JP2014052254A - Gas sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスセンサに関するものである。 The present invention relates to a gas sensor.
被測定ガス中の特定ガス成分を検出するガスセンサとして、従来、被測定ガス中の特定ガス成分の濃度に応じて電気的特性が変化するセンサ素子を備えるセンサが知られている。このようなセンサ素子としては、例えば、先端が閉じた有底筒状の固体電解質と、この固体電解質の筒孔の内表面に形成された内側電極(基準電極)と、固体電解質の外表面に形成された外側電極(検出電極)と、固体電解質の外表面において外側電極から後端部側に延出して形成されたリード部と、を備えるセンサ素子が知られている。このようなセンサ素子をガスセンサに組み込む際には、例えば、ガスセンサから検出信号を取り出すためのリード線に接続された接続端子金具を用意して、この接続端子金具のセンサ素子への嵌め込みが行なわれる。例えば、リード線とセンサ素子の外側電極とを接続するには、接続端子金具をセンサ素子の後端部の外表面に嵌め込めばよく、これにより、接続端子金具および上記リード部を介してリード線と外側電極とが電気的に接続される(例えば、特許文献1参照)。 As a gas sensor for detecting a specific gas component in a gas to be measured, a sensor having a sensor element whose electrical characteristics change according to the concentration of the specific gas component in the gas to be measured has been known. As such a sensor element, for example, a bottomed cylindrical solid electrolyte having a closed tip, an inner electrode (reference electrode) formed on the inner surface of a cylindrical hole of the solid electrolyte, and an outer surface of the solid electrolyte A sensor element is known that includes a formed outer electrode (detection electrode) and a lead portion formed to extend from the outer electrode to the rear end side on the outer surface of the solid electrolyte. When such a sensor element is incorporated in a gas sensor, for example, a connection terminal fitting connected to a lead wire for taking out a detection signal from the gas sensor is prepared, and the connection terminal fitting is fitted into the sensor element. . For example, in order to connect the lead wire and the outer electrode of the sensor element, it is only necessary to fit the connection terminal fitting to the outer surface of the rear end portion of the sensor element, whereby the lead is connected via the connection terminal fitting and the lead portion. A line and an outer electrode are electrically connected (for example, refer patent document 1).
上記のような接続端子金具では、一般に、その先端部に、径方向に弾性変形可能な筒状部が設けられている。この筒状部をセンサ素子の後端部外表面に嵌め込むことにより、筒状部の内表面と、センサ素子の後端部外表面のリード部とを接触させる。 In the connection terminal fitting as described above, generally, a cylindrical portion that is elastically deformable in the radial direction is provided at a tip portion thereof. By fitting this cylindrical part on the outer surface of the rear end of the sensor element, the inner surface of the cylindrical part is brought into contact with the lead part on the outer surface of the rear end of the sensor element.
しかしながら、上記した従来知られる構成を採用すると、センサ素子の軸方向の長さを短縮したいという要望に充分に応えることができない場合があった。センサ素子の軸方向の長さの短縮は、例えば、センサ素子を小型化するために望まれている。また、センサ素子の軸方向の長さの短縮は、センサ素子上に設ける配線を形成する配線材料の削減のために望まれている。すなわち、センサ素子の軸方向の長さを短縮すると、電極やリードに用いられる配線材料(貴金属)を削減することが可能になる。特に、センサ素子の後端部を短くすると、後端部側に形成されたリード部の軸方向の長さを短くすることができる。 However, when the conventionally known configuration described above is employed, there is a case where it is not possible to sufficiently meet the demand for reducing the axial length of the sensor element. Reduction of the axial length of the sensor element is desired, for example, in order to reduce the size of the sensor element. Further, shortening the length of the sensor element in the axial direction is desired for reducing the wiring material for forming the wiring provided on the sensor element. That is, if the length of the sensor element in the axial direction is shortened, the wiring material (noble metal) used for the electrodes and leads can be reