JPH0833369B2 - Oxygen sensor - Google Patents
Oxygen sensorInfo
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- JPH0833369B2 JPH0833369B2 JP61146211A JP14621186A JPH0833369B2 JP H0833369 B2 JPH0833369 B2 JP H0833369B2 JP 61146211 A JP61146211 A JP 61146211A JP 14621186 A JP14621186 A JP 14621186A JP H0833369 B2 JPH0833369 B2 JP H0833369B2
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- insulator
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、酸素センサ、特に車両の排ガス系に配備さ
れる酸素センサ(以下、車両用酸素センサという。)に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen sensor, and more particularly to an oxygen sensor provided in an exhaust gas system of a vehicle (hereinafter referred to as vehicle oxygen sensor).
(従来技術および問題点) 車両用酸素センサには、袋状の固体電解質素子を有
し、該素子の内外面に一対の電極を備え、内面側の電極
(基準電極)を基準酸素ガスに、外面側の電極(測定電
極)を測定酸素ガスに接触させ、素子内外面の酸素濃度
差に対応して両電極間に電位差を生ぜしめ、かかる電位
差に基づく信号を制御回路に出力し、酸素濃度を検知す
るようにしたものがある。(Prior Art and Problems) A vehicle oxygen sensor has a bag-shaped solid electrolyte element, a pair of electrodes is provided on the inner and outer surfaces of the element, and the inner electrode (reference electrode) is used as a reference oxygen gas. The electrode on the outer surface (measurement electrode) is brought into contact with the oxygen gas to be measured, and a potential difference is generated between the two electrodes in response to the oxygen concentration difference between the inside and outside of the element. There are those that detect.
そして、かかる車両用酸素センサは、そのハウジング
が排ガス系のマニホールドに取付けられ、一方の電極
(通常は基準電極)を制御回路に導通する一方、他方の
電極(通常は測定電極)をハウジングしたがって排ガス
系を通じてアースするのが普通であった(たとえば、特
公昭59−41952)。In such a vehicle oxygen sensor, its housing is attached to an exhaust gas system manifold, and one electrode (usually a reference electrode) is connected to a control circuit while the other electrode (usually a measurement electrode) is housed in the exhaust gas system. It was common to ground through the system (for example, Japanese Examined Patent Publication No. 59-41952).
しかしながら、この種の酸素センサにあっては、出力
が微弱であることからエンジン系の若干のノイズ、たと
えば点火プラグによるノイズまたはアース電流の電位差
によるノイズによっても影響を受けてしまい、正確な検
知が困難である、といった問題を有する。However, in this type of oxygen sensor, since the output is weak, it is affected by some noise of the engine system, for example, noise due to the spark plug or noise due to the potential difference of the ground current, and accurate detection is not possible. It has a problem that it is difficult.
これに対して、上記他方の電極(通常は測定電極)も
ハウジングに対して電気的に絶縁して制御回路側へ導き
ノイズの混入をなくするようにした言うなれば両絶縁型
の酸素センサが特開昭51−103494号公報や特開昭60−18
3857号公報に提案されている。しかし、これらのもの
は、高温での使用も行なわれる実際使用上不満足なもの
でしかなかった。On the other hand, the other electrode (usually the measurement electrode) is also electrically insulated from the housing so as to be guided to the control circuit side so that noise is not mixed in. JP-A-51-103494 and JP-A-60-18
It is proposed in Japanese Patent No. 3857. However, these materials are unsatisfactory in practical use because they are used at high temperatures.
(目的) 本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、高
温時においてもエンジン系のノイズによって酸素センサ
の出力が影響されることを極力抑止して車両用酸素セン
サによる常に正確な酸素濃度の検知を可能にすることに
ある。(Object) In view of the problems of the prior art, an object of the present invention is to suppress the output of the oxygen sensor from being influenced by noise of the engine system even at a high temperature as much as possible, so that the oxygen sensor for the vehicle always provides accurate oxygen. It is to be able to detect the concentration.
(問題点の解決手段) 本発明の酸素センサは、先方が検出部(4a)とされ、
後方が出力取出部(4b)とされ且つ中間部に外方に突出
する鍔部(4c)が形成された固体電解質素子(4)と、
検出部において外素子の内外面に備えられた1対の電極
と、素子の外面に備えられ、先端が外面に備えられた電
極の後端に接続されるとともに後端が出力取り出し部に
至る線状、帯状あるいは膜状に形成されたリード部
(8′)と、出力取出部(4b)におけるリード部と外部
リードとを電気的に接続するための接続手段と、全体と
して筒状体をなして内面にテーパ段部(13a)と後端に
加締部(13b)を備え、電極とリード部(8′)とを備
えた固体電解質素子(4)を同軸状に挿通せしめるとと
もにこれを鍔部(4c)がテーパ段部(13a)と加締部(1
3b)との間で軸方向に強圧介装されるようになして把持
するための取付金具(13)と、素子リード部(8′)と
取付金具(13)との間の電気絶縁性を確保するために固
体電解質素子(4)と取付金具との間の環状空間部に介
装された絶縁体ユニット(17)とを備えた酸素センサで
あって、絶縁体ユニット(17)が、固体電解質素子の鍔
部(4c)の先方を向く面と取付金具のテーパ段部(13
a)との間に鍔部の先方側の突出肩面に直接作用するよ
うに軸方向に強圧介装されたセラミック焼結体から成る
先方筒状絶縁体(18)と、加締部と鍔部の後方を向く面
との間においてそれぞれ鍔部の後側の突出肩面に直接作
用するように軸方向に強圧介装された圧縮充填セラミッ
ク粉末からなる中間筒状絶縁体(19)と、取り付け金具
から該軸方向に強圧され、中間筒状絶縁体(19)を軸方
向に強圧する、セラミック焼結体から成る後方筒状絶縁
体(20)とからなることを特徴とする。(Means for Solving Problems) In the oxygen sensor of the present invention, the other end is the detection unit (4a),
A solid electrolyte element (4) having a rear part as an output extraction part (4b) and a flange part (4c) projecting outward in the middle part;
A pair of electrodes provided on the inner and outer surfaces of the outer element in the detection section, and a wire that is provided on the outer surface of the element and has its tip connected to the rear end of the electrode provided on the outer surface and the rear end reaching the output extraction section. Portion (8 ') formed in a strip shape, a strip shape or a film shape, and a connecting means for electrically connecting the lead portion in the output extraction portion (4b) and an external lead, and form a tubular body as a whole. A taper step portion (13a) on the inner surface and a caulking portion (13b) on the rear end, and a solid electrolyte element (4) having an electrode and a lead portion (8 ') can be inserted coaxially therewith. Part (4c) is tapered step (13a) and crimped part (1
3b) The mounting metal fitting (13) for gripping by being strongly pressure-inserted in the axial direction, and the electrical insulation between the element lead portion (8 ') and the mounting metal fitting (13). An oxygen sensor, comprising: an insulator unit (17) interposed in an annular space between a solid electrolyte element (4) and a mounting metal member for securing the insulator unit (17) Surface facing the tip of the collar (4c) of the electrolyte element and the taper step (13
a), the front cylindrical insulator (18) made of a ceramic sintered body that is strongly pressed in the axial direction so as to directly act on the protruding shoulder surface on the front side of the flange, and the crimping portion and the collar. An intermediate cylindrical insulator (19) made of compression-filled ceramic powder, which is strongly pressed in the axial direction so as to directly act on the projecting shoulder surface on the rear side of the flange between the surface facing the rear of the portion, and It is characterized by comprising a rear cylindrical insulator (20) made of a ceramic sintered body, which is strongly pressed in the axial direction from a mounting member and axially strongly presses the intermediate cylindrical insulator (19).
(実施態様) (1) 前記リードとしては、素子外面の先後方向に沿
って帯状に延びたものが好ましい。(Embodiment) (1) The lead preferably extends in a strip shape along the front-back direction of the outer surface of the element.
リード部の材料としては、貴金属たとえば白金(Pt)
が挙げられる。The material of the lead part is a noble metal such as platinum (Pt)
Is mentioned.
(2) 前記絶縁体としては、前記素子の鍔部に対し
て、より先方に位置する絶縁体とより後方に位置する絶
縁体と、その中間に配設される弾性部材および気密封止
材としての圧縮充填セラミックス粉末からなる分割構成
が好ましい。(2) As the insulator, as an insulator positioned further ahead of the collar portion of the element, an insulator positioned further rearward, and an elastic member and an airtight sealing material disposed in the middle thereof. It is preferable to use a divided structure composed of the compression-filled ceramic powder of (1).
絶縁体の材料としては、高温電気絶性と強度において
有利なセラミックを用いる。As the material of the insulator, ceramic, which is advantageous in high temperature electric insulation and strength, is used.
(3) 基準電極及び測定電極からの電位を伝える導電
性材料として、グラファイトのような高温(600℃以
上)で酸素と反応するような材料を用いる必要がない構
造であるので、高温(特に600℃以上)での使用に本発
明の酸素センサは好適である。(3) Since it is not necessary to use a material such as graphite that reacts with oxygen at a high temperature (600 ° C. or higher) as a conductive material that transmits the potential from the reference electrode and the measurement electrode, a high temperature (especially 600 The oxygen sensor of the present invention is suitable for use at temperatures above (° C.).
(作用) こうした構成とすることにより、素子外面のリード部
は、600〜800℃の高温においてもハウジングに対して充
分な電気絶縁性を保持してハウジング外に出力(アー
ス)することができるとともに固体電解質素子は取付金
具に対して高温・強振動下でも常に確実にかつ反発力が
常時バネ作用の如く作用して固定されかくて良好な気密
性、絶縁性及び必要な電極端子の接続性を保持して固定
される。(Operation) With such a configuration, the lead portion on the outer surface of the element can maintain sufficient electrical insulation with respect to the housing even at a high temperature of 600 to 800 ° C. and can be output (grounded) to the outside of the housing. The solid electrolyte element is always fixed to the mounting metal fittings under high temperature and strong vibration, and the repulsive force always acts like a spring action and is fixed, thus providing good airtightness, insulation and necessary electrode terminal connectivity. It is held and fixed.
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing.
第1図〜第4図において、1は酸素センサであり、こ
の酸素センサ1は、車両のエンジン系の排ガスマニホー
ルド2に取付けられ、その信号が制御回路3に出力され
るものである。In FIGS. 1 to 4, reference numeral 1 denotes an oxygen sensor, which is attached to an exhaust gas manifold 2 of an engine system of a vehicle and a signal of which is output to a control circuit 3.
前記酸素センサ1は、大略、酸素ガス濃度に応じて分
圧差を生ずる袋状の固体電解質素子4と、素子4に基づ
く信号を前記制御回路3に出力するリード素5と、素子
4およびリード素5(の一部)を包囲するハウジング6
とから構成されている。The oxygen sensor 1 includes a bag-shaped solid electrolyte element 4 that causes a partial pressure difference according to the oxygen gas concentration, a lead element 5 that outputs a signal based on the element 4 to the control circuit 3, the element 4 and the lead element. Housing 6 surrounding (part of) 5
It consists of and.
前記素子4は、その先端部が検出部4aとされ、その外
側には排ガスAが、その内側には基準ガスBがそれぞれ
存在し、排ガスAと基準ガスBとによって酸素濃度差を
生じ得るようになっている。また、その後端部は出力取
出部4bとされ、素子4からの信号はこの出力取出部4bよ
り前記制御回路へ伝送される。なお、4cは素子4の先後
方向中間部位において外方に突出形成された鍔部であ
る。The element 4 has a detection part 4a at its tip, exhaust gas A is present outside thereof, and reference gas B is present inside thereof, so that an oxygen concentration difference can be caused by the exhaust gas A and the reference gas B. It has become. Further, the rear end portion thereof serves as an output extracting portion 4b, and the signal from the element 4 is transmitted from the output extracting portion 4b to the control circuit. In addition, 4c is a flange portion which is formed to project outward at the front-rear direction intermediate portion of the element 4.
その素子4には、検出部4aの周回り方向全域におい
て、その内面に多孔性基準電極7、その外面に多孔性測
定電極7′が備えられ、前記酸素濃度差に基づいて電位
差を生じるようになっている。The element 4 is provided with a porous reference electrode 7 on its inner surface and a porous measurement electrode 7'on its outer surface over the entire area in the circumferential direction of the detecting portion 4a so that a potential difference is generated based on the oxygen concentration difference. Has become.
前記リード素5は、素子リード8、8′、外部リード
9、9′および上記素子リード8、8′と外部リード
9、9′を電気的に接続するための接続手段としての中
間リード10、10′からなる。素子リード8、8′は、素
子4の内外面に備えられるものであり、その先端が各電
極7、7′の後端に接続されて素子4形状に沿って後方
へ帯状に延び、出力取出部4bに至っている。一方、外部
リード9、9′は、前記制御回路3から伸び、前記ハウ
ジング6の後端部に挿入されている。中間リード10、1
0′は、ハウジング6内において前記素子4の出力取出
部4bと外部リード9、9′の挿入端部との間に配設さ
れ、素子4に係る一対の電極7、7′と制御回路3に係
る一対の外部リード9、9′とを接続している。ここで
は、中間リード10、10′はバネ性の耐熱性材料(例えば
析出硬化性ステンレス)からなり、その先端部がバネ性
帯状体10a、10′aとされ、素子4の出力取出部4bにお
いて、帯状体10aが素子リード8後端に対してその半径
方向外方へ向うバネ力によって圧接するように嵌着され
るとともに、帯状体10′aが素子リード8′後端に対し
てその半径方向内方に向うバネ力によっては圧接するよ
うに嵌着されることにより、電極7、7′と中間リード
10、10′とが素子リード8、8′を介して接続されてい
る。一方、中間リード10、10′の後端部は割欠き筒状体
10b、10′bとされ、この筒状体10b、10′bが外部リー
ド9、9′の挿入端部にそれぞれ嵌合されることによ
り、制御回路3と中間リード10、10′とが外部リード
9、9′を介して接続されている。そして、制御回路3
において、測定電極7′に係る出力がアースされる。The lead element 5 includes element leads 8, 8 ', external leads 9, 9'and an intermediate lead 10 as a connecting means for electrically connecting the element leads 8, 8'and the external leads 9, 9'. It consists of 10 '. The element leads 8 and 8'are provided on the inner and outer surfaces of the element 4, and the tips thereof are connected to the rear ends of the electrodes 7 and 7'and extend rearward along the shape of the element 4 in a strip shape to output the output. It has reached part 4b. On the other hand, the external leads 9 and 9 ′ extend from the control circuit 3 and are inserted into the rear end portion of the housing 6. Intermediate lead 10, 1
The reference numeral 0'is disposed in the housing 6 between the output extraction portion 4b of the element 4 and the insertion ends of the external leads 9, 9 ', and the pair of electrodes 7, 7'of the element 4 and the control circuit 3 are provided. And a pair of external leads 9 and 9 '. Here, the intermediate leads 10 and 10 'are made of a heat-resistant material having spring properties (for example, precipitation hardening stainless steel), and the tips thereof are spring-like strips 10a and 10'a, and at the output extracting portion 4b of the element 4. The strip 10a is fitted to the rear end of the element lead 8 so as to be pressed against the rear end of the element lead 8 by a spring force, and the radius of the strip 10'a relative to the rear end of the element lead 8 '. The electrodes 7, 7'and the intermediate lead are fitted so as to be pressed against each other depending on the spring force directed inward.
10 and 10 'are connected via element leads 8 and 8'. On the other hand, the rear ends of the intermediate leads 10 and 10 'are notched tubular bodies.
10b and 10'b, and the cylindrical bodies 10b and 10'b are fitted into the insertion ends of the external leads 9 and 9 ', respectively, so that the control circuit 3 and the intermediate leads 10 and 10' are externally connected. They are connected via leads 9 and 9 '. And the control circuit 3
At, the output associated with the measuring electrode 7'is grounded.
ここで、前記素子4の外面側においては、測定電極
7′を被覆して多孔性保護層11が積層されており、測定
電極7′および保護層11が多孔性であることから、排ガ
スAの素子4への接触が確保されている。Here, on the outer surface side of the element 4, the porous protective layer 11 is laminated so as to cover the measuring electrode 7 ', and the measuring electrode 7'and the protective layer 11 are porous. The contact with the element 4 is ensured.
前記ハウジング6は、前記マニホールド2に固定され
る取付金具13を有し、この取付金具13の先方には素子4
の検出部4aの熱劣化を防止する保護キャップ14が配設さ
れる一方、後方には前記中間リード10、10′および外部
リード9、9′の一部(挿入端部)を包囲して第1筒体
15および第2筒体16が配設されている。取付金具13の後
端には加締部13bが形成され、また内面側にはテーパ段
部13aが形成されている。The housing 6 has a mounting bracket 13 fixed to the manifold 2, and the element 4 is provided in front of the mounting bracket 13.
