JP6769884B2 - Sensor - Google Patents

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本発明は、検出部を備えるセンサ素子と、素子保持部材を介してセンサ素子を保持する主体金具と、センサ素子を覆う形状に形成されて主体金具に固定される素子プロテクタと、を備えるセンサに関する。 The present invention relates to a sensor including a sensor element including a detection unit, a main metal fitting for holding the sensor element via an element holding member, and an element protector formed in a shape covering the sensor element and fixed to the main metal fitting. ..

測定対象物の状態量(ガス濃度や温度など)を検出するセンサが知られている。センサは、例えば、検出部を備えるセンサ素子と、素子保持部材を介してセンサ素子を保持する主体金具と、センサ素子を覆う形状に形成されて主体金具に固定される素子プロテクタと、を備える(特許文献1)。 Sensors that detect the state quantity (gas concentration, temperature, etc.) of the object to be measured are known. The sensor includes, for example, a sensor element including a detection unit, a main metal fitting for holding the sensor element via an element holding member, and an element protector formed in a shape covering the sensor element and fixed to the main metal fitting ( Patent Document 1).

このようなセンサの一例として、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するためのガスセンサが知られている。ガスセンサの用途としては、例えば、内燃機関の排気ガスに含まれる特定ガス(酸素、NOxなど)を検出する用途などが挙げられる。 As an example of such a sensor, a gas sensor for detecting a specific gas contained in a gas to be measured is known. Examples of applications of the gas sensor include applications for detecting a specific gas (oxygen, NOx, etc.) contained in the exhaust gas of an internal combustion engine.

測定対象物が高温である用途に用いるセンサについては、例えば、測定対象物に直接触れる部材である素子プロテクタを耐熱性に優れた材料で構成することで、耐熱性向上を図ることができる。 For a sensor used in an application where the object to be measured is at a high temperature, for example, the heat resistance can be improved by configuring the element protector, which is a member that comes into direct contact with the object to be measured, with a material having excellent heat resistance.

特開2003−185620号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-185620

しかし、センサのうち素子プロテクタの耐熱性を向上できたとしても、主体金具が高温の測定対象物により腐食する虞がある。
つまり、主体金具の端部のうちセンサ素子の検出部が配置される側の端部は、測定対象物が直接接触することがあるため、高温の測定対象物によって腐食する虞がある。なお、主体金具の当該部位には、センサ素子を保護するための素子プロテクタが固定されている。そのため、主体金具の当該部位に腐食が発生して強度が低下した場合、素子プロテクタが脱落する可能性がある。
However, even if the heat resistance of the element protector of the sensor can be improved, there is a risk that the main metal fitting will be corroded by the object to be measured at a high temperature.
That is, since the measurement target may come into direct contact with the end of the main metal fitting on the side where the detection portion of the sensor element is arranged, there is a risk of corrosion by the high temperature measurement target. An element protector for protecting the sensor element is fixed to the portion of the main metal fitting. Therefore, if the portion of the main metal fitting is corroded and the strength is reduced, the element protector may fall off.

主体金具は、加締め加工などの変形を伴う加工により他部材を固定する構造を採る場合があり、そのような構造の主体金具において耐熱性向上のために耐熱性に優れた材料を採用した場合、変形を伴う加工が難しくなるという問題がある。 The main metal fitting may adopt a structure in which other members are fixed by processing that involves deformation such as crimping, and when a material with excellent heat resistance is used to improve heat resistance in the main metal fitting with such a structure. There is a problem that processing with deformation becomes difficult.

そこで、本発明は、変形を伴う加工が可能な材料で形成された主体金具を備えつつ、耐熱性を向上できるセンサを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sensor capable of improving heat resistance while providing a main metal fitting made of a material that can be processed with deformation.

本発明の1つの局面におけるガスセンサは、センサ素子と、主体金具と、素子プロテクタと、主体金具保護部材と、を備える。
センサ素子は、軸線方向に延びる長尺形状に形成され、先端側に検出部を備える。
The gas sensor in one aspect of the present invention includes a sensor element, a main metal fitting, an element protector, and a main metal fitting protection member.
The sensor element is formed in an elongated shape extending in the axial direction, and has a detection unit on the tip side.

主体金具は、先端側開口部から後端側開口部に至る貫通孔を有する筒型形状に形成される。主体金具は、貫通孔に配置されたセンサ素子を素子保持部材を介して保持する。このとき、センサ素子は、主体金具の先端側開口部から検出部が突出する状態で貫通孔に配置される。 The main metal fitting is formed in a tubular shape having a through hole extending from the front end side opening to the rear end side opening. The main metal fitting holds the sensor element arranged in the through hole via the element holding member. At this time, the sensor element is arranged in the through hole with the detection portion protruding from the opening on the tip end side of the main metal fitting.

素子プロテクタは、測定対象物が通過する開口部を備えると共に、筒状に形成されている。素子プロテクタは、主体金具の先端側に固定される。
主体金具は、自身の外側表面に、素子プロテクタの後端部に対向するプロテクタ対向面を備えている。
The element protector has an opening through which the object to be measured passes, and is formed in a tubular shape. The element protector is fixed to the tip side of the main metal fitting.
The main metal fitting has a protector facing surface facing the rear end portion of the element protector on its outer surface.

センサは、主体金具保護部材を備える。主体金具保護部材は、素子プロテクタと共に主体金具の所定領域を覆う。
主体金具のうちプロテクタおよび主体金具保護部材により覆われる所定領域には、主体金具の先端面の少なくとも一部と、貫通孔の内面の少なくとも一部と、主体金具の先端面に連なる径方向外側表面の少なくとも一部と、が含まれる。
The sensor includes a main metal fitting protection member. The main metal fitting protection member covers a predetermined area of the main metal fitting together with the element protector.
In a predetermined area of the main metal fitting covered by the protector and the main metal fitting protective member, at least a part of the tip surface of the main metal fitting, at least a part of the inner surface of the through hole, and a radial outer surface connected to the front end surface of the main metal fitting. At least a part of, and includes.

このようなセンサは、主体金具保護部材および素子プロテクタを備えることで、主体金具の所定領域(主体金具の先端面の少なくとも一部と、貫通孔の内面の少なくとも一部と、主体金具の先端面に連なる径方向外側表面の少なくとも一部)に、高温の測定対象物が直接接触するのを抑制できる。これにより、このセンサは、変形を伴う加工(加締め加工など)が可能な材料で主体金具を形成しつつ、主体金具の所定領域が高温により腐食するのを抑制できるため、センサ全体としての耐熱性を向上できる。 Such a sensor is provided with a main metal fitting protection member and an element protector, so that a predetermined area of the main metal fitting (at least a part of the tip surface of the main metal fitting, at least a part of the inner surface of the through hole, and the tip surface of the main metal fitting) It is possible to prevent the high temperature object to be measured from coming into direct contact with at least a part of the radial outer surface connected to the above. As a result, this sensor can suppress corrosion of a predetermined area of the main metal fitting due to high temperature while forming the main metal fitting with a material that can be processed with deformation (crimping, etc.), so that the heat resistance of the sensor as a whole You can improve your sex.

このセンサは、センサ素子の保護のために必要な素子プロテクタを利用しつつ、必要最小限の主体金具保護部材を設けることで、主体金具の保護を実現できる構成であるため、製造コストの大幅な増加を抑制しつつ、センサ全体の耐熱性を向上できる。 This sensor uses the element protector necessary for protecting the sensor element, and by providing the minimum necessary main metal fitting protection member, the main metal fitting can be protected, so the manufacturing cost is large. The heat resistance of the entire sensor can be improved while suppressing the increase.

よって、このセンサによれば、変形を伴う加工が可能な材料で形成された主体金具を備えつつ、耐熱性を向上できる。
次に、上述のセンサにおいては、主体金具の貫通孔の内面のうち素子保持部材よりも先端側の領域と、主体金具の径方向外側表面のうち素子プロテクタに覆われる領域と、主体金具の先端面と、をプロテクタ内部領域と定義した場合に、主体金具保護部材および素子プロテクタは、主体金具のプロテクタ内部領域のうち少なくともプロテクタ対向面よりも先端側の領域を覆う構成であってもよい。
Therefore, according to this sensor, it is possible to improve the heat resistance while providing the main metal fitting made of a material that can be processed with deformation.
Next, in the above-mentioned sensor, the area on the inner surface of the through hole of the main metal fitting on the tip side of the element holding member, the area on the radial outer surface of the main metal fitting covered by the element protector, and the tip of the main metal fitting. When the surface and the protector internal region are defined, the main metal fitting protection member and the element protector may be configured to cover at least a region on the tip side of the protector internal region of the main metal fitting with respect to the protector facing surface.

このようなセンサは、主体金具保護部材および素子プロテクタが主体金具のプロテクタ内部領域のうち少なくともプロテクタ対向面よりも先端側の領域を覆う構成であるため、主体金具のプロテクタ内部領域のうちプロテクタ対向面よりも先端側の領域に、高温の測定対象物が直接接触するのを抑制できる。これにより、このセンサは、変形を伴う加工(加締め加工など)が可能な材料で主体金具を形成しつつ、主体金具のプロテクタ内部領域が高温により腐食するのを抑制できるため、センサ全体としての耐熱性を向上できる。 In such a sensor, since the main metal fitting protection member and the element protector cover at least the area on the tip side of the protector internal region of the main metal fitting from the protector facing surface, the protector facing surface in the protector internal region of the main metal fitting. It is possible to prevent the high-temperature object to be measured from coming into direct contact with the region on the tip side. As a result, this sensor can prevent the internal region of the protector of the main metal fitting from corroding due to high temperature while forming the main metal fitting with a material that can be processed with deformation (crimping, etc.). Heat resistance can be improved.

特に、主体金具のうちプロテクタ対向面よりも先端側の部位は、センサの径方向への寸法拡大の制約があり、貫通孔の内面から外側表面に至る「厚さ寸法」を大きく確保することが難しいため、高温の影響により腐食などが生じると強度が低下して破損しやすい部分である。これに対して、主体金具保護部材および素子プロテクタが主体金具のプロテクタ内部領域のうち少なくともプロテクタ対向面よりも先端側の領域を覆う構成を採ることで、高温の影響による腐食を抑制でき、主体金具の破損を抑制できる。 In particular, the part of the main metal fitting on the tip side of the protector facing surface has a restriction of dimensional expansion in the radial direction of the sensor, and it is possible to secure a large "thickness dimension" from the inner surface to the outer surface of the through hole. Since it is difficult, if corrosion occurs due to the influence of high temperature, the strength will decrease and it will be easily damaged. On the other hand, by adopting a configuration in which the main metal fitting protection member and the element protector cover at least the region on the tip side of the protector internal region of the main metal fitting from the protector facing surface, corrosion due to the influence of high temperature can be suppressed, and the main metal fitting can be suppressed. Damage can be suppressed.

次に、上述のセンサにおいては、主体金具保護部材は、センサ素子を挿通する挿通孔を有する筒型形状に形成されてもよい。
このような形状の主体金具保護部材は、センサ素子が挿通孔に挿通された状態で、主体金具の貫通孔の内部に配置することができ、プロテクタ内部領域のうちプロテクタ対向面よりも先端側の領域を少なくとも覆うことができる。
Next, in the above-mentioned sensor, the main metal fitting protection member may be formed in a tubular shape having an insertion hole through which the sensor element is inserted.
The main metal fitting protection member having such a shape can be arranged inside the through hole of the main metal fitting with the sensor element inserted into the insertion hole, and is located on the tip side of the protector internal region on the front end side of the protector facing surface. At least the area can be covered.

なお、筒型形状としては、段差部を介して径方向寸法が異なる部分が連結された多段型筒型形状であってもよいし、筒型部分に対して径方向外向きに突出する鍔部を有する鍔付き筒型形状であってもよい。 The tubular shape may be a multi-stage tubular shape in which portions having different radial dimensions are connected via a stepped portion, or a flange portion that protrudes outward in the radial direction with respect to the tubular portion. It may have a tubular shape with a collar having a.

次に、上述のセンサにおいては、主体金具保護部材は、素子プロテクタの内面と周方向にわたり当接するプロテクタ当接部を備えてもよい。
プロテクタ当接部を備えることで、主体金具保護部材と素子プロテクタとの間に隙間が生じることを抑制でき、主体金具保護部材の外側を通じて測定対象物(ガスなど)が主体金具に到達することを抑制できる。
Next, in the above-mentioned sensor, the main metal fitting protection member may include a protector contact portion that contacts the inner surface of the element protector in the circumferential direction.
By providing the protector contact portion, it is possible to suppress the formation of a gap between the main metal fitting protection member and the element protector, and it is possible that the object to be measured (gas, etc.) reaches the main metal fitting through the outside of the main metal fitting protection member. Can be suppressed.

このように、主体金具保護部材がプロテクタ当接部を備えることで、測定対象物が主体金具に直接接触しがたくなり、より一層、高温による主体金具の腐食が抑制でき、主体金具の破損を抑制できる。 In this way, when the main metal fitting protection member is provided with the protector contact portion, it becomes difficult for the object to be measured to come into direct contact with the main metal fitting, and corrosion of the main metal fitting due to high temperature can be further suppressed, and the main metal fitting is damaged. Can be suppressed.

次に、上述のセンサにおいては、主体金具保護部材の後端側に、内向きに突出する内側突出部が備えられてもよい。
内側突出部を備えることで、主体金具保護部材の内部を後端側に向かって移動する測定対象物が内側突出部に衝突して、測定対象物の移動方向を変更できる。これにより、主体金具保護部材の内側を通じて測定対象物が主体金具に到達することを抑制できる。
Next, in the above-mentioned sensor, an inward projecting portion may be provided on the rear end side of the main metal fitting protection member.
By providing the inner protrusion, the measurement object moving inside the main metal fitting protection member toward the rear end side collides with the inner protrusion, and the movement direction of the measurement object can be changed. As a result, it is possible to prevent the object to be measured from reaching the main metal fitting through the inside of the main metal fitting protection member.

このように、主体金具保護部材が内側突出部を備えることで、測定対象物が主体金具に直接接触しがたくなり、より一層、高温による主体金具の腐食が抑制でき、主体金具の破損を抑制できる。 In this way, by providing the main metal fitting protection member with the inner protrusion, it becomes difficult for the object to be measured to come into direct contact with the main metal fitting, and corrosion of the main metal fitting due to high temperature can be further suppressed, and damage to the main metal fitting can be suppressed. it can.

