JPH10253577A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
- Publication number
- JPH10253577A JPH10253577A JP9056246A JP5624697A JPH10253577A JP H10253577 A JPH10253577 A JP H10253577A JP 9056246 A JP9056246 A JP 9056246A JP 5624697 A JP5624697 A JP 5624697A JP H10253577 A JPH10253577 A JP H10253577A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cover
- oxygen sensor
- soot
- gas
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 カバーの気体導入部、或いは検出素子部への
煤の付着を防止し、良好な検出状態を保持し得る酸素セ
ンサを提供する。 【解決手段】 酸素濃度検出用電極を備えたセンサ素子
21と、このセンサ素子21の外周を覆うように設けら
れる内部カバー22と、さらにこの内部カバー22を覆
うように設けられる外部カバー44とを備えて酸素セン
サを構成する。各カバー22,44の側面にはそれぞれ
複数の通気孔23,43が形成され、被検出気体はこれ
ら通気孔23,43を介してセンサ素子21に到達す
る。特に外部カバー44は、その基端開口部の縁がハウ
ジング29の側面に沿って周回するカバー取り付け溝4
5に遊嵌され、エンジン振動や車両振動等に基づく上下
動や回動が可能となっている。
煤の付着を防止し、良好な検出状態を保持し得る酸素セ
ンサを提供する。 【解決手段】 酸素濃度検出用電極を備えたセンサ素子
21と、このセンサ素子21の外周を覆うように設けら
れる内部カバー22と、さらにこの内部カバー22を覆
うように設けられる外部カバー44とを備えて酸素セン
サを構成する。各カバー22,44の側面にはそれぞれ
複数の通気孔23,43が形成され、被検出気体はこれ
ら通気孔23,43を介してセンサ素子21に到達す
る。特に外部カバー44は、その基端開口部の縁がハウ
ジング29の側面に沿って周回するカバー取り付け溝4
5に遊嵌され、エンジン振動や車両振動等に基づく上下
動や回動が可能となっている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関等に用い
られる酸素センサに係り、詳しくは、測定対象となる気
体の導入部を有するカバーを備えた酸素センサに関す
る。
られる酸素センサに係り、詳しくは、測定対象となる気
体の導入部を有するカバーを備えた酸素センサに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より酸素センサにおける構成として
は、例えば固体電解質(ジルコニア等)により内部空間
を有する形状に形成された素子部と、同素子部の内外面
に設けられた一対の電極とを備えたものが一般的であ
る。素子部の外周には、同素子部を保護するためのカバ
ーが設けられており、同カバーはその内部に気体を導入
できるよう開口部を有している。
は、例えば固体電解質(ジルコニア等)により内部空間
を有する形状に形成された素子部と、同素子部の内外面
に設けられた一対の電極とを備えたものが一般的であ
る。素子部の外周には、同素子部を保護するためのカバ
ーが設けられており、同カバーはその内部に気体を導入
できるよう開口部を有している。
【0003】素子部の内部空間には、酸素濃度が既知で
ある基準ガスが供給されることにより、同素子部の内面
に設けられた電極はその基準ガスに接した状態になる。
一方、酸素センサが検出対象となる検出ガスの雰囲気中
に配置されることにより、素子部の外面に設けられた電
極はカバーの導入孔を通過した検出ガスに接した状態に
なる。このように、各電極に酸素濃度の異なるガスが接
触することにより、両電極間には両ガスの酸素濃度差に
応じた起電力が発生し、或いは電流が流れる。従って、
この起電力又は電流値の大きさから検出ガスの酸素濃度
を知ることができる。
ある基準ガスが供給されることにより、同素子部の内面
に設けられた電極はその基準ガスに接した状態になる。
一方、酸素センサが検出対象となる検出ガスの雰囲気中
に配置されることにより、素子部の外面に設けられた電
極はカバーの導入孔を通過した検出ガスに接した状態に
なる。このように、各電極に酸素濃度の異なるガスが接
触することにより、両電極間には両ガスの酸素濃度差に
応じた起電力が発生し、或いは電流が流れる。従って、
この起電力又は電流値の大きさから検出ガスの酸素濃度
を知ることができる。
【0004】上記のような酸素センサを用いた内燃機関
の空燃比制御にあっては、図16に示すように内燃機関
100の排気通路101に設けられた酸素センサ(排気
側酸素センサ)102によって排気の酸素濃度が検出さ
れ、その酸素濃度に基づいて実際の空燃比が算出され
る。そして、その空燃比が目標空燃比(通常、理論空燃
比)になるようにフィードバック制御される。
の空燃比制御にあっては、図16に示すように内燃機関
100の排気通路101に設けられた酸素センサ(排気
側酸素センサ)102によって排気の酸素濃度が検出さ
れ、その酸素濃度に基づいて実際の空燃比が算出され
る。そして、その空燃比が目標空燃比(通常、理論空燃
比)になるようにフィードバック制御される。
【0005】ところで、内燃機関100においては、排
気中におけるNOx(窒素酸化物)を低減させるための
排気還流装置(EGR装置)や、同機関100のクラン
クケース(図示略)内に漏出した排気及び混合気等(ブ
ローバイガス)を排出するためのブローバイガス還元装
置(PCV装置)が用いられることがある。
気中におけるNOx(窒素酸化物)を低減させるための
排気還流装置(EGR装置)や、同機関100のクラン
クケース(図示略)内に漏出した排気及び混合気等(ブ
ローバイガス)を排出するためのブローバイガス還元装
置(PCV装置)が用いられることがある。
【0006】同図に示すように、このEGR装置200
では、排気通路101と吸気通路103とがEGR通路
201によって連通される。そして、同通路201を通
じて排気通路101から吸気通路103に戻されるEG
Rガス(排気)の量(EGR量)が流量調整弁202に
よって調整される。
では、排気通路101と吸気通路103とがEGR通路
201によって連通される。そして、同通路201を通
じて排気通路101から吸気通路103に戻されるEG
Rガス(排気)の量(EGR量)が流量調整弁202に
よって調整される。
【0007】また、PCV装置300では、内燃機関1
00のシリンダヘッドカバー(図示略)内と吸気通路1
03においてスロットル弁104よりも上流側の部分と
が圧力通路301により連通されるとともに、内燃機関
100のクランクケース(図示略)内と吸気通路103
においてスロットル弁104よりも下流側の部分とがP
CV通路302により連通される。PCV通路302の
途中には、流量調節弁303が設けられ、同弁303に
よりクランクケース内から吸気通路103に導入される
ブローバイガスの量(PCV量)が調節される。
00のシリンダヘッドカバー(図示略)内と吸気通路1
03においてスロットル弁104よりも上流側の部分と
が圧力通路301により連通されるとともに、内燃機関
100のクランクケース(図示略)内と吸気通路103
においてスロットル弁104よりも下流側の部分とがP
CV通路302により連通される。PCV通路302の
途中には、流量調節弁303が設けられ、同弁303に
よりクランクケース内から吸気通路103に導入される
ブローバイガスの量(PCV量)が調節される。
【0008】このようにEGR装置200或いはPCV
装置300が設けられた内燃機関100においては、E
GR量、PCV量の変化により吸入空気の酸素濃度が異
なったものになる。その結果、実際の空燃比を目標空燃
比の変化に的確に追従させて制御することが困難になる
ことがあった。
装置300が設けられた内燃機関100においては、E
GR量、PCV量の変化により吸入空気の酸素濃度が異
なったものになる。その結果、実際の空燃比を目標空燃
比の変化に的確に追従させて制御することが困難になる
ことがあった。
【0009】そこで、同図16に示すように、前述した
排気側酸素センサ102に加えて、EGR通路201或
いはPCV通路302よりも下流側の吸気通路103に
別の酸素センサ(吸気側酸素センサ)105を設け、こ
の吸気側酸素センサ105によってEGRガス或いはブ
ローバイガスの影響を含めた吸入空気の酸素濃度を併せ
検出する方法なども講じられている。こうして、吸入空
気の酸素濃度も併せ参照することで、上述した空燃比制
御における制御精度を向上させることができるようにな
る。
排気側酸素センサ102に加えて、EGR通路201或
いはPCV通路302よりも下流側の吸気通路103に
別の酸素センサ(吸気側酸素センサ)105を設け、こ
の吸気側酸素センサ105によってEGRガス或いはブ
ローバイガスの影響を含めた吸入空気の酸素濃度を併せ
検出する方法なども講じられている。こうして、吸入空
気の酸素濃度も併せ参照することで、上述した空燃比制
御における制御精度を向上させることができるようにな
