JPH079078Y2 - 酸素センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関の排気管に配設される酸素センサに
関する。

［従来の技術］ 従来、機器の取付金具などに突設した筒状部から、水密
的に被覆リード線を取り出す構成において、この被覆リ
ード線に引っ張り力が加わったときの耐久性の向上のた
め、第４図に示す如く、被覆リード線の取り付け構造が
採用されている。

この構造においては、排気管Ｍに螺合された酸素センサ
Ｃは電気機器である酸素センサ本体Ｋの取付金具に突設
された取出筒から、水密的に被覆リード線102を取り出
す構造において、接続金具101を用いている。該接続金
具101はその一端が掴持部44となり、前記被覆リード線1
02の端部105に外嵌されている。

取出筒15には被覆リード線102の補強のための連結筒８
が外嵌され、その先端は小径に絞られるとともにグロメ
ット107が嵌め込まれている。

グロメット107は連結筒８の絞られた先端の係止部8Kに
係止されるとともに、掴持部44の近傍の被覆リード線10
2を包み、連結筒８は加締められた部分8Aを持ち取出筒1
5に固着されている。

［考案が解決しようとする課題］ しかるに、従来の構成では、被覆リード線102に強い引
っ張り力が加わると、グロメット107が弾性体（接続金
具101を弾装して振動防止を図る為に採用）であるた
め、引っ張り力の大部分が接続金具101に加わり、接続
端末104と被覆リード線102との接続不良や電気機器の破
損が生じたり、内燃機関からの振動により金属疲労が進
行して接続金具の破損が発生する欠点があった。

本考案の目的は、振動による接続金具の金属疲労を防止
できるとともに、被覆リード線に極めて強い引っ張り力
が加わった時においても、十分な引っ張り力に耐えるこ
とのできる強度を備えた酸素センサの提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的達成のため、本考案は、以下の構成を採用し
た。

（１）内燃機関の排気管に配設される耐熱金属製の取付
金具と、該取付金具内に保持される酸素センサ素子と、
前記取付金具の後端に突設される取出筒と、該取出筒の
後部に外嵌される連結筒と、前記酸素センサ素子に電気
接続される先端部、及び後端掴持部を有する複数の接続
金具と、前記連結筒内に嵌め込まれ、弾性材で形成され
るとともに、前記接続金具を挿通する貫通穴群を有する
絶縁分離体と、複数の貫通穴を有し、前記連結筒の後端
に嵌め込まれたグロメットと、前記絶縁分離体と前記グ
ロメットとの間に嵌め込まれ、複数のリード線挿通穴を
有する電気絶縁性の剛性板と、前記グロメットの貫通穴
及び前記リード線挿通穴を通り、前記接続金具の前記後
端掴持部に心線が掴持される複数の被覆リード線とを具
備し、前記接続金具は前記絶縁分離体により該絶縁分離
体の貫通穴内で弾力保持されるとともに、前記後端掴持
部が前記剛性板により係止される。

（２）上記（１）の構成を有し、前記剛性板は、硬度15
Hv以上、厚さ1mm以上である。

［作用及び考案の効果］ （請求項１について） 被覆リード線に加わる引っ張り力は、後端掴持部が心線
を掴持している事により接続金具に伝わる。しかし、後
端掴持部が剛体である剛性板に係止されるので、引っ張
り力の大部分は剛性板を介して連結筒に伝えられ、酸素
センサ素子には僅かしか伝わらない、この為、酸素セン
サ素子の破損、接続金具と酸素センサ素子との接続外
れ、被覆リード線の引き抜け等のトラブルが防止でき
る。

接続金具は絶縁分離体により、絶縁分離体の貫通穴内で
弾力保持されるので、振動による接続金具の金属疲労が
防止できる。

（請求項２について） 硬度15Hv以上で、厚さ1mm以上であれば、使用時に起こ
り得る最大の引っ張り力加重（40kgf程度）が被覆リー
ド線に加わっても剛性板が変形せず、接続金具の後方へ
の変位が防止できる。

