JPS5820929Y2 - 酸素検知器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は酸素検知器に関し、より詳細には内燃機関に供
給する燃料と空気の混合比（空燃比）を適正に保持する
ために、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を測定するた
めの酸素検知器に関する。

従来、この種検知器は検知素子として安定化酸化ジルコ
ニウム等のイオン伝導性固体電解質から成る一端開口型
の管状体の内面と外面とに電極を設けたものが使用され
ており、本出願人は先に出願した実願昭５２−９２２４
６号において、前記検知素子をコイルスプリングにより
直接或いはリング状座金を介して上方より押圧抑止して
ハウジング内に封蔵固定することを提案した。

しかしながら、この先願考案においては、内燃機関の作
動時に排出される高温の排気ガスによって検知素子が高
熱化され、該高熱がコイルスプリングに直接或いはリン
グ状座金を介して急速に伝導され該コイルスプリングの
弾発性が短期に劣化される。

このため、振動条件下においては検知素子がハウジング
内で揺動し、極端な場合、検知素子のセラミック材料に
クラックが発生するという弊害を誘発する。

従って、前記コイルスプリングを早期に且つ頻繁に取替
える必要が生じ、この点において先願の検知器には解決
すべき課題があった。

また、検知素子をより堅固にハウジング内に固定するた
めには前記コイルスプリングとして巻数の相当多いもの
を使用しなければならず、その収容のために必然的に大
きなハウジングが必要となる。

これに付随して、先願の検知器においては、検知素子の
内部電極とリード端子との電気的接続のために金属製キ
ャップをそれ等の間に介在させており、ハウジングの大
型化は不可避となり、検知器自体が大型化する欠点があ
った。

本考案は叙上の事情に鑑みて案出されたものであって、
検知素子が高熱化されても検知素子の固定手段であるス
プリング部材に何等の支障を与えることなく、また苛酷
な振動条件下においても検知素子がハウジング内に長期
間安定的に且つ堅固に固定されるようにし、更に、設置
スペースが少なくて済むコンパクトな酸素検知器を提供
するものである。

以下、本考案を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。

第１図において、全体としてＡで示す検知素子は安定化
酸化ジルコニウム等のイオン伝導性固体電解質から戒る
椀形の閉鎖部材１と、該閉鎖部材１のセラミック材料と
近似の熱膨張率を有する例えばフォルステライト、アル
ミナ、ベリリア等のセラミック材料からなる管状体２と
、前記閉鎖部材１の内外面に薄層状に設けられた白金等
の非酸化性金属から成る内部電極３及び外部電極４とに
より構成されている。

前記閉鎖部材１は管状体２の下端開口部の外周縁に設け
られた段溝５に嵌合され且つ封着ガラスでガラスシール
されている。

前記管状体２の上方にはテーパー面２１ ａを備えた大
径部２１が形成されており、外部電極４が管状体２の外
面に沿って前記テーパー面２１ ａまで延設されている
。

前記検知素子Ａの上端開口部の外周縁上には、凹部６が
設けられており、前記内部電極３は管状体２の内面を経
由して該凹部６内まで延設されている。

この凹部６内には、中央孔７ａを有し且つ該凹部６より
小径の金属製の盤状体或いはリング７が前記内部電極３
と電気的に接続されるように載置されている。

更に、この盤状体７上に熱伝導率の小さいアルミナ、フ
ォルステライト、ムライト等のセラミック材料から威る
熱遮蔽体８が載置されている。

該熱遮蔽体８はその中央部上方に小径部８′が形成され
た凸状形を成し、且つ前記盤状体７の中央孔７ａと対応
する位置にリード端子用貫通孔８ａを備えている。

リード端子９はこの貫通孔８ａと前記中央孔７ａに挿通
され、その先端部を盤状体７の下面に固着することによ
り内部電極３と電気接続されている。

前述した検知素子Ａの封蔵のためのハウジングは、金属
製の上下一対のハウジング１０．１１から成り、図示の
如く検知素子Ａの封蔵時に不要な空間を形成しないよう
な形状が好ましい。

