JPH10206376A - 酸素センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、保護カバーを備えた酸素センサに
おいて、保護カバーの目詰まりを防止して、酸素センサ
の応答遅れや出力不良等を防止することを課題とする。 【解決手段】 本発明の酸素センサは、多角形状をなす
底壁とこの底壁の各辺に立設した側壁とからなる筐体で
形成されるとともに、この筐体の隣接する側壁同士の接
合部分を削除して形成される間隙部を有するアウタカバ
ーと、少なくとも３枚以上の板材をアウタカバーの底壁
に起立して形成されるとともに、隣接する板材同士の側
縁間に間隙部を有するインナカバーとを備え、インナカ
バーの板材がアウタカバーの間隙部に対向し、これら板
材と間隙部との間隔が、アウタカバーとインナカバーと
の間に形成される空間部のなかで最も広くなるようにし
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気系
もしくは排気系に取り付けられる酸素センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の吸気系や排気系には、内燃機
関に吸入される空気や混合気、または内燃機関から排出
される排気等に含まれる酸素濃度を検出する手段として
酸素センサが取り付けられている。このような酸素セン
サとしては、実開平６−７４９６０号公報に記載された
内燃機関の酸素センサが知られている。

【０００３】前記酸素センサは、図６、図７に示すよう
に、内筒６５と外筒６４とからなる二重筒構造のプロテ
クタ６３と、前記内筒６５内に配置されたセンサ素子６
２とから構成され、前記内筒６５と前記外筒６４とは、
内筒６５の軸心と外筒６４の軸心とが一致するように配
置される。この結果、前記プロテクタ６３の内筒６５と
外筒６４との間には、前記内筒６５と前記外筒６４との
間隔がいずれの位置においても同一になる環状の空間部
Ｓが形成される。

【０００４】そして、前記外筒６４の周壁の複数箇所に
は、排気を空間部Ｓに取り入れる排気取入孔６４ａが形
成されており、前記内筒６５の周壁の複数箇所には、空
間部Ｓに取り入れられた排気を内筒６５内に導入する排
気導入孔６５ａが形成されている。これらの排気取入孔
６４ａと排気導入孔６５ａとは、互いに対向しない位置
に形成され、外筒６４の排気取入孔６４ａと内筒６５の
周壁とが互いに対向するようになっている。

【０００５】このように構成された酸素センサ６０によ
れば、図６、図７中の矢印方向に流れる排気は、外筒６
４の排気取入孔６４ａを介して空間部Ｓ内に流れ込み、
内筒６５の周壁に衝突する。このとき、排気中のデポジ
ット等は、前記周壁に付着する。

【０００６】そして、前記周壁に衝突した排気は、空間
部Ｓ内を移動し、内筒６５の排気導入孔６５ａから内筒
６５内に流れ込む。内筒６５内に流れ込んだ排気は、セ
ンサ素子６２により、排気中の酸素濃度を検知される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
酸素センサでは、外筒の排気取入孔のうち、排気の流れ
方向と対向する位置に形成された排気取入孔は、その位
置故、排気が最も取り入れ易く、前記排気取入孔と対向
する周壁はデポジットが最も付着し易いが、この部分に
おける内筒と外筒との間隔は、他の部分の間隔と同一で
あるため、付着したデポジット等の堆積量が増加する
と、排気流路の閉塞や排気取入孔の目詰まりを誘発し、
センサ素子の応答遅れや出力不良等を招き易い。

【０００８】また、従来の酸素センサでは、外筒の排気
取入孔がプレスによる打ち抜き加工で形成されるため、
前記排気取入孔の縁部にバリが形成され、このバリにデ
ポジットが付着し易くなる。そして、前記バリに付着す
るデポジットの堆積量が増加すると、排気取入孔の目詰
まりを誘発し、センサ素子の応答遅れや出力不良等を招
く虞がある。

【０００９】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、保護カバーを備えた酸素センサにおいて、デ
ポジット等の付着物による吸気や排気等の流路の閉塞や
保護カバーの目詰まりを防止して、酸素センサの応答遅
れや出力不良を防止することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下のような手段を採用した。すなわち、
本発明にかかる酸素センサは、酸素濃度を検知するセン
サ素子と、このセンサ素子を包囲する保護カバーとを備
えた酸素センサにおいて、前記保護カバーは、前記セン
サ素子を包囲するインナカバーと、このインナカバーを
内包するアウタカバーとを備え、前記アウタカバーは、
三角形以上の多角形状をなす底壁とこの底壁の各辺に立
設した側壁とからなる筐体で形成されるとともに、この
筐体の隣接する側壁同士の接合部分を削除して形成され
る間隙部を有し、前記インナカバーは、少なくとも３枚
以上の板材を前記アウタカバーの底壁に起立して形成さ
れるとともに、隣接する板材同士の側縁間に間隙部を有
するよう形成され、前記インナカバーと前記アウタカバ
ーは、前記インナカバーの板材が前記アウタカバーの間
隙部に対向するとともに、前記インナカバーの間隙部が
前記アウタカバーの側壁に対向するよう配置され、前記
インナカバーの板材と前記アウタカバーの間隙部との間
隔が、前記アウタカバーの側壁と前記インナカバーの間
隙部との間隔よりも広くなるようにしたことを特徴とす
る。

【００１１】上記のように構成された酸素センサを内燃
機関の排気系あるいは吸気系に取り付けた場合、吸気あ
るいは排気は、アウタカバーの間隙部を介してアウタカ
バーとインナカバーとの間の空間部に導かれ、次いでイ
ンナカバーの間隙部を介してインナカバー内へ導かれ
る。そして、インナカバー内に導かれた排気あるいは吸
気はセンサ素子と接触し、排気中あるいは吸気中の酸素
濃度を検知される。

【００１２】ここで、前記酸素センサは、前記アウタカ
バーの間隙部が排気あるいは吸気の流れ方向と対向する
よう前記内燃機関の排気系あるいは吸気系に取り付けら
れることが好ましい。この場合、吸気あるいは排気は、
前記アウタカバーの間隙部を介してアウタカバーとイン
ナカバーとの間の空間部に導かれ、前記間隙部と対向す
るインナカバーの板材に衝突するので、吸気あるいは排
気等に含まれるデポジット等の物質は、前記インナカバ
ーの板材に付着しやすくなる。

【００１３】そして、前記板材の付着物は、酸素センサ
の使用時間に伴って堆積していくが、前記インナカバー
の板材とアウタカバーの間隙部との間隔が、アウタカバ
ーの側壁とインナカバーの間隙部との間隔よりも広くな
っているので、前記付着物の堆積により前記インナカバ
ーの側壁と前記アウタカバーの間隙部との間が閉塞され
難くなるとともに、アウタカバーの間隙部が閉塞され難
い。

【００１４】尚、前記アウタカバー内に配置されるイン
ナカバーは、三角形以上の多角形状をなす底壁とこの底
壁の各辺に立設された側壁とからなる筐体で形成される
とともに、前記筐体の隣接する側壁同士の接合部分を削
除して形成される間隙部を有するように形成し、前記イ
ンナカバーの各間隙部が前記アウタカバーの各側壁と対
向するとともに、前記インナカバーの各側壁が前記アウ
タカバーの各間隙部と対向するよう、前記インナカバー
を前記アウタカバー内に配置するようにしてもよい。

【００１５】要は、インナカバーの側壁あるいは板材が
アウタカバーの間隙部と対向し、インナカバーの側壁と
アウタカバーの間隙部との間の間隔が、インナカバーと
アウタカバーとの間に形成される空間部のなかで最も広
くなる構成であればよい。

【００１６】また、本発明にかかるアウタカバーあるい
はインナカバーは、板材を切削加工して形成されるよう
にしてもよい。この場合、側壁や板材の縁部にバリが形
成されず、バリに起因した付着物の堆積が防止される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる酸素センサ
の実施の形態について図１〜図４に基づいて説明する。

【００１８】本実施の形態にかかる酸素センサ１は、図
１および図２に示すように、酸素濃度を検知するセンサ
素子２と、センサ素子２を包囲する保護カバー３とから
構成される。

【００１９】そして、前記保護カバー３は、センサ素子
２を包囲するインナカバー４と、このインナカバー４を
内包するアウタカバー５とを備える。前記インナカバー
４は、四角形状の底壁４０と、この底壁４０の各辺に立
設された４つの側壁４１とからなる筐体で形成されると
ともに、前記筐体の隣接する側壁同士の接合部分を切削
加工により削除して形成される間隙部４２を有する。そ
して、インナカバー４の側壁４１の外面には、排気ある
いは吸気中のデポジット等を捕集するトラップ層４１ａ
が形成される。

【００２０】尚、前記インナカバー４の製造方法として
は、図３に示すように、１枚の板材を切削加工して、正
四角形状の底壁６（図３中、点線で示す部分）の４つの
角部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを面取りして形成される底
壁４０と、この底壁４０の４つの辺に連接する４枚の側
壁４１とからなる部材を形成し、さらに前記部材の各側
壁４１を前記底壁４０と垂直になるよう折り曲げて形成
する方法でもよい。

【００２１】次に、前記アウタカバー５は、前記インナ
カバー４の底壁４０より径大で前記底壁４０に相似する
底壁５０と、この底壁５０の各辺に立設された４つの側
壁５１とからなる筐体で形成されるとともに、前記筐体
の隣接する側壁同士の接合部分を切削加工により削除し
て形成される間隙部５２を有する。

【００２２】上記のように形成されたインナカバー４と
アウタカバー５は、インナカバー４の間隙部４２がアウ
タカバー５の側壁５１と対向するとともに、アウタカバ
ー５の間隙部５２がインナカバー４の側壁４１と対向す
るように配置される。さらに、本実施の形態では、イン
ナカバー４とアウタカバー５とは、各カバー４、５の軸
心が前記センサ素子２の軸心と一致するように配置され
ている。

【００２３】この結果、インナカバー４の間隙部４２と
軸心とを結ぶ線は、アウタカバー５の間隙部５２と軸心
を結ぶ線を実質上４５°回転した位置に配置され、イン
ナカバー４の側壁４１とアウタカバー５の間隙部５２と
の間隔Ｓ１が、インナカバー４の間隙部４２とアウタカ
バー５の側壁５１との間隔Ｓ２よりも広くなっている。
以下、本実施の形態にかかる酸素センサ１の作用及び効
果について述べる。

【００２４】酸素センサ１を内燃機関の排気管あるいは
吸気管に取り付ける場合、前記酸素センサ１は、アウタ
カバー５の４つの間隙部５２のうちの１つが排気あるい
は吸気の流れ方向と対向するように取り付けられる。

【００２５】そして、排気あるいは吸気は、図４に示す
ように、前記アウタカバー５の間隙部５２を介してアウ
タカバー５とインナカバー４との間の空間部に流れ込
み、前記間隙部５２と対向する位置に配置されたインナ
カバー４の側壁４１に衝突する。このとき、前記側壁４
１に衝突した排気あるいは吸気に含まれるデポジット等
の物質は、前記側壁４１のトラップ層４１ａによって捕
集される。

【００２６】続いて、前記側壁４１に衝突した排気ある
いは吸気は、前記アウタカバー５とインナカバー４との
間の空間部を移動し、前記インナカバー４の間隙部４２
から前記インナカバー４内へ流れ込む。インナカバー４
内に流れ込んだ排気あるいは吸気は、センサ素子２に接
触し、排気中あるいは吸気中の酸素濃度を検出される。

【００２７】ここで、排気あるいは吸気に含まれるデポ
ジット等の物質は、前記インナカバー４の側壁４１の外
面（トラップ層４１ａ）に付着及び堆積するが、前記イ
ンナカバー４の側壁４１と前記アウタカバー５の間隙部
５２との間隔Ｓ１が前記アウタカバー５の側壁５１と前
記インナカバー４の間隙部４２との間隔Ｓ２よりも広く
形成されるので、前記物質の堆積が進行した場合でも排
気あるいは吸気の流路が閉塞され難くなるともに、前記
アウタカバー５の間隙部５２が目詰まりし難い。

【００２８】さらに、本実施の形態では、切削加工と折
り曲げ加工とによってインナカバー４及びアウタカバー
５が形成されるので、従来の保護カバーに比べて簡略な
工程で保護カバー３を形成することができるとともに、
インナカバー４の側壁４１の縁部やアウタカバー５の側
壁５１の縁部にバリが形成されず、バリに起因したデポ
ジット等の付着及び堆積を防止することができる。

【００２９】従って、本実施の形態にかかる酸素センサ
によれば、吸気や排気の流路の閉塞や、保護カバー３の
間隙部の目詰まり等によるセンサ素子の応答遅れや出力
不良を防止することができる。尚、本実施の形態では、
底壁が四角形状をなすインナカバー及びアウタカバーに
ついて説明したが、三角形以上の多角形状をなす底壁で
あれば如何なる形状でも構わない。

【００３０】また、インナカバー４は、図５に示すよう
に、アウタカバー５の底壁５０に起立するよう形成され
る４つの側壁（板材）４１から構成されるようにしても
よい。

【００３１】要は、アウタカバーの間隙部と対向する位
置にインナカバーの側壁（あるいは板材）が配置され、
前記側壁（板材）と前記間隙部との間隔がインナカバー
とアウタカバーとの間に形成される空間部のなかで最も
広くなるよう構成されればよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明にかかる酸素センサによれば、保
護カバーを構成するインナカバーとアウタカバーとの間
に形成される空間部は、インナカバーの板材とアウタカ
バーの間隙部との間隔が最も広くなるよう形成されるの
で、付着物が堆積した場合でも排気や吸気の流路の閉塞
が防止されるとともに、保護カバーの間隙部の目詰まり
が防止され、センサ素子の応答遅れや出力不良が防止さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかる酸素センサの構成を示す
横断面図

【図２】酸素センサの側面図

【図３】インナカバーの展開図

【図４】酸素センサ内における排気あるいは吸気の流れ
を示す図

【図５】酸素センサの他の実施の形態を示す図

【図６】従来の酸素センサの構成を示す縦断面図

【図７】従来の酸素センサの構成を示す横断面図

【符号の説明】

１・・酸素センサ ２・・センサ素子 ３・・保護カバー ４・・インナカバー ５・・アウタカバー ４０・・底壁 ４１・・側壁（板材） ４２・・間隙部 ５０・・底壁 ５１・・側壁 ５２・・間隙部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸素濃度を検知するセンサ素子と、この
   センサ素子を包囲する保護カバーとを備えた酸素センサ
   において、 前記保護カバーは、前記センサ素子を包囲するインナカ
   バーと、このインナカバーを内包するアウタカバーとを
   備え、 前記アウタカバーは、三角形以上の多角形状をなす底壁
   とこの底壁の各辺に立設した側壁とからなる筐体で形成
   されるとともに、この筐体の隣接する側壁同士の接合部
   分を削除して形成される間隙部を有し、 前記インナカバーは、少なくとも３枚以上の板材を前記
   アウタカバーの底壁に起立して形成されるとともに、隣
   接する板材同士の側縁間に間隙部を有するよう形成さ
   れ、 前記インナカバーと前記アウタカバーは、前記インナカ
   バーの板材が前記アウタカバーの間隙部に対向するとと
   もに、前記インナカバーの間隙部が前記アウタカバーの
   側壁に対向するよう配置され、 前記インナカバーの板材と前記アウタカバーの間隙部と
   の間隔が、前記アウタカバーの側壁と前記インナカバー
   の間隙部との間隔よりも広くなるようにしたことを特徴
   とする酸素センサ。
2. 【請求項２】 前記インナカバーは、三角形以上の多角
   形状をなす底壁とこの底壁の各辺に立設された側壁とか
   らなる筐体で形成されるとともに、前記筐体の隣接する
   側壁同士の接合部分を削除して形成される間隙部を有
   し、 前記インナカバーの各間隙部が、前記アウタカバーの各
   側壁と対向するとともに、前記インナカバーの各側壁
   が、前記アウタカバーの各間隙部と対向するよう、前記
   インナカバーを前記アウタカバー内に配置したことを特
   徴とする請求項１記載の酸素センサ。
3. 【請求項３】 前記アウタカバーあるいは前記インナカ
   バーは、板材を切削加工して形成されることを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の酸素センサ。