［実施例］ つぎに本考案を第１図〜第３図に示す一実施例に基づき
説明する。

酸素センサＡは、センサ本体100と、その中に内装され
たヒータ300と、センサ本体100及びヒータ300の出力取
り出し及び電力供給のための被覆リード線500と、セン
サ本体100から水密的に被覆リード線51、52、53を取り
出すリード線の接続部700とからなる。

センサ本体100は、耐熱金属製のハウジング１と、この
ハウジング１内に保持された酸素センサ素子２とを備え
る。

ハウジング１は、外周に取付ねじ11と六角部12が形成さ
れた筒状の取付金具10と、先端が閉じ、後端が開口した
円筒状を呈し、前記取付金具10の先端の同軸的に溶着さ
れ、筒面に排気が出入りする多数の通気孔13が設けられ
た円筒状保護冠14と、取付金具10の後端に同軸的に加締
めて固着され、機器端子の保護と被覆リード線51、52、
53の接続とを兼ね、該被覆リード線51、52、53を取り出
している本考案の機器の取付金具10に突設された取出筒
15とからなる。

酸素センサ素子２は、酸素イオン伝導性固体電解質セラ
ミック製で、先端21が閉塞された筒体の内外面に、多孔
性電極を被着してなる。この酸素センサ素子２はシール
用の滑石23及び耐熱金属管25を介して前記ハウジング１
内に固定されている。

ヒータ300は、棒状のセラミック体内に電熱線を埋設し
てなり、酸素センサ素子２内に嵌め込まれている。この
ヒータ300の後端には前記電熱線の端末が露出して設け
られ、それぞれの接続端末である露出面には、帯状の接
続金具31、23の先端部31A、32Aがろう付けされている。
又、酸素センサ素子２の開口端22には、内接して内面の
多孔性電極層に接続する筒状部41を有し、その前後にお
いて、ヒータ300外周を掴持する外嵌部42、43を有する
接続金具４が嵌め込まれ、被覆リード線53の端部53Tと
接続されている。

被覆リード線500は前記ヒータ300への通電用の被覆リー
ド線51、52と前記接続金具４に接続するセンサ素子の出
力取り出し用の被覆リード線53とを束ね、これをメッシ
ュ55で包んで構成されている。

リード線の接続部700では、前記接続金具31、32、及び
接続金具４の後端が、各被覆リード線51、52、53の心線
の端部51T,52T、53Tと電気的に接続されると共に、それ
ぞれの後端に設けられた筒面状の掴持部31B、32B及び44
が各被覆リード線51、52、53の被覆を掴持部して、各被
覆リード線51、52、53に接続されている。

第２図及び第３図にも示す如く、この接続金具31、32及
び接続金具４の前記取出筒15から突き出した部分は、シ
リコンゴム製で三つの軸方向の貫通穴61、62、63が並設
された柱状の絶縁分離体６の各貫通穴に挿通されてい
る。又、接続金具31、32、及び接続金具４の近傍のリー
ド線の被覆には、これら被覆と緊密に嵌合する貫通穴7
1、72、73を並設したシリコンゴム製グロメット７が取
り付けられている。

又、絶縁分離体６の先端と取出筒15の後端との間には、
環状でガラス繊維入りのPTFEスペーサ56が挿入され、こ
のスペーサ56の内部には、Ｙ字形断面を有するセパレー
タ57が嵌め込まれている。

連結筒８は、前記取出筒15、スペーサ56、絶縁分離体６
及びグロメット７に外嵌され、被覆リード線500を電気
機器のハウジング１に固着するための筒である。この連
結筒８は、取出筒15に外嵌された部分81とグロメット７
を外嵌する部分82とが加締められ、後端部83はやや径小
に形成され、前記グロメット７の係止部8Kとなってい
る。

