JP4334752B2

JP4334752B2 - Gas sensor mounting structure

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Publication number: JP4334752B2
Application number: JP2000299336A
Authority: JP
Inventors: 久治西尾; 昌明村瀬
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2002107333A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスが流通するガス流通管に取り付けられて、ガス中の被検出成分を検出するガスセンサの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば自動車用内燃機関を制御するために、排気管等のガス流通管に取り付けられ、流通するガス中の被検出成分（例えば、酸素、ＮＯｘ等）を電気的に検出するガスセンサが知られている。
【０００３】
そして、このようなガスセンサは、通常、先端に検出部が形成された検出素子と、その検出部を外側に突出させた状態で検出素子を保持する筒状の主体金具とを備え、一方、ガス流通管には、検出素子の検出部を管内に突出させた状態でガスセンサを取り付けるための専用の取付孔が穿設されている。
【０００４】
ここで、ガスセンサをガス流通管に取り付ける代表的な手法としては、以下に示す三つの手法が挙げられる。
（１）主体金具の外周面にねじ山を設けると共に、ガス流通管の取付孔の内壁に、主体金具のねじ山に対応したねじ溝を設け、主体金具（ひいては、ガスセンサ自体）を取付孔にねじ込んで取り付ける手法。
【０００５】
（２）ねじ部材を挿通するためのねじ挿通孔が設けられ、ガス流通管の取付孔の周囲に当接するように構成されたフランジを主体金具と一体になった形態で当該ケースの外周に突設し、このねじ挿通孔にねじ部材を挿通してフランジをガス流通管に締め付けて固定することにより取り付ける手法。
【０００６】
（３）主体金具の外周面に外向きに突出するフランジ部を形成し、先端側（検出素子の検出部側）をガス流通管から突設された取付用の筒状部内に挿入して、その端面にフランジ部を当接させる。尚、この取付用の筒状部外周には、ねじ山を設けておく。そして、このねじ山に対応したねじ溝を有する袋ナットを主体金具の外側に挿通させ、取付用の筒状部に締め付けて固定することにより取り付ける手法。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上に示した（１）〜（３）の手法では、ガスセンサをガス流通管に固定するために、主体金具やねじ部材を締め付けるには、専用の工具が必要である。
しかしながら、例えばガス流通管が入り組んでいる場合等、狭いスペースをぬってガス流通管の取付孔にガスセンサを取り付ける際には、このようなスペースで作業が実行可能な工具が必要となり、工具の形状や種類が制約されることがあった。その上、取付作業自体が面倒となるといった問題点があった。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関等に取り付けられ、ガス流通管内を流通するガス中の被検出成分を検出するためのガスセンサを、ガス流通管に容易に取り付けることができるようにする。
【０００９】
【課題を解決するための手段，発明の効果】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、先端側にガス中の被検出成分を検出する検出部が形成された軸状の検出素子と、該検出素子を把持する筒状の主体金具とを備えたガスセンサを、測定対象となるガスに前記検出部が接触するように、ガス流通管に穿設された取付孔に挿入して固定するためのガスセンサの取付構造であって、
前記主体金具の外周に、外向きに突出した拡径部を形成し、該拡径部の先端側の端面を、該ガス流通管の前記取付孔の内壁に形成された座部に当接させると共に、該拡径部の後端側の端面に、該ガス流通管に一部が固定された弾性部材を当接することにより、該弾性部材を介して前記ガスセンサを該取付孔に固定するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明（請求項１）のガスセンサが備える軸状の検出素子としては、例えば、ガス中の被検出成分を電気的に検出するように構成されたものであり、酸素イオン伝導性固体電解質体からなり、長板状に形成された素子（例えば、λ型酸素センサが備える検出素子）や、有底筒状に形成された素子等が挙げられる。
【００１１】
即ち、本発明（請求項１）のガスセンサの取付構造では、ガス流通管に一部が固定された弾性部材の弾性力を利用して、主体金具の拡径部を取付孔の座部に押圧することにより、ガスセンサをガス流通管の取付孔に固定するものである。このため、ガスセンサを固定するための専用の工具等を用いることなく、容易に、しかも、しっかりとガス流通管の取付孔に取り付けることができる。
【００１２】
ここで、弾性部材の一部をガス流通管に固定した状態で主体金具の拡径部に当接できるようにするには、種々の方法が考えられるが、請求項２に記載のように、取付孔の周囲を外側に向けて延出させることより、ガス流通管に筒状部を形成し、しかも、筒状部の外壁の一部に、筒状部の中心軸に直交する方向に沿って筒内に到達するまで切り欠かれた切欠部を形成し、弾性部材をこの切欠部の中に挿通させた状態で固定するようにしてもよい。
【００１３】
即ち、本発明（請求項２）では、ガス流通管の筒状部の筒内に弾性部材が配置されるように、この弾性部材を切欠部に挿通した状態でガス流通管に固定するものである。このようにすれば、筒状部の筒内に配置された弾性部材が、ガスセンサの拡径部の後端側の端面に当接するようになり、この拡径部を、上記したように座部にしっかりと押圧させることができる。
【００１４】
そして、このような切欠部を、請求項３に記載のように、互いに対向するように筒状部の外壁に２箇所設けておけば、弾性部材を切欠部それぞれに挿通したで固定でき、しかも、これら弾性部材により筒状部の両側からしっかりと拡径部を座部に押圧させることができる。
【００１５】
また、弾性部材の一部をガス流通管に固定した状態で主体金具の拡径部に当接できるようにする他の手法としては、請求項４に記載のように、ガス流通管に、取付孔の周囲を外側に向けて延出することにより筒状部を形成し、しかも、筒状部におけるガス流通管とは反対側の端部に、弾性部材の一部を固定するための固定部と、固定部から引き出された弾性部材の開放端側を引掛けるための引掛部とを形成することが挙げられる。
【００１６】
即ち、本発明（請求項４）では、弾性部材の一部を筒状部の固定部を介してガス流通管に固定し、この弾性部材の固定部とは反対側の端部を、筒状部の引掛部に引掛けるようにしたものである。そして、ガスセンサをガス流通管に固定するには、例えば、このガスセンサを、その拡径部が筒状部の座部に当接するように配置し、その後、弾性部材が拡径部の後端側の端面に当接するようにして、固定部に固定された側とは反対側の弾性部材の端部を引掛部に引掛けて固定すればよい。
【００１７】
このようにしても、弾性部材の弾性力を利用して、ガスセンサをガス流通管にしっかりと固定することができる。
そして、更に、請求項５に記載のように、弾性部材を固定部から２方向に引き出し、引き出した弾性部材の両開放端側を、それぞれ引掛部に引掛けられるようにしてもよい。
【００１８】
即ち、固定部からそれぞれ引き出された弾性部材を、ガスセンサの主体金具の周囲を通す等して、固定部とは反対側の引掛部に各端部を引掛けて固定するものである。このようにすれば、引き出された弾性部材により主体金具の両側からしっかりと拡径部を座部に押圧させることができる。
【００１９】
ところで、弾性部材としては、請求項６に記載のように、靱性を有する棒状の金属材料からなり、しかも、拡径部の後端側に当接する部分が、ガスセンサを先端側に押圧できるように湾曲させてもよい。
