後端面52bに当接する状態で、金属部材110と主体金具50が接合される。第1の筒部111の外径は、主体金具50の鍔部52と同一であり、第1の筒部111が主体金具50の鍔部52に接合されると、第1の筒部111と主体金具50の鍔部52との外表面が面一になる。パッキン118は、樹脂外筒101と金属部材110とを組み付ける際に、組み付け部分における封止性能を向上するとともに、組み付け部分の損傷を抑制する。
従来、樹脂外筒の固定に利用されている加締め方法は、樹脂外筒101の鍔部が径方向外側に突状に形成されており、当該鍔部を、加締め部材により径方向外側から径方向内側に向かって加締めている。このため、加締め部材は当該鍔部より径方向に径大に形成されなくてはならず、ガスセンサの大型化を招いていた。また、従来の加締め方法では、径方向に延伸するコネクタ部103を備える横出し型のガスセンサにおいて、コネクタ部103が障害となって、部分的にしか加締めることができず、周方向全体に亘って加締めることができない。そのため、樹脂外筒を強固に固定することができず、ガスセンサ200の損傷を招くおそれがあった。
第1実施例では、鍔部102が径方向内側に突状に形成されているので、樹脂外筒101の内側において、金属部材110を鍔部102に対して、径方向内側から径方向外側に向けて全周に亘り加締め固定することができ、ガスセンサ200の大型化を抑制できるとともに、樹脂外筒101と金属部材110とを、加締めという簡易な方法で、強固に固定することができる。
樹脂外筒101と金属部材110とが組み付けられると、第2の筒部113によって、シール部材90が押圧され変形し、樹脂外筒101と金属部材110との固定部分を封止する。
コネクタ端子部105は、略矩形状に形成されている絶縁体105aと、コネクタ端子105bを備える。コネクタ端子部105は、絶縁体105aが樹脂外筒101に狭持されるように、開口部104から係止壁101aに当接するまでガスセンサ200内に挿入される。コネクタ端子105bは、開口部104と中間接続端子160とを接続する。中間接続端子160は、一端が接続端子150、151の後端部において接続され、接続端子150、151から径方向に延伸するとともに、軸線O方向に略直角に屈曲し、接続端子150、151に接続されている端部とは異なる端部においてコネクタ端子105bと溶接接合されている。
カバー100が主体金具50に組み付けられると、素子アセンブリ130の後端側およびセパレータアセンブリ120が、カバー100の内部に収容され、樹脂外筒101、コネクタ端子部105により覆われる。
A1−4.主体金具50内部の詳細構成:
主体金具50内には、アルミナからなる筒状のセラミックホルダ136、滑石粉末からなる第1粉末充填層137、同じく滑石粉末からなる第2粉末充填層138、及び、アルミナからなる筒状のセラミックスリーブ139が、この順に先端側から後端側に向けて配設されている。また、主体金具50内には、セラミックホルダ136及び第1粉末充填層137と共にガスセンサ素子131と一体化された筒状の金属カップ135が配設されている。更に、セラミックスリーブ139と主体金具50の後端部55との間には、加締リング58が配置されている。
主体金具50内には、アルミナからなる筒状のセラミックホルダ136、滑石粉末からなる第1粉末充填層137、同じく滑石粉末からなる第2粉末充填層138、及び、アルミナからなる筒状のセラミックスリーブ139が、この順に先端側から後端側に向けて配設されている。また、主体金具50内には、セラミックホルダ136及び第1粉末充填層137と共にガスセンサ素子131と一体化された筒状の金属カップ135が配設されている。更に、セラミックスリーブ139と主体金具50の後端部55との間には、加締リング58が配置されている。
セラミックホルダ136は、金属カップ135内に配置され、その先端側で金属カップ135を介して主体金具50の棚部51aに係合している。セラミックホルダ136は、ガスセンサ素子131を内挿している。また、第1粉末充填層137の全体が、金属カップ135内に配置されている。さらに、主体金具50とガスセンサ素子131との間の気密性は、第2粉末充填層138の存在によって確保されている。
セラミックスリーブ139は、軸線Oに沿った、矩形状の軸孔139aを有する筒状体である。このセラミックスリーブ139は、その矩形状の軸孔139aに板状のガスセンサ素子131を軸線O方向に沿って内挿して、ガスセンサ素子131を支持している。セラミックスリーブ139は、主体金具50内に装着された後、主体金具50の後端部55を径方向内側に屈曲させ、加締リング58を介して、セラミックスリーブ139の後端面に向けて加締めることにより、主体金具50内に固定されている。
