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公開番号2024063577
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-13
出願番号2022171646
出願日2022-10-26
発明の名称ガスセンサ
出願人日本碍子株式会社
代理人個人
主分類G01N 27/409 20060101AFI20240502BHJP(測定;試験)
要約【課題】センサ素子を挿通する金属製ハウジングと、該ハウジングの外周に溶接された金属製外筒とを備え、溶接部表面へのピンホールの発生を抑制したガスセンサを提供する。
【解決手段】本発明の一側面に係るガスセンサにおいて、溶接により形成される溶融部分よりも後端側で外筒の内周面に接触しているハウジングの外周面の、軸方向における長さである接触距離Lgは、基準距離Lr以下である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
長尺状のセンサ素子が内部を軸方向に貫通している、円筒状であって金属製のハウジングと、
前記軸方向における、前記ハウジングの後端側の一部が圧入され、圧入された前記ハウジングとの重なり部分において周方向に溶接がなされることで、前記ハウジングの外周面に装着された金属製の外筒と、
を備え、
前記溶接により形成される前記外筒の溶融部分よりも前記後端側で、前記外筒の内周面に接触している前記ハウジングの外周面の、前記軸方向における長さである接触距離Ｌｇは、基準距離Ｌｒ以下であり、
前記基準距離Ｌｒは、以下の数式（１）によって算出される、
ガスセンサ。
Ｌｒ＝ｋ×Ｄａ／（Ｔｂ×Ｔｃ）・・・数式（１）
ここで、前記数式（１）において、
「ｋ」は、比例定数を表し、
「Ｄａ」は、前記ハウジングの外周面から、前記ハウジング内に溶け込んだ前記溶融部分の最深部までの、前記ハウジングの径方向における深さを表し、
「Ｔｂ」は、前記ハウジングの外径と前記外筒の内径との差である締め代を表し、
「Ｔｃ」は、前記外筒の厚みを表す。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記基準距離Ｌｒは、前記接触距離Ｌｇの１．２倍よりも大きい、
請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記ハウジングの外周面の前記後端側の端部には、面取り加工が施されている、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記面取り加工は、Ｒ面取り加工である、
請求項３に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記外筒および前記ハウジングのそれぞれの軸方向において、前記溶融部分よりも前記後端側の、前記ハウジングの外周面および前記外筒の内周面の少なくとも一方には、前記軸方向に延びるスリットが形成されている、
請求項１または２に記載のガスセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の排気ガス等の被測定ガスにおける酸素やＮＯ
x
などの特定ガス濃度を検出するガスセンサについて、例えば以下の構成を備えるものが知られている。すなわち、長尺状のセンサ素子が内部を軸方向に貫通している、円筒状かつ金属製のハウジングと、係るハウジングの外周に溶接された金属製の外筒とを備えるガスセンサが知られている。例えば、下掲の特許文献１には、前記ハウジングの一部を前記外筒に圧入した後、前記ハウジングと前記外筒との重なり部分に対して、周方向に溶接を施して両者を接合することで製造されるガスセンサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－１７４６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本件発明者らは、上述の構成を備えるガスセンサについて、前記溶接を施す際に、前記ハウジングと前記外筒との接触面に残留油分等が付着していた場合、以下の問題が発生することを見出した。すなわち、係る残留油分等が溶接時の熱で揮発ガスとなり、溶着金属中に混ざることで溶接部分の表面（溶接部表面）に気泡（ピンホール）として現れることがある。
【０００５】
そして、係るピンホールが発生した場合、ピンホールを起点に腐食が発生したり、ピンホールが部材（例えば、前記外筒）を貫通してシール性を低下させたりする等の不具合が発生する可能性がある。特に、ガスセンサを過酷な環境下で使用したり、長期間にわたって使用したりする場合、係る不具合が発生する可能性は大きくなる。係る不具合の発生を防止するため、前記ハウジングと前記外筒とをそれぞれ十分に洗浄して両者の接触面に油分等が残留しないようにすることも考えられるが、残留油分等を完全になくすことは困難である。
【０００６】
本発明は、一側面では、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、センサ素子を挿通する金属製ハウジングと、該ハウジングの外周に溶接された金属製外筒とを備え、溶接部表面へのピンホールの発生を抑制したガスセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
【０００８】
第１の観点に係るガスセンサは、長尺状のセンサ素子が内部を軸方向に貫通している、円筒状であって金属製のハウジングと、前記軸方向における、前記ハウジングの後端側の一部が圧入され、圧入された前記ハウジングとの重なり部分において周方向に溶接がなされることで、前記ハウジングの外周面に装着された金属製の外筒と、を備え、前記溶接により形成される前記外筒の溶融部分よりも前記後端側で、前記外筒の内周面に接触している前記ハウジングの外周面の、前記軸方向における長さである接触距離Ｌｇは、基準距離Ｌｒ以下であり、前記基準距離Ｌｒは、以下の数式（１）によって算出される。
Ｌｒ＝ｋ×Ｄａ／（Ｔｂ×Ｔｃ）・・・数式（１）
【０００９】
ここで、前記数式（１）において、「ｋ」は、比例定数を表し、「Ｄａ」は、前記ハウジングの外周面から、前記ハウジング内に溶け込んだ前記溶融部分の最深部までの、前記ハウジングの径方向における深さを表し、「Ｔｂ」は、前記ハウジングの外径と前記外筒の内径との差である締め代を表し、「Ｔｃ」は、前記外筒の厚みを表す。前記溶融部分は、前記外筒の、溶融により組織変更している部分と言い換えてもよい。
【００１０】
当該構成では、前記ガスセンサは、前記センサ素子を挿通する金属製の前記ハウジングと、前記ハウジングが圧入され、前記ハウジングとの重なり部分において周方向に溶接がなされることで、前記ハウジングの外周面に装着された金属製の前記外筒と、を備える。例えば、前記ハウジングと前記外筒との重なり部分において、周方向にレーザー溶接がなされることで、前記外筒は、前記ハウジングの外周面に装着される。そして、前記ガスセンサにおいて、前記接触距離Ｌｇは前記基準距離Ｌｒ以下であり、前記基準距離Ｌｒは、前記数式（１）によって算出される。
（【００１１】以降は省略されています）

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