このようにすれば、弾性部材が靱性により撓るようにして拡径部に当接するようになると共に、その反発力により拡径部を座部にしっかりと押圧するようになる。しかも、湾曲した部分がより強く拡径部を押圧できるため、ガスセンサをガス流通管にしっかりと固定することができる。
【００２０】
また更に、弾性部材を靱性を有する棒状の金属材料から形成するようにした上で、請求項７に記載のように、一部が開放されたＣ環状に形成するようにしてもよい。このようにすれば、弾性部材の開放された部分を介して、上記したガス流通管の筒状体に弾性部材をはめ込むようにして簡単に固定することができる。
【００２１】
一方、ガス流通管の筒状体の座部を、請求項８に記載のように、テーパ形状となるように形成してもよい。ここで、座部をテーパ形状に形成するとは、例えば、座部にガス流通管の管内に向かう傾斜面を形成することを指す。
他方、拡径部の先端側の端面または後端側の端面を、請求項９に記載のように、テーパ形状となるように形成してもよい。ここで、拡径部の先端側の端面をテーパ形状に形成するとは、例えば、先端側から後端側に向かって外向きの傾斜面を形成することを指す。また、拡径部の後端側の端面をテーパ形状に形成するとは、例えば、後端側から先端側に向かって外向きの傾斜面を形成するを指す。
【００２２】
このように、筒状体の座部をテーパ形状に形成したり（請求項８）、或いは、拡径部の先端側の端面をテーパ形状にする（請求項９）ことにより、筒状体に挿入する際のガスセンサの位置決めが容易になり、しかも、挿入した後には、ガスセンサがずれたりすることなくしっかりと固定されるようになる。
【００２３】
また、拡径部の後端側の端面をテーパ形状にすることにより、弾性部材の弾性方向が、例えば、ガスセンサの中心軸に垂直な面内で、かつ、この中心軸に向かう方向（換言すれば、中心軸に向かう方向）である場合には、ガスセンサの中心軸に沿った先端側に向かう成分の弾性成分が生じるため、拡径部を座部にしっかりと押圧させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のガスセンサの取付構造を具体化した実施例（第１実施例，第２実施例）を図面と共に説明する。尚、各実施例では、自動車用内燃機関の排気管に取り付けて使用する酸素センサの取付構造について具体化した。
【００２５】
（第１実施例）
図１は、酸素センサ２の取付構造を表し、（ａ）は酸素センサ２を排気管１００に取り付けた状態の縦断面図、（ｂ）は、取付部分の斜視図、（ｃ）は、（ａ）中に示したＡ−Ａ断面を表す。
【００２６】
酸素センサ２は、筒状の主体金具４と、主体金具４の筒内に配置された絶縁保護体６と、先端（図中下方）が突出した状態で絶縁保護体６の内側に挿入され、酸素イオン伝導性固体電解質体からなる長板状の酸素濃淡電池素子を備えた断面長方形状の検出素子８とを備えている。尚、検出素子８には、酸素濃淡電池素子を活性化させるためのヒータ（図示略）が積層されて形成されている。
【００２７】
主体金具４は、先端側からそれぞれ順に配置された脚部１０と、中心軸に直交する方向に沿って外側に突出した拡径部１２と、拡径部１２から延設された形状の後端部１４とを備え、これらは一体形成されている。
この内、拡径部１２の上端面１６は、上外方向に向かう面を有する斜面であり、一方、下端面１８は、下外方向に向かう面を有する斜面である。また、後端部１４における拡径部１２側の外壁部分は、上外方向に向かう面を有する斜面である。
【００２８】
そして、この主体金具４では、後端部１４，拡径部１２，脚部１０の順に内径が小さくなるように形成されている。また、主体金具４の内壁には、後端部１４と拡径部１２との間に段部２０が形成され、拡径部１２と脚部１０との間に段部２２が形成されており、これら段部２０，２２は、いずれも筒内先端側に向かって下る斜面を有する。
【００２９】
ここで、このような主体金具４は、全体がステンレス鋼にて形成される。そして、主体金具４を形成するには、例えば、金属材料（ステンレス鋼の粉末等）を金型内に射出して金具の原型となる成形品を得た後に、この成形品に焼結等を施して所定形状の主体金具を完成させる金属射出成型法を用いることができる。
【００３０】
絶縁保護体６は、後端側（図中上方）の側壁が中心軸に直交する方向に突出することにより形成された鍔部２４を有する略円筒状を呈している。しかも、中心軸に沿って検出素子８の断面形状に沿った略長方形状の挿通孔２６が穿設されており、検出素子８は挿通孔２６に挿通されて保持されるようになっている。ここで、検出素子８は、先端側（図中下方）に検出部８ａが形成され、後端側には検出部８ａにて生じた酸素濃淡電池起電力を外部から取り出すために、複数（本実施例では４個）のＬ字状の金属端子２８が把持部材３０等を介して取り付けられている。
【００３１】
そして、検出素子８を保持した絶縁保護体６は、先端周縁部側を主体金具４の段部２２に当接すると共に、鍔部２４の外壁を後端部１４の内壁に当接した状態で主体金具４に配置され、更に、この状態の主体金具４の内側には、絶縁保護体６の上部側、金属端子２８の一部等を埋設するようにして主体金具４に固定するための充填材３２が充填されている。尚、金属端子２８は、主体金具４の後端部１４の内側に配置される。また、充填材３２としては、例えば、樹脂、ガラス（シリカホウソガラス）等を用いることができる。
【００３２】
一方、主体金具４の脚部１０の周囲には、排気ガスを内外に流通させるガス流通孔を有すると共に、検出素子８の検出部８ａ側を保護するための二重のプロテクタ３４，３６が溶接等によって固定されている。
以上のようにして、酸素センサ２が構成されている。そして、このように構成された酸素センサ２では、図示しない内燃機関の制御部から延設されたコネクタ部材が、金属端子２８に接続した状態で主体金具４の後端部１４に外嵌されることにより、検出素子８の検出部８ａにて検出された酸素濃淡電池起電力を取り出すことができる。
【００３３】
他方、排気管１００には、円形状の孔部１０２が穿設され、孔部１０２には、筒状部１０４が固定されている。この筒状部１０４は全体がステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４３０）にて形成され、先端開口部１０４ａ側の内壁が、筒内先端側に向かって下る斜面を有する段部１０６を介して内側に突出することにより、突出部１０８が形成されている。また、後端側の側壁には、筒状部１０４の中心軸に直交する方向に沿って筒内に到達するまで切り欠かれた切欠部１１０が、この中心軸を挟んで互いに対向するように２箇所形成されている。
【００３４】
尚、筒状部１０４は、酸素センサ２の主体金具４の後端部１４の一部、拡径部１２及び脚部１０にかけての部分が収容されるように形成されている。
そして、筒状部１０４の後端側には、靱性を有する棒状の金属材料からなり、しかも、図１（ｂ），（ｃ）中に示すように、一部が開放されたＣ環状（図中では、略Ｕ字状となるＣ環状）に形成された弾性部材１１２が、切欠部１１０を介して取り付けられている。そして、弾性部材１１２は、切欠部１１０にそれそれ挿通される挿通部１１４と、各挿通部１１４の端部（図１（ｃ）中上側）から延設された共通の支持部１１６とを備える。また、各挿通部１１４には、他端側が互いに向き合うように略Ｌ字状に折り曲げられた折曲部１１８が形成されている。
【００３５】
このように構成された弾性部材１１２は、各挿通部１１４が筒状部１０４の筒内に一部が突出するように切欠部１１０に挿通されると共に、支持部１１６及び折曲部１１８が筒状部１０４の外壁に当接した状態で、この筒状部１０４に取り付けられている。
【００３６】
以上のように構成された排気管１００側に、酸素センサ２を取り付けるには、酸素センサ２を、筒状部１０４の後端側開口部を介して、検出素子８の検出部８ａ側から先に、この筒状部１０４に挿通すればよい。
