JPH11344463A - 酸素濃度センサ - Google Patents

酸素濃度センサ

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Publication number
JPH11344463A
JPH11344463A JP10152395A JP15239598A JPH11344463A JP H11344463 A JPH11344463 A JP H11344463A JP 10152395 A JP10152395 A JP 10152395A JP 15239598 A JP15239598 A JP 15239598A JP H11344463 A JPH11344463 A JP H11344463A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protective cover
gas
oxygen concentration
concentration sensor
exhaust gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP10152395A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Yoshimura
誠司 吉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH11344463A publication Critical patent/JPH11344463A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】保護カバー内の被検出ガスの交換を良好にし、
また、検出素子への異物の付着を抑制することにより、
酸素濃度センサの検出精度を向上させる。 【解決手段】保護カバー25底面に形成された先端開口
部27上流側には、先端開口部27近傍の圧力を低下さ
せるベンチュリ壁としての壁26が形成され、先端開口
部27におけるベンチュリ効果が大きくなるため、保護
カバー25内の排気ガスの交換が良好になる。また、保
護カバー25側面は流線形状に形成され、保護カバー2
5下流に渦流が発生することを防ぐことができるため、
排気ガス中の異物がセンサ素子23に付着することを抑
制できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素濃度センサに
関し、特に、酸素濃度センサの検出素子を保護する保護
カバーの構造に関する。
【0002】
【従来技術】排気ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度セ
ンサにおいては、排気ガス中のカーボン等の異物が検出
素子に付着し検出精度が悪化するのを防止するために、
検出素子を覆うように保護カバーが配設されている。こ
の保護カバーには、排気ガスを検出素子へと導くために
その側面にガス導入口が設けられているが、このガス導
入口から異物が入り込むため、保護カバー側面のうち排
気ガスの流れに対し下流に位置する側面にガス導入孔を
設け、ガス導入口から異物が入り込むのを抑制したもの
が知られている(実開平2−135649号公報)。こ
の酸素濃度センサにあっては、排気ガスは保護カバーの
下流側より取り込まれ、検出素子に導かれる。そして、
保護カバーの下流側は排気ガスの圧力は低く、異物の密
度も低いため、異物の少ない排気ガスが検出素子へと導
かれる。
【0003】しかしながら、この酸素濃度センサにおい
ては、ガス導入孔から排気ガスを導入するとともにこの
ガス導入孔から排気ガスを排出しているため、保護カバ
ー内の排気ガスの交換が悪く、検出精度が低下するとい
う問題があり、そこで、本出願人は、保護カバー側面の
うち被検出ガスの流れに対し下流に位置する側面にガス
導入孔を設け、更に、保護カバー底面にガス排出孔を設
けた酸素濃度センサを先に提案した(特願平9−190
032)。この提案の酸素濃度センサよれば、ガス導入
孔から保護カバー内に流入した排気ガスは、保護カバー
底面に設けられたガス排出孔から排出され、このため、
保護カバー内の排気ガスの交換が良好になり、酸素濃度
センサの検出精度が向上する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記提案の
酸素濃度センサにおいては、保護カバー底面に設けられ
たガス排出孔近傍において、ガス流路内の圧力と保護カ
バー内の圧力との圧力差が小さいため、ガス排出孔から
排気ガスが排出されにくく、まだ、酸素濃度センサの検
出精度に改善の余地があった。
【0005】また、保護カバーは円柱状に形成されてい
るため、保護カバーが排気ガスの流れの抵抗になり、保
護カバー周辺の圧力が増加する。このため、保護カバー
まわりの排気ガスの流れは、保護カバー上流側側面では
保護カバーの表面に沿う流線が、途中で保護カバーの表
面から剥がれ、流れの剥離が生じる。そして、保護カバ
