JP3807373B2 - ガスセンサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサに関し、とくに、内燃機関の排気管に設けられるガスセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の排気管に設けられるガスセンサとして、特開2000−171430号公報に開示されるガスセンサがある。
上記公報には、外側カバー部と内側カバー部の側面に半月状の切れ目を形成し、これによって生じる爪状部をカバー部内側に折り曲げた、ガスセンサが開示されている。爪状部をカバー部内側に折り曲げたので、カバー部内に導入されたガスはカバー部側壁に沿う旋回流になる。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−171430号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
カバー部の軸芯と直交する方向に流れる被測定ガスのガス流量、流速は、エキゾーストマニホルドの形状、ガスセンサの設置場所、運転条件等で大きく変動する。よって、カバー部の底面のガス流通孔付近に発生する負圧も大きく変動する。その結果、ガス流量や流速が小さいときは、内側カバー部の底面のガス流通孔付近に強い負圧は発生しない。また、被測定ガスはカバー部の軸芯と直交する方向からのみカバー部に当るのではなく、カバー部の軸芯と略平行な方向からもカバー部に当る。カバー部軸芯とほぼ平行方向からガスが当たる期間は、内側カバー部の底面のガス流通孔付近には強い負圧は発生しない。
上記公報記載のガスセンサでは、ガス流通孔を通ってカバー部内に導入されたガスが旋回流になるので、内側カバー部の底面のガス流通孔付近に発生した負圧が弱いとき、ガス流通孔を通ってカバー部内に導入されたガスが検出面に届く前に拡散してしまう(拡がってしまう)。そのため、内側カバー部の底面のガス流通孔付近に発生した負圧が弱いとき、検出面に十分な量のガスが届かず、均一な応答性あるいは出力特性が得られない。
本発明の目的は、従来より均一な応答性あるいは出力特性が向上するガスセンサを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) 検出面を有するガス検出素子と、
前記ガス検出素子を覆う内側カバー部と、
前記内側カバー部を覆う外側カバー部と、
を有し、
前記内側カバー部は、前記ガス検出素子の検出面に対向する部位にガス流通孔を有し、該ガス流通孔は前記検出面側に突出する縁部を有し、該縁部は前記内側カバー部の半径方向内側へ延伸している、
ガスセンサ。
【0006】
上記(1)のガスセンサでは、内側カバー部は、ガス検出素子の検出面に対向する部位にガス流通孔を有し、該ガス流通孔は検出面側に突出する縁部を有しているので、カバー部軸芯と直交する方向からカバー部に当るガスのガス流量や流速が小さい期間でも、また、カバー部軸芯とほぼ平行方向からガスが当たる期間でも、検出面対向部位のガス流通孔を通るガスを、検出面に届く前に拡散させることなく(拡がらせることなく)、検出面に当てることができる。その結果、ガス検出素子の検出面に十分なガスが供給されない期間を従来より減少させることができる。したがって、均一な応答性、出力特性が従来より向上する。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明実施例のガスセンサを図1、図2を参照して、説明する。
本発明実施例のガスセンサ10は、自動車搭載用のガスセンサである。ガスセンサ10は、酸素センサ、空燃比センサ、NOxセンサ等のいずれであってもよい。ガスセンサ10は、金属製の管路50(エンジンの排気通路)に、図示略のねじで取付けられる。管路50は、ガスセンサが排気ガスセンサである場合、エキゾーストマニホルドの排気集合部であってもよく、内燃機関の排気管であってもよく、マフラー(消音器)であってもよい。
ガスセンサ10は、積層型のガスセンサであってもよく、コップ型のガスセンサであってもよい(図示例では、ガスセンサ10が積層型のガスセンサである場合を示している)。以下、本発明実施例では、ガスセンサが10が積層型のガスセンサである場合を例にとって説明する。
【0008】
ガスセンサ10は、図1に示すように、検出面21を有するガス検出素子20と、ガス検出素子20を覆う内側カバー部30と、内側カバー部30を覆う外側カバー部40とを、有する。
ガス検出素子20は、断面長方形状である。ガス検出素子20の一表面20aのみが検出面21となっている。ガス検出素子20の、管路50内に入り込む部分は、内側カバー部30と外側カバー部40とにより覆われている。
【0009】
内側カバー部30の形状は、有底円筒形状である。内側カバー部30の軸芯は、ガスセンサ10の軸芯上にある。内側カバー部30は、管路50内を通るガスGを内側カバー部30内に流入、流出させる、ガス流通孔33を複数有する。ガス流通孔33は、内側カバー部30の側壁31と底壁32に設けられている。なお、図2では、ガス流通孔33が側壁31に、内側カバー部30の周方向に等間隔に4個設けられている場合(4等配である場合)を示しているが、内側カバー部30の周方向に等間隔に6個設けられていてもよく(6等配であってもよく)、内側カバー部30の周方向に等間隔に8個設けられていてもよい(8等配であってもよい)。また、図1では、ガス流通孔33が側壁31に、内側カバー部30の軸方向に1段だけ設けられている場合を示しているが、ガス流通孔33は内側カバー部30の軸方向に複数段設けられていてもよい。
