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JPH0660883B2 - Oxygen sensor - Google Patents
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JPH0660883B2 - Oxygen sensor - Google Patents

Oxygen sensor

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Publication number
JPH0660883B2
JPH0660883B2 JP62124808A JP12480887A JPH0660883B2 JP H0660883 B2 JPH0660883 B2 JP H0660883B2 JP 62124808 A JP62124808 A JP 62124808A JP 12480887 A JP12480887 A JP 12480887A JP H0660883 B2 JPH0660883 B2 JP H0660883B2
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JP
Japan
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holder
contact plate
insulating
small diameter
zirconia tube
Prior art date
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JP62124808A
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Inventor
和平 岩崎
正敏 梁瀬
Original Assignee
株式会社ユニシアジェックス
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Publication date
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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば車両の排気管等に取付けられ、排気ガ
ス中の酸素濃度を検出するのに好適に用いられる酸素セ
ンサに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an oxygen sensor which is attached to, for example, an exhaust pipe of a vehicle and is preferably used for detecting the oxygen concentration in exhaust gas.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、自動車等のエンジンにあっては、空気と燃料と
の混合気を燃焼室内で燃焼(爆発)させて所望の出力を
得るようにしているから、空気と燃料との混合比、即ち
空燃比が小さく(燃料が濃く)なると不完全燃焼を起
し、逆に、空燃比が大きく(燃料が薄く)なると出力が
低下してしまう。
Generally, in an engine of an automobile or the like, a mixture of air and fuel is burned (exploded) in a combustion chamber to obtain a desired output. Therefore, a mixture ratio of air and fuel, that is, an air-fuel ratio. Is small (fuel is rich), incomplete combustion occurs, and conversely, if the air-fuel ratio is large (fuel is thin), the output is reduced.

このため、最近の自動車等には、排気管等に酸素センサ
(Oセンサ)を取付けて、排気ガス中の酸素濃度を検
出し、これによって、前記空燃比をフィードバック制御
するようにしている。
Therefore, in recent automobiles and the like, an oxygen sensor (O 2 sensor) is attached to an exhaust pipe or the like to detect the oxygen concentration in the exhaust gas, and thereby the air-fuel ratio is feedback-controlled.

そこで、第3図に従来技術の酸素センサを示す。Therefore, FIG. 3 shows a conventional oxygen sensor.

図において、1はステンレス鋼等の金属材料によって筒
状に形成されたセンサ本体を示し、該センサ本体1は、
先端部外周側に取付け部としてのおねじ部2Aが形成さ
れ、基端側が嵌合部2Bとなった段付筒状のホルダ2
と、先端側が該ホルダ2の嵌合部2B外周側にカシメ部
3A,3A,…により固定され、基端側に環状の段部3
Bを介して縮径部3Cが設けられた段付筒状のキャップ
3とからなり、ホルダ2の先端部内周側には後述のジル
コニアチューブ5と係合する肩部2Cが形成されてい
る。そして、該センサ本体1はホルダ2のおねじ部2A
を車両の排気管(図示せず)に螺着することにより、ジ
ルコニアチューブ5等を排気管内に径方向に突出させた
状態で配設するようになっている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a sensor body formed of a metal material such as stainless steel in a cylindrical shape.
A stepped tubular holder 2 in which a male screw portion 2A as a mounting portion is formed on the outer peripheral side of the tip portion and a fitting portion 2B is formed on the base end side.
And the tip side is fixed to the outer peripheral side of the fitting section 2B of the holder 2 by the caulking sections 3A, 3A, ...
The stepped tubular cap 3 is provided with a diameter-reduced portion 3C via B, and a shoulder portion 2C that engages with a zirconia tube 5 described later is formed on the inner peripheral side of the tip portion of the holder 2. Then, the sensor body 1 includes the male screw portion 2A of the holder 2.
Is screwed onto an exhaust pipe (not shown) of the vehicle, so that the zirconia tube 5 and the like are arranged in the exhaust pipe in a state of being radially projected.

4はセンサ本体1内に配設された絶縁筒体を示し、該絶
縁筒体4はアルミナ等のセラミック材料によって段付筒
状に形成され、その一端側はキャップ3の縮径部3C内
に挿入され、他端側はホルダ2の嵌合部2B内に嵌挿さ
れている。そして、該絶縁体4はセンサ本体1と後述の
コンタクトプレート10との間を絶縁状態におくように
なっている。
Reference numeral 4 denotes an insulating cylindrical body disposed inside the sensor body 1. The insulating cylindrical body 4 is formed of a ceramic material such as alumina into a stepped cylindrical shape, and one end side thereof is inside the reduced diameter portion 3C of the cap 3. The other end is inserted into the fitting portion 2B of the holder 2. The insulator 4 is arranged to insulate the sensor body 1 and the contact plate 10 described later.

5は一端側がホルダ2の肩部2Cにリング状のワッシャ
6を介して係合され、他端側がホルダ2外に軸方向に突
出したジルコニアチューブを示し、該ジルコニアチュー
ブ5は酸化ジルコニウム等のセラミック材料によって断
面U字形状に形成され、その一端側は大径の開口部5A
となり、突出端は閉塞端5Bとなっている。そして、該
ジルコニアチューブ5はその内側と外側との酸素に濃度
差が生じると、酸素イオンが通り抜けるようになり、後
述の外側電極7、内側電極8間に第4図に示す検出信号
としての起電力を発生させるようになっている。なお、
該ジルコニアチューブ5の内、外面には多孔質の白金
(図示せず)がコーティングされ、前記起電力の増幅作
用(触媒作用)を行うようになっている。
Reference numeral 5 denotes a zirconia tube whose one end side is engaged with the shoulder portion 2C of the holder 2 via a ring-shaped washer 6 and the other end side is projected to the outside of the holder 2 in the axial direction. The zirconia tube 5 is a ceramic such as zirconium oxide. The material is formed into a U-shaped cross section, and one end thereof has a large-diameter opening 5A.
And the protruding end is the closed end 5B. When a difference in oxygen concentration between the inside and the outside of the zirconia tube 5 occurs, oxygen ions will pass through the zirconia tube 5, and the zirconia tube 5 will generate a detection signal between the outer electrode 7 and the inner electrode 8 described later as a detection signal shown in FIG. It is designed to generate electricity. In addition,
Porous platinum (not shown) is coated on the outer surface of the zirconia tube 5 so that the electromotive force is amplified (catalyst).

7,8はジルコニアチューブ5の外面、内面にそれぞれ
設けられた外側電極、内側電極を示し、該外側電極7,
内側電極8は白金等の金属材料をジルコニアチューブ5
の外面、内面に塗布等の手段を用いて付着させることに
より形成され、外側電極7はホルダ2の肩部2Cにワッ
シャ6を介して接続され、アースされるようになってい
る。また、内側電極8はジルコニアチューブ5の閉塞端
5B内面側から開口部5Aの端面側まで引出し部8Aと
なって伸び、該引出し部8Aは後述のコンタクトプレー
ト10に接続されている。また、9はジルコニアチュー
ブ5の突出端側を保護すべく有蓋筒状に形成されたプロ
テクタを示し、該プロテクタ9はその先端側がホルダ2
の先端側にカシメ固定され、ジルコニアチューブ5とほ
ぼ同軸に位置決めされている。また、該プロテクタ9に
はその周面に複数の長孔9A,9A,…が形成され、該
各長孔9Aは排気管中の排気ガスをジルコニアチューブ
5の外面側に導入するようになっている。
Reference numerals 7 and 8 denote an outer electrode and an inner electrode provided on the outer surface and the inner surface of the zirconia tube 5, respectively.
For the inner electrode 8, a metal material such as platinum is used for the zirconia tube 5.
The outer electrode 7 is formed by being attached to the outer surface and the inner surface of the holder 2 by means of coating or the like, and the outer electrode 7 is connected to the shoulder portion 2C of the holder 2 via the washer 6 and is grounded. The inner electrode 8 extends from the inner surface side of the closed end 5B of the zirconia tube 5 to the end surface side of the opening 5A as a lead portion 8A, and the lead portion 8A is connected to a contact plate 10 described later. Reference numeral 9 denotes a protector formed in a cylindrical shape with a cover so as to protect the protruding end side of the zirconia tube 5, and the protector 9 has the tip end side of the holder 2
It is fixed by caulking to the tip side of and is positioned substantially coaxially with the zirconia tube 5. A plurality of elongated holes 9A, 9A, ... Are formed on the peripheral surface of the protector 9, and each elongated hole 9A introduces the exhaust gas in the exhaust pipe to the outer surface side of the zirconia tube 5. There is.

10は絶縁筒体4内を軸方向に伸長して配設されたコン
タクトプレートを示し、該コンタクトプレート10はス
テンレス鋼等からなる一枚の金属板をプレス等の手段で
曲げ加工することにより形成され、その一端側には後述
のリード線11用の接続部10Aが、他端側には円板状
のコンタクト部10Bがそれぞれ設けられている。そし
て、該コンタクト部10Bはジルコニアチューブ5の開
口部5A端面と絶縁筒体4の先端側端面との間で後述す
るディスクスプリング12のばね荷重により強く挟持さ
れ、前記内側電極8と接続されている。なお、該コンタ
クト部10Bは前記曲げ加工により円板状に形成されて
いるから、その中央部側に小さな切欠き部10C等が介
在するようになっている。
Reference numeral 10 denotes a contact plate arranged in the insulating cylindrical body 4 so as to extend in the axial direction. The contact plate 10 is formed by bending a single metal plate made of stainless steel or the like by means of a press or the like. A connecting portion 10A for a lead wire 11 described later is provided on one end side thereof, and a disc-shaped contact portion 10B is provided on the other end side thereof. The contact portion 10B is strongly sandwiched between the end surface of the opening portion 5A of the zirconia tube 5 and the end surface of the insulating tubular body 4 by the spring load of the disc spring 12 described later, and is connected to the inner electrode 8. . Since the contact portion 10B is formed into a disc shape by the bending process, a small cutout portion 10C or the like is provided on the center side thereof.

11は先端側がコンタクトプレート10の接続部10A
に接続され、センサ本体1外へと導出されたリード線を
示し、該リード線11はジルコニアチューブ5で発生す
る起電力を検出信号として、内側電極8およびコンタク
トプレート10を介して外部のコントロールユニット
(図示せず)へと出力するようになっている。12はキ
ャップ3の段部3Bと絶縁筒体4の一端側との間に配設
されたディスクスプリングを示し、該ディスクスプリン
グ12は皿ばねによって形成され、絶縁筒体4を介して
ジルコニアチューブ5の開口部5A外周側をホルダ2の
肩部2Cに押付けると共に、コンタクトプレート10の
コンタクト部10Bに挟持力等を与えるようになってい
る。
11 is the connecting portion 10A of the contact plate 10 on the tip side.
Shows a lead wire connected to the outside of the sensor body 1, and the lead wire 11 uses an electromotive force generated in the zirconia tube 5 as a detection signal to connect an external control unit via the inner electrode 8 and the contact plate 10. (Not shown). Reference numeral 12 denotes a disc spring disposed between the stepped portion 3B of the cap 3 and one end side of the insulating tubular body 4. The disc spring 12 is formed by a disc spring, and the zirconia tube 5 is formed via the insulating tubular body 4. The outer peripheral side of the opening 5A is pressed against the shoulder 2C of the holder 2 and a clamping force or the like is applied to the contact portion 10B of the contact plate 10.

さらに、13はリード線11の周囲をシールしているラ
バチューブを示し、該ラバチューブ13はフッ素ゴム等
によって形成され、リード線11と絶縁筒体4の一端
側、キャップ3の縮径部3Cとの間に介挿されている。
そして、該ラバチューブ13はリード線11の周囲から
センサ本体1および絶縁筒体4内に雨水等が浸入するの
を防止するようになっている。
Further, 13 is a rubber tube that seals the periphery of the lead wire 11. The rubber tube 13 is made of fluororubber or the like, and the lead wire 11 and one end side of the insulating cylindrical body 4 and the reduced diameter portion 3C of the cap 3 are provided. Is inserted between and.
The rubber tube 13 prevents rainwater and the like from entering the sensor body 1 and the insulating cylinder 4 from around the lead wire 11.

従来技術による酸素センサは上述の如き構成を有するも
ので、センサ本体1はホルダ2のおねじ部2Aを介して
車両の排気管に螺着され、ジルコニアチューブ5の先端
側をプロテクタ9と共に排気管内へと突出させた状態で
固定される。そして、排気管中の排気ガスはプロテクタ
9の各長孔9Aを介してジルコニアチューブ5の周囲に
導入させる。このとき、排気ガスは空気と燃料との混合
気を燃焼させた廃ガスであるから、この排気ガス中の酸
素濃度は低下しており、ジルコニアチューブ5内側の大
気と外側の排気ガスとの間には酸素濃度に大きな差が生
じる。
The oxygen sensor according to the prior art has the above-described configuration. The sensor body 1 is screwed to the exhaust pipe of the vehicle through the male screw portion 2A of the holder 2, and the tip side of the zirconia tube 5 is inside the exhaust pipe together with the protector 9. It is fixed in the state that it protrudes. Then, the exhaust gas in the exhaust pipe is introduced around the zirconia tube 5 through each long hole 9A of the protector 9. At this time, since the exhaust gas is a waste gas obtained by burning a mixture of air and fuel, the oxygen concentration in the exhaust gas is low, and the exhaust gas between the atmosphere inside the zirconia tube 5 and the exhaust gas outside is reduced. A large difference occurs in the oxygen concentration.

このため、該ジルコニアチューブ5の外側電極7、内側
電極8間には起電力が生じ、この起電力は検出信号とし
て、コンタクトプレート10、リード線11を介してコ
ントロールユニットへと出力され、空燃比をフィードバ
ック制御するのに用いられる。この場合、前記検出信号
は第4図に示すように、空燃比が小さいときには燃料が
過濃となって、不完全燃焼を起すから、排気ガス中の酸
素濃度は大幅に低下し、700〜900mV程度まで上昇
し、逆に、空燃比が大きくなったときには燃料が希薄と
なって、燃焼に関与しない酸素が排気ガス中に残留する
から、酸素濃度はそれ程低下せず、50〜60mV程度ま
で急激に下降する。そして、この空燃比はコントロール
ユニットにより検出信号が500mV程度に維持されるよ
うにフィードバック制御される。
Therefore, an electromotive force is generated between the outer electrode 7 and the inner electrode 8 of the zirconia tube 5, and this electromotive force is output as a detection signal to the control unit via the contact plate 10 and the lead wire 11 to obtain the air-fuel ratio. Is used for feedback control. In this case, as shown in FIG. 4, when the air-fuel ratio is small, the detection signal shows that the fuel becomes excessively rich and incomplete combustion occurs, so that the oxygen concentration in the exhaust gas significantly decreases, and 700 to 900 mV is obtained. On the contrary, when the air-fuel ratio becomes large, the fuel becomes lean and oxygen that is not involved in combustion remains in the exhaust gas. Therefore, the oxygen concentration does not decrease so much and suddenly rises to about 50-60 mV. Descend to. Then, this air-fuel ratio is feedback-controlled by the control unit so that the detection signal is maintained at about 500 mV.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、上述した従来技術では、リード線11とキャッ
プ3の縮径部3C等との間にラバチューブ13を介挿
し、リード線11の周囲をシールするようにしているも
のの、該ラバチューブ13はフッ素ゴム等によって形成
されているから、エンジンの高熱が排気管、ホルダ2、
キャップ3および絶縁筒体4等を介してラバチューブ1
3に伝えられると、該ラバチューブ13は早期に劣化
し、リード線11の周囲をシールできなくなり、外部の
雨水等が内部に浸入してしまうという欠点がある。
By the way, in the above-mentioned conventional technique, the rubber tube 13 is inserted between the lead wire 11 and the reduced diameter portion 3C of the cap 3 to seal the periphery of the lead wire 11. Since it is made of fluororubber or the like, the high heat of the engine causes the exhaust pipe, the holder 2,
The rubber tube 1 through the cap 3 and the insulating cylinder 4
3 has a drawback that the rubber tube 13 is deteriorated at an early stage, the periphery of the lead wire 11 cannot be sealed, and rainwater or the like from the outside enters the inside.

また、ホルダ2とキャップ3とは各カシメ部3Aによって
固定されているに過ぎないから、ホルダ2の嵌合部2B
とキャップ3の各カシメ部3A側との間からも外部の雨
水等が内部に浸入することがあり、特性不良等の原因と
なる。
Moreover, since the holder 2 and the cap 3 are merely fixed by the respective caulking portions 3A, the fitting portion 2B of the holder 2 is fixed.
Rainwater and the like from the outside may intrude into the inside from between the caulking portion 3A side of the cap 3 and the caulking portion 3A side, which causes a characteristic defect or the like.

さらに、リード線11に対するコンタクトプレート10
の接続部10Aが絶縁筒体4内に位置しているから、該
コンタクトプレート10は接続部10Aをリード線11
の芯線にカシメにより接続した後、該リード線11と共
に絶縁筒体4内に挿通しなければならず、組立作業を自
動化できないという欠点に加えて、全体が大型化して材
料費が高くなり、コストアップを招くという欠点があ
る。
Further, the contact plate 10 for the lead wire 11
Since the connecting portion 10A of the contact plate 10 is located inside the insulating cylinder 4, the contact plate 10 connects the connecting portion 10A to the lead wire 11
In addition to the drawback that the assembly work cannot be automated because it must be inserted into the insulating cylindrical body 4 together with the lead wire 11 after it is connected to the core wire by caulking, the overall size becomes large and the material cost becomes high. There is a drawback that it invites up.

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもの
で、ラバチューブ等を不要にして耐熱性を向上でき、外
部の雨水等が浸入するのを防止できる上に、組立作業の
自動化や小型化等を図ることができ、材料費等を確実に
削減できるようにした酸素センサを提供するものであ
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and can improve heat resistance by eliminating the need for a mule tube or the like, prevent external rainwater, etc. from entering, and automate or miniaturize assembly work. It is intended to provide an oxygen sensor capable of achieving the above-mentioned, and surely reducing the material cost and the like.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上述した問題点を解決するために本発明は、先端部外周
側が車両への取付部となり、基端側が径方向内向きに折
曲げられて環状の折曲げ部となった筒状のホルダと、大
径部側が該ホルダ内に挿入され、小径部側が該ホルタの
折曲げ部を介して外部に突出した段付筒状の絶縁筒体
と、一端側が前記ホルダの先端部内周側に該絶縁筒体と
当接するように取付けられ、他端側がホルダ外に突出し
て閉塞端となったジルコニアチューブと、該ジルコニア
チューブの外面、内面にそれぞれ設けられた外側電極、
内側電極と、前記絶縁筒体内に配設され、一端側が該絶
縁筒体の小径部側から外部に突出すると共に、他端側が
前記ジルコニアチューブと絶縁筒体との間で挟持されて
該内側電極と接続されたコンタクトプレートと、該コン
タクトプレートの一端側と絶縁筒体の小径部側との間を
シールすべく、該絶縁筒体の小径部に取付けられたキャ
ップとからなる構成を採用している。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a cylindrical holder in which the tip end outer peripheral side serves as a mounting portion for a vehicle, and the base end side is bent inward in the radial direction to form an annular bent portion. A stepped cylindrical insulating cylinder having a large diameter part inserted into the holder and a small diameter part protruding to the outside through a bent part of the holter, and one end of the insulating cylinder on the inner peripheral side of the tip of the holder. A zirconia tube that is attached so as to contact the body and has the other end protruding outside the holder to form a closed end, and outer electrodes provided on the outer surface and the inner surface of the zirconia tube, respectively.
The inner electrode is disposed inside the insulating cylinder, and one end of the inner electrode projects from the small diameter side of the insulating cylinder to the outside, and the other end is sandwiched between the zirconia tube and the insulating cylinder. And a cap attached to the small diameter portion of the insulating cylinder to seal between one end side of the contact plate and the small diameter portion side of the insulating cylinder. There is.

〔作 用〕[Work]

絶縁筒体の小径部側をホルダの折曲げ部を介して外部に
突出させ、該小径部側からコンタクトプレートの一端側
の外部に突出させ、該一端側と小径部側との間を該小径
部に取付けたキャップによりシールする構成としたか
ら、外部からの高熱は絶縁筒体を介してキャップに伝わ
るに過ぎず、耐熱性を向上でき、シール作用を長期に亘
って保持できる。また、コンタクトプレートを絶縁筒体
内に挿通した後、外部に突出した一端側にリード線を接
続することが可能となり、組立作業を自動化できる。さ
らに、ホルダによってセンサ本体を構成でき、小型化を
図ることが可能となる。
The small-diameter portion side of the insulating tubular body is projected to the outside through the bent portion of the holder, and is projected to the outside of one end side of the contact plate from the small diameter portion side, and the small-diameter portion is provided between the one end side and the small-diameter portion side. Since it is configured to seal with the cap attached to the portion, high heat from the outside is merely transmitted to the cap through the insulating cylinder, heat resistance can be improved, and the sealing action can be maintained for a long period of time. Further, after the contact plate is inserted into the insulating cylinder, the lead wire can be connected to the one end side protruding to the outside, and the assembling work can be automated. Furthermore, the sensor main body can be configured by the holder, and the size can be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を第1図および第2図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述した第3図に示す従来
技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を
省略するものとする。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. In the embodiment, the same components as those of the prior art shown in FIG. 3 described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図中、21はセンサ本体を構成するホルダを示し、該ホ
ルダ21はステンレス鋼等の金属材料によって段付筒状
に形成され、先端部外周側に設けられた車両への取付部
としてのおねじ部21Aと、先端側端面にプロテクタ9
の先端側を固定するカシメ部21Bと、先端部内周側に
設けられ、ジルコニアチューブ5の開口部5Aが外周側
がワッシャ6を介して係合する肩部21Cと、中間部に
設けられた厚肉筒部21Dと、該厚肉筒部21Dの基端
側から軸方向に延設された薄肉筒部21Eとから大略構
成されている(第2図参照)。
In the figure, reference numeral 21 denotes a holder that constitutes the sensor main body. The holder 21 is formed in a stepped cylindrical shape by a metal material such as stainless steel, and is a male screw provided on the outer peripheral side of the tip portion as a mounting portion for a vehicle. 21A and the protector 9 on the tip end surface
21B for fixing the distal end side of the, a shoulder portion 21C provided on the inner peripheral side of the distal end portion, the outer peripheral side of which is engaged with the opening 5A of the zirconia tube 5 via the washer 6, and a thick wall provided on the intermediate portion. The tubular portion 21D and a thin tubular portion 21E axially extending from the base end side of the thick tubular portion 21D are roughly configured (see FIG. 2).

そして、該薄肉筒部21Eの基端側は後述する絶縁筒体
22等の挿入後に、径方向内向きに折曲げられて環状の
折曲げ部21Fとなり、該折曲げ部21Fは後述のディ
スクスプリング25と共に絶縁筒体22、ジルコニアチ
ューブ5等をホルダ21内に位置決めするようになって
いる。また、該薄肉筒部21Eの中間部には電気的に加
熱しつつ、例えば350kg/cm2程度の荷重で軸方向に
加圧することによって形成された加熱カシメ部21Gが設
けられ、該加熱カシメ部21Gは薄肉筒部21Eの軸方
向長さを短縮することによってディスクスプリング25
を圧縮状態におくようになっている。
The base end side of the thin-walled tubular portion 21E is bent inward in the radial direction to form an annular bent portion 21F after insertion of an insulating tubular body 22 described later, and the bent portion 21F is a disc spring described later. The insulating cylinder 22, the zirconia tube 5 and the like are positioned in the holder 21 together with 25. Further, a heating caulking portion 21G formed by axially pressurizing with a load of, for example, about 350 kg / cm 2 while electrically heating is provided in the middle portion of the thin-walled tubular portion 21E. 21G reduces the disk spring 25 by reducing the axial length of the thin-walled tubular portion 21E.
Is put in a compressed state.

22は大径部22A側がホルダ21内に挿入され、小径
部22B側がホルダ21の折曲げ部21Fを介して外部
に突出した絶縁筒体を示し、該絶縁筒体22はアルミナ
等のセラミック材料によって大径部22Aおよび小径部
22Bからなる段付筒状体として形成されている。そし
て、大径部22Aの先端面はジルコニアチューブ5の開
口部5A端面との間で後述するコンタクトプレート23
のコンタクト部23Bを挟持し、該コンタクト部23B
を内側電極8の引出し部8Aに接続させるようになって
いる。また、小径部22Bの外周側には環状溝22Cが
形成され、該環状溝22Cには後述のキャップ26がカ
シメ等の手段を用いて係合されるようになっている。
Reference numeral 22 denotes an insulating cylindrical body in which the large diameter portion 22A side is inserted into the holder 21 and the small diameter portion 22B side protrudes outside through the bent portion 21F of the holder 21, and the insulating cylindrical body 22 is made of a ceramic material such as alumina. It is formed as a stepped tubular body composed of a large diameter portion 22A and a small diameter portion 22B. The tip surface of the large-diameter portion 22A is in contact with the end surface of the opening 5A of the zirconia tube 5 which will be described later.
Holding the contact portion 23B of the
Is connected to the lead-out portion 8A of the inner electrode 8. Further, an annular groove 22C is formed on the outer peripheral side of the small diameter portion 22B, and a cap 26 described later is engaged with the annular groove 22C by means of caulking or the like.

23は絶縁筒体22内を軸方向に伸長して配設されたコ
ンタクトプレートを示し、該コンタクトプレート23は
ステンレス鋼等からなる一枚の金属板をプレス等の手段
を用いて曲げ加工することにより形成され、その一端側
には長尺の接続部23Aが、他端側には円板状のコンタ
クト部23Bがそれぞれ設けられている。そして、該コ
ンタクトプレート23にはコンタクトゥ23B側寄りに
位置して、径方向外向きに張出した湾曲部23Cが形成
され、該湾曲部23Cはコンタクトプレート23を絶縁
筒体22内に挿入したときに、その内周面に弾性的に係
合し、該コンタクトプレート23を絶縁筒体22内に位
置決めするようになっている。また、該コンタクトプレ
ート23の接続部23Aは絶縁筒体22の小径部22B
側から外部に突出し、その突出端側には後述のリード線
24が接続されている。
Reference numeral 23 denotes a contact plate arranged in the insulating cylindrical body 22 so as to extend in the axial direction. The contact plate 23 is formed by bending a single metal plate made of stainless steel or the like using a means such as a press. And a long connecting portion 23A is provided on one end side thereof, and a disc-shaped contact portion 23B is provided on the other end side thereof. Further, the contact plate 23 is formed with a curved portion 23C which is located closer to the contact 23B side and which projects outward in the radial direction. The curved portion 23C is formed when the contact plate 23 is inserted into the insulating cylindrical body 22. Further, the contact plate 23 is elastically engaged with the inner peripheral surface thereof to position the contact plate 23 in the insulating cylindrical body 22. The connecting portion 23A of the contact plate 23 is a small diameter portion 22B of the insulating cylindrical body 22.
From the side to the outside, and a lead wire 24 described later is connected to the protruding end side.

24はコンタクトプレート23の接続部23A突出端側
にカシメ等の手段を用いて接続されたリード線を示し、
該リード線24はジルコニアチューブ5で発生する起電
力を検出信号として、内側電極8およびコンタクトプレ
ート23を介して外部のコントロールユニットへと出力
するようになっている。
Reference numeral 24 denotes a lead wire connected to the protruding end side of the connecting portion 23A of the contact plate 23 by means of caulking or the like,
The lead wire 24 outputs the electromotive force generated in the zirconia tube 5 as a detection signal to an external control unit via the inner electrode 8 and the contact plate 23.

25はホルダ21の折曲げ部21Fと絶縁筒体22の大
径部22A一端との間に配設されたディスクスプリング
を示し、該ディスクスプリング25は皿ばね等によって
形成され、ホルダ21の薄肉筒部21Eに加熱カシメ部
21Gを形成したときに図示の如く圧縮状態におかれる
ようになっている。そして、該ディスクスプリング25
は絶縁筒体22を介してジルコニアチューブ5の開口部5
A側をホルダ21の肩部21Cに押付けると共に、コン
タクトプレート23のコンタクト部23Bに挟持力を与
え、該コンタクト部23Bを内側電極8の引出し部8A
に確実に接触させるようになっている。
Reference numeral 25 denotes a disc spring arranged between the bent portion 21F of the holder 21 and one end of the large diameter portion 22A of the insulating cylinder 22. The disc spring 25 is formed by a disc spring or the like, and is a thin-walled cylinder of the holder 21. When the heat-crimped portion 21G is formed on the portion 21E, it is placed in a compressed state as shown in the drawing. And the disc spring 25
Is the opening 5 of the zirconia tube 5 through the insulating cylinder 22.
The A side is pressed against the shoulder portion 21C of the holder 21, and a clamping force is applied to the contact portion 23B of the contact plate 23, so that the contact portion 23B is pulled out by the lead portion 8A of the inner electrode 8.
It is designed to make sure contact with.

さらに、26はコンタクトプレート23の接続部23A
突出側と絶縁筒体22の小径部22Bとの間をシールす
るキャップを示し、該キャップ26はステンレス鋼等の
金属材料によって段付筒状に形成され、小径部22Bの
環状溝22Cにロールカシメ等の手段を用いて固定され
ている。そして、該キャップ26の一端側はロールカシ
メ等の手段で接続部23Aの突出側へと径方向内向きに
縮径された縮径部26Aとなり、該縮径部26Aは接続
部23Aの突出側に密着することにより、その周囲から
外部の雨水等が浸入するのを防止するようになってい
る。また、該キャップ26の他端側はホルダ21の折曲
げ部21Fから離間し、絶縁状態におかれるようになっ
ている。
Further, 26 is a connecting portion 23A of the contact plate 23.
A cap that seals between the protruding side and the small diameter portion 22B of the insulating cylindrical body 22 is shown. The cap 26 is formed of a metal material such as stainless steel in a stepped cylindrical shape, and is rolled into the annular groove 22C of the small diameter portion 22B. It is fixed by using such means. Then, one end side of the cap 26 becomes a reduced diameter portion 26A that is radially inwardly reduced to the protruding side of the connecting portion 23A by means such as roll caulking, and the reduced diameter portion 26A is the protruding side of the connecting portion 23A. By closely adhering to, the outside rainwater and the like can be prevented from entering from the surroundings. The other end of the cap 26 is separated from the bent portion 21F of the holder 21 so as to be in an insulating state.

本実施例による酸素センサは上述の如き構成を有するも
ので、その基本的動作については従来技術によるものと
格別差異はない。
The oxygen sensor according to the present embodiment has the above-described configuration, and the basic operation thereof is not different from that of the prior art.

然るに、本実施例では、ホルダ21に薄肉筒部21Eを
一体形成することにより、該ホルダ21のみでセンサ本
体を構成し、該ホルダ21の折曲げ部21Fから絶縁筒
体22の小径部22B側を外部に突出させ、該小径部2
2Bに環状溝22Cを介して取付けられたキャップ26
により、コンタクトプレート23の接続部23B周囲を
縮径部26Aを介してシールするようにしたから、外部
の雨水等が内部に侵入するのをキャップ26により防止
できる。そして、エンジン等からの高熱はセラミック材
料からなる絶縁筒体22を介してのみキャップ26に伝
わるから、該キャップ26が高温状態におかれるのを可
及的に防止できる上、該キャップ26は金属材料によっ
て形成されているから、耐熱性を大幅に向上できる、そ
のシール作用を長期に亘って保持できる。
However, in this embodiment, the holder 21 is integrally formed with the thin-walled tubular portion 21E to configure the sensor body only with the holder 21, and the bent portion 21F of the holder 21 to the small-diameter portion 22B side of the insulating tubular body 22. The small diameter portion 2
Cap 26 attached to 2B through annular groove 22C
As a result, the periphery of the connection portion 23B of the contact plate 23 is sealed via the reduced diameter portion 26A, so that the cap 26 can prevent rainwater and the like from entering the inside. Since high heat from the engine or the like is transmitted to the cap 26 only through the insulating cylindrical body 22 made of a ceramic material, the cap 26 can be prevented from being in a high temperature state as much as possible, and the cap 26 is made of metal. Since it is made of a material, its heat resistance can be greatly improved, and its sealing action can be maintained for a long time.

また、ホルダ21の折曲げ部21Fと絶縁筒体22の大
径部22Aとの間にはディスクスプリング25が圧縮状
態で配設されているから、この間をディスクスプリング
25によりシールでき、前記キャップ26と共に雨水等
の浸入を確実に防止できる。
Further, since the disc spring 25 is arranged in a compressed state between the bent portion 21F of the holder 21 and the large diameter portion 22A of the insulating cylindrical body 22, the gap between the disc spring 25 and the cap 26 can be sealed. At the same time, it is possible to reliably prevent rainwater from entering.

さらに、コンタクトプレート23は接続部23Aを外部
に突出させて、その突出端側でリード線24に接続して
いるから、該コンタクトプレート23を絶縁筒体22内
に配設して、ホルダ21内に組込んだ後に、接続部23
Aの突出端側にリード線24を接続することができ、当
該酸素センサの組立作業を完全に自動化することが可能
となる。この場合、コンタクトプレート23には湾曲部
23Cを設け、該コンタクトプレート23を絶縁筒体2
2内に挿入したとき、該湾曲部23Cによりコンタクト
プレート23を絶縁筒体22内に位置決めする構成とし
ているから、ホルダ21の薄肉筒部21Eに加熱カシメ
部21Gを形成して、ディスクスプリング25を圧縮さ
せるとき等に、コンタクトプレート23が絶縁筒体22
内で位置ずれを防止でき、組立作業の自動化をより確実
に促進することができる。
Further, since the contact plate 23 has the connecting portion 23A projected to the outside and is connected to the lead wire 24 on the protruding end side, the contact plate 23 is disposed in the insulating cylindrical body 22 and the inside of the holder 21 is disposed. Connection part 23
Since the lead wire 24 can be connected to the protruding end side of A, the assembly work of the oxygen sensor can be completely automated. In this case, the contact plate 23 is provided with a curved portion 23C, and the contact plate 23 is attached to the insulating cylindrical body 2.
Since the contact plate 23 is positioned in the insulating cylindrical body 22 by the curved portion 23C when it is inserted into the inside 2, the heating caulking portion 21G is formed in the thin-walled cylindrical portion 21E of the holder 21, and the disc spring 25 is formed. When compressing the contact plate 23, the contact plate 23
It is possible to prevent the positional deviation inside, and to more reliably promote automation of the assembly work.

また、従来技術に比較して、第3図に示したキャップ3
を不要にできる上に、絶縁筒体22の軸方向寸法を縮小
化できるから、当該酸素センサを確実に小型化でき、材
料費等を削減してコストダウンを図ることができる等、
種々の効果を奏する。
In addition, as compared with the prior art, the cap 3 shown in FIG.
In addition to being unnecessary, the axial dimension of the insulating cylindrical body 22 can be reduced, so that the oxygen sensor can be surely downsized, and material costs and the like can be reduced to achieve cost reduction.
Has various effects.

