センサ
【課題】通気フィルタに付着した水分がセンサ内部へ進入するのを抑制
【解決手段】Ｏリング１５を介して保持内筒１２の後端開口３６を覆うように通気フィルタ１３を保持内筒１２に被せる。次に、外筒閉塞部３１が後端開口３６を覆うとともに外筒筒状部３２が保持内筒１２の外周面を取り囲むように、保持外筒１４を通気フィルタ１３に被せる。これにより、Ｏリング１５と通気フィルタ１３が、外筒筒状部３２と保持内筒１２との間に挟まれた状態となる。さらに、保持外筒１４の外筒筒状部３２と保持内筒１２との間でＯリング１５と通気フィルタ１３が圧縮された状態にし、この状態で保持外筒１４の外筒筒状部３２を介して径方向に加締め、加締部２６，２７を形成する。これにより、保持内筒１２の屈曲部８１と保持外筒１４の外筒閉塞部３１により通気フィルタ１３が圧縮された状態を保持して保持内筒１２と保持外筒１４とを固定する。
【解決手段】Ｏリング１５を介して保持内筒１２の後端開口３６を覆うように通気フィルタ１３を保持内筒１２に被せる。次に、外筒閉塞部３１が後端開口３６を覆うとともに外筒筒状部３２が保持内筒１２の外周面を取り囲むように、保持外筒１４を通気フィルタ１３に被せる。これにより、Ｏリング１５と通気フィルタ１３が、外筒筒状部３２と保持内筒１２との間に挟まれた状態となる。さらに、保持外筒１４の外筒筒状部３２と保持内筒１２との間でＯリング１５と通気フィルタ１３が圧縮された状態にし、この状態で保持外筒１４の外筒筒状部３２を介して径方向に加締め、加締部２６，２７を形成する。これにより、保持内筒１２の屈曲部８１と保持外筒１４の外筒閉塞部３１により通気フィルタ１３が圧縮された状態を保持して保持内筒１２と保持外筒１４とを固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通気フィルタを介して外気を内部に導入するセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｏ2ガスやＮ2ガス等の被測定ガスを検出する長尺状の検出素子と、検出素子を保持する主体金具と、主体金具の後端側に配置されるとともに先端開口部から挿入された検出素子の後端部を内部に収容する外筒とを備えるセンサが知られている。
【０００３】
そして、このようなセンサは、外筒の後端開口部を通じて外筒の外部から外筒の内部に配設されて検出素子に接続されるリード線と、外筒の後端開口部の内部に配置されるとともに、リード線の径方向周囲を覆う状態でリード線を保持する弾性部材（以下、グロメットという）とを備えて構成されている。
【０００４】
このように構成されたセンサのうちで、例えば酸素センサのように、センサ内部に外気を導入して、導入した外気の物理量を基準として測定対象物の物理量を検出する外気導入型のセンサにおいては、外気をセンサ内部に導入するための貫通孔がグロメットに設けられている。そして、通気性及び防水性を有する通気フィルタが、この貫通孔における後端開口部を覆うように配置される。これにより、通気フィルタを貫通してセンサ内部に水分を通すことなく通気を確保している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４９６７８号公報 （第２図）
【特許文献２】特開２００２−２８６６８２号公報 （第１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の通気フィルタは、グロメットに設けられた貫通孔の内周面と、貫通孔に挿入される筒状挿入部材との間で挟まれた状態で配置され、通気フィルタの端部がセンサ内部に配置されている。このため、通気フィルタに付着した水分が、通気フィルタの表面を伝わり、貫通孔の内周面と通気フィルタとの間の隙間を通って、センサ内部に水分が進入するおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の通気フィルタは、グロメットの上面の略全体を覆う状態で配置され、さらに通気フィルタを覆うように保護部材が設けられている。そして保護部材は外筒と接合されており、通気フィルタの端部は保護部材とグロメットとの隙間に配置されている。このため、通気フィルタに付着した水分が、通気フィルタの表面を伝わり、さらに通気フィルタの端部を回り込んで、グロメットの上面と通気フィルタとの間の隙間を通って貫通孔の後端開口部に到達して、センサ内部に水分が進入するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、通気フィルタに付着した水分が通気フィルタの表面を伝ってセンサ内部へ進入するのを抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、軸線方向に延びる検出素子の先端を被測定ガスに晒すように検出素子を保持するとともに、自身の軸線方向における後端が開口して形成された軸線方向に延びる筒型形状のケーシングと、外気をケーシング内に導入するために軸線方向に沿って貫通する貫通孔が形成され、ケーシングの後端開口を塞ぐように配置される第１弾性部材とを備えるセンサであって、第１弾性部材の貫通孔内に一部が挿入される筒状の保持内筒と、通気性及び防水性を有し、保持内筒の後端開口を塞ぐ通気フィルタと、軸線方向に沿って貫通する一つまたは複数の通気孔を備えると共に通気フィルタを覆う外筒閉塞部、及び、外筒閉塞部に接続し、保持内筒の外周面の一部を周方向に取り囲む外筒筒状部を有する保持外筒と、を有し、通気フィルタは、保持内筒の後端部と保持外筒の外筒閉塞部とにより、保持内筒に沿った環状の領域が圧縮されることを特徴とするセンサである。
【０００９】
このように構成されたセンサでは、通気性及び防水性を有する通気フィルタが保持内筒の後端開口を塞ぐ。このため、通気フィルタを貫通してセンサ内部に水分を通すことなく、通気フィルタを介して外気をセンサ内部に導入することができる。
【００１０】
そして通気フィルタは、保持内筒の後端部と保持外筒の外筒閉塞部とにより、保持内筒に沿った環状の領域が圧縮される。これにより、保持内筒に沿った環状の領域における通気フィルタと保持内筒の後端部との間の隙間、及び通気フィルタと保持外筒（外筒閉塞部）との間の隙間が形成され難くなる。このため、通気フィルタにおける保持外筒と対向している側の面（以下、通気フィルタの表面という）に付着した水分が、通気フィルタの端部を回り込んで、通気フィルタの裏面と保持内筒の後端部との隙間を通って貫通孔の後端開口部に到達することを抑制することができる。つまり、通気フィルタに付着した水分がセンサ内へ進入するのを抑制することができる。なお、通気孔は一つであってもよいし、複数であってもよい。
【００１１】
また請求項１に記載のセンサにおいては、請求項２に記載のように、保持内筒の後端部と通気フィルタとの間、または外筒閉塞部と通気フィルタとの間に、通気フィルタが環状に圧縮されている領域に沿って、防水性を有する第２弾性部材が配置されるようにしてもよい。
【００１２】
このように構成されたセンサでは、保持内筒の後端部と通気フィルタとの間に配置された第２弾性部材が、保持内筒の後端部と通気フィルタとの間の隙間、または通気フィルタと保持外筒との間の隙間を埋めることができる。このため、通気フィルタに付着した水分が、通気フィルタの裏面と保持内筒との間の隙間を伝ってセンサ内へ進入するのをさらに抑制することができる。
