JPS596433Y2 - Ｏ２センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車の排気系の排気マニホルドや排気管に取
付けられて、排気ガス中の残留酸素濃度を検出する０２
センサに関するものである。

かかる０２センサにおいては検出素子の先端が排気ガス
中にさらされることにより約１０００℃の非常に高い温
度に加熱されるため、そこから多量の熱電子が出るよう
になり、更にその熱電子が検出素子の内部の大気導入用
通路を経て検出素子後方に導かれる。

従って検出素子後方に存在する部材はこのような検出素
子先端部からの輻射熱を受けて高い温度に加熱される。

ところで検出素子後方には集電体を検出素子側に押圧し
て集電体と検出素子の電極とを電気的に接続させるスプ
リングや、検出素子の一部、集電体、スプリング等を収
納するハウジングが設けられており、これらのスプリン
グやハウジングが熱せられる。

そこでスプリングにあってはその加熱によりへたってス
プリング力を減じることにより、集電体と検出素子の電
極またはリード線に接続するターミナルとの間に接触不
良を生じる。

またハウジングにあってはその端部よりリード線とター
ミナルの接続部に水が侵入しないようにゴム力バーが覆
着されているため、ハウジングと共にゴム力バーも熱せ
られ、これによりゴム力バーが劣化して水が侵入し易く
なる。

本考案はこのような不具合を解消することを目的とした
もので、検出素子先端部に発生する熱電子をその後方に
導く検出素子または集電体の大気導入用内部通路中に絞
りを設けて、熱電子の通過を制限し検出素子後方の熱輻
射による加熱を低減するものである。

以下に本考案を図面の実施例により説明する。

第１図において、排気管１にパッキン２を挾み込んでハ
ウジング３が固着され、ハウジング３に検出素子４が取
付けられている。

検出素子４はジルコニア等の材料から戊り一端を閉じた
中空棒状に形成され、内周面側と外周面側にそれぞれ白
金の電極５，６が付着され、先端の薄肉の部分４ａに小
７Ｌ７を有する保護カバー８が被せられ、後方に中空の
集電体９が内側の電極５と接すべく嵌込まれている。

また検出素子４の外側の電極６とハウジング３との間に
は導電性のシール材１０が両者を電気的に接続すべく介
挿され、ハウジング３の後端とシール材１０上にパット
１１を介して重ねられたリング１２との間に筒状のカバ
ー１３の一端が挾持され、カバー１３の他端にアルミナ
等から或る絶縁体１４がかしめて取付けられている。

絶縁体１４には中空のターミナル１５が嵌込まれて、そ
の一端のカバー１３から出た部分にリード線１６が接続
され、その他端のフランジ部と集電体９との間にすプリ
ング１７が集電体９を検出素子４の電極５に押圧接触す
べく介在されている。

更にリード線１６とカバー１３との間には大気導入用の
孔１８を有するゴム力バー１９が被せられて、リード線
１６とターミナル１５の接続部等に水が侵入しないよう
になっている。

これにより大気が孔１８を介してゴム力バー１９の内部
に流入され、更にターミナル１５、スプリング１７、集
電体９の内部通路９ａを経て検出素子４の内部通路４ｂ
に導入される。

また排気管１の内部において排気ガスが保護かバー８内
に小孔７を経て流入し、検出素子４の電極６に接するよ
うになる。

検出素子４の外側の電極６はシール材１０、ハウジング
３、パッキン２を経て排気管１に接続してアースされる
のに対し、その内側の電極５が集電体９、スプリング１
７、ターミナル１５を経てリード線１６に接続される。

そこで排気ガスの熱により検出素子４が所定の高温に加
熱されると、白金の電極６の触媒作用により電極付近で
排気ガス中の酸素と可燃性ガスとの反応が加速度的に行
われる。

するとこの反応の平衡状態での酸素分圧と検出素子４の
内部の大気の酸素分圧との関係で、電極６の付近の排気
ガス中において反応後残った酸素濃度に応じた起電力が
検出素子４に発生し、この起電力が電極５により集電体
９に集められてリード線１６から取出されるのである。

ところでこのような０２センサにおける酸素濃度検出時
、検出素子４の先端部４ａは排気ガスにより加熱されて
１０００℃位いの非常に高い温度になっているため、そ
こに多量の熱電子が発生し、この熱電子が検出素子４や
集電体９の大気導入用の内部通路４ｂ，９ａを経て検出
素子後方に導かれる。

そこで検出素子後方のスプリング１７やカバー１３がこ
のような輻射熱で加熱されて種々の不具合を生じるので
あり、このような不具合を解消するため検出素子４の内
部通路４ｂにおいて先端の熱源側に絞リ２０が集電体９
に一体的に形威して設けられている。

かくして検出素子４の先端部４ａに発生してその後方へ
導かれる熱電子の流量は絞り２０の絞り作用で制限され
、スプリング１７やカバー１３の熱輻射による加熱が低
減される。

第２図に示す本考案の第二の実施例によると、検出素子
４の内部通路４ｂに磁器の絞’） ２０’が設けられて
いる。

この実施例においては絞り２０′の前方に熱電子が衝突
してその部分が非常に高い温度に加熱されても、絞り２
０’の磁器の性質によりそこから集電体９の方への熱伝
導がほとんどないため、検出素子後方の加熱防止が一層
効果的に行われる。

なおこのような絞りは集電体９の内部通路９ａの側に設
けられてもよい。

このように本考案によると、検出素子後方の加熱が低減
されるため、スプリング１７のへたりによる接触不足が
防止される。

またゴム力バー１９の加熱による劣化も軽減されてゴム
力バー内への水の侵入が確実に阻止されるので、ターミ
ナル１５とカバー１３の間のショート及びアルミナの絶
縁体１４やジルコニアの検出素子４の割れが防止される
。

また構造的に大幅な設計変更を要することなく絞り２０
．２０’を付加するだけの非常に簡単なものであるため
、コスト的に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一の実施例を示す縦断面図、第２図
はその第二の実施例を示す要部の断面図である。 １〜排気管、２〜パッキン、３〜ハウジング、４〜検出
素子、４ａ〜先端部、４ｂ〜内部通路、５，６〜電極、
７〜小孔、８〜保護カバー、９〜集電体、９ａ〜内部通
路、１０〜シール材、１１〜パット、１２〜リング、１
３〜力バー、１４〜絶縁体、１５〜ターミナル、１６〜
リード線、１７〜スプリング、１８〜孔、１９〜ゴム力
バー、２０．２０’〜絞り。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジングと、先端が閉じた中空棒状の検出素子と、前
   記検出素子の外面を被覆する外側電極と、前記検出素子
   の中空内面を被覆しその内部に細長い空洞を郭定する内
   側電極と、前記検出素子の後端より前記空洞内へ挿入さ
   れ前記内側電極と電気的に接続された中空棒状の集電体
   と、前記集電体を前記検出素子内へ向けて押圧するスプ
   リングと、前記スプリングに電気的に接続されたリード
   線とを有し、前記内側電極は前記空洞と前記集電体の中
   空部を経て外気に曝されている如く構威された０２セン
   サに於いて、前記空洞より前記集電体の中空部へ通じる
   空気通路には前記空洞より前記中空部へ至る境界部に該
   空気通路を実質的に絞る絞りが設けられていることを特
   徴とする０２センサ。