JP6512033B2 - ガスセンサ取付構造 - Google Patents
ガスセンサ取付構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6512033B2 JP6512033B2 JP2015166114A JP2015166114A JP6512033B2 JP 6512033 B2 JP6512033 B2 JP 6512033B2 JP 2015166114 A JP2015166114 A JP 2015166114A JP 2015166114 A JP2015166114 A JP 2015166114A JP 6512033 B2 JP6512033 B2 JP 6512033B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas sensor
- shielding plate
- element cover
- gas
- mounting structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 42
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 22
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 17
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 13
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 9
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 143
- 230000004044 response Effects 0.000 description 26
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 24
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 12
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 230000003405 preventing effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
上記ガスセンサは、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子と、該センサ素子を内側に保持する絶縁碍子と、該絶縁碍子を内側に保持するハウジングと、該ハウジングの先端側に配設された素子カバーとを備え、
該素子カバーは、上記センサ素子に対して外周側から対向配置された側壁部と、上記センサ素子に対して先端側から対向配置された底壁部とを有し、
上記側壁部には、複数の側面孔が形成され、上記底壁部には底面孔が形成されており、
上記側面孔は、上記センサ素子に設けられた測定電極よりも基端側において周方向の複数個所に配置されており、
上記吸気通路における上記ガスセンサの外周側に隣接する位置には、上記素子カバーの一部を覆う耐熱撥水性樹脂からなる遮蔽板が設けてあり、
該遮蔽板は、軸方向から見たとき、少なくとも上流側から気流方向に対して直交する方向までの角度範囲において、上記素子カバーに対向するように配置されており、かつ、下流側に開放部を有し、
また、上記遮蔽板は、軸方向の先端側にも開放され、上記素子カバーの上記底壁部の全体が、軸方向の先端側に上記遮蔽板から露出していることを特徴とするガスセンサ取付構造にある。
上記ガスセンサ取付構造の実施形態につき、図1〜図5を用いて説明する。
本実施形態のガスセンサ取付構造1は、図1に示すごとく、内燃機関の吸気通路6にガスセンサ10を取り付けてなる構造である。
ガスセンサ10は、図2に示すごとく、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子2と、センサ素子2を内側に保持する絶縁碍子11と、絶縁碍子11を内側に保持するハウジング3と、ハウジング3の先端側に配設された素子カバー4とを備えている。
側壁部41には、複数の側面孔43が形成され、底壁部42には底面孔44が形成されている。
側面孔43は、センサ素子2に設けられた測定電極21よりも基端側において周方向の複数個所に配置されている。
遮蔽板5は、図4、図5に示すごとく、軸方向から見たとき、少なくとも上流側から気流方向Aに対して直交する方向までの角度範囲において、素子カバー4に対向するように配置されており、かつ、下流側に開放部50を有する。
また、ガスセンサ10において、ガスセンサ10を吸気通路6に挿入する側を先端側、その反対側を基端側という。
また、センサ素子2は、複数のセラミック層を積層してなる積層型の素子であり、板棒形状を有する。また、センサ素子2は、ジルコニア等からなる固体電解質体と、該固体電解質体の表面に形成された測定電極21及び基準電極(図示略)等を有する。また、図2に示すごとく、測定電極21はセンサ素子2の先端部付近に設けてある。
ここで、開放部50が60°以上の角度範囲に形成されているとは、軸方向から見たとき、ガスセンサ10の中心Cと開放部50の両端とをそれぞれ結ぶ一対の直線同士がなす下流側の角度θが、60°以上であることを意味する。本明細書において、開放部50が形成された角度範囲とは、この定義に準じて解釈される。また、開放部50が形成された角度範囲、すなわち上記角度θを、適宜「開放角度θ」という。
なお、側面孔43の形成個数にかかわらず、開放角度θの上限は180°である。また、開放部50は、ガスセンサ10の軸方向に平行に、同一の幅にて形成されている。
上記ガスセンサ取付構造1においては、吸気通路6におけるガスセンサ10の外周側に隣接する位置に、遮蔽板5が設けてある。そして、遮蔽板5は、軸方向から見たとき、少なくとも上流側から気流方向Aに対して直交する方向までの角度範囲において、素子カバー4に対向するように配置されている。これにより、吸気通路6を通る吸入ガスが直接ガスセンサ10に当たることを防ぐことができる。それゆえ、吸入ガス中に含まれるデポジットが素子カバー4やセンサ素子2に付着することを抑制することができる。そして、素子カバー4の側面孔43をデポジットが塞ぐことを防ぐことができる。