ーの下流側には渦流が発生し、この渦流によって排気ガ
ス中の異物がガス導入孔より保護カバー内に流入してし
まう。これにより、検出素子に異物が付着してしまうと
いう問題があり、酸素濃度センサの検出精度に改善の余
地があった。
【0006】そこで、本発明は、保護カバー内の被検出
ガスの交換を良好にし、検出精度を向上させることがで
きる酸素濃度センサを提供することを第1の目的とし、
検出素子への異物の付着を抑制し、検出精度を向上させ
ることができる酸素濃度センサを提供することを第2の
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明で
は、上記第1の目的を達成するために、ガス流路内を流
れる被検出ガスの酸素濃度を検出する検出素子と、該検
出素子を覆うように配置される保護カバーとを備え、該
保護カバー側面のうち被検出ガスの流れに対し下流に位
置する側面にガス導入孔を設けるとともに、前記保護カ
バー底面にガス排出孔を設けた酸素濃度センサにおい
て、前記ガス排出孔より上流側の前記保護カバー底面に
前記ガス排出孔近傍の圧力を低下するベンチュリー壁を
形成したことを要旨としている。
【0008】上記請求項1に記載の発明によれば、ベン
チュリー壁によりガス排出孔近傍の圧力が下がり、ガス
排出孔近傍におけるガス流路内の圧力と保護カバー内の
圧力との圧力差が大きくなるため、ガス排出孔から被検
出ガスが排出され易く、ガス排出孔から排出されるガス
量およびガス導入孔から保護カバー内に流入するガス量
が多くなるため、保護カバー内のガスの交換が良好にな
る。
【0009】また、請求項2に記載の発明では、上記第
2の目的を達成するために、ガス流路内を流れる被検出
ガスの酸素濃度を検出する検出素子と、該検出素子を覆
うように配置される保護カバーとを備え、該保護カバー
側面のうち被検出ガスの流れに対し下流に位置する側面
にガス導入孔を設けるとともに、前記保護カバー底面に
ガス排出孔を設けた酸素濃度センサにおいて、前記ガス
導入孔が設けられる前記保護カバー側面を流線形状に形
成したことを要旨としている。
【0010】上記請求項2に記載の発明によれば、保護
カバーの被検出ガスに対する抵抗が低下し、保護カバー
周辺の圧力増加が緩和される。したがって、保護カバー
まわりの被測定ガスの流れは、保護カバーの表面に沿う
流線が途中で保護カバーの表面から剥がれることはな
く、保護カバーの下流側に渦流が発生することを抑制で
きるため、被検出ガス中の異物がガス導入孔より保護カ
バー内に流入することを抑制できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図1及び図2の図面を用い
て本発明における内燃機関の排気管に取り付けられた酸
素濃度センサの実施の形態について説明する。
【0012】図1は、本実施の形態における酸素濃度セ
ンサの取付構造を示す図である。この図において、矢印
Qは、ガス流路としての排気管10内を流れる被検出ガ
スとしての排気ガスの流れ方向を示すものである。ま
た、図2は、図1におけるA視の図である。
【0013】図1に示すように、酸素濃度センサ20
は、基部21、フランジ22、センサ素子23、センサ
素子支持部24、保護カバー25等から構成されてい
る。そして、センサ素子23を覆うように配置された保
護カバー25は、酸素濃度センサ20が排気管10に取
り付けられた状態において、図2に示すように、その側
面が円弧よりも排気ガスの流れの方向(矢印Qの方向)
に膨出する曲面とした流線形状に形成されるとともに、
センサ素子支持部24からセンサ素子23の先方まで延
びるよう形成され、排気ガスの流れの下流側に位置する
側面の一部は開口されてガス導入孔としての側方開口部
28が形成されている。また、保護カバー25には、セ
ンサ素子23の先方において底面が形成され、その底面
の一部は開口されてガス排出孔としての先端開口部27
が形成されている。
【0014】更に、保護カバー25の内側には、中間保
護カバー30が設けられており、中間保護カバー30に
は、その全周にわたってガス導入孔としての内側開口部
31が複数形成されている。また、酸素濃度センサ20
が排気管10に取り付けられた状態において、先端開口
部27上流側の保護カバー25底面には底面からガス流
路内へと延出する壁26が形成されており、壁26は、
図2に示すように、先端開口部27よりも径の大きな半
円筒状とされている。
【0015】なお、酸素濃度センサ20を排気管10に
取り付けるに当っては、排気管10に取り付けられたボ
ルト11がフランジ22の穴29を通るように酸素濃度
センサ20を配置する。この時、側方開口部28が排気
ガスの流れの下流側に位置するように酸素濃度センサ2
0を配置し、その後、ナット12で締め付けることで酸
素濃度センサ20を排気管10に取り付ける。
【0016】次に、本実施の形態における酸素濃度セン
サの作用効果について説明する。図1の矢印Iに示すよ
うに、ガス流路内の排気ガスは、保護カバー25の側方
開口部28より保護カバー25内に導入され、中間保護
