(57)【要約】【課題】酸素センサに飛び石が当たっても、端子を保持する絶縁部材やセンサ素子の割れが発生しないようにする。【解決手段】ホルダ２にセンサ素子３を挿通保持させる一方、ホルダ２の基端側をキャップ６１，６２で覆う。前記キャップ６１，６２は、２重構造であって、かつ、外側のキャップ６１と内側のキャップ６２との間には隙間が設けられる。そして、前記内側のキャップ６２に端子９及び絶縁部材１０からなる接点部を保持させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のホルダに対してセンサ素子を挿通して保持すると共に、前記ホルダの基端側をキャップで覆い、該キャップ内部に前記センサ素子の接点部が配設される酸素センサにおいて、
前記キャップ内部に、隙間を介して前記接点部を配設したことを特徴とする酸素センサ。
【請求項２】
前記キャップを隙間を有した２重構造とし、該２重のキャップのうちの内側のキャップに前記接点部を保持させたことを特徴とする請求項１記載の酸素センサ。
【請求項３】
前記ホルダの基端側に薄肉環状のキャップ取付部を一体に形成し、該キャップ取付部に前記２重のキャップを共に固定することを特徴とする請求項２記載の酸素センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気管に装着されて排気中の酸素濃度を検出する酸素センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸素センサとして、特許文献１に開示される構造のものがあった。
このものは、中空のホルダに対してセンサ素子を挿通して保持すると共に、前記ホルダの基端側をキャップで覆い、該キャップ基端の内側に、端子を保持する絶縁部材（接点部）を嵌合保持する構成である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４７２１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両用内燃機関において前記酸素センサは、エンジンルーム内や床下部分に配置されるため、車両走行時に跳ね上げられた石などが前記キャップ部に当たり、これによってキャップ内部の絶縁部材やセンサ素子などのセラミック部品に割れが生じる可能性があった。
【０００５】
ここで、前記セラミック部品の割れを防止する方法として、排気管側に酸素センサを保護するカバーを設けたり、石などが当たり難い場所に酸素センサを配置する方法がある。
【０００６】
しかし、排気管側にカバーを設ける構成では、大幅なコストアップになり、また、排気管に対する酸素センサの配置は、酸素濃度の検出精度に影響するため、石跳ね対策として酸素センサの配置に制約を設けると、酸素濃度の検出精度に悪影響を与える可能性があるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、酸素センサ自体に簡単な構成の石跳ね対策を施すことで、大幅なコストアップや検出精度の悪化を招くことなく、セラミック部品の保護を図れるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明では、キャップ内部に、隙間を介してセンサ素子の接点部を配設する構成とした。
【０００９】
かかる構成によると、キャップの内部に、端子，絶縁部材等からなる接点部が直接保持されるのではなく、キャップと接点部との間には、隙間が設けられる。
従って、キャップに対して跳ねた石が当たったときに、接点部に加わる衝撃が弱められ、絶縁部材やセンサ素子などのセラミック部品の割れを防止することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記キャップを隙間を有した２重構造とし、該２重のキャップのうちの内側のキャップに前記接点部を保持させる構成とした。
かかる構成によると、キャップを、外側キャップと内側キャップとからなる２重構造とし、かつ、これらキャップ間に隙間を設け、内側のキャップに接点部を保持させる。
【００１１】
従って、外側のキャップに、跳ねた石が当たって変形しても、内側のキャップに当たるまでは、内側キャップに保持させた接点部に大きな衝撃が加わることがなく、絶縁部材やセンサ素子などのセラミック部品の割れを防止することができ、かつ、接点部を簡便に固定できる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、前記ホルダの基端側に薄肉環状のキャップ取付部を一体に形成し、該キャップ取付部に前記２重のキャップを共に固定する構成とした。
【００１３】
かかる構成によると、２重のキャップは、ホルダの基端側に一体形成された環状のキャップ取付部に固定されるが、前記キャップ取付部は薄肉に形成されるから、跳ねた石が当たったときに変形し易い構造となる。
【００１４】
従って、ホルダとキャップとの接合部に石などが当っても、キャップ取付部の変形によって衝撃が緩衝され、内部のセン素子・絶縁部材の割れを防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、実施形態における酸素センサの縦断面図である。
【００１６】
この図１に示す酸素センサ１は、車両用内燃機関の排気管に装着されて、排気中の酸素濃度を検出するセンサである。
前記酸素センサ１において、ホルダ２は中空に形成され、その先端側外周に排気管に取り付けるための雄ねじ２ａが形成され、該雄ねじ２ａと軸方向に隣接する部分には、前記雄ねじ２ａの締め付け時に用いる六角柱部２ｂが設けられる。
【００１７】
そして、前記雄ねじ２ａを先にして排気管の取り付け穴に対して締め付け固定される。
前記ホルダ２の中空部には、ロッド状のセンサ素子３が挿通されて固定される。