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排気通路1
01或いは吸気通路103に設けられた上記各酸素セン
サ102,105では、内燃機関100が運転状態とな
ることにより排気又はEGRガス、ブローバイガスを含
んだ吸入空気に常時晒されることになるため、以下に示
す問題も無視できないものとなっている。
01或いは吸気通路103に設けられた上記各酸素セン
サ102,105では、内燃機関100が運転状態とな
ることにより排気又はEGRガス、ブローバイガスを含
んだ吸入空気に常時晒されることになるため、以下に示
す問題も無視できないものとなっている。
【0011】すなわち、吸排気にはカーボン、エンジン
オイル等の混合物からなる微粒子(以下、「煤」とい
う。)が含まれている。そして、この煤は酸素センサ1
02,105のカバー106,107や、同カバー10
6,107内の素子(図示略)に付着することがある。
そして、カバー106,107や素子の表面に付着した
煤が堆積することにより、同カバー106,107の導
入孔や、素子の外周面に形成された多孔質層に目詰まり
が発生することがある。こうした目詰まりが発生する
と、カバー106,107の内外における酸素濃度に差
が生じたり、或いは多孔質層を吸排気が通過し難くなる
ため、酸素センサ102,105の検出精度、特に応答
性が悪化することとなる。
オイル等の混合物からなる微粒子(以下、「煤」とい
う。)が含まれている。そして、この煤は酸素センサ1
02,105のカバー106,107や、同カバー10
6,107内の素子(図示略)に付着することがある。
そして、カバー106,107や素子の表面に付着した
煤が堆積することにより、同カバー106,107の導
入孔や、素子の外周面に形成された多孔質層に目詰まり
が発生することがある。こうした目詰まりが発生する
と、カバー106,107の内外における酸素濃度に差
が生じたり、或いは多孔質層を吸排気が通過し難くなる
ため、酸素センサ102,105の検出精度、特に応答
性が悪化することとなる。
【0012】特に、吸気側酸素センサ105にあって
は、吸気通路103を通過する吸入空気(EGRガス或
いはブローバイガスを含む)の温度が排気温度と比較し
て低温であり煤の粘性が比較的高い傾向にあることか
ら、上記のような目詰まりがより発生しやすい状況にあ
る。
は、吸気通路103を通過する吸入空気(EGRガス或
いはブローバイガスを含む)の温度が排気温度と比較し
て低温であり煤の粘性が比較的高い傾向にあることか
ら、上記のような目詰まりがより発生しやすい状況にあ
る。
【0013】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、カバーの気体導入部、
或いは検出素子部への煤の付着を防止し、良好な検出状
態を保持し得る酸素センサを提供することにある。
あり、その目的とするところは、カバーの気体導入部、
或いは検出素子部への煤の付着を防止し、良好な検出状
態を保持し得る酸素センサを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載した発明では、適宜のハウジング
に固定されて気体中の酸素濃度を検出する検出素子部
と、気体の導入部を有して該検出素子部を覆うカバーと
を備える酸素センサにおいて、前記カバーは、外部から
の力学量の印加に基づき自由運動する自由運動機構を有
して構成されることを要旨とする。
めに、請求項1に記載した発明では、適宜のハウジング
に固定されて気体中の酸素濃度を検出する検出素子部
と、気体の導入部を有して該検出素子部を覆うカバーと
を備える酸素センサにおいて、前記カバーは、外部から
の力学量の印加に基づき自由運動する自由運動機構を有
して構成されることを要旨とする。
【0015】上記構成によれば、例えば機関振動や車両
振動、更には熱応力等の力学量に基づき自由運動する前
記自由運動機構がカバーに付着する煤を振り落とし、同
カバーへの煤の堆積ひいては前記気体の導入部の閉塞が
好適に防止される。
振動、更には熱応力等の力学量に基づき自由運動する前
記自由運動機構がカバーに付着する煤を振り落とし、同
カバーへの煤の堆積ひいては前記気体の導入部の閉塞が
好適に防止される。
【0016】請求項2に記載した発明では、請求項1記
載の酸素センサにおいて、前記自由運動機構は、当該カ
バーの前記ハウジングに対する遊嵌構造に基づき同カバ
ーを自由運動せしめるものであることを要旨とする。
載の酸素センサにおいて、前記自由運動機構は、当該カ
バーの前記ハウジングに対する遊嵌構造に基づき同カバ
ーを自由運動せしめるものであることを要旨とする。
【0017】上記構成によれば、特に機関振動や車両振
動等の力学量が上記遊嵌されたカバーに作用することと
なり、同カバーに対する煤の堆積が防止される。請求項
3に記載した発明では、請求項1記載の酸素センサにお
いて、前記カバーは、前記検出素子部を直接覆って前記
ハウジングに固定される内部カバーとこの内部カバーを
覆う外部カバーとの二重構造を有し、前記自由運動機構
は、前記外部カバーの前記内部カバーに対する遊嵌構造
に基づき同外部カバーを自由運動せしめるものであるこ
とを要旨とする。
動等の力学量が上記遊嵌されたカバーに作用することと
なり、同カバーに対する煤の堆積が防止される。請求項
3に記載した発明では、請求項1記載の酸素センサにお
いて、前記カバーは、前記検出素子部を直接覆って前記
ハウジングに固定される内部カバーとこの内部カバーを
覆う外部カバーとの二重構造を有し、前記自由運動機構
は、前記外部カバーの前記内部カバーに対する遊嵌構造
に基づき同外部カバーを自由運動せしめるものであるこ
とを要旨とする。
【0018】上記構成によっても、特に機関振動や車両
振動等の力学量が上記遊嵌された外部カバーに作用する
こととなり、同外部カバーに対する煤の堆積が防止され
る。また、こうしたカバーの二重構造が検出素子部の煤
からの保護を確実にする。
振動等の力学量が上記遊嵌された外部カバーに作用する
こととなり、同外部カバーに対する煤の堆積が防止され
る。また、こうしたカバーの二重構造が検出素子部の煤
からの保護を確実にする。
【0019】請求項4に記載した発明では、請求項2又
は3記載の酸素センサにおいて、前記遊嵌されるカバー
は、その自由運動に基づき被覆対象と摺接する羽根体を
内周面に備えて構成されることを要旨とする。
は3記載の酸素センサにおいて、前記遊嵌されるカバー
は、その自由運動に基づき被覆対象と摺接する羽根体を
内周面に備えて構成されることを要旨とする。
【0020】上記構成によれば、前記羽根体が、前記遊
嵌されるカバーの被覆対象(検出素子若しくは内部カバ
ー)表面に付着した煤を削ぎ落とし、それら被覆対象に
対する煤の堆積をより好適に防止する。
嵌されるカバーの被覆対象(検出素子若しくは内部カバ
ー)表面に付着した煤を削ぎ落とし、それら被覆対象に
対する煤の堆積をより好適に防止する。
【0021】請求項5に記載した発明では、請求項1記
載の酸素センサにおいて、前記自由運動機構は、カバー
自身の前記ハウジングに固定される他方端を自由端とし
たコイル構造に基づき当該カバーを自由運動せしめるも
のであることを要旨とする。
載の酸素センサにおいて、前記自由運動機構は、カバー
自身の前記ハウジングに固定される他方端を自由端とし
たコイル構造に基づき当該カバーを自由運動せしめるも
のであることを要旨とする。
【0022】上記構成によれば、機関振動や車両振動に
起因する当該カバーの上下振動が同カバーに付着した煤
を振り落とすか、少なくとも前記コイル構造に沿って付
着した煤に亀裂を生じせしめ隙間を確保する。また、前
記コイル構造上に付着した煤自身に表面張力を作用せし
め、同煤の付着を困難にする。
起因する当該カバーの上下振動が同カバーに付着した煤
を振り落とすか、少なくとも前記コイル構造に沿って付
着した煤に亀裂を生じせしめ隙間を確保する。また、前
記コイル構造上に付着した煤自身に表面張力を作用せし
め、同煤の付着を困難にする。
【0023】請求項6に記載した発明では、請求項1記
載の酸素センサにおいて、前記自由運動機構は、前記ハ
ウジングに固定される他方端を自由端とした剛体に設け
られた螺旋状の気体導入部を有し、周囲温度の変化によ
る該気体導入部を境とした剛体の相反する方向への伸縮
に基づき同剛体からなるカバーを自由運動せしめるもの
であることを要旨とする。
載の酸素センサにおいて、前記自由運動機構は、前記ハ
ウジングに固定される他方端を自由端とした剛体に設け
られた螺旋状の気体導入部を有し、周囲温度の変化によ
る該気体導入部を境とした剛体の相反する方向への伸縮
に基づき同剛体からなるカバーを自由運動せしめるもの
であることを要旨とする。
【0024】上記構成によれば、周囲の温度変化に起因
するカバーの熱膨張及び収縮がカバーに付着した煤の堆
積物に亀裂を生じせしめ、又は同堆積物を破砕する。し
たがってこの場合も、気体導入部としての隙間は好適に
確保される。
するカバーの熱膨張及び収縮がカバーに付着した煤の堆
積物に亀裂を生じせしめ、又は同堆積物を破砕する。し
たがってこの場合も、気体導入部としての隙間は好適に
確保される。
【0025】
(第1実施形態)以下、本発明をディーゼルエンジンに
設けられた吸気側酸素センサとして具体化した第1の実
施形態について図1及び図2を参照して説明する。
設けられた吸気側酸素センサとして具体化した第1の実
施形態について図1及び図2を参照して説明する。
