JP3807373B2 - ガスセンサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【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
【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。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003019265A JP3807373B2 (ja) | 2003-01-28 | 2003-01-28 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003019265A JP3807373B2 (ja) | 2003-01-28 | 2003-01-28 | ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004233096A JP2004233096A (ja) | 2004-08-19 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6907095B2 (ja) * | 2017-10-27 | 2021-07-21 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
-
2003
- 2003-01-28 JP JP2003019265A patent/JP3807373B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2004233096A (ja) | 2004-08-19 |
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