【００１３】
また請求項１または請求項２に記載のセンサにおいて、保持内筒の後端部と保持外筒の外筒閉塞部により通気フィルタが圧縮された状態を保持して保持内筒と保持外筒とを固定するには、請求項３に記載のように、外筒筒状部には、保持内筒に向かって周方向に加締められた第１加締部を有するようにしてもよいし、請求項５に記載のように、保持外筒の外筒筒状部の内周面に第１ネジ山が設けられ、保持内筒の外周面に、第１ネジ山に螺合する第２ネジ山が設けられるようにしてもよい。
【００１４】
また請求項３に記載のセンサにおいては、請求項４に記載のように、保持内筒の外周面には、第１加締部により加締められた第２加締部を有するようにしてもよい。これにより、保持内筒と保持外筒とをより強固に固定することができる。
【００１５】
また請求項１〜請求項５の何れかに記載のセンサにおいては、請求項６に記載のように、 保持内筒の後端側が保持内筒の先端側を向くように保持内筒の内側に向けて折り返されてなる屈曲部を有していてもよい。
【００１６】
このように構成されたセンサでは、保持内筒の屈曲部と、保持外筒の外筒閉塞部との間で、通気フィルタが圧縮される。そして、屈曲部は折り返されているので表面が滑らかに形成されており、屈曲部に接触している部材（例えば、上記の通気フィルタまたは第２弾性部材）が、この接触により破損してしまうことを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
図１は、本発明が適用された実施形態の酸素センサ１の全体構成を表す断面図、図２はシールユニット１０の構成を表す断面図、図３は保持外筒１４の平面図である。
【００１８】
尚、本実施形態においては、図１中の酸素センサ１の下端側が本発明における「センサの先端側」に相当し、同様に、酸素センサ１の上端側が「センサの後端側」に相当する。
酸素センサ１は、図１に示すように、ＺｒＯ2を主成分とする固体電解質体により先端が閉じた中空軸状に形成された検出素子２、検出素子２内に配置された軸状のセラミックヒータ３、及び酸素センサ１の内部構造物を収容するとともに酸素センサ１を排気管等の取付部に固定するケーシング４等から構成されている。
【００１９】
これらのうちケーシング４は、検出素子２を保持するとともにその検出部２５を排気管等の内部に突出させる主体金具５と、主体金具５の上部に延設されて検出素子２との間で基準ガス空間を形成する外筒６とから構成されている。
【００２０】
また主体金具５は、円筒状の本体を有して検出素子２を下方から支持する支持部材５１、支持部材５１の上部に充填される滑石粉末からなる充填部材５２、充填部材５２を上方から押圧するスリーブ５３等を内部に収容する。
【００２１】
そして、主体金具５の下端側の内周には、内向き突出した段部５４が設けられており、この段部５４にパッキン５５を介して支持部材５１が係止されることにより、検出素子２が下方から支持されている。また、支持部材５１の上側における主体金具５の内周面と検出素子２の外周面との間に充填部材５２が配設され、さらにこの充填部材５２の上側に筒状のスリーブ５３及びパッキン５６が順次同軸状に内挿された状態で主体金具５の上端部が内方（下方）に加締められることで、充填部材５２が加圧充填され、それにより、検出素子２が主体金具５に対してしっかりと固定されている。また、主体金具５の下端側外周には、検出素子２の突出部分を覆うとともに、複数の孔部を有する金属製の二重のプロテクタ５７，５８が溶接によって取り付けられている。
【００２２】
そして、主体金具５の上部開口部を覆うように外筒６の下端開口端部が当該主体金具５に外挿された後、この下端開口端部に外方から溶接が施され、外筒６が主体金具５に装着されている。
【００２３】
また、外筒６の後端開口６１近傍には、セラミックで筒状に形成された絶縁性のセパレータ７が内挿されている。セパレータ７は、その軸方向中央付近の外周面に外側に突出したフランジ部７１を有し、外筒６が外方から加締められることにより、このフランジ部７１の下端面が外筒６上部に係止される態様で外筒６内に保持されている。
【００２４】
さらに、外筒６の後端開口６１には、検出素子２の電極に夫々接続されるリード線２１，２２及びセラミックヒータ３に接続される一対のリード線（不図示）を夫々外部に引き出すとともに、酸素センサ１内部への水分や油分の侵入を防止するシールユニット１０が設けられている。
【００２５】
このシールユニット１０は、図２に示すように、外筒６の後端開口６１を塞ぐ円柱状のグロメット１１と、このグロメット１１の中央を軸方向に貫通する貫通孔４１に挿入された保持内筒１２と、保持内筒１２の後端開口３６を塞ぐ通気フィルタ１３と、通気フィルタ１３を覆う保持外筒１４と、後端開口３６からの水分の浸入を阻止するためのＯリング１５とから構成されている。
【００２６】
これらのうちグロメット１１は、フッ素ゴムからなり、上記貫通孔４１と、リード線２１，２２及びヒータ用リード線を挿通するための４つの挿通孔４２（図１，２中では２つのみ示す）とが形成されている。尚、４つの挿通孔４２は、中央に配置された貫通孔４１を取り囲むように配置される。
【００２７】
保持内筒１２は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼で形成されており、グロメット１１の貫通孔４１内に配置されている。また保持内筒１２の後端側には、保持内筒１２の先端側を向くように保持内筒１２の内側に向けて滑らかに曲げられ折り返されてなる屈曲部８１が形成されている。さらに保持内筒１２の先端側には、保持内筒１２の外側に向けて曲げられてなる係止部８２が形成されており、グロメット１１からの抜けを防止している。
【００２８】
また通気フィルタ１３は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の未焼成成形体を、ＰＴＦＥの融点よりも高い加熱温度で一軸方向に延伸することにより得られる多孔質繊維構造体（例えば、商品名：ゴアテックス（ジャパンゴアテックス（株）））により、水滴等の水を主体とする液体の透過は阻止し、かつ気体（空気、水蒸気等）の透過は許容する通気フィルタとして構成されている。なお本実施形態では、通気フィルタ１３の厚さは０．３ｍｍである。
【００２９】
また保持外筒１４は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼で形成されており、外筒閉塞部３１と外筒筒状部３２を有する有底筒状に形成されている。このうち外筒閉塞部３１は、通気フィルタ１３を覆い、具体的には保持内筒１２の後端開口３６を塞ぐことができる大きさで形成されている。また外筒閉塞部３１には、図２，３に示すように、保持内筒１２の後端開口３６の開口面積と比べて十分小さい開口面積を有する複数の通気孔３３が形成されている。
【００３０】
外筒筒状部３２は、保持内筒１２を覆うようにして、グロメット１１の貫通孔４１内に配置されている。そして外筒筒状部３２には、保持内筒１２に向かって周方向に加締められた加締部２６を有する。さらに保持内筒１２には、加締部２６により加締められた加締部２７を有する。
【００３１】
Ｏリング１５は、フッ素ゴムからなる環状部材であり、通気フィルタ１３と保持内筒１２との間に配置されている。