【0026】図1は本実施形態の酸素センサが適用され
るディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」とい
う)11の概略構成を示している。同図に示すように、
エンジン11の燃焼室(図示略)には吸気管12及び排
気管13が接続されている。
るディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」とい
う)11の概略構成を示している。同図に示すように、
エンジン11の燃焼室(図示略)には吸気管12及び排
気管13が接続されている。
【0027】エアクリーナ(図示略)等を通過して吸気
管内12内に取り込まれた吸入空気は同管12内を通過
してエンジン11の燃焼室(図示略)内に取り込まれ
る。吸気管12内にはスロットル弁14が設けられてい
る。エンジン11の燃焼室内に取り込まれる吸入空気量
はこのスロットル弁14の開度によって決まる。燃焼室
内においてインジェクタ(図示略)から噴射された燃料
と吸入空気とが混合され、この混合気が爆発燃焼するこ
とによりエンジン11には駆動力が得られる。燃焼後の
排気は、燃焼室から排気管13に導入された後、三元触
媒(図示略)を通過して外部に排出される。
管内12内に取り込まれた吸入空気は同管12内を通過
してエンジン11の燃焼室(図示略)内に取り込まれ
る。吸気管12内にはスロットル弁14が設けられてい
る。エンジン11の燃焼室内に取り込まれる吸入空気量
はこのスロットル弁14の開度によって決まる。燃焼室
内においてインジェクタ(図示略)から噴射された燃料
と吸入空気とが混合され、この混合気が爆発燃焼するこ
とによりエンジン11には駆動力が得られる。燃焼後の
排気は、燃焼室から排気管13に導入された後、三元触
媒(図示略)を通過して外部に排出される。
【0028】エンジン11には排気再循環(EGR)装
置15が設けられている。このEGR装置15は、排気
管13と吸気管12のスロットル弁14よりも下流側の
部分とを連通するEGR通路16と、同通路16の途中
に設けられた流量調節弁17とを備えている。排気管1
3における排気の一部はEGR通路16を通過して吸気
管12内に戻される。流量調節弁17は電子制御装置
(図示略)によって制御されることにより、EGR通路
16を通過する排気の量を調節する。
置15が設けられている。このEGR装置15は、排気
管13と吸気管12のスロットル弁14よりも下流側の
部分とを連通するEGR通路16と、同通路16の途中
に設けられた流量調節弁17とを備えている。排気管1
3における排気の一部はEGR通路16を通過して吸気
管12内に戻される。流量調節弁17は電子制御装置
(図示略)によって制御されることにより、EGR通路
16を通過する排気の量を調節する。
【0029】上記のようにエンジン11の燃焼室に導入
される吸入空気の一部に排気(EGRガス)、すなわち
燃焼に供されない不活性ガスが混入され、燃焼室におけ
る燃焼ガスの最高温度が下げられることにより、NOx
の低減が図られる。
される吸入空気の一部に排気(EGRガス)、すなわち
燃焼に供されない不活性ガスが混入され、燃焼室におけ
る燃焼ガスの最高温度が下げられることにより、NOx
の低減が図られる。
【0030】吸気管12において、EGR通路16の開
口部分16aよりも下流側の位置には酸素センサ20が
取り付けられており、同センサ20の先端が吸気管12
内に突出している。酸素センサ20は、スロットル弁1
4を通過した空気とEGRガスとからなる吸入空気の酸
素濃度を検出し、その検出信号を電子制御装置に出力す
る。電子制御装置は、酸素センサ20からの検出信号と
排気管13に別途設けられた酸素センサ(図示略)から
の検出信号に基づいて、エンジン11の空燃比制御を実
行する。
口部分16aよりも下流側の位置には酸素センサ20が
取り付けられており、同センサ20の先端が吸気管12
内に突出している。酸素センサ20は、スロットル弁1
4を通過した空気とEGRガスとからなる吸入空気の酸
素濃度を検出し、その検出信号を電子制御装置に出力す
る。電子制御装置は、酸素センサ20からの検出信号と
排気管13に別途設けられた酸素センサ(図示略)から
の検出信号に基づいて、エンジン11の空燃比制御を実
行する。
【0031】図2に、本実施形態に係る酸素センサ20
の先端部の拡大断面図を示す。同図に示すように、酸素
センサ20の先端部には、酸素濃度検出用電極(図示
略)を備えたセンサ素子21と、このセンサ素子21の
外周を覆うようにして設けられた試験管形状の内部カバ
ー22と、さらにこの内部カバー22を覆うようにして
設けられた有底円筒状の外部カバー44とが設けられて
いる。これら両カバー22、44の側面にはそれぞれ複
数の通気孔23、43が形成され、同通気孔23,43
を介して吸気管内の混合吸気が流通し、センサ素子21
へ達する構成となっている。
の先端部の拡大断面図を示す。同図に示すように、酸素
センサ20の先端部には、酸素濃度検出用電極(図示
略)を備えたセンサ素子21と、このセンサ素子21の
外周を覆うようにして設けられた試験管形状の内部カバ
ー22と、さらにこの内部カバー22を覆うようにして
設けられた有底円筒状の外部カバー44とが設けられて
いる。これら両カバー22、44の側面にはそれぞれ複
数の通気孔23、43が形成され、同通気孔23,43
を介して吸気管内の混合吸気が流通し、センサ素子21
へ達する構成となっている。
【0032】また、内部カバー22は、その基端部がセ
ンサ素子21と一体になってハウジング29に固設され
ている。一方、外部カバー44は、基端開口部の縁が外
周側に広がった形状となっており、同部分を通じて、ハ
ウジング29の側面に沿って周回するカバー取り付け溝
45に遊嵌されている。このような構成により、外部カ
バー44は、エンジン11の振動やこれを搭載する車両
の振動等の力学量の印加に基づき上下動及び回動といっ
た自由運動が可能となっている。なお、これら両カバー
22、44は、撥水性・撥油性を有する例えばFAS
(フルオロアルキルシラン)被膜によりコーティングを
施した(以下、FASコーティングという)ニッケル合
金より形成されている。
ンサ素子21と一体になってハウジング29に固設され
ている。一方、外部カバー44は、基端開口部の縁が外
周側に広がった形状となっており、同部分を通じて、ハ
ウジング29の側面に沿って周回するカバー取り付け溝
45に遊嵌されている。このような構成により、外部カ
バー44は、エンジン11の振動やこれを搭載する車両
の振動等の力学量の印加に基づき上下動及び回動といっ
た自由運動が可能となっている。なお、これら両カバー
22、44は、撥水性・撥油性を有する例えばFAS
(フルオロアルキルシラン)被膜によりコーティングを
施した(以下、FASコーティングという)ニッケル合
金より形成されている。
【0033】次に、上記のように構成された本実施形態
に係る酸素センサの作用について説明する。エンジン1
1の運転が開始されることにより、吸気管12には、ス
ロットル弁14の開度とEGR装置15の動作に応じて
所定量の流入空気とEGRガスがそれぞれ流入する。同
流入空気とEGRガスとの混合吸気は、エンジン11の
運転状態に応じて所定の流速をもって吸気管を流通し、
同エンジン11の燃焼室に取り込まれる。この際、酸素
センサ20は前記混合吸気の一部に晒される。ここで、
吸気管内の混合吸気は各カバー22及び44に形成され
た通気孔23及び43を通じてセンサ素子21の外面に
形成された電極に接触する。これに対して、素子21の
内部には酸素濃度が既知である大気が導入され、その大
気は同センサ素子21の内面に設けられた電極に接触す
る。このように、酸素濃度に差がある大気及び混合気が
接触することにより、両電極間にはその酸素濃度差に応
じた起電力が発生する。従って、この起電力から混合気
の酸素濃度が検出できる。
に係る酸素センサの作用について説明する。エンジン1
1の運転が開始されることにより、吸気管12には、ス
ロットル弁14の開度とEGR装置15の動作に応じて
所定量の流入空気とEGRガスがそれぞれ流入する。同
流入空気とEGRガスとの混合吸気は、エンジン11の
運転状態に応じて所定の流速をもって吸気管を流通し、
同エンジン11の燃焼室に取り込まれる。この際、酸素
センサ20は前記混合吸気の一部に晒される。ここで、
吸気管内の混合吸気は各カバー22及び44に形成され
た通気孔23及び43を通じてセンサ素子21の外面に
形成された電極に接触する。これに対して、素子21の
内部には酸素濃度が既知である大気が導入され、その大
気は同センサ素子21の内面に設けられた電極に接触す
る。このように、酸素濃度に差がある大気及び混合気が
接触することにより、両電極間にはその酸素濃度差に応
じた起電力が発生する。従って、この起電力から混合気
の酸素濃度が検出できる。
【0034】ここで、上記混合吸気が両カバーを通過し
て素子21にまで達する過程において、混合吸気に含ま
れる煤の大部分は外部カバー44の通気孔43の縁に付
着していくことになる。しかし、上述したエンジン振動
や車両振動等が酸素センサ20に伝わると、外部カバー
44は、その遊嵌構造により上下及び左右(回転方向)
に振動し、この振動の作用により、煤が同カバー44か
ら振り落とされる。したがって、煤が上記通気孔43等
に堆積してセンサ素子21の検出動作を阻害するような
ことは好適に回避されるようになる。また、カバー2
2,24にFASコーティングを施したことで、煤が堆