そして、酸素センサ２を挿通する際には、まず、主体金具４の拡径部１２の下端面１８が、弾性部材１１２の各挿通部１１４に当接するようになるが、その後、拡径部１２の外壁部分が各挿通部１１４を通過するにつれて、弾性部材１１２が拡径部１２に押圧され、この弾性部材１１２は切欠部１１０を介して筒状部１０４の外周方向に弾性変形するようになる。
【００３７】
更に酸素センサ２が挿通されると、ついには、拡径部１２の下端面１８が、筒状部１０４の段部１０６に当接すると共に、弾性部材１１２が拡径部１２の上端面１６に当接するようになる。
この状態では、弾性部材１１２の弾性力（復元力）により、拡径部１２の上端面１６が下方寄り方向に押圧される。この結果、拡径部１２は、筒状部１０４の段部１０６と弾性部材１１２との間に挟持された状態となり、酸素センサ２が、排気管１００（筒状部１０４）に固定される。また、弾性部材１１２は、拡径部１２（酸素センサ２）を固定した状態では、切欠部１１０における筒状部１０４の筒内側の部分を密封するように配置される。
【００３８】
ここで、本実施例では、筒状部１０４の先端開口部１０４ａが請求項記載の「取付孔」に相当し、筒状部１０４の段部１０６が請求項記載の「座部」に相当する。
このように、本実施例では、工具等を用いることなく、酸素センサ２を筒状部１０４に挿通するだけで、弾性部材１１２の弾性（バネ弾性）を利用して排気管１００に固定することができ、その操作は極めて簡単である。このため、排気管が複雑に配された箇所等においても、スムーズに酸素センサ２を取り付けることができる。また、取り付けられた酸素センサ２は、弾性部材１１２により固定された状態が保持されるために、排気管１００から自然に外れることがない。
【００３９】
更に、酸素センサ２を排気管１００から取り外すには、酸素センサ２を筒状部１０４から引き抜くようにすればよく、その操作は簡単である。
そして、主体金具４の拡径部１２の下端面１８、及び、筒状部１０４の段部１０６には、図１（ａ）に示すように、互いに対応するように形成された斜面を有しているため、主体金具４（酸素センサ２）を筒状部１０４に挿入する際には、位置決めが容易となり、しかも、挿入した後には、横方向（即ち、酸素センサ２の中心軸に直交する面内方向）にずれることなく、酸素センサ２がしっかりと排気管１００に固定される。
【００４０】
尚、このように取り付けられた酸素センサ２では、弾性部材１１２により、拡径部１２が筒状部１０４の段部１０６に押圧されると共に、切欠部１１０がこの弾性部材１１２により密封されるために、排気管１００からの排気ガスの流出が阻止されるようになっている。
【００４１】
（第２実施例）
図２は、酸素センサ４０の取付構造を表し、（ａ）は酸素センサ４０を排気管１００に取り付けた状態の縦断面図、（ｂ）は、取付部分の斜視図、（ｃ）は、取付部分の側面図、（ｄ）は取付部分の正面図を表す。
【００４２】
酸素センサ４０は、第１実施例中に示した酸素センサ２とは、主体金具の一部の形状が異なるだけで、その他の構成部材は同一である。このため、酸素センサ２と同一の構成部材には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
即ち、酸素センサ４０は、主体金具４２と、絶縁保護体６と、検出素子８とを備えている。
【００４３】
主体金具４２は、先端側からそれぞれ順に配置された脚部１０と、中心軸に直交する方向に沿って外側に突出した拡径部４４と、拡径部４４から延設された形状の後端部１４とを備え、これらは一体形成されている。
この内、拡径部４４の上端面４６は中心軸に直交する面であり、一方、下端面１８は、下外方向に向かう面を有する斜面である。また、後端部１４における拡径部４４側の外壁部分は、上外方向に向かう面を有する斜面である。
【００４４】
そして、この主体金具４２では、後端部１４，拡径部４４，脚部１０の順に内径が小さくなるように形成されている。また、主体金具４２の内壁には、後端部１４と拡径部４４との間に段部２０が形成され、拡径部４４と脚部１０との間に段部２２が形成されている。
【００４５】
ここで、このような主体金具４２は、全体がステンレス鋼にて形成される。そして、主体金具４２を形成するには、上記した金属射出成型法を用いることができる。
以上のようにして、酸素センサ４０が構成されている。そして、このように構成された酸素センサ４０では、酸素センサ２の場合と同様に、内燃機関の制御部から延設されたコネクタ部材が、金属端子２８に接続した状態で主体金具４２の後端部１４に外嵌されることにより、検出素子８の検出部８ａにて検出された酸素濃淡電池起電力を取り出すことができる。
【００４６】
他方、排気管１００に穿設された孔部１０２には、筒状部１２０が固定されている。この筒状部１２０は、上記した筒状部１０４の場合と同様に全体がステンレス鋼にて形成され、先端開口部１２０ａ側の内壁が段部１０６を介して内側に突出することにより、突出部１０８が形成されている。
【００４７】
また、後端には、中心軸を挟んで、それぞれ後述する弾性部材１４０を固定するための固定部１２２と、弾性部材１４０を引掛けるための引掛部１２４とが形成されている。尚、筒状部１２０は、酸素センサ４０の主体金具４２の拡径部４４の一部及び脚部１０にかけての部分が収容されるように形成されている。
【００４８】
この内、固定部１２２は、図２（ｃ）等に示すように、筒状部１２０の端部から突設された基部１２６と、基部１２６の一部が筒状部１２０の外側に向かって開放された溝部１２８とからなる。
一方、引掛部１２４は、図２（ｂ），（ｄ）に示すように、筒状部１２０の端部から突設された基部１３０と、基部１３０の上端両側に突設され、一部が開放された「Ｃ」字状の鈎部１３２とからなる。尚、各鈎部１３２は、開放方向が互いに対向するように設けられている。
【００４９】
そして、弾性部材１４０は、靱性を有する棒状の金属材料からなり、一部が開放されたＣ環状に形成されている。
即ち、弾性部材１４０は、主体金具４２の拡径部４４の上端面４６を押圧するようにして一部が当接する二つの当接部１４２と、当接部１４２の端部（図２（ｃ）中右側）から延設された共通の支持部１４４と、当該弾性部材１４０の中心軸に直交する方向に沿って各当接部１４２の他端から外側方向に延設され、筒状部１２０の引掛部１２４に引掛けるための棒状部１４６と、弾性部材１４０を外部から操作するための「Ｃ」字状の把持部１４８とからなる。
【００５０】
また、当接部１４２は、酸素センサ４０を筒状部１２０に挿入する方向に沿って、主体金具４２の拡径部４４の上端面４６を押圧できるように湾曲して形成されている。
このように構成された弾性部材１４０は、支持部１４４が筒状部１２０の固定部１２２の溝部１２８に配置されることにより、当該筒状部１２０に固定され、各当接部１４２が主体金具４２の拡径部４４の上端面４６を押圧した状態で、各棒状部１４６が筒状部１２０の引掛部１２４の各鈎部１３２に引掛けられるようになっている。
【００５１】
つまり、以上のように構成された排気管１００側に酸素センサ４０を取り付けるには、まず、酸素センサ４０を、筒状部１２０の後端側開口部を介して、検出素子８の検出部８ａ側から先に、この筒状部１２０に挿通し、主体金具４２の拡径部４４の下端面１８を筒状部１２０の段部１０６に当接させて配置しておく。このとき、図２に示すように、主体金具４２の拡径部４４の上端部側が、筒状部１２０から突出した状態で、酸素センサ４０が配置されている。
【００５２】
次いで、弾性部材１４０における開放された側を介して、酸素センサ４０（主体金具４２）の拡径部４４と後端部１４との間の部分を弾性部材１４０の環内に挿通する。そして、弾性部材１４０の支持部１４４を上記のようにして筒状部１２０の固定部１２２に固定し、当接部１４２を主体金具４２の拡径部４４の上端面４６に当接させると共に、各把持部１４８を挟むように操作して棒状部１４６を引掛部１２４に引掛ける。
【００５３】
この状態では、弾性部材１４０の弾性力（復元力）により、拡径部４４の上端面４６が下方方向に押圧される。この結果、拡径部４４は、筒状部１２０の段部１０６と弾性部材１４０との間に挟持された状態となり、酸素センサ４０が、排気管１００（筒状部１２０）に固定される。
【００５４】
