JP6563845B2 - Sensor - Google Patents
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Description
本発明は、検出素子を保持する主体金具を備えるセンサに関する。 The present invention relates to a sensor including a metallic shell that holds a detection element.
従来、検出素子と、検出素子を保持する主体金具と、主体金具の後端側に配置されて検出素子の後端部を収容する外筒とを備えるセンサが知られている。
このようなセンサは、外筒の後端側開口部を通じて外筒の外部から外筒の内部に挿入されて検出素子に接続されるリード線と、リード線が互いに接触しないようにしてリード線が検出素子と電気的に接続された状態を保持するセパレータとを備えている（例えば、特許文献１を参照）。
2. Description of the Related Art Conventionally, a sensor is known that includes a detection element, a metal shell that holds the detection element, and an outer cylinder that is disposed on the rear end side of the metal shell and accommodates the rear end portion of the detection element.
Such a sensor has a lead wire inserted into the outer tube from the outside of the outer tube through the rear end side opening of the outer tube and connected to the detection element, and the lead wire is not in contact with each other. And a separator that maintains a state of being electrically connected to the detection element (see, for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献１に記載のセンサでは、外筒とセパレータとの間の隙間が狭いために、外部から外筒に加えられた外力（例えば、飛石）により外筒が変形した場合に外筒がセパレータに接触してしまいセパレータが破損してしまうおそれがあった。 However, in the sensor described in Patent Document 1, since the gap between the outer cylinder and the separator is narrow, the outer cylinder is deformed when the outer cylinder is deformed by an external force (for example, stepping stones) applied to the outer cylinder from the outside. There was a possibility that the separator would be damaged due to contact with the separator.
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、セパレータの破損を軽減することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to reduce the breakage of the separator.
上記目的を達成するためになされた本発明のセンサは、軸線方向に延びる長尺状に形成された検出素子と、主体金具と、セパレータと、外筒とを備える。
主体金具は、検出素子の後端が突き出た状態で検出素子を取り囲む。セパレータは、主体金具よりも後端側に配置されて検出素子の後端部を取り囲む。外筒は、軸線方向に延びる筒状に形成され、セパレータを収容し、主体金具の後端側に配置される。
The sensor of the present invention made to achieve the above object includes a detection element formed in a long shape extending in the axial direction, a metal shell, a separator, and an outer cylinder.
The metal shell surrounds the detection element with the rear end of the detection element protruding. The separator is disposed on the rear end side of the metal shell and surrounds the rear end portion of the detection element. The outer cylinder is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction, accommodates the separator, and is disposed on the rear end side of the metal shell.
そして本発明のセンサは、軸線方向に延びる筒状に形成されて、主体金具の後端側であって且つ軸線方向に対して垂直な径方向における主体金具と外筒との間に配置され、軸線方向における先端で開口している先端側開口部が主体金具の後端部に嵌め込まれた状態で主体金具に固定されるスペーサを備える。また本発明のセンサでは、外筒は、スペーサを介して主体金具に固定される。 The sensor of the present invention is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction, and is disposed between the metallic shell and the outer cylinder in the radial direction on the rear end side of the metallic shell and perpendicular to the axial direction, There is provided a spacer that is fixed to the metal shell in a state in which a front-end opening that is open at the tip in the axial direction is fitted into the rear end of the metal shell. In the sensor of the present invention, the outer cylinder is fixed to the metal shell via a spacer.
このように構成された本発明のセンサでは、主体金具の後端に嵌め込まれたスペーサの厚さの分だけ、スペーサに嵌め込まれる外筒開口部の内径を大きくすることができ、これにより、外筒の内径を大きくすることができる。これにより本発明のセンサは、外筒と、外筒の内部に収容されているセパレータとの間の空間を広くすることができ、セパレータの破損を軽減することができる。 In the sensor of the present invention configured as described above, the inner diameter of the outer cylinder opening fitted into the spacer can be increased by the thickness of the spacer fitted into the rear end of the metal shell. The inner diameter of the tube can be increased. Thereby, the sensor of this invention can widen the space between an outer cylinder and the separator accommodated in the inside of an outer cylinder, and can reduce the failure | damage of a separator.
