JPS646696B2 - - Google Patents
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- JPS646696B2 JPS646696B2 JP55173974A JP17397480A JPS646696B2 JP S646696 B2 JPS646696 B2 JP S646696B2 JP 55173974 A JP55173974 A JP 55173974A JP 17397480 A JP17397480 A JP 17397480A JP S646696 B2 JPS646696 B2 JP S646696B2
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- JP
- Japan
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- tube
- exhaust gas
- gas
- protection tube
- deflection
- Prior art date
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4077—Means for protecting the electrolyte or the electrodes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は自動車の内燃機関の排ガス中に含ま
れる酸素濃度を検出して、この検出信号により内
燃機関に送られる燃料ガスの空燃比を制御させる
に用いる排ガスセンサに関する。
れる酸素濃度を検出して、この検出信号により内
燃機関に送られる燃料ガスの空燃比を制御させる
に用いる排ガスセンサに関する。
この排ガスセンサには固体電解質、例えば安定
化ジルコニアZrO2を袋管状に成形した濃度感知
管が用いられる。その内外両面に白金等の多孔質
な薄膜電極が付着され、これを隔壁として両側に
酸素濃度の異なるガスを導入すると両電極間に酸
素濃度差に応じた起電力が生じるという現象を利
用し、この起動力を有効に取り出して空燃比を制
御するものである。濃度感知管は排出ガスの流通
路に適当な長さその先端から挿入せられ、排出ガ
スの高温と60m/s以上の衝撃流にさらされるため
感知管の多孔質に付着された薄膜の電極は性能を
劣化させ剥離させられその出力特性が極度に劣下
してセンサとしての機能を消失するという問題が
起る。従つて一般にこの電極を高温、高速の衝撃
流から保護して長寿命とするため、高温高速の衝
撃流の直撃を緩衝するように例えばガス流を感知
管に対して周方向（接線方向）に偏向せしめて導
入するようにするガス流入孔を備えた保護管が、
感知管の囲りに軸心を一致させて設けられる。こ
の保護管の従来公知のものは保護管の管壁に軸方
向に細長く開口する孔が周上に多数形成され且、
各孔はその長手方向に延びる一側の縁に沿つて管
壁とつながつて設けられた周方向への流れ偏向板
を備えるものであつて、ガスが保護管内において
感知管の囲りを全体として一方向に旋回するよう
に導入するものであつた。そのため全体として不
均一な排ガスとの接触状態と温度の不均一分布が
生じ、部分的に短時間で電極の剥離を生じること
が起つたり、更には多気筒機関の排ガスマニホー
ルドの集合部位に排ガスセンサを１つ設けるとき
など保護管内には特定の片寄つた気筒からの排ガ
スだけを導入することが起り、排ガスの混合比制
御の精度が損われるという不具合があつた。
化ジルコニアZrO2を袋管状に成形した濃度感知
管が用いられる。その内外両面に白金等の多孔質
な薄膜電極が付着され、これを隔壁として両側に
酸素濃度の異なるガスを導入すると両電極間に酸
素濃度差に応じた起電力が生じるという現象を利
用し、この起動力を有効に取り出して空燃比を制
御するものである。濃度感知管は排出ガスの流通
路に適当な長さその先端から挿入せられ、排出ガ
スの高温と60m/s以上の衝撃流にさらされるため
感知管の多孔質に付着された薄膜の電極は性能を
劣化させ剥離させられその出力特性が極度に劣下
してセンサとしての機能を消失するという問題が
起る。従つて一般にこの電極を高温、高速の衝撃
流から保護して長寿命とするため、高温高速の衝
撃流の直撃を緩衝するように例えばガス流を感知
管に対して周方向（接線方向）に偏向せしめて導
入するようにするガス流入孔を備えた保護管が、
感知管の囲りに軸心を一致させて設けられる。こ
の保護管の従来公知のものは保護管の管壁に軸方
向に細長く開口する孔が周上に多数形成され且、
各孔はその長手方向に延びる一側の縁に沿つて管
壁とつながつて設けられた周方向への流れ偏向板
を備えるものであつて、ガスが保護管内において
感知管の囲りを全体として一方向に旋回するよう
に導入するものであつた。そのため全体として不
均一な排ガスとの接触状態と温度の不均一分布が
生じ、部分的に短時間で電極の剥離を生じること