ここで、本実施例では、筒状部１２０の先端開口部１２０ａが請求項記載の「取付孔」に相当する。
このように、本実施例では、工具等を用いることなく、酸素センサ４０を筒状部１２０に挿通した後に、弾性部材１４０を取り付けることにより、この弾性部材１４０の弾性（バネ弾性）を利用して排気管１００に固定することができるといったように、上記した第１実施例の場合と同様の効果が得られる。
【００５５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記第１，第２実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、第２実施例中にて説明した筒状部１２０では、弾性部材１４０を引掛けるための引掛部１２４に対して二つの鈎部１３２を設けるようにしたが、「Ｃ」字状の鈎部を、弾性部材１４０の二つの棒状部１４６を丁度引掛可能な程度の大きさに形成しておけば、一つで済む。
【００５６】
また、上記各実施例では、検出素子をジルコニア等を主体とする酸素イオン伝導性固体電解質体を用いて形成することにより、いわば、起電力変化型のガスセンサ（酸素センサ）となるように構成したものである。これに限定されず、検出素子をチタニア等の金属酸化物を用いて形成して、いわば、抵抗変化型のガスセンサ（酸素センサ）となるように構成してもよい。
【００５７】
また更に、検出素子の検出感度や検出精度を高めるために、複数の素子（例えば、酸素濃淡電池素子等）を積層したり、このような素子の両面にヒータ（例えば、セラミックヒータ）を配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の酸素センサ２の取付構造を示す説明図である。
【図２】第２実施例の酸素センサ４０の取付構造を示す説明図である。
【符号の説明】
２，４０…酸素センサ（ガスセンサ）、４，４２…主体金具、８…検出素子、１２…拡径部、１００…排気管、１０４，１２０…筒状部、１０４ａ，１２０ａ…先端開口部（取付孔）、１１０…切欠部、１１２，１４０…弾性部材、１２２…固定部、１２４…引掛部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas sensor mounting structure that is mounted on a gas flow pipe through which a gas flows and detects a component to be detected in the gas.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a gas sensor that is attached to a gas flow pipe such as an exhaust pipe and electrically detects a component to be detected (for example, oxygen, NOx, etc.) in the flowing gas to control an internal combustion engine for an automobile is known. It has been.
[0003]
Such a gas sensor usually includes a detection element having a detection part formed at the tip thereof and a cylindrical metal shell that holds the detection element in a state in which the detection part protrudes outward. A dedicated attachment hole for attaching the gas sensor is formed in the flow pipe in a state where the detection portion of the detection element protrudes into the pipe.
[0004]
Here, as a typical method for attaching the gas sensor to the gas flow pipe, there are the following three methods.
(1) A screw thread is provided on the outer peripheral surface of the metal shell, and a thread groove corresponding to the screw thread of the metal shell is provided on the inner wall of the gas distribution pipe mounting hole, and the metal shell (and thus the gas sensor itself) is used as the mounting hole. A method of screwing in.
[0005]
(2) A screw insertion hole for inserting the screw member is provided, and a flange configured to abut around the mounting hole of the gas flow pipe projects into the outer periphery of the case in an integrated form with the metal shell. A method of installing by attaching a screw member to the screw insertion hole and fastening the flange to the gas flow pipe.
[0006]
(3) Form a flange portion projecting outward on the outer peripheral surface of the metal shell, and insert the distal end side (detection portion side of the detection element) into the mounting tubular portion protruding from the gas flow pipe, The flange portion is brought into contact with the end surface. In addition, a screw thread is provided on the outer periphery of the mounting cylindrical portion. And the method of attaching by inserting the cap nut which has the thread groove corresponding to this thread into the outer side of a main metal fitting, and tightening and fixing to the cylindrical part for attachment.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the methods (1) to (3) described above, a dedicated tool is required to fasten the metal shell and the screw member in order to fix the gas sensor to the gas flow pipe.
