JP2019174176A - センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】弾性部材に配置されたフィルタ部材を保護する保護部材の脱落や破損を抑制したセンサを提供する。【解決手段】検出素子6と、主体金具5と、主体金具の後端側に配置される筒状の外筒3と、外筒の内側に配置されて該外筒の後端側を閉塞する弾性部材9と、フィルタ部材87と、を備えたセンサ1において、弾性部材には、フィルタ部材を介在させて外筒の内部と外部との大気連通を可能とする大気連通孔91が形成され、さらに、通気性を有する保護部材31であって、自身の外周縁31eの少なくとも一部が大気連通孔の内壁91wに埋設されて大気連通孔を覆うと共に、フィルタ部材の後端側に該フィルタ部材と非接触で配置される保護部材を有することを特徴とする。【選択図】図2
Description
本発明は、検出素子を外筒の内部に保持し、外筒の後端側を弾性部材で閉塞してなるセンサに関する。
従来、ジルコニア等のセラミックスからなる固体電解質体を用い、内燃機関の排出する排気ガス中の特定ガス成分(例えば酸素など)の濃度を検出する検出素子を備えたガスセンサが知られている。この検出素子は、固体電解質体と一対の電極とを備え、各電極をそれぞれ排気ガスと基準ガスに曝させ、各電極の間における酸素分圧の差に応じて排気ガス中の酸素濃度の検出を行うものである。
このようなガスセンサは、検出素子を保持するための主体金具や、検出素子の周囲を覆う外筒を有しており、さらに外筒の後端側には、外筒内を閉塞するためのグロメットが組み付けられている。そして、このグロメットに、基準ガスをガスセンサ内部に導入するための貫通孔を設けると共に、水や異物の侵入を防止するため、貫通孔内に通気性と防水性を有するフィルタを配置している。
このようなガスセンサは、検出素子を保持するための主体金具や、検出素子の周囲を覆う外筒を有しており、さらに外筒の後端側には、外筒内を閉塞するためのグロメットが組み付けられている。そして、このグロメットに、基準ガスをガスセンサ内部に導入するための貫通孔を設けると共に、水や異物の侵入を防止するため、貫通孔内に通気性と防水性を有するフィルタを配置している。
この際、フィルタをグロメットに直接融着して固定すると、排気管からの熱によってグロメットが変形したときにフィルタも変形して破れる場合がある。そこで、フィルタがグロメットの変形に追従して破れることを抑制するため、通気孔を有する筒状の保持部材にフィルタを溶着して接合し、さらにフィルタを保護するメッシュを保持部材の後端に溶着し、この保持部材を貫通孔内に配置する技術が開発されている(特許文献1)。
しかしながら、メッシュを保持部材の後端に溶着した場合、メッシュに異物が衝突したり、ガスセンサが振動した際にメッシュが脱落し、フィルタに異物が直接当たってフィルタが破れるおそれがある。又、メッシュと保持部材とを溶着可能とするため、両部材の材質が制限され、設計の自由度が制限され、コストアップにもなる。
さらに、メッシュが保持部材の後端に溶着されているため、グロメットの後端向き面とメッシュとの距離が近くなり、グロメットの後端側に引き出されたリード線が撓んだ際にメッシュに衝突し易く、これによってもメッシュが脱落し、フィルタが破損するおそれがある。
従って、本発明は、弾性部材に配置されたフィルタ部材を保護する保護部材の脱落や、それによるフィルタ部材の破損を抑制したセンサの提供を目的とする。
さらに、メッシュが保持部材の後端に溶着されているため、グロメットの後端向き面とメッシュとの距離が近くなり、グロメットの後端側に引き出されたリード線が撓んだ際にメッシュに衝突し易く、これによってもメッシュが脱落し、フィルタが破損するおそれがある。
従って、本発明は、弾性部材に配置されたフィルタ部材を保護する保護部材の脱落や、それによるフィルタ部材の破損を抑制したセンサの提供を目的とする。
上記課題を解決するため、本発明のセンサは、軸線方向に延びる検出素子と、前記検出素子の径方向周囲を取り囲む主体金具と、前記主体金具の後端側に配置される筒状の外筒と、前記外筒の内側に配置されて該外筒の後端側を閉塞する弾性部材と、通気性と防水性を有するフィルタ部材と、を備えたセンサにおいて、前記弾性部材には、前記フィルタ部材を介在させて前記外筒の内部と外部との大気連通を可能とする大気連通孔が前記軸線方向に延びるように形成され、さらに、通気性を有する保護部材であって、自身の外周縁の少なくとも一部が前記大気連通孔の内壁に埋設されて前記大気連通孔を覆うと共に、前記フィルタ部材の後端側に該フィルタ部材と非接触で配置される保護部材を有することを特徴とする。