【００１８】
尚、ホルダ２の中空部の内周壁と前記ロッド状のセンサ素子３との間には、シール材４が介装される。
前記センサ素子３は、例えば、酸素イオン伝導性の固体電解質層を挟んで設けられる一対のポンピング電極間に電圧を印加したときの拡散限界電流を、空燃比検出出力として出力する一方、前記ポンピング電極の一方と基準電極との間に発生する起電力を空燃比のリッチ・リーン信号として出力する構成のセンサ素子である。
【００１９】
前記センサ素子３がホルダ２の先端側から飛び出る部分は、２重のプロテクタ５１，５２によって覆われて保護されるようになっている。
前記ホルダ２の雄ねじ２ａよりも先端側には、段差２ｃを介してより外径の細いプロテクタ取付部２ｄが一体に形成されており、有底筒状に形成される２重のプロテクタ５１，５２は、その基端側開口を前記プロテクタ取付部２ｄに外挿させた状態で溶接され、ホルダ２に固定される。
【００２０】
前記２重のプロテクタ５１，５２には、それぞれ外部からプロテクタ内に排気を導入するための開口部５ａが設けられている。
前記ホルダ２の基端側には、薄肉環状のキャップ取付部２ｅが一体に形成され、該キャップ取付部２ｅには、ステンレス等で形成される２重のキャップ６１，６２の先端側開口が外挿され、該外挿部分が溶接されて固定される。
【００２１】
前記２重のキャップ６１，６２は、前記キャップ取付部２ｅにおいては密着しているが、前記キャップ取付部２ｅよりも基端側では、相互間に隙間が設けられるようになっている。
【００２２】
外側のキャップ６１は筒状に形成され、その基端側内周には、リード線７を挿通させるための穴８ａが複数形成される円柱状の弾性部材８がカシメによって固定される。
【００２３】
一方、内側のキャップ６２は有底筒状に形成され、その底壁には、前記弾性部材８を介して内部に延設されるリード線７を挿通させるための穴６２ａが、開口される。
【００２４】
そして、前記内側のキャップ６２の底部には、前記端子９を保持する絶縁部材１０がカシメ固定される。
前記絶縁部材１０には、底側に開口されるリード線用の穴１０ａと、該穴１０ａに連続して設けられ先端側に開放されるより内径の大きな端子用の穴１０ｂとが形成され、前記穴１０ｂに端子９が保持される。
【００２５】
前記端子９は、穴１０ｂに内設され、リード線７先端の被覆が剥がされた部分を把持する円筒部９ａと、該円筒部９ａからセンサ素子３側に延設される爪部９ｂとから構成される。
【００２６】
前記センサ素子３の基端側外周には、周方向に複数の接点３ａが形成され、前記爪部９ｂは対応する接点３ａ付近にまで延設され、前記爪部９ｂは、絶縁材１１を介して圧接用部材１２により縮径方向に押圧されることで、各接点３ａに圧接される。
【００２７】
上記絶縁部材１０及び端子９が本実施形態における接点部を構成する。
上記構成によると、内燃機関の排気管に対する装着状態において、跳ね上げられた石などが、外側のキャップ６１に当たっても、外側のキャップ６１と内側のキャップ６２との間には隙間が設けられているため、外側のキャップ６１が変形して内側のキャップ６２に当たるようになるまでは、内側のキャップ６２への衝撃が緩衝される。
【００２８】
従って、内側のキャップ６２に保持される絶縁部材１０や、端子９が圧接されるセンサ素子３などに、飛び石による衝撃が伝わることを抑止でき、以って、これらセラミック部品の割れを防止できる。
【００２９】
また、キャップ６１，６２とホルダ２との接合部に、飛び石が当たった場合には、キャップ６１，６２が取り付けられるキャップ取付部２ｅは薄肉環状に形成されるから、飛び石の衝撃が加わると、キャップ取付部２ｅが内側に倒れ込むように変形して衝撃を緩衝する。
【００３０】
従って、キャップ６１，６２とホルダ２との接合部に飛び石が当たった場合であっても、絶縁部材１０やセンサ素子３に大きな衝撃が加わることがなく、割れの発生を回避できる。
【００３１】
また、本実施形態では、外側のキャップ６１の先端寄りに、内側のキャップ６２に当接しない段差部（絞り部）６１ａを形成してあり、外側のキャップ６１を倒す方向の荷重に対して前記段差部６１ａが変形して前記荷重を吸収するので、内側のキャップ６１への衝撃の伝わりをより小さく抑制できる。
【００３２】
尚、上記実施形態では、センサ素子３をロッド状としたが、センサ素子の形状をロッド状に限定するものではなく、また、センサ素子３におけるセンサ構造を限定するものでもない。
【００３３】
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項２又は３記載の酸素センサにおいて、外側のキャップに絞り部を形成したことを特徴とする酸素センサ。
【００３４】
かかる構成によると、前記絞り部の変形によって外側のキャップに加わった衝撃が吸収され、内側のキャップへの衝撃の伝達をより小さく抑制できる。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の酸素センサにおいて、
前記接点部が、リード線とセンサ素子との間に介在する端子と該端子を保持する絶縁部材とから構成されることを特徴とする酸素センサ。
【００３５】
かかる構成によると、接点部を構成する絶縁部材と外側のキャップとの間に隙間が設けられるから、外側のキャップに飛び石が当たっても、絶縁部材が衝撃を受けて割れることが回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の酸素センサを示す縦断面図。
【符号の説明】
１…酸素センサ、２…ホルダ、２ｅ…キャップ取付部、３…センサ素子、７…リード線、８…弾性部材、９…端子、９ａ…円筒部、９ｂ…爪部、１０…絶縁部材、６１…外側のキャップ、６２…内側のキャップ
【図１】
2004279256.tif 000003