However, when a gas sensor is attached to the mounting hole of the gas flow pipe through a narrow space, for example, when the gas flow pipe is complicated, a tool that can perform work in such a space is required, and the shape of the tool And the type was restricted. In addition, there is a problem that the installation work itself becomes troublesome.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and a gas sensor for detecting a component to be detected in a gas that is attached to an internal combustion engine or the like and circulates in the gas circulation pipe is easily provided in the gas circulation pipe. Be able to install.
[0009]
[Means for solving the problems, effects of the invention]
The invention according to claim 1, which has been made to achieve the above object, includes a shaft-like detection element having a detection portion that detects a component to be detected in a gas at the tip side, and a cylinder that holds the detection element. A gas sensor mounting structure for inserting and fixing a gas sensor including a metal shell in a mounting hole formed in a gas flow pipe so that the detection unit contacts a gas to be measured. And
A diameter-enlarged portion projecting outward is formed on the outer periphery of the metal shell, and an end surface on the tip side of the diameter-enlarged portion is brought into contact with a seat portion formed on the inner wall of the mounting hole of the gas flow pipe. At the same time, the gas sensor is fixed to the mounting hole via the elastic member by abutting an elastic member partially fixed to the gas flow pipe on the end surface on the rear end side of the enlarged diameter portion. It is characterized by that.
[0010]
Here, as the axial detection element provided in the gas sensor of the present invention (Claim 1), for example, it is configured to electrically detect a component to be detected in the gas, and is an oxygen ion conductive solid. Examples include an element made of an electrolyte body and formed in a long plate shape (for example, a detection element included in a λ-type oxygen sensor), an element formed in a bottomed cylindrical shape, and the like.
[0011]
That is, in the gas sensor mounting structure according to the present invention (Claim 1), the diameter-enlarged portion of the metal shell is pressed against the seat portion of the mounting hole by using the elastic force of the elastic member partially fixed to the gas flow pipe. By doing so, the gas sensor is fixed to the mounting hole of the gas flow pipe. For this reason, it can be easily and securely attached to the attachment hole of the gas flow pipe without using a dedicated tool for fixing the gas sensor.
[0012]
Here, various methods are conceivable to allow the elastic member to be in contact with the enlarged diameter portion of the metal shell in a state where a part of the elastic member is fixed to the gas flow pipe. By extending the periphery of the mounting hole toward the outside, a cylindrical portion is formed in the gas flow pipe, and a part of the outer wall of the cylindrical portion is along a direction orthogonal to the central axis of the cylindrical portion. Alternatively, a notch portion that is notched until reaching the inside of the cylinder may be formed, and the elastic member may be fixed in a state of being inserted into the notch portion.
[0013]
That is, in the present invention (Claim 2), the elastic member is fixed to the gas flow pipe in a state where the elastic member is inserted into the cutout portion so that the elastic member is disposed in the cylinder of the cylindrical portion of the gas flow pipe. is there. If it does in this way, the elastic member arrange | positioned in the cylinder of a cylindrical part will contact | abut to the end surface of the rear-end side of the enlarged diameter part of a gas sensor, and this enlarged diameter part is made into a seat part as mentioned above. Can be pressed firmly.
[0014]
Further, as described in claim 3, if two notches are provided on the outer wall of the cylindrical portion so as to face each other, the elastic member can be fixed by being inserted into each notch, and These elastic members can firmly press the enlarged diameter portion against the seat from both sides of the cylindrical portion.
[0015]
Further, as another method for enabling the elastic member to be in contact with the enlarged diameter portion of the metal shell in a state where a part of the elastic member is fixed to the gas flow pipe, the elastic member is attached to the gas flow pipe as described in claim 4. A cylindrical portion is formed by extending the periphery of the hole outward, and a fixing portion for fixing a part of the elastic member to the end of the cylindrical portion opposite to the gas flow pipe And a hooking portion for hooking the open end side of the elastic member pulled out from the fixing portion.
[0016]
That is, in the present invention (Claim 4), a part of the elastic member is fixed to the gas flow pipe through the fixing portion of the cylindrical portion, and the end portion opposite to the fixing portion of the elastic member is connected to the cylindrical shape. It is intended to be hooked on the hooking part of the part. And in order to fix a gas sensor to a gas distribution pipe, for example, this gas sensor is arranged so that its enlarged diameter part contacts the seat part of a cylindrical part, and then an elastic member is a rear end side of an enlarged diameter part. The end portion of the elastic member opposite to the side fixed to the fixing portion may be hooked and fixed to the hooking portion so as to be in contact with the end surface.
[0017]
Even in this case, the gas sensor can be firmly fixed to the gas flow pipe using the elastic force of the elastic member.
Further, as described in claim 5, the elastic member may be pulled out from the fixed portion in two directions, and both open end sides of the pulled out elastic member may be hooked on the hooking portion.
[0018]
That is, the elastic members respectively pulled out from the fixing portion are passed through the periphery of the metallic shell of the gas sensor, and the end portions are hooked and fixed to the hooking portion opposite to the fixing portion. If it does in this way, a diameter-expansion part can be firmly pressed to a seat part from the both sides of a metal shell with the elastic member pulled out.
[0019]
By the way, as described in claim 6, the elastic member is made of a rod-like metal material having toughness, and the portion that comes into contact with the rear end side of the enlarged diameter portion can press the gas sensor toward the front end side. It may be curved.
If it does in this way, while an elastic member will bend by toughness, it comes to contact | abut to a diameter-expanded part, and a diameter-expanded part will be firmly pressed to a seat part by the repulsive force. Moreover, since the curved portion can press the expanded diameter portion more strongly, the gas sensor can be firmly fixed to the gas flow pipe.
[0020]
Furthermore, after forming the elastic member from a rod-like metal material having toughness, it may be formed in a C-ring with a part opened as described in claim 7. If it does in this way, it can fix simply so that an elastic member may be inserted in the cylindrical body of an above-mentioned gas distribution pipe via the part by which the elastic member was opened.
[0021]
On the other hand, you may form the seat part of the cylindrical body of a gas distribution pipe so that it may become a taper shape. Here, forming the seat portion in a tapered shape means, for example, forming an inclined surface toward the inside of the gas circulation pipe in the seat portion.
On the other hand, the end face on the front end side or the end face on the rear end side of the enlarged diameter portion may be formed to have a tapered shape as described in claim 9. Here, forming the end surface on the front end side of the enlarged diameter portion in a tapered shape means, for example, forming an outward inclined surface from the front end side toward the rear end side. In addition, forming the end surface on the rear end side in the diameter-enlarged portion in a tapered shape indicates, for example, forming an outward inclined surface from the rear end side toward the front end side.
[0022]
Thus, by forming the seat portion of the cylindrical body into a tapered shape (Claim 8), or by forming the end surface on the tip side of the enlarged diameter portion (Claim 9), Positioning of the gas sensor at the time of insertion is facilitated, and after insertion, the gas sensor is firmly fixed without being displaced.