第1実施例のガスセンサ200は、以上説明した構成を有している。上記構成を有するガスセンサ200の組み付け工程について説明する。
A2.ガスセンサ200の組み付け工程:
第1実施例におけるガスセンサ200の組み付け工程について説明する。ガスセンサ200を構成する素子アセンブリ130、セパレータアセンブリ120およびカバー部10を準備する。素子アセンブリ130およびカバー100は、公知の種々の方法により形成される。セパレータアセンブリ120の製造については、図4を参照して説明する。
第1実施例におけるガスセンサ200の組み付け工程について説明する。ガスセンサ200を構成する素子アセンブリ130、セパレータアセンブリ120およびカバー部10を準備する。素子アセンブリ130およびカバー100は、公知の種々の方法により形成される。セパレータアセンブリ120の製造については、図4を参照して説明する。
A2−1.セパレータアセンブリ120の製造工程:
図4は、第1実施例におけるセパレータアセンブリ120の製造工程について説明する説明図である。開口42内に接続端子150、151が装着されているセパレータ40と、後端部37が軸線方向の先端側に向かって径方向内側に折り返されるように屈曲加工されている略筒状をなす保持部材36を準備する。図4(a)に示されるように、保持部材36の後端部37がセパレータ40の鍔部41に形成されているテーパ状の先端向き面41aに当接するように、保持部材36がセパレータ40の周囲に配置される。なお、接続端子150、151は、長片状の導電部材(金属片等)がプレス等によって打ち抜かれ、接触部150a、151aが所定形状となるように屈曲加工され形成される。
図4は、第1実施例におけるセパレータアセンブリ120の製造工程について説明する説明図である。開口42内に接続端子150、151が装着されているセパレータ40と、後端部37が軸線方向の先端側に向かって径方向内側に折り返されるように屈曲加工されている略筒状をなす保持部材36を準備する。図4(a)に示されるように、保持部材36の後端部37がセパレータ40の鍔部41に形成されているテーパ状の先端向き面41aに当接するように、保持部材36がセパレータ40の周囲に配置される。なお、接続端子150、151は、長片状の導電部材(金属片等)がプレス等によって打ち抜かれ、接触部150a、151aが所定形状となるように屈曲加工され形成される。
図4(b)に示されるように、円筒形状を有する金属外筒30に、セパレータ40および保持部材36が挿入され、金属外筒30の後端35が、軸線X方向に沿った押圧力によりグロメット20の鍔部21に対して加締められる。この結果、セパレータ40は、金属外筒30と保持部材36とによって保持固定される。なお、当該加締めにおいて、保持部材36およびセパレータ40は、図示しない保持治具によって保持されている。
図4(c)に示されるように、金属外筒30の略中央部分が径方向外側から径方向内側に向かって加締められ、加締め部33が形成され、保持部材36が金属外筒30に固定される。なお、保持部材36は、金属外筒30に溶接されることにより固定されてもよいし、加締められた後に、更に溶接固定されてもよい。このようにして、セパレータアセンブリ120が作製される。
A2−2.ガスセンサ200の組み付け:
図5は、第1実施例におけるガスセンサ200の製造工程について説明する説明図である。図5(a)に示されるように、素子アセンブリ130の後端に、セパレータアセンブリ120が先端部31側から挿入され、段部53の側面53aに対して、先端部31が、径方向外側から径方向内側に加締められる。この結果、セパレータアセンブリ120が主体金具50、すなわち、素子アセンブリ130に固定される。
図5は、第1実施例におけるガスセンサ200の製造工程について説明する説明図である。図5(a)に示されるように、素子アセンブリ130の後端に、セパレータアセンブリ120が先端部31側から挿入され、段部53の側面53aに対して、先端部31が、径方向外側から径方向内側に加締められる。この結果、セパレータアセンブリ120が主体金具50、すなわち、素子アセンブリ130に固定される。
図5(b)に示されるように、蓋部109を除くカバー100が組み付けられる。具体的には、金属部材110の先端面111aと、主体金具50の鍔部52の後端面52bとが当接するまで、軸線Oに沿って、素子アセンブリ130の後端に、金属部材110の先端側からカバー部10が挿入され、金属部材110の第1の筒部111と主体金具50の段部53が溶接接合され、カバー部10が素子アセンブリに組み付けられる。なお、カバー部10の組み付け時、コネクタ端子105bが接続端子150、151と電気的に接続されるように、カバー100と接続端子150、151との相対的な位置関係が調整される。
図5(c)に示されるように、蓋部109がカバー100の開口12aを覆うように組み付けられて、図5(d)に示されるように、ガスセンサ200が完成する。
以上説明した第1実施例のガスセンサ200によれば、主体金具50とカバー100とを連結する筒状の金属部材110は、自身の後端35側に径方向の内側から径方向の外側に向けて屈曲する屈曲部115を有するとともに、カバー100の径方向内側に形成されているフランジ部112と当該屈曲部115との係合によりカバー100に固定されている。従って、横出し型のガスセンサにおいて、金属部材110とカバー100とを、径方向の全周に亘って固定することができる。よって、ガスセンサの大型化を抑制しつつ、金属部材110とカバー100との間の封止性能を担保できる。
また、第1実施例のガスセンサ200によれば、屈曲部115は、軸線方向に平行な方向に加えられる押圧力によって加締められている。従って、金属部材110の端部を加締めることにより、カバー100と金属部材110とを、全周に亘り簡易に固定することができる。
B.第2実施例:
図6は、第2実施例におけるガスセンサ200aの部分断面図である。図6は、金属部材220の周囲を拡大して示している。ガスセンサ200aは、樹脂外筒210の鍔部211および金属部材220の第2の筒部221の構成以外は、第1実施例のガスセンサ200と同様の構成を有しているので、第1実施例の符号を用いて説明する。
図6は、第2実施例におけるガスセンサ200aの部分断面図である。図6は、金属部材220の周囲を拡大して示している。ガスセンサ200aは、樹脂外筒210の鍔部211および金属部材220の第2の筒部221の構成以外は、第1実施例のガスセンサ200と同様の構成を有しているので、第1実施例の符号を用いて説明する。
鍔部211は、第1実施例において説明した溝部108が内壁面212に形成されておらず、内壁面212は、軸線Oに沿って略平行な平面状に形成されている。
第2の筒部221は、内壁面212に対向する部位に溝部222を有し、シール部材90が、溝部222に嵌合されて固定されている。樹脂外筒210と金属部材220とが組み付けられると、第2の筒部221によって、シール部材90が押圧され変形し、樹脂外筒210と金属部材220との間を封止する。
以上説明した第2実施例のガスセンサ200aによれば、鍔部211の内壁側に対向する部位(第2の筒部221)に溝部222を有し、当該溝部222内にシール部材90が嵌合され、固定されている。従って、金属部材220の屈曲部115とカバー100の鍔部211との係合により金属部材がカバー100に固定されると、鍔部211によってシール部材90が押圧されて変形し、金属部材220とカバー100との固定部分が封止される。よって、ガスセンサの大型化を抑制しつつ、金属部材220とカバー100との固定部分の封止性能を向上できる。
C.変形例:
(1)図7は、変形例におけるガスセンサ200bを説明する説明図である。図7(a)は、ガスセンサ200bの断面図であり、図7(b)は、金属部材250の後端部251の詳細構成について模式的に説明する模式図である。ガスセンサ200bは、樹脂外筒240の鍔部241、および金属部材250の構成以外は、第1実施例のガスセンサ200と同様の構成を有しているので、第1実施例の符号を用いて説明する。
(1)図7は、変形例におけるガスセンサ200bを説明する説明図である。図7(a)は、ガスセンサ200bの断面図であり、図7(b)は、金属部材250の後端部251の詳細構成について模式的に説明する模式図である。ガスセンサ200bは、樹脂外筒240の鍔部241、および金属部材250の構成以外は、第1実施例のガスセンサ200と同様の構成を有しているので、第1実施例の符号を用いて説明する。
樹脂外筒240の鍔部241は、金属部材250側、すなわち、内壁側にシール部材90を配置するための第1溝部242と、金属部材250との径合に用いられる第2溝部243とを有する。
金属部材250は、第1実施例と同様に、第1の筒部111、フランジ部112、第2の筒部113を備える。また、金属部材250は、第2の筒部113の後端側に、後端部251を備える。図7(b)の右図は後端部251の断面を示しており、左図は、後端部251を内壁側から見た状態を示している。後端部251は、鍔部241に当接する当接部252と、径方向の押圧力によって部分的に加締められている加締め部253とを有する。加締め部253は、複数箇所、例えば、8カ所、10カ所に亘って加締められる(いわゆる、8方加締め、10方加締め)ことにより屈曲し、第2溝部243に径合する。この結果、樹脂外筒240と金属部材250とが固定される。なお、当接部252は、鍔部241に接合されていてもよい。