前記上ハウジング１０は上面中央に挿通孔１０ ａと胴
部に複数個の空気流入孔１２を備え、且つ下端開口部の
周囲にフランジ部１３が連設されている。

また、下ハウジング１１は下方部に複数個の排気ガス流
入孔１４を備え且つ上端開口部の周囲にフランジ部１５
が連設されている。

そして上下ハウジング１０．１１はその内部に検知素子
Ａを封蔵した後、フランジ部１３及び１５を重ね合わせ
て適宜の締付金具１６により締着される。

前記検知素子Ａの封蔵時には、検知素子Ａの大径部２１
のテーパー面２１ ａがガス漏れ防止用の封止部材１７
を介して下ハウジング１１内に固定され、且つその上に
前記リード端子９を有する盤状体７及び熱遮蔽体８が順
次載置される。

なお、前記封止部材１７として導電性部材を用いること
により、外部電極４は該封止部材１７を介して下ハウジ
ング１１よりアースされ零電位に維持されている。

次に、上ハウジング１０の覆蓋に際し、該上ハウジング
１０の挿通孔１０ ａに、前記リード端子９を挿通した
熱遮蔽体８の先端小径部８′が挿通される。

この小径部８′を挿通させることにより、熱遮蔽体８の
横方向の妄動が阻止されると共に、格別な絶縁ブツシュ
を設けることなくリード端子９と上ハウジング１０との
接触によるショートが防止される。

前記上ハウジング１０と熱遮蔽体８の上面との間に形成
された狭い空間には、検知素子Ａを堅固に固定するため
に、皿バネ、波状板バネ等から戊る弾性部材１８が設け
られる。

かくして、上ハウジング１０が覆蓋されたとき、熱遮蔽
体８、盤状体７を介して検知素子Ａの大径部２１が封止
部材１７に強固に押圧される。

なお、皿バネや波状板バネは設置スペースが少なくて済
み且つ熱遮蔽体８の円周各部に亙って均等に押圧するこ
とができるため好適に使用される。

本考案の好適態様においては、前記盤状体７は第２図に
示すように、その下面に適宜形状の複数個の突出部１９
が形成され、前記上ハウジング１０の空気流入孔１２か
ら流入された大気が前記各突出部１９間の空隙を通って
管状体２の内部に導入されるようにしている。

これにより標準ガスとしての大気が適度に循環され、排
気ガスと標準ガスの温度差を極少にすると共に排気ガス
と標準ガスのより正確な酸素分圧比を測定することがで
きる。

本考案は前述した実施例の検知器にのみ限定されるもの
ではなく種々の変形態様が考えられる。

例えば検知素子Ａに関して、フォルステライトから成る
管状体と安定化酸化ジルコニウムから威る閉鎖部材との
組合せ体に代えて、安定化酸化ジルコニウム等のイオン
伝導固体電解質で一体形成されたものを使用してもよい
。

また、上下ハウジングを締付金具によって締着すること
に代えて、上ハウジングの下端開口部の内周面と下ハウ
ジングの上端開口部の外周面とを螺合するようにしても
よい。

本考案の酸素検知器は上述のように構成したことにより
、苛酷な振動条件下においても検知素子は振動やガタつ
きがなく堅固に固定され、また、検知素子が高熱化され
ても、熱遮蔽体により弾性部材への熱伝導が遮られるた
め、弾性部材の弾発性が劣化することなく長期の使用に
耐えることができる。

更に、本考案によれば、リード端子を熱遮蔽体の貫通孔
内を通って盤状体の下面にまで延長させているため、電
気接続用の格別な金属製キャップ等が不必要となり、従
って、上ハウジング内のスペースが少なくて済み、全体
としてコンパクトな検知器を提供することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の検知素子の実施例を示す縦断面図、第
２図は盤状体の好適態様を示す拡大底面図で゛ある。 １はイオン伝導性固体電解質、３は内部電極、４は外部
電極、７は盤状体、８は熱遮蔽体、８ａは熱遮蔽体の貫
通孔、１３は上ハウジング、１５は下ハウジング、１８
は弾性部材、１９は盤状体の突出部を夫々示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気ガスに暴露する少なくとも一部分がイオン伝導性固
   体電解質から戊り、内面に内部電極と外面に外部電極を
   有する一端開口型の検知素子をハウジング内に封蔵して
   なる酸素検知器において、前記検知素子の上方に、下面
   に複数個の突出部を有する盤状体を介して熱遮蔽体が配
   置され、該熱遮蔽体を介して弾性部材により前記検知素
   子をハウジング内に押圧固定するとともに、ハウジング
   内に流入された大気が前記突出間の空隙を経て検知素子
   の内部に導入されるようにしたことを特徴とする酸素検
   知器。