積しにくくなり、且つその振り落とし効果も好適に促進
されることとなる。
て素子21にまで達する過程において、混合吸気に含ま
れる煤の大部分は外部カバー44の通気孔43の縁に付
着していくことになる。しかし、上述したエンジン振動
や車両振動等が酸素センサ20に伝わると、外部カバー
44は、その遊嵌構造により上下及び左右(回転方向)
に振動し、この振動の作用により、煤が同カバー44か
ら振り落とされる。したがって、煤が上記通気孔43等
に堆積してセンサ素子21の検出動作を阻害するような
ことは好適に回避されるようになる。また、カバー2
2,24にFASコーティングを施したことで、煤が堆
積しにくくなり、且つその振り落とし効果も好適に促進
されることとなる。
【0035】以上説明したように、本実施形態によれば
以下に示す効果が得られる。 ・本実施形態の酸素センサ20では、遊嵌された外部カ
バー44がエンジン振動や車両振動等に応じて上下・左
右に振動し、同カバー44の通気孔43の縁に付着され
る煤を振り落とすよう作用する。このため、煤によって
カバー22,44が目詰まりし、センサ素子21による
酸素濃度検出動作に悪影響を及ぼすことがない。
以下に示す効果が得られる。 ・本実施形態の酸素センサ20では、遊嵌された外部カ
バー44がエンジン振動や車両振動等に応じて上下・左
右に振動し、同カバー44の通気孔43の縁に付着され
る煤を振り落とすよう作用する。このため、煤によって
カバー22,44が目詰まりし、センサ素子21による
酸素濃度検出動作に悪影響を及ぼすことがない。
【0036】・カバー22,44にFASコーティング
を施したことで、煤が堆積しにくくなり、且つその振り
落とし効果も促進される。なお、本実施形態にあって
は、カバーが内部カバー22及び外部カバー44の二重
構造からなる場合について例示したが、外部カバー44
のみを備えるものについても上記構造は同様に適用でき
る。もっとも、二重構造を有するカバーを採用すること
で、センサ素子21の煤からの保護がより確実となるこ
とは言うまでもない。 (第2実施形態)次に、本発明の第2の実施形態を、前
記第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
を施したことで、煤が堆積しにくくなり、且つその振り
落とし効果も促進される。なお、本実施形態にあって
は、カバーが内部カバー22及び外部カバー44の二重
構造からなる場合について例示したが、外部カバー44
のみを備えるものについても上記構造は同様に適用でき
る。もっとも、二重構造を有するカバーを採用すること
で、センサ素子21の煤からの保護がより確実となるこ
とは言うまでもない。 (第2実施形態)次に、本発明の第2の実施形態を、前
記第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0037】図3に、本実施形態に係る酸素センサ20
Bの先端部の拡大断面図を示す。同図に示すように、酸
素センサ20Bの先端部は、第1の実施形態と同様のセ
ンサ素子21と、内部カバー22及び外部カバー54の
二重構造からなるカバーとを備えて構成されている。両
カバー22、54の側面にはそれぞれ複数の通気孔2
3、53が形成され、それら通気孔23,53を介して
吸気管内の混合吸気が流通し、センサ素子21へ達する
こと、また内部カバー22は、その基端部がセンサ素子
21と一体になってハウジング29に固設されているこ
とは同酸素センサ20Bにあっても同様である。ただ
し、この酸素センサ20Bの場合、内部カバー22にお
ける基端部近傍の両側面から支持ピン57が突出してお
り、外部カバー54は、その垂直方向に長径を有する楕
円形の孔56を通じて該支持ピン57に遊嵌される構造
となっている。図4は、内部カバー22から突出した支
持ピン57と、外部カバー54の孔56との遊嵌部の一
方を拡大して示した図である。このような構成により、
外部カバー54は、エンジン振動や車両振動等の力学量
の印加に基づき上下方向への自由運動が可能となってい
る。なお、同酸素センサ20Bにあっても、両カバー2
2、54は、FASコーティングを施したニッケル合金
より形成されている。
Bの先端部の拡大断面図を示す。同図に示すように、酸
素センサ20Bの先端部は、第1の実施形態と同様のセ
ンサ素子21と、内部カバー22及び外部カバー54の
二重構造からなるカバーとを備えて構成されている。両
カバー22、54の側面にはそれぞれ複数の通気孔2
3、53が形成され、それら通気孔23,53を介して
吸気管内の混合吸気が流通し、センサ素子21へ達する
こと、また内部カバー22は、その基端部がセンサ素子
21と一体になってハウジング29に固設されているこ
とは同酸素センサ20Bにあっても同様である。ただ
し、この酸素センサ20Bの場合、内部カバー22にお
ける基端部近傍の両側面から支持ピン57が突出してお
り、外部カバー54は、その垂直方向に長径を有する楕
円形の孔56を通じて該支持ピン57に遊嵌される構造
となっている。図4は、内部カバー22から突出した支
持ピン57と、外部カバー54の孔56との遊嵌部の一
方を拡大して示した図である。このような構成により、
外部カバー54は、エンジン振動や車両振動等の力学量
の印加に基づき上下方向への自由運動が可能となってい
る。なお、同酸素センサ20Bにあっても、両カバー2
2、54は、FASコーティングを施したニッケル合金
より形成されている。
【0038】次に上記のように構成された本実施形態の
作用について説明する。吸気管内の混合吸気は各カバー
22及び54に形成された通気孔23及び53を通じて
センサ素子21に達する。この際、煤の大部分はカバー
54の通気孔53の縁に付着していくことになる。しか
し、エンジン振動や車両振動等が酸素センサ20Bに伝
わると、カバー54は、その遊嵌構造により上下に振動
し、この振動の作用により、煤が同カバー54から振り
落とされる。したがってこの場合も、煤が通気孔53等
に堆積してセンサ素子21の検出動作を阻害するような
ことは回避されるようになる。また、カバー22,54
にFASコーティングを施したことで、煤が堆積しにく
くなり、且つその振り落とし効果も好適に促進されるこ
ととなる。
作用について説明する。吸気管内の混合吸気は各カバー
22及び54に形成された通気孔23及び53を通じて
センサ素子21に達する。この際、煤の大部分はカバー
54の通気孔53の縁に付着していくことになる。しか
し、エンジン振動や車両振動等が酸素センサ20Bに伝
わると、カバー54は、その遊嵌構造により上下に振動
し、この振動の作用により、煤が同カバー54から振り
落とされる。したがってこの場合も、煤が通気孔53等
に堆積してセンサ素子21の検出動作を阻害するような
ことは回避されるようになる。また、カバー22,54
にFASコーティングを施したことで、煤が堆積しにく
くなり、且つその振り落とし効果も好適に促進されるこ
ととなる。
【0039】以上説明したように、本実施形態によれば
以下に示す効果が得られる。 ・本実施形態の酸素センサ20Bでは、遊嵌された外部
カバー54がエンジン振動や車両振動等に応じて上下に
振動し、同カバー54の通気孔53の縁に付着される煤
を振り落とすよう作用する。このため、煤によってカバ
ー22,54が目詰まりし、センサ素子21による酸素
濃度検出動作に悪影響を受けることがない。
以下に示す効果が得られる。 ・本実施形態の酸素センサ20Bでは、遊嵌された外部
カバー54がエンジン振動や車両振動等に応じて上下に
振動し、同カバー54の通気孔53の縁に付着される煤
を振り落とすよう作用する。このため、煤によってカバ
ー22,54が目詰まりし、センサ素子21による酸素
濃度検出動作に悪影響を受けることがない。
【0040】・カバー22、54にFASコーティング
を施したことで、煤が堆積しにくくなり、且つその振り
落とし効果も促進される。なお、同第2の実施形態は次
のように変更することもできる。
を施したことで、煤が堆積しにくくなり、且つその振り
落とし効果も促進される。なお、同第2の実施形態は次
のように変更することもできる。
【0041】すなわち上記第2の実施形態においては、
カバー54側面に設けられた2つの孔56が、垂直方向
に長径を有する楕円形であるとしたが、この孔56は、
水平方向に長径を有する楕円、円、又は長方形等所定の
範囲でカバー54を上下又は左右に振動させ得る形状を
有してもよい。さらに、前記孔56及び支持ピン57よ
りなるカバー54の遊嵌機構は、三組以上であってもよ
い。言い換えれば、三本以上の支持ピンによってカバー
54を支持する構成としてもよい。 (第3実施形態)次に、本発明の第3の実施形態を、前
記第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
カバー54側面に設けられた2つの孔56が、垂直方向
に長径を有する楕円形であるとしたが、この孔56は、
水平方向に長径を有する楕円、円、又は長方形等所定の
範囲でカバー54を上下又は左右に振動させ得る形状を
有してもよい。さらに、前記孔56及び支持ピン57よ
りなるカバー54の遊嵌機構は、三組以上であってもよ
い。言い換えれば、三本以上の支持ピンによってカバー
54を支持する構成としてもよい。 (第3実施形態)次に、本発明の第3の実施形態を、前
記第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0042】図5に、本実施形態に係る酸素センサ20