また本発明のセンサでは、スペーサは、先端側開口部から軸線方向に対して垂直な径方向に沿って外側へ突出するフランジ部を有するようにしてもよい。これにより、外筒の先端側の端部と主体金具とが接触しないようにして外筒をスペーサを介して主体金具の後端に嵌め込む製造工程を行う場合に、既に主体金具の後端に嵌め込まれているスペーサのフランジ部に外筒の先端側の端部を突き当てるように外筒を主体金具の後端に嵌め込めばよい。このため、本発明のセンサは、外筒を主体金具の後端に嵌め込むときに外筒と主体金具とが接触しないようするための作業が容易となり、センサの製造工程を簡略化することができる。 In the sensor of the present invention, the spacer may have a flange portion that protrudes outward along a radial direction perpendicular to the axial direction from the opening on the front end side. As a result, when the manufacturing process for fitting the outer cylinder to the rear end of the metallic shell through the spacer is performed so that the end portion on the front end side of the outer cylinder and the metallic shell do not contact, What is necessary is just to insert an outer cylinder in the rear end of a main metal fitting so that the edge part of the front end side of an outer cylinder may contact | abut to the flange part of the spacer currently inserted. For this reason, the sensor of the present invention facilitates the work for preventing the outer cylinder and the metal shell from coming into contact with each other when the outer cylinder is fitted to the rear end of the metal shell, thereby simplifying the sensor manufacturing process. it can.
また本発明のセンサでは、スペーサの厚さは、主体金具においてスペーサが嵌め込まれている箇所の厚さよりも小さいようにしてもよい。これにより、レーザ溶接によってスペーサを主体金具に固定する場合において、スペーサを貫通する程度のエネルギーを有するレーザ光を照射すればよいため、本発明のセンサは、レーザ光が主体金具まで貫通してしまうという事態の発生を抑制することができる。 In the sensor of the present invention, the thickness of the spacer may be smaller than the thickness of the portion where the spacer is fitted in the metal shell. As a result, when the spacer is fixed to the metal shell by laser welding, it is only necessary to irradiate laser light having an energy that penetrates the spacer, so that the sensor of the present invention penetrates the laser beam to the metal shell. The occurrence of the situation can be suppressed.
また本発明のセンサにおいて、主体金具は、検出素子を保持する筒状の本体部と、本体部を取り囲み、本体部に対して回転自在であり、取付対象体の取付孔にネジ止めされるネジ部が外表面に形成された筒状の取付部とを備えている場合には、スペーサの先端側開口部は、本体部の後端部に固定されるようにするとよい。 Further, in the sensor of the present invention, the metal shell surrounds the cylindrical main body portion that holds the detection element and the main body portion, is rotatable with respect to the main body portion, and is screwed into the mounting hole of the mounting target body. When the portion includes a cylindrical attachment portion formed on the outer surface, the front end side opening of the spacer may be fixed to the rear end portion of the main body.
このように取付部が本体部に対して回転自在に構成されている場合には、取付部の強度を確保するために、筒状の取付部の内径を比較的小さくする必要がある。通常は取付孔の径が予め設定されており、取付部の外径を変更することができないためである。このため、筒状の取付部の内部に配置される本体部の外径を大きくすることが特に制限される傾向にある。これに対し、本発明のセンサは、本体部の外径を大きくすることが制限される場合であっても、スペーサの先端側開口部を本体部の後端部に固定することにより、本体部の外径を大きくすることなく、外筒の内径を大きくすることができる。 As described above, when the attachment portion is configured to be rotatable with respect to the main body portion, the inner diameter of the cylindrical attachment portion needs to be relatively small in order to ensure the strength of the attachment portion. This is because the diameter of the mounting hole is usually set in advance and the outer diameter of the mounting portion cannot be changed. For this reason, it tends to be particularly limited to increase the outer diameter of the main body disposed inside the cylindrical mounting portion. On the other hand, the sensor of the present invention can fix the main body portion by fixing the opening on the front end side of the spacer to the rear end portion of the main body portion even when the increase in the outer diameter of the main body portion is restricted. The inner diameter of the outer cylinder can be increased without increasing the outer diameter.
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された実施形態のガスセンサ１は、図１に示すように、主体金具２と、ガスセンサ素子３と、保持部４と、プロテクタ５と、外筒６と、スペーサ７と、複数のリード線８と、複数の接続端子９と、分離部１０と、グロメット１１を備える。図１において、ガスセンサ１の下端側を先端側ＦＥといい、ガスセンサ１の上端側を後端側ＢＥという。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the gas sensor 1 of the embodiment to which the present invention is applied includes a metal shell 2, a gas sensor element 3, a holding unit 4, a protector 5, an outer cylinder 6, a spacer 7, and a plurality of A lead wire 8, a plurality of connection terminals 9, a separation part 10, and a grommet 11 are provided. In FIG. 1, the lower end side of the gas sensor 1 is referred to as a front end side FE, and the upper end side of the gas sensor 1 is referred to as a rear end side BE.