このセンサによれば、保護部材をフィルタ部材の後端側に配置して大気連通孔を覆うことで、フィルタ部材へ異物が直接当たるのを防止し、フィルタ部材を保護することができる。又、保護部材を、弾性部材の大気連通孔の内壁に埋設することで、保護部材を弾性部材等に溶着や接着する場合に比べ、保護部材に異物が衝突したり、センサが振動した際に保護部材が脱落してフィルタ部材の保護ができなくことを抑制できる。
さらに、保護部材が弾性部材に埋設されているため、例えば保護部材を弾性部材後端に接着した場合に比べ、弾性部材の後端向き面と保護部材との距離が遠くなり、弾性部材の後端側に引き出されたリード線が撓んだ際に保護部材に衝突し難くなり、これによっても保護部材が脱落することを抑制できる。
又、保護部材を弾性部材等に溶着不要になるため、保護部材や取付対象の弾性部材の材質が制限されず、設計の自由度を確保し、コストダウンを図ることができる。
さらに、保護部材がフィルタ部材と非接触で配置されるので、フィルタ部材に保護部材が接触し、その接触部位でフィルタ部材の通気性が損なわれることを抑制できる。
さらに、保護部材が弾性部材に埋設されているため、例えば保護部材を弾性部材後端に接着した場合に比べ、弾性部材の後端向き面と保護部材との距離が遠くなり、弾性部材の後端側に引き出されたリード線が撓んだ際に保護部材に衝突し難くなり、これによっても保護部材が脱落することを抑制できる。
又、保護部材を弾性部材等に溶着不要になるため、保護部材や取付対象の弾性部材の材質が制限されず、設計の自由度を確保し、コストダウンを図ることができる。
さらに、保護部材がフィルタ部材と非接触で配置されるので、フィルタ部材に保護部材が接触し、その接触部位でフィルタ部材の通気性が損なわれることを抑制できる。
本発明のセンサにおいて、前記保護部材は、前記大気連通孔に連通する開口部と、該開口部を後端側から覆いつつ、前記開口部の周縁の一部に接続されて前記軸線方向に開口部と隙間を有するカバーとを備えてなってもよい。
このセンサによれば、カバーを形成するのに板材をプレス等で加工すればよく、コスト上優れる。
このセンサによれば、カバーを形成するのに板材をプレス等で加工すればよく、コスト上優れる。
本発明のセンサにおいて、前記保護部材は、メッシュからなってもよい。
このセンサによれば、メッシュとして通気性を向上させることができる。
このセンサによれば、メッシュとして通気性を向上させることができる。
本発明のセンサにおいて、前記保護部材は、前記大気連通孔の内壁に設けられて径方向内側に突出すると共に、それぞれ前記軸線方向に離間する2つのリブに挟持されていてもよい。
このセンサによれば、保護部材を大気連通孔の内壁に確実に保持することができる。
このセンサによれば、保護部材を大気連通孔の内壁に確実に保持することができる。
本発明のセンサにおいて、前記弾性部材には、前記検出素子に電気的に接続されるリード線が挿通されるリード線挿通孔が形成され、前記大気連通孔に隣接する前記弾性部材の第1後端向き面が、前記リード線挿通孔に隣接する前記弾性部材の第2後端向き面よりも先端側に位置してもよい。
このセンサによれば、リード線の基端である第2後端向き面と保護部材との距離がさらに遠くなり、弾性部材の後端側に引き出されたリード線が撓んだ際に保護部材により一層衝突し難くなる。
このセンサによれば、リード線の基端である第2後端向き面と保護部材との距離がさらに遠くなり、弾性部材の後端側に引き出されたリード線が撓んだ際に保護部材により一層衝突し難くなる。
この発明によれば、センサの弾性部材に配置されたフィルタ部材を保護する保護部材の脱落や破損を抑制することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るセンサ(ガスセンサ)1を軸線O方向(先端から後端に向かう方向)に沿う面で切断した断面図、図2は図1の部分拡大図、図3は組み付け前の保護部材の斜視図、図4は組み付け前の弾性部材の斜視図である。
なお、図1に示すガスセンサ1は自動車等の内燃機関のエンジンから排出される排気ガスの排気管(図示外)に取り付けられて使用されるものである。以下では、ガスセンサ1の軸線O方向において、排気管内に挿入される検出素子6の先端に向かう側(閉じている側であり図中下側)を先端側とし、これと反対方向に向かう側(図中上側)を後端側として説明するものとする。
