エンジン警告灯が点いたら02センサーを疑え!O2センサーの交換方法を解説

遠出でする機会が多くなると、どうしても増えるのが車のエンジントラブル。
長距離運転、炎天下での走行、エアコンを全開で使ったり、エンジンは酷使される環境に置かれがちです。
エンジンは車の心臓部です、常にエンジンの健康状態には気を配っていたいものですが、
ふと気が付くとエンジン警告灯が点灯、なんてこともあると思います。
エンジン警告灯が点灯すると、焦ってエンジン本体に異常があるのではないかとすぐ思ってしまいますが、実は本体以外の部分が不調になっても警告灯が点く時があります。

O2センサーとは？

そもそもO2センサーとは一体どんなパーツなのでしょうか？
エンジンチェックランプが点灯するくらいなので、もちろんエンジンに関係しているパーツであることは間違いありませんが、車に詳しい方でなければその役割をきちんと把握している人は少ないでしょう。

 

ちなみにパーツ代としては車種によって結構高価になることもあります(平均1万～3万円、外車の純正品などはさらに高価)。
ディーラーで「O2センサーが駄目なので交換しましょう、○○○○円です」といきなり言われても慌てないように、どんなパーツなのか、役割や仕組みをあらかじめ頭に入れておきましょう。

「O2センサーの役割」

まずはO2センサーの役割からご紹介していきましょう。これがO2センサーです。

ちなみにO2(オーツー)センサー以外に、オキシゲンセンサー、ラムダセンサーなどとも呼ばれます。
この時点ですでに分かる方も多いと思いますが、O2(オーツー)、オキシゲンとは酸素のことです。つまり酸素に関係しているセンサーということになります。

 

では車のどこに設置されているパーツで、何の酸素を感知するセンサーなのでしょうか？
現在の主流では、車構造の中でO2センサーが設置されている場所は以下図の2か所があります（※車種によって違うケースもあります）。

① ②はそれぞれ、上流、下流などとも呼ばれたりします。

 

① と②、各々の場所でO2センサーの役割が違うので、1つずつ説明していきます。

まずは①から。
① のO2センサーは、エンジン直後に設置されておりエンジン爆発後に排気された空気中の酸素濃度を感知しています。以下が実際に車に設置されている様子です。

O2センサーの片側はエンジン直後の排気管（エクゾーストマニホールド）に頭をつっこむようにネジ穴で固定されており、反対側は感知した情報を送るため、コネクターへ接続されています。

 

では何のために排気された空気の酸素を感知しているのでしょうか？
これを正確に理解するのに1つ重要な言葉があります。
それは”理想空燃比”という言葉です。
エンジンの動力源となるのは、エンジンシリンダー内の爆発です。
この爆発が最も効率よく効果的に行われるには、シリンダー内の空気に対してベストな比率（濃さ）のガソリンを散布する必要があります。
この比率のことを理想空燃比と言います。

 

空気に対してガソリンは濃すぎても、薄すぎてもいけず常にベストな濃度にしていなければ最も効果的な爆発が起きず、燃費が悪くなったり、パワー不足の症状がおきやすくなります。
また排気中の有害物質をもっとも少なくするためにも、この理想空燃比で爆発させる必要があります。

この理想空燃比は、ガソリン：空気、1 : 14.7です。
ガソリン1グラムに対して、空気14.7グラムの比率がもっとも効率よく爆発が起きるということです。
O2センサーは、この爆発後の空気に残された酸素濃度を検知することで、理想空燃比（1 : 14.7）より濃いか、薄いか判断してその情報をECUというガソリン散布の司令塔へ伝達する役割を果たしています。

 

ECUは、伝達された情報をもとに、エンジン回転数などとも折り合わせて判断しながら、ガソリンが理想空燃比通りに散布されるようインジェクターへ指示を出しているというわけです。ちなみに原則は以下のようにインジェクターへ指示を出しています。

酸素が多く残っている→ガソリンを増やせ
酸素が少ない→ガソリンを減らせ

以上が①のO2センサーの役割になります。

 