が起つたり、更には多気筒機関の排ガスマニホー
ルドの集合部位に排ガスセンサを１つ設けるとき
など保護管内には特定の片寄つた気筒からの排ガ
スだけを導入することが起り、排ガスの混合比制
御の精度が損われるという不具合があつた。
特開昭54−151091には、保護管内において感知
管を挾んで分流する排ガス流を生ぜしめる排ガス
案内部が設けられた、多数の流入孔を有する保護
管が提案されている。しかし乍ら、この場合には
一旦周方向に偏向せられた排ガス流は直ちに隣れ
る孔からの分流ガス流と互いにぶつかりあうため
排ガス流の周方向への偏向は不充分となり排ガス
流の直撃の緩和の効果が不充分にしか得られず、
又排ガス中微粉子が電極面に付着しやすいという
欠点があつた。
管を挾んで分流する排ガス流を生ぜしめる排ガス
案内部が設けられた、多数の流入孔を有する保護
管が提案されている。しかし乍ら、この場合には
一旦周方向に偏向せられた排ガス流は直ちに隣れ
る孔からの分流ガス流と互いにぶつかりあうため
排ガス流の周方向への偏向は不充分となり排ガス
流の直撃の緩和の効果が不充分にしか得られず、
又排ガス中微粉子が電極面に付着しやすいという
欠点があつた。
この発明は上記した公知の排ガスセンサの保護
管に対して改良された保護管を提供することを目
的とする。即ちこの排ガスセンサは管内外に電極
を具えた固体電解質の濃度感知管にガス流の直撃
を緩衝する保護管を備えた排ガスセンサにおい
て、保護管壁上で周方向に向けてほゞ円孤状に切
断した舌状片をつくつて管内方に折曲げて成形し
た周方向への流れの偏向片を具えた多数のガス流
入孔を備え、これを周方向には偏向片を一方向に
揃えて複数個配設し、軸方向には偏向片の方向を
交互に反対方向に変更した複数段に配設したもの
であり必要によりガス流入孔を千鳥に配置したも
のである。
管に対して改良された保護管を提供することを目
的とする。即ちこの排ガスセンサは管内外に電極
を具えた固体電解質の濃度感知管にガス流の直撃
を緩衝する保護管を備えた排ガスセンサにおい
て、保護管壁上で周方向に向けてほゞ円孤状に切
断した舌状片をつくつて管内方に折曲げて成形し
た周方向への流れの偏向片を具えた多数のガス流
入孔を備え、これを周方向には偏向片を一方向に
揃えて複数個配設し、軸方向には偏向片の方向を
交互に反対方向に変更した複数段に配設したもの
であり必要によりガス流入孔を千鳥に配置したも
のである。
以下実施例を図面にもとづき説明する。排ガス
センサの構造を示す第１図において、自動車等の
排ガスマニホールド等に取付けるためのねじ部１
を有する導電性部材で中空管状に形成された栓体
２の内部に安定化ジルコニヤ等の固体電解質を適
当な肉厚で袋管状に成形した濃度感知管３が挿入
されている。濃度感知管３の内外面には白金等の
薄膜電極３ａ，３ｂが多孔質に化学若しくは電気
鋳金、又は焼付けなどによつて付着せられてお
り、外側の電極にはアルミナ又はスピネル
MgO3・Al2O3等の耐熱性材料の多孔質の電極保
護層３ｃが必要に応じて包被されてある。そして
外面の排ガス側の電極３ｂは栓体２を介して胴体
接地されている。栓体２と感知管３とは両者の隙
間にカーボン粉４を挿入し、シーリング材を介し
て感知管の上端部に嵌入する金属管５とをともに
栓体２を加熱加締めすることによつて一体的に結
合されている。感知管３の図示されない開口部に
は螺線状の導線の一端部が圧縮挿入せられ内部電
極に接続され該導線の他端は金属管５に絶縁材を
介して保持せられるとともに金属管と絶縁せられ
て貫通する図示しない端子に接続せられている。
従つて感知管３の内側の外気側電極３ａは螺線状
導線を介して端子と導通されている。栓体２の先
端部には感知管３の先端部を高速排ガス流を緩衝
するためのこゝでは有底円管状の保護管６が固着
されている。この保護管６の管壁（側周面）には
多数のガス流入孔６ａ，６′ａが穿設されてある。
第２図および第３図に示すように側周面に開口す
るガス流入孔６ａ，６′ａは管壁上の周方向（接
線方向）を向くここでは大略円孤に沿つて切断し
て舌状片６ｂ，６′ｂを作り、これを内方へ押し
曲げることによつて形成した周方向への流れ偏向
片６ｂ，６′ｂを具えるものである。そして周面
上を周回する方向には、偏向片の偏向方向を一定
周方向に揃えて複数個６ａ，６ａ，６ａ，６ａ設
けるとともに、軸方向には偏向片の方向を交互に
反対方向となるようにして複数段６ａ，６′ａ，
６ａ，６′ａに設け、全体としては感知管３の排
ガス露呈部分の少くとも先端部分を覆うように配
設されている。そしてここでは流入孔の配置は好
ましく千鳥配置とされてある。このような保護管
を製作するに当つては例えば第４図に示すような
半円孤の切断による舌状片が折曲げられるときの
曲面を形成する凹溝１０ａを軸方向に削設した保
護管内径に滑合するダイス１０を深絞り成形後の
有底管内に挿入し、１個のパンチ１１で１孔づゝ
又は複数個を一列に配置しマルチのパンチ１個を
用いて孔を一列おきに打抜き形式したあと、保護
管を反転させ半ピンチずらせた位置で残りの列の