図1は、本発明の実施形態に係るセンサ(ガスセンサ)1を軸線O方向(先端から後端に向かう方向)に沿う面で切断した断面図、図2は図1の部分拡大図、図3は組み付け前の保護部材の斜視図、図4は組み付け前の弾性部材の斜視図である。
なお、図1に示すガスセンサ1は自動車等の内燃機関のエンジンから排出される排気ガスの排気管(図示外)に取り付けられて使用されるものである。以下では、ガスセンサ1の軸線O方向において、排気管内に挿入される検出素子6の先端に向かう側(閉じている側であり図中下側)を先端側とし、これと反対方向に向かう側(図中上側)を後端側として説明するものとする。
図1に示すガスセンサ1は、排気管内を流通する排気ガス中の酸素の濃度を検出するためのセンサであり、細長で先が閉じられた筒状の検出素子6を主体金具5や外筒3、プロテクタ4内に保持した構造を有する。ガスセンサ1からは、この検出素子6の出力する信号を取り出したり、検出素子6に併設されるヒータ7への通電を行ったりするためのリード線18が引き出されている。各リード線18は、ガスセンサ1とは離れた位置に設けられる図示外のセンサ制御装置又は自動車の電子制御装置(ECU)に電気的に接続されている。
ガスセンサ1の検出素子6は、ジルコニアからなる固体電解質体61を有底筒状に形成したものであり、固体電解質体61の内面には、PtまたはPt合金からなる基準電極62がそのほぼ全面を覆うように多孔質状に形成されている。また、固体電解質体61の外面にも、基準電極62と同様に、PtまたはPt合金からなる検出電極63が形成されている。
検出素子6の先端側(閉じている側)は検出部64として構成され、外面の検出電極63が排気管(図示外)内を流通する排気ガス中に晒される。図示しないが、この検出電極63は耐熱性セラミックスよりなる多孔質状の電極保護層により被覆されており、排気ガスによる被毒から保護されている。また、検出素子6の軸線O方向の略中間位置には、径方向外側に向かって突出する鍔状のフランジ部65が設けられている。
そして、検出素子6の筒孔内には、固体電解質体61を加熱して活性化させるための棒状のヒータ7が挿入されている。
検出素子6の先端側(閉じている側)は検出部64として構成され、外面の検出電極63が排気管(図示外)内を流通する排気ガス中に晒される。図示しないが、この検出電極63は耐熱性セラミックスよりなる多孔質状の電極保護層により被覆されており、排気ガスによる被毒から保護されている。また、検出素子6の軸線O方向の略中間位置には、径方向外側に向かって突出する鍔状のフランジ部65が設けられている。
そして、検出素子6の筒孔内には、固体電解質体61を加熱して活性化させるための棒状のヒータ7が挿入されている。
検出素子6は、自身の径方向周囲を筒状の主体金具5に取り囲まれた状態で、その主体金具5の筒孔55内に保持されている。主体金具5はSUS430等のステンレス鋼からなる筒状の部材であり、先端側に、排気管の取付部(図示外)に螺合する雄ねじ部52が形成されている。雄ねじ部52よりも先端側には、その外周に後述するプロテクタ4が係合される先端係合部56が形成されている。検出素子6の検出部64は、この先端係合部56よりも先端側に突出している。
主体金具5の雄ねじ部52の後端側には径方向に拡径された工具係合部53が形成されており、ガスセンサ1を排気管の取付部(図示外)に取り付ける際に使用される取り付け工具が係合される。この工具係合部53と雄ねじ部52との間の部位には、排気管の取付部を介したガス抜けを防止するための環状のガスケット11が嵌挿されている。
そして主体金具5の後端側には、自身の筒孔55内で保持する検出素子6を加締め固定するための加締部57が設けられている。検出素子6の後端部66は、この加締部57よりも後端側に突出している。そして、工具係合部53と加締部57との間には、その外周に、後述する外筒3の先端部3fが係合される後端係合部58が形成されている。
そして主体金具5の後端側には、自身の筒孔55内で保持する検出素子6を加締め固定するための加締部57が設けられている。検出素子6の後端部66は、この加締部57よりも後端側に突出している。そして、工具係合部53と加締部57との間には、その外周に、後述する外筒3の先端部3fが係合される後端係合部58が形成されている。
次に、主体金具5の筒孔55内の先端側にはその内周を径方向内側に向けて突出させた段部59が設けられており、この段部59に、金属製のパッキン12を介し、アルミナからなる筒状の支持部材13が係止されている。支持部材13の内周も段状に形成されており、その段状の部位に配置される金属製のパッキン14を介し、検出素子6のフランジ部65が支持部材13により支持されている。さらに筒孔55内には、支持部材13の後端側に滑石粉末からなる充填部材15が充填され、その充填部材15を支持部材13との間で挟むように、充填部材15の後端側にアルミナ製で筒状のスリーブ16が配置されている。
スリーブ16の後端側には環状のリング17が配置されており、主体金具5の加締部57を径方向内側に加締めることで、リング17を介し、スリーブ16が充填部材15に対して先端側に向かって押しつけられている。この加締部57の加締めを通じ、充填部材15が、主体金具5の段部59に係止された支持部材13に向けて検出素子6のフランジ部65を押圧するよう主体金具5の筒孔55内に圧縮充填されると供に、筒孔55の内周面と検出素子6の外周面との間の間隙が気密に埋められている。このように、検出素子6は、主体金具5の加締部57と段部59との間において挟持された各部材を介し、主体金具5の筒孔55内で保持されている。
次に、主体金具5の先端係合部56には、その先端係合部56から軸線O方向の先端側に向け突出された検出素子6の検出部64を覆うプロテクタ4が、溶接によって組み付けられている。プロテクタ4は、ガスセンサ1が排気管(図示外)に取り付けられた際に排気管内に突き出される検出素子6の検出部64を、排気ガス中に含まれる水滴や異物等の衝突から保護するものである。
プロテクタ4は、有底筒状をなし、開放された側の周縁部が先端係合部56に接合される外側プロテクタ41と、その外側プロテクタ41の内部に固定された有底筒状の内側プロテクタ45とからなる2重構造をなすように構成されている。外側プロテクタ41および内側プロテクタ45の外周壁には内部に排気ガスを導入し、検出素子6の検出部64へと導くための導入口42がそれぞれ開口されている(内側プロテクタ45のガス導入口は図示せず。)。また、外側プロテクタ41および内側プロテクタ45の底壁には、内部に入り込んだ水滴や排気ガスを排出するための排出口43,48がそれぞれ開口されている。
プロテクタ4は、有底筒状をなし、開放された側の周縁部が先端係合部56に接合される外側プロテクタ41と、その外側プロテクタ41の内部に固定された有底筒状の内側プロテクタ45とからなる2重構造をなすように構成されている。外側プロテクタ41および内側プロテクタ45の外周壁には内部に排気ガスを導入し、検出素子6の検出部64へと導くための導入口42がそれぞれ開口されている(内側プロテクタ45のガス導入口は図示せず。)。また、外側プロテクタ41および内側プロテクタ45の底壁には、内部に入り込んだ水滴や排気ガスを排出するための排出口43,48がそれぞれ開口されている。
また、検出素子6の後端部66よりも軸線O方向の後端側には、絶縁性セラミックスからなる筒状のセパレータ8が配置されている。セパレータ8は、4つの接続端子19(図1ではそのうちの3つの接続端子19を示す)をそれぞれ独立に収容する収容部82を有する。収容部82はセパレータ8を軸線O方向に貫通しており、セパレータ8の先端側と後端側との間において通気可能に構成されている。各接続端子19は、検出素子6の基準電極62、検出電極63、およびヒータ7の有する発熱抵抗体に通電するため後端側にて露出された一対の電極71(図1ではそのうちの一方の電極71を示している。)に、それぞれ電気的に接続されるものである。
セパレータ8は、各接続端子19を分離した状態で収容し、接続端子19同士の接触を防止している。各接続端子19には4本のリード線18の芯線がそれぞれ加締め接合されており(図1ではそのうちの2本のリード線18を示している。)、各リード線18は、後述するグロメット9を介してガスセンサ1の外部に引き出されている。また、セパレータ8の外周面には、径方向外側に突出するフランジ部81が設けられており、そのフランジ部81よりも先端側の外周面に、略円筒状の保持金具85が嵌挿されている。