主体金具２は、例えばステンレス等の耐熱金属で筒状に形成された部材である。主体金具２は、本体部２１と取付部２２を備える。
本体部２１は、ガスセンサ１の軸線Ｏの方向（以下、軸線方向ＤＡという）に延びる円筒状に形成された部材である。また本体部２１は、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔２１ａを備える。貫通孔２１ａの内周壁には、径方向内側に向かって突出する段部２１ｂが形成されている。
The metal shell 2 is a member formed in a cylindrical shape with a heat-resistant metal such as stainless steel. The metal shell 2 includes a main body portion 21 and an attachment portion 22.
The main body 21 is a member formed in a cylindrical shape extending in the direction of the axis O of the gas sensor 1 (hereinafter referred to as the axis direction DA). The main body 21 includes a through hole 21a penetrating along the axial direction DA. On the inner peripheral wall of the through hole 21a, a stepped portion 21b is formed that protrudes radially inward.
取付部２２は、本体部２１に対して回転自在となるように本体部２１を取り囲んでいる筒状部材であり、六角部２２ａとネジ部２２ｂを備える。
六角部２２ａは、本体部２１の外周から径方向に沿って外側へ延びて外周が六角形の板状に形成されている。六角部２２ａは、ガスセンサ１を排気管に取り付けるときに六角レンチ等の取付工具を嵌合させるための部位である。
The attachment portion 22 is a cylindrical member that surrounds the main body portion 21 so as to be rotatable with respect to the main body portion 21, and includes a hexagonal portion 22a and a screw portion 22b.
The hexagonal portion 22a extends outward from the outer periphery of the main body portion 21 along the radial direction, and the outer periphery is formed in a hexagonal plate shape. The hexagonal portion 22a is a portion for fitting an attachment tool such as a hexagon wrench when the gas sensor 1 is attached to the exhaust pipe.
ネジ部２２ｂは、六角部２２ａより先端側ＦＥに位置し、本体部２１の外周から径方向に沿って外側へ延びて外周に雄ネジが形成されている。この雄ネジは、ガスセンサ１を内燃機関の排気管に取り付けるために排気管に設けられている取付ネジ孔に嵌め合わせることが可能な形状を有する。 The screw portion 22b is located on the tip side FE from the hexagonal portion 22a, extends outward from the outer periphery of the main body portion 21 along the radial direction, and has a male screw formed on the outer periphery. The male screw has a shape that can be fitted into an attachment screw hole provided in the exhaust pipe in order to attach the gas sensor 1 to the exhaust pipe of the internal combustion engine.
ガスセンサ素子３は、素子本体部３１と保護層３２を備える。素子本体部３１は、軸線方向ＤＡに延びる長尺の板状に形成されている。そして、素子本体部３１の先端側ＦＥに、ガスセンサ素子３が晒される測定対象ガス（本実施形態では内燃機関の排気ガス）に含まれる特定ガス（本実施形態では酸素）の濃度を検出する検知部３１ａが形成されている。保護層３２は、多孔質状のアルミナで形成されており、少なくとも検知部３１ａを覆うようにして素子本体部３１の先端側ＦＥに配置される。 The gas sensor element 3 includes an element main body 31 and a protective layer 32. The element body 31 is formed in a long plate shape extending in the axial direction DA. And detection which detects the density | concentration of the specific gas (this embodiment oxygen) contained in the measurement object gas (this embodiment exhaust gas of an internal combustion engine) to which the gas sensor element 3 is exposed to the front end side FE of the element main body 31 A portion 31a is formed. The protective layer 32 is made of porous alumina, and is disposed on the front end side FE of the element main body 31 so as to cover at least the detection unit 31a.
保持部４は、セラミックホルダ４１と滑石粉末４２とセラミックスリーブ４３とパッキン４４を備える。
セラミックホルダ４１は、本体部２１の段部２１ｂによって支持された状態で本体部２１の貫通孔２１ａ内に収容可能な略円筒状に形成されたアルミナ製の部材である。セラミックホルダ４１には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔４１ａが形成されており、貫通孔４１ａ内にガスセンサ素子３が挿入される。
The holding unit 4 includes a ceramic holder 41, talc powder 42, a ceramic sleeve 43, and a packing 44.
