(57)【要約】【課題】量産性に優れ、さらなるコスト低減の要求にも応えられるセンサーボスを実現して提供することを課題としている。【解決手段】ガスを通す管路１０の管壁１１にその管壁を貫通させて取付けて自己が備える取付け用のねじ穴２にセンサー１２をねじ込んで取付ける焼結金属で形成されたセンサーボス１を、少なくとも管路１０内の空間に臨む部分の表面がショットピーニング処理によって封孔され、他の部分はオープンポアの構造になっているものにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを通す管路（１０）の管壁（１１）にその管壁を貫通させて取付ける焼結金属で形成されたセンサーボスであって、当該センサーボスにはセンサー（１２）取付け用のねじ穴（２）を設けてあり、少なくとも前記管路（１０）内の空間に臨む部分のセンサーボスの表面がショットピーニング処理によって封孔されていることを特徴とするセンサーボス。
【請求項２】
前記焼結金属として焼結ステンレス鋼を用いた請求項１に記載のセンサーボス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガスを通す管路の管壁に酸素センサーなどのセンサーを取付けるときに使用するセンサーボス、詳しくは、コスト面で有利な焼結金属で全体を形成したセンサーボスに関する。
【背景技術】
【０００２】
首記のセンサーボスは、センサーの取付け具として使用されるものであって、管路の管壁に貫通させて取付け、センサーボスが備える取付け用のねじ穴にセンサーをねじ込む構造になっている。このセンサーボスの従来技術として、例えば、下記特許文献１に開示されたものがある。その特許文献１が開示しているセンサーボスは、鋳造品に見られる生産性の悪さ、コスト高などの問題を解消するために、ステンレス鋼を素材にして冷間鍛造して製造される。
【特許文献１】特開平７−８３０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１が開示しているセンサーボスは、冷間鍛造後に端面の機械加工や取付け用のねじ穴の機械加工を行って仕上げるが、冷間鍛造では鍛造後の機械加工領域や加工の手間が多くなり、これが、生産性向上やコスト低減を図る上での支障となる。
【０００４】
車両のエンジンのエキゾーストパイプなどに取付けて使用される上記のセンサーボスには、さらなる生産性の向上やコスト低減が求められている。ところが、特許文献１が開示している鍛造品のセンサーボスは、手間とコストのかかる切削加工などの加工を必要とし、上記の要求に応えるのが難しい。
【０００５】
そこで、この発明は、量産性に優れ、さらなるコスト低減の要求にも応えられるセンサーボスを実現して提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、この発明においては、焼結金属で形成されたセンサーボスを、少なくとも前記管路内の空間に臨む部分の表面がショットピーニング処理によって封孔され、他の部分はオープンポアの構造になっているものにした。ここで言うオープンポアの構造とは、連通空孔が存在する構造である。
【０００７】
焼結後にサイジング（サイジング代を一般的に設定される数値よりも大きくした強サイジングが好ましい）を行ってセンサーボスの表面の組織を緻密化し、その後に、封孔のためのショットピーニング処理を行うことが考えられ、材料の焼結金属の粉末充填率によってはこの方法が有効になることがある。
【０００８】
なお、材料の焼結金属は、エンジンの排気ガスに晒される用途では耐食性が要求され、その要求に応える必要があるときには、焼結ステンレス鋼を採用するとよい。
【発明の効果】
【０００９】
粉末冶金法で製造される焼結部品は、鋳造部品や鍛造部品に比べて量産性に優れ、コストも低減できる。ところが、車のエンジンのエキゾーストパイプなどに取付けて使用されるセンサーボスにはパイプ内を流れるガスのリークを防ぐための気密性が要求され、焼結金属で形成するセンサーボスではその要求に応えるのが難しくなる。
【００１０】
焼結金属は、一般的には粉末充填率が９５％以下で空孔が連通したオープンポアになると言われている。焼結金属はそのオープンポアの構造になっているものが多く、このような構造をもつ焼結金属でガスセンサー用のセンサーボスを形成すると、ガスのリークの問題が起こる。
【００１１】
製造する焼結部品の形状によっては部品の各部における原料粉末の圧縮比が等しくならず、それが原因で各部の密度分布に差が生じて低密度部がオープンポアの構造になることもあり、このようなものもガスのリークが起こり、気密性確保の要求に応えることができない。