また、セパレータ8の後端側には、フッ素系ゴムからなるグロメット9が配置されている。図4に示すように、グロメット9は、軸線O方向を高さ方向とする略円柱状に形成された部材であり、軸線O方向に貫通する大気連通孔91および4つのリード線挿通孔92を有する。大気連通孔91は、グロメット9の径方向中央に形成され、リード線挿通孔92は、大気連通孔91よりも外周側にて大気連通孔91を取り巻くように、周方向に沿ってそれぞれ形成されている。
大気連通孔91は、図1に示すように、さらにセパレータ8の収容部82を介して、ガスセンサ1内(後述する外筒3内)に大気を導入するために設けられたものである。外筒3内では、検出素子6が、後端部66を突き出した形態で主体金具5に保持されているが、その検出素子6の有底筒内に形成された基準電極62が、大気に晒されるように構成されている。
そして図4に示すように、4つのリード線挿通孔92には、前述した4本のリード線18が、それぞれ独立に挿通される。
なお、グロメット9が特許請求の範囲における「弾性部材」に相当する。
大気連通孔91は、図1に示すように、さらにセパレータ8の収容部82を介して、ガスセンサ1内(後述する外筒3内)に大気を導入するために設けられたものである。外筒3内では、検出素子6が、後端部66を突き出した形態で主体金具5に保持されているが、その検出素子6の有底筒内に形成された基準電極62が、大気に晒されるように構成されている。
そして図4に示すように、4つのリード線挿通孔92には、前述した4本のリード線18が、それぞれ独立に挿通される。
なお、グロメット9が特許請求の範囲における「弾性部材」に相当する。
また、グロメット9の大気連通孔91内には、フィルタ部材87およびその留め金具88が挿入されている。フィルタ部材87は、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂から形成されたミクロンサイズの網目構造を有する薄膜状のフィルタであり、水滴等は通さず大気は連通可能に構成されたものである。また、留め金具88は筒状に形成された部材であり、自身の外周と大気連通孔91の内周との間にフィルタ部材87を挟み、グロメット9に固定する。
さらに、通気性を有する保護部材31が、自身の外周縁31eを大気連通孔91の内壁に埋設させて大気連通孔91を覆っている(図2参照)。又、保護部材31はフィルタ部材87の後端側に非接触で(軸線O方向にフィルタ部材87と離間して)配置されている。
保護部材31については後述する。
さらに、通気性を有する保護部材31が、自身の外周縁31eを大気連通孔91の内壁に埋設させて大気連通孔91を覆っている(図2参照)。又、保護部材31はフィルタ部材87の後端側に非接触で(軸線O方向にフィルタ部材87と離間して)配置されている。
保護部材31については後述する。
次に、主体金具5の後端側には、軸線O方向に延びる金属製筒状の外筒3が組み付けられている。外筒3は、SUS304等のステンレス鋼を軸線O方向に沿って延びる筒状に形成し、さらに略中央より先端側に位置する先端部3fを大径に形成したものである。
この外筒3は、軸線O方向に連ねて配置された検出素子6の後端部66、セパレータ8およびグロメット9の各側面を、周方向に取り囲んだ状態で、主体金具5の後端側に配置される。外筒3の先端部3fは、主体金具5の後端係合部58の外周に嵌められ、外周側から径方向内向きに加締められる。
さらに先端部3fの外周を一周してレーザ溶接が施されることで、外筒3が主体金具5に固定されている。
この外筒3は、軸線O方向に連ねて配置された検出素子6の後端部66、セパレータ8およびグロメット9の各側面を、周方向に取り囲んだ状態で、主体金具5の後端側に配置される。外筒3の先端部3fは、主体金具5の後端係合部58の外周に嵌められ、外周側から径方向内向きに加締められる。
さらに先端部3fの外周を一周してレーザ溶接が施されることで、外筒3が主体金具5に固定されている。
また、セパレータ8のフランジ部81よりも先端側の部分の位置に対応する外筒3の側面は、外周を一周して径方向内向きに加締められている。この位置には保持金具85が配置されており、保持金具85は、自身の内部にセパレータ8を保持した状態で、外筒3内に加締め保持される。
また、セパレータ8のフランジ部81よりも後端側の部分の位置に対応する外筒3の側面は、セパレータ8のフランジ部81よりも径小に形成されている。すなわち、この径小な部位の先端向き面がフランジ部81の後端向き面と当接する。そして、この径小な部位の先端向き面と保持金具85とでフランジ部81が挟まれて、セパレータ8の軸線O方向への移動が規制されている。