カバー30の内側開口部31を介して、センサ素子23
に導かれる。ここで、保護カバー25下流側の圧力は低
く、排気ガス中の異物の密度が低いため、異物の少ない
排気ガスが保護カバー25内に導入され、更に、側方開
口部28より保護カバー25内に導入された排気ガス中
の異物は中間保護カバー30によって捕捉されるため、
排気ガス中の異物がセンサ素子23に付着し酸素濃度セ
ンサ20の検出精度が悪化するのが防止される。
【0017】また、保護カバー25内の排気ガスは、保
護カバー25底面の先端開口部27より排出される。こ
こで、保護カバー25底面近傍の排気ガスの流れは、保
護カバー25底面の先端開口部27上流側に形成された
壁26により、図1の矢印Oに示すように流れ、また、
先端開口部27近傍では図2の矢印rのように流れる。
このベンチュリー壁としての壁26により、先端開口部
27近傍における流速は速くなり、先端開口部27近傍
におけるガス流路内の圧力が低下し、保護カバー25内
の圧力との圧力差が大きくなる。これにより、先端開口
部27におけるベンチュリ効果が大きくなり、先端開口
部27から排気ガスが排出され易くなって、先端開口部
27から排出されるガス量および側方開口部28から保
護カバー25内に流入するガス量が多くなるため、保護
カバー25内の排気ガスの交換が良好になる。
【0018】更に、保護カバー25側面は、流線形状に
形成されているため、保護カバー25周辺の圧力増加が
緩和される。したがって、保護カバー25まわりの排気
ガスの流れは、図2の矢印Rに示すように、保護カバー
25の表面に沿う流線が保護カバー25から剥離するこ
とはなく、保護カバー25下流に渦流が発生することを
抑制できるため、排気ガス中の異物が側方開口部28よ
り保護カバー25内に流入することを抑制でき、排気ガ
ス中の異物がセンサ素子23に付着し酸素濃度センサ2
0の検出精度が悪化するのが確実に防止される。
【0019】なお、本発明は、上記実施の形態に限られ
るものではなく、上記実施の形態では保護カバー25に
中間保護カバー30を設けたが、これをなくした構成と
しても良く、また、内燃機関の排気管に取り付けられた
酸素濃度センサについて示したが、例えば、排気ガスを
吸気管内に再循環させる排気ガス再循環通路を備えた内
燃機関の排気ガス再循環通路に取り付けられた、或い
は、吸気管に取り付けられた酸素濃度センサにも適用で
きることは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1に記載の
発明によれば、ベンチュリー壁により、ガス排出孔から
排出されるガス量およびガス導入孔から保護カバー内に
流入するガス量が多くなり、保護カバー内のガスの交換
が良好になるため、酸素濃度センサの検出精度が向上す
る。
【0021】また、請求項2に記載の発明によれば、保
護カバーの下流側に渦流が発生することを抑制でき、被
検出ガス中の異物がガス導入孔より保護カバー内に流入
することを抑制できるため、酸素濃度センサの検出精度
が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態における酸素濃度センサの取付構
造を示す図。
【図2】図1におけるA視の図である。
【符号の説明】
10…排気管、11…ボルト、12…ナット、20…酸
素濃度センサ、21…基部、22…フランジ、23…セ
ンサ素子(検出素子)、24…センサ素子支持部、25
…保護カバー、26…壁、27…先端開口部(ガス排出
孔)、28…側方開口部(ガス導入孔)、29…穴、3
0…中間保護カバー、31…内側開口部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス流路内を流れる被検出ガスの酸素濃
    度を検出する検出素子と、該検出素子を覆うように配置
    される保護カバーとを備え、該保護カバー側面のうち被
    検出ガスの流れに対し下流に位置する側面にガス導入孔
    を設けるとともに、前記保護カバー底面にガス排出孔を
    設けた酸素濃度センサにおいて、 前記ガス排出孔より上流側の前記保護カバー底面に前記
    ガス排出孔近傍の圧力を低下するベンチュリー壁を形成
    したことを特徴とする酸素濃度センサ。
  2. 【請求項2】 ガス流路内を流れる被検出ガスの酸素濃
    度を検出する検出素子と、該検出素子を覆うように配置
    される保護カバーとを備え、該保護カバー側面のうち被
    検出ガスの流れに対し下流に位置する側面にガス導入孔
    を設けるとともに、前記保護カバー底面にガス排出孔を
    設けた酸素濃度センサにおいて、 前記ガス導入孔が設けられる前記保護カバー側面を流線
    形状に形成したことを特徴とする酸素濃度センサ。
JP10152395A 1998-06-02 1998-06-02 酸素濃度センサ Pending JPH11344463A (ja)

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