この連結筒８内の、絶縁分離体６とグロメット７との間
に軸心に直交的に電気絶縁性の剛性板９が嵌め込まれて
いる。この剛性板９は、硬度15Hv（ビッカース硬度）の
PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）製で、前記連結筒
８の内径に近似した外径を有し、厚さ1mm程度の円板状
を呈する。この剛性板９の内部には、前記各被覆リード
線51、52、53の被覆の外径とほぼ等しく、各被覆リード
線51、52、53の被覆した掴持した前記接続金具31、32及
び接続金具４の後端掴持部31B、31B及び44の外径より小
さいリード線挿通穴91、92、93が形成されている。

剛性板９は合成樹脂製以外であっても良いが、電気絶縁
性であることが必要であり、且つ、硬度15Hv以上である
ことが望ましい。これは、リード線に加わる引っ張り力
の最大が40kgf程度であり、厚さ1mm以上で、硬度15Hv以
上の材料はこの程度の引っ張り加重で変形を示さないこ
とによる。

又、剛性板９の外形寸法は連結筒８の後端部83の内径よ
り径大であることが望ましい。

この構成において、酸素センサＡが内燃機関の排気管に
装着され、被覆リード線500に引っ張り力が加わると、
引っ張り力の大部分は各被覆リード線51、52、53から接
続金具31、32、４に伝わるが、掴持部31B、32B、44が剛
性板９に抑止されるので、その力の大部分は剛性板９を
介して連結筒８に伝達される。このため接続金具31、32
及び接続金具４を介してセンサ本体100やヒータ300に加
わる引っ張り力は微小となり、接続不良の発生及び酸素
センサ素子２の破損が防止される。又、連結筒８は剛体
であり、十分な強度を有するので、相当大きな引っ張り
力に対し耐久性を有し、被覆リード線51、52、53が引き
抜け難い。

剛性板９の寸法として、厚さ1mm、硬度18HvのPEEK製、
該剛性板９の穴91、92、93の直径は2mm,前記後端掴持部
31B、32B、44の外径が2.5mm,各種被覆リード線51、52、
53の被覆の外径が1.9mmで、センサ本体100を螺着し、被
覆リード線500を引っ張り、破壊試験により強度を調べ
たところ剛性板９を挿入した場合、平均40kgf,挿入なし
の場合、平均25kgfとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例にかかる酸素センサの断面
図、第２図、第３図はその要部分解図、第４図は従来の
酸素センサの断面図である。 図中 Ａ…酸素センサ、２…酸素センサ素子、41…筒状
部（先端部）、４、31、32…接続金具、６…絶縁分離
体、７…グロメット、８…連結筒、９…剛性板、10…取
付金具、15…取出筒、31A、32A…先端部、51、52、53…
被覆リード線、51T、52T、53T…端部（後端担持部）、6
1、62、63、71、72、73…貫通穴、91、92、93…リード
線挿通穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 佐藤 敏彦 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (56)参考文献 実願 昭59−24789号（実開 昭60− 137366号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気管に配設される耐熱金属製
   の取付金具と、 該取付金具内に保持される酸素センサ素子と、 前記取付金具の後端に突設される取出筒と、 該取出筒の後部に外嵌される連結筒と、 前記酸素センサ素子に電気接続される先端部、及び後端
   掴持部を有する複数の接続金具と、 前記連結筒内に嵌め込まれ、弾性材で形成されるととも
   に、前記接続金具を挿通する貫通穴群を有する絶縁分離
   体と、 複数の貫通穴を有し、前記連結筒の後端に嵌め込まれた
   グロメットと、 前記絶縁分離体と前記グロメットとの間に嵌め込まれ、
   複数のリード線挿通穴を有する電気絶縁性の剛性板と、 前記グロメットの貫通穴及び前記リード線挿通穴を通
   り、前記接続金具の前記後端掴持部に心線が掴持される
   複数の被覆リード線とを具備し、 前記接続金具は前記絶縁分離体により該絶縁分離体の貫
   通穴内で弾力保持されるとともに、前記後端掴持部が前
   記剛性板により係止される酸素センサ。
2. 【請求項２】前記剛性板は、硬度15Hv以上、厚さ1mm以
   上である請求項１記載の酸素センサ。