孔を打抜き形成することによつて容易に加工がで
きる。尚逆向のパンチ１２にて残りの列を打抜く
こともできる。打抜きが終れたダイス１０の抜き
取りは支障なく行なわれる。
センサの構造を示す第１図において、自動車等の
排ガスマニホールド等に取付けるためのねじ部１
を有する導電性部材で中空管状に形成された栓体
２の内部に安定化ジルコニヤ等の固体電解質を適
当な肉厚で袋管状に成形した濃度感知管３が挿入
されている。濃度感知管３の内外面には白金等の
薄膜電極３ａ，３ｂが多孔質に化学若しくは電気
鋳金、又は焼付けなどによつて付着せられてお
り、外側の電極にはアルミナ又はスピネル
MgO3・Al2O3等の耐熱性材料の多孔質の電極保
護層３ｃが必要に応じて包被されてある。そして
外面の排ガス側の電極３ｂは栓体２を介して胴体
接地されている。栓体２と感知管３とは両者の隙
間にカーボン粉４を挿入し、シーリング材を介し
て感知管の上端部に嵌入する金属管５とをともに
栓体２を加熱加締めすることによつて一体的に結
合されている。感知管３の図示されない開口部に
は螺線状の導線の一端部が圧縮挿入せられ内部電
極に接続され該導線の他端は金属管５に絶縁材を
介して保持せられるとともに金属管と絶縁せられ
て貫通する図示しない端子に接続せられている。
従つて感知管３の内側の外気側電極３ａは螺線状
導線を介して端子と導通されている。栓体２の先
端部には感知管３の先端部を高速排ガス流を緩衝
するためのこゝでは有底円管状の保護管６が固着
されている。この保護管６の管壁（側周面）には
多数のガス流入孔６ａ，６′ａが穿設されてある。
第２図および第３図に示すように側周面に開口す
るガス流入孔６ａ，６′ａは管壁上の周方向（接
線方向）を向くここでは大略円孤に沿つて切断し
て舌状片６ｂ，６′ｂを作り、これを内方へ押し
曲げることによつて形成した周方向への流れ偏向
片６ｂ，６′ｂを具えるものである。そして周面
上を周回する方向には、偏向片の偏向方向を一定
周方向に揃えて複数個６ａ，６ａ，６ａ，６ａ設
けるとともに、軸方向には偏向片の方向を交互に
反対方向となるようにして複数段６ａ，６′ａ，
６ａ，６′ａに設け、全体としては感知管３の排
ガス露呈部分の少くとも先端部分を覆うように配
設されている。そしてここでは流入孔の配置は好
ましく千鳥配置とされてある。このような保護管
を製作するに当つては例えば第４図に示すような
半円孤の切断による舌状片が折曲げられるときの
曲面を形成する凹溝１０ａを軸方向に削設した保
護管内径に滑合するダイス１０を深絞り成形後の
有底管内に挿入し、１個のパンチ１１で１孔づゝ
又は複数個を一列に配置しマルチのパンチ１個を
用いて孔を一列おきに打抜き形式したあと、保護
管を反転させ半ピンチずらせた位置で残りの列の
孔を打抜き形成することによつて容易に加工がで
きる。尚逆向のパンチ１２にて残りの列を打抜く
こともできる。打抜きが終れたダイス１０の抜き
取りは支障なく行なわれる。
上記実施例の排ガスセンサが排ガス中に置かれ
ると矢印で示すようにガス流入孔６ａより流入し
たガス流は偏向片６ｂにより偏向されて反時計方
向廻りに旋回する流れとされ、感知管の電極とは
ほゞ接線方向に接触する。相隣る段のガス流入孔
６′ａより流入したガス流は偏向片６′ｂにより偏
向されて時計方向廻りに旋回する流れとされ感知
管３の電極とほゞ接線方向に接触する。このよう
にして感知管３には軸方向に複数段に層別化して
交互にガス流の偏向方向が反転する流れを生ぜし
め、周方向の偏向流れを保持しながらしかも全体
としては片寄りのない接触流が形成されることに
ななる。
ると矢印で示すようにガス流入孔６ａより流入し
たガス流は偏向片６ｂにより偏向されて反時計方
向廻りに旋回する流れとされ、感知管の電極とは
ほゞ接線方向に接触する。相隣る段のガス流入孔
６′ａより流入したガス流は偏向片６′ｂにより偏
向されて時計方向廻りに旋回する流れとされ感知
管３の電極とほゞ接線方向に接触する。このよう
にして感知管３には軸方向に複数段に層別化して
交互にガス流の偏向方向が反転する流れを生ぜし
め、周方向の偏向流れを保持しながらしかも全体
としては片寄りのない接触流が形成されることに
ななる。
上記の実施例では保護管を有底の管としたが底
に１つ以上の孔を設けてもよく、更には底のない
管形状の保護管となすこともできるものである。
尚又この発明においてはガス流入口は保護管の周
回方向には２個以上、軸方向には２段以上形成す
るものであるが上記実施例で示したように周回方
向に３〜４個以上、軸方向に４段以上形成するの
はより好ましい。
に１つ以上の孔を設けてもよく、更には底のない
管形状の保護管となすこともできるものである。
尚又この発明においてはガス流入口は保護管の周
回方向には２個以上、軸方向には２段以上形成す
るものであるが上記実施例で示したように周回方
向に３〜４個以上、軸方向に４段以上形成するの
はより好ましい。
以上詳述したようにこの発明の濃度感知管の保
護管は多数のガス流入孔を、軸方向に層別化し一