The ceramic holder 41 is an alumina member formed in a substantially cylindrical shape that can be accommodated in the through hole 21 a of the main body 21 while being supported by the stepped portion 21 b of the main body 21. The ceramic holder 41 is formed with a through hole 41a penetrating along the axial direction DA, and the gas sensor element 3 is inserted into the through hole 41a.
滑石粉末４２は、セラミックホルダ４１よりも後端側ＢＥで本体部２１の貫通孔２１ａ内に充填される。
セラミックスリーブ４３は、本体部２１の貫通孔２１ａ内に収容可能な略円筒状に形成されたアルミナ製の部材である。セラミックスリーブ４３には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔４３ａが形成されており、貫通孔４３ａ内にガスセンサ素子３が挿入される。これにより、セラミックスリーブ４３は、滑石粉末４２よりも後端側ＢＥで本体部２１の貫通孔２１ａ内に収容される。
The talc powder 42 is filled in the through hole 21a of the main body 21 on the rear end side BE from the ceramic holder 41.
The ceramic sleeve 43 is an alumina member formed in a substantially cylindrical shape that can be accommodated in the through hole 21 a of the main body 21. The ceramic sleeve 43 is formed with a through hole 43a penetrating along the axial direction DA, and the gas sensor element 3 is inserted into the through hole 43a. Thereby, the ceramic sleeve 43 is accommodated in the through hole 21 a of the main body 21 on the rear end side BE from the talc powder 42.
パッキン４４は、本体部２１の貫通孔２１ａ内に収容可能な円環状に形成された部材である。パッキン４４は、セラミックスリーブ４３と、本体部２１における後端側ＢＥの端部２１ｃとの間に配置される。本体部２１の端部２１ｃは、パッキン４４を介してセラミックスリーブ４３を先端側ＦＥへ押し付けるように加締められる。これにより、滑石粉末４２が圧縮充填され、保持部４は、ガスセンサ素子３の先端側ＦＥが主体金具２の先端側ＦＥより突出するとともに、ガスセンサ素子３の後端側ＢＥが主体金具２の後端側ＢＥより突出する状態で、ガスセンサ素子３を保持する。 The packing 44 is a member formed in an annular shape that can be accommodated in the through hole 21 a of the main body 21. The packing 44 is disposed between the ceramic sleeve 43 and the end portion 21 c on the rear end side BE in the main body portion 21. The end 21c of the main body 21 is crimped so as to press the ceramic sleeve 43 against the distal end FE via the packing 44. As a result, the talc powder 42 is compressed and filled, and the holding portion 4 has the front end FE of the gas sensor element 3 protruding from the front end FE of the metal shell 2 and the rear end BE of the gas sensor element 3 is behind the metal shell 2. The gas sensor element 3 is held in a state protruding from the end side BE.
プロテクタ５は、主体金具２から突出するガスセンサ素子３の先端側ＦＥの端部を覆うように筒状に形成された金属製の部材である。プロテクタ５には、複数のガス取入孔５ａが形成されている。プロテクタ５は、溶接により、主体金具２の先端側ＦＥの外周に接合されている。 The protector 5 is a metal member formed in a cylindrical shape so as to cover the end portion of the front end side FE of the gas sensor element 3 protruding from the metal shell 2. A plurality of gas intake holes 5 a are formed in the protector 5. The protector 5 is joined to the outer periphery of the front end side FE of the metal shell 2 by welding.
プロテクタ５は、二重構造をなしており、外側プロテクタ５１と内側プロテクタ５２を備える。外側には、有底円筒状の外側プロテクタ５１が配置され、内側には、有底円筒状の内側プロテクタ５２が配置される。 The protector 5 has a double structure and includes an outer protector 51 and an inner protector 52. A bottomed cylindrical outer protector 51 is disposed on the outer side, and a bottomed cylindrical inner protector 52 is disposed on the inner side.
外筒６は、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された金属製の部材である。外筒６は、先端側ＦＥの端部の開口部６ａ内に、主体金具２の後端側ＢＥの端部をスペーサ７を介して嵌め込んだ状態で固定される。 The outer cylinder 6 is a metal member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The outer cylinder 6 is fixed in a state in which the end of the rear end BE of the metal shell 2 is fitted through the spacer 7 in the opening 6a at the end of the front end FE.
スペーサ７は、図２に示すように、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成された金属製の部材である。スペーサ７は、先端側ＦＥの端部の開口部７ａにおいてその外周から径方向に沿って外側へ延びる円環状に形成されたフランジ部７ｂを備える。 As shown in FIG. 2, the spacer 7 is a metal member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The spacer 7 includes a flange portion 7b formed in an annular shape extending outward from the outer periphery of the opening 7a at the end portion of the front end side FE along the radial direction.
スペーサ７は、図３に示すように、スペーサ７が外筒６と主体金具２との間に挟まれた状態で、且つ、スペーサ７の開口部内に主体金具２の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。またスペーサ７は、フランジ部７ｂが外筒６の先端側ＦＥの端部よりも先端側ＦＥに位置するように配置される。 As shown in FIG. 3, the spacer 7 is in a state where the spacer 7 is sandwiched between the outer cylinder 6 and the metal shell 2, and the end portion of the rear end BE of the metal shell 2 in the opening of the spacer 7. It is fixed in a state where it is fitted. In addition, the spacer 7 is disposed such that the flange portion 7 b is positioned on the distal end side FE with respect to the end portion on the distal end side FE of the outer cylinder 6.
またスペーサ７の厚さＷ１は、主体金具２においてスペーサ７が嵌め込まれている箇所の厚さＷ２よりも小さい。
複数のリード線８は、図１に示すように、素子本体部３１の後端側ＢＥに形成された複数の電極パッド（不図示）のそれぞれに対応して設けられており、素子本体部３１と、ガスセンサ素子３を駆動制御するセンサ制御装置とを電気的に接続するための導線である（図１では２本のリード線８を示す）。
Further, the thickness W1 of the spacer 7 is smaller than the thickness W2 of the portion of the metal shell 2 where the spacer 7 is fitted.
As shown in FIG. 1, the plurality of lead wires 8 are provided corresponding to each of a plurality of electrode pads (not shown) formed on the rear end BE of the element body 31. And a sensor control device for driving and controlling the gas sensor element 3 (FIG. 1 shows two lead wires 8).
複数の接続端子９は、複数のリード線８のそれぞれに対応して設けられ、対応するリード線８の一端部に取り付けられる。
分離部１０は、セパレータ１０１と保持部材１０２を備える。セパレータ１０１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたセラミック製の部材であり、外筒６内に配置される。セパレータ１０１の内部には、複数の接続端子９と、素子本体部３１の後端側ＢＥの一部分とを収容可能な空間が形成されている。セパレータ１０１は、複数の接続端子９の後端側ＢＥがセパレータ１０１の後端側ＢＥより突出しており且つ複数の接続端子９が互いに接触しない状態を保持して、複数の接続端子９を内部に収容する。またセパレータ１０１は、複数の接続端子９がそれぞれ素子本体部３１の電極パッドに接触している状態を保持する。また、セパレータ１０１の後端側ＢＥの外周面には、径方向に沿って外側へ延びる鍔部１０１ａが形成されている。
The plurality of connection terminals 9 are provided corresponding to each of the plurality of lead wires 8 and attached to one end of the corresponding lead wire 8.
The separation unit 10 includes a separator 101 and a holding member 102. The separator 101 is a ceramic member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA, and is disposed in the outer cylinder 6. Inside the separator 101, a space capable of accommodating a plurality of connection terminals 9 and a part of the rear end BE of the element main body 31 is formed. The separator 101 maintains the state in which the rear end BE of the plurality of connection terminals 9 protrudes from the rear end BE of the separator 101 and the plurality of connection terminals 9 are not in contact with each other. Accommodate. In addition, the separator 101 maintains a state in which the plurality of connection terminals 9 are in contact with the electrode pads of the element main body 31. In addition, a flange 101a is formed on the outer peripheral surface of the rear end BE of the separator 101 so as to extend outward along the radial direction.
保持部材１０２は、本体部１０２ａと湾曲部１０２ｂを備える。本体部１０２ａは、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された金属製の部材である。湾曲部１０２ｂは、本体部１０２ａの後端側ＢＥから延びてＵ字状に曲げられた部材である。保持部材１０２は、鍔部１０１ａよりも先端側ＦＥで外筒６とセパレータ１０１との間に位置するように設置される。これにより、本体部１０２ａは、外筒６の内周面に接触する状態となり、湾曲部１０２ｂは、セパレータ１０１の鍔部１０１ａをその内側に向けて押し付ける状態となる。このため、セパレータ１０１は保持部材１０２によって外筒６内に保持される。 The holding member 102 includes a main body portion 102a and a bending portion 102b. The main body 102a is a metal member formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The curved portion 102b is a member that extends from the rear end BE of the main body portion 102a and is bent into a U shape. The holding member 102 is installed so as to be positioned between the outer cylinder 6 and the separator 101 at the front end side FE from the flange portion 101a. As a result, the main body portion 102a comes into contact with the inner peripheral surface of the outer cylinder 6, and the bending portion 102b comes into a state of pressing the flange portion 101a of the separator 101 toward the inside thereof. For this reason, the separator 101 is held in the outer cylinder 6 by the holding member 102.
グロメット１１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたフッ素ゴム製の弾性部材である。グロメット１１には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する複数の貫通孔が形成されている。複数の貫通孔は、上記の複数のリード線８のそれぞれに対応して設けられており、複数の貫通孔には、それぞれ対応するリード線８が挿入される。 The grommet 11 is an elastic member made of fluororubber formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA. The grommet 11 is formed with a plurality of through holes penetrating along the axial direction DA. The plurality of through holes are provided corresponding to each of the plurality of lead wires 8, and the corresponding lead wires 8 are inserted into the plurality of through holes, respectively.
グロメット１１は、外筒６における後端側ＢＥの端部の開口部６ｂの内側に配置され、外筒６を介して径方向に加締められる。これにより、外筒６における後端側ＢＥの端部の開口部６ｂが閉塞される。 The grommet 11 is disposed inside the opening 6 b at the end of the rear end BE of the outer cylinder 6 and is crimped in the radial direction via the outer cylinder 6. Thereby, the opening part 6b of the edge part of the rear end side BE in the outer cylinder 6 is obstruct | occluded.
このように構成されたガスセンサ１は、軸線方向ＤＡに延びる長尺状に形成されたガスセンサ素子３と、主体金具２と、セパレータ１０１と、外筒６とを備える。
主体金具２は、ガスセンサ素子３の後端が突き出た状態でガスセンサ素子３を取り囲む。セパレータ１０１は、主体金具２よりも後端側ＢＥに配置されてガスセンサ素子３の後端部を取り囲む。外筒６は、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成され、セパレータ１０１を収容し、主体金具２の後端側ＢＥに配置される。
The gas sensor 1 configured as described above includes a gas sensor element 3 formed in an elongated shape extending in the axial direction DA, a metal shell 2, a separator 101, and an outer cylinder 6.
The metal shell 2 surrounds the gas sensor element 3 with the rear end of the gas sensor element 3 protruding. The separator 101 is disposed on the rear end BE from the metal shell 2 and surrounds the rear end of the gas sensor element 3. The outer cylinder 6 is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA, accommodates the separator 101, and is disposed on the rear end BE of the metal shell 2.
そしてガスセンサ１は、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成されて、主体金具２の後端側ＢＥであって且つ軸線方向ＤＡに対して垂直な径方向における主体金具２と外筒６との間に配置され、軸線方向ＤＡにおける先端で開口している開口部７ａが主体金具２の後端部に嵌め込まれた状態で主体金具２に固定されるスペーサ７を備える。またガスセンサ１では、外筒６は、スペーサ７を介して主体金具２に固定される。 The gas sensor 1 is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction DA, and is between the metallic shell 2 and the outer cylinder 6 in the radial direction which is the rear end BE of the metallic shell 2 and is perpendicular to the axial direction DA. And a spacer 7 that is fixed to the metal shell 2 in a state in which an opening 7 a that is open at the tip in the axial direction DA is fitted to the rear end of the metal shell 2. In the gas sensor 1, the outer cylinder 6 is fixed to the metal shell 2 via a spacer 7.
このように構成されたガスセンサ１では、主体金具２の後端に嵌め込まれたスペーサ７の厚さの分だけ、スペーサ７に嵌めこまれる開口部６ａの内径を大きくすることができ、これにより、外筒６の内径を大きくすることができる。これによりガスセンサ１は、外筒６と、外筒６の内部に収容されているセパレータ１０１との間の空間を広くすることができ、セパレータ１０１の破損を軽減することができる。 In the gas sensor 1 configured as described above, the inner diameter of the opening 6a fitted into the spacer 7 can be increased by the thickness of the spacer 7 fitted into the rear end of the metal shell 2, The inner diameter of the outer cylinder 6 can be increased. Thereby, the gas sensor 1 can widen the space between the outer cylinder 6 and the separator 101 accommodated in the outer cylinder 6, and can reduce the breakage of the separator 101.
またガスセンサ１では、スペーサ７は、開口部７ａから軸線方向ＤＡに対して垂直な径方向に沿って外側へ突出するフランジ部７ｂを有する。これにより、外筒６の先端側ＦＥの端部と主体金具２とが接触しないようにして外筒６をスペーサ７を介して主体金具２の後端に嵌め込む製造工程を行う場合に、既に主体金具２の後端に嵌め込まれているスペーサ７のフランジ部７ｂに外筒６の先端側ＦＥの端部を突き当てるように外筒６を主体金具２の後端に嵌め込めばよい。このため、ガスセンサ１は、外筒６を主体金具２の後端に嵌め込むときに外筒６と主体金具２とが接触しないようするための作業が容易となり、ガスセンサ１の製造工程を簡略化することができる。 In the gas sensor 1, the spacer 7 has a flange portion 7b that protrudes outward from the opening portion 7a along the radial direction perpendicular to the axial direction DA. As a result, when the manufacturing process for fitting the outer cylinder 6 to the rear end of the metal shell 2 via the spacer 7 is performed so that the end of the outer tube 6 on the front end side FE and the metal shell 2 are not in contact with each other. The outer cylinder 6 may be fitted into the rear end of the metal shell 2 so that the end portion of the front end side FE of the outer cylinder 6 is brought into contact with the flange portion 7b of the spacer 7 fitted into the rear end of the metal shell 2. For this reason, the gas sensor 1 facilitates the work for preventing the outer cylinder 6 and the metal shell 2 from coming into contact with each other when the outer cylinder 6 is fitted to the rear end of the metal shell 2, thereby simplifying the manufacturing process of the gas sensor 1. can do.
またガスセンサ１では、スペーサ７の厚さＷ１は、主体金具２においてスペーサ７が嵌め込まれている箇所の厚さＷ２よりも小さい。これにより、レーザ溶接によってスペーサ７を主体金具２に固定する場合において、スペーサ７を貫通する程度のエネルギーを有するレーザ光を照射すればよくなるため、ガスセンサ１は、レーザ光が主体金具２まで貫通してしまうという事態の発生を抑制することができる。 In the gas sensor 1, the thickness W <b> 1 of the spacer 7 is smaller than the thickness W <b> 2 of the metal fitting 2 where the spacer 7 is fitted. As a result, when the spacer 7 is fixed to the metal shell 2 by laser welding, it is only necessary to irradiate the laser beam having energy that penetrates the spacer 7. It is possible to suppress the occurrence of such a situation.
またガスセンサ１では、主体金具２は、ガスセンサ素子３を保持する筒状の本体部２１と、本体部２１を取り囲み、本体部２１に対して回転自在であり、排気管の取付ネジ孔にネジ止めされるネジ部２２ｂが外表面に形成された筒状の取付部２２とを備えている。そしてガスセンサ１では、スペーサ７の開口部７ａは、本体部２１の後端部に固定される。 In the gas sensor 1, the metal shell 2 surrounds the main body 21 with a cylindrical main body 21 that holds the gas sensor element 3, is rotatable with respect to the main body 21, and is screwed into a mounting screw hole of the exhaust pipe. The threaded portion 22b is provided with a cylindrical mounting portion 22 formed on the outer surface. In the gas sensor 1, the opening 7 a of the spacer 7 is fixed to the rear end of the main body 21.
このように取付部２２が本体部２１に対して回転自在に構成されている場合には、取付部２２の強度を確保するために、筒状の取付部２２の内径を比較的小さくする必要がある。通常は取付ネジ孔の径が予め設定されており、取付部２２の外径を変更することができないためである。このため、筒状の取付部２２の内部に配置される本体部２１の外径を大きくすることが特に制限される傾向にある。これに対し、ガスセンサ１は、本体部２１の外径を大きくすることが制限される場合であっても、スペーサ７の開口部７ａを本体部２１の後端部に固定することにより、本体部２１の外径を大きくすることなく、外筒６の内径を大きくすることができる。 When the mounting portion 22 is configured to be rotatable with respect to the main body portion 21 as described above, it is necessary to make the inner diameter of the cylindrical mounting portion 22 relatively small in order to ensure the strength of the mounting portion 22. is there. This is because the diameter of the mounting screw hole is normally set in advance, and the outer diameter of the mounting portion 22 cannot be changed. For this reason, it tends to be particularly limited to increase the outer diameter of the main body portion 21 disposed inside the cylindrical attachment portion 22. On the other hand, even if the gas sensor 1 is restricted from increasing the outer diameter of the main body portion 21, the main body portion can be obtained by fixing the opening 7a of the spacer 7 to the rear end portion of the main body portion 21. The inner diameter of the outer cylinder 6 can be increased without increasing the outer diameter of 21.
以上説明した実施形態において、ガスセンサ１は本発明におけるセンサ、ガスセンサ素子３は本発明における検出素子、開口部７ａは本発明における先端側開口部である。
また、排気管は本発明における取付対象体、取付ネジ孔は本発明における取付孔である。
In the embodiment described above, the gas sensor 1 is a sensor according to the present invention, the gas sensor element 3 is a detection element according to the present invention, and the opening 7a is a front end side opening in the present invention.
Further, the exhaust pipe is a mounting object in the present invention, and the mounting screw hole is a mounting hole in the present invention.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、ガスセンサにスペーサ７を適用したものを示したが、本発明はガスセンサに限定されるものではなく、主体金具とセパレータと外筒とを備えるセンサであればよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, As long as it belongs to the technical scope of this invention, a various form can be taken.
For example, in the above embodiment, the gas sensor applied with the spacer 7 is shown. However, the present invention is not limited to the gas sensor, and any sensor including a metal shell, a separator, and an outer cylinder may be used.
また上記実施形態では、スペーサ７がフランジ部７ｂを備えるものを示したが、図４に示すように、フランジ部７ｂを備えないようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the spacer 7 was provided with the flange part 7b, as shown in FIG. 4, you may make it not provide the flange part 7b.
１…ガスセンサ、２…主体金具、３…ガスセンサ素子、６…外筒、７…スペーサ、７ａ…開口部、７ｂ…フランジ部、１０…分離部、１０１…セパレータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas sensor, 2 ... Main metal fitting, 3 ... Gas sensor element, 6 ... Outer cylinder, 7 ... Spacer, 7a ... Opening part, 7b ... Flange part, 10 ... Separation part, 101 ... Separator
Claims (4)
前記検出素子の後端が突き出た状態で前記検出素子を取り囲む主体金具と、
前記主体金具よりも後端側に配置されて前記検出素子の後端部を取り囲むセパレータと、
前記軸線方向に延びる筒状に形成され、前記セパレータを収容し、前記主体金具の後端側に配置される外筒と
を備えるセンサであって、
前記軸線方向に延びる筒状に形成されて、前記主体金具の後端側であって且つ前記軸線方向に対して垂直な径方向における前記主体金具と前記外筒との間に配置され、前記軸線方向における先端で開口している先端側開口部内に前記主体金具の後端部が嵌め込まれた状態で前記主体金具に固定されるスペーサを備え、
前記外筒は、前記スペーサを介して前記主体金具に固定される
ことを特徴とするセンサ。 A detection element formed in an elongated shape extending in the axial direction;
A metal shell surrounding the detection element in a state in which the rear end of the detection element protrudes;
A separator that is disposed on the rear end side of the metal shell and surrounds the rear end of the detection element;
A sensor that is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction, accommodates the separator, and is disposed on the rear end side of the metal shell,
Formed in a cylindrical shape extending in the axial direction, and disposed between the metallic shell and the outer cylinder in a radial direction on the rear end side of the metallic shell and perpendicular to the axial direction, comprising a spacer which is fixed to the metal shell in a state where the rear end portion of the metal shell to the distal end opening which is open at the tip in the direction is fitted,
The outer cylinder is fixed to the metallic shell through the spacer. The sensor.
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。 The sensor according to claim 1, wherein the spacer has a flange portion that protrudes outward along the radial direction from the distal end side opening.
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ。 The sensor according to claim 1 or 2, wherein a thickness of the spacer is smaller than a thickness of a portion where the spacer is fitted in the metal shell.
前記検出素子を保持する筒状の本体部と、
前記本体部を取り囲み、前記本体部に対して回転自在であり、取付対象体の取付孔にネジ止めされるネジ部が外表面に形成された筒状の取付部とを備え、
前記スペーサの前記先端側開口部は、前記本体部の後端部に固定される
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のセンサ。 The metallic shell is
A cylindrical main body for holding the detection element;
A cylindrical mounting portion that surrounds the main body portion, is rotatable with respect to the main body portion, and has a screw portion that is screwed into an attachment hole of a mounting target body formed on an outer surface;
The sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the front end side opening of the spacer is fixed to a rear end of the main body.
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