【００１２】
これに対し、この発明のセンサーボスは、表面を潰して表面に現れる空孔の口を塞いでおり、そのために、気密性が高まってガスのリークが防止され、材料に焼結金属を使用することが可能になって量産性の向上とコスト低減が図れるようになる。
【００１３】
なお、封孔のためのショットピーニング処理は、複数個を一括して処理できるので切削加工に比べると処理効率に優れ、処理コストも安い。
【００１４】
材料の焼結金属の粉末充填率によっては、ショットピーニング処理だけでは封孔が不十分になり、対策として表面の組織の事前の緻密化が必要になることが起こりうるが、焼結部品については、焼結後にサイジングを施して形状と寸法を整えることが通常行われており、その通常のサイジング処理で表面の組織を緻密化することができるので、この場合にも生産性やコストには大して悪影響がでない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面の図１に基づいてこの発明のセンサーボスの実施の形態を説明する。図中１０は内部にガスが通される管路、１１は管壁、１２はセンサーである。そのセンサー１２が、例えば、車両の空燃比計の酸素センサーである場合、エンジンのエキゾーストパイプやマニホールドを管路１０としてその管路１０にセンサー（酸素センサー）１２が取付けられる。１はこの発明のセンサーボスである。
【００１６】
そのセンサーボス１は、耐食性のある材料によって形成されている。このセンサーボス１は管壁１１にあけた穴に差し込まれ、溶接して管壁１１に固定される（１３が溶接部）。このセンサーボス１には取付け用のねじ穴２が設けられ、管壁１１を貫通したそのねじ穴２にセンサー１２がねじ込んで取付けられる。
【００１７】
センサーボス１の材料には、密度７．２〜７．５ｇ／ｃｍ３（空孔率３〜１０％）の焼結ステンレス鋼が用いられている。その焼結ステンレス鋼はオープンポアの構造を有しており、そのまま使用すると管路１０内を流れる排気ガスのリークの問題が起こる。そこでそのリークを防ぐために、ショットピーニング処理で表層部を潰して表面に存在する空孔の口を塞いでいる。例示のセンサーボス１は、内外の端面３，４と外径面５を封孔処理しており、これによって、センサーボス１の気密性が大幅に高まり、焼結金属の内部空孔を伝ったガスのリークが防止されるようになる。
【００１８】
封孔処理後のセンサーボス１の表層部の断面を模式化して図２に示す。図中６は、焼結ステンレス鋼の母体、７は母体６の内部に生じた空孔であり、母体６の表層部がショットピーニング処理で潰れて塑性変形し、空孔７の端が塞がっている。空孔７の封孔は管路内のガス圧によってガスがリークしない程度になされていればよく、管路内のガス圧が低い用途では封孔の程度はそれほど高くなくてもよい。
【００１９】
例示のセンサーボス１は、焼結後にサイジング代を径で０．０２〜０．１０ｍｍに設定した強サイジングを実施して表面の組織を緻密化し、その後、直径０．０４〜１．３ｍｍの鋼球を、噴射速度４０ｍ／ｓｅｃ以上の条件で１０〜３００秒間吹き付ける処理を行って表面を封孔した。その処理によって空燃比計の酸素センサーの取付けでは実用上問題のないリーク防止性能を得ることができた。
【００２０】
材料の焼結ステンレス鋼は、全体の密度を高める方法や、他の材料を空孔に充填して穴を塞ぐ方法でも気密性を高めることができるが、そのような方法を採用すると製造工程の増加やコスト増加の問題が発生して焼結金属を使用することによる効果が薄れる。従って、この発明のセンサーボスは、少なくとも管路１０内の空間に臨む部分では表面が機械的に潰されて封孔され、他の部分はオープンポアの構造になっているものにする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明のセンサーボスの一例を使用状態にして示す断面図
【図２】封孔処理後のセンサーボスの表層部の断面を模式化して示す図
【符号の説明】
【００２２】
１          センサーボス
２          ねじ穴
３，４      端面
５          外径面
６          母体
７          空孔
１０        管路
１１        管壁
１２        センサー
１３        溶接部
【図１】
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【図２】
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