層おきに周方向、偏向流の方向が反転するように
設けたので、ガス流に接触する電極は従来のもの
に比べ損傷を受ける程度が確実に軽減されて性能
の維持に関する耐久性が確実に高められるほか、
ガス流に対してほゞ直交して設けられる保護管
の、ガス流方向を向いて左右両側の流れからほゞ
均等にガスの導入が行なわれるので内燃機関の混
合比の、より精度の高い制御のための検知がなさ
れるというすぐれた効果を奏する。
護管は多数のガス流入孔を、軸方向に層別化し一
層おきに周方向、偏向流の方向が反転するように
設けたので、ガス流に接触する電極は従来のもの
に比べ損傷を受ける程度が確実に軽減されて性能
の維持に関する耐久性が確実に高められるほか、
ガス流に対してほゞ直交して設けられる保護管
の、ガス流方向を向いて左右両側の流れからほゞ
均等にガスの導入が行なわれるので内燃機関の混
合比の、より精度の高い制御のための検知がなさ
れるというすぐれた効果を奏する。
第１図は排ガスセンサの一部を断面とした側面
図、第２図は保護管の斜視図、第３図は第１図
―線断面図、第４図は製作工具ダイスを示す説
明図である。 ３…濃度感知管、３ａ，３ｂ…電極、６…保護
管、６ａ，６′ａ…ガス流入孔、６ｂ，６′ｂ…偏
向片。
図、第２図は保護管の斜視図、第３図は第１図
―線断面図、第４図は製作工具ダイスを示す説
明図である。 ３…濃度感知管、３ａ，３ｂ…電極、６…保護
管、６ａ，６′ａ…ガス流入孔、６ｂ，６′ｂ…偏
向片。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内面に基準酸素源と接する電極を具え、外面
に排ガス中におかれる電極を具える固体電解質の
濃度感知管が前記ガス流中にさらされる部分を包
囲して設けられてガスの直撃を緩衝するようにす
る保護管を備える排ガスセンサにおいて、前記保
護管の管壁上で周方向を向く大略円孤もしくはコ
の字に沿つて切断して舌状片を作り、これを前記
保護管の内方に折曲げることによつて形成した周
方向への流れ偏向片を具えた多数のガス流入孔を
備え、このガス流入孔を周回方向には偏向片の偏
向方向を一方向に揃えて複数個配設するとともに
軸方向には偏向片の方向を交互に反対方向に変更
して複数段に配設したことを特徴とする排ガスセ
ンサ。 ２ ガス流入孔が千鳥配置に形成された特許請求
の範囲第１項記載の排ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55173974A JPS5797440A (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Exhaust gas sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55173974A JPS5797440A (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Exhaust gas sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5797440A JPS5797440A (en) | 1982-06-17 |
| JPS646696B2 true JPS646696B2 (ja) | 1989-02-06 |
Family
ID=15970464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55173974A Granted JPS5797440A (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Exhaust gas sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5797440A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6059960U (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-25 | 日本碍子株式会社 | 排ガスセンサ |
| JP5357906B2 (ja) * | 2010-09-17 | 2013-12-04 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2492981A1 (fr) * | 1980-07-22 | 1982-04-30 | Socapex | Sonde d'analyse de gaz |
-
1980
- 1980-12-10 JP JP55173974A patent/JPS5797440A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5797440A (en) | 1982-06-17 |
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