JP5647190B2 - ガスセンサ - Google Patents
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Description
しかしながら、このような構成を有する基体部は、特許文献1に記載された基体部と比較して複雑な構成を有するため、基体部をインサート成形する際に用いられる金型の形状が複雑化しやすいという問題があった。また、保護カバーに設けられた流通孔の位置と、端子の長手方向とが取りうる相対的な位置範囲が、ガスセンサの形状による制限を受けやすいという問題があった。その他にも、樹脂からなる基体部をインサート成形する場合、成形後に発生する樹脂の収縮などによる基体部の変形を防止するために、基体部が取りうる形状に制限があるという問題があった。
本発明のガスセンサは、内燃機関に設けられた流路内を流れるガスに含まれる特定ガス成分の濃度を測定するセンサ素子と、該センサ素子を内部に収納すると共に前記流路内に差し込まれるハウジングと、該ハウジングに取り付けられると共に前記流路の外側に配置される基体部と、を備えるガスセンサであって、前記基体部は、前記基体部における前記ハウジング側の部分である第1基体部と、前記第1基体部とは別に成形され、前記基体部における前記ハウジングと反対側の部分であり、前記センサ素子と電気的に接続される複数の端子が、前記センサ素子の挿入方向に対して交差する方向に延びて内部に配置されたコネクタ部を有する第2基体部と、を備え、第1基体部とハウジングとが溶接により固定されること、を特徴とする。
上記発明において、第1基体部と第2基体部との間に配置されるOリングを備える構成を採ることができる。
このような構成を採ることで、第2基体部を樹脂成形する際に用いられる金型を簡素な形状とすることができ、金型の製造コスト低減を図ると共に金型の長寿命化を図ることができ、ひいてはガスセンサの製造コストの低減を図ることができる。
上記発明において前記第1基体部には、前記ハウジング側の部分であって、前記ハウジングが延びる方向に延びる下側部と、前記第2基体部側の部分であって、前記複数の端子が延びる方向に沿って延びる板状の上側部と、が設けられ、前記上側部における前記ハウジング側の面には凹部が形成されていることが望ましい。
以下、本発明の第1の実施形態に係る酸素センサ1ついて図1から図7を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る酸素センサ1の概略構成を説明する断面視図である。
基体部21は、吸入配管の外側に配置されるものであり、金属などの他の材料と比較して成形性が良好な樹脂により形成されたものである。基体部21は、図1に示すように、下部基体部(第1基体部)22と、上部基体部(第2基体部)23と、蓋部24と、から主に構成されている。基体部21の内部には、後述する複数の端子26と、センサ素子12との導通を図るセパレータ(中継部)25が、配置されている。本実施の形態では、下部基体部22および上部基体部23はポリフェニレンサルファイド樹脂から成形されている例に適用して説明する。
下部基体部22は、基体部21における主体金具13やセンサ素子12に近い側の部分(図1の下側の部分)を構成するものであり、主体金具13と一体にインサート成形される部品である。図2の下部基体部22の構成を説明する部分断面図に示すように、下部基体部22における下側部22Lは、主体金具13の中央と同程度の外形を有する円柱状に形成され、上側部22Uは、下側部22Lよりも径方向外側に突出する板状に形成されている。
組合せ溝22aは、上側部22Uの上面、言い換えると上部基体部23と接触する面に形成された凹部であり、下部基体部22と上部基体部23とが組み合わせられる際に、上部基体部23に設けられた組合せ突起23bと嵌め合わされるものである。さらに、組合せ溝22aは、セパレータ穴22bの周囲を切れ目なく囲んで形成された環状の溝であり、組合せ突起23bと嵌め合わせて溶接することにより、セパレータ25が配置される空間への水などの侵入を防止するものでもある。
まず、図4(a)に示すように、センサ素子12、主体金具13、外部プロテクタ14、セラミックリング15a、第1滑石リング15b、第2滑石リング15c、及びスリーブ15dから構成される素子アセンブリ11が準備される(図1参照)。
次に、本発明の第2の実施形態について図8から図12を参照して説明する。
本実施形態の酸素センサの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、フランジ部が設けられている点が異なっている。よって、本実施形態においては、図8および図12を用いてフランジ部によって第1の実施形態と相違する点についてのみを説明し、第1の実施形態と同様に部分の説明を省略する。図8は、本実施形態に係る酸素センサ101の概略構成を説明する断面視図である。
まず、図10(a)に示すように、センサ素子12、主体金具13、外部プロテクタ14、セラミックリング15a、第1滑石リング15b、第2滑石リング15c、スリーブ15dおよびフランジ部117から構成される素子アセンブリ11が準備される(図8参照)。なお、フランジ部117を主体金具13に固定する際には、溶接などの公知の固定方法を用いることができる。