次に、上述のセンサにおいては、主体金具保護部材は、主体金具よりも耐熱性に優れる材料で形成されてもよい。
これにより、測定対象物が主体金具の耐熱温度より高温となる用途であっても、主体金具保護部材によって主体金具の所定領域を保護することができ、主体金具の所定領域が高温により腐食するのを抑制できるため、センサ全体としての耐熱性を向上できる。
Next, in the above-mentioned sensor, the main metal fitting protection member may be formed of a material having higher heat resistance than the main metal fitting.
As a result, even if the object to be measured has a temperature higher than the heat resistant temperature of the main metal fitting, the predetermined area of the main metal fitting can be protected by the main metal fitting protection member, and the predetermined area of the main metal fitting is corroded by the high temperature. Therefore, the heat resistance of the sensor as a whole can be improved.

なお、「主体金具よりも耐熱性に優れる材料」とは、主体金具を形成する材料に比べて、高温に起因する腐食が生じにくい材料を意味している。
次に、上述のセンサにおいては、主体金具保護部材は、金属材料で形成されてもよい。
The term "material having better heat resistance than the main metal fitting" means a material that is less likely to be corroded due to high temperature than the material forming the main metal fitting.
Next, in the above-mentioned sensor, the main metal fitting protection member may be made of a metal material.

主体金具保護部材は、セラミックス材料などを用いて構成してもよいが、金属材料を用いることで、同等の強度を実現する際には、セラミックス材料などに比べて、主体金具保護部材の厚さ寸法を小さくできる。 The main metal fitting protection member may be constructed by using a ceramic material or the like, but when the same strength is achieved by using a metal material, the thickness of the main metal fitting protection member is higher than that of the ceramic material or the like. The dimensions can be reduced.

これにより、主体金具保護部材とセンサ素子との距離が大きく確保でき、主体金具保護部材の温度(熱量)がセンサ素子に与える熱的な影響を抑制できる。
次に、上述のセンサにおいては、主体金具保護部材は、主体金具よりも耐食性の高い材料で形成されてもよい。
As a result, a large distance between the main metal fitting protection member and the sensor element can be secured, and the thermal influence of the temperature (heat amount) of the main metal fitting protection member on the sensor element can be suppressed.
Next, in the above-mentioned sensor, the main metal fitting protection member may be made of a material having higher corrosion resistance than the main metal fitting.

このような主体金具保護部材を備えることで、主体金具保護部材が測定対象物によって腐食するのを抑制できるとともに、主体金具が測定対象物によって腐食するのを抑制できる。 By providing such a main metal fitting protection member, it is possible to suppress the main metal fitting protection member from being corroded by the measurement object, and it is possible to suppress the main metal fitting from being corroded by the measurement object.

なお、主体金具は、Ptのような触媒性の高い貴金属材料ではなく、ステンレスなどの触媒性の低い金属材料で構成される場合であっても、高温酸化や腐食が進んだ場合には、高温環境(例えば、600℃以上)では触媒性を有する虞がある。特にステンレスの母材に使用される鉄が酸化すると、高温状態での触媒性が高くなり、HCやアンモニアなどの可燃性ガスを燃焼する能力を持つ場合がある。そのため、高温酸化耐性や耐酸性などの腐食耐性に劣る金属材料を用いて主体金具を構成すると、主体金具の貫通孔における内壁表面が腐食されたのち剥がれ落ちる場合がある。振動、被水や結露により主体金具から剥がれた破片がセンサ素子の電極表面に付着すると、可燃性ガスの検出結果に影響を及ぼす虞がある。 Even if the main metal fitting is made of a metal material with low catalytic property such as stainless steel instead of a precious metal material with high catalytic property such as Pt, if high temperature oxidation or corrosion progresses, the temperature is high. It may be catalytic in an environment (eg, 600 ° C. or higher). In particular, when iron used as a base material for stainless steel is oxidized, it becomes highly catalytic at high temperatures and may have the ability to burn flammable gases such as HC and ammonia. Therefore, if the main metal fitting is made of a metal material having inferior corrosion resistance such as high temperature oxidation resistance and acid resistance, the inner wall surface in the through hole of the main metal fitting may be corroded and then peeled off. If debris peeled off from the main metal fittings due to vibration, water exposure, or dew condensation adheres to the electrode surface of the sensor element, it may affect the detection result of flammable gas.

そこで、上述のセンサにおいては、主体金具保護部材は、貫通孔の内面のうち素子保持部材よりも先端側の領域を覆うとともに、素子保持部材に当接するように構成されてもよい。 Therefore, in the above-mentioned sensor, the main metal fitting protection member may be configured to cover the region of the inner surface of the through hole on the tip side of the element holding member and to abut on the element holding member.

このような構成の主体金具保護部材を備えることで、貫通孔の内面が測定対象物に直接触れることが無くなり、主体金具が測定対象物によって腐食するのを抑制できる。これにより、腐食によって主体金具の一部が剥がれ落ちるのを抑制でき、剥がれた主体金具の破片がセンサ素子に付着するのを抑制できるため、破片の影響によりセンサ出力に誤差が生じることを抑制できる。 By providing the main metal fitting protection member having such a configuration, the inner surface of the through hole does not come into direct contact with the measurement object, and the main metal fitting can be prevented from being corroded by the measurement object. As a result, it is possible to prevent a part of the main metal fitting from peeling off due to corrosion, and it is possible to prevent debris from the main metal fitting from adhering to the sensor element. Therefore, it is possible to prevent an error in the sensor output due to the influence of the debris. ..

次に、上述のセンサにおいては、素子保持部材は、センサ素子に当接するセラミックホルダと、セラミックホルダよりも外側に配置されるとともに主体金具に当接する金属ホルダと、を備えて構成されてもよく、主体金具保護部材は、貫通孔の内面のうち素子保持部材よりも先端側の領域を覆うとともに、セラミックホルダおよび金属ホルダのうち少なくとも一方に当接するように構成されてもよい。 Next, in the above-mentioned sensor, the element holding member may be configured to include a ceramic holder that abuts on the sensor element and a metal holder that is arranged outside the ceramic holder and abuts on the main metal fitting. The main metal fitting protection member may be configured to cover a region of the inner surface of the through hole on the tip side of the element holding member and to abut on at least one of the ceramic holder and the metal holder.

このような構成の素子保持部材および主体金具保護部材を備えることで、貫通孔の内面が測定対象物に直接触れることが無くなり、主体金具が測定対象物によって腐食するのを抑制できる。これにより、腐食により剥がれた主体金具の破片がセンサ素子に付着するのを抑制でき、破片の影響によりセンサ出力に誤差が生じることを抑制できる。 By providing the element holding member and the main metal fitting protection member having such a configuration, the inner surface of the through hole does not come into direct contact with the measurement object, and the main metal fitting can be prevented from being corroded by the measurement object. As a result, it is possible to prevent debris of the main metal fitting that has been peeled off due to corrosion from adhering to the sensor element, and it is possible to prevent an error in the sensor output due to the influence of the debris.

本発明のセンサによれば、変形を伴う加工が可能な材料で形成された主体金具を備えつつ、耐熱性を向上できる。 According to the sensor of the present invention, heat resistance can be improved while providing a main metal fitting made of a material that can be processed with deformation.

ガスセンサの全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of a gas sensor. ガスセンサに用いられる検出素子の概略構造を表す斜視図である。It is a perspective view which shows the schematic structure of the detection element used for a gas sensor. 主体金具保護部材の外観を表す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the main metal fitting protection member. 第2ガスセンサのうち先端側領域の内部構造を表した断面図である。It is sectional drawing which showed the internal structure of the tip side region of the 2nd gas sensor. 第2主体金具保護部材の外観を表す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the 2nd main metal fitting protection member. 第3ガスセンサのうち先端側領域の内部構造を表した断面図である。It is sectional drawing which showed the internal structure of the tip side region of the 3rd gas sensor. 第3主体金具保護部材の外観を表す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the 3rd main metal fitting protection member. 第4ガスセンサのうち先端側領域の内部構造を表した断面図である。It is sectional drawing which showed the internal structure of the tip side region of the 4th gas sensor. 第4主体金具保護部材の外観を表す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the 4th main metal fitting protection member. 第5ガスセンサの全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the 5th gas sensor. 第6ガスセンサのうち先端側領域の内部構造を表した断面図である。It is sectional drawing which showed the internal structure of the tip side region of the 6th gas sensor. 第7ガスセンサのうち先端側領域の内部構造を表した断面図である。It is sectional drawing which showed the internal structure of the tip side region of the 7th gas sensor. 第8ガスセンサのうち先端側領域の内部構造を表した断面図である。It is sectional drawing which showed the internal structure of the tip side region of the 8th gas sensor.

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本発明は、以下の実施形態に何ら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り得ることはいうまでもない。
Hereinafter, embodiments to which the present invention has been applied will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and it goes without saying that various forms can be adopted as long as it belongs to the technical scope of the present invention.

[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
第1実施形態として、内燃機関の排気管に対して先端部分を排気管内に突出させる形態で装着し、排気ガス中の酸素を検出する酸素センサ(以下、ガスセンサ1ともいう)を例に挙げて説明する。なお、ガスセンサ1は、例えば、自動車またはオートバイ等の車両の排気管に備えられる。
[1. First Embodiment]
[1-1. overall structure]
As a first embodiment, an oxygen sensor (hereinafter, also referred to as gas sensor 1), which is attached to the exhaust pipe of an internal combustion engine so that the tip portion protrudes into the exhaust pipe and detects oxygen in the exhaust gas, is given as an example. explain. The gas sensor 1 is provided in the exhaust pipe of a vehicle such as an automobile or a motorcycle.

まず、本実施形態のガスセンサ1の構成について、図1を用いて説明する。
図1では、図面下方向がガスセンサの先端側であり、図面上方向がガスセンサの後端側である。
First, the configuration of the gas sensor 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, the lower direction in the drawing is the front end side of the gas sensor, and the upper direction in the drawing is the rear end side of the gas sensor.

ガスセンサ1は、排気管(図示せず)に固定される筒状の主体金具3と、主体金具3に貫挿されるとともに軸線方向(ガスセンサ1の長手方向:図中上下方向)に延びる板状の検出素子5と、主体金具3の先端側(図中下方)に配置されて検出素子5の先端側を覆う素子プロテクタ9と、主体金具3の先端に設けられる主体金具保護部材10と、主体金具3の後端側(図中上方)に取り付けられるとともに検出素子5の外周を覆う外筒11と、外筒11の内部に配置されて検出素子5の後端側を収容するセパレータ13(セラミックセパレータ13)と、外筒11の後端側を閉塞する閉塞部材15と、を備えている。 The gas sensor 1 has a tubular main metal fitting 3 fixed to an exhaust pipe (not shown) and a plate-shaped main metal fitting 3 that is inserted into the main metal fitting 3 and extends in the axial direction (longitudinal direction of the gas sensor 1: vertical direction in the drawing). The detection element 5, the element protector 9 arranged on the tip side (lower part in the drawing) of the main metal fitting 3 and covering the tip side of the detection element 5, the main metal fitting protection member 10 provided at the tip of the main metal fitting 3, and the main metal fitting An outer cylinder 11 that is attached to the rear end side (upper part in the drawing) of 3 and covers the outer periphery of the detection element 5, and a separator 13 (ceramic separator) that is arranged inside the outer cylinder 11 and accommodates the rear end side of the detection element 5. 13) and a closing member 15 that closes the rear end side of the outer cylinder 11.

検出素子5は、測定対象物(排気ガスなど)に向けられる先端側に、保護層に覆われた検出部19が形成され、後端側の外表面のうち表裏の位置関係となる第1板面21及び第2板面23に、電極端子部(第1〜第5電極端子部)31、32、33、34、35が形成されている。 The detection element 5 is a first plate in which a detection unit 19 covered with a protective layer is formed on the front end side facing an object to be measured (exhaust gas, etc.), and the front and back sides of the outer surface on the rear end side are in a positional relationship. Electrode terminal portions (first to fifth electrode terminal portions) 31, 32, 33, 34, 35 are formed on the surface 21 and the second plate surface 23.

検出素子5は、先端側の検出部19が排気管に固定される主体金具3の先端より突出すると共に、後端側の電極端子部31〜35が主体金具3の後端より突出した状態で、主体金具3の内部に固定される。 In the detection element 5, the detection unit 19 on the tip side protrudes from the tip of the main metal fitting 3 fixed to the exhaust pipe, and the electrode terminal parts 31 to 35 on the rear end side protrude from the rear end of the main metal fitting 3. , Fixed inside the main metal fitting 3.

電極端子部31〜35には、それぞれ金属端子である接続端子(第1〜第5接続端子)41、42、43、44、45が接続されている。つまり、接続端子41〜45は、セラミックセパレータ13の内部にて、検出素子5とセラミックセパレータ13との間に配置されることで、検出素子5の電極端子部31〜35にそれぞれ電気的に接続される。接続端子41〜45は、弾性を有する耐熱性金属(例えばステンレス鋼など)を用いて構成される。 Connection terminals (first to fifth connection terminals) 41, 42, 43, 44, and 45, which are metal terminals, are connected to the electrode terminal portions 31 to 35, respectively. That is, the connection terminals 41 to 45 are electrically connected to the electrode terminals 31 to 35 of the detection element 5 by being arranged between the detection element 5 and the ceramic separator 13 inside the ceramic separator 13. Will be done. The connection terminals 41 to 45 are constructed by using an elastic heat-resistant metal (for example, stainless steel).

接続端子41〜45は、外部からセンサの内部に配設される(5本の)各リード線37(詳しくはリード線37中の金属芯線37a)に電気的に接続されており、リード線37が接続される外部機器と電極端子部31〜35との間に流れる電流の電流経路を形成する(同図では3本のリード線37のみを示している)。 The connection terminals 41 to 45 are electrically connected to each of the (five) lead wires 37 (specifically, the metal core wire 37a in the lead wire 37) arranged inside the sensor from the outside, and the lead wire 37 The current path of the current flowing between the external device to which is connected and the electrode terminals 31 to 35 is formed (only three lead wires 37 are shown in the figure).

図2は、検出素子5の概略構造を表す斜視図である。
検出素子5は、図2に示す様に、軸線方向(図2における左右方向)に延びる板状の素子部51と、同じく軸線方向に延びる板状のヒータ53とが積層された直方体形状であり、その軸線方向に垂直の断面は矩形状である。
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic structure of the detection element 5.
As shown in FIG. 2, the detection element 5 has a rectangular parallelepiped shape in which a plate-shaped element portion 51 extending in the axial direction (left-right direction in FIG. 2) and a plate-shaped heater 53 extending in the same axial direction are laminated. , The cross section perpendicular to the axial direction is rectangular.