そして、外筒3の後端部内にグロメット9が配置され、外筒3の後端部は外周側からグロメット9と共に径方向内向きに加締められ、グロメット9が外筒3に固定されている。
また、セパレータ8のフランジ部81よりも後端側の部分の位置に対応する外筒3の側面は、セパレータ8のフランジ部81よりも径小に形成されている。すなわち、この径小な部位の先端向き面がフランジ部81の後端向き面と当接する。そして、この径小な部位の先端向き面と保持金具85とでフランジ部81が挟まれて、セパレータ8の軸線O方向への移動が規制されている。
そして、外筒3の後端部内にグロメット9が配置され、外筒3の後端部は外周側からグロメット9と共に径方向内向きに加締められ、グロメット9が外筒3に固定されている。
次に、図2、図3を参照し保護部材31について説明する。
図3に示すように、保護部材31は、全体として略円盤状のステンレス板からなり、円盤状の基部31bと、基部31bの中央に貫通する矩形の開口部31hと、開口部31hを後端側から覆うカバー31cと、を一体に備えてなる。カバー31cは、短冊状で長手方向両端がコ字状に折り曲がっている。
保護部材31は、例えば円盤状のステンレス素板に、カバー31cの長辺となる平行な2つの切れ目を入れ、カバー31cとなる部位をプレス加工等で一方の面側に***させる切り曲げ(ランス曲げ)加工で形成することができる。
これにより、軸線O方向から見てカバー31cが開口部31hを後端側から覆う。又、カバー31cの長手方向両端が開口部31hの短辺側の周縁に一体に接続され、軸線O方向にカバー31cと開口部31hとが隙間(スリット)31gを有する。このため、隙間31gから開口部31hに連通して通気性が確保されると共に、軸線O方向から開口部31hへの異物の侵入をカバー31cにより防止する。
図3に示すように、保護部材31は、全体として略円盤状のステンレス板からなり、円盤状の基部31bと、基部31bの中央に貫通する矩形の開口部31hと、開口部31hを後端側から覆うカバー31cと、を一体に備えてなる。カバー31cは、短冊状で長手方向両端がコ字状に折り曲がっている。
保護部材31は、例えば円盤状のステンレス素板に、カバー31cの長辺となる平行な2つの切れ目を入れ、カバー31cとなる部位をプレス加工等で一方の面側に***させる切り曲げ(ランス曲げ)加工で形成することができる。
これにより、軸線O方向から見てカバー31cが開口部31hを後端側から覆う。又、カバー31cの長手方向両端が開口部31hの短辺側の周縁に一体に接続され、軸線O方向にカバー31cと開口部31hとが隙間(スリット)31gを有する。このため、隙間31gから開口部31hに連通して通気性が確保されると共に、軸線O方向から開口部31hへの異物の侵入をカバー31cにより防止する。
一方、図2に示すように、グロメット9の大気連通孔91の後端側には、大気連通孔91の内壁91wから径方向内側に突出する環状の2つのリブ9p1、9p2が形成されている。リブ9p1、9p2は軸線O方向に離間しており、そのうち先端側のリブ9p1よりも後端側のリブ9p2の方が径方向内側に突出している。
そして、大気連通孔91の先端側から保護部材31をグロメット9に挿入し、保護部材31の外周縁31eがリブ9p1を乗り越えるように保護部材31を後端側に圧入すると、保護部材31が2つのリブ9p1、9p2の間に挟持されると共に、保護部材31の外周縁31eが大気連通孔91の内壁91wに埋設されることになる。
そして、大気連通孔91の先端側から保護部材31をグロメット9に挿入し、保護部材31の外周縁31eがリブ9p1を乗り越えるように保護部材31を後端側に圧入すると、保護部材31が2つのリブ9p1、9p2の間に挟持されると共に、保護部材31の外周縁31eが大気連通孔91の内壁91wに埋設されることになる。
以上のように、通気性を有する保護部材31をフィルタ部材87の後端側に配置して大気連通孔91を覆うことで、フィルタ部材87へ異物が直接当たるのを防止し、フィルタ部材87を保護することができる。
又、保護部材31を、グロメット9の大気連通孔91の内壁91wに埋設することで、保護部材31をグロメット9等に溶着や接着する場合に比べ、保護部材31に異物が衝突したり、センサ1が振動した際に保護部材31が脱落してフィルタ部材87の保護ができなくことを抑制できる。