以上説明した変形例のガスセンサ200bによれば、軸線O方向に略直交する径方向に加締めることによって、樹脂外筒240と金属部材250とを固定することができる。従って、軸線O方向の押圧力によって樹脂外筒101と金属部材110とが加締め固定される第1実施例のガスセンサ200と同様に、横出し型のガスセンサにおいて、金属部材250とカバー100とを、径方向の全周に亘って固定することができる。よって、ガスセンサの大型化を抑制できる。
(2)接続端子150、151は、中間接続端子160を含み、接続端子150、151がコネクタ端子105bと、レーザ溶接などの方法によって接合されていてもよい。
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。本実施例では第2基体部として金属部材を例に説明したが、これに限らず、PPSなどの耐熱性のある樹脂で構成されていてもよい。また、第1基体部として樹脂製のカバーを例に説明したが、これに限らず、金属で構成されていてもよい。
10…カバー部
12a…開口
14…開口部
20…グロメット
21…鍔部
23…円筒部
24…開口
30…金属外筒
31…先端部
32…筒部
33…加締め部
35…後端
36…保持部材
37…後端部
40…セパレータ
41…鍔部
41a…先端向き面
42…開口
50…主体金具
51…段部
51a…棚部
52…鍔部
52b…後端面
53…段部
53a…側面
55…後端部
58…加締リング
71…先端部
73…後端部
75…溝部
77…接合部分
90…シール部材
100…カバー
101…樹脂外筒
101a…係止壁
102…鍔部
102a…内壁
103…コネクタ部
104…開口部
105…コネクタ端子部
105a…絶縁体
105b…コネクタ端子
106…先端面
107…後端
108…溝部
109…蓋部
110…金属部材
111…第1の筒部
111a…先端面
112…フランジ部
113…第2の筒部
115…屈曲部
116…後端面
118…パッキン
120…セパレータアセンブリ
130…素子アセンブリ
131…ガスセンサ素子
131a…第1板面
131b…第2板面
131c…検出部
132…プロテクタ
133…導入孔
135…金属カップ
136…セラミックホルダ
137…第1粉末充填層
138…第2粉末充填層
139…セラミックスリーブ
139a…軸孔
140…センサ用電極パッド
141…ヒータ用電極パッド
150…センサ用接続端子
150a…接触部
151…ヒータ用接続端子
151a…接触部
160…中間接続端子
200…ガスセンサ
200a…ガスセンサ
200b…ガスセンサ
202…本体部
210…樹脂外筒
211…鍔部
212…内壁面
220…金属部材
221…第2の筒部
222…溝部
240…樹脂外筒
241…鍔部
242…第1溝部
243…第2溝部
250…金属部材
251…後端部
252…当接部
253…加締め部
12a…開口
14…開口部
20…グロメット
21…鍔部
23…円筒部
24…開口
30…金属外筒
31…先端部
32…筒部
33…加締め部
35…後端
36…保持部材
37…後端部
40…セパレータ
41…鍔部
41a…先端向き面
42…開口
50…主体金具
51…段部
51a…棚部
52…鍔部
52b…後端面
53…段部
53a…側面
55…後端部
58…加締リング
71…先端部
73…後端部
75…溝部
77…接合部分
90…シール部材
100…カバー
101…樹脂外筒
101a…係止壁
102…鍔部
102a…内壁
103…コネクタ部
104…開口部
105…コネクタ端子部
105a…絶縁体
105b…コネクタ端子
106…先端面
107…後端
108…溝部
109…蓋部
110…金属部材
111…第1の筒部
111a…先端面
112…フランジ部
113…第2の筒部
115…屈曲部
116…後端面
118…パッキン
120…セパレータアセンブリ
130…素子アセンブリ
131…ガスセンサ素子
131a…第1板面
131b…第2板面
131c…検出部
132…プロテクタ
133…導入孔
135…金属カップ
136…セラミックホルダ
137…第1粉末充填層
138…第2粉末充填層
139…セラミックスリーブ
139a…軸孔
140…センサ用電極パッド
141…ヒータ用電極パッド
150…センサ用接続端子
150a…接触部
151…ヒータ用接続端子
151a…接触部
160…中間接続端子
200…ガスセンサ
200a…ガスセンサ
200b…ガスセンサ
202…本体部
210…樹脂外筒
211…鍔部
212…内壁面
220…金属部材
221…第2の筒部
222…溝部
240…樹脂外筒
241…鍔部
242…第1溝部
243…第2溝部
250…金属部材
251…後端部
252…当接部
253…加締め部
Claims (5)
- ガスセンサ素子であって、前記ガスセンサ素子の軸線方向の先端側に、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するための検出部を有するガスセンサ素子と、
前記ガスセンサ素子の径方向の周囲を取り囲むとともに、取り付け対象体のガスセンサ取り付け孔内に挿入される主体金具と、
前記軸線方向に対して交差する方向に延伸して形成されているコネクタ部を有し、前記主体金具の後端側に配置される第1基体部と、
前記主体金具と前記第1基体部とを連結する筒状の部材であって、自身の一部が前記第1基体部内に収容されている第2基体部と、を備えるガスセンサであって、
前記第1基体部は、前記第2基体部と対向する部位に、前記径方向内側に突出する鍔部を有し、
前記第2基体部は、自身の後端側に前記径方向の内側から前記径方向の外側に向けて屈曲する屈曲部を有するとともに、該屈曲部と前記鍔部との係合により前記第1基体部に固定されてなることを特徴とする、ガスセンサ。 - 請求項1記載のガスセンサであって、
前記第1基体部は、前記鍔部の内壁側に溝部を有し、
シール部材が、前記溝部に嵌合されて固定されていることを特徴とする、ガスセンサ。 - 請求項1記載のガスセンサであって、
前記第2基体部は、前記鍔部の内壁に対向する部位に溝部を有し、
シール部材が、前記溝部に嵌合されて固定されていることを特徴とする、ガスセンサ。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のガスセンサであって、
前記屈曲部は、前記軸線方向に平行な方向に加えられる押圧力によって加締められていることを特徴とする、ガスセンサ。 - 請求項4記載のガスセンサであって、
前記第2基体部は、前記径方向の外側に向けて延伸し、前記鍔部の先端面を支持するフランジ部を有し、
前記鍔部は、前記屈曲部により前記フランジ部に対して加締め固定されていることを特徴とする、ガスセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012118869A JP2013246004A (ja) | 2012-05-24 | 2012-05-24 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2013246004A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160223505A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor and method of manufacturing gas sensor |
JP2016188847A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-11-04 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ及びガスセンサの製造方法 |
JP2022170659A (ja) * | 2021-04-28 | 2022-11-10 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ、及び、ガスセンサの製造方法 |
-
2012
- 2012-05-24 JP JP2012118869A patent/JP2013246004A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US9970910B2 (en) * | 2015-01-30 | 2018-05-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor and method of manufacturing gas sensor |
JP2022170659A (ja) * | 2021-04-28 | 2022-11-10 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ、及び、ガスセンサの製造方法 |
JP7194257B2 (ja) | 2021-04-28 | 2022-12-21 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ、及び、ガスセンサの製造方法 |
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