続いて②のO2センサーの説明へいきましょう。

② も同様、酸素濃度を測るという部分は一緒です。
ただし、触媒後ということで、その役割が変わります。
実際設置されている写真が以下になります。

このO2センサーは触媒によって浄化された後の空気の中の酸素濃度を感知しています。
例え理想空燃比で爆発されたとしても、そのままの排気ガスには有害物質が少なからず含まれています。その有害物質を浄化するのが触媒の役割なので、いわば②（下流側）のO2センサーは、触媒が正常に機能しているかのチェック機構とも言えます。

 

下流側のO2センサーが異常を発見するということは、すなわち触媒が劣化等の理由により正常に機能していないということになります。
ちなみに下流側のO2センサーの設置が近年とくに行われるようになったのは、昨今叫ばれている地球環境に配慮した自動車排気ガス規制が高まってからです。
実はひと昔前の車には、下流側のO2センサーは設置なく、①（上流側）のO2センサーのみでした。

 

またエンジンの種類や形状、排気管の形状よって、このO2センサーが3つ4つと付いている車もありますので(特に大排気量の車)、車によっては必ずしも①と②のみという訳ではありませんのでご注意下さい。

「O2センサーの仕組み」

それでは次にO2センサー自体はどのように酸素を感知しているのかその仕組みを簡単に説明しましょう。O2センサーの仕組みを説明する上で最も大事な要素はO2センサーの中にあるジルコニア素子と呼ばれる素材です。
この素材はO2センサーの脳みそとも言えます。

 

このジルコニア素子という物質は、酸素に反応して電圧を生み出す性質があります。
このジルコニア素子から生まれる1V（ボルト）ほどの電圧を電気信号として感知し、ECUに伝達するというのがO2センサーの根本的な仕組みです。

 

またジルコニア素子の特徴としてもう1つあるのが、ジルコニア素子は温度が300℃以上にならないと活動しないということです。エンジン直後の排気ガスはかなり高温で300℃以上あるのですが、エンジン始動直後や、冬季などはエンジンが温まり300℃以上の排気ガスが出るまでに時間が掛かります。
ジルコニア素子が反応しない間は、実際とは異なる空燃比情報がECUに送られ続けてしまうので、それを避けるため最近のO2センサーには必ずヒーターがついています。
ヒーターによってエンジン始動直後から300℃まで一気に温められるので、O2センサーは正常にECUに情報が送れるということになります。

 

O2センサーの寿命

さて続いてはO2センサーの寿命についてです。
O2センサーの使用は有限であり、消耗品パーツであることは間違いありませんが、はっきり言ってその寿命は車輌によってまちまちのケースが多いです。
正確に言うと、使われる環境の差によってまちまちということです。

 

正規の製品が、適正な環境のもとで使用されていれば1万キロ2万キロ程度で壊れるようなパーツではないことは間違いありません。
ただし車輌によって、10万キロ乗っていても問題ないケースもあれば、数万キロで警告灯がつくことがあるのも事実です。
10万キロ以上乗っていてエンジン警告灯がした場合、10年間1度もO2センサーを交換していなかった、そんなケースの場合はO2センサーの劣化が原因である可能性はかなり高いです。
故障の主な原因は、ヒーターの不調、断線、排気煤（すす）のかぶりなどです。
O2センサー自体はただ取り付けられているだけのパーツなので、走行中に外的な衝撃で破損、摩耗するというようなケースは滅多にないでしょう。

 

O2センサーの異常を判断するには？診断機という選択

ここまでO2センサーそのものについて語ってきましたが、実はこのO2センサーを交換するにあたり、忘れてはいけないとても重要なことがあります。
それはO2センサーの異常をどうやって判断・識別するのかということです。

 

前項でも書いた通り、O2センサーはその寿命も車によってかなりまちまちです。
普通に車を運転していて、その異常を知らせてくれるのはエンジン警告灯のみです。
しかもエンジン警告灯は、あくまでエンジン系統に異常がありますよと知らせてくれているだけです。O2センサーに異常があるのか、エンジン本体に異常があるのか、スパークプラグなのか、それだけでは全く判断できません。
恐らく多くの人が、「エンジン警告灯が点灯してしまって。。。」とディーラーや整備工場へ駆け込み、車を診断してもらって、O2センサーが駄目ですね、エンジンのここが駄目ですねと、告げられる。そこで初めて正確な異常箇所が判明するという方が多いと思います。
しかし車をディーラーや整備工場へ持って行って、診断してもらうだけでも費用と手間が掛かってしまうのです。

 

そこで、自己責任で行うという部分を前提に個人的にお勧めするのは、市販の“車の診断機”を購入して試してみることです。
現在、自動車はコンピューター制御が当たり前になりました。この診断機を１台持っていても損はないと思います。車好きの方であれば尚更です。
当然、ディーラーや整備工場に置かれている本格仕様のものとは機能は劣ります。
しかし、上記で書いたどの部分に異常があるか？というような最低限の特定はできると思います。

 

私自身も自分の車のエンジン警告灯が点灯し、最初はエンジンのどこが悪いのか分からずディーラーへ持っていくかどうか迷いましたが、とりあえず試してみよう！ということでこの診断機を購入し試したところ、O2センサーに異常があるというのを突き止めることができました。異常箇所が特定されるだけでも、対応する手段や手立てがたつので、買ってよかったと思っています。

購入はインターネットが最も確実かと思います。
しかも、金額も5千円程度です。ネット上にはメーカー、車種ごとに対応した多くの診断機が出ています。
写真が診断機です。

車好き、整備好きの方であれば、この市販の診断機を使って自分で異常箇所を特定し、その部分を交換し、チェックランプを消すということをやっている人は結構いるのではないでしょうか？コンパクトなので、車や車庫に置いておけばいざという時とても便利です。

 

是非興味がある方はトライしてみて下さい。

 

O2センサーの購入方法

それでは続いてO2センサーはどこで買えば良いのか？購入方法についてご紹介します。
もし自分で交換するようであれば、私は断然インターネットで購入することをお勧めします。

車検証に記載されている自分の車種名やエンジン型式を頭に入れて、確実に適合したものを買うにはネットが便利だと思います。
不安な方は適合確認もメールなどで事前に対応してくれますし、店頭やディーラーより価格も安いのがネット販売のメリットです。わりと単価が高いパーツなので適合を間違えてしまうと痛手です。

 

もし、国産車へ乗っている方であれば、オートバックスやイエローハットなどの車用品量販店で取り寄せ、あるいは店頭でも購入可能です。しかしその場合も必ず自分の車の情報を持った上で行くようにしましょう。また、量販店の場合交換も店でやりますか？と誘導されることがあります。

 

O2センサーの交換方法

それではここからO2センサーの交換方法をご紹介していきましょう。

私も自身で交換してみましたが、まず直感的な感想から言うと、作業自体はいたってシンプルです。
ただし実際にやってみた中で、最も大事な点を冒頭に１つ忠告しておきたいと思います。
それはO2センサーの設置されている場所を前もってよく確認することです。
O2センサーが見やすく、手の届きやすい場所にあればいたって作業はシンプルで、スムースに終わると思います。しかし、O2センサーが見えづらい奥や、パーツとパーツの狭い間などにあると、作業は何倍も手間が掛かると思って良いと思います。

 

比較的に国産の大衆車であれば、手の届きやすい場所に設置されていることが多いのですが、輸入車や高級車、特殊車などは、え！？こんなとこにあるの？という場所にあるケースがあります。
それによって準備する道具なども変わってくるので、作業の前あるいは事前準備の前に必ずO2センサーの取り付け位置を確認しておいてください。分からない方はネットやディーラーなどで下調べしておくとよいと思います。
またできれば確認しながら、交換作業のイメージを頭の中で膨らませるとさらに良いです。

 

ただしO2センサー交換は、作業自体はいたってシンプルなものの、車種によって取り付け状況はさまざまで、作業工程も違う場合があります。
またエンジンやガソリン、触媒といった比較的重要部位に関係するパーツですので、作業自体は自己責任で行ってください。
この文章を読んでちょっと自分には厳しそうと思った方や不安な方は、大手車用品店やディーラー、整備工場へお願いするのもありかと思います。

「準備する道具と注意点」

それでは交換作業に行く前に、交換に必要な道具をご紹介しましょう。
以下が必要な道具です。

上記の中で特に重要なのが、O2センサー用のソケットです。こんな感じの道具です。

写真を見ていただければ分かるように、ソケット側面に1 cmくらいのスリットが入っています。
O2センサーのエンジン側の取り付け部は少し窪んだ所にあり、さらにO2センサーからはコードが伸びているため、このコードと一緒にネジを回さなければいけません。
よってO2センサー用ソケットは円柱状に細長く、コードの逃げ道としてスリットがついた形状をしています。
O2センサー用ソケットを使わなくてもできる場合もありますが、やはり専用のものを使った方が間違いありません。1000円から2000円で購入できます。

 

また、潤滑スプレーも必ずあった方が良いです。
エンジンの排気は３００℃近い温度で、O2センサーは常にその排気にさらされ熱で固着しているケースがほとんどです。無理に回そうとするとネジ穴を壊したり、最悪取れなくなってしまう場合もあります。特にO2センサーが作業のしづらい奥や狭い場所に設置されている場合は、必ず重宝します。

またO2センサーにアクセスするのに車体の下からアクセスする方が良い場合もあります。特に触媒の後側のO2センサーを外す際は、ジャッキアップが必要になることがほとんどです。その場合はジャッキアップ道具も必要になる場合があります。

「注意点」

続いて作業の前の注意点です。
車は水平な場所に止め、エンジンは切り、サイドブレーキは必ずかけましょう。
そして何より重要なのがエンジンが冷えた事を確認してから作業する事です。
今回作業するO2センサーのエンジン側の取り付け部は、エンジンの爆発後に出る高温の排気の通り道です。温まったエンジンの排気管は高温でとても危険です。
ボンネットを開け、エンジンルームまたはエンジンが冷え切っているのを確認した後に作業してください。

「O2センサーを外す」

それでは早速作業に入っていきます。

上記写真のマーク部分がO2センサーとエンジンの接続部です。
接続部分にアクセスする前に、車によっては手前でコードやホースが邪魔になる場合があります、その場合はヒモなどで一旦どかしスペースを空け、その状態で固定します。
少し面倒でも以下写真のように、コードやホースを寄せたりしてスペースを開けた方が絶対良いです。作業スペースを稼げますし、余計なコードやホースを傷つけてしまうのを防げます。

写真では白いヒモで黒いホースを引っ張り、手を入れるスペースを確保しています。

スペースを空けたら早速、O2センサーを外していきます。
まずは先に外すのは、エンジン側でなくコネクター側です。

これは車種によっても様々ですが、基本は上記写真の通りプラスチックのコネクターで接続されているので、それを外せばOKです。ただし、ツメやフックのようなもので固定されているものもあったりするのでいきなり力任せに行うのは禁物です。

どのように固定されているか良く確認し、マイナスドライバーなどを使ってゆっくり優しく外していきましょう。

 

さてコネクター側が外れたら次はエンジン側です。
まずはエンジン側の接続部分に潤滑スプレーを吹きかけます。

少し時間をおいたら、O2センサーソケット + エクステンションバー + ラチェットの組み合わせでO2センサーを外します。
実際の車体だとO2センサーとソケットの接合部の写真は撮影しづらいので、O2センサーとソケットがどう組み合わさり外れていくのか、イメージとしては以下のような感じになります。ダンボール部分がエンジン側だと思ってください。

車両によって様々ですが、今回私が行った車輌はいきなりソケット + エクステンションバー + ラチェットのセットで外せるほど、スペースもなく、何しろ見通しが悪かったです。なので、まず先に手でソケットだけをO2センサーへ上記写真のようにセットしました。その後エクステンションバー + ラチェットをソケットへ固定させて回すという手順で作業しました。

しかし、上記写真のようにラチェットを回すスペースがほとんどなく、本当に少しだけ（1cmくらい）回したらまた付け直して、再度回す、その繰り返しでした。
途中で、ソケットがずれて外れたりするのでその都度付け直しながらの作業になりました。少し地道な作業でしたがそれしか方法はないのでひたすら根気よくやる感じになります。

 

冒頭でも述べた通り、O2センサーが作業しやすい、よく見える場所に設置されていればなんてことない作業です。おそらく作業時間も1/3で済んでしまうでしょう。
繰り返しになりますが、作業前や道具を準備する前に、必ずO2センサーの取り付け位置や取り付けられ方をよ〜く観察して、相応の道具を揃えたり、スペースを空けるなどの準備をすることがとても大切です。

 

さて古いO2センサーが外れたら、次は新規のO2センサーを取り付けます。
手順は外す時と逆でまず先に、エンジン側から付けていきます。
手が届くようであれば、まずはO2センサーを手で回せる限界まで手で回して取り付けます。エクステンションバー + ラチェットを使うととにかくスペース効率が悪く作業能率が落ちるので、それらを使った作業はなるべく少なくしましょう。
手で回せるとこまで回したらO2センサーソケット + エクステンションバー + ラチェットの組み合わせで最後の締めを行います。ここで注意なのが締めすぎないことです、徐々にゆっくり力を入れて、回らなくなったらそこで止める感じで良いと思います。

エンジン側がついたら、最後にコネクター側を取り付けます。コネクター側は外した際と全く逆の作業をすれば良いのでそんなに難しくはありません。

 

コネクター側もついたら、スペース用に固定しておいたホース等を外して元に戻します。
また、エンジン内に道具の置き忘れがないようにチェックもしましょう。
以上でO2センサーの交換作業は終了です。

 

O2センサー交換後の注意点

警告灯が消えない場合、もし先に述べた診断機を持っている方であれば診断機で状態をチェックして原因を可能な限り探りましょう。診断機がない、または自ら診断機で判断するのに自信がない場合は、この時点でディーラーまたは整備工場へ持っていって相談した方が良いでしょう。
O2センサーには社外品も多く、車輌コンピューターとの組み合わせが悪くそれを異常と判断して警告してしまう場合もあります。

 

また単純に取り付け方に不備があったりということもあります。
その場合は診断機でここが異常ですと表示してくれることもあるのでよく診断機の結果を見ましょう。
また診断機にはチェックランプを消去する機能がある場合もあるので、一旦消去し少し様子で走らせてみるということもできます。しばらく走らせてみて、またランプがつくようであれば、再度診断機をかけ原因を探ります。
原因が自分で対応できないようなものであれば、すぐにディーラーまたは整備工場へ持っていきましょう。

O2センサーは“燃料”に関係しているパーツなので、ブレーキやハンドル、エンジンのようにすぐさま車が動かなくなる、命に係わる重大な故障に繋がるということは考えにくいです。そのまましばらく乗ってみてから様子を判断するという方もいるようですが、
ランプが点灯している限りは異常であることには変わりありません、原因が分からずランプが消えない場合は必ずどこかのタイミングでプロの整備屋またはディーラーのところへ持っていくようにしましょう。

 

まとめ

以上がO2センサーおよびその交換方法の紹介になります。

 

「現代車の場合、エンジン警告灯の原因の多くはO2センサー。」ということを整備士の方がおっしゃっていたのを聞いたことがあります。
もしあなたの車でもエンジン警告灯が点灯したらまずはO2センサーを疑ってみて下さい。
自分の車のO2センサー取付位置をよく確認し、自分でも出来そう！と思った方は是非挑戦してみて下さい。