さらに、保護部材31がグロメット9に埋設されているため、例えば保護部材31をグロメット9後端に接着した場合に比べ、グロメット9の後端向き面と保護部材31との距離が遠くなり、グロメット9の後端側に引き出されたリード線18が撓んだ際に保護部材31に衝突し難くなり、これによっても保護部材31が脱落することを抑制できる。
又、保護部材31をグロメット9等に溶着不要になるため、保護部材31や取付対象のグロメット9の材質が制限されず、設計の自由度を確保し、コストダウンを図ることができる。
さらに、保護部材31がフィルタ部材87と非接触で配置されるので、フィルタ部材87に保護部材31が接触し、その接触部位でフィルタ部材87の通気性が損なわれることを抑制できる。
又、保護部材31を、グロメット9の大気連通孔91の内壁91wに埋設することで、保護部材31をグロメット9等に溶着や接着する場合に比べ、保護部材31に異物が衝突したり、センサ1が振動した際に保護部材31が脱落してフィルタ部材87の保護ができなくことを抑制できる。
さらに、保護部材31がグロメット9に埋設されているため、例えば保護部材31をグロメット9後端に接着した場合に比べ、グロメット9の後端向き面と保護部材31との距離が遠くなり、グロメット9の後端側に引き出されたリード線18が撓んだ際に保護部材31に衝突し難くなり、これによっても保護部材31が脱落することを抑制できる。
又、保護部材31をグロメット9等に溶着不要になるため、保護部材31や取付対象のグロメット9の材質が制限されず、設計の自由度を確保し、コストダウンを図ることができる。
さらに、保護部材31がフィルタ部材87と非接触で配置されるので、フィルタ部材87に保護部材31が接触し、その接触部位でフィルタ部材87の通気性が損なわれることを抑制できる。
なお、図4に示すように、本実施形態においては、2つのリード線挿通孔92を囲むグロメット9が後端側にそれぞれ台状に突出し、大気連通孔91を中心に対向する2つの***部91bが形成されている。このため、グロメット9のうち、大気連通孔91に隣接する第1後端向き面9e1が、リード線挿通孔92に隣接する***部91bの第2後端向き面9e2よりも先端側に位置する。
これにより、リード線18の基端である第2後端向き面9e2と保護部材31との距離がさらに遠くなり、グロメット9の後端側に引き出されたリード線18が撓んだ際に保護部材31により一層衝突し難くなる。
これにより、リード線18の基端である第2後端向き面9e2と保護部材31との距離がさらに遠くなり、グロメット9の後端側に引き出されたリード線18が撓んだ際に保護部材31により一層衝突し難くなる。
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
例えば、図5に示すように、保護部材33としてメッシュを用い、この保護部材33をグロメット9にインサート成形してグロメット9に埋設してもよい。この場合、保護部材33の外周縁33eの少なくとも一部が大気連通孔91の内壁91wに埋設され、埋設部位にて内壁91wより径方向内側に突出する2つの保持環9p3、9p4の軸線O方向の隙間に保護部材33が挟持される。
例えば、図5に示すように、保護部材33としてメッシュを用い、この保護部材33をグロメット9にインサート成形してグロメット9に埋設してもよい。この場合、保護部材33の外周縁33eの少なくとも一部が大気連通孔91の内壁91wに埋設され、埋設部位にて内壁91wより径方向内側に突出する2つの保持環9p3、9p4の軸線O方向の隙間に保護部材33が挟持される。
保護部材は通気性を有していればよく、上記した図3に示すスリットを有する形態、図5に示すメッシュの他、エッチング板等であってもよい。但し、図3に示すスリットを有する形態であると、保護部材を形成するのに板材をプレス等で加工すればよく、コスト上優れる。
又、スリットを有する形態として、図3に示すようにカバーの両端が開口部の周縁に接続される形態の他、カバーの一端が開口部の周縁に接続される片持ち式の形態でもよい。又、スリットが一方のみ(いわゆるルーバ状)であってもよい。
保護部材が大気連通孔の内壁に埋設される形態も限定されず、保護部材の外周縁の少なくとも一部が埋設されていればよい。
センサは、ガスセンサに限らず、温度センサ等であってもよい。又、ガスセンサとしては、酸素センサ、NOxセンサ等が挙げられる。