Cの先端部の拡大断面図を示す。同図に示すように、酸
素センサ20Cの先端部は、センサ素子21及びカバー
64を備えている。該カバー64は、底面を有する円筒
状からなり、FASコーティングを施したニッケル合金
より形成されている。また、同カバー64は、その開口
基端部を周回する突起部66を通じて、ハウジング29
に設けられた周回溝67に遊嵌されている。また、同図
5及び図6(図5の6−6線に沿った断面図)に示すよ
うに、同カバー64には、その内周面から中心に向かっ
て板状の羽根体65が突出形成されている。この羽根体
65は、センサ素子21と微小な間隙を保持しつつ同セ
ンサ素子21に近接して設けられている。また、カバー
64の側面及び底面には複数の通気孔63が形成され、
それら通気孔63を介して吸気管内の混合吸気が流通
し、センサ素子21へ到達する。
Cの先端部の拡大断面図を示す。同図に示すように、酸
素センサ20Cの先端部は、センサ素子21及びカバー
64を備えている。該カバー64は、底面を有する円筒
状からなり、FASコーティングを施したニッケル合金
より形成されている。また、同カバー64は、その開口
基端部を周回する突起部66を通じて、ハウジング29
に設けられた周回溝67に遊嵌されている。また、同図
5及び図6(図5の6−6線に沿った断面図)に示すよ
うに、同カバー64には、その内周面から中心に向かっ
て板状の羽根体65が突出形成されている。この羽根体
65は、センサ素子21と微小な間隙を保持しつつ同セ
ンサ素子21に近接して設けられている。また、カバー
64の側面及び底面には複数の通気孔63が形成され、
それら通気孔63を介して吸気管内の混合吸気が流通
し、センサ素子21へ到達する。
【0043】次に上記のように構成された本実施形態の
作用について説明する。吸気管内の混合吸気はカバー6
4に形成された通気孔63を通じてセンサ素子21に達
する。この際、煤の一部はカバー64の通気孔63の縁
に付着していくことになる。しかし、エンジン振動や車
両振動等の力学量が酸素センサ20Cに伝わると、カバ
ー64は、その遊嵌構造により上下及び左右(回転する
よう)に振動(自由運動)し、この振動の作用により、
煤が同カバー64から振り落とされる。さらに、通気孔
23を通過し、混合吸気とともにセンサ素子21に達す
る煤は、同素子21の外周を回転しつつ振動する羽根体
65によって取り除かれる。この際、前述のように、羽
根体65とセンサ素子21との間には微小な間隙が設け
られているので、羽根体65がセンサ素子21を傷つけ
ることもない。したがってこの場合も、煤が同素子21
に堆積してその検出動作を阻害することは好適に回避さ
れる。また、カバー64にFASコーティングを施した
ことで煤が堆積しにくくなり、且つその振り落とし効果
も好適に促進されることとなる。
作用について説明する。吸気管内の混合吸気はカバー6
4に形成された通気孔63を通じてセンサ素子21に達
する。この際、煤の一部はカバー64の通気孔63の縁
に付着していくことになる。しかし、エンジン振動や車
両振動等の力学量が酸素センサ20Cに伝わると、カバ
ー64は、その遊嵌構造により上下及び左右(回転する
よう)に振動(自由運動)し、この振動の作用により、
煤が同カバー64から振り落とされる。さらに、通気孔
23を通過し、混合吸気とともにセンサ素子21に達す
る煤は、同素子21の外周を回転しつつ振動する羽根体
65によって取り除かれる。この際、前述のように、羽
根体65とセンサ素子21との間には微小な間隙が設け
られているので、羽根体65がセンサ素子21を傷つけ
ることもない。したがってこの場合も、煤が同素子21
に堆積してその検出動作を阻害することは好適に回避さ
れる。また、カバー64にFASコーティングを施した
ことで煤が堆積しにくくなり、且つその振り落とし効果
も好適に促進されることとなる。
【0044】以上説明したように、本実施形態によれば
以下に示す効果が得られる。 ・本実施形態の酸素センサ20Cでは、遊嵌された外部
カバー64がエンジン振動や車両振動等に応じて上下・
左右に振動し、同カバー64の通気孔の縁において付着
過程にある煤を振り落とす作用を有する。このため、煤
によってカバー64が目詰まりし、センサ素子21によ
る酸素濃度検出動作に悪影響を及ぼすことがない。
以下に示す効果が得られる。 ・本実施形態の酸素センサ20Cでは、遊嵌された外部
カバー64がエンジン振動や車両振動等に応じて上下・
左右に振動し、同カバー64の通気孔の縁において付着
過程にある煤を振り落とす作用を有する。このため、煤
によってカバー64が目詰まりし、センサ素子21によ
る酸素濃度検出動作に悪影響を及ぼすことがない。
【0045】・カバー64にFASコーティングを施し
たことで、煤が堆積しにくくなり、且つその振り落とし
効果も促進される。 ・カバー64の内周面に設けられた羽根体65がエンジ
ン振動や車両振動等に応じて振動しつつ回動し、センサ
素子21表面に付着しつつある煤を取り除くため、セン
サ素子21表面への煤の堆積が好適に防止され、同素子
21の酸素濃度に対する感度が安定に保たれる。
たことで、煤が堆積しにくくなり、且つその振り落とし
効果も促進される。 ・カバー64の内周面に設けられた羽根体65がエンジ
ン振動や車両振動等に応じて振動しつつ回動し、センサ
素子21表面に付着しつつある煤を取り除くため、セン
サ素子21表面への煤の堆積が好適に防止され、同素子
21の酸素濃度に対する感度が安定に保たれる。
【0046】なお、同実施形態は次のように変更して実
施することも可能である。すなわち上記第3の実施形態
では、エンジン振動や車両振動等に基づき羽根体65
(カバー64)を回動させる構成としたが、別途電動モ
ータ等の駆動装置を設け、この駆動装置によって羽根体
65を強制回動させる構成としてもよい。
施することも可能である。すなわち上記第3の実施形態
では、エンジン振動や車両振動等に基づき羽根体65
(カバー64)を回動させる構成としたが、別途電動モ
ータ等の駆動装置を設け、この駆動装置によって羽根体
65を強制回動させる構成としてもよい。
【0047】また、第3の実施形態では、カバー64の
内周面に設けられた羽根体65がセンサ素子21表面上
の煤を取り除く構成とした。これに対し、図7及び8に
示すように、カバー64とセンサ素子21との中間に内
部カバー22を設けることにより、センサ素子21を二
重のカバーで保護するとともに、羽根体65が内部カバ
ー22表面の煤を取り除く構成としてもよい。 (第4実施形態)次に、本発明の第4の実施形態を、前
記第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
内周面に設けられた羽根体65がセンサ素子21表面上
の煤を取り除く構成とした。これに対し、図7及び8に
示すように、カバー64とセンサ素子21との中間に内
部カバー22を設けることにより、センサ素子21を二
重のカバーで保護するとともに、羽根体65が内部カバ
ー22表面の煤を取り除く構成としてもよい。 (第4実施形態)次に、本発明の第4の実施形態を、前
記第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0048】図9に、本実施形態に係る酸素センサ20
Dの先端部の拡大断面図を示す。同図に示すように、酸
素センサ20Dの先端部には、第1の実施形態と同様、
センサ素子21と、このセンサ素子21の外周を覆うよ
うにして試験管形状の内部カバー22が設けられてい
る。内部カバー22はその側面に複数の導入孔23を有
する。さらに、同内部カバー22を覆うようにして円筒
形状の外部カバー24が設けられている。同カバー24
は、例えばニッケル合金等の線材より形成されたコイル
状の筒であり、その基端部はハウジング29に固定さ
れ、他方端は自由端となっている。したがって同カバー
24は、エンジン振動や車両振動等の力学量の印加に基
づき、それ自身が伸縮する態様で自由運動する。また、
両カバー22、24にも、FASコーティングが施され
ている。
Dの先端部の拡大断面図を示す。同図に示すように、酸
素センサ20Dの先端部には、第1の実施形態と同様、
センサ素子21と、このセンサ素子21の外周を覆うよ
うにして試験管形状の内部カバー22が設けられてい
る。内部カバー22はその側面に複数の導入孔23を有
する。さらに、同内部カバー22を覆うようにして円筒
形状の外部カバー24が設けられている。同カバー24
は、例えばニッケル合金等の線材より形成されたコイル
状の筒であり、その基端部はハウジング29に固定さ
れ、他方端は自由端となっている。したがって同カバー
24は、エンジン振動や車両振動等の力学量の印加に基
づき、それ自身が伸縮する態様で自由運動する。また、
両カバー22、24にも、FASコーティングが施され
ている。
【0049】次に上記のように構成された本実施形態の
作用について説明する。エンジンが始動し、吸気管内に
混合吸気が取り込まれると、センサ素子21及び内部カ
バー22を覆うコイル構造の外部カバー24は、エンジ
ン振動や車両振動等に応じて上下振動を始める。こうし
て振動を始めると、図10に示すように、その振動によ
って生じたコイルの間隙と先端の開口部から前記混合吸
気が同カバー24内に流通される。そして、カバー24
内に流通した混合吸気は内部カバー22の導入孔23を
通じてセンサ素子21に到達する。このとき、図11に
示すように、混合吸気が両カバーを通過して素子21に
まで達する過程において、混合吸気に含まれる煤の大部
分はカバー24を構成する線材に付着していくことにな
る。しかしながら、図12(a)〜(c)に示すよう
に、カバー24の持続的な上下振動が、同カバー24を
構成する線材間に隙間を生じせしめるため、混合吸気の
カバー24内への導入が妨げられることはなく、同カバ
ー24に付着した煤も、その振動に伴って振り落とされ
るようになる。したがってこの場合も、煤が同カバー2
4に堆積してセンサ素子21の検出動作を阻害するよう
なことは好適に回避されるようになる。また、カバー2
4にFASコーティングを施したことで、煤が堆積しに
くくなり、且つその振り落とし効果も促進される。
作用について説明する。エンジンが始動し、吸気管内に
混合吸気が取り込まれると、センサ素子21及び内部カ
バー22を覆うコイル構造の外部カバー24は、エンジ
ン振動や車両振動等に応じて上下振動を始める。こうし
て振動を始めると、図10に示すように、その振動によ
って生じたコイルの間隙と先端の開口部から前記混合吸
気が同カバー24内に流通される。そして、カバー24
内に流通した混合吸気は内部カバー22の導入孔23を
通じてセンサ素子21に到達する。このとき、図11に
示すように、混合吸気が両カバーを通過して素子21に
まで達する過程において、混合吸気に含まれる煤の大部
分はカバー24を構成する線材に付着していくことにな
る。しかしながら、図12(a)〜(c)に示すよう
に、カバー24の持続的な上下振動が、同カバー24を
構成する線材間に隙間を生じせしめるため、混合吸気の
カバー24内への導入が妨げられることはなく、同カバ
ー24に付着した煤も、その振動に伴って振り落とされ
るようになる。したがってこの場合も、煤が同カバー2
4に堆積してセンサ素子21の検出動作を阻害するよう
なことは好適に回避されるようになる。また、カバー2
4にFASコーティングを施したことで、煤が堆積しに
くくなり、且つその振り落とし効果も促進される。
【0050】以上説明したように、本実施形態によれば
以下に示す効果が得られる。 ・本実施形態に係る酸素センサ20Dでは、コイル構造
の外部カバー24がエンジン振動や車両振動等に応じて
上下振動し、同カバー24表面に付着過程にある煤に隙
間を生じせしめる。このため、煤によってカバー24が
目詰まりし、センサ素子21による酸素濃度検出動作に
悪影響を及ぼすことがない。
以下に示す効果が得られる。 ・本実施形態に係る酸素センサ20Dでは、コイル構造
の外部カバー24がエンジン振動や車両振動等に応じて
上下振動し、同カバー24表面に付着過程にある煤に隙
間を生じせしめる。このため、煤によってカバー24が
目詰まりし、センサ素子21による酸素濃度検出動作に
悪影響を及ぼすことがない。
【0051】・カバー24は金属線材により形成されて
いるため、付着物の表面張力が小さくなり、煤が付着し
にくい。さらに、一旦付着した煤の被膜も、カバー24
の上下振動により容易に破断されるか、或いは振り落と
される。また、線材の表面を撥水性・撥油性のFAS被
膜でコーティングすることによって上記効果が相乗的に
高まる。
いるため、付着物の表面張力が小さくなり、煤が付着し
にくい。さらに、一旦付着した煤の被膜も、カバー24
の上下振動により容易に破断されるか、或いは振り落と
される。また、線材の表面を撥水性・撥油性のFAS被
膜でコーティングすることによって上記効果が相乗的に
高まる。
【0052】なお、同第4の実施形態は次のように変更
することも可能である。すなわち、上記第4の実施形態
においては、カバー24を構成する線材の断面が円形で
あるとしたが、同線材の断面は楕円又は四角形等、どの
ような形状であってもよい。 (第5実施形態)次に、本発明の第5の実施形態を、前
記第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
することも可能である。すなわち、上記第4の実施形態
においては、カバー24を構成する線材の断面が円形で
あるとしたが、同線材の断面は楕円又は四角形等、どの
ような形状であってもよい。 (第5実施形態)次に、本発明の第5の実施形態を、前
記第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0053】図13は本実施形態における酸素センサ2
0Eの先端部の拡大図、図14はその断面図をそれぞれ
示す。両図に示すように、酸素センサ20Eの先端部
は、第1の実施形態と同様のセンサ素子21及び内部カ
バー22を備えている。また、同内部カバー22を覆う
外部カバー34は、側面に通気溝35が螺旋状に形成さ
れてその先端部が自由端となっている円筒状の剛体によ
って構成されている。なお、これら両カバー22,34
にもFASコーティングが施されている。
0Eの先端部の拡大図、図14はその断面図をそれぞれ
示す。両図に示すように、酸素センサ20Eの先端部
は、第1の実施形態と同様のセンサ素子21及び内部カ
バー22を備えている。また、同内部カバー22を覆う
外部カバー34は、側面に通気溝35が螺旋状に形成さ
れてその先端部が自由端となっている円筒状の剛体によ
って構成されている。なお、これら両カバー22,34
にもFASコーティングが施されている。
【0054】次に上記のように構成された本実施形態の
作用について説明する。吸気管内の混合吸気は外部カバ
ー34の側面に設けられた通気溝35から同カバー34
内部に導入され、更に内部カバー22に設けられた通気
孔23を通ってセンサ素子21に到達する。混合吸気に
含まれる煤はその大部分が前記通気溝35の縁に付着し
ていく。一方、エンジンの運転に伴って混合吸気等に晒
されたカバー34は、同吸気による加熱作用により膨張
する。このため、図15に拡大して示すように、たとえ
前記通気溝35が煤によって塞がれることがあったとし
ても、該膨張によってその付着している煤に亀裂が生
じ、同通気溝35としての通気性は好適に維持される。
また、エンジン停止後は、吸気管内の温度が下がること
によって、カバー34は収縮する。この時にも、カバー
34の通気溝35には、膨張時と逆方向に煤に対するせ
ん断作用が働く。したがって、このような構成によって
も、煤の堆積等によってセンサ素子21の検出動作が阻
害されることはない。また、カバー34にFASコーテ
ィングを施したことで、煤が堆積しにくくなり、且つそ
の振り落とし効果も好適に促進されることとなる。
作用について説明する。吸気管内の混合吸気は外部カバ
ー34の側面に設けられた通気溝35から同カバー34
内部に導入され、更に内部カバー22に設けられた通気
孔23を通ってセンサ素子21に到達する。混合吸気に
含まれる煤はその大部分が前記通気溝35の縁に付着し
ていく。一方、エンジンの運転に伴って混合吸気等に晒
されたカバー34は、同吸気による加熱作用により膨張
する。このため、図15に拡大して示すように、たとえ
前記通気溝35が煤によって塞がれることがあったとし
ても、該膨張によってその付着している煤に亀裂が生
じ、同通気溝35としての通気性は好適に維持される。
また、エンジン停止後は、吸気管内の温度が下がること
によって、カバー34は収縮する。この時にも、カバー
34の通気溝35には、膨張時と逆方向に煤に対するせ
ん断作用が働く。したがって、このような構成によって
も、煤の堆積等によってセンサ素子21の検出動作が阻
害されることはない。また、カバー34にFASコーテ
ィングを施したことで、煤が堆積しにくくなり、且つそ
の振り落とし効果も好適に促進されることとなる。
【0055】以上説明したように、本実施形態によれば
以下に示す効果が得られる。・周囲の温度変化に起因す
るカバー34の熱膨張及び収縮といった自由運動が同カ
バー34の螺旋状通気溝35に付着した煤の堆積物に亀
裂を生じせしめ、又は同堆積物を破砕するため、その通
気性は好適に維持される。
以下に示す効果が得られる。・周囲の温度変化に起因す
るカバー34の熱膨張及び収縮といった自由運動が同カ
バー34の螺旋状通気溝35に付着した煤の堆積物に亀
裂を生じせしめ、又は同堆積物を破砕するため、その通
気性は好適に維持される。
【0056】・カバー34にFASコーティングを施し
たことで、煤が堆積しにくくなり、且つその振り落とし
効果も促進される。ところで、上記各実施形態に係る酸
素センサにあっては、その各カバー22、24、34、
44、54及び64にニッケル合金が用いられるとした
が、これに代えて、アルミナ等、所定以上の耐熱性を有
する他の軽金属又は合金を用いるようにしてもよい。ま
た、特に第5の実施形態に係るカバー34にあっては、
高い熱膨張率を有する材料が適している。
たことで、煤が堆積しにくくなり、且つその振り落とし
効果も促進される。ところで、上記各実施形態に係る酸
素センサにあっては、その各カバー22、24、34、
44、54及び64にニッケル合金が用いられるとした
が、これに代えて、アルミナ等、所定以上の耐熱性を有
する他の軽金属又は合金を用いるようにしてもよい。ま
た、特に第5の実施形態に係るカバー34にあっては、
高い熱膨張率を有する材料が適している。
【0057】また、上記各実施形態に係る酸素センサに
あっては、そのカバー22、24、34、44、54及
び64に、撥水性・撥油性被膜としてFAS被膜による
コーティングが施されるとしたが、コーティング被膜と
しては他にも例えばフッ素樹脂等、任意の撥水性・撥油
性被膜を採用することができる。
あっては、そのカバー22、24、34、44、54及