[0023]
Further, by making the end surface on the rear end side of the enlarged diameter portion into a tapered shape, the elastic direction of the elastic member is, for example, in a plane perpendicular to the central axis of the gas sensor and toward the central axis (in other words, For example, in the case of the direction toward the central axis), an elastic component of a component toward the tip side along the central axis of the gas sensor is generated, so that the enlarged diameter portion can be firmly pressed against the seat portion.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments (first embodiment, second embodiment) in which the gas sensor mounting structure of the present invention is embodied will be described below with reference to the drawings. In each of the embodiments, the oxygen sensor mounting structure used by being mounted on the exhaust pipe of an automobile internal combustion engine is embodied.
[0025]
(First embodiment)
1A and 1B show an attachment structure of the oxygen sensor 2, wherein FIG. 1A is a longitudinal sectional view of the oxygen sensor 2 attached to the exhaust pipe 100, FIG. 1B is a perspective view of the attachment portion, and FIG. a) AA cross section shown in FIG.
[0026]
The oxygen sensor 2 is inserted into the inside of the insulation protector 6 with the cylindrical metal shell 4, the insulation protector 6 disposed in the cylinder of the metal shell 4, and the tip (downward in the drawing) protruding, And a detection element 8 having a rectangular cross section provided with a long plate-shaped oxygen concentration cell element made of an oxygen ion conductive solid electrolyte body. The detection element 8 is formed by laminating a heater (not shown) for activating the oxygen concentration cell element.
[0027]
The metal shell 4 includes leg portions 10 arranged in order from the front end side, a diameter-enlarged portion 12 projecting outward along a direction orthogonal to the central axis, and a rear end of the shape extending from the diameter-enlarged portion 12 Part 14 and these are integrally formed.
Among these, the upper end surface 16 of the enlarged diameter portion 12 is an inclined surface having a surface directed in the upward and outward direction, while the lower end surface 18 is an inclined surface having a surface directed in the downward and outward direction. Moreover, the outer wall part by the side of the enlarged diameter part 12 in the rear-end part 14 is a slope which has the surface which goes to an up-out direction.
[0028]
And in this metal shell 4, it forms so that an internal diameter may become small in order of the rear-end part 14, the enlarged diameter part 12, and the leg part 10. FIG. Further, on the inner wall of the metal shell 4, a step portion 20 is formed between the rear end portion 14 and the enlarged diameter portion 12, and a step portion 22 is formed between the enlarged diameter portion 12 and the leg portion 10. These stepped portions 20 and 22 both have slopes that descend toward the in-cylinder tip side.
[0029]
Here, such a metal shell 4 is entirely formed of stainless steel. In order to form the metal shell 4, for example, a metal material (stainless steel powder or the like) is injected into a mold to obtain a molded product that becomes a prototype of the metal fitting, and then the molded product is sintered or the like. It is possible to use a metal injection molding method that is performed to complete a metal shell having a predetermined shape.
[0030]
The insulating protector 6 has a substantially cylindrical shape having a flange portion 24 formed by protruding a side wall on the rear end side (upper side in the drawing) in a direction perpendicular to the central axis. In addition, a substantially rectangular insertion hole 26 is formed along the central axis along the cross-sectional shape of the detection element 8, and the detection element 8 is inserted into and held by the insertion hole 26. Here, the detection element 8 has a detection portion 8a formed on the front end side (lower side in the drawing), and a plurality of (in this case, in order to extract oxygen concentration cell electromotive force generated in the detection portion 8a from the outside on the rear end side. In the embodiment, four) L-shaped metal terminals 28 are attached via a gripping member 30 or the like.
[0031]
The insulating protective body 6 holding the detection element 8 is in contact with the peripheral edge of the front end thereof on the step 22 of the metal shell 4 and with the outer wall of the flange 24 in contact with the inner wall of the rear end 14. Further, a filler for fixing the metal shell 4 to the metal shell 4 in such a state that the upper side of the insulation protector 6 and a part of the metal terminal 28 are buried inside the metal shell 4 in this state. 32 is filled. The metal terminal 28 is disposed inside the rear end portion 14 of the metal shell 4. Moreover, as the filler 32, resin, glass (silica boron glass), etc. can be used, for example.
[0032]
On the other hand, around the leg portion 10 of the metal shell 4, there are gas flow holes through which exhaust gas flows in and out, and double protectors 34 and 36 for protecting the detection portion 8a side of the detection element 8 are welded. It is fixed by etc.
The oxygen sensor 2 is configured as described above. In the oxygen sensor 2 configured in this manner, a connector member extended from a control unit (not shown) of the internal combustion engine is externally fitted to the rear end portion 14 of the metal shell 4 while being connected to the metal terminal 28. Thus, the oxygen concentration cell electromotive force detected by the detection unit 8a of the detection element 8 can be taken out.
[0033]
On the other hand, a circular hole 102 is formed in the exhaust pipe 100, and a cylindrical part 104 is fixed to the hole 102. The entire cylindrical portion 104 is formed of stainless steel (for example, SUS430), and the inner wall on the tip opening 104a side protrudes inward via a step portion 106 having a slope that goes down toward the tip end in the cylinder. Thus, the protruding portion 108 is formed. Further, on the side wall on the rear end side, the notch portions 110 notched until reaching the inside of the cylinder along the direction orthogonal to the center axis of the cylindrical portion 104 are opposed to each other across the center axis. Two places are formed.
[0034]
The cylindrical portion 104 is formed so as to accommodate a part of the rear end portion 14 of the metal shell 4 of the oxygen sensor 2, a portion extending from the diameter-enlarged portion 12 and the leg portion 10.
The rear end side of the tubular portion 104 is made of a rod-like metal material having toughness, and, as shown in FIGS. Among them, an elastic member 112 formed in a substantially U-shaped (C-ring) is attached via a notch 110. And the elastic member 112 is provided with the insertion part 114 each inserted in the notch part 110, and the common support part 116 extended from the edge part (upper side in FIG.1 (c)) of each insertion part 114. FIG. . Further, each insertion portion 114 is formed with a bent portion 118 that is bent in a substantially L shape so that the other end sides face each other.
[0035]
The elastic member 112 configured as described above is inserted into the notch portion 110 so that each insertion portion 114 protrudes partially into the cylinder of the cylindrical portion 104, and the support portion 116 and the bent portion 118 are cylindrical. The cylindrical portion 104 is attached to the cylindrical portion 104 in contact with the outer wall of the cylindrical portion 104.
[0036]
In order to attach the oxygen sensor 2 to the exhaust pipe 100 side configured as described above, the oxygen sensor 2 is moved from the detection portion 8a side of the detection element 8 through the rear end side opening of the cylindrical portion 104. In addition, the cylindrical portion 104 may be inserted.