又、スリットを有する形態として、図3に示すようにカバーの両端が開口部の周縁に接続される形態の他、カバーの一端が開口部の周縁に接続される片持ち式の形態でもよい。又、スリットが一方のみ(いわゆるルーバ状)であってもよい。
保護部材が大気連通孔の内壁に埋設される形態も限定されず、保護部材の外周縁の少なくとも一部が埋設されていればよい。
センサは、ガスセンサに限らず、温度センサ等であってもよい。又、ガスセンサとしては、酸素センサ、NOxセンサ等が挙げられる。
1 センサ(ガスセンサ)
3 外筒
5 主体金具
6 検出素子
9 弾性部材(グロメット)
9e1 第1後端向き面
9e2 第2後端向き面
9p1〜9p4 リブ
18 リード線
31、33 保護部材
31e、33e 保護部材の外周縁
31c カバー
31g 隙間(スリット)
31h 開口部
87 フィルタ部材
91 大気連通孔
91w 大気連通孔の内壁
92 リード線挿通孔
O 軸線
3 外筒
5 主体金具
6 検出素子
9 弾性部材(グロメット)
9e1 第1後端向き面
9e2 第2後端向き面
9p1〜9p4 リブ
18 リード線
31、33 保護部材
31e、33e 保護部材の外周縁
31c カバー
31g 隙間(スリット)
31h 開口部
87 フィルタ部材
91 大気連通孔
91w 大気連通孔の内壁
92 リード線挿通孔
O 軸線
Claims (5)
- 軸線方向に延びる検出素子と、
前記検出素子の径方向周囲を取り囲む主体金具と、
前記主体金具の後端側に配置される筒状の外筒と、
前記外筒の内側に配置されて該外筒の後端側を閉塞する弾性部材と、
通気性と防水性を有するフィルタ部材と、
を備えたセンサにおいて、
前記弾性部材には、前記フィルタ部材を介在させて前記外筒の内部と外部との大気連通を可能とする大気連通孔が前記軸線方向に延びるように形成され、
さらに、通気性を有する保護部材であって、自身の外周縁の少なくとも一部が前記大気連通孔の内壁に埋設されて前記大気連通孔を覆うと共に、前記フィルタ部材の後端側に該フィルタ部材と非接触で配置される保護部材を有することを特徴とするセンサ。 - 前記保護部材は、前記大気連通孔に連通する開口部と、該開口部を後端側から覆いつつ、前記開口部の周縁の一部に接続されて前記軸線方向に開口部と隙間を有するカバーとを備えてなることを特徴とする請求項1に記載のセンサ。
- 前記保護部材は、メッシュからなることを特徴とする請求項1に記載のセンサ。
- 前記保護部材は、前記大気連通孔の内壁に設けられて径方向内側に突出すると共に、それぞれ前記軸線方向に離間する2つのリブに挟持されていることを特徴とする請求項1に記載のセンサ。
- 前記弾性部材には、前記検出素子に電気的に接続されるリード線が挿通されるリード線挿通孔が形成され、
前記大気連通孔に隣接する前記弾性部材の第1後端向き面が、前記リード線挿通孔に隣接する前記弾性部材の第2後端向き面よりも先端側に位置することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018060072A JP2019174176A (ja) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | センサ |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP2019174176A (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009168677A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Denso Corp | ガスセンサ |
JP2010151792A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-07-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ及びガスセンサユニット |
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-
2018
- 2018-03-27 JP JP2018060072A patent/JP2019174176A/ja active Pending
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