【0010】
ガス流通孔33のうちの少なくとも1個のガス流通孔33aは、検出面21に対向する部位に設けられている。検出面21に対向するガス流通孔33aのうちの少なくとも1個のガス流通孔の縁部33bは、検出面21側に突出している。縁部33bは、内側カバー部30の半径方向内側へ延伸している。縁部33bの突出方向先端(検出面21側端)は、検出面21に近接していることが望ましい。検出面21に対向するガス流通孔33aの中心線は、検出面21の面直方向と平行である。
【0011】
外側カバー部40は、有底円筒形状である。外側カバー部40の軸芯は、ガスセンサ10の軸芯上にある。外側カバー部40は、管路50内を通るガスGを外側カバー部40内に流入、流出させる、ガス流通孔43を複数有する。ガス流通孔43は、外側カバー部40の側壁41と底壁42に設けられている。なお、図2では、ガス流通孔43が側壁41に、外側カバー部40の周方向に等間隔に6個設けられている場合(6等配である場合)を示しているが、外側カバー部40の周方向に等間隔に4個設けられていてもよく(4等配であってもよく)、外側カバー部40の周方向に等間隔に8個設けられていてもよい(8等配であってもよい)。また、図1では、ガス流通孔43が側壁41に、外側カバー部40の軸方向に1段だけ設けられている場合を示しているが、ガス流通孔43は外側カバー部40の軸方向に複数段設けられていてもよい。
【0012】
つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
▲1▼管路50内を流れるガスGがガスセンサ10の軸芯とほぼ直交する方向から内外カバー部30、40に当る場合であって、ガス流量や流速が小さいとき、外側カバー部40の直下を流れるガスによる吸出し効果は小さく、内外カバー部30、40の底壁31、41に設けられるガス流通孔43a、33c付近に強い負圧は発生しない。また、▲2▼管路50内を流れるガスGが内外カバー部30、40の軸芯とほぼ平行な方向から内外カバー部30、40に当たるときも、ガス流通孔43a、33c付近には強い負圧は発生しない。よって、▲1▼、▲2▼の場合、内側カバー部30の内側の空間Sに十分なガスが供給されない。
しかし、本発明実施例では、検出面21に対向するガス流通孔33aのうちの少なくとも1個のガス流通孔の縁部33bが検出面21側に突出しているので、縁部33bを有するガス流通孔を通り空間S内に入り込むガスは、拡散することなく(拡がることなく)検出面21に当る。その結果、運転条件、ガス流れの方向等により検出面21に対して十分なガスが供給されない期間を、従来より少なくすることができ、均一な応答性あるいは出力特性が従来より向上する。
【0013】
また、運転条件、ガスセンサ10へのガス流れの方向によらず均一な応答性、出力特性が向上するので、空燃比の検出制度が向上し理論空燃比への制御精度も向上する。その結果、より一層の排気ガスの浄化がはかれる。
【0014】
【発明の効果】
請求項1記載のガスセンサによれば、内側カバー部は、ガス検出素子の検出面に対向する部位にガス流通孔を有し、該ガス流通孔は検出面側に突出する縁部を有しているので、カバー部軸芯と直交する方向からカバー部に当るガスのガス流量や流速が小さい期間でも、また、カバー部軸芯とほぼ平行方向からガスが当たる期間でも、検出面対向部位のガス流通孔を通るガスを、検出面に届く前に拡散させることなく(拡がらせることなく)、検出面に当てることができる。その結果、ガス検出素子の検出面に十分なガスが供給されない期間を従来より減少させることができる。したがって、均一な応答性、出力特性が従来より向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のガスセンサの、管路内に突出する部分を示す断面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【符号の説明】
10 ガスセンサ
20 ガス検出素子
21 検出面
30 内側カバー部
31 内側カバー部の側壁
32 内側カバー部の底壁
33 ガス流通孔
33a 検出面に対向する部位に設けられたガス流通孔
33b 縁部
40 外側カバー部
41 外側カバー部の側壁
42 外側カバー部の底壁
43 ガス流通孔
Claims (1)
- 検出面を有するガス検出素子と、
前記ガス検出素子を覆う内側カバー部と、
前記内側カバー部を覆う外側カバー部と、
を有し、
前記内側カバー部は、前記ガス検出素子の検出面に対向する部位にガス流通孔を有し、該ガス流通孔は前記検出面側に突出する縁部を有し、該縁部は前記内側カバー部の半径方向内側へ延伸している、
ガスセンサ。
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