When inserting the oxygen sensor 2, first, the lower end surface 18 of the enlarged diameter portion 12 of the metal shell 4 comes into contact with each insertion portion 114 of the elastic member 112. As the outer wall portion passes through each insertion portion 114, the elastic member 112 is pressed against the enlarged diameter portion 12, and the elastic member 112 is elastically deformed in the outer peripheral direction of the tubular portion 104 through the notch portion 110. .
[0037]
When the oxygen sensor 2 is further inserted, the lower end surface 18 of the enlarged diameter portion 12 finally comes into contact with the stepped portion 106 of the cylindrical portion 104 and the elastic member 112 contacts the upper end surface 16 of the enlarged diameter portion 12. Get in touch.
In this state, the upper end surface 16 of the enlarged diameter portion 12 is pressed in the downward direction by the elastic force (restoring force) of the elastic member 112. As a result, the enlarged diameter portion 12 is sandwiched between the step portion 106 of the cylindrical portion 104 and the elastic member 112, and the oxygen sensor 2 is fixed to the exhaust pipe 100 (cylindrical portion 104). In addition, the elastic member 112 is disposed so as to seal the inside portion of the cylindrical portion 104 in the notch portion 110 in a state where the enlarged diameter portion 12 (oxygen sensor 2) is fixed.
[0038]
Here, in this embodiment, the tip opening 104a of the cylindrical portion 104 corresponds to the “mounting hole” in the claims, and the step portion 106 of the cylindrical portion 104 corresponds to the “seat portion” in the claims. .
Thus, in this embodiment, the oxygen sensor 2 is fixed to the exhaust pipe 100 by using the elasticity (spring elasticity) of the elastic member 112 only by inserting the oxygen sensor 2 into the cylindrical portion 104 without using a tool or the like. The operation is extremely simple. For this reason, the oxygen sensor 2 can be smoothly attached even in places where the exhaust pipes are complicatedly arranged. Further, since the attached oxygen sensor 2 is held in a state of being fixed by the elastic member 112, it does not naturally come off from the exhaust pipe 100.
[0039]
Further, in order to remove the oxygen sensor 2 from the exhaust pipe 100, the oxygen sensor 2 may be pulled out from the cylindrical portion 104, and the operation is simple.
And the lower end surface 18 of the enlarged diameter part 12 of the metal shell 4 and the step part 106 of the cylindrical part 104 have slopes formed so as to correspond to each other as shown in FIG. Therefore, when the metal shell 4 (oxygen sensor 2) is inserted into the cylindrical portion 104, positioning becomes easy, and after insertion, the metal shell 4 (oxygen sensor 2) is transverse (that is, orthogonal to the central axis of the oxygen sensor 2). The oxygen sensor 2 is firmly fixed to the exhaust pipe 100 without shifting in the in-plane direction.
[0040]
In the oxygen sensor 2 attached in this way, the elastic member 112 presses the enlarged diameter portion 12 against the step portion 106 of the cylindrical portion 104 and the notch portion 110 is sealed by the elastic member 112. Further, the exhaust gas from the exhaust pipe 100 is prevented from flowing out.
[0041]
(Second embodiment)
2A and 2B show an attachment structure of the oxygen sensor 40, wherein FIG. 2A is a longitudinal sectional view of the oxygen sensor 40 attached to the exhaust pipe 100, FIG. 2B is a perspective view of an attachment portion, and FIG. The side view of a part and (d) represent the front view of an attachment part.
[0042]
The oxygen sensor 40 differs from the oxygen sensor 2 shown in the first embodiment only in the shape of a part of the metal shell, and the other components are the same. For this reason, the same components as those of the oxygen sensor 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
That is, the oxygen sensor 40 includes a metal shell 42, the insulation protector 6, and the detection element 8.
[0043]
The metal shell 42 includes a leg portion 10 arranged in order from the front end side, a diameter-expanded portion 44 projecting outward along a direction orthogonal to the central axis, and a rear end of a shape extending from the diameter-expanded portion 44. Part 14 and these are integrally formed.
Among these, the upper end surface 46 of the diameter-expanded portion 44 is a surface orthogonal to the central axis, while the lower end surface 18 is an inclined surface having a surface facing downward and outward. Moreover, the outer wall part by the side of the enlarged diameter part 44 in the rear-end part 14 is a slope which has the surface which goes to an up-out direction.
[0044]
The metal shell 42 is formed so that the inner diameter becomes smaller in the order of the rear end portion 14, the enlarged diameter portion 44, and the leg portion 10. Further, on the inner wall of the metal shell 42, a step portion 20 is formed between the rear end portion 14 and the enlarged diameter portion 44, and a step portion 22 is formed between the enlarged diameter portion 44 and the leg portion 10. .
[0045]
Here, such a metal shell 42 is entirely formed of stainless steel. The metal injection molding method described above can be used to form the metallic shell 42.
The oxygen sensor 40 is configured as described above. In the oxygen sensor 40 configured in this way, as in the case of the oxygen sensor 2, the rear end of the metal shell 42 with the connector member extended from the control unit of the internal combustion engine connected to the metal terminal 28. The oxygen concentration cell electromotive force detected by the detection unit 8a of the detection element 8 can be taken out by being externally fitted to the unit 14.
[0046]
On the other hand, a cylindrical portion 120 is fixed to the hole portion 102 formed in the exhaust pipe 100. The tubular portion 120 is formed entirely of stainless steel as in the case of the tubular portion 104 described above, and the inner wall on the tip opening 120a side protrudes inward via the step portion 106, whereby the protruding portion 108 is formed.
[0047]
In addition, a fixing portion 122 for fixing an elastic member 140 (to be described later) and a hooking portion 124 for hooking the elastic member 140 are formed at the rear end with the central axis interposed therebetween. The cylindrical portion 120 is formed so that a part of the enlarged diameter portion 44 of the metal shell 42 of the oxygen sensor 40 and a portion extending to the leg portion 10 are accommodated.
[0048]
Among these, as shown in FIG. 2C and the like, the fixing portion 122 includes a base portion 126 projecting from the end portion of the tubular portion 120 and a part of the base portion 126 toward the outside of the tubular portion 120. It consists of an open groove 128.
On the other hand, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (d), the hooking portion 124 protrudes from the end portion of the cylindrical portion 120 and protrudes from both sides of the upper end of the base portion 130. It consists of an open “C” -shaped collar 132. In addition, each collar part 132 is provided so that an open direction may mutually oppose.
[0049]
The elastic member 140 is made of a rod-like metal material having toughness, and is formed in a C ring shape that is partially open.
That is, the elastic member 140 includes two contact portions 142 that are in contact with each other so as to press the upper end surface 46 of the enlarged diameter portion 44 of the metal shell 42 and an end portion of the contact portion 142 (FIG. 2C ) And a common support portion 144 extending from the middle right side), and extending outward from the other end of each contact portion 142 along a direction orthogonal to the central axis of the elastic member 140. The rod-shaped portion 146 for hooking the hook portion 124 and the “C” -shaped grip portion 148 for operating the elastic member 140 from the outside.