While a protective cap 14 for preventing heat deterioration of the detection section 4a of the above is disposed, the rear side is surrounded by a part (insertion end) of the intermediate leads 10 and 10 'and the external leads 9 and 9'. 1 cylinder
15 and the second cylindrical body 16 are arranged. A caulking portion 13b is formed at the rear end of the fitting 13, and a taper step portion 13a is formed on the inner surface side.
前記素子4と前記取付金具13との間の環状空間部に
は、素子リード8′と取付金具13との間の電気絶縁性と
熱的絶縁性を確保するために絶縁体17が介装されてい
る。この絶縁体17ユニットは、先方より後方へ向って順
次位置する先方絶縁体18、中間絶縁体19および後方絶縁
体20からなる。先方絶縁体18はセラミック(例えばアル
ミナ)焼結体からなり、その内面中央にテーパ部18a、
外面先端にテーパ部18bを有する筒状体であり、内面テ
ーパ部18aが前記鍔部4cの先方テーパ部に当接する一
方、外面テーパ部18bが前記段部13aに当接している。中
間絶縁体19は、充填セラミック粉末(例えばタルクの粉
末)からなる筒状体であり、常時反発力を作用させるた
めのいわばバネ材ないし弾性部材及び気密封止材として
働くものである。後方絶縁体20はセラミック(例えばア
ルミナ)焼結体からなり、ここでは、その外面後端が大
径部20aとされた同じく筒状体であり、この大径部20aが
取付金具13の後端部(その内径が若干大径とされてい
る。)に係止することにより先後方向への最大変位が規
制されている。ここで、取付金具13の後端加締部13bは
かしめられており、前記第1筒体15先端の外向きフラン
ジ15aを介して後方絶縁体20したがって弾性部材及び気
密防止材として働く中間絶縁体19が素子4の鍔部4cを後
方より押圧する一方、取付金具13の段部13aしたがって
先方絶縁体18が該鍔部4cを先方より押圧し、これによっ
て素子4は上記各絶縁体18、19、20とともに取付金具13
に対して所定位置に保持されている。なお、21は金属パ
ッキンである。An insulator 17 is interposed in the annular space between the element 4 and the mounting member 13 in order to ensure electrical insulation and thermal insulation between the element lead 8'and the mounting member 13. ing. The insulator 17 unit includes a front insulator 18, an intermediate insulator 19, and a rear insulator 20, which are sequentially located rearward from the front. The front insulator 18 is made of a ceramic (for example, alumina) sintered body and has a tapered portion 18a at the center of its inner surface.
It is a tubular body having a tapered portion 18b at the tip of the outer surface, and the inner tapered portion 18a abuts on the forward tapered portion of the collar portion 4c, while the outer tapered portion 18b abuts on the stepped portion 13a. The intermediate insulator 19 is a cylindrical body made of filled ceramic powder (for example, talc powder), and functions as a spring member or elastic member and an airtight sealing member for constantly exerting a repulsive force. The rear insulator 20 is made of a ceramic (for example, alumina) sintered body, and is a cylindrical body in which the rear end of the outer surface is the large diameter portion 20a, and the large diameter portion 20a is the rear end of the fitting 13. The maximum displacement in the front-rear direction is regulated by engaging with the portion (the inner diameter of which is slightly larger). Here, the rear end caulking portion 13b of the mounting member 13 is caulked, and the rear insulator 20 and thus the intermediate insulator acting as an elastic member and an airtightness preventive member through the outward flange 15a at the tip of the first tubular body 15. While 19 presses the collar portion 4c of the element 4 from the rear, the stepped portion 13a of the mounting member 13 and thus the front insulator 18 presses the collar portion 4c from the front, so that the element 4 causes each of the insulators 18, 19 described above. , 20 with mounting bracket 13
Is held in place with respect to. In addition, 21 is a metal packing.
また、筒体15、16と外部リード9′ないしは中間リー
ド10、10′との間には先後方向に亘って適宜に絶縁体2
2、22が介装されている。Further, between the cylindrical bodies 15 and 16 and the outer leads 9'or the intermediate leads 10 and 10 ', the insulator 2 is appropriately provided in the front-rear direction.
2 and 22 are installed.
なお、23はヒータ、そして24は該ヒータに係るリード
素である。In addition, 23 is a heater and 24 is a lead element related to the heater.
次に、こうした構成の実施例の酸素センサについて、
その作用を述べる。Next, regarding the oxygen sensor of the embodiment having such a configuration,
The action will be described.
いま、酸素ガスの濃度差に基づく電位差が両電極7、
7′との間に発生したとする。すると、基準電極7から
の信号は、素子リード8、中間リード10および外部リー
ド9を介して、制御回路3に出力される。一方、測定電
極7′からの信号は、素子リード8′、中間リード10′
および外部リード9′を介して、制御回路3に出力さ
れ、アースされる。ここで、こうした信号の出力系は、
両電極7、7′のいずれに係るものについても、エンジ
ン系に導通し得るハウジング(すなわち取付金具13、保
護キャップ14および筒体15、16)とは、絶縁要素(すな
わち、絶縁体ユニット17および絶縁体22、22)によって
絶縁されている。そのため、酸素センサ1からリード素
5を経由して制御回路3に至る出力信号が、エンジン系
からのノイズによって殆ど影響を受けない。特に取付金
具13は高温になるがその部分はセラミックの絶縁体ユニ
ット、すなわち先方筒状セラミック絶縁体18、充填セラ
ミック粉末からなる中間筒状絶縁体19および後方筒状セ
ラミック絶縁体とからなるので、高い電気絶縁性能(例
えば1MΩ以上)が容易にえられ、常に安定してエンジン
系からのノイズ混入が阻止される。Now, the potential difference based on the oxygen gas concentration difference is
7 '. Then, the signal from the reference electrode 7 is output to the control circuit 3 via the element lead 8, the intermediate lead 10 and the external lead 9. On the other hand, the signal from the measuring electrode 7'is the element lead 8'and the intermediate lead 10 '.
And it is output to the control circuit 3 via the external lead 9'and is grounded. Here, the output system of such a signal is
With regard to both of the electrodes 7 and 7 ', the housing (that is, the mounting bracket 13, the protective cap 14, and the cylindrical bodies 15 and 16) that can conduct to the engine system is an insulating element (that is, the insulating unit 17 and It is insulated by insulators 22, 22). Therefore, the output signal from the oxygen sensor 1 to the control circuit 3 via the lead element 5 is hardly affected by noise from the engine system. In particular, the mounting bracket 13 has a high temperature, but that portion is composed of a ceramic insulator unit, that is, a front tubular ceramic insulator 18, an intermediate tubular insulator 19 made of filled ceramic powder, and a rear tubular ceramic insulator. High electrical insulation performance (for example, 1 MΩ or higher) is easily obtained, and noise from the engine system is constantly prevented from mixing.
また、これらの絶縁体18、19、20は固体電解質素子4
の鍔部4cとともに取付金具のテーパ段部13aと加締部13b
との間で軸方向に強圧介装することにより固着されてい
るので、組付体としてコンパクトな構成のもとで高温・
強振動下でも常に頑丈にして気密性良好な酸素センサが
得られる。In addition, these insulators 18, 19 and 20 are solid electrolyte elements 4
Together with the flange 4c of the mounting bracket, the tapered stepped portion 13a and the crimped portion 13b.
Since it is fixed by axially interposing a strong pressure between it and the
It is possible to obtain an oxygen sensor that is robust and has good airtightness even under strong vibration.
(他の実施態様) 電極7、7′に係る信号は、エンジン系に直結するハ
ウジング6を通じてアースしない限り、いかなる態様に
よってアースしてもよい。(Other Embodiments) The signals related to the electrodes 7 and 7'may be grounded in any manner as long as they are not grounded through the housing 6 directly connected to the engine system.
たとえば、外部リード9′によってハウジング6外に
出力された信号を、制御回路3を経由することなくアー
スしてもよい。また、基準電極7に係る信号をアースし
てもよい。For example, the signal output to the outside of the housing 6 by the external lead 9'may be grounded without passing through the control circuit 3. Further, the signal related to the reference electrode 7 may be grounded.
(発明の効果) 以上の如く、本発明によれば、前述した従来技術の問
題点を解消して、酸素センサによる酸素濃度の検知精度
を高温下においても常に安定して向上させることができ
るという顕著な効果を奏する。(Advantages of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to solve the above-mentioned problems of the conventional technique and to improve the detection accuracy of the oxygen concentration by the oxygen sensor constantly and stably even at high temperatures. Has a remarkable effect.
また固体電解質素子を取付金具に対してセラミック粉
末からなる弾性部材を中間に有するセラミック絶縁体ユ
ニット介してをカシメ取付したことにより、高温・強振
動下でも常に、確実に絶縁すると共にしてかつ良好な気
密性を維持する組付けが果たされる。In addition, the solid electrolyte element is caulked to the mounting bracket via the ceramic insulator unit that has the elastic member made of ceramic powder in the middle, so that it can always be surely insulated even under high temperature and strong vibration. Assembling is performed to maintain good airtightness.
さらに加うるに、固体電解質素子外面に接着形成され
たリード部の後端を上記素子の外側電極の出力取付部と
することで外部への出力(アース)取出しも確実かつ容
易に行なうことができ、正負両極が絶縁されると共に確
実に外部への電気接続が達成され、しかも酸素センサ全
体としての組付け構造をコンパクトとすることができ、
また組付けも容易となる。In addition, by using the rear end of the lead portion adhesively formed on the outer surface of the solid electrolyte element as the output attachment portion of the outer electrode of the element, it is possible to reliably and easily take out the output (ground) to the outside. , Both positive and negative electrodes are insulated, electrical connection to the outside is reliably achieved, and the assembly structure of the oxygen sensor as a whole can be made compact.
Also, the assembly becomes easy.
第1図は、本発明に係る酸素センサの取付位置の一例を
示す一部断面図、 第2図は、本発明の一実施例の全体を示す一部断面図、 第3図は、前記実施例の固体電解質素子に係るリード状
態を示す斜視図、そして、 第4図は、前記実施例の絶縁体(取付金具に係るもの)
を示す斜視図であって、第4図(イ)は先方絶縁体およ
び第4図(ロ)は後方絶縁体を示したもの、 を示す。 1……酸素センサ、 4……固体電解質素子、 4a……検出部、 4b……出力取出部、 4c……鍔部、 6……ハウジング、 7、7′……電極(基準電極、測定電極)、 8′……リード(外面に備えられた素子リード)、 13……取付金具、 13a……テーパ段部、 13b……加締部 17……絶縁体ユニット 18……先方筒状絶縁体 19……中間筒状絶縁体 20……後方筒状絶縁体FIG. 1 is a partial sectional view showing an example of a mounting position of an oxygen sensor according to the present invention, FIG. 2 is a partial sectional view showing an entire embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a lead state of the solid electrolyte element of the example, and FIG. 4 shows the insulator of the above-described embodiment (related to the mounting bracket).
FIG. 4 (a) is a perspective view showing a front insulator and FIG. 4 (b) is a rear insulator. 1 ... Oxygen sensor, 4 ... Solid electrolyte element, 4a ... Detection part, 4b ... Output extraction part, 4c ... Collar part, 6 ... Housing, 7, 7 '... Electrode (reference electrode, measurement electrode) ), 8 '... Lead (element lead provided on the outer surface), 13 ... Mounting bracket, 13a ... Tapered step portion, 13b ... Crimping portion 17 ... Insulator unit 18 ... Tip cylindrical insulator 19 …… Middle tubular insulator 20 …… Rear tubular insulator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−178152(JP,A) 特開 昭51−103494(JP,A) 実開 昭60−179862(JP,U) 実開 昭57−86452(JP,U) 実開 昭60−183857(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-57-178152 (JP, A) JP-A-51-103494 (JP, A) Actually open Sho- 60-179862 (JP, U) Actual-open Sho-57- 86452 (JP, U) Actual development Sho 60-183857 (JP, U)
Claims (3)
出部(4b)とされ且つ中間部に外方に突出する鍔部(4
c)が形成された固体電解質素子(4)と、 上記検出部において該素子の内外面に備えられた1対の
電極と、 前記素子の外面に備えられ、先端が該外面に備えられた
前記電極の後端に接続されるとともに後端が前記出力取
り出し部に至る線状、帯状あるいは膜状に形成されたリ
ード部(8′)と、 上記出力取出部(4b)における上記リード部と外部リー
ドとを電気的に接続するための接続手段と、 全体として筒状体をなして内面にテーパ段部(13a)と
後端に加締部(13b)を備え、前記電極とリード部
(8′)とを備えた該固体電解質素子(4)を同軸状に
挿通せしめるとともにこれを上記鍔部(4c)が該テーパ
段部(13a)と該加締部(13b)との間で軸方向に強圧介
装されるようになして把持するための取付金具(13)
と、 上記素子リード部(8′)と上記取付金具(13)との間
の電気絶縁性を確保するために上記固体電解質素子
(4)と該取付金具との間の環状空間部に介装された絶
縁体ユニット(17)とを備えた酸素センサであって、 上記絶縁体ユニット(17)が、上記固体電解質素子の鍔
部(4c)の先方を向く面と上記取付金具のテーパ段部
(13a)との間に該鍔部の先方側の突出肩面に直接作用
するように軸方向に強圧介装されたセラミック焼結体か
ら成る先方筒状絶縁体(18)と、上記加締部と該鍔部の
後方を向く面との間においてそれぞれ該鍔部の後側の突
出肩面に直接作用するように軸方向に強圧介装された圧
縮充填セラミック粉末からなる中間筒状絶縁体(19)
と、上記取り付け金具から該軸方向に強圧され、該中間
筒状絶縁体(19)を該軸方向に強圧する、セラミック焼
結体から成る後方筒状絶縁体(20)とからなることを特
徴とする酸素センサ。1. A flange (4) having a detection part (4a) on the front side, an output extraction part (4b) on the rear side, and an outwardly projecting flange part at the middle part.
c) formed solid electrolyte element (4), a pair of electrodes provided on the inner and outer surfaces of the element in the detection part, an outer surface of the element, and a tip provided on the outer surface. A lead portion (8 ') which is connected to the rear end of the electrode and whose rear end is formed in a linear shape, a strip shape or a film shape to reach the output extraction portion, and the lead portion and the outside of the output extraction portion (4b). A connecting means for electrically connecting the lead, a tubular body as a whole, and a taper step portion (13a) on the inner surface and a caulking portion (13b) on the rear end are provided, and the electrode and the lead portion (8 ′) Is inserted into the solid electrolyte element (4) coaxially and the collar portion (4c) is axially formed between the taper step portion (13a) and the crimp portion (13b). Mounting bracket (13) for gripping by being strongly pressure-inserted in
And an annular space between the solid electrolyte element (4) and the mounting metal fitting in order to ensure electrical insulation between the element lead portion (8 ') and the mounting metal fitting (13). An oxygen sensor having a fixed insulator unit (17), wherein the insulator unit (17) has a surface facing the tip of the collar portion (4c) of the solid electrolyte element and a taper step portion of the mounting bracket. (13a) a front cylindrical insulator (18) made of a ceramic sintered body which is strongly pressed in the axial direction so as to directly act on the protruding shoulder surface on the front side of the collar portion, and the above-mentioned crimping. Intermediate cylindrical insulator made of compression-filled ceramic powder that is strongly pressed in the axial direction so as to directly act on the projecting shoulder surface on the rear side of the collar portion between the flange portion and the rearward facing surface of the collar portion. (19)
And a rear cylindrical insulator (20) made of a ceramic sintered body, which is strongly pressed in the axial direction from the mounting fitting to strongly press the intermediate cylindrical insulator (19) in the axial direction. And oxygen sensor.
において、該接続手段が先方にバネ性の耐熱性材料の帯
状体が備え該帯状体を上記素子リード部(8′)の後端
部が形成された上記固体電解質素子(4)の出力取出部
(4a)に対してその半径方向に向かうバネ力によって圧
接嵌着される金属の中間リードである酸素センサ。2. The oxygen sensor according to claim 1, wherein said connecting means is provided with a strip of a heat-resistant material having a spring property in front of said strip after said element lead portion (8 '). An oxygen sensor, which is a metal intermediate lead, which is press-fitted to the output extraction portion (4a) of the solid electrolyte element (4) having the end portion by a spring force directed in the radial direction thereof.
なる環境下で使用されることを特徴とする特許請求の範
囲第1項又は第2項記載の酸素センサ。3. The oxygen sensor according to claim 1 or 2, wherein the lead portion on the outer surface of the element is used in an environment where the temperature is 600 ° C. or higher.
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|---|---|---|---|
| JP61146211A JPH0833369B2 (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Oxygen sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146211A JPH0833369B2 (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Oxygen sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS633252A JPS633252A (en) | 1988-01-08 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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1986
- 1986-06-24 JP JP61146211A patent/JPH0833369B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS633252A (en) | 1988-01-08 |
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