び64に、撥水性・撥油性被膜としてFAS被膜による
コーティングが施されるとしたが、コーティング被膜と
しては他にも例えばフッ素樹脂等、任意の撥水性・撥油
性被膜を採用することができる。
【0058】また、上記各実施形態では、センサ素子2
1に、被検出気体と大気中との相対的な酸素濃度値を検
出する濃淡電池型のものを用いたが、被検出気体中酸素
濃度の絶対値を検出する、例えば限界電流型のものを用
いることもできる。
1に、被検出気体と大気中との相対的な酸素濃度値を検
出する濃淡電池型のものを用いたが、被検出気体中酸素
濃度の絶対値を検出する、例えば限界電流型のものを用
いることもできる。
【0059】また、上記各実施形態では、ディーゼルエ
ンジン11の吸気管12に取り付けられる酸素センサに
ついて言及したが、ディーゼルエンジン11の排気管、
若しくはガソリンエンジンの排気管等に取り付けられる
酸素センサについてもこの発明は同様に適用できる。
ンジン11の吸気管12に取り付けられる酸素センサに
ついて言及したが、ディーゼルエンジン11の排気管、
若しくはガソリンエンジンの排気管等に取り付けられる
酸素センサについてもこの発明は同様に適用できる。
【0060】また、上記第1〜第4の実施形態では、エ
ンジンや車両等による振動の伝達を利用してカバーを振
動させる構成としたが、酸素センサ付近に振動装置を別
途設け、それらカバーに対し該振動装置から振動を与え
る構成としてもよい。
ンジンや車両等による振動の伝達を利用してカバーを振
動させる構成としたが、酸素センサ付近に振動装置を別
途設け、それらカバーに対し該振動装置から振動を与え
る構成としてもよい。
【0061】
【発明の効果】請求項1に記載された発明によれば、例
えば機関振動や車両振動、更には熱応力等の力学量に基
づき自由運動する前記自由運動機構がカバーに付着する
煤を振り落とし、同カバーへの煤の堆積ひいては前記気
体の導入部の閉塞が好適に防止される。
えば機関振動や車両振動、更には熱応力等の力学量に基
づき自由運動する前記自由運動機構がカバーに付着する
煤を振り落とし、同カバーへの煤の堆積ひいては前記気
体の導入部の閉塞が好適に防止される。
【0062】請求項2に記載された発明によれば、特に
機関振動や車両振動等の力学量が上記遊嵌されたカバー
に作用することとなり、同カバーに対する煤の堆積が防
止される。
機関振動や車両振動等の力学量が上記遊嵌されたカバー
に作用することとなり、同カバーに対する煤の堆積が防
止される。
【0063】請求項3に記載された発明においても、特
に機関振動や車両振動等の力学量が上記遊嵌された外部
カバーに作用することとなり、同外部カバーに対する煤
の堆積が防止される。また、こうしたカバーの二重構造
が検出素子部の煤からの保護を確実にする。
に機関振動や車両振動等の力学量が上記遊嵌された外部
カバーに作用することとなり、同外部カバーに対する煤
の堆積が防止される。また、こうしたカバーの二重構造
が検出素子部の煤からの保護を確実にする。
【0064】請求項4に記載された発明によれば、前記
羽根体が、前記遊嵌されるカバーの被覆対象(検出素子
若しくは内部カバー)表面に付着した煤を削ぎ落とし、
それら被覆対象に対する煤の堆積をより好適に防止す
る。
羽根体が、前記遊嵌されるカバーの被覆対象(検出素子
若しくは内部カバー)表面に付着した煤を削ぎ落とし、
それら被覆対象に対する煤の堆積をより好適に防止す
る。
【0065】請求項5に記載された発明によれば、機関
振動や車両振動に起因する当該カバーの上下振動が同カ
バーに付着した煤を振り落とすか、少なくとも前記コイ
ル構造に沿って付着した煤に亀裂を生じせしめ隙間を確
保する。また、前記コイル構造上に付着した煤自身に表
面張力を作用せしめ、同煤の付着を困難にする。
振動や車両振動に起因する当該カバーの上下振動が同カ
バーに付着した煤を振り落とすか、少なくとも前記コイ
ル構造に沿って付着した煤に亀裂を生じせしめ隙間を確
保する。また、前記コイル構造上に付着した煤自身に表
面張力を作用せしめ、同煤の付着を困難にする。
【0066】請求項6に記載された発明によれば、周囲
の温度変化に起因するカバーの熱膨張及び収縮がカバー
に付着した煤の堆積物に亀裂を生じせしめ、又は同堆積
物を破砕する。したがってこの場合も、気体導入部とし
ての隙間は好適に確保される。
の温度変化に起因するカバーの熱膨張及び収縮がカバー
に付着した煤の堆積物に亀裂を生じせしめ、又は同堆積
物を破砕する。したがってこの場合も、気体導入部とし
ての隙間は好適に確保される。
【図1】第1の実施の形態に係る酸素センサをディーゼ
ルエンジンシステムに適用した概略構成図。
ルエンジンシステムに適用した概略構成図。
【図2】第1の実施形態に係る酸素センサの先端部を示
す断面図。
す断面図。
【図3】第2の実施形態に係る酸素センサの先端部を示
す断面図。
す断面図。
【図4】その酸素センサにおけるカバーの遊嵌構造を示
す拡大図。
す拡大図。
【図5】第3の実施形態に係る酸素センサの先端部を示
す断面図。
す断面図。
【図6】その酸素センサの6−6線に沿った断面図。
【図7】第3の実施形態に係る酸素センサの他の例を示
す断面図。
す断面図。
【図8】その酸素センサの8−8線に沿った断面図。
【図9】第4の実施の形態に係る酸素センサの先端部を
示す断面図。
示す断面図。
【図10】その酸素センサのカバーの一部を示す拡大
図。
図。
【図11】その酸素センサのカバーを形成する線材の断
面図。
面図。
【図12】エンジン作動時における同カバーの動作態様
を示す断面図。
を示す断面図。
【図13】第5の実施形態に係る酸素センサの先端部を
示す図。
示す図。
【図14】その酸素センサの先端部を示す断面図。
【図15】その酸素センサのカバーの動作態様を示す拡
大図。
大図。
【図16】EGR装置を備えた内燃機関の一例を示す概
略構成図。
略構成図。
20,20B,20C,20C′,20D,20E…酸
素センサ、21…センサ素子、22…内部カバー、2
4,34,44,54,64…外部カバー、56…孔
(遊嵌機構)、57…支持ピン(遊嵌機構)、65…羽
根体。
素センサ、21…センサ素子、22…内部カバー、2
4,34,44,54,64…外部カバー、56…孔
(遊嵌機構)、57…支持ピン(遊嵌機構)、65…羽
根体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 幹也 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車 株式会社内
Claims (6)
- 【請求項1】適宜のハウジングに固定されて気体中の酸
素濃度を検出する検出素子部と、気体の導入部を有して
該検出素子部を覆うカバーとを備える酸素センサにおい
て、 前記カバーは、外部からの力学量の印加に基づき自由運
動する自由運動機構を有して構成されることを特徴とす
る酸素センサ。 - 【請求項2】請求項1記載の酸素センサにおいて、 前記自由運動機構は、当該カバーの前記ハウジングに対
する遊嵌構造に基づき同カバーを自由運動せしめるもの
であることを特徴とする酸素センサ。 - 【請求項3】請求項1記載の酸素センサにおいて、 前記カバーは、前記検出素子部を直接覆って前記ハウジ
ングに固定される内部カバーとこの内部カバーを覆う外
部カバーとの二重構造を有し、 前記自由運動機構は、前記外部カバーの前記内部カバー
に対する遊嵌構造に基づき同外部カバーを自由運動せし
めるものであることを特徴とする酸素センサ。 - 【請求項4】請求項2又は3記載の酸素センサにおい
て、 前記遊嵌されるカバーは、その自由運動に基づき被覆対
象と摺接する羽根体を内周面に備えて構成されることを
特徴とする酸素センサ。 - 【請求項5】請求項1記載の酸素センサにおいて、 前記自由運動機構は、カバー自身の前記ハウジングに固
定される他方端を自由端としたコイル構造に基づき当該
カバーを自由運動せしめるものであることを特徴とする
酸素センサ。 - 【請求項6】請求項1記載の酸素センサにおいて、 前記自由運動機構は、前記ハウジングに固定される他方
端を自由端とした剛体に設けられた螺旋状の気体導入部
を有し、周囲温度の変化による該気体導入部を境とした
剛体の相反する方向への伸縮に基づき同剛体からなるカ
バーを自由運動せしめるものであることを特徴とする酸
素センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9056246A JPH10253577A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9056246A JPH10253577A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 酸素センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10253577A true JPH10253577A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=13021746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9056246A Pending JPH10253577A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 酸素センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10253577A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007502424A (ja) * | 2003-08-18 | 2007-02-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定フィーラ |