[0050]
The contact portion 142 is formed to be curved along the direction in which the oxygen sensor 40 is inserted into the cylindrical portion 120 so as to press the upper end surface 46 of the enlarged diameter portion 44 of the metal shell 42.
The elastic member 140 configured in this manner is fixed to the cylindrical portion 120 by arranging the support portion 144 in the groove portion 128 of the fixing portion 122 of the cylindrical portion 120, and each contact portion 142 is made of the metal shell. Each bar-like part 146 is hooked on each hook part 132 of the hook part 124 of the cylindrical part 120 in a state in which the upper end surface 46 of the diameter-expanded part 44 of 42 is pressed.
[0051]
That is, in order to attach the oxygen sensor 40 to the exhaust pipe 100 side configured as described above, first, the oxygen sensor 40 is connected to the detection portion 8a of the detection element 8 through the rear end side opening of the cylindrical portion 120. From the side, the cylindrical portion 120 is inserted first, and the lower end surface 18 of the enlarged diameter portion 44 of the metal shell 42 is placed in contact with the step portion 106 of the cylindrical portion 120. At this time, as shown in FIG. 2, the oxygen sensor 40 is disposed in a state where the upper end portion side of the enlarged diameter portion 44 of the metal shell 42 protrudes from the cylindrical portion 120.
[0052]
Next, the portion between the enlarged diameter portion 44 and the rear end portion 14 of the oxygen sensor 40 (the metal shell 42) is inserted into the ring of the elastic member 140 through the opened side of the elastic member 140. Then, the support portion 144 of the elastic member 140 is fixed to the fixing portion 122 of the cylindrical portion 120 as described above, and the contact portion 142 is brought into contact with the upper end surface 46 of the enlarged diameter portion 44 of the metal shell 42, and The rod-shaped part 146 is hooked on the hook part 124 by operating so as to sandwich each grip part 148.
[0053]
In this state, the upper end surface 46 of the enlarged diameter portion 44 is pressed downward by the elastic force (restoring force) of the elastic member 140. As a result, the enlarged diameter portion 44 is sandwiched between the step portion 106 of the cylindrical portion 120 and the elastic member 140, and the oxygen sensor 40 is fixed to the exhaust pipe 100 (cylindrical portion 120).
[0054]
Here, in the present embodiment, the tip opening 120a of the cylindrical portion 120 corresponds to an “attachment hole” recited in the claims.
Thus, in this embodiment, the elasticity (spring elasticity) of the elastic member 140 is used by attaching the elastic member 140 after inserting the oxygen sensor 40 into the cylindrical portion 120 without using a tool or the like. Thus, the same effect as in the case of the first embodiment can be obtained.
[0055]
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to the said 1st, 2nd Example, It can take a various aspect.
For example, in the cylindrical portion 120 described in the second embodiment, the two hook portions 132 are provided on the hook portion 124 for hooking the elastic member 140. However, the “C” -shaped hook portion is provided. If the two portions 146 of the elastic member 140 are formed in such a size that the two rod-like portions 146 can be hooked, only one is sufficient.
[0056]
In each of the above embodiments, the detection element is formed using an oxygen ion conductive solid electrolyte body mainly composed of zirconia or the like, so that the electromotive force change type gas sensor (oxygen sensor) is formed. Is. However, the present invention is not limited to this, and the detection element may be formed using a metal oxide such as titania, so that it may be configured to be a resistance change type gas sensor (oxygen sensor).
[0057]
Furthermore, in order to increase the detection sensitivity and detection accuracy of the detection elements, a plurality of elements (for example, oxygen concentration cell elements) are stacked, or heaters (for example, ceramic heaters) are arranged on both sides of such elements. You may do it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a mounting structure of an oxygen sensor 2 according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory view showing a mounting structure of an oxygen sensor 40 according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2,40 ... Oxygen sensor (gas sensor) 4,42 ... Main body metal fitting, 8 ... Detection element, 12 ... Expansion part, 100 ... Exhaust pipe, 104,120 ... Cylindrical part, 104a, 120a ... End opening part (attachment) Holes), 110 ... notches, 112, 140 ... elastic members, 122 ... fixing parts, 124 ... hooking parts.

Claims

A gas sensor comprising a shaft-shaped detection element having a detection part for detecting a component to be detected in the gas on the distal end side and a cylindrical metal shell that holds the detection element is used as a gas to be measured. A gas sensor mounting structure for inserting and fixing in a mounting hole drilled in the gas flow pipe so that the detection unit is in contact with the gas flow pipe,
A diameter-enlarged portion projecting outward is formed on the outer periphery of the metal shell, and an end surface on the tip side of the diameter-enlarged portion is brought into contact with a seat portion formed on the inner wall of the mounting hole of the gas flow pipe. At the same time, the gas sensor is fixed to the mounting hole via the elastic member by abutting an elastic member partially fixed to the gas flow pipe on the end surface on the rear end side of the enlarged diameter portion. A gas sensor mounting structure characterized by that.

A cylindrical portion is formed in the gas flow pipe by extending the periphery of the mounting hole outward, and perpendicular to the central axis of the cylindrical portion on a part of the outer wall of the cylindrical portion Forming a notch portion that is notched until it reaches the inside of the cylinder along the direction to be inserted, and inserting the elastic member into the notch portion, thereby increasing the diameter of the gas sensor inserted into the cylindrical portion The gas sensor mounting structure according to claim 1, wherein the elastic member is brought into contact with an end surface on a rear end side of the portion.

The gas sensor mounting structure according to claim 2, wherein the notch is provided at two locations on the outer wall of the cylindrical portion so as to face each other.

A cylindrical part is formed in the gas flow pipe by extending the periphery of the mounting hole outward, and the elastic part is formed at an end of the cylindrical part opposite to the gas flow pipe. 2. The gas sensor according to claim 1, wherein a fixing portion for fixing a part of the member and a hooking portion for hooking an open end side of the elastic member drawn out from the fixing portion are formed. Mounting structure.

5. The gas sensor mounting structure according to claim 4, wherein the elastic member is pulled out in two directions from the fixed portion, and both open end sides of the pulled out elastic member are hooked on the hook portion, respectively. .

The elastic member is made of a rod-like metal material having toughness, and a portion that contacts the rear end side of the enlarged diameter portion is curved so that the gas sensor can be pressed toward the front end side. The gas sensor mounting structure according to claim 4 or 5.

The gas sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the elastic member is made of a rod-shaped metal material having toughness, and is formed in a C ring shape in which a part thereof is opened. Mounting structure.

The gas sensor mounting structure according to claim 1, wherein the seat portion has a tapered shape.

The gas sensor mounting structure according to any one of claims 1 to 8, wherein an end face on a front end side or an end face on a rear end side of the enlarged diameter portion has a tapered shape.