本例は、図6に示すごとく、ガスセンサ取付構造1における、遮蔽板5の突出長さK(図3参照)が応答性に与える影響につき、評価した例である。
すなわち、上述の実施形態1に示したガスセンサ取付構造1を基本構成として、遮蔽板5の突出長さKを、0.85L〜1.3Lの間で振って、それぞれについてガスセンサの応答性の試験を行った。ここで、Lは吸気通路6への素子カバー4の突出長さLである(図3参照)。
そして、これを複数回繰り返し、複数の応答時間Δt1及び複数の応答時間Δt2の平均値を算出して各ガスセンサ10の平均応答時間Tとした。
本例は、図7に示すごとく、ガスセンサ取付構造1における、遮蔽板5の開放部50の開放角度θ(図4参照)が応答性に与える影響につき、評価した例である。
すなわち、上述の実施形態1に示したガスセンサ取付構造1を基本構成として、開放部50の開放角度θを、0°、45°、60°、120°、180°、270°、360°の7つの水準に設定して、それぞれについて試験を行った。ここで、開放角度θが0°とは、開放部50を設けずに、遮蔽板5をガスセンサ10の全周にわたって円筒状に形成したものである。また、開放角度θが360°とは、遮蔽板を設けないものである。
各試料における、開放部50の開放角度θ以外の構成は、上記7つの水準において同様であり、遮蔽板5の突出長さKは、K=Lとした。その他の構成は、実験例1において示したものと同様である。
本例は、図8に示すごとく、ガスセンサ取付構造1における、遮蔽板5の突出長さK(図3参照)がガスセンサ10へのデポジット付着の防止効果に与える影響につき、評価した例である。
すなわち、上述の実施形態1に示したガスセンサ取付構造1を基本構成として、遮蔽板5の突出長さKを、0.85L〜1.3Lの間で振って、それぞれについてガスセンサ10の応答性の試験を行った。また、比較のために、遮蔽板5を配置せずに、ガスセンサ10のみを吸気通路に取り付けた状態でも、試験を行った。
本例の評価試験に当たっては、それぞれの遮蔽板5をガスセンサ10と共に、エンジンの吸気通路に取り付けた。吸気通路における遮蔽板5及びガスセンサ10を取り付けた部分には、外気とともに、EGRガス及びブローバイガスが混合された吸入ガスが流通するよう構成されている。また、吸気通路の内径は60mmである。
本例は、図9に示すごとく、ガスセンサ取付構造1における、遮蔽板5の開放部50の開放角度θ(図4参照)がデポジット付着の防止効果に与える影響につき、評価した例である。
すなわち、上述の実施形態1に示したガスセンサ取付構造1を基本構成として、開放部50の開放角度θを、0°、45°、60°、90°、120°、180°、270°、360°の8つの水準に設定して、それぞれについて試験を行った。ここで、開放角度θが0°とは、開放部50を設けずに、遮蔽板5をガスセンサ10の全周にわたって円筒状に形成したものである。また、開放角度θが360°とは、遮蔽板を設けないものである。
本例は、図10〜図13に示すごとく、素子カバー4の外周面45と遮蔽板5の内周面55との位置関係、及び、素子カバー4の外周面45と遮蔽板5の開放部50との位置関係について、検討した例である。
素子カバー4の外周面45と遮蔽板5の内周面55とが近すぎると、素子カバー4の外周面45と遮蔽板5の内周面55との間のガスの流れが低下することが懸念されるため、応答性の低下が懸念される。一方、素子カバー4の外周面45と遮蔽板5の開放部50とが近すぎると、遮蔽板5の効果の低下が懸念され、素子カバー4へのデポジットの付着が懸念される。
上述の実施形態1に示したガスセンサ取付構造1を基本構成として、距離D1を1mm〜7mmの7つの水準に設定して、それぞれについて試験を行った。具体的には、図10に示すごとく、素子カバー4に対して、遮蔽板5を気流方向Aと平行にずらすことにより、距離D1を調整して、各水準を設定した。ただし、開放角度θを一定に保つべく、各水準ごとに開放部50の幅を変化させている。また、ガスセンサ10の軸方向と気流方向Aとの双方に直交する方向については、遮蔽板5の中心軸の位置とガスセンサ10(素子カバー4)の中心軸の位置とは、同等の位置にある。
各試料における、素子カバー4と遮蔽板5との位置関係以外の構成は、上記7つの水準において同様である。遮蔽板5の突出長さKは、K=Lとし、開放部50の開放角度θは60°とした。その他の構成は、実験例1において示したものと同様である。
各試料における、素子カバー4と遮蔽板5との位置関係以外の構成は、上記7つの水準において同様である。遮蔽板5の突出長さKは、K=Lとし、開放部50の開放角度θは60°とした。その他の構成は、実験例1において示したものと同様である。
本例も、図14〜図16に示すごとく、素子カバー4の外周面45と遮蔽板5の内周面55との位置関係、及び、素子カバー4の外周面45と遮蔽板5の開放部50との位置関係について、検討した例である。ただし、本例においては、特に遮蔽板5の内周面55と素子カバー4の外周面45とが離れすぎた場合の懸念として、デポジット付着の防止効果の低下の有無について調べた。
これらの9つの水準について、実験例3と同様の評価試験を行った。その結果を、図15に示す。同図から分かるように、距離D3が長いほど、デポジット堆積量が多くなる。そして、D3=9mmのものにおいては、堆積量が、側面孔43の総面積Sの1割を超えていた。一方、D3≦8mmのものにおいては、堆積量が、側面孔43の総面積Sの1割以下である。それゆえ、距離D2を8mm以下とすることにより、素子カバー4へのデポジットの付着を充分に抑制できるといえる。
その結果を、図16に示す。同図から分かるように、距離D3が短いほど、平均応答時間Tが長くなる傾向が観測された。そして、距離D3=1mmとしたものにおいては、平均応答時間Tが長くなってしまう。しかし、距離D3≧2mmとしたものにおいては、平均応答時間Tが、遮蔽板5を設けない場合の平均応答時間T0の1.1倍以下である。それゆえ、距離D3を2mm以上としておけば、遮蔽板5による応答性への影響を充分に抑制できるといえる。