そして、これらグロメット１１、保持内筒１２、通気フィルタ１３、保持外筒１４、及びＯリング１５を以下に示すように組み付けることにより、シールユニット１０を形成する。
【００３２】
まず、有底筒状の保持外筒１４内に通気フィルタ１３を配置する。さらに、保持外筒１４内にＯリング１５を配置する。その後に、保持内筒１２を保持外筒１４内に挿入する。
これにより、Ｏリング１５と通気フィルタ１３が、保持外筒１４の外筒閉塞部３１と保持内筒１２との間に挟まれた状態となる。さらに、保持外筒１４の外筒閉塞部３１と保持内筒１２との間でＯリング１５と通気フィルタ１３が圧縮された状態にし、この状態で保持外筒１４の外筒筒状部３２を介して径方向に加締め、加締部２６と加締部２７を形成する。これにより、保持内筒１２の屈曲部８１と保持外筒１４の外筒閉塞部３１により通気フィルタ１３が圧縮された状態を保持して保持内筒１２と保持外筒１４とを固定する。
【００３３】
こうして、保持外筒１４の外筒筒状部３２と通気フィルタ１３とが密着するとともに通気フィルタ１３とＯリング１５とが密着し、さらにＯリング１５と保持内筒１２の屈曲部８１とが密着する。そして通気フィルタ１３が、後端開口３６を塞いだ状態で固定される。なお、上記のようにして保持内筒１２、通気フィルタ１３、保持外筒１４、及びＯリング１５が一体化されたものを以下、フィルタユニット１９という。
【００３４】
その後、フィルタユニット１９を貫通孔４１に挿入し、シールユニット１０を作成する。
そして、このように形成されたシールユニット１０が、外筒６の後端開口６１の内側に配置され、グロメット１１が、外筒６を介して径方向に加締められる。こうして、外筒６及びグロメット１１が密着し、そのシール性がより確実なものとされる。そして、この通気フィルタ１３により通気性及び防水性を保持しつつ、大気側から保持内筒１２の内部に形成された通気経路を介して基準ガス空間に空気が導入される。
【００３５】
このように構成された酸素センサ１では、通気性及び防水性を有する通気フィルタ１３が保持内筒１２の後端開口３６を塞ぐ。このため、通気フィルタ１３を貫通して酸素センサ１内部に水分を通すことなく、通気フィルタ１３を介して外気を酸素センサ１内部に導入することができる。
【００３６】
そして通気フィルタ１３は、保持内筒１２の屈曲部８１と保持外筒１４の外筒閉塞部３１とにより、保持内筒１２の屈曲部８１に沿って環状に圧縮される。これにより、通気フィルタ１３における保持内筒１２の屈曲部８１と接触する領域で、通気フィルタ１３と保持内筒１２の屈曲部８１との間の隙間、及び通気フィルタ１３と保持外筒１４との間の隙間が形成され難くなる。このため、通気フィルタ１３における保持外筒１４と対向している側の面（以下、通気フィルタ１３の表面という）に付着した水分が、通気フィルタ１３の端部を回り込んで、通気フィルタ１３の裏面と保持内筒１２の屈曲部８１との隙間を通って貫通孔４１の後端開口部に到達することを抑制することができる。つまり、通気フィルタ１３に付着した水分が酸素センサ１内へ進入するのを抑制することができる。
【００３７】
また、保持内筒１２の屈曲部８１と通気フィルタ１３との間に、通気フィルタ１３が環状に圧縮されている領域に沿って、Ｏリング１５が配置されている。これにより、保持内筒１２の屈曲部８１と通気フィルタ１３との間の隙間、または通気フィルタ１３と保持外筒１４との間の隙間を埋めることができる。このため、通気フィルタ１３に付着した水分が、通気フィルタ１３の裏面と保持内筒１２との間の隙間を伝って酸素センサ１内へ進入するのをさらに抑制することができる。
【００３８】
また、保持内筒１２の外周面には、加締部２６により加締められた加締部２７が形成されているので、加締部２６のみが形成されている場合と比較して、保持内筒１２と保持外筒１４とをより強固に固定することができる。
【００３９】
また、屈曲部８１の表面が滑らかであるので、屈曲部８１に接触している部材（本実施形態ではＯリング１５）が、この接触により破損してしまうことを抑制することができる。
【００４０】
以上説明した実施形態において、酸素センサ１は本発明におけるセンサ、グロメット１１は本発明における第１弾性部材、Ｏリング１５は本発明における第２弾性部材、加締部２６は本発明における第１加締部、加締部２７は本発明における第２加締部である。
【００４１】
（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態について図面をもとに説明する。尚、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００４２】
図４は第２実施形態のシールユニット１０の構成を表す断面図、図５は保持外筒１１４の平面図である。
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、図４に示すように、フィルタユニット１９の代わりにフィルタユニット１１９が設けられた点である。
【００４３】
フィルタユニット１１９は、グロメット１１の中央を軸方向に貫通する貫通孔４１に挿入された保持内筒１１２と、保持内筒１１２の後端開口１２１を塞ぐ通気フィルタ１１３と、通気フィルタ１１３を保護する保持外筒１１４と、後端開口１２１からの水分の浸入を阻止するためのＯリング１１５と、保持内筒１１２の後端開口１２１の外径と略等しい外径を有するワッシャ１１６とから構成されている。
【００４４】
これらのうち保持内筒１１２は、その外周面にネジ山１２２が形成されている。
また保持外筒１１４は、外筒閉塞部１３１と外筒筒状部１３２を有する有底筒状に形成されている。そして外筒閉塞部１３１は、保持内筒１１２の後端開口１２１を塞ぐことができる大きさで形成されている。また外筒閉塞部１３１には、図４，５に示すように、保持内筒１１２の後端開口１２１の開口面積と比べて十分小さい開口面積を有する複数の通気孔１３３が形成されている。外筒筒状部１３２は、保持内筒１１２を覆うようにして、グロメット１１の貫通孔４１内に配置されており、外筒筒状部１３２は、その内周面に、保持内筒１１２のネジ山１２２に螺合するネジ山１３４が形成されている。
【００４５】
ワッシャ１１６は、ＳＵＳ３０４からなる環状部材であり、Ｏリング１１５と保持内筒１１２との間に配置されている。
そして、これら保持内筒１１２、通気フィルタ１１３、保持外筒１１４、Ｏリング１１５、及びワッシャ１１６を以下に示すように組み付けることにより、フィルタユニット１１９を形成する。
【００４６】
まず、有底筒状の保持外筒１１４内に通気フィルタ１１３を配置する。さらに、保持外筒１１４内にＯリング１１５を配置する。そして、保持外筒１１４内にワッシャ１１６を配置する。その後、保持外筒１１４の先端開口１３５と、保持内筒１１２の後端開口１２１と向き合うようにして、保持外筒１１４の先端開口１３５から保持内筒１１２を挿入する。さらに、保持内筒１１２のネジ山１２２と保持外筒１１４のネジ山１３４とが螺合した状態で、保持内筒１１２を保持外筒１１４に対して回転させることで、保持内筒１１２が保持外筒１１４内に向かって進入する。そして最終的に、通気フィルタ１１３が保持外筒１１４と保持内筒１１２との間で圧縮されて且つ後端開口１２１を塞いだ状態で固定され、これによりフィルタユニット１１９が完成する。
【００４７】
なお、通気フィルタ１１３と保持内筒１１２との間にワッシャ１１６が配置されている。これにより、保持内筒１１２を保持外筒１１４内に挿入して保持内筒１１２を保持外筒１１４に対して回転させる際に通気フィルタ１１３が捩れるのを抑制している。