なお、ガスセンサ1に用いられる検出素子5は従来公知のものであるため、その内部構造等の詳細な説明は省略する。
図1に戻り、主体金具3は、その外表面に自身を排気管に固定するためのネジ部55を備えるとともに、その軸中心に貫通孔57を有する筒状の部材である。なお、貫通孔57には、径方向内側に突出する棚部59が形成されている。主体金具3は、金属材料(例えば、ステンレスなど)で形成されている。
Since the detection element 5 used in the gas sensor 1 is conventionally known, detailed description of its internal structure and the like will be omitted.
Returning to FIG. 1, the main metal fitting 3 is a tubular member having a screw portion 55 for fixing itself to the exhaust pipe on the outer surface thereof and a through hole 57 at the center of the shaft thereof. The through hole 57 is formed with a shelf portion 59 that projects inward in the radial direction. The main metal fitting 3 is made of a metal material (for example, stainless steel).

主体金具3の貫通孔57の内部には、検出素子5の径方向周囲を取り囲む状態で配置された環状の絶縁性材料(例えばアルミナなど)を用いて形成されたホルダ61(セラミックホルダ61)と、同様な環状の粉末充填層63,65(滑石リング63、65)と、同様な環状の絶縁性材料(例えばアルミナなど)を用いて形成されたスリーブ67(セラミックスリーブ67)とが、この順に先端側から後端側にかけて積層されている。 Inside the through hole 57 of the main metal fitting 3, a holder 61 (ceramic holder 61) formed by using an annular insulating material (for example, alumina) arranged so as to surround the radial circumference of the detection element 5 , Similar annular powder packed layers 63, 65 (talc rings 63, 65) and sleeve 67 (ceramic sleeve 67) formed using similar annular insulating material (eg, alumina), in that order. It is laminated from the front end side to the rear end side.

セラミックスリーブ67と主体金具3の後端部との間には、加締パッキン69が配置されており、セラミックホルダ61と主体金具3の棚部59との間には、滑石リング63やセラミックホルダ61を保持するための筒状の金属ホルダ71が配置されている。なお、主体金具3の後端部は、加締パッキン69を介してセラミックスリーブ67を先端側に押し付けるように、加締められている。 A crimping packing 69 is arranged between the ceramic sleeve 67 and the rear end portion of the main metal fitting 3, and a talc ring 63 or a ceramic holder is provided between the ceramic holder 61 and the shelf portion 59 of the main metal fitting 3. A tubular metal holder 71 for holding the 61 is arranged. The rear end portion of the main metal fitting 3 is crimped so as to press the ceramic sleeve 67 toward the tip side via the crimping packing 69.

素子プロテクタ9は、主体金具3の先端側の外周に、検出素子5の突出部分を覆うように溶接等(図示せず)によって取り付けられた筒状の部材である。素子プロテクタ9は、耐熱性材料(例えばNCF601など)を用いて形成されている。素子プロテクタ9は、外部プロテクタ9aおよび内部プロテクタ9bを備える二重構造を有しており、その側壁等には、ガスの通過が可能な複数の孔部9cが形成されている。 The element protector 9 is a tubular member attached to the outer periphery of the main metal fitting 3 on the tip end side by welding or the like (not shown) so as to cover the protruding portion of the detection element 5. The element protector 9 is formed by using a heat-resistant material (for example, NCF601). The element protector 9 has a double structure including an external protector 9a and an internal protector 9b, and a plurality of holes 9c through which gas can pass are formed on a side wall thereof or the like.

セラミックセパレータ13は、絶縁性材料(例えばアルミナなど)を用いて形成された筒状の部材であり、外筒11の後端側の内部に配置された筒状の保持金具73によって、外筒11の後端側の内部に保持されている。セラミックセパレータ13は、その外表面に外向きに突出する環状の鍔部74が設けられている。この鍔部74が保持金具73に支えられることにより、セラミックセパレータ13が外筒11に保持されている。 The ceramic separator 13 is a tubular member formed by using an insulating material (for example, alumina), and the outer cylinder 11 is provided by a tubular holding metal fitting 73 arranged inside the rear end side of the outer cylinder 11. It is held inside the rear end side. The ceramic separator 13 is provided with an annular flange portion 74 protruding outward on the outer surface thereof. The ceramic separator 13 is held by the outer cylinder 11 by supporting the flange portion 74 by the holding metal fitting 73.

セラミックセパレータ13の内部には、軸線方向に貫通孔75が形成されており、貫通孔75には、検出素子5の後端部(電極端子部31〜35)が収容されるとともに、電極端子部31〜35に電気的に接続される接続端子41〜45が収容されている。 A through hole 75 is formed inside the ceramic separator 13 in the axial direction, and the through hole 75 accommodates the rear end portion (electrode terminal portion 31 to 35) of the detection element 5 and the electrode terminal portion. Connection terminals 41 to 45 electrically connected to 31 to 35 are housed.

閉塞部材15は、可撓性材料(例えばフッ素樹脂)を用いて形成されたグロメットである。閉塞部材15は、セラミックセパレータ13の後端側に接触した状態で外筒11の後端側内部に配置されて、外筒11が外側から内側向きに加締められることで、外筒11に固定されている。 The closing member 15 is a grommet formed by using a flexible material (for example, fluororesin). The closing member 15 is arranged inside the rear end side of the outer cylinder 11 in a state of being in contact with the rear end side of the ceramic separator 13, and is fixed to the outer cylinder 11 by crimping the outer cylinder 11 from the outside to the inside. Has been done.

リード線37は、接続端子41〜45の後端側に(加締めによって)接続されるとともに、閉塞部材15を貫いて形成された貫通孔77に貫挿されて、外部に延設されている。
[1−2.主体金具保護部材]
次に、本実施形態の要部である主体金具保護部材10について説明する。
The lead wire 37 is connected (by crimping) to the rear end side of the connection terminals 41 to 45, and is inserted into a through hole 77 formed through the closing member 15 to extend to the outside. ..
[1-2. Main metal fitting protection member]
Next, the main metal fitting protection member 10 which is a main part of the present embodiment will be described.

図3は、主体金具保護部材10の外観を表す斜視図である。
主体金具保護部材10は、筒状部10aと、鍔部10bと、を備えている。筒状部10aの内部には、軸線方向に貫通するとともに検出素子5を挿通する挿通孔10cが形成されている。主体金具保護部材10は、耐熱性金属材料(NCF601またはSUS310)で構成されている。
FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the main metal fitting protection member 10.
The main metal fitting protection member 10 includes a tubular portion 10a and a flange portion 10b. Inside the tubular portion 10a, an insertion hole 10c is formed which penetrates in the axial direction and inserts the detection element 5. The main metal fitting protection member 10 is made of a heat-resistant metal material (NCF601 or SUS310).

筒状部10aは、軸線方向に垂直な外径寸法が主体金具3の貫通孔57の内径寸法と同等である筒型形状に形成されている。
鍔部10bは、筒状部10aの先端部において周方向の外向きに突出するように形成されている。
The tubular portion 10a is formed in a tubular shape whose outer diameter dimension perpendicular to the axial direction is equivalent to the inner diameter dimension of the through hole 57 of the main metal fitting 3.
The collar portion 10b is formed so as to project outward in the circumferential direction at the tip end portion of the tubular portion 10a.

図1に示すように、主体金具保護部材10は、筒状部10aが主体金具3の貫通孔57の先端側内面に当接し、鍔部10bが主体金具3の先端面に当接する状態で、主体金具3の先端部分に配置される。また、主体金具保護部材10の鍔部10bは、素子プロテクタ9(詳細には、内部プロテクタ9b)の内面と周方向にわたり当接する。 As shown in FIG. 1, in the main metal fitting protection member 10, the tubular portion 10a is in contact with the inner surface on the tip end side of the through hole 57 of the main metal fitting 3, and the flange portion 10b is in contact with the tip surface of the main metal fitting 3. It is arranged at the tip of the main metal fitting 3. Further, the flange portion 10b of the main metal fitting protection member 10 comes into contact with the inner surface of the element protector 9 (specifically, the internal protector 9b) in the circumferential direction.

なお、主体金具3は、ステンレスで形成されており、本実施形態では、SUS430で形成されている。SUS430は、変形を伴う加工(加締め加工など)が可能な材料である。このような材料で形成された主体金具3は、自身の後端部が加締め加工されることで、加締パッキン69を介してセラミックスリーブ67を先端側に押し付けている。 The main metal fitting 3 is made of stainless steel, and in the present embodiment, it is made of SUS430. SUS430 is a material that can be processed with deformation (such as crimping). The main metal fitting 3 made of such a material presses the ceramic sleeve 67 toward the tip end side via the crimping packing 69 by crimping the rear end portion of the main metal fitting 3.

主体金具3は、その先端に素子プロテクタ9を固定するためのプロテクタ固定部3aを備える。プロテクタ固定部3aは、その厚さ寸法(貫通孔57に面する内面から素子プロテクタ9に接する外面までの寸法)が、主体金具3のうちネジ部55の厚さ寸法に比べて小さく形成される。 The main metal fitting 3 includes a protector fixing portion 3a for fixing the element protector 9 to the tip thereof. The thickness dimension of the protector fixing portion 3a (the dimension from the inner surface facing the through hole 57 to the outer surface in contact with the element protector 9) is formed to be smaller than the thickness dimension of the screw portion 55 of the main metal fitting 3. ..

主体金具3は、自身の外側表面に、プロテクタ対向面3bを備える。プロテクタ対向面3bは、プロテクタ固定部3aに固定された素子プロテクタ9の後端部に対向するように形成されている。本実施形態のプロテクタ対向面3bは、主体金具3の外側表面のうちネジ部55よりも先端側の部位において、軸線方向に垂直な面(換言すれば、先端側に対向する面)として形成されている。 The main metal fitting 3 includes a protector facing surface 3b on its outer surface. The protector facing surface 3b is formed so as to face the rear end portion of the element protector 9 fixed to the protector fixing portion 3a. The protector facing surface 3b of the present embodiment is formed as a surface perpendicular to the axial direction (in other words, a surface facing the tip side) at a portion of the outer surface of the main metal fitting 3 on the tip side of the screw portion 55. ing.

つまり、プロテクタ固定部3aは、主体金具3のうちネジ部55よりも外径寸法が小さくなるように形成されており、その結果、ネジ部55よりも先端側においてプロテクタ対向面3bが形成されることになる。 That is, the protector fixing portion 3a is formed so that the outer diameter of the main metal fitting 3 is smaller than that of the screw portion 55, and as a result, the protector facing surface 3b is formed on the tip side of the screw portion 55. It will be.

ここで、主体金具3の貫通孔57の内面のうちセラミックホルダ61(素子保持部材61)よりも先端側の領域と、主体金具3の外側表面(詳細には、外側表面のうち先端面に連なる径方向外側表面)のうち素子プロテクタ9に覆われる領域と、主体金具3の先端面と、をプロテクタ内部領域A1と定義する。本実施形態では、プロテクタ内部領域A1は、貫通孔57の内面のうちセラミックホルダ61よりも先端側の領域と、主体金具3の径方向外側表面のうち素子プロテクタ9と接する面と、プロテクタ固定部3aの先端面と、で形成される領域である。 Here, the region of the inner surface of the through hole 57 of the main metal fitting 3 on the tip side of the ceramic holder 61 (element holding member 61) and the outer surface of the main metal fitting 3 (specifically, the outer surface is connected to the tip surface). The region of the outer surface in the radial direction) covered by the element protector 9 and the tip surface of the main metal fitting 3 are defined as the protector internal region A1. In the present embodiment, the protector internal region A1 includes a region of the inner surface of the through hole 57 on the tip side of the ceramic holder 61, a surface of the radial outer surface of the main metal fitting 3 in contact with the element protector 9, and a protector fixing portion. It is a region formed by the tip surface of 3a.

そして、主体金具保護部材10は、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域(換言すれば、プロテクタ固定部3aの内面および先端面に相当する領域)を少なくとも覆うように配置されている。具体的には、主体金具保護部材10の筒状部10aが貫通孔57の内面のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域を覆い、主体金具保護部材10の鍔部10bがプロテクタ固定部3aの先端面を覆う。したがって、プロテクタ内部領域A1のうち少なくともプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域は、主体金具保護部材10および素子プロテクタ9によって覆われる。 Then, the main metal fitting protection member 10 has at least a region (in other words, a region corresponding to the inner surface and the front end surface of the protector fixing portion 3a) on the tip side of the protector internal region A1 of the main metal fitting 3 with respect to the protector facing surface 3b. It is arranged so as to cover it. Specifically, the tubular portion 10a of the main metal fitting protection member 10 covers the region of the inner surface of the through hole 57 on the tip side of the protector facing surface 3b, and the flange portion 10b of the main metal fitting protection member 10 covers the protector fixing portion 3a. Cover the tip surface of. Therefore, at least the region of the protector internal region A1 on the tip side of the protector facing surface 3b is covered by the main metal fitting protection member 10 and the element protector 9.

主体金具保護部材10を構成する耐熱性金属材料(NCF601またはSUS310)は、主体金具3を構成する材料(SUS430)に比べて、耐熱性に優れている。また、主体金具保護部材10を構成する耐熱性金属材料(NCF601またはSUS310)は、主体金具3を構成する材料(SUS430)に比べて、耐食性に優れている。 The heat-resistant metal material (NCF601 or SUS310) constituting the main metal fitting protection member 10 is superior in heat resistance to the material (SUS430) constituting the main metal fitting 3. Further, the heat-resistant metal material (NCF601 or SUS310) constituting the main metal fitting protection member 10 is superior in corrosion resistance to the material (SUS430) constituting the main metal fitting 3.

[1−3.効果]
以上説明したように、本実施形態のガスセンサ1は、主体金具3よりも耐熱性に優れる材料で形成された主体金具保護部材10を備えることで、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域に、高温の測定対象物(排気ガス)が直接接触するのを抑制できる。
[1-3. effect]
As described above, the gas sensor 1 of the present embodiment includes the main metal fitting protection member 10 made of a material having higher heat resistance than the main metal fitting 3, so that the protector internal region A1 of the main metal fitting 3 faces the protector. It is possible to prevent the high-temperature measurement object (exhaust gas) from directly contacting the region on the tip side of the surface 3b.