また、上記実施形態1においては、遮蔽板を、ガスセンサと別体の部品として、吸気通路に取り付けた構造を示したが、遮蔽板をガスセンサに取り付けた構造とすることもできる。
10 ガスセンサ
11 絶縁碍子
2 センサ素子
3 ハウジング
4 素子カバー
41 側壁部
42 底壁部
43 側面孔
44 底面孔
5 遮蔽板
50 開放部
A 気流方向
Claims (7)
- 内燃機関の吸気通路(6)にガスセンサ(10)を取り付けてなるガスセンサ取付構造(1)であって、
上記ガスセンサ(10)は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子(2)と、該センサ素子(2)を内側に保持する絶縁碍子(11)と、該絶縁碍子(11)を内側に保持するハウジング(3)と、該ハウジング(3)の先端側に配設された素子カバー(4)とを備え、
該素子カバー(4)は、上記センサ素子(2)に対して外周側から対向配置された側壁部(41)と、上記センサ素子(2)に対して先端側から対向配置された底壁部(42)とを有し、
上記側壁部(41)には、複数の側面孔(43)が形成され、上記底壁部(42)には底面孔(44)が形成されており、
上記側面孔(43)は、上記センサ素子(2)に設けられた測定電極(21)よりも基端側において周方向の複数個所に配置されており、
上記吸気通路(6)における上記ガスセンサ(10)の外周側に隣接する位置には、上記素子カバー(4)の一部を覆う耐熱撥水性樹脂からなる遮蔽板(5)が設けてあり、
該遮蔽板(5)は、軸方向から見たとき、少なくとも上流側から気流方向(A)に対して直交する方向までの角度範囲において、上記素子カバー(4)に対向するように配置されており、かつ、下流側に開放部(50)を有し、
また、上記遮蔽板(5)は、軸方向の先端側にも開放され、上記素子カバー(4)の上記底壁部(42)の全体が、軸方向の先端側に上記遮蔽板(5)から露出していることを特徴とするガスセンサ取付構造(1)。 - 上記側面孔(43)は、周方向に等間隔にn個設けてあり、nは4以上であり、軸方向から見たとき、上記遮蔽板(5)の上記開放部(50)は、360°/n以上の角度範囲に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ取付構造(1)。
- 上記吸気通路(6)への上記遮蔽板(5)の突出長さ(K)は、上記吸気通路(6)への上記素子カバー(4)の突出長さ(L)の0.9〜1.2倍であることを特徴とする請求項1又は2に記載のガスセンサ取付構造(1)。
- 上記素子カバー(4)には、耐熱撥水性樹脂がコーティングされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のガスセンサ取付構造(1)。
- 上記遮蔽板(5)の内周面(55)と上記素子カバー(4)の外周面(45)との距離(D1、D3)は2mm以上であり、かつ、上記遮蔽板(5)の内周面(55)を上記開放部(50)に延長した仮想内周面(550)と上記素子カバー(4)の外周面(45)との距離(D2)は2mm以上であ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ガスセンサ取付構造(1)。
- 上記遮蔽板(5)の内周面(55)と上記素子カバー(4)の外周面(45)との距離(D1、D3)は8mm以下であることを特徴とする請求項5に記載のガスセンサ取付構造(1)。
- 上記素子カバー(4)と上記遮蔽板(5)とは、互いの中心軸を一致させた状態で配置されており、上記遮蔽板(5)の内周面(55)と上記素子カバー(4)の外周面(45)との距離(D3)は2〜8mmであることを特徴とする請求項5に記載のガスセンサ取付構造(1)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015119393.0A DE102015119393A1 (de) | 2014-11-26 | 2015-11-11 | Gassensor-Befestigungsstruktur |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014238652 | 2014-11-26 | ||
JP2014238652 | 2014-11-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016109668A JP2016109668A (ja) | 2016-06-20 |
JP6512033B2 true JP6512033B2 (ja) | 2019-05-15 |
Family
ID=56122145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015166114A Active JP6512033B2 (ja) | 2014-11-26 | 2015-08-25 | ガスセンサ取付構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6512033B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6535593B2 (ja) * | 2015-12-17 | 2019-06-26 | 株式会社Soken | ガスセンサ |
JP2020193879A (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 三菱ふそうトラック・バス株式会社 | ガスセンサ |
JP7329481B2 (ja) * | 2020-07-22 | 2023-08-18 | 株式会社三五 | 排気状態検出装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS523440U (ja) * | 1975-06-24 | 1977-01-11 | ||