【００４８】
このように構成された酸素センサ１では、通気性及び防水性を有する通気フィルタ１１３が保持内筒１１２の後端開口１２１を塞ぐ。このため、通気フィルタ１１３を貫通して酸素センサ１内部に水分を通すことなく、通気フィルタ１１３を介して外気を酸素センサ１内部に導入することができる。
【００４９】
そして通気フィルタ１１３は、保持内筒１１２の後端部と保持外筒１１４の外筒閉塞部１３１により圧縮される。これにより、通気フィルタ１１３と保持内筒１１２の後端部との間で隙間、及び通気フィルタ１１３と保持外筒１１４との間の隙間が形成され難くなる。このため、通気フィルタ１１３における保持外筒１１４と対向している側の面（以下、通気フィルタ１１３の表面という）に付着した水分が、通気フィルタ１１３の端部を回り込んで、通気フィルタ１１３の裏面と保持内筒１１２の後端部との隙間を通って貫通孔４１の後端開口部に到達することを抑制することができる。つまり、通気フィルタ１１３に付着した水分が酸素センサ１内へ進入するのを抑制することができる。
【００５０】
以上説明した実施形態において、Ｏリング１１５は本発明における第２弾性部材、ネジ山１３４は本発明における第１ネジ山、ネジ山１２２は本発明における第２ネジ山である。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、酸素センサに利用されるシールユニット１０を示したが、酸素センサに限定されるものではなく、通気フィルタを介して外気をセンサ内部に導入する方式のセンサであればよい。
【００５２】
また上記実施形態では、筒型の検出素子２であったが、これに限られず、板型の検出素子であってもよい。
また上記実施形態では、本発明の通気孔として、板状の外筒閉塞部３１，１３１に穿孔して形成した通気孔３３，１３３を示したが、網目状に構成された通気孔にしてもよい。例えば、網目状に形成されたシート部材（例えばＳＵＳメッシュ）を有底筒状に成形して保持外筒を構成するようにしてもよい。また、網目状に形成されたシート部材（以下、網目状シート部材という）を外筒閉塞部とするとともに、この網目状シート部材とは別体の筒状の金属部材を網目状シート部材の端縁部で接続してこの金属部材を外筒筒状部とすることにより保持外筒を構成するようにしてもよい。
【００５３】
また上記第２実施形態では、ワッシャ１１６を配置するものを示したが、ワッシャ１１６の代わりに板バネを配置するようにしてもよい。
また上記第２実施形態では、保持内筒１１２のネジ山１２２と保持外筒１１４のネジ山１３４とを直接螺合させるものを示したが、ネジ山１２２とネジ山１３４との間にシールを挟んで螺合させることにより防水性能を向上させるようにしてもよい。
【００５４】
また上記第１実施形態では、保持外筒１４の外筒筒状部３２が加締められるものを示したが、保持外筒１４の外筒筒状部３２と保持内筒１２とを溶接することにより、保持外筒１４を保持内筒１２に対して固定するようにしてもよい。
【００５５】
また上記実施形態では、Ｏリング１５，１１５を通気フィルタ１３，１１３と保持内筒１２，１１２との間に配置したが、図６に示されるように、Ｏリング２１５を通気フィルタ１３と保持外筒１４との間に配置してもよい。なお、この図６は、Ｏリング２１５の配置、及び保持内筒２１２の後端側の形状以外は第１実施形態と同形状である。
【００５６】
また上記実施形態では、通気フィルタ１３，１１３は保持内筒１２，１１２と保持外筒１４，１１４とにより、保持内筒１２，１１２に沿って環状に圧縮されていたが、通気フィルタ１３，１１３を予め保持内筒１２，１１２または保持外筒１４，１１４に接着剤を用いて接着、若しくは溶着し、その後、通気フィルタ１３，１１３は保持内筒１２，１１２と保持外筒１４，１１４とにより、保持内筒１２，１１２に沿って環状に圧縮してもよい。
【００５７】
また、第１実施形態の保持内筒１２の後端側には屈曲部８１を設けたが、これに限られず、第２実施形態のように、保持内筒１１２の後端側は、軸線方向に垂直な面にて形成されていてもよいし、図６に示されるように、保持内筒２１２の後端側が、円弧の凸部２８１であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】酸素センサ１の全体構成を表す断面図である。
【図２】第１実施形態のシールユニット１０の構成を表す断面図である。
【図３】第１実施形態の保持外筒１４の平面図である。
【図４】第２実施形態のシールユニット１０の構成を表す断面図である。
【図５】第２実施形態の保持外筒１１４の平面図である。
【図６】別の実施形態のシールユニット１０の構成を表す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…酸素センサ、２…検出素子、３…セラミックヒータ、４…ケーシング、５…主体金具、６…外筒、７…セパレータ、１０…シールユニット、１１…グロメット、１２，１１２，２１２…保持内筒、１３，１１３…通気フィルタ、１４，１１４…保持外筒、１５，１１５，２１５…Ｏリング、１９，１１９…フィルタユニット、２６，２７…加締部、３１，１３１…外筒閉塞部、３２，１３２…外筒筒状部、３３，１３３…通気孔、３６，１２１…後端開口、４１…貫通孔、４２…挿通孔、６１…後端開口、８１…屈曲部、８２…係止部、１１６…ワッシャ、１２２，１３４…ネジ山、２８１…凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通気フィルタを介して外気を内部に導入するセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｏ2ガスやＮ2ガス等の被測定ガスを検出する長尺状の検出素子と、検出素子を保持する主体金具と、主体金具の後端側に配置されるとともに先端開口部から挿入された検出素子の後端部を内部に収容する外筒とを備えるセンサが知られている。
【０００３】
そして、このようなセンサは、外筒の後端開口部を通じて外筒の外部から外筒の内部に配設されて検出素子に接続されるリード線と、外筒の後端開口部の内部に配置されるとともに、リード線の径方向周囲を覆う状態でリード線を保持する弾性部材（以下、グロメットという）とを備えて構成されている。
【０００４】
このように構成されたセンサのうちで、例えば酸素センサのように、センサ内部に外気を導入して、導入した外気の物理量を基準として測定対象物の物理量を検出する外気導入型のセンサにおいては、外気をセンサ内部に導入するための貫通孔がグロメットに設けられている。そして、通気性及び防水性を有する通気フィルタが、この貫通孔における後端開口部を覆うように配置される。これにより、通気フィルタを貫通してセンサ内部に水分を通すことなく通気を確保している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４９６７８号公報 （第２図）
【特許文献２】特開２００２−２８６６８２号公報 （第１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の通気フィルタは、グロメットに設けられた貫通孔の内周面と、貫通孔に挿入される筒状挿入部材との間で挟まれた状態で配置され、通気フィルタの端部がセンサ内部に配置されている。このため、通気フィルタに付着した水分が、通気フィルタの表面を伝わり、貫通孔の内周面と通気フィルタとの間の隙間を通って、センサ内部に水分が進入するおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の通気フィルタは、グロメットの上面の略全体を覆う状態で配置され、さらに通気フィルタを覆うように保護部材が設けられている。そして保護部材は外筒と接合されており、通気フィルタの端部は保護部材とグロメットとの隙間に配置されている。このため、通気フィルタに付着した水分が、通気フィルタの表面を伝わり、さらに通気フィルタの端部を回り込んで、グロメットの上面と通気フィルタとの間の隙間を通って貫通孔の後端開口部に到達して、センサ内部に水分が進入するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、通気フィルタに付着した水分が通気フィルタの表面を伝ってセンサ内部へ進入するのを抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、軸線方向に延びる検出素子の先端を被測定ガスに晒すように検出素子を保持するとともに、自身の軸線方向における後端が開口して形成された軸線方向に延びる筒型形状のケーシングと、外気をケーシング内に導入するために軸線方向に沿って貫通する貫通孔が形成され、ケーシングの後端開口を塞ぐように配置される第１弾性部材とを備えるセンサであって、第１弾性部材の貫通孔内に一部が挿入される筒状の保持内筒と、通気性及び防水性を有し、保持内筒の後端開口を塞ぐ通気フィルタと、軸線方向に沿って貫通する一つまたは複数の通気孔を備えると共に通気フィルタを覆う外筒閉塞部、及び、外筒閉塞部に接続し、保持内筒の外周面の一部を周方向に取り囲む外筒筒状部を有する保持外筒と、を有し、通気フィルタは、保持内筒の後端部と保持外筒の外筒閉塞部とにより、保持内筒に沿った環状の領域が圧縮されることを特徴とするセンサである。
【０００９】
このように構成されたセンサでは、通気性及び防水性を有する通気フィルタが保持内筒の後端開口を塞ぐ。このため、通気フィルタを貫通してセンサ内部に水分を通すことなく、通気フィルタを介して外気をセンサ内部に導入することができる。
【００１０】
そして通気フィルタは、保持内筒の後端部と保持外筒の外筒閉塞部とにより、保持内筒に沿った環状の領域が圧縮される。これにより、保持内筒に沿った環状の領域における通気フィルタと保持内筒の後端部との間の隙間、及び通気フィルタと保持外筒（外筒閉塞部）との間の隙間が形成され難くなる。このため、通気フィルタにおける保持外筒と対向している側の面（以下、通気フィルタの表面という）に付着した水分が、通気フィルタの端部を回り込んで、通気フィルタの裏面と保持内筒の後端部との隙間を通って貫通孔の後端開口部に到達することを抑制することができる。つまり、通気フィルタに付着した水分がセンサ内へ進入するのを抑制することができる。なお、通気孔は一つであってもよいし、複数であってもよい。
【００１１】
また請求項１に記載のセンサにおいては、請求項２に記載のように、保持内筒の後端部と通気フィルタとの間、または外筒閉塞部と通気フィルタとの間に、通気フィルタが環状に圧縮されている領域に沿って、防水性を有する第２弾性部材が配置されるようにしてもよい。
【００１２】
このように構成されたセンサでは、保持内筒の後端部と通気フィルタとの間に配置された第２弾性部材が、保持内筒の後端部と通気フィルタとの間の隙間、または通気フィルタと保持外筒との間の隙間を埋めることができる。このため、通気フィルタに付着した水分が、通気フィルタの裏面と保持内筒との間の隙間を伝ってセンサ内へ進入するのをさらに抑制することができる。
【００１３】
また請求項１または請求項２に記載のセンサにおいて、保持内筒の後端部と保持外筒の外筒閉塞部により通気フィルタが圧縮された状態を保持して保持内筒と保持外筒とを固定するには、請求項３に記載のように、外筒筒状部には、保持内筒に向かって周方向に加締められた第１加締部を有するようにしてもよいし、請求項５に記載のように、保持外筒の外筒筒状部の内周面に第１ネジ山が設けられ、保持内筒の外周面に、第１ネジ山に螺合する第２ネジ山が設けられるようにしてもよい。
【００１４】
また請求項３に記載のセンサにおいては、請求項４に記載のように、保持内筒の外周面には、第１加締部により加締められた第２加締部を有するようにしてもよい。これにより、保持内筒と保持外筒とをより強固に固定することができる。
【００１５】
また請求項１〜請求項５の何れかに記載のセンサにおいては、請求項６に記載のように、 保持内筒の後端側が保持内筒の先端側を向くように保持内筒の内側に向けて折り返されてなる屈曲部を有していてもよい。
【００１６】
このように構成されたセンサでは、保持内筒の屈曲部と、保持外筒の外筒閉塞部との間で、通気フィルタが圧縮される。そして、屈曲部は折り返されているので表面が滑らかに形成されており、屈曲部に接触している部材（例えば、上記の通気フィルタまたは第２弾性部材）が、この接触により破損してしまうことを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
図１は、本発明が適用された実施形態の酸素センサ１の全体構成を表す断面図、図２はシールユニット１０の構成を表す断面図、図３は保持外筒１４の平面図である。
【００１８】
尚、本実施形態においては、図１中の酸素センサ１の下端側が本発明における「センサの先端側」に相当し、同様に、酸素センサ１の上端側が「センサの後端側」に相当する。
酸素センサ１は、図１に示すように、ＺｒＯ2を主成分とする固体電解質体により先端が閉じた中空軸状に形成された検出素子２、検出素子２内に配置された軸状のセラミックヒータ３、及び酸素センサ１の内部構造物を収容するとともに酸素センサ１を排気管等の取付部に固定するケーシング４等から構成されている。
【００１９】
これらのうちケーシング４は、検出素子２を保持するとともにその検出部２５を排気管等の内部に突出させる主体金具５と、主体金具５の上部に延設されて検出素子２との間で基準ガス空間を形成する外筒６とから構成されている。
【００２０】
また主体金具５は、円筒状の本体を有して検出素子２を下方から支持する支持部材５１、支持部材５１の上部に充填される滑石粉末からなる充填部材５２、充填部材５２を上方から押圧するスリーブ５３等を内部に収容する。
【００２１】
そして、主体金具５の下端側の内周には、内向き突出した段部５４が設けられており、この段部５４にパッキン５５を介して支持部材５１が係止されることにより、検出素子２が下方から支持されている。また、支持部材５１の上側における主体金具５の内周面と検出素子２の外周面との間に充填部材５２が配設され、さらにこの充填部材５２の上側に筒状のスリーブ５３及びパッキン５６が順次同軸状に内挿された状態で主体金具５の上端部が内方（下方）に加締められることで、充填部材５２が加圧充填され、それにより、検出素子２が主体金具５に対してしっかりと固定されている。また、主体金具５の下端側外周には、検出素子２の突出部分を覆うとともに、複数の孔部を有する金属製の二重のプロテクタ５７，５８が溶接によって取り付けられている。
【００２２】
そして、主体金具５の上部開口部を覆うように外筒６の下端開口端部が当該主体金具５に外挿された後、この下端開口端部に外方から溶接が施され、外筒６が主体金具５に装着されている。
【００２３】
また、外筒６の後端開口６１近傍には、セラミックで筒状に形成された絶縁性のセパレータ７が内挿されている。セパレータ７は、その軸方向中央付近の外周面に外側に突出したフランジ部７１を有し、外筒６が外方から加締められることにより、このフランジ部７１の下端面が外筒６上部に係止される態様で外筒６内に保持されている。
【００２４】
さらに、外筒６の後端開口６１には、検出素子２の電極に夫々接続されるリード線２１，２２及びセラミックヒータ３に接続される一対のリード線（不図示）を夫々外部に引き出すとともに、酸素センサ１内部への水分や油分の侵入を防止するシールユニット１０が設けられている。
【００２５】
このシールユニット１０は、図２に示すように、外筒６の後端開口６１を塞ぐ円柱状のグロメット１１と、このグロメット１１の中央を軸方向に貫通する貫通孔４１に挿入された保持内筒１２と、保持内筒１２の後端開口３６を塞ぐ通気フィルタ１３と、通気フィルタ１３を覆う保持外筒１４と、後端開口３６からの水分の浸入を阻止するためのＯリング１５とから構成されている。
【００２６】
これらのうちグロメット１１は、フッ素ゴムからなり、上記貫通孔４１と、リード線２１，２２及びヒータ用リード線を挿通するための４つの挿通孔４２（図１，２中では２つのみ示す）とが形成されている。尚、４つの挿通孔４２は、中央に配置された貫通孔４１を取り囲むように配置される。
【００２７】
保持内筒１２は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼で形成されており、グロメット１１の貫通孔４１内に配置されている。また保持内筒１２の後端側には、保持内筒１２の先端側を向くように保持内筒１２の内側に向けて滑らかに曲げられ折り返されてなる屈曲部８１が形成されている。さらに保持内筒１２の先端側には、保持内筒１２の外側に向けて曲げられてなる係止部８２が形成されており、グロメット１１からの抜けを防止している。
【００２８】
また通気フィルタ１３は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の未焼成成形体を、ＰＴＦＥの融点よりも高い加熱温度で一軸方向に延伸することにより得られる多孔質繊維構造体（例えば、商品名：ゴアテックス（ジャパンゴアテックス（株）））により、水滴等の水を主体とする液体の透過は阻止し、かつ気体（空気、水蒸気等）の透過は許容する通気フィルタとして構成されている。なお本実施形態では、通気フィルタ１３の厚さは０．３ｍｍである。
【００２９】
また保持外筒１４は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼で形成されており、外筒閉塞部３１と外筒筒状部３２を有する有底筒状に形成されている。このうち外筒閉塞部３１は、通気フィルタ１３を覆い、具体的には保持内筒１２の後端開口３６を塞ぐことができる大きさで形成されている。また外筒閉塞部３１には、図２，３に示すように、保持内筒１２の後端開口３６の開口面積と比べて十分小さい開口面積を有する複数の通気孔３３が形成されている。
【００３０】
外筒筒状部３２は、保持内筒１２を覆うようにして、グロメット１１の貫通孔４１内に配置されている。そして外筒筒状部３２には、保持内筒１２に向かって周方向に加締められた加締部２６を有する。さらに保持内筒１２には、加締部２６により加締められた加締部２７を有する。
【００３１】
Ｏリング１５は、フッ素ゴムからなる環状部材であり、通気フィルタ１３と保持内筒１２との間に配置されている。
そして、これらグロメット１１、保持内筒１２、通気フィルタ１３、保持外筒１４、及びＯリング１５を以下に示すように組み付けることにより、シールユニット１０を形成する。
【００３２】
まず、有底筒状の保持外筒１４内に通気フィルタ１３を配置する。さらに、保持外筒１４内にＯリング１５を配置する。その後に、保持内筒１２を保持外筒１４内に挿入する。
これにより、Ｏリング１５と通気フィルタ１３が、保持外筒１４の外筒閉塞部３１と保持内筒１２との間に挟まれた状態となる。さらに、保持外筒１４の外筒閉塞部３１と保持内筒１２との間でＯリング１５と通気フィルタ１３が圧縮された状態にし、この状態で保持外筒１４の外筒筒状部３２を介して径方向に加締め、加締部２６と加締部２７を形成する。これにより、保持内筒１２の屈曲部８１と保持外筒１４の外筒閉塞部３１により通気フィルタ１３が圧縮された状態を保持して保持内筒１２と保持外筒１４とを固定する。
【００３３】
こうして、保持外筒１４の外筒筒状部３２と通気フィルタ１３とが密着するとともに通気フィルタ１３とＯリング１５とが密着し、さらにＯリング１５と保持内筒１２の屈曲部８１とが密着する。そして通気フィルタ１３が、後端開口３６を塞いだ状態で固定される。なお、上記のようにして保持内筒１２、通気フィルタ１３、保持外筒１４、及びＯリング１５が一体化されたものを以下、フィルタユニット１９という。
【００３４】
その後、フィルタユニット１９を貫通孔４１に挿入し、シールユニット１０を作成する。
そして、このように形成されたシールユニット１０が、外筒６の後端開口６１の内側に配置され、グロメット１１が、外筒６を介して径方向に加締められる。こうして、外筒６及びグロメット１１が密着し、そのシール性がより確実なものとされる。そして、この通気フィルタ１３により通気性及び防水性を保持しつつ、大気側から保持内筒１２の内部に形成された通気経路を介して基準ガス空間に空気が導入される。
【００３５】
このように構成された酸素センサ１では、通気性及び防水性を有する通気フィルタ１３が保持内筒１２の後端開口３６を塞ぐ。このため、通気フィルタ１３を貫通して酸素センサ１内部に水分を通すことなく、通気フィルタ１３を介して外気を酸素センサ１内部に導入することができる。
【００３６】
そして通気フィルタ１３は、保持内筒１２の屈曲部８１と保持外筒１４の外筒閉塞部３１とにより、保持内筒１２の屈曲部８１に沿って環状に圧縮される。これにより、通気フィルタ１３における保持内筒１２の屈曲部８１と接触する領域で、通気フィルタ１３と保持内筒１２の屈曲部８１との間の隙間、及び通気フィルタ１３と保持外筒１４との間の隙間が形成され難くなる。このため、通気フィルタ１３における保持外筒１４と対向している側の面（以下、通気フィルタ１３の表面という）に付着した水分が、通気フィルタ１３の端部を回り込んで、通気フィルタ１３の裏面と保持内筒１２の屈曲部８１との隙間を通って貫通孔４１の後端開口部に到達することを抑制することができる。つまり、通気フィルタ１３に付着した水分が酸素センサ１内へ進入するのを抑制することができる。
【００３７】
また、保持内筒１２の屈曲部８１と通気フィルタ１３との間に、通気フィルタ１３が環状に圧縮されている領域に沿って、Ｏリング１５が配置されている。これにより、保持内筒１２の屈曲部８１と通気フィルタ１３との間の隙間、または通気フィルタ１３と保持外筒１４との間の隙間を埋めることができる。このため、通気フィルタ１３に付着した水分が、通気フィルタ１３の裏面と保持内筒１２との間の隙間を伝って酸素センサ１内へ進入するのをさらに抑制することができる。
【００３８】
また、保持内筒１２の外周面には、加締部２６により加締められた加締部２７が形成されているので、加締部２６のみが形成されている場合と比較して、保持内筒１２と保持外筒１４とをより強固に固定することができる。
【００３９】
また、屈曲部８１の表面が滑らかであるので、屈曲部８１に接触している部材（本実施形態ではＯリング１５）が、この接触により破損してしまうことを抑制することができる。
【００４０】
以上説明した実施形態において、酸素センサ１は本発明におけるセンサ、グロメット１１は本発明における第１弾性部材、Ｏリング１５は本発明における第２弾性部材、加締部２６は本発明における第１加締部、加締部２７は本発明における第２加締部である。
【００４１】
（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態について図面をもとに説明する。尚、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００４２】
図４は第２実施形態のシールユニット１０の構成を表す断面図、図５は保持外筒１１４の平面図である。
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、図４に示すように、フィルタユニット１９の代わりにフィルタユニット１１９が設けられた点である。
【００４３】
フィルタユニット１１９は、グロメット１１の中央を軸方向に貫通する貫通孔４１に挿入された保持内筒１１２と、保持内筒１１２の後端開口１２１を塞ぐ通気フィルタ１１３と、通気フィルタ１１３を保護する保持外筒１１４と、後端開口１２１からの水分の浸入を阻止するためのＯリング１１５と、保持内筒１１２の後端開口１２１の外径と略等しい外径を有するワッシャ１１６とから構成されている。
【００４４】
これらのうち保持内筒１１２は、その外周面にネジ山１２２が形成されている。
また保持外筒１１４は、外筒閉塞部１３１と外筒筒状部１３２を有する有底筒状に形成されている。そして外筒閉塞部１３１は、保持内筒１１２の後端開口１２１を塞ぐことができる大きさで形成されている。また外筒閉塞部１３１には、図４，５に示すように、保持内筒１１２の後端開口１２１の開口面積と比べて十分小さい開口面積を有する複数の通気孔１３３が形成されている。外筒筒状部１３２は、保持内筒１１２を覆うようにして、グロメット１１の貫通孔４１内に配置されており、外筒筒状部１３２は、その内周面に、保持内筒１１２のネジ山１２２に螺合するネジ山１３４が形成されている。
【００４５】
ワッシャ１１６は、ＳＵＳ３０４からなる環状部材であり、Ｏリング１１５と保持内筒１１２との間に配置されている。
そして、これら保持内筒１１２、通気フィルタ１１３、保持外筒１１４、Ｏリング１１５、及びワッシャ１１６を以下に示すように組み付けることにより、フィルタユニット１１９を形成する。
【００４６】
まず、有底筒状の保持外筒１１４内に通気フィルタ１１３を配置する。さらに、保持外筒１１４内にＯリング１１５を配置する。そして、保持外筒１１４内にワッシャ１１６を配置する。その後、保持外筒１１４の先端開口１３５と、保持内筒１１２の後端開口１２１と向き合うようにして、保持外筒１１４の先端開口１３５から保持内筒１１２を挿入する。さらに、保持内筒１１２のネジ山１２２と保持外筒１１４のネジ山１３４とが螺合した状態で、保持内筒１１２を保持外筒１１４に対して回転させることで、保持内筒１１２が保持外筒１１４内に向かって進入する。そして最終的に、通気フィルタ１１３が保持外筒１１４と保持内筒１１２との間で圧縮されて且つ後端開口１２１を塞いだ状態で固定され、これによりフィルタユニット１１９が完成する。
【００４７】
なお、通気フィルタ１１３と保持内筒１１２との間にワッシャ１１６が配置されている。これにより、保持内筒１１２を保持外筒１１４内に挿入して保持内筒１１２を保持外筒１１４に対して回転させる際に通気フィルタ１１３が捩れるのを抑制している。
【００４８】
このように構成された酸素センサ１では、通気性及び防水性を有する通気フィルタ１１３が保持内筒１１２の後端開口１２１を塞ぐ。このため、通気フィルタ１１３を貫通して酸素センサ１内部に水分を通すことなく、通気フィルタ１１３を介して外気を酸素センサ１内部に導入することができる。
【００４９】
そして通気フィルタ１１３は、保持内筒１１２の後端部と保持外筒１１４の外筒閉塞部１３１により圧縮される。これにより、通気フィルタ１１３と保持内筒１１２の後端部との間で隙間、及び通気フィルタ１１３と保持外筒１１４との間の隙間が形成され難くなる。このため、通気フィルタ１１３における保持外筒１１４と対向している側の面（以下、通気フィルタ１１３の表面という）に付着した水分が、通気フィルタ１１３の端部を回り込んで、通気フィルタ１１３の裏面と保持内筒１１２の後端部との隙間を通って貫通孔４１の後端開口部に到達することを抑制することができる。つまり、通気フィルタ１１３に付着した水分が酸素センサ１内へ進入するのを抑制することができる。
【００５０】
以上説明した実施形態において、Ｏリング１１５は本発明における第２弾性部材、ネジ山１３４は本発明における第１ネジ山、ネジ山１２２は本発明における第２ネジ山である。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、酸素センサに利用されるシールユニット１０を示したが、酸素センサに限定されるものではなく、通気フィルタを介して外気をセンサ内部に導入する方式のセンサであればよい。
【００５２】
また上記実施形態では、筒型の検出素子２であったが、これに限られず、板型の検出素子であってもよい。
また上記実施形態では、本発明の通気孔として、板状の外筒閉塞部３１，１３１に穿孔して形成した通気孔３３，１３３を示したが、網目状に構成された通気孔にしてもよい。例えば、網目状に形成されたシート部材（例えばＳＵＳメッシュ）を有底筒状に成形して保持外筒を構成するようにしてもよい。また、網目状に形成されたシート部材（以下、網目状シート部材という）を外筒閉塞部とするとともに、この網目状シート部材とは別体の筒状の金属部材を網目状シート部材の端縁部で接続してこの金属部材を外筒筒状部とすることにより保持外筒を構成するようにしてもよい。
【００５３】
また上記第２実施形態では、ワッシャ１１６を配置するものを示したが、ワッシャ１１６の代わりに板バネを配置するようにしてもよい。
また上記第２実施形態では、保持内筒１１２のネジ山１２２と保持外筒１１４のネジ山１３４とを直接螺合させるものを示したが、ネジ山１２２とネジ山１３４との間にシールを挟んで螺合させることにより防水性能を向上させるようにしてもよい。
【００５４】
また上記第１実施形態では、保持外筒１４の外筒筒状部３２が加締められるものを示したが、保持外筒１４の外筒筒状部３２と保持内筒１２とを溶接することにより、保持外筒１４を保持内筒１２に対して固定するようにしてもよい。
【００５５】
また上記実施形態では、Ｏリング１５，１１５を通気フィルタ１３，１１３と保持内筒１２，１１２との間に配置したが、図６に示されるように、Ｏリング２１５を通気フィルタ１３と保持外筒１４との間に配置してもよい。なお、この図６は、Ｏリング２１５の配置、及び保持内筒２１２の後端側の形状以外は第１実施形態と同形状である。
【００５６】
また上記実施形態では、通気フィルタ１３，１１３は保持内筒１２，１１２と保持外筒１４，１１４とにより、保持内筒１２，１１２に沿って環状に圧縮されていたが、通気フィルタ１３，１１３を予め保持内筒１２，１１２または保持外筒１４，１１４に接着剤を用いて接着、若しくは溶着し、その後、通気フィルタ１３，１１３は保持内筒１２，１１２と保持外筒１４，１１４とにより、保持内筒１２，１１２に沿って環状に圧縮してもよい。
【００５７】
また、第１実施形態の保持内筒１２の後端側には屈曲部８１を設けたが、これに限られず、第２実施形態のように、保持内筒１１２の後端側は、軸線方向に垂直な面にて形成されていてもよいし、図６に示されるように、保持内筒２１２の後端側が、円弧の凸部２８１であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】酸素センサ１の全体構成を表す断面図である。
【図２】第１実施形態のシールユニット１０の構成を表す断面図である。
【図３】第１実施形態の保持外筒１４の平面図である。
【図４】第２実施形態のシールユニット１０の構成を表す断面図である。
【図５】第２実施形態の保持外筒１１４の平面図である。
【図６】別の実施形態のシールユニット１０の構成を表す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…酸素センサ、２…検出素子、３…セラミックヒータ、４…ケーシング、５…主体金具、６…外筒、７…セパレータ、１０…シールユニット、１１…グロメット、１２，１１２，２１２…保持内筒、１３，１１３…通気フィルタ、１４，１１４…保持外筒、１５，１１５，２１５…Ｏリング、１９，１１９…フィルタユニット、２６，２７…加締部、３１，１３１…外筒閉塞部、３２，１３２…外筒筒状部、３３，１３３…通気孔、３６，１２１…後端開口、４１…貫通孔、４２…挿通孔、６１…後端開口、８１…屈曲部、８２…係止部、１１６…ワッシャ、１２２，１３４…ネジ山、２８１…凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる検出素子の先端を被測定ガスに晒すように前記検出素子を保持するとともに、自身の前記軸線方向における後端が開口して形成された前記軸線方向に延びる筒型形状のケーシングと、
外気を前記ケーシング内に導入するために前記軸線方向に沿って貫通する貫通孔が形成され、前記ケーシングの後端開口を塞ぐように配置される第１弾性部材と
を備えるセンサであって、
前記第１弾性部材の前記貫通孔内に一部が挿入される筒状の保持内筒と、
通気性及び防水性を有し、前記保持内筒の後端開口を塞ぐ通気フィルタと、
前記軸線方向に沿って貫通する一つまたは複数の通気孔を備えると共に前記通気フィルタを覆う外筒閉塞部、及び、前記外筒閉塞部に接続し、前記保持内筒の外周面の一部を周方向に取り囲む外筒筒状部を有する保持外筒と、を有し、
前記通気フィルタは、前記保持内筒の後端部と前記保持外筒の前記外筒閉塞部とにより、前記保持内筒に沿った環状の領域が圧縮される
ことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記保持内筒の前記後端部と前記通気フィルタとの間、または前記外筒閉塞部と前記通気フィルタとの間に、前記通気フィルタが環状に圧縮されている領域に沿って、防水性を有する第２弾性部材が配置される
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記外筒筒状部には、前記保持内筒に向かって周方向に加締められた第１加締部を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記保持内筒の外周面には、前記第１加締部により加締められた第２加締部を有する
ことを特徴とする請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記保持外筒の前記外筒筒状部の内周面に第１ネジ山が設けられ、
前記保持内筒の外周面に、前記第１ネジ山に螺合する第２ネジ山が設けられる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ。
【請求項６】
前記保持内筒の後端側は、前記保持内筒の先端側を向くように前記保持内筒の内側に向けて折り返されてなる屈曲部を有する
ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載のセンサ。
【請求項１】
軸線方向に延びる検出素子の先端を被測定ガスに晒すように前記検出素子を保持するとともに、自身の前記軸線方向における後端が開口して形成された前記軸線方向に延びる筒型形状のケーシングと、
外気を前記ケーシング内に導入するために前記軸線方向に沿って貫通する貫通孔が形成され、前記ケーシングの後端開口を塞ぐように配置される第１弾性部材と
を備えるセンサであって、
前記第１弾性部材の前記貫通孔内に一部が挿入される筒状の保持内筒と、
通気性及び防水性を有し、前記保持内筒の後端開口を塞ぐ通気フィルタと、
前記軸線方向に沿って貫通する一つまたは複数の通気孔を備えると共に前記通気フィルタを覆う外筒閉塞部、及び、前記外筒閉塞部に接続し、前記保持内筒の外周面の一部を周方向に取り囲む外筒筒状部を有する保持外筒と、を有し、
前記通気フィルタは、前記保持内筒の後端部と前記保持外筒の前記外筒閉塞部とにより、前記保持内筒に沿った環状の領域が圧縮される
ことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記保持内筒の前記後端部と前記通気フィルタとの間、または前記外筒閉塞部と前記通気フィルタとの間に、前記通気フィルタが環状に圧縮されている領域に沿って、防水性を有する第２弾性部材が配置される
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記外筒筒状部には、前記保持内筒に向かって周方向に加締められた第１加締部を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記保持内筒の外周面には、前記第１加締部により加締められた第２加締部を有する
ことを特徴とする請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記保持外筒の前記外筒筒状部の内周面に第１ネジ山が設けられ、
前記保持内筒の外周面に、前記第１ネジ山に螺合する第２ネジ山が設けられる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ。
【請求項６】
前記保持内筒の後端側は、前記保持内筒の先端側を向くように前記保持内筒の内側に向けて折り返されてなる屈曲部を有する
ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載のセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−７８４８８（Ｐ２０１０−７８４８８Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４８０２４（Ｐ２００８−２４８０２４）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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