つまり、ガスセンサ1は、変形を伴う加工(加締め加工など)が可能な材料(SUS430)で主体金具3を形成しつつ、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域(プロテクタ固定部3aの内面および先端面)が高温により腐食するのを抑制できるため、センサ全体としての耐熱性を向上できる。 That is, the gas sensor 1 is formed of the main metal fitting 3 with a material (SUS430) capable of processing with deformation (crimping, etc.), and is on the tip side of the protector internal region A1 of the main metal fitting 3 with respect to the protector facing surface 3b. Since the region (inner surface and tip surface of the protector fixing portion 3a) can be suppressed from being corroded by high temperature, the heat resistance of the sensor as a whole can be improved.

ここで、主体金具3のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の部位であるプロテクタ固定部3aは、センサの径方向への寸法拡大の制約があるため、貫通孔57の内面から素子プロテクタ9に面する外側表面に至る厚さ寸法を大きく確保することが難しい。このため、プロテクタ固定部3aは、高温の影響により腐食などが生じると強度が低下して破損しやすい部分であり、場合によっては素子プロテクタ9が脱落する虞がある。 Here, the protector fixing portion 3a, which is a portion of the main metal fitting 3 on the tip side of the protector facing surface 3b, has a restriction of dimensional expansion in the radial direction of the sensor, so that the element protector 9 is moved from the inner surface of the through hole 57. It is difficult to secure a large thickness dimension up to the facing outer surface. Therefore, the protector fixing portion 3a is a portion where the strength is lowered and easily damaged when corrosion or the like occurs due to the influence of high temperature, and the element protector 9 may fall off in some cases.

これに対して、ガスセンサ1は、主体金具保護部材10および素子プロテクタ9が主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうち少なくともプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域を覆う構成を採ることで、主体金具3のプロテクタ固定部3aが高温の影響により腐食することを抑制でき、主体金具3の破損を抑制できる。 On the other hand, the gas sensor 1 has a configuration in which the main metal fitting protection member 10 and the element protector 9 cover at least the region on the tip side of the protector facing surface 3b of the protector internal region A1 of the main metal fitting 3. It is possible to prevent the protector fixing portion 3a of No. 3 from being corroded due to the influence of high temperature, and it is possible to suppress damage to the main metal fitting 3.

よって、ガスセンサ1によれば、変形を伴う加工が可能な材料で形成された主体金具3を備えつつ、耐熱性を向上できる。
次に、主体金具保護部材10は、検出素子5を挿通する挿通孔10cを有する筒型形状に形成されている。このような形状の主体金具保護部材10は、検出素子5が挿通孔10cに挿通された状態で、主体金具3の貫通孔57の内部に配置することができ、プロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域を少なくとも覆うことができる。
Therefore, according to the gas sensor 1, the heat resistance can be improved while providing the main metal fitting 3 made of a material that can be processed with deformation.
Next, the main metal fitting protection member 10 is formed in a tubular shape having an insertion hole 10c through which the detection element 5 is inserted. The main metal fitting protection member 10 having such a shape can be arranged inside the through hole 57 of the main metal fitting 3 with the detection element 5 inserted through the insertion hole 10c, and is opposed to the protector in the protector internal region A1. At least the region on the tip side of the surface 3b can be covered.

主体金具保護部材10は、素子プロテクタ9の内面と周方向にわたり当接する鍔部10bを備える。このような鍔部10b(プロテクタ当接部)を備えることで、主体金具保護部材10と素子プロテクタ9との間に隙間が生じることを抑制でき、主体金具保護部材10の外側を通じて測定対象物(排気ガス)が主体金具3に到達することを抑制できる。 The main metal fitting protection member 10 includes a flange portion 10b that comes into contact with the inner surface of the element protector 9 in the circumferential direction. By providing such a flange portion 10b (protector contact portion), it is possible to suppress the formation of a gap between the main metal fitting protection member 10 and the element protector 9, and the object to be measured (measurement target) is passed through the outside of the main metal fitting protection member 10. Exhaust gas) can be prevented from reaching the main metal fitting 3.

このように、主体金具保護部材10が鍔部10bを備えることで、高温の排気ガスが主体金具3に直接接触しがたくなり、より一層、高温による主体金具3の腐食が抑制でき、主体金具3の破損を抑制できる。 In this way, when the main metal fitting protection member 10 is provided with the flange portion 10b, it becomes difficult for high-temperature exhaust gas to come into direct contact with the main metal fitting 3, and corrosion of the main metal fitting 3 due to high temperature can be further suppressed, and the main metal fitting 3 can be further suppressed. The damage of 3 can be suppressed.

主体金具保護部材10は、耐熱性金属材料(NCF601またはSUS310)で形成されており、同等の強度を実現する際には、セラミックス材料で形成する場合に比べて、厚さ寸法を小さくできる。 The main metal fitting protection member 10 is made of a heat-resistant metal material (NCF601 or SUS310), and when achieving the same strength, the thickness dimension can be made smaller than that of the case where the main metal fitting protection member 10 is made of a ceramic material.

これにより、主体金具保護部材10と検出素子5との距離が大きく確保でき、主体金具保護部材10の温度(熱量)が検出素子5に与える熱的な影響を抑制できる。
次に、主体金具保護部材10は、主体金具3よりも耐食性の高い材料で形成されている。このような主体金具保護部材10を備えることで、主体金具保護部材10が測定対象物(排気ガス)によって腐食するのを抑制できるとともに、主体金具3が測定対象物によって腐食するのを抑制できる。
As a result, a large distance between the main metal fitting protection member 10 and the detection element 5 can be secured, and the thermal influence of the temperature (heat amount) of the main metal fitting protection member 10 on the detection element 5 can be suppressed.
Next, the main metal fitting protection member 10 is made of a material having higher corrosion resistance than the main metal fitting 3. By providing such a main metal fitting protection member 10, it is possible to prevent the main metal fitting protection member 10 from being corroded by the object to be measured (exhaust gas), and it is possible to prevent the main metal fitting 3 from being corroded by the object to be measured.

[1−4.文言の対応関係]
ここで、本実施形態における文言の対応関係について説明する。
ガスセンサ1がセンサの一例に相当し、検出素子5がセンサ素子の一例に相当し、主体金具3が主体金具の一例に相当し、素子プロテクタ9が素子プロテクタの一例に相当し、セラミックホルダ61および金属ホルダ71が素子保持部材の一例に相当する。
[1-4. Correspondence of wording]
Here, the correspondence between the words in the present embodiment will be described.
The gas sensor 1 corresponds to an example of a sensor, the detection element 5 corresponds to an example of a sensor element, the main metal fitting 3 corresponds to an example of a main metal fitting, the element protector 9 corresponds to an example of an element protector, and the ceramic holder 61 and The metal holder 71 corresponds to an example of the element holding member.

プロテクタ対向面3bがプロテクタ対向面の一例に相当し、プロテクタ内部領域A1がプロテクタ内部領域の一例に相当し、主体金具保護部材10が主体金具保護部材の一例に相当し、鍔部10bがプロテクタ当接部の一例に相当する。 The protector facing surface 3b corresponds to an example of the protector facing surface, the protector internal region A1 corresponds to an example of the protector internal region, the main metal fitting protection member 10 corresponds to an example of the main metal fitting protection member, and the flange portion 10b corresponds to the protector. It corresponds to an example of the contact part.

[2.第2実施形態]
[2−1.全体構成]
次に、第2実施形態の第2ガスセンサ101について説明する。
[2. Second Embodiment]
[2-1. overall structure]
Next, the second gas sensor 101 of the second embodiment will be described.

なお、第2実施形態に関して第1実施形態と同様な内容については、同符号を用いて説明するか、もしくは説明を省略する。
第2実施形態は、第1実施形態と比べて、主体金具保護部材が異なるため、主体金具保護部材を中心に説明する。
The contents of the second embodiment similar to those of the first embodiment will be described using the same reference numerals, or the description thereof will be omitted.
Since the main metal fitting protection member is different in the second embodiment as compared with the first embodiment, the main metal fitting protection member will be mainly described.

図4は、第2ガスセンサ101のうち先端側領域の内部構造を表した断面図である。
図4では、図面下方向がガスセンサの先端側であり、図面上方向がガスセンサの後端側である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the tip end side region of the second gas sensor 101.
In FIG. 4, the lower direction in the drawing is the front end side of the gas sensor, and the upper direction in the drawing is the rear end side of the gas sensor.

第2ガスセンサ101は、主体金具3と、検出素子5と、素子プロテクタ9と、第2主体金具保護部材81と、外筒11と、セラミックセパレータ13と、閉塞部材15と、を備えている。 The second gas sensor 101 includes a main metal fitting 3, a detection element 5, an element protector 9, a second main metal fitting protection member 81, an outer cylinder 11, a ceramic separator 13, and a closing member 15.

なお、図4では、第2ガスセンサ101の後端部分の構成(セラミックセパレータ13、閉塞部材15など)が図示されていないが、第2ガスセンサ101の後端部分の構成は、第1実施形態と同様である。 Although the configuration of the rear end portion of the second gas sensor 101 (ceramic separator 13, closing member 15, etc.) is not shown in FIG. 4, the configuration of the rear end portion of the second gas sensor 101 is the same as that of the first embodiment. The same is true.

第2ガスセンサ101のうち、素子プロテクタ9の内部プロテクタ9bは、第1実施形態と比べて、プロテクタ固定部3aの先端面よりも先端側の部位に関しては、軸線方向に垂直な径寸法が大きく形成されている。つまり、内部プロテクタ9bの外面と外部プロテクタ9aの内面との隙間寸法は、第2実施形態の隙間寸法が第1実施形態の隙間寸法に比べて小さくなっている。 Of the second gas sensor 101, the internal protector 9b of the element protector 9 has a larger diameter dimension perpendicular to the axial direction with respect to a portion on the tip side of the tip surface of the protector fixing portion 3a as compared with the first embodiment. Has been done. That is, as for the gap dimension between the outer surface of the inner protector 9b and the inner surface of the outer protector 9a, the gap dimension of the second embodiment is smaller than the gap dimension of the first embodiment.

これにより、第2実施形態の内部プロテクタ9bは、主体金具3のプロテクタ固定部3aのうち先端面の一部を覆う状態で配置されている。なお、第1実施形態の内部プロテクタ9bは、主体金具3のプロテクタ固定部3aのうち先端面全体を覆う状態(詳細には、鍔部10bを介して先端面全体を覆う状態)で配置されている。 As a result, the internal protector 9b of the second embodiment is arranged so as to cover a part of the tip surface of the protector fixing portion 3a of the main metal fitting 3. The internal protector 9b of the first embodiment is arranged in a state of covering the entire tip surface of the protector fixing portion 3a of the main metal fitting 3 (specifically, a state of covering the entire tip surface via the collar portion 10b). There is.

[2−2.第2主体金具保護部材]
図5は、第2主体金具保護部材81の外観を表す斜視図である。
第2主体金具保護部材81は、後端筒状部81aと、段差部81bと、先端筒状部81cと、内側突出部81dと、を備えている。第2主体金具保護部材81の内部には、軸線方向に貫通するとともに検出素子5を挿通する挿通孔81eが形成されている。第2主体金具保護部材81は、耐熱性金属材料(NCF601またはSUS310)で構成されている。
[2-2. 2nd main metal fitting protection member]
FIG. 5 is a perspective view showing the appearance of the second main metal fitting protection member 81.
The second main body metal fitting protection member 81 includes a rear end tubular portion 81a, a stepped portion 81b, a tip tubular portion 81c, and an inner protruding portion 81d. Inside the second main metal fitting protection member 81, an insertion hole 81e is formed which penetrates in the axial direction and inserts the detection element 5. The second main metal fitting protection member 81 is made of a heat-resistant metal material (NCF601 or SUS310).

後端筒状部81aは、軸線方向に垂直な外径寸法が主体金具3の貫通孔57の内径寸法と同等である筒型形状に形成されている。先端筒状部81cは、軸線方向に垂直な外径寸法が素子プロテクタ9(内部プロテクタ9b)の内径寸法と同等である筒型形状に形成されている。このため、後端筒状部81aは、軸線方向に垂直な外径寸法が、先端筒状部81cと比べて、小さく形成されている。 The rear end tubular portion 81a is formed in a tubular shape whose outer diameter dimension perpendicular to the axial direction is equivalent to the inner diameter dimension of the through hole 57 of the main metal fitting 3. The tip tubular portion 81c is formed in a tubular shape whose outer diameter dimension perpendicular to the axial direction is equivalent to the inner diameter dimension of the element protector 9 (internal protector 9b). Therefore, the rear end tubular portion 81a is formed to have an outer diameter dimension perpendicular to the axial direction smaller than that of the tip tubular portion 81c.

段差部81bは、後端筒状部81aの先端部と先端筒状部81cの後端部とを繋ぐように形成されている。
内側突出部81dは、後端筒状部81aの後端部において周方向の内向きに突出するように形成されている。
The step portion 81b is formed so as to connect the tip end portion of the rear end tubular portion 81a and the rear end portion of the tip end tubular portion 81c.
The inner protruding portion 81d is formed so as to project inward in the circumferential direction at the rear end portion of the rear end tubular portion 81a.

図4に示すように、第2主体金具保護部材81は、後端筒状部81aが主体金具3の貫通孔57の先端側内面に当接し、段差部81bが主体金具3の先端面に当接し、先端筒状部81cが素子プロテクタ9(詳細には、内部プロテクタ9b)の内面と周方向にわたり当接する状態で、主体金具3の先端部分に配置される。 As shown in FIG. 4, in the second main metal fitting protection member 81, the rear end tubular portion 81a abuts on the inner surface on the tip end side of the through hole 57 of the main metal fitting 3, and the stepped portion 81b hits the front end surface of the main metal fitting 3. The tip tubular portion 81c is in contact with the inner surface of the element protector 9 (specifically, the internal protector 9b) in the circumferential direction, and is arranged at the tip portion of the main metal fitting 3.

ここで、主体金具3は、第1実施形態と同様に、SUS430で形成されており、プロテクタ固定部3aと、プロテクタ対向面3bと、を備える。
そして、第2主体金具保護部材81は、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域(換言すれば、プロテクタ固定部3aの内面および先端面の一部に相当する領域)を少なくとも覆うように配置されている。具体的には、第2主体金具保護部材81の後端筒状部81aが貫通孔57の内面のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域を覆い、第2主体金具保護部材81の段差部81bがプロテクタ固定部3aの先端面の一部を覆う。したがって、プロテクタ内部領域A1のうち少なくともプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域が、第2主体金具保護部材81および素子プロテクタ9によって覆われる。
Here, the main metal fitting 3 is formed of SUS430 as in the first embodiment, and includes a protector fixing portion 3a and a protector facing surface 3b.
The second main metal fitting protection member 81 corresponds to a region (in other words, a part of the inner surface and the front end surface of the protector fixing portion 3a) on the tip side of the protector internal region A1 of the main metal fitting 3 with respect to the protector facing surface 3b. It is arranged so as to cover at least the area to be used. Specifically, the rear end tubular portion 81a of the second main metal fitting protection member 81 covers the region of the inner surface of the through hole 57 on the tip side of the protector facing surface 3b, and the stepped portion of the second main metal fitting protection member 81. 81b covers a part of the tip surface of the protector fixing portion 3a. Therefore, at least the region of the protector internal region A1 on the tip side of the protector facing surface 3b is covered by the second main metal fitting protection member 81 and the element protector 9.

第2主体金具保護部材81を構成する耐熱性金属材料(NCF601またはSUS310)は、主体金具3を構成する材料(SUS430)に比べて、耐熱性および耐食性に優れている。 The heat-resistant metal material (NCF601 or SUS310) constituting the second main metal fitting protection member 81 is superior in heat resistance and corrosion resistance to the material (SUS430) constituting the main metal fitting 3.

[2−3.効果]
以上説明したように、本実施形態の第2ガスセンサ101は、主体金具3よりも耐熱性に優れる材料で形成された第2主体金具保護部材81を備えることで、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域に、高温の測定対象物(排気ガス)が直接接触するのを抑制できる。
[2-3. effect]
As described above, the second gas sensor 101 of the present embodiment includes the second main metal fitting protection member 81 made of a material having higher heat resistance than the main metal fitting 3, so that the protector internal region A1 of the main metal fitting 3 is provided. Of these, it is possible to prevent the high-temperature measurement object (exhaust gas) from directly contacting the region on the tip side of the protector facing surface 3b.

つまり、第2ガスセンサ101は、変形を伴う加工(加締め加工など)が可能な材料(SUS430)で主体金具3を形成しつつ、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域(プロテクタ固定部3aの内面および先端面)が高温により腐食するのを抑制できるため、センサ全体としての耐熱性を向上できる。 That is, the second gas sensor 101 forms the main metal fitting 3 with a material (SUS430) capable of processing with deformation (crimping, etc.), and is more than the protector facing surface 3b in the protector internal region A1 of the main metal fitting 3. Since the region on the tip side (inner surface and tip surface of the protector fixing portion 3a) can be suppressed from being corroded by high temperature, the heat resistance of the sensor as a whole can be improved.

第2主体金具保護部材81は、素子プロテクタ9の内面と周方向にわたり当接する先端筒状部81cを備える。このような先端筒状部81c(プロテクタ当接部)を備えることで、第2主体金具保護部材81と素子プロテクタ9との間に隙間が生じることを抑制でき、第2主体金具保護部材81の外側を通じて測定対象物(排気ガス)が主体金具3に到達することを抑制できる。 The second main metal fitting protection member 81 includes a tip tubular portion 81c that comes into contact with the inner surface of the element protector 9 in the circumferential direction. By providing such a tip tubular portion 81c (protector contact portion), it is possible to suppress the formation of a gap between the second main metal fitting protection member 81 and the element protector 9, and the second main metal fitting protection member 81 It is possible to prevent the object to be measured (exhaust gas) from reaching the main metal fitting 3 through the outside.

第2主体金具保護部材81は、自身の後端側に、内向きに突出する内側突出部81dを備える。
第2主体金具保護部材81が内側突出部81dを備えることで、第2主体金具保護部材81の内部を後端側に向かって移動する排気ガスが内側突出部81dに衝突して、排気ガスの移動方向を変更できる。これにより、第2主体金具保護部材81の内側を通じて排気ガスが主体金具3に到達することを抑制できる。
The second main metal fitting protection member 81 includes an inwardly projecting inwardly projecting portion 81d on its rear end side.
When the second main metal fitting protection member 81 includes the inner protruding portion 81d, the exhaust gas moving inside the second main metal fitting protecting member 81 toward the rear end side collides with the inner protruding portion 81d, and the exhaust gas becomes You can change the direction of movement. As a result, it is possible to prevent the exhaust gas from reaching the main metal fitting 3 through the inside of the second main metal fitting protection member 81.

このように、第2主体金具保護部材81が内側突出部81dを備えることで、排気ガスが主体金具3に直接接触しがたくなり、より一層、高温による主体金具3の腐食が抑制でき、主体金具3の破損を抑制できる。 In this way, when the second main metal fitting protection member 81 is provided with the inner protruding portion 81d, it becomes difficult for the exhaust gas to come into direct contact with the main metal fitting 3, and corrosion of the main metal fitting 3 due to high temperature can be further suppressed. Damage to the metal fitting 3 can be suppressed.

[2−4.文言の対応関係]
ここで、本実施形態における文言の対応関係について説明する。
第2ガスセンサ101がセンサの一例に相当し、素子プロテクタ9が素子プロテクタの一例に相当し、第2主体金具保護部材81が主体金具保護部材の一例に相当し、先端筒状部81cがプロテクタ当接部の一例に相当し、内側突出部81dが内側突出部の一例に相当する。
[2-4. Correspondence of wording]
Here, the correspondence between the words in the present embodiment will be described.
The second gas sensor 101 corresponds to an example of the sensor, the element protector 9 corresponds to an example of the element protector, the second main metal fitting protection member 81 corresponds to an example of the main metal fitting protection member, and the tip tubular portion 81c corresponds to the protector. It corresponds to an example of the contact portion, and the inner protruding portion 81d corresponds to an example of the inner protruding portion.

[3.第3実施形態]
[3−1.全体構成]
次に、第3実施形態の第3ガスセンサ103について説明する。
[3. Third Embodiment]
[3-1. overall structure]
Next, the third gas sensor 103 of the third embodiment will be described.

なお、第3実施形態に関して第1実施形態と同様な内容については、同符号を用いて説明するか、もしくは説明を省略する。
図6は、第3ガスセンサ103のうち先端側領域の内部構造を表した断面図である。
The same contents as those of the first embodiment will be described with reference to the same reference numerals, or the description thereof will be omitted.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the internal structure of the tip end side region of the third gas sensor 103.

図6では、図面下方向がガスセンサの先端側であり、図面上方向がガスセンサの後端側である。
第3ガスセンサ103は、主体金具3と、検出素子5と、素子プロテクタ9と、第3主体金具保護部材83と、外筒11と、セラミックセパレータ13と、閉塞部材15と、を備えている。
In FIG. 6, the lower direction in the drawing is the front end side of the gas sensor, and the upper direction in the drawing is the rear end side of the gas sensor.
The third gas sensor 103 includes a main metal fitting 3, a detection element 5, an element protector 9, a third main metal fitting protection member 83, an outer cylinder 11, a ceramic separator 13, and a closing member 15.

なお、図6では、第3ガスセンサ103の後端部分の構成(セラミックセパレータ13、閉塞部材15など)が図示されていないが、第3ガスセンサ103の後端部分の構成は、第1実施形態と同様である。 Although the configuration of the rear end portion of the third gas sensor 103 (ceramic separator 13, closing member 15, etc.) is not shown in FIG. 6, the configuration of the rear end portion of the third gas sensor 103 is the same as that of the first embodiment. The same is true.

第3ガスセンサ103のうち、素子プロテクタ9の内部プロテクタ9bは、第1実施形態と比べて、プロテクタ固定部3aの先端面よりも先端側の部位に関しては、軸線方向に垂直な径寸法が小さく形成されている。つまり、内部プロテクタ9bの外面と外部プロテクタ9aの内面との隙間寸法は、第3実施形態の隙間寸法が第1実施形態の隙間寸法に比べて大きくなっている。 Of the third gas sensor 103, the internal protector 9b of the element protector 9 is formed to have a smaller diameter dimension perpendicular to the axial direction with respect to a portion on the tip side of the tip surface of the protector fixing portion 3a as compared with the first embodiment. Has been done. That is, as for the gap dimension between the outer surface of the inner protector 9b and the inner surface of the outer protector 9a, the gap dimension of the third embodiment is larger than the gap dimension of the first embodiment.

これにより、第3実施形態の内部プロテクタ9bは、主体金具3の貫通孔57のうち先端側開口部の一部を覆う状態(詳細には、第3主体金具保護部材83を介して先端側開口部の一部を覆う状態)で配置されている。なお、第1実施形態の内部プロテクタ9bは、主体金具3の貫通孔57のうち先端側開口部を全く覆わない状態で配置されている。 As a result, the internal protector 9b of the third embodiment covers a part of the front end side opening of the through hole 57 of the main metal fitting 3 (specifically, the front end side opening via the third main metal fitting protection member 83). It is arranged so as to cover a part of the part). The internal protector 9b of the first embodiment is arranged so as not to cover the tip end side opening of the through hole 57 of the main metal fitting 3 at all.

[3−2.第3主体金具保護部材]
図7は、第3主体金具保護部材83の外観を表す斜視図である。
第3主体金具保護部材83は、後端筒状部83aと、段差部83bと、先端筒状部83cと、を備えている。第3主体金具保護部材83の内部には、軸線方向に貫通するとともに検出素子5を挿通する挿通孔83dが形成されている。第3主体金具保護部材83は、耐熱性金属材料(NCF601またはSUS310)で構成されている。
[3-2. Third main metal fitting protection member]
FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of the third main metal fitting protection member 83.
The third main body metal fitting protection member 83 includes a rear end tubular portion 83a, a step portion 83b, and a tip tubular portion 83c. Inside the third main metal fitting protection member 83, an insertion hole 83d is formed which penetrates in the axial direction and inserts the detection element 5. The third main metal fitting protection member 83 is made of a heat-resistant metal material (NCF601 or SUS310).

後端筒状部83aは、軸線方向に垂直な外径寸法が主体金具3の貫通孔57の内径寸法と同等である筒型形状に形成されている。先端筒状部83cは、軸線方向に垂直な外径寸法が素子プロテクタ9(内部プロテクタ9b)の内径寸法と同等である筒型形状に形成されている。このため、後端筒状部83aは、軸線方向に垂直な外径寸法が、先端筒状部83cと比べて、大きく形成されている。 The rear end tubular portion 83a is formed in a tubular shape whose outer diameter dimension perpendicular to the axial direction is equivalent to the inner diameter dimension of the through hole 57 of the main metal fitting 3. The tip tubular portion 83c is formed in a tubular shape whose outer diameter dimension perpendicular to the axial direction is equivalent to the inner diameter dimension of the element protector 9 (internal protector 9b). Therefore, the rear end tubular portion 83a has an outer diameter dimension perpendicular to the axial direction larger than that of the tip tubular portion 83c.

段差部83bは、後端筒状部83aの先端部と先端筒状部83cの後端部とを繋ぐように形成されている。
図6に示すように、第3主体金具保護部材83は、後端筒状部83aが主体金具3の貫通孔57の先端側内面に当接し、先端筒状部83cが素子プロテクタ9(詳細には、内部プロテクタ9b)の内面と周方向にわたり当接する状態で、主体金具3の先端部分に配置される。
The step portion 83b is formed so as to connect the tip end portion of the rear end tubular portion 83a and the rear end portion of the tip end tubular portion 83c.
As shown in FIG. 6, in the third main metal fitting protection member 83, the rear end tubular portion 83a abuts on the inner surface on the tip end side of the through hole 57 of the main metal fitting 3, and the tip tubular portion 83c is the element protector 9 (in detail). Is arranged at the tip of the main metal fitting 3 in a state of being in contact with the inner surface of the internal protector 9b) over the circumferential direction.

ここで、主体金具3は、第1実施形態と同様に、SUS430で形成されており、プロテクタ固定部3aと、プロテクタ対向面3bと、を備える。
そして、第3主体金具保護部材83は、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域(換言すれば、プロテクタ固定部3aの内面に相当する領域)を少なくとも覆うように配置されている。具体的には、第3主体金具保護部材83の後端筒状部83aが貫通孔57の内面のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域を覆う。さらに、内部プロテクタ9bが主体金具3のプロテクタ固定部3aにおける先端面の全体を覆っている。したがって、プロテクタ内部領域A1のうち少なくともプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域が、第3主体金具保護部材83および内部プロテクタ9bによって覆われる。
Here, the main metal fitting 3 is formed of SUS430 as in the first embodiment, and includes a protector fixing portion 3a and a protector facing surface 3b.
Then, the third main metal fitting protection member 83 covers at least a region of the protector internal region A1 of the main metal fitting 3 on the tip side of the protector facing surface 3b (in other words, a region corresponding to the inner surface of the protector fixing portion 3a). It is arranged like this. Specifically, the rear end tubular portion 83a of the third main metal fitting protection member 83 covers a region of the inner surface of the through hole 57 on the tip side of the protector facing surface 3b. Further, the internal protector 9b covers the entire tip surface of the protector fixing portion 3a of the main metal fitting 3. Therefore, at least the region of the protector internal region A1 on the tip side of the protector facing surface 3b is covered by the third main metal fitting protection member 83 and the internal protector 9b.

第3主体金具保護部材83を構成する耐熱性金属材料(NCF601またはSUS310)は、主体金具3を構成する材料(SUS430)に比べて、耐熱性および耐食性に優れている。 The heat-resistant metal material (NCF601 or SUS310) constituting the third main metal fitting protection member 83 is superior in heat resistance and corrosion resistance to the material (SUS430) constituting the main metal fitting 3.

[3−3.効果]
以上説明したように、本実施形態の第3ガスセンサ103は、主体金具3よりも耐熱性に優れる材料で形成された第3主体金具保護部材83を備えることで、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域に、高温の測定対象物(排気ガス)が直接接触するのを抑制できる。
[3-3. effect]
As described above, the third gas sensor 103 of the present embodiment includes the third main metal fitting protection member 83 made of a material having higher heat resistance than the main metal fitting 3, so that the protector internal region A1 of the main metal fitting 3 is provided. Of these, it is possible to prevent the high-temperature measurement object (exhaust gas) from directly contacting the region on the tip side of the protector facing surface 3b.

つまり、第3ガスセンサ103は、変形を伴う加工(加締め加工など)が可能な材料(SUS430)で主体金具3を形成しつつ、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域(プロテクタ固定部3aの内面および先端面)が高温により腐食するのを抑制できるため、センサ全体としての耐熱性を向上できる。 That is, the third gas sensor 103 forms the main metal fitting 3 with a material (SUS430) capable of processing with deformation (crimping, etc.), and is more than the protector facing surface 3b in the protector internal region A1 of the main metal fitting 3. Since the region on the tip side (inner surface and tip surface of the protector fixing portion 3a) can be suppressed from being corroded by high temperature, the heat resistance of the sensor as a whole can be improved.

第3主体金具保護部材83は、素子プロテクタ9の内面と周方向にわたり当接する先端筒状部83cを備える。このような先端筒状部83c(プロテクタ当接部)を備えることで、第3主体金具保護部材83と素子プロテクタ9との間に隙間が生じることを抑制でき、第3主体金具保護部材83の外側を通じて測定対象物(排気ガス)が主体金具3に到達することを抑制できる。 The third main metal fitting protection member 83 includes a tip tubular portion 83c that comes into contact with the inner surface of the element protector 9 in the circumferential direction. By providing such a tip tubular portion 83c (protector contact portion), it is possible to suppress the formation of a gap between the third main metal fitting protection member 83 and the element protector 9, and the third main metal fitting protection member 83 can be prevented from forming a gap. It is possible to prevent the object to be measured (exhaust gas) from reaching the main metal fitting 3 through the outside.

[3−4.文言の対応関係]
ここで、本実施形態における文言の対応関係について説明する。
第3ガスセンサ103がセンサの一例に相当し、素子プロテクタ9が素子プロテクタの一例に相当し、第3主体金具保護部材83が主体金具保護部材の一例に相当し、先端筒状部83cがプロテクタ当接部の一例に相当する。
[3-4. Correspondence of wording]
Here, the correspondence between the words in the present embodiment will be described.
The third gas sensor 103 corresponds to an example of the sensor, the element protector 9 corresponds to an example of the element protector, the third main metal fitting protection member 83 corresponds to an example of the main metal fitting protection member, and the tip tubular portion 83c corresponds to the protector. It corresponds to an example of the contact part.

[4.第4実施形態]
[4−1.全体構成]
次に、第4実施形態の第4ガスセンサ105について説明する。
[4. Fourth Embodiment]
[4-1. overall structure]
Next, the fourth gas sensor 105 of the fourth embodiment will be described.

なお、第4実施形態に関して第1実施形態と同様な内容については、同符号を用いて説明するか、もしくは説明を省略する。
図8は、第4ガスセンサ105のうち先端側領域の内部構造を表した断面図である。
The same contents as those of the first embodiment will be described with reference to the same reference numerals, or the description thereof will be omitted.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the internal structure of the distal end side region of the fourth gas sensor 105.

図8では、図面下方向がガスセンサの先端側であり、図面上方向がガスセンサの後端側である。
第4ガスセンサ105は、主体金具3と、検出素子5と、素子プロテクタ9と、第4主体金具保護部材85と、外筒11と、セラミックセパレータ13と、閉塞部材15と、を備えている。
In FIG. 8, the lower direction in the drawing is the front end side of the gas sensor, and the upper direction in the drawing is the rear end side of the gas sensor.
The fourth gas sensor 105 includes a main metal fitting 3, a detection element 5, an element protector 9, a fourth main metal fitting protection member 85, an outer cylinder 11, a ceramic separator 13, and a closing member 15.

なお、図8では、第4ガスセンサ105の後端部分の構成(セラミックセパレータ13、閉塞部材15など)が図示されていないが、第4ガスセンサ105の後端部分の構成は、第1実施形態と同様である。 Although the configuration of the rear end portion of the fourth gas sensor 105 (ceramic separator 13, closing member 15, etc.) is not shown in FIG. 8, the configuration of the rear end portion of the fourth gas sensor 105 is the same as that of the first embodiment. The same is true.

第4ガスセンサ105のうち、素子プロテクタ9(外部プロテクタ9aおよび内部プロテクタ9b)は、第1実施形態と比べて、主体金具3のプロテクタ固定部3aを取り囲む部位に関しては、軸線方向に垂直な径寸法が大きく形成されている。 Of the fourth gas sensor 105, the element protector 9 (external protector 9a and internal protector 9b) has a diameter dimension perpendicular to the axial direction with respect to a portion surrounding the protector fixing portion 3a of the main metal fitting 3, as compared with the first embodiment. Is formed large.

これにより、第4実施形態の素子プロテクタ9は、第4主体金具保護部材85を介して、溶接等によりプロテクタ固定部3aに固定されている。
[4−2.第4主体金具保護部材]
図9は、第4主体金具保護部材85の外観を表す斜視図である。
As a result, the element protector 9 of the fourth embodiment is fixed to the protector fixing portion 3a by welding or the like via the fourth main metal fitting protection member 85.
[4-2. 4th main metal fitting protection member]
FIG. 9 is a perspective view showing the appearance of the fourth main metal fitting protection member 85.

第4主体金具保護部材85は、内側筒状部85aと、連結部85bと、外側筒状部85cと、を備えている。内側筒状部85aの内部には、軸線方向に貫通するとともに検出素子5を挿通する挿通孔85dが形成されている。第4主体金具保護部材85は、耐熱性金属材料(NCF601またはSUS310)で構成されている。 The fourth main metal fitting protection member 85 includes an inner tubular portion 85a, a connecting portion 85b, and an outer tubular portion 85c. Inside the inner tubular portion 85a, an insertion hole 85d is formed which penetrates in the axial direction and inserts the detection element 5. The fourth main metal fitting protection member 85 is made of a heat-resistant metal material (NCF601 or SUS310).

内側筒状部85aは、軸線方向に垂直な外径寸法が主体金具3の貫通孔57の内径寸法と同等である筒型形状に形成されている。外側筒状部85cは、軸線方向に垂直な内径寸法が主体金具3のプロテクタ固定部3aの外径寸法と同等である筒型形状に形成されている。 The inner tubular portion 85a is formed in a tubular shape whose outer diameter dimension perpendicular to the axial direction is equivalent to the inner diameter dimension of the through hole 57 of the main metal fitting 3. The outer tubular portion 85c is formed in a tubular shape whose inner diameter dimension perpendicular to the axial direction is equivalent to the outer diameter dimension of the protector fixing portion 3a of the main metal fitting 3.

連結部85bは、内側筒状部85aの先端部と外側筒状部85cの先端部とを繋ぐように形成されている。
図8に示すように、第4主体金具保護部材85は、内側筒状部85aが主体金具3の貫通孔57の先端側内面に当接し、連結部85bがプロテクタ固定部3aの先端面に当接し、外側筒状部85cがプロテクタ固定部3aの外周面に当接する状態で、主体金具3の先端部分に配置される。連結部85bおよび外側筒状部85cは、それぞれ、素子プロテクタ9(詳細には、内部プロテクタ9b)の内面と周方向にわたり当接する。
The connecting portion 85b is formed so as to connect the tip end portion of the inner tubular portion 85a and the tip end portion of the outer tubular portion 85c.
As shown in FIG. 8, in the fourth main metal fitting protection member 85, the inner tubular portion 85a abuts on the inner surface on the tip end side of the through hole 57 of the main metal fitting 3, and the connecting portion 85b hits the tip surface of the protector fixing portion 3a. The outer tubular portion 85c is in contact with the outer peripheral surface of the protector fixing portion 3a, and is arranged at the tip end portion of the main metal fitting 3. The connecting portion 85b and the outer tubular portion 85c each come into contact with the inner surface of the element protector 9 (specifically, the inner protector 9b) in the circumferential direction.

ここで、主体金具3は、第1実施形態と同様に、SUS430で形成されており、プロテクタ固定部3aと、プロテクタ対向面3bと、を備える。
そして、第4主体金具保護部材85は、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域(換言すれば、プロテクタ固定部3aの内面および先端面に相当する領域)を少なくとも覆うように配置されている。具体的には、第4主体金具保護部材85のうち、内側筒状部85aが貫通孔57の内面のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域を覆い、連結部85bがプロテクタ固定部3aの先端面を覆い、外側筒状部85cがプロテクタ固定部3aの外面の一部領域を覆う。したがって、プロテクタ内部領域A1のうち少なくともプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域は、第4主体金具保護部材85および内部プロテクタ9bによって覆われる。
Here, the main metal fitting 3 is formed of SUS430 as in the first embodiment, and includes a protector fixing portion 3a and a protector facing surface 3b.
Then, the fourth main metal fitting protection member 85 is a region of the protector internal region A1 of the main metal fitting 3 on the tip side of the protector facing surface 3b (in other words, a region corresponding to the inner surface and the tip surface of the protector fixing portion 3a). Is arranged so as to cover at least. Specifically, of the fourth main metal fitting protection member 85, the inner tubular portion 85a covers the region of the inner surface of the through hole 57 on the tip side of the protector facing surface 3b, and the connecting portion 85b is the protector fixing portion 3a. The tip surface is covered, and the outer tubular portion 85c covers a part of the outer surface of the protector fixing portion 3a. Therefore, at least the region of the protector internal region A1 on the tip side of the protector facing surface 3b is covered by the fourth main metal fitting protection member 85 and the internal protector 9b.

第4主体金具保護部材85を構成する耐熱性金属材料(NCF601またはSUS310)は、主体金具3を構成する材料(SUS430)に比べて、耐熱性および耐食性に優れている。 The heat-resistant metal material (NCF601 or SUS310) constituting the fourth main metal fitting protection member 85 is superior in heat resistance and corrosion resistance to the material (SUS430) constituting the main metal fitting 3.

[4−3.効果]
以上説明したように、本実施形態の第4ガスセンサ105は、主体金具3よりも耐熱性に優れる材料で形成された第4主体金具保護部材85を備えることで、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域に、高温の測定対象物(排気ガス)が直接接触するのを抑制できる。
[4-3. effect]
As described above, the fourth gas sensor 105 of the present embodiment includes the fourth main metal fitting protection member 85 formed of a material having higher heat resistance than the main metal fitting 3, so that the protector internal region A1 of the main metal fitting 3 is provided. Of these, it is possible to prevent the high-temperature measurement object (exhaust gas) from directly contacting the region on the tip side of the protector facing surface 3b.

つまり、第4ガスセンサ105は、変形を伴う加工(加締め加工など)が可能な材料(SUS430)で主体金具3を形成しつつ、主体金具3のプロテクタ内部領域A1のうちプロテクタ対向面3bよりも先端側の領域(プロテクタ固定部3aの内面および先端面)が高温により腐食するのを抑制できるため、センサ全体としての耐熱性を向上できる。 That is, the fourth gas sensor 105 is formed of the main metal fitting 3 from a material (SUS430) capable of processing with deformation (crimping, etc.), and is more than the protector facing surface 3b in the protector internal region A1 of the main metal fitting 3. Since the region on the tip side (inner surface and tip surface of the protector fixing portion 3a) can be suppressed from being corroded by high temperature, the heat resistance of the sensor as a whole can be improved.

第4主体金具保護部材85は、素子プロテクタ9の内面と周方向にわたり当接する連結部85bおよび外側筒状部85cを備える。このような連結部85bおよび外側筒状部85c(プロテクタ当接部)を備えることで、第4主体金具保護部材85と素子プロテクタ9との間に隙間が生じることを抑制でき、第4主体金具保護部材85の外側を通じて測定対象物(排気ガス)が主体金具3に到達することを抑制できる。 The fourth main metal fitting protection member 85 includes a connecting portion 85b and an outer tubular portion 85c that come into contact with the inner surface of the element protector 9 in the circumferential direction. By providing such a connecting portion 85b and an outer tubular portion 85c (protector contact portion), it is possible to suppress the formation of a gap between the fourth main metal fitting protection member 85 and the element protector 9, and the fourth main metal fitting can be prevented from forming. It is possible to prevent the object to be measured (exhaust gas) from reaching the main metal fitting 3 through the outside of the protective member 85.

[4−4.文言の対応関係]
ここで、本実施形態における文言の対応関係について説明する。
第4ガスセンサ105がセンサの一例に相当し、素子プロテクタ9が素子プロテクタの一例に相当し、第4主体金具保護部材85が主体金具保護部材の一例に相当し、連結部85bおよび外側筒状部85cがプロテクタ当接部の一例に相当する。
[4-4. Correspondence of wording]
Here, the correspondence between the words in the present embodiment will be described.
The fourth gas sensor 105 corresponds to an example of the sensor, the element protector 9 corresponds to an example of the element protector, the fourth main metal fitting protection member 85 corresponds to an example of the main metal fitting protection member, and the connecting portion 85b and the outer tubular portion. 85c corresponds to an example of the protector contact portion.

[5.第5実施形態]
上記実施形態では、主体金具としてネジ部55を一体に備える主体金具3を備えるセンサについて説明したが、このような構成の主体金具を備えるセンサに限られることはない。例えば、図10に示す第5実施形態の第5ガスセンサ107のように、ネジ部55を有する取付部材115によってセンサ取付位置に固定される第2主体金具113を備える構成であってもよい。
[5. Fifth Embodiment]
In the above embodiment, the sensor including the main metal fitting 3 integrally provided with the screw portion 55 as the main metal fitting has been described, but the sensor is not limited to the sensor including the main metal fitting having such a configuration. For example, as in the fifth gas sensor 107 of the fifth embodiment shown in FIG. 10, the configuration may include a second main body fitting 113 fixed to the sensor mounting position by the mounting member 115 having the screw portion 55.

なお、第5ガスセンサ107に関して、第1実施形態のガスセンサ1と同様な内容については、同符号を用いて説明するか、もしくは説明を省略する。
第2主体金具113は、その軸中心に軸線方向に貫通する貫通孔57を有する筒状の部材である。第2主体金具113は、その先端部に、径方向外側に突出する鍔部113cを備えている。なお、貫通孔57には、径方向内側に突出する棚部59が形成されている。第2主体金具113は、金属材料(例えば、ステンレス(SUS430)など)で形成されている。
Regarding the fifth gas sensor 107, the same contents as those of the gas sensor 1 of the first embodiment will be described using the same reference numerals, or the description thereof will be omitted.
The second main metal fitting 113 is a tubular member having a through hole 57 penetrating in the axial direction at the center of the axis. The second main metal fitting 113 is provided with a flange portion 113c projecting outward in the radial direction at the tip portion thereof. The through hole 57 is formed with a shelf portion 59 that projects inward in the radial direction. The second main metal fitting 113 is made of a metal material (for example, stainless steel (SUS430) or the like).

第2主体金具113は、その先端に素子プロテクタ9を固定するためのプロテクタ固定部113aを備える。プロテクタ固定部113aは、その厚さ寸法(貫通孔57に面する内面から素子プロテクタ9に接する外面までの寸法)が、第2主体金具113のうち鍔部113cの厚さ寸法に比べて小さく形成される。 The second main body metal fitting 113 includes a protector fixing portion 113a for fixing the element protector 9 to the tip thereof. The thickness dimension of the protector fixing portion 113a (the dimension from the inner surface facing the through hole 57 to the outer surface in contact with the element protector 9) is formed to be smaller than the thickness dimension of the collar portion 113c of the second main metal fitting 113. Will be done.

第2主体金具113は、自身の外側表面に、プロテクタ対向面113bを備える。プロテクタ対向面113bは、プロテクタ固定部113aに固定された素子プロテクタ9の後端部に対向するように形成されている。本実施形態のプロテクタ対向面3bは、主体金具3の外側表面のうち鍔部113cよりも先端側の部位において、軸線方向に垂直な面(換言すれば、先端側に対向する面)として形成されている。 The second main metal fitting 113 includes a protector facing surface 113b on its outer surface. The protector facing surface 113b is formed so as to face the rear end portion of the element protector 9 fixed to the protector fixing portion 113a. The protector facing surface 3b of the present embodiment is formed as a surface perpendicular to the axial direction (in other words, a surface facing the tip side) at a portion of the outer surface of the main metal fitting 3 on the tip side of the flange portion 113c. ing.

取付部材115は、第2主体金具113の鍔部113cよりも後端側で第2主体金具113の外周に配置され、第2主体金具113に対して回転自在に形成されている。取付部材115の外表面には、センサ取付位置にネジ止めされるネジ部55(雄ネジ部55)が形成されている。取付部材115は、ネジ部55がセンサ取付位置にネジ止めされることで、第2主体金具113の鍔部113cに対して先端向きの付勢力を加える。 The mounting member 115 is arranged on the outer periphery of the second main metal fitting 113 on the rear end side of the flange portion 113c of the second main metal fitting 113, and is rotatably formed with respect to the second main metal fitting 113. On the outer surface of the mounting member 115, a screw portion 55 (male screw portion 55) screwed to the sensor mounting position is formed. The mounting member 115 applies an urging force toward the tip to the flange portion 113c of the second main metal fitting 113 by screwing the screw portion 55 to the sensor mounting position.

つまり、第2主体金具113は、取付部材115からの付勢力によって鍔部113cが先端側に押しつけられることで、センサ取付位置に固定される。
このような構成の第2主体金具113を備える第5ガスセンサ107においても、主体金具保護部材10を備えることで、第1実施形態と同様の効果を発揮することができ、変形を伴う加工が可能な材料で形成された第2主体金具113を備えつつ、耐熱性を向上できる。
That is, the second main metal fitting 113 is fixed at the sensor mounting position by pressing the flange portion 113c toward the tip side by the urging force from the mounting member 115.
The fifth gas sensor 107 including the second main metal fitting 113 having such a configuration can also exhibit the same effect as that of the first embodiment by providing the main metal fitting protecting member 10, and can be processed with deformation. The heat resistance can be improved while providing the second main metal fitting 113 made of the same material.

なお、第5ガスセンサ107がセンサの一例に相当し、第2主体金具113が主体金具の一例に相当する。
[6.第6実施形態]
上記実施形態では、主体金具への素子プロテクタの固定方法が溶接であるセンサについて説明したが、固定方法は溶接のみに限られることはない。例えば、図11に示す第6ガスセンサ109のように、溶接に加えて主体金具の加締め加工により素子プロテクタが主体金具に固定される形態であっても良い。
The fifth gas sensor 107 corresponds to an example of the sensor, and the second main metal fitting 113 corresponds to an example of the main metal fitting.
[6. 6th Embodiment]
In the above embodiment, the sensor in which the element protector is fixed to the main metal fitting by welding has been described, but the fixing method is not limited to welding. For example, as in the sixth gas sensor 109 shown in FIG. 11, the element protector may be fixed to the main metal fitting by crimping the main metal fitting in addition to welding.

なお、第6ガスセンサ109に関して、第1実施形態のガスセンサ1と同様な内容については、同符号を用いて説明するか、もしくは説明を省略する。
第6ガスセンサ109は、第3主体金具117と、第2素子プロテクタ119と、を備える。
Regarding the sixth gas sensor 109, the same contents as those of the gas sensor 1 of the first embodiment will be described with reference to the same reference numerals, or the description thereof will be omitted.
The sixth gas sensor 109 includes a third main metal fitting 117 and a second element protector 119.

第3主体金具117は、その外表面に自身を排気管に固定するためのネジ部55を備えるとともに、その軸中心に貫通孔57を有する筒状の部材である。なお、貫通孔57には、径方向内側に突出する棚部59が形成されている。第3主体金具117は、金属材料(例えば、ステンレス(SUS430)など)で形成されている。 The third main metal fitting 117 is a tubular member having a threaded portion 55 for fixing itself to the exhaust pipe on its outer surface and a through hole 57 at the center of the shaft thereof. The through hole 57 is formed with a shelf portion 59 that projects inward in the radial direction. The third main metal fitting 117 is made of a metal material (for example, stainless steel (SUS430) or the like).

第3主体金具117は、その先端に第2素子プロテクタ119を固定するためのプロテクタ固定部117aおよび加締め固定部117cと、第2素子プロテクタ119の後端部に対向するプロテクタ対向面117bと、を備える。 The third main body fitting 117 includes a protector fixing portion 117a and a crimping fixing portion 117c for fixing the second element protector 119 to the tip thereof, and a protector facing surface 117b facing the rear end portion of the second element protector 119. To be equipped.

プロテクタ固定部117aは、その厚さ寸法(貫通孔57に面する内面から第2素子プロテクタ119に接する外面までの寸法)が、第3主体金具117のうちネジ部55の厚さ寸法に比べて小さく形成される。プロテクタ対向面117bは、第3主体金具117の外側表面のうちネジ部55よりも先端側の部位において、軸線方向に垂直な面(換言すれば、先端側に対向する面)として形成されている。 The thickness dimension of the protector fixing portion 117a (the dimension from the inner surface facing the through hole 57 to the outer surface in contact with the second element protector 119) is larger than the thickness dimension of the screw portion 55 of the third main metal fitting 117. Formed small. The protector facing surface 117b is formed as a surface perpendicular to the axial direction (in other words, a surface facing the tip side) at a portion of the outer surface of the third main metal fitting 117 on the tip side of the screw portion 55. ..

加締め固定部117cは、第3主体金具117のうちプロテクタ対向面117bの外側から先端向きに突出するように形成されている。加締め加工前の加締め固定部117cは、プロテクタ固定部117aと加締め固定部117cとの隙間寸法(軸線方向に垂直な隙間寸法)がプロテクタ対向面117bの幅寸法と同等以上となるように形成されている。そのような形状の加締め固定部117cは、径方向内側に加締め加工されることで、プロテクタ対向面117bと加締め固定部117cとの間で第2素子プロテクタ119の後端部(後述する外側折曲部119d、内側折曲部119e)を挟み込む状態となる。 The crimping fixing portion 117c is formed so as to project from the outside of the protector facing surface 117b of the third main metal fitting 117 toward the tip end. In the crimping fixing portion 117c before the crimping process, the gap dimension (the gap dimension perpendicular to the axial direction) between the protector fixing portion 117a and the crimping fixing portion 117c is equal to or larger than the width dimension of the protector facing surface 117b. It is formed. The crimping fixing portion 117c having such a shape is crimped inward in the radial direction, so that the rear end portion of the second element protector 119 (described later) is formed between the protector facing surface 117b and the crimping fixing portion 117c. The outer bent portion 119d and the inner bent portion 119e) are sandwiched.

第2素子プロテクタ119は、第3主体金具117の先端側の外周に、検出素子5の突出部分を覆うように溶接等によって取り付けられた筒状の部材である。第2素子プロテクタ119は、耐熱性材料(例えばNCF601など)を用いて形成されている。第2素子プロテクタ119は、第2外部プロテクタ119aおよび第2内部プロテクタ119bを備える二重構造を有しており、その側壁等には、ガスの通過が可能な複数の孔部119cが形成されている。また、第2外部プロテクタ119aおよび第2内部プロテクタ119bは、それぞれ、後端部に径方向外向きの折り曲げられた外側折曲部119dおよび内側折曲部119eを備える。 The second element protector 119 is a tubular member attached to the outer periphery of the tip end side of the third main metal fitting 117 by welding or the like so as to cover the protruding portion of the detection element 5. The second element protector 119 is formed by using a heat resistant material (for example, NCF601). The second element protector 119 has a double structure including a second external protector 119a and a second internal protector 119b, and a plurality of holes 119c through which gas can pass are formed on the side wall or the like thereof. There is. Further, the second outer protector 119a and the second inner protector 119b are provided with a radially outwardly bent outer bent portion 119d and an inner bent portion 119e, respectively, at the rear end portions.

このような構成の第2素子プロテクタ119は、第3主体金具117のうちプロテクタ固定部117aと加締め加工前の加締め固定部117cとの間に、外側折曲部119dおよび内側折曲部119eが配置された後、加締め固定部117cが径方向内側に加締め加工されて、プロテクタ対向面117bと加締め固定部117cとの間に挟持される。このあと、加締め固定部117c、外側折曲部119d、内側折曲部119e、プロテクタ対向面117bを互いに溶接して溶接部120を形成することで、第2素子プロテクタ119の第3主体金具117への固定作業が完了する。 The second element protector 119 having such a configuration has an outer bent portion 119d and an inner bent portion 119e between the protector fixing portion 117a and the crimping fixing portion 117c before the crimping process in the third main metal fitting 117. Is arranged, the crimping fixing portion 117c is crimped inward in the radial direction, and is sandwiched between the protector facing surface 117b and the crimping fixing portion 117c. After that, the crimping fixing portion 117c, the outer bent portion 119d, the inner bent portion 119e, and the protector facing surface 117b are welded to each other to form the welded portion 120, whereby the third main metal fitting 117 of the second element protector 119 is formed. The fixing work to is completed.

このような第3主体金具117および第2素子プロテクタ119を備える第6ガスセンサ109においても、主体金具保護部材10を備えることで、第1実施形態と同様の効果を発揮することができ、変形を伴う加工が可能な材料で形成された第3主体金具117を備えつつ、耐熱性を向上できる。 The sixth gas sensor 109 including the third main metal fitting 117 and the second element protector 119 can also exhibit the same effect as that of the first embodiment by providing the main metal fitting protection member 10, and can be deformed. The heat resistance can be improved while providing the third main metal fitting 117 made of a material that can be processed together.

なお、第6ガスセンサ109がセンサの一例に相当し、第3主体金具117が主体金具の一例に相当し、第2素子プロテクタ119が素子プロテクタの一例に相当する。
[7.第7実施形態]
上記実施形態では、主体金具における貫通孔の内面の少なくとも一部(詳細には、貫通孔の内面のうち素子保持部材(セラミックホルダ61および金属ホルダ71)よりも先端側の領域の少なくとも一部)が測定対象物に対して露出する構成のセンサについて説明したが、このような構成に限られることはない。例えば、図12に示す第7ガスセンサ110のように、主体金具保護部材10の筒状部10aが貫通孔57の内面のうち金属ホルダ71よりも先端側の領域を覆う構成であってもよい。
The sixth gas sensor 109 corresponds to an example of the sensor, the third main metal fitting 117 corresponds to an example of the main metal fitting, and the second element protector 119 corresponds to an example of the element protector.
[7. Seventh Embodiment]
In the above embodiment, at least a part of the inner surface of the through hole in the main metal fitting (specifically, at least a part of the inner surface of the through hole on the tip side of the element holding member (ceramic holder 61 and metal holder 71)). Has described a sensor that is exposed to the object to be measured, but is not limited to such a configuration. For example, as in the seventh gas sensor 110 shown in FIG. 12, the tubular portion 10a of the main metal fitting protection member 10 may cover the inner surface of the through hole 57 on the tip side of the metal holder 71.

なお、第7ガスセンサ110に関して、第6実施形態の第6ガスセンサ109と同様な内容については、同符号を用いて説明するか、もしくは説明を省略する。
第7ガスセンサ110は、第6ガスセンサ109に比べて、主体金具保護部材10の筒状部10aが長く形成されるとともに、筒状部10aの後端が全周にわたり金属ホルダ71に当接する形態である点が異なっている。つまり、第7ガスセンサ110においては、主体金具保護部材10は、貫通孔57の内面のうち金属ホルダ71よりも先端側の領域を覆うとともに、金属ホルダ71に当接するように構成されている。
Regarding the seventh gas sensor 110, the same contents as those of the sixth gas sensor 109 of the sixth embodiment will be described using the same reference numerals, or the description thereof will be omitted.
In the seventh gas sensor 110, the tubular portion 10a of the main metal fitting protection member 10 is formed longer than that of the sixth gas sensor 109, and the rear end of the tubular portion 10a abuts on the metal holder 71 over the entire circumference. There is a difference. That is, in the seventh gas sensor 110, the main metal fitting protection member 10 is configured to cover the region of the inner surface of the through hole 57 on the tip side of the metal holder 71 and to abut on the metal holder 71.

第7ガスセンサ110は、このような構成の主体金具保護部材10を備えることで、貫通孔57の内面が排気ガスに直接触れることが無くなり、第3主体金具117が排気ガスによって腐食するのを抑制できる。これにより、腐食によって第3主体金具117の一部が剥がれ落ちるのを抑制でき、腐食により剥がれた第3主体金具117の破片が検出素子5に付着するのを抑制できるため、破片の影響によりセンサ出力に誤差が生じることを抑制できる。 By providing the main metal fitting protection member 10 having such a configuration, the seventh gas sensor 110 prevents the inner surface of the through hole 57 from coming into direct contact with the exhaust gas, and suppresses the third main metal fitting 117 from being corroded by the exhaust gas. it can. As a result, it is possible to prevent a part of the third main metal fitting 117 from peeling off due to corrosion, and it is possible to prevent fragments of the third main metal fitting 117 that have been peeled off due to corrosion from adhering to the detection element 5. Therefore, the sensor is affected by the debris. It is possible to suppress the occurrence of an error in the output.

この第7ガスセンサ110においても、主体金具保護部材10を備えることで、第1実施形態と同様の効果を発揮することができ、変形を伴う加工が可能な材料で形成された第3主体金具117を備えつつ、耐熱性を向上できる。 The seventh gas sensor 110 is also provided with the main metal fitting protection member 10, so that the same effect as that of the first embodiment can be exhibited, and the third main metal fitting 117 made of a material that can be processed with deformation. The heat resistance can be improved while providing the above.

[8.他の実施形態]
以上、本発明の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、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
[8. Other embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various embodiments without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、主体金具保護部材がNCF601またはSUS310で形成された形態について説明したが、主体金具保護部材の材料はこれらに限定されるものではなく、主体金具よりも耐熱性に優れる他の材料(SUS304、SUS316、その他の耐熱性金属材料、セラミックス材料など)を採用してもよい。 For example, in the above embodiment, the embodiment in which the main metal fitting protection member is formed of NCF601 or SUS310 has been described, but the material of the main metal fitting protection member is not limited to these, and is superior in heat resistance to the main metal fitting. (SUS304, SUS316, other heat-resistant metal materials, ceramic materials, etc.) may be adopted.

また、上記実施形態では、主体金具がステンレス(SUS430)で形成され、素子プロテクタがNCF601で形成される形態について説明したが、主体金具および素子プロテクタは、これらの材料で形成されるものに限られることはなく、他の金属材料を用いて構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the embodiment in which the main metal fitting is made of stainless steel (SUS430) and the element protector is made of NCF601 has been described, but the main metal fitting and the element protector are limited to those made of these materials. However, it may be constructed by using other metal materials.

さらに、第5実施形態および第6実施形態のセンサに備えられる主体金具保護部材は、第1実施形態と同様の主体金具保護部材10に限られることなく、第2主体金具保護部材81、第3主体金具保護部材83、第4主体金具保護部材85を用いてもよい。 Further, the main metal fitting protection member provided in the sensors of the fifth embodiment and the sixth embodiment is not limited to the main metal fitting protection member 10 similar to the first embodiment, and the second main metal fitting protection member 81 and the third The main metal fitting protection member 83 and the fourth main metal fitting protection member 85 may be used.

また、内側突出部を備える主体金具保護部材は、第2主体金具保護部材81に限定されることはなく、内側突出部は、主体金具保護部材10,第3主体金具保護部材83,第4主体金具保護部材85に備えられてもよい。 Further, the main metal fitting protection member provided with the inner protrusion is not limited to the second main metal fitting protection member 81, and the inner protrusion is the main metal fitting protection member 10, the third main metal fitting protection member 83, and the fourth main body. It may be provided on the metal fitting protection member 85.

さらに、主体金具における貫通孔の内面のうち素子保持部材よりも先端側の領域を他部材で覆う構成のセンサは、第7ガスセンサ110のような構成に限られることは無い。例えば、図13に示す第8ガスセンサ111のように、主体金具保護部材10の筒状部10aが長く形成されるとともに、筒状部10aの後端が全周にわたりセラミックホルダ61および金属ホルダ71のうち少なくとも一方に当接する形態であってもよい。つまり、第8ガスセンサ111においては、主体金具保護部材10は、貫通孔57の内面のうちセラミックホルダ61よりも先端側の領域を覆うとともに、セラミックホルダ61および金属ホルダ71のうち少なくとも一方に当接するように構成されている。 Further, the sensor having a configuration in which the region of the inner surface of the through hole in the main metal fitting on the tip side of the element holding member is covered with another member is not limited to the configuration like the seventh gas sensor 110. For example, as in the eighth gas sensor 111 shown in FIG. 13, the tubular portion 10a of the main metal fitting protection member 10 is formed long, and the rear end of the tubular portion 10a covers the entire circumference of the ceramic holder 61 and the metal holder 71. It may be in contact with at least one of them. That is, in the eighth gas sensor 111, the main metal fitting protection member 10 covers the region of the inner surface of the through hole 57 on the tip side of the ceramic holder 61 and abuts on at least one of the ceramic holder 61 and the metal holder 71. It is configured as follows.

第8ガスセンサ111は、このような構成の主体金具保護部材10を備えることで、貫通孔57の内面が排気ガスに直接触れることが無くなり、第3主体金具117が排気ガスによって腐食するのを抑制できる。これにより、腐食によって第3主体金具117の一部が剥がれ落ちるのを抑制でき、腐食により剥がれた第3主体金具117の破片が検出素子5に付着するのを抑制できるため、破片の影響によりセンサ出力に誤差が生じることを抑制できる。この第8ガスセンサ111においても、主体金具保護部材10を備えることで、第1実施形態と同様の効果を発揮することができ、変形を伴う加工が可能な材料で形成された第3主体金具117を備えつつ、耐熱性を向上できる。 By providing the main metal fitting protection member 10 having such a configuration, the eighth gas sensor 111 prevents the inner surface of the through hole 57 from coming into direct contact with the exhaust gas, and suppresses the third main metal fitting 117 from being corroded by the exhaust gas. it can. As a result, it is possible to prevent a part of the third main metal fitting 117 from peeling off due to corrosion, and it is possible to prevent fragments of the third main metal fitting 117 that have been peeled off due to corrosion from adhering to the detection element 5. Therefore, the sensor is affected by the debris. It is possible to suppress the occurrence of an error in the output. The eighth gas sensor 111 also has the same effect as that of the first embodiment by providing the main metal fitting protection member 10, and the third main metal fitting 117 is made of a material that can be processed with deformation. The heat resistance can be improved while providing the above.

また、上記実施形態では、主体金具保護部材が単一部材で形成される形態について説明したが、主体金具保護部材が複数部材で形成される形態であってもよい。さらに、複数の主体金具保護部材が重なる形態を採用してもよい。 Further, in the above embodiment, the mode in which the main metal fitting protection member is formed of a single member has been described, but the main metal fitting protection member may be formed of a plurality of members. Further, a form in which a plurality of main metal fitting protection members overlap may be adopted.

さらに、センサの種類としては、測定対象物の状態量としてガス濃度を検出するガスセンサに限られることはなく、測定対象粒の温度を検出する温度センサであってもよい。 Further, the type of sensor is not limited to the gas sensor that detects the gas concentration as the state quantity of the object to be measured, and may be a temperature sensor that detects the temperature of the grain to be measured.

1…ガスセンサ、3…主体金具、3a…プロテクタ固定部、3b…プロテクタ対向面、5…検出素子、9…素子プロテクタ、9a…外部プロテクタ、9b…内部プロテクタ、9c…孔部、10…主体金具保護部材、10a…筒状部、10b…鍔部、10c…挿通孔、55…ネジ部(雄ネジ部)、57…貫通孔、61…ホルダ(セラミックホルダ)、81…第2主体金具保護部材、81a…後端筒状部、81b…段差部、81c…先端筒状部、81d…内側突出部、81e…挿通孔、83…第3主体金具保護部材、83a…後端筒状部、83b…段差部、83c…先端筒状部、83d…挿通孔、85…第4主体金具保護部材、85a…内側筒状部、85b…連結部、85c…外側筒状部、85d…挿通孔、101…第2ガスセンサ、103…第3ガスセンサ、105…第4ガスセンサ、107…第5ガスセンサ、109…第6ガスセンサ、110…第7ガスセンサ、111…第8ガスセンサ、113…第2主体金具、113a…プロテクタ固定部、113b…プロテクタ対向面、113c…鍔部、115…取付部材、117…第3主体金具、117a…プロテクタ固定部、117b…プロテクタ対向面、117c…加締め固定部、119…第2素子プロテクタ、119a…第2外部プロテクタ、119b…第2内部プロテクタ、119c…孔部、119d…外側折曲部、119e…内側折曲部、120…溶接部、A1…プロテクタ内部領域。 1 ... Gas sensor, 3 ... Main metal fitting, 3a ... Protector fixing part, 3b ... Protector facing surface, 5 ... Detection element, 9 ... Element protector, 9a ... External protector, 9b ... Internal protector, 9c ... Hole, 10 ... Main metal fitting Protective member, 10a ... Cylindrical part, 10b ... Flange part, 10c ... Insertion hole, 55 ... Screw part (male screw part), 57 ... Through hole, 61 ... Holder (ceramic holder), 81 ... Second main metal fitting protection member , 81a ... Rear end tubular portion, 81b ... Stepped portion, 81c ... Tip tubular portion, 81d ... Inner protruding portion, 81e ... Insertion hole, 83 ... Third main metal fitting protection member, 83a ... Rear end tubular portion, 83b ... Step portion, 83c ... Tip tubular portion, 83d ... Insertion hole, 85 ... Fourth main metal fitting protection member, 85a ... Inner tubular portion, 85b ... Connecting portion, 85c ... Outer tubular portion, 85d ... Insertion hole, 101 ... 2nd gas sensor, 103 ... 3rd gas sensor, 105 ... 4th gas sensor, 107 ... 5th gas sensor, 109 ... 6th gas sensor, 110 ... 7th gas sensor, 111 ... 8th gas sensor, 113 ... 2nd main metal fitting, 113a ... Protector fixing part, 113b ... protector facing surface, 113c ... flange part, 115 ... mounting member, 117 ... third main metal fitting, 117a ... protector fixing part, 117b ... protector facing surface, 117c ... crimping fixing part, 119 ... second Element protector, 119a ... 2nd external protector, 119b ... 2nd internal protector, 119c ... hole, 119d ... outer bent part, 119e ... inner bent part, 120 ... welded part, A1 ... protector internal region.

Claims (10)

軸線方向に延びる長尺形状に形成され、先端側に検出部を備えるセンサ素子と、
先端側開口部から後端側開口部に至る貫通孔を有する筒型形状に形成され、前記先端側開口部から前記検出部が突出する状態で前記貫通孔に配置された前記センサ素子を素子保持部材を介して保持する主体金具と、
測定対象物が通過する開口部を備えると共に、前記主体金具の先端側に固定される筒状の素子プロテクタと、
を備えるセンサであって、
前記主体金具は、自身の外側表面に、前記素子プロテクタの後端部に対向するプロテクタ対向面を備えており、
前記主体金具の先端面の少なくとも一部と、前記貫通孔の内面の少なくとも一部と、前記主体金具の前記外側表面のうち前記先端面に連なる径方向外側表面の少なくとも一部とを、前記素子プロテクタと共に覆う主体金具保護部材を備える、
センサ。
A sensor element that is formed in a long shape extending in the axial direction and has a detection unit on the tip side,
The sensor element is formed in a tubular shape having a through hole extending from the front end side opening to the rear end side opening, and the sensor element arranged in the through hole is held in a state where the detection portion protrudes from the front end side opening. The main metal fittings that are held via the members and
A tubular element protector that is provided with an opening through which the object to be measured passes and is fixed to the tip side of the main metal fitting.
It is a sensor equipped with
The main metal fitting is provided with a protector facing surface facing the rear end portion of the element protector on its outer surface.
The element includes at least a part of the tip surface of the main metal fitting, at least a part of the inner surface of the through hole, and at least a part of the outer surface of the main metal fitting which is connected to the tip surface in the radial direction. Equipped with a main metal fitting protection member that covers with the protector,
Sensor.
前記主体金具の前記貫通孔の内面のうち前記素子保持部材よりも先端側の領域と、前記主体金具の前記径方向外側表面のうち前記素子プロテクタに覆われる領域と、前記主体金具の先端面と、をプロテクタ内部領域と定義した場合に、
前記主体金具保護部材および前記素子プロテクタは、前記主体金具の前記プロテクタ内部領域のうち少なくとも前記プロテクタ対向面よりも先端側の領域を覆う、
請求項1に記載のセンサ。
A region of the inner surface of the through hole of the main metal fitting on the tip side of the element holding member, a region of the radial outer surface of the main metal fitting covered with the element protector, and a tip surface of the main metal fitting. When is defined as the protector internal area,
The main metal fitting protection member and the element protector cover at least a region on the tip side of the protector internal region of the main metal fitting with respect to the protector facing surface.
The sensor according to claim 1.
前記主体金具保護部材は、前記センサ素子を挿通する挿通孔を有する筒型形状に形成されている、
請求項1または請求項2に記載のセンサ。
The main metal fitting protection member is formed in a tubular shape having an insertion hole through which the sensor element is inserted.
The sensor according to claim 1 or 2.
前記主体金具保護部材は、前記素子プロテクタの内面と周方向にわたり当接するプロテクタ当接部を備える、
請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載のセンサ。
The main metal fitting protection member includes a protector contact portion that contacts the inner surface of the element protector in the circumferential direction.
The sensor according to any one of claims 1 to 3.
前記主体金具保護部材の後端側に、内向きに突出する内側突出部が備えられる、
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載のセンサ。
An inwardly projecting inner protrusion is provided on the rear end side of the main metal fitting protection member.
The sensor according to any one of claims 1 to 4.
前記主体金具保護部材は、前記主体金具よりも耐熱性に優れる材料で形成されている、 請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載のセンサ。 The sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the main metal fitting protecting member is made of a material having higher heat resistance than the main metal fitting. 前記主体金具保護部材は、金属材料で形成されている、
請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載のセンサ。
The main metal fitting protection member is made of a metal material.
The sensor according to any one of claims 1 to 6.
前記主体金具保護部材は、前記主体金具よりも耐食性の高い材料で形成されている、
請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載のセンサ。
The main metal fitting protection member is made of a material having higher corrosion resistance than the main metal fitting.
The sensor according to any one of claims 1 to 7.
前記主体金具保護部材は、前記貫通孔の内面のうち前記素子保持部材よりも先端側の領域を覆うとともに、前記素子保持部材に当接するように構成されている、
請求項8に記載のセンサ。
The main metal fitting protection member is configured to cover a region of the inner surface of the through hole on the tip side of the element holding member and to abut on the element holding member.
The sensor according to claim 8.
前記素子保持部材は、前記センサ素子に当接するセラミックホルダと、前記セラミックホルダよりも外側に配置されるとともに前記主体金具に当接する金属ホルダと、を備えて構成されており、
前記主体金具保護部材は、前記貫通孔の内面のうち前記素子保持部材よりも先端側の領域を覆うとともに、前記セラミックホルダおよび前記金属ホルダのうち少なくとも一方に当接するように構成されている、
請求項9に記載のセンサ。
The element holding member is configured to include a ceramic holder that abuts on the sensor element and a metal holder that is arranged outside the ceramic holder and abuts on the main metal fitting.
The main metal fitting protection member is configured to cover a region of the inner surface of the through hole on the tip side of the element holding member and to abut on at least one of the ceramic holder and the metal holder.
The sensor according to claim 9.
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