なお、前記実施例では、ホルダ21の折曲げ部21Fと
絶縁筒体22の大径部22Aとの間にディスクスプリン
グ25を配設するものとして述べたが、該ディスクスプ
リング25は必ずしも設ける必要はなく、この場合はホ
ルダ21の薄肉筒部21Eに加熱カシメ部21Gを形成
するときに、折曲げ部21Fにより絶縁筒体22の大径
部22Aを直接的に軸方向に押圧して、ジルコニアチュ
ーブ5等に押付け力を与えるようにしてもよい。
In the above embodiment, the disc spring 25 is provided between the bent portion 21F of the holder 21 and the large diameter portion 22A of the insulating cylindrical body 22, but the disc spring 25 does not necessarily have to be provided. In this case, when forming the heating caulking portion 21G in the thin-walled tubular portion 21E of the holder 21, the bent portion 21F directly presses the large-diameter portion 22A of the insulating tubular body 22 in the axial direction to form a zirconia tube. You may make it give a pressing force to 5 grade | etc.,.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳述した通り、本発明によれば、絶縁筒体の小径部
側をホルダの折曲げ部を介して外部に突出させ、該小径
部側からコンタクトプレートの一端側を外部に突出さ
せ、該一端側と小径部側との間を該小径部に取付けたキ
ャップによりシールする構成としたから、耐熱性を向上
させて、シール作用を長期に亘って保持でき、雨水等が
内部に浸入するのを防止できる。また、ホルダ内に絶縁
筒体やコンタクトプレート等を組込んだ後に、外部に突
出するコンタクトプレートの一端側にリード線を接続す
ることができ、組立作業を自動化することが可能とな
る。さらに、当該酸素センサを小型化でき、コストダウ
ンを図ることができる等、種々の効果を奏する。
As described above in detail, according to the present invention, the small diameter portion side of the insulating cylindrical body is projected to the outside through the bent portion of the holder, and one end side of the contact plate is projected to the outside from the small diameter portion side. Since the gap between the one end side and the small diameter portion side is sealed by the cap attached to the small diameter portion, the heat resistance is improved, the sealing action can be maintained for a long time, and rainwater etc. can enter inside. Can be prevented. Further, after the insulating cylinder, the contact plate, etc. are assembled in the holder, the lead wire can be connected to one end side of the contact plate protruding to the outside, and the assembling work can be automated. Further, the oxygen sensor can be downsized, and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図および第2図は本発明の実施例を示し、第1図は
酸素センサの縦断面図、第2図はホルダの縦断面図、第
3図および第4図は従来技術を示し、第3図は酸素セン
サの縦断面図、第4図は検出信号の出力特性線図であ
る。 5……ジルコニアチューブ、5A……開口部、7……外
側電極、8……内側電極、21……ホルダ、21A……
おねじ部、21C……肩部、21E……薄肉筒部、21
F……折曲げ部、21G……加熱カシメ部、22……絶
縁筒体、22A……大径部、22B……小径部、23…
…コンタクトプレート、23A……接続部、23B……
コンタクト部、23C……湾曲部、24……リード線、
25……ディスクスプリング、26……キャップ、26
A……縮径部。
1 and 2 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a vertical sectional view of an oxygen sensor, FIG. 2 is a vertical sectional view of a holder, and FIGS. 3 and 4 are prior arts. FIG. 3 is a vertical sectional view of the oxygen sensor, and FIG. 4 is an output characteristic diagram of a detection signal. 5 ... Zirconia tube, 5A ... Opening, 7 ... Outer electrode, 8 ... Inner electrode, 21 ... Holder, 21A ...
Male thread, 21C ... Shoulder, 21E ... Thin-walled cylinder, 21
F ... Bent portion, 21G ... Heating caulking portion, 22 ... Insulating cylinder, 22A ... Large diameter portion, 22B ... Small diameter portion, 23 ...
… Contact plate, 23A …… Connection part, 23B ……
Contact part, 23C ... curved part, 24 ... lead wire,
25 ... Disc spring, 26 ... Cap, 26
A: Reduced diameter section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】先端部外周側が車両への取付部となり、基
端側が径方向内向きに折曲げられて環状の折曲げ部とな
った筒状のホルダと、大径部側が該ホルダ内に挿入さ
れ、小径部側が該ホルダの折曲げ部を介して外部に突出
した段付筒状の絶縁筒体と、一端側が前記ホルダの先端
部内周側に該絶縁筒体と当接するように取付けられ、他
端側がホルダ外に突出して閉塞端となったジルコニアチ
ューブと、該ジルコニアチューブの外面、内面にそれぞ
れ設けられた外側電極、内側電極と、前記絶縁筒体内に
配設され、一端側が該絶縁筒体の小径部側から外部に突
出すると共に、他端側が前記ジルコニアチューブと絶縁
筒体との間で挟持されて該内側電極と接続されたコンタ
クトプレートと、該コンタクトプレートの一端側と絶縁
筒体の小径部側との間をシールすべく、該絶縁筒体の小
径部に取付けられたキャップとから構成してなる酸素セ
ンサ。
1. A cylindrical holder in which the outer peripheral side of the tip portion is a mounting portion to a vehicle, and the base end side is bent radially inward to form an annular bent portion, and the large diameter portion side is inside the holder. The stepped cylindrical insulating cylinder is inserted into the holder, the small diameter side of which protrudes to the outside through the bent portion of the holder, and the one end of the holder is attached to the inner peripheral side of the tip of the holder so as to abut the insulating cylinder. A zirconia tube having the other end protruding outside the holder to form a closed end, an outer electrode and an inner electrode respectively provided on the outer surface and the inner surface of the zirconia tube, and disposed inside the insulating cylinder, and one end of the insulation A contact plate that protrudes outward from the small diameter portion side of the tubular body, and has the other end sandwiched between the zirconia tube and the insulating tubular body and connected to the inner electrode, and one end side of the contact plate and the insulating tubular body. With the small diameter side of the body In order to seal, the oxygen sensor comprising consist of a cap attached to the small diameter portion of the insulating cylinder.
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