DE3743295C1 (de) * | 1987-12-19 | 1988-07-07 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zur Verlaengerung der Lebensdauer und Verbesserung der Messrepraesentanz einer in dem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors eingebauten Lambda-Sonde |
JPH02135649U (ja) * | 1989-04-12 | 1990-11-13 | ||
JP3257432B2 (ja) * | 1997-01-08 | 2002-02-18 | トヨタ自動車株式会社 | 酸素センサ |
JPH10253577A (ja) * | 1997-03-11 | 1998-09-25 | Toyota Motor Corp | 酸素センサ |
JPH10293113A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Toyota Motor Corp | 酸素センサ及びその取付通路構造 |
JPH11344463A (ja) * | 1998-06-02 | 1999-12-14 | Toyota Motor Corp | 酸素濃度センサ |
US20080016946A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Honeywell International Inc. | Gas sensor packaging for elevated temperature and harsh environment and related methods |
JP5171896B2 (ja) * | 2010-07-15 | 2013-03-27 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
JP5204284B2 (ja) * | 2010-11-12 | 2013-06-05 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
JP5408456B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2014-02-05 | トヨタ自動車株式会社 | ガスセンサ |
-
2015
- 2015-08-25 JP JP2015166114A patent/JP6512033B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016109668A (ja) | 2016-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4765865B2 (ja) | ガスセンサ | |
US9915637B2 (en) | Gas sensor | |
JP6512033B2 (ja) | ガスセンサ取付構造 | |
JP6740024B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP6740023B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP6654516B2 (ja) | ガスセンサ | |
US11226321B2 (en) | Gas sensor and protective cover | |
JP2008046102A (ja) | ガスセンサ | |
US20200292422A1 (en) | Sensor device | |
JP5765394B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2014122876A (ja) | ガスセンサ | |
US10866207B2 (en) | Exhaust gas sensor | |
JP2008051006A (ja) | 排気管構造 | |
US11486853B2 (en) | Gas sensor and protective cover | |
JP6233207B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2009145268A (ja) | ガスセンサ | |
US11371975B2 (en) | Gas sensor and protective cover | |
JP5641439B2 (ja) | ガスセンサの被水防止装置 | |
WO2016002658A1 (ja) | アウタカバーとインナカバーを有する素子カバーを備えたガスセンサ | |
JP7465739B2 (ja) | ガスセンサ及び保護カバー | |
WO2019107262A1 (ja) | センサ装置 | |
JP2017223622A (ja) | ガスセンサ | |
JP6535593B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP5769076B2 (ja) | ガスセンサの被水防止装置 | |
JP7261717B2 (ja) | ガスセンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171109 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180710 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180821 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181015 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190312 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190325 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6512033 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |