| 【発明の名称】 |
センサのシール構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】斎藤 卓也
【氏名】高橋 浩一
【氏名】吉川 政孝
|
| 【要約】 |
【課題】熱サイクル付与によるシール部材の飛び出しやゆるみ等を生じにくく、良好なシール性を確保することができるセンサのシール構造を提供する。
【解決手段】ケーシング１の開口部を封止するシール部材６は、その上部スリーブ１ａの軸線方向において互いに隣接する２部分、すなわち上部スリーブ１ａの開口部１ｅ側に位置するフッ素系ゴム製の第一部分１１と、それよりも内方側に位置するシリコン系ゴム製の第二部分１２とから構成される。第一部分１１と第二部分１２との間には、第二部分１２側に形成された隙間形成凸部１６により所定量の変形吸収隙間Ｓが形成される。シール構造５０に加熱・冷却のサイクルが加わると、第一部分１１と第二部分１２との膨張差等に基づき第二部分１２が軸線方向に変形し、第一部分１１がケーシング１の外へ押し出されることがある。そこで、上記のような変形吸収空間Ｓを設けておけば、第二部分１２の変形が該空間Ｓによって吸収されるので、上記のような不具合を解消することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 少なくとも一端に開口部が形成された筒状のケーシングの内側に検出素子が配置され、その検出素子からの出力を取り出すリード線が、前記開口部から外側に延出するとともに、前記ケーシングの該開口部が形成されている端部内側に、前記リード線と前記ケーシング内面との間をシールするゴム、樹脂等の高分子弾性材料で構成されたシール部材が配置され、そのシール部材は、前記ケーシングの軸線方向において２以上の複数部分に分割して構成されるとともに、それら複数部分のうちの、互い隣接する少なくともある２つの部分が、前記ケーシングの開口部に近い側のものを第一部分、同じく遠い側のものを第二部分として、それらが互いに異なる高分子弾性材料で構成されており、かつ前記第二部分の軸線方向における少なくとも一方の端面側に隣接して、もしくはその第二部分の内部に、当該第二部分の軸線方向における変形を吸収する変形吸収空間が形成されていることを特徴とするセンサのシール構造。
【請求項２】 前記第二部分は前記第一部分よりも線膨張係数の大きい材料で構成されている請求項１記載のセンサのシール構造。
【請求項３】 前記変形吸収空間は、前記ケーシングの軸線方向において前記第一部分と前記第二部分との間、及び前記第二部分と該第二部分を挟んで前記第一部分と反対側に配置された他部材との間の少なくともいずれかに形成された変形吸収隙間である請求項１又は２に記載のセンサのシール構造。
【請求項４】 前記ケーシングの軸線方向において、前記第一部分の前記第二部分側に位置する端面、前記第二部分の前記第一部分側に位置する端面、及び前記第二部分の前記他部材側に面する端面の少なくともいずれかに、前記変形吸収隙間の大きさを規定する隙間形成凸部が、前記軸線方向に突出して形成されている請求項３記載のセンサのシール構造。
【請求項５】 前記隙間形成凸部は、前記端面の外周縁部においてその周方向に沿うように所定の角度間隔で形成されている複数個の凸部、及び前記端面の外周縁部においてその周方向に沿うように連続的に形成された環状の凸状部のいずれかである請求項４記載のセンサのシール構造。
【請求項６】 前記シール部材は、前記第一部分がフッ素系ゴムにより、前記第二部分がシリコン系ゴムによりそれぞれ構成されている請求項１ないし５のいずれかに記載のセンサのシール構造。
【請求項７】 前記シール部材は、フッ素系ゴム製の前記第一部分と、シリコン系ゴム製の前記第二部分との２部分からなるものであり、その第二部分を挟んで前記第一部分と反対側には、前記他部材として、前記検出素子からの複数の前記リード線を互いに分離した状態で保持するためのセラミックセパレータが配置されている請求項６記載のセンサのシール構造。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、センサのシール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサとして、ジルコニア等の固体電解質や金属酸化物半導体を検出素子として用いるものが知られている。検出素子は筒状のケーシングの内側に配置され、その出力は素子に接続されたリード線によりケーシングの外側に取り出される。また、リード線が引き出されるケーシングの開口部には、ケーシング内へ水等が進入することを阻止するためにゴム製のシールがはめ込まれ、リード線はこのシールを貫いてケーシングの外側に延出する。
【０００３】ここで、上記酸素センサは作動温度が３００℃以上と高く、ヒータにより検出素子を強制加熱する構造が一般に採用されている。この場合、ヒータによる発熱にエンジンからの発熱が重なって、酸素センサはかなりの高温度にさらされることになり、上記シールも耐熱性ゴムで構成する必要がある。従来、そのようなゴムとしてはシリコン系ゴムが用いられてきたが、その耐熱性は必ずしも十分とはいえず、温度が特に高くなった場合（例えば２５０℃以上）にはシール性が失われてしまう欠点があった。また、シリコン系ゴムよりもさらに耐熱性に優れたフッ素系ゴムを使用する構成も提案されているが（例えば特開平８−１５２１４等）、フッ素系ゴムは高温になるとフッ素ガスを放出するので、これがケーシング内に放出された場合、基準ガスにこれが混入して検出精度を低下させたり、あるいはリード線（及びこれが接続される端子）の露出部分を腐食してしまう問題がある。
【０００４】そこで、これを解決するために、特開平９−３１８５８０号公報には、例えば図１４（ａ）に示すように、ケーシング１００の開口部１００ｅ側にフッ素系ゴム製の第一のシール部材１０１を配し、それよりもさらに内側にフッ素成分を含有しないシリコン系ゴム製の第二のシール部材１０２を配することで、高温におけるケーシング１００内へのフッ素ガスの放出を防止ないし抑制する提案がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１４（ａ）に示すシール構造を加熱した場合、金属製のケーシング１００と、その内側にはめ込まれたシール部材１０１，１０２とはそれぞれ熱膨張を起こす。次いで、これを冷却すると、ケーシング１００の方がシール部材１０１，１０２よりも外側に位置し、かつ熱伝導率も高いことから、ケーシング１００はシール部材１０１，１０２よりも先に冷却して収縮を起こす。このとき、シール部材１０１，１０２が上述のように互いに異なる材質で構成されていると、このような加熱冷却のサイクルを繰り返した場合に、両シール部材１０１，１０２の熱膨張差により、図１４（ｂ）に示すようにケーシング１００の開口部１００ｅ側に位置する第一のシール部材１０１が第二のシール部材１０２に押されてケーシング１００から飛び出し、シール性が損なわれたりする問題を生じうる。
【０００６】本発明の課題は、シール部材が互いに異なる材質の２以上の部分から構成されている場合でも、熱サイクル付与によるシール部材の飛び出しやゆるみ等を生じにくく、ひいては長期にわたって良好なシール性を確保することができるセンサのシール構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明のセンサのシール構造においては、少なくとも一端に開口部が形成された筒状のケーシングの内側に検出素子が配置され、その検出素子からの出力を取り出すリード線が、開口部から外側に延出するとともに、ケーシングの該開口部が形成されている端部内側に、リード線とケーシング内面との間をシールするゴム、樹脂等の高分子弾性材料で構成されたシール部材が配置される。上述の課題を解決するために、そのシール部材は、ケーシングの軸線方向において２以上の複数部分に分割して構成されるとともに、それら複数部分のうちの、互い隣接する少なくともある２つの部分が、ケーシングの開口部に近い側のものを第一部分、同じく遠い側のものを第二部分として、それらが互いに異なる高分子弾性材料で構成されており、かつ第二部分の軸線方向における少なくとも一方の端面側に隣接して、もしくはその第二部分の内部に、当該第二部分の軸線方向における変形を吸収する変形吸収空間が形成されていることを特徴とする。
【０００８】シール部材を軸方向に隣接する複数部分により構成し、それらの互い隣接するある２つの部分が異なる高分子弾性材料で構成されている場合、これに加熱・冷却のサイクルが加わると、例えば第一部分と第二部分との膨張差等に基づき第二部分が軸線方向に変形し、第一部分が軸線方向に押されて位置ずれを起こしたり、あるいはケーシングの外へ押し出されたりすることがある。そこで、上記のような変形吸収空間を設けておけば、第二部分の変形が該空間によって吸収されるので、上記のような不具合を解消することができる。
【０００９】加熱・冷却のサイクル付加による第二部分の変形は、第二部分が第一部分よりも線膨張係数の大きい材料で構成されている場合に特に大きくなりやすい。従って、シール部材がこのような構成を有する場合に、上記本発明の効果は一層顕著に発揮されることとなる。
【００１０】変形吸収空間は、ケーシングの軸線方向において第一部分と第二部分との間、及び第二部分と該第二部分を挟んで第一部分と反対側に配置された他部材との間の少なくともいずれかに形成された変形吸収隙間とすることができる。このような変形吸収隙間の形成により、上記本発明の効果を比較的単純な構成により確実に達成することができる。
【００１１】この場合、ケーシングの軸線方向において、第一部分の第二部分側に位置する端面、第二部分の第一部分側に位置する端面、及び第二部分の他部材側に面する端面の少なくともいずれかに、変形吸収隙間の大きさを規定する隙間形成凸部を、軸線方向に突出して形成することができる。隙間形成凸部を設けることにより、上記第一部分、第二部分あるいは他部材との間に所定量の変形吸収隙間を簡単かつ確実に形成することができる。なお、隙間形成凸部は、端面の外周縁部においてその周方向に沿うように所定の角度間隔で形成されている複数個の凸部、及び端面の外周縁部においてその周方向に沿うように連続的に形成された環状の凸状部のいずれかとすることができる。隙間形成凸部をこのように形成することにより、形成される隙間量の位置的な偏りを少なくすることができ、ひいては第二部分の変形の吸収をより確実に行うことができる。
【００１２】シール部材は、第二部分を第一部分よりフッ素含有率の低い樹脂で構成することができる。これにより、高温におけるケーシング内へのフッ素ガスの放出を防止ないし抑制することができ、ひいては基準ガスへのフッ素ガスの混入に伴う検出精度の低下、あるいはリード線や端子の露出部分の腐食等を起こりにくくすることができる。また、第一部分をフッ素を含有する樹脂で構成することで、高温におけるシール性を確保できる。
【００１３】この場合、第一部分のフッ素含有率を４０重量％以上とすることで、高温でのシール性がさらに向上し、例えば２５０℃以上の高温でもシール性が確保できるようになる。一方、第二部分のフッ素含有率を３０重量％以下（ゼロを含む）に設定することによりリード線の腐食防止に顕著な効果が得られ、さらに１０重量％以下（ゼロを含む）に設定することで、例えば酸素センサにおける基準ガスへのフッ素ガスの混入に起因した検出精度の低下等が効果的に防止ないし抑制される。
【００１４】シール部材はゴムで構成することで、リード線の挿通及びケーシングへの嵌着が容易となり、ひいてはシール構造の組立てを能率的に行うことができる。この場合、シール部材の第二部分をシリコンゴムで、第一部分をフッ素ゴムで構成することができる。この構成によれば、ケーシング内へのフッ素ガスの放出がほとんど起こらなくなる。
【００１５】なお、ここでいう「シリコンゴム」とは、ゴムの分子構造において、その主鎖が主にオルガノシロキサン結合により形成される合成ゴムを総称するものであり、特にビニルシリコンゴム（ビニルメチルシリコンゴム）、フェニルシリコンゴム（フェニルメチルシリコンゴム）、フッ化シリコンゴム等が好適に使用できる。また、「フッ素ゴム」とは、フッ素を含有する合成ゴムを総称するものであり、例えばフッ化ビニリデン系ゴム（フッ化ビニリデンと、６フッ化プロピレン、５フッ化プロピレンあるいは３フッ化塩化エチレン等との共重合体を主成分とするもの）、四フッ化エチレン−プロピレンゴム、四フッ化エチレン−フルオロメチルビニルエーテルゴム、フォスファゼン系ゴム、フッ化アクリレート系ゴム、フッ化ポリエステル系ゴム等が使用できる。
【００１６】なお、シール部材は、フッ素系ゴム製の第一部分と、シリコン系ゴム製の第二部分との２部分構成とすることで、シール部材構造の過度な複雑化を招くことなく、高温でのシール性の確保と、ケーシング内へのフッ素ガス放出防止の効果を良好かつバランスよく達成することができる。この場合、その第二部分を挟んで第一部分と反対側には、前記他部材として、検出素子からの複数のリード線を互いに分離した状態で保持するためのセラミックセパレータを配置することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明のシール構造が採用されたセンサユニットの一例を示している。すなわち、該センサユニット２０においては、筒状のケーシング１の先端部内側に配置された検出素子２が、ガス導入孔１ｄから導入された排気ガスと接触することにより、その酸素濃度に応じて検出信号を発生させ、その出力が該素子２に接続されたリードフレーム３及びリード線４によりケーシング１の開口部１ｅから外側に取り出されるようになっている。なお、検出素子２は、例えばアルミナ等の耐熱性絶縁材料で構成されたベース部の先端に、酸素濃度によって抵抗値の変化するチタニア等の金属酸化物を用いて検出部を形成した構造を有し、該検出部の抵抗変化が測定ガス中の酸素濃度の検出信号として出力される。また、検出素子２の内側には、これを所定の作動温度に加熱するためのヒータ５が設けられており、これに接続されたリードフレーム８及びリード線９を介して通電されるようになっている。
【００１８】ケーシング１は、検出素子２が配置される下部スリーブ１ｃと、開口部１ｅが形成された上部スリーブ１ａと、両スリーブ１ｃ及び１ａを互いに結合するとともにセンサユニット２０を図示しない排気管等に固定するための螺子部１ｆを備えたハウジング１ｂとによって構成されている。なお、上部スリーブ１ａ、下部スリーブ１ｃ及びハウジング１ｂは、それぞれステンレス鋼等の金属材料で構成されている。
【００１９】上部スリーブ１ａの内側には、該上部スリーブ１ａよりも径小で、ハウジング１ｂにて保持されたセラミックホルダ１ｇが配置されている。また上部スリーブ１ａの内側は、その開口部１ｅを封止するシール部材６が設けられ、軸線方向において該シール部材６に続く形でさらに内方には、セラミックセパレータ７が設けられている。そして、それらセラミックセパレータ７及びシール部材６を貫通するように上記リード線４及び９が配置され、リード線４及び９は金属製の接続端子１０，１０を介してリードフレーム３及び８にそれぞれ電気的に接続されている。ここで、シール部材６は、リード線４及び９と上部スリーブ１ａの内面との間をシールし、上部スリーブ１ａとともにセンサのシール構造５０の要部を構成している。
【００２０】図２（ｂ）に示すように、セラミックセパレータ７は、上部スリーブ１ａよりも少し小さい断面径を有する円柱状に構成されるとともに、各リード線４及び９を挿通するための複数のリード線挿通孔７ａが軸線方向に貫通して形成されている。リード線挿通孔７ａは上部スリーブ１ａの軸線回りにおいて所定の角度間隔（本実施例ではほぼ９０度）で複数（本実施例では４つ）形成されている。また、リード線挿通孔７ａは段部７ｂにより検出素子２側が拡径されており、この部分に接続端子１０が収容されるようになっている。さらにセラミックセパレータ７の上面側には、凹部１９が形成されており、ここにシール部材６の凸部１８が嵌合している。凹部１９及び凸部１８は、図１３に示すように、軸断面が角形形状（本実施例では正方形）を有しており、これらが軸方向に互いに嵌合することでシール部材６とセラミックセパレータ７との軸線回りの回転が阻止され、リード線挿通孔７ａと１２ａとが互いに位置合わせされる。なお、凸部１８及び凹部１９は、軸線回りにおける相対的な回転が阻止されるのであれば角形形状に限らず、その他の角型形状、楕円形状等に形成してもよい。