JP2007529727A (ja) * | 2004-03-20 | 2007-10-25 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定ガスの物理的な特性を測定するための測定フィーラ |
JP2008268152A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2009042053A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
US7575663B2 (en) | 2001-06-20 | 2009-08-18 | Denso Corporation | Gas sensor |
JP2013047460A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Mitsubishi Motors Corp | ガスセンサの被水防止装置 |
JP2015090274A (ja) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
JP2016109668A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-06-20 | 株式会社デンソー | ガスセンサ取付構造 |
US9733207B2 (en) | 2012-05-11 | 2017-08-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
JP2017218897A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-14 | 日産自動車株式会社 | エンジンのegr率算出方法及びegr装置 |
DE10065384B4 (de) | 1999-12-27 | 2018-12-20 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gassensor mit Schutzkappe und Schutzkappe für Gassensor |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP9056246A patent/JPH10253577A/ja active Pending
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10065384B4 (de) | 1999-12-27 | 2018-12-20 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gassensor mit Schutzkappe und Schutzkappe für Gassensor |
US7575663B2 (en) | 2001-06-20 | 2009-08-18 | Denso Corporation | Gas sensor |
DE10227370B4 (de) * | 2001-06-20 | 2012-10-11 | Denso Corporation | Gassensor |
JP4686458B2 (ja) * | 2003-08-18 | 2011-05-25 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定フィーラ |
JP2007502424A (ja) * | 2003-08-18 | 2007-02-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定フィーラ |
JP2007529727A (ja) * | 2004-03-20 | 2007-10-25 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定ガスの物理的な特性を測定するための測定フィーラ |
JP4673884B2 (ja) * | 2004-03-20 | 2011-04-20 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定ガスの物理的な特性を測定するための測定フィーラ |
JP2008268152A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2009042053A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2013047460A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Mitsubishi Motors Corp | ガスセンサの被水防止装置 |
US9733207B2 (en) | 2012-05-11 | 2017-08-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
US9995707B2 (en) | 2012-05-11 | 2018-06-12 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
DE112013002429B4 (de) | 2012-05-11 | 2023-11-02 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas Sensor |
JP2015090274A (ja) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
JP2016109668A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-06-20 | 株式会社デンソー | ガスセンサ取付構造 |
JP2017218897A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-14 | 日産自動車株式会社 | エンジンのegr率算出方法及びegr装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4725494B2 (ja) | ガスセンサ | |
US6726819B2 (en) | Gas sensor | |
US8260576B2 (en) | Exhaust gas sensor abnormality diagnostic device | |
JP4765865B2 (ja) | ガスセンサ | |
JPH10253577A (ja) | 酸素センサ | |
US20070151851A1 (en) | Gas sensor element | |
US7007543B2 (en) | Air-fuel ratio sensor | |
JPH09189679A (ja) | ガス成分センサと該ガス成分検出方法、触媒診断装置、エンジン制御装置、及び、燃料ガス漏洩検知装置 | |
JP2007224877A (ja) | 内燃機関の排気管への排気センサ取付け構造 | |
US20070277605A1 (en) | Shield assembly for a gas sensor | |
US5800689A (en) | Oxygen concentration detector | |
US20040149595A1 (en) | Sensor and methods of making and using the same | |
US6551498B2 (en) | Lower protective shield for an exhaust sensor and method for making the same | |
EP0059933B1 (en) | Solid electrolyte oxygen sensing element of laminated structure with gas diffusion layer on outer electrode | |
JP3266019B2 (ja) | 酸素センサ | |
JP3257432B2 (ja) | 酸素センサ | |
JP4565760B2 (ja) | 通気構造を有するセンサ | |
JP3486956B2 (ja) | 酸素濃度検出器 | |
JP3355807B2 (ja) | 内燃機関の酸素センサ付触媒コンバータ装置 | |
JPH10293113A (ja) | 酸素センサ及びその取付通路構造 | |
US10626776B2 (en) | Method and system for exhaust particulate matter sensing | |
JPH10206375A (ja) | 酸素センサ用カバー | |
JP2007183243A (ja) | 気体センサおよびその制御方法 | |
JP6702342B2 (ja) | ガスセンサ | |
JPH10141113A (ja) | 内燃機関の吸気管構造 |