次に、本発明の第3の実施形態について図13から図15を参照して説明する。
本実施形態の酸素センサの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態と比べて、少なくとも第1基体部が金属製である点で異なっている。よって、本実施形態においては、図13から図15を用いて第1の実施形態と相違する点についてのみを説明し、第1の実施形態と同様に部分の説明を省略する。
本実施形態の酸素センサ301は、図13に示すように、取付部材317を含む素子アセンブリ311と、下部基体部(第1基体部)322を含む基体部321と、を主に備えて構成されている。
貫通孔361aは、上部基体部323における下部基体部322と対向する部分に形成された、酸素センサ1の挿入方向、言い換えると、センサ素子12が延びる方向に貫通する孔である。
Oリング配置部361cは、Oリング363を配置するための溝であり、外側部材361の先端側および後端側にそれぞれ形成されている。Oリング363は、ゴム等の弾性を有する樹脂を用いてリング状に形成された部材であり、断面が円状に形成されたものである。Oリング363は、Oリング配置部361cに配置されることで、上部基体部323(外側部材361)と下部基体部322との間の気密性を高めると共に、上部基体部323(外側部材361)と蓋部324との間の気密性を高める。
上部基体部323の一部が下部基体部322の上側部322Uの内部に配置されることで、複数の金属端子364がそれぞれ複数の導通部材326に電気的に接続される。なお、複数の導通部材326は、セパレータ325の内部に配置されてセンサ素子12やヒータ31と電気的に接続されている。これにより、複数の金属端子364がセンサ素子12やヒータ31と電気的に接続される。
まず、図14の工程Aに示すように、センサ素子12、主体金具313、セラミックリング15a、第1滑石リング15b、第2滑石リング15c、スリーブ15d、金属カップ15e、パッキン15f、外部プロテクタ342および内部プロテクタ343、を主に備えて構成される素子アセンブリ311が準備される。
そして、下部基体部322が固定された素子アセンブリ311に対して、上部基体部323が組み付けられる。このとき、Oリング363がOリング配置部361cに配置されることで、下部基体部322と上部基体部323との間にOリング363が配置される。
このように構成される酸素センサ301は、下部基体部322が金属製(ステンレス)の部材であるため、樹脂製の部材に比べて、耐熱性に優れたものとなり高温環境での使用が可能となる。
Claims (6)
- 内燃機関に設けられた流路内を流れるガスに含まれる特定ガス成分の濃度を測定するセンサ素子と、該センサ素子を内部に収納すると共に前記流路内に差し込まれるハウジングと、該ハウジングに取り付けられると共に前記流路の外側に配置される基体部と、
を備えるガスセンサであって、
前記基体部は、
前記基体部における前記ハウジング側の部分である第1基体部と、
前記第1基体部とは別に成形され、前記基体部における前記ハウジングと反対側の部分であり、前記センサ素子と電気的に接続される複数の端子が、前記センサ素子の挿入方向に対して交差する方向に延びて内部に配置されたコネクタ部を有する第2基体部と、
を備え、
前記第1基体部と前記ハウジングとが溶接により固定されること、
を特徴とするガスセンサ。 - 前記第1基体部と前記第2基体部との間に配置されるOリングを備えること、
を特徴とする請求項1記載のガスセンサ。 - 前記第2基体部は、樹脂で成形されてなること、
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のガスセンサ。 - 前記第2基体部には、前記センサ素子および前記複数の端子を電気的に接続する中継部を収納する貫通孔が設けられ、
前記複数の端子は、前記中継部側の端部において連結部により一体に繋がれた状態で、前記中継部側の端部を前記貫通孔の内部に突出させた状態で前記第2基体部と一体に成形され、
その後、前記貫通孔の側面から内部に向かって突出する前記複数の端子における前記連結部を切り落とすことにより、前記複数の端子は前記第2基体部の内部に配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のガスセンサ。 - 前記第1基体部には、
前記ハウジング側の部分であって、前記ハウジングが延びる方向に延びる下側部と、
前記第2基体部側の部分であって、前記複数の端子が延びる方向に沿って延びる板状の上側部と、が設けられ、
前記上側部における前記ハウジング側の面には凹部が形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のガスセンサ。 - 前記ハウジングには、前記ハウジングの外周から径方向外側に向かって延びる板状のフランジ部が、さらに設けられ、
前記第1基体部は、前記フランジ部を割り面とする第1金型および第2金型により、前記ハウジングおよび前記フランジ部と一体に成形されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のガスセンサ。
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