【００２１】シール部材６は、上部スリーブ１ａの軸線方向において互いに隣接する２部分、すなわち上部スリーブ１ａの開口部１ｅ側に位置する第一部分１１と、それよりも内方側に位置する第二部分１２とから構成される。ここで、第一部分１１はフッ化ゴム、例えばフッ化ビニリデン系ゴム等のフッ素系ゴム（フッ素含有率４０重量％以上）により、また、第二部分１２はシリコン系ゴム、例えばビニルメチルシリコン系ゴム等のシリコン系ゴム（フッ素含有率は実質的にゼロ）により構成されている。そして、図２（ａ）に示すように、シール部材６の第一部分１１及び第二部分１２は、非圧縮状態（すなわち、上部スリーブ１ａから取り出した状態）において、それぞれ上部スリーブ１ａの内径よりも少し大きいほぼ同一断面径を有する円柱状形態をなしている。
【００２２】第二部分１２は、第一部分１１よりも短い軸線方向長さを有する本体部１５を有し、これに前述の各リード線４及び９（図１）をそれぞれ通すためのリード線挿通孔１２ａが軸線方向に貫通して形成されている。なお、リード線挿通孔１２ａは、図３に示すように、シール部材６の軸線回りにおいて所定の角度間隔（本実施例ではほぼ９０度）に複数（本実施例では４つ）形成されている。また、その本体部１５の第一部分１１に面する端面１５ａには、該端面１５ａから第一部分１１の対向する端面１１ｂに向けて軸線方向に突出する隙間形成凸部１６が形成されている。該隙間形成凸部１６は、端面１５ａの外周縁部において、その周方向に沿って所定の角度間隔で複数個（本実施例では４個）形成されている。この隙間形成凸部１６は、図２に示すように、第一部分１１と第二部分１２との間においてその軸線方向に、その突出高さｈに対応する間隔の変形吸収隙間Ｓ（膨張吸収空間）を形成する役割を果たす。他方、第一部分１１には、第二部分１２の各リード線挿通孔１２ａに対応するリード線挿通孔１１ａが形成されている。
【００２３】以下、シール部材６の組付方法について説明する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、セラミックホルダ１ｇの上にセラミックセパレータ７及びシール部材６（第二部分１２・第一部分１１）を順次重ねるように配置した後、さらにその上部側から上部スリーブ１ａを挿入し軸方向に押し込む。これにより、シール部材６の外面が開口部１ｅの内面と密着し、両者の間がシールされるとともに、上部スリーブ１ａの先端部内側がハウジング１ｂの後端部に挿入される。次に、各リード線４及び９は、それぞれ芯線１３の外側が絶縁被覆で覆われた構造とされており、それぞれシール部材６及びセラミックセパレータ７のリード線挿通孔１１ａ、１２ａ及び７ａに挿入され、その芯線１３の先端に接続端子１０が取り付けられる。そして、それら接続端子１０に各リードフレーム３及び８が溶接されることによりそれぞれ接続状態となる。また、上部スリーブ１ａとハウジング１ｂとは、その重なり部において周方向に溶接されることにより互いに気密状態で接合される。
【００２４】この状態で、図２（ｂ）に示すようにシール部材６（第一部分１１）の軸線方向中間部に対応する位置において、上部スリーブ１ａを縮径方向に加締めることにより、シール部材６の抜止めが施されて図１に示す組み付け状態となる。
【００２５】上記センサのシール構造５０においては、そのシール部材６において、第二部分１２（の本体部１５）の端面１５ａに隙間形成凸部１６を形成することにより、第一部分１１の端面１１ｂと第二部分１２の端面１５ａとの間に変形吸収隙間Ｓを形成する構成とした。これにより、センサユニット２０に熱サイクルが加わった場合に、第一部分１１と第二部分１２との間の熱膨張差により、第一部分１１が第二部分１２に押されて上部スリーブ１ａから飛び出すことを効果的に防止することが可能となる。
【００２６】このような効果が得られる理由としては次のような機構が考えられる。すなわち、図１に示すシール構造５０を加熱した場合、金属製の上部スリーブ１ａと、その内側にはめ込まれたシール部材６とはそれぞれ熱膨張を起こす。次いで、これを冷却すると、上部スリーブ１ａの方がシール部材６よりも外側に位置し、かつ熱伝導率も高いことから、上部スリーブ１ａはシール部材６よりも先に冷却されて収縮を起こす。これにより、シール部材６は上部スリーブ１ａにより径方向に圧縮される。
【００２７】ここで、シール部材６の第一部分１１はフッ素系ゴムにより、第二部分１２はシリコン系ゴムで構成されているが、シリコン系ゴムはフッ素系ゴムよりも線膨張係数が高く、かつ軸線方向において第二部分１２の方が第一部分１１よりも内側に位置していて冷却が進みにくい。その結果、図４に示すように、冷却時において第二部分１２は第一部分１１よりも収縮が遅れ、その膨張差によって第二部分１２は第一部分１１よりも一時的に余分に圧縮された状態となり、例えば同図（ｂ）に示すように第一部分１１側に湾曲するなど、上部スリーブ１ａから第一部分１１を押し出す方向に変形を生ずることとなる。このとき、図１４に示す従来のシール構造のように、第一部分１０１と第二部分１０２とが密接配置されていると、第二部分１０２の該変形により第一部分１０１が押されて変位を受ける。そして、このような加熱−冷却のサイクルを繰り返すに伴い上記変位が蓄積され、やがては第一部分１０１に無視できない程度の上部スリーブ１００ｅからの飛び出しが生じて、シール性が損なわれたりする問題につながる。
【００２８】しかしながら、本発明のシール構造のように、第一部分１１と第二部分１２との間に、図１に示すような変形吸収隙間Ｓが形成されていると、上記収縮遅れによる第二部分１２の変形が該隙間Ｓにより吸収され、第一部分１１の飛び出しが防止されるものと考えられる。
【００２９】以下、本発明のシール構造の各種変形例について説明する。図５に示すように、隙間形成凸部１６は、本体部１５の端面１５ａの中央部に１カ所のみ形成することも可能である。また、図６に示すように、第二部分１２には、その板面を直径方向に横切るやや広幅の溝状の凹部１７を形成し、その凹部１７の幅方向両側に隙間形成凸部１６を形成する構成でもよい。また、図７に示すように、隙間形成凸部１６は、本体部１５の端面１５ａの外周縁に沿う凸条部として形成してもよい。
【００３０】さらに、図８に示すように、第二部分１２は、その外側面から半径方向に切れ込む環状溝形態の凹部２１を１又は軸線方向に複数列（図では２列）形成した形態とすることがきる。この場合、凹部２１が膨張吸収空間として機能し、前述の収縮遅れによる第二部分１２の変形を吸収することができる。また、図９に示すように第二部分１２は、本体部１５の内側に、膨張吸収空間としての空隙部２３が形成された構成とすることもできる。
【００３１】次に、図１０に示すように、隙間形成凸部１６を第二部分１２の底面１２ｃに形成することもできる。この場合、セラミックセパレータ７と第二部分１２との間に変形吸収隙間Ｓが形成され、冷却時の第二部分１２の変形は該隙間Ｓにより吸収することができる。また、隙間Ｓを第一部分１１と第二部分１２との間に形成する場合、図１１（ａ）に示すように、隙間形成凸部１６を第一部分１１に形成するようにしてもよい。さらに、図１１（ｂ）に示すように、隙間形成凸部１６を第一部分１１の底面（端面）１１ｂと、第二部分１２の底面１２ｃとの両方に形成することができる。この場合、変形吸収隙間Ｓは、第一部分１１と第二部分１２との間、及び第二部分１２とセラミックセパレータ７との間にそれぞれ形成されることなる。
【００３２】なお、シール部材６は、上部スリーブ１ａの軸線方向において隣接する３以上の部分により形成してもよい。そして、それら各部のうち、互い隣接するある２つの部分において、ケーシング１の開口部に遠い側のもの（第二部分）が近い側のもの（第一部分）よりも線膨張係数の大きい材質にて構成されている場合、その第二部分の軸線方向における少なくとも一方の端面側、もしくは該第二部分の内側に膨張吸収空間を形成することで、前述の本発明の効果を同様に達成することができる。
【００３３】図１２は、本発明のシール構造を他のタイプの酸素センサに適用したセンサユニット４０の一例を示している。該センサユニット４０は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質（例えばＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ2等）により構成された酸素濃淡電池素子と、該酸素濃淡電池素子を所定の活性化温度に加熱するヒータとを有するセラミック素子（検出素子）２とを備えている。検出素子２は、上記センサユニット２０と同様に、先端がガス導入孔１ｄ（図１）から導入された排気ガスと接触する検出部（図示せず）とされる一方、後端側には大気導入口２ｓが形成されており、ここから酸素濃淡電池素子の基準ガスとなる大気（外気）が導入される。
【００３４】図１２に示すように、センサユニット４０は、筒状の上部スリーブ１ａを含むケーシング１を有し、その上部スリーブ１ａの上部側壁には、貫通孔（気体導入孔）４１ａが所定の間隔で周方向に沿って複数形成されている。また、貫通孔４１ａが形成された部分において上部スリーブ１ａの外周には、該貫通孔４１ａを気通状態で塞ぐ撥水性のフィルタ４２が外挿され、さらにその外側には、周方向に複数の貫通孔（気体導入孔）４１ｂが形成されるとともに、フィルタ４２を外側から保持する外筒４３が配置されている。そして、上記基準ガスとしての大気は、貫通孔４１ｂ、フィルタ４２及び貫通孔４１ａを経てケーシング１内に導入される。また、セラミックセパレータ７の中心部には軸線方向に貫通する貫通孔（大気導入路）４５が形成され、その先端部が検出素子２の大気導入口２ｓに連通している。
【００３５】シール部材６は、図１の構成と同様の第一部分１１と第二部分１２とからなり、第二部分１２の底面１２ｃには、その外周縁部に周方向に沿って所定の角度間隔で複数の隙間形成凸部１６が形成されており、各先端がセラミックセパレータ７の上端面に接するように配置されている。これにより、第二部分１２とセラミックセパレータ７との間には変形吸収隙間Ｓが形成されている。この変形吸収隙間Ｓは、貫通孔４１ａ、フィルタ４２及び貫通孔４１ｂにより形成されるケーシング１側の大気導入経路と連通するとともに、セラミックセパレータ７の大気導入路４５とも連通している。そして、外部からの大気は大気導入孔４１から隙間Ｓに導入され、さらに隙間Ｓから大気導入路４５を通って検出素子２の大気導入口２ｓに導かれるようになっている。これにより、センサユニット４０において変形吸収隙間Ｓは、第二部分１２の収縮遅れによる変形を吸収し、第一部分１１の上部スリーブ１ａからの抜けを防止するとともに、外部からの大気を検出素子２の大気導入口２ｓに導く大気導入路としての役割も果たすこととなる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４５４７
【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月２０日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】菅原 正倫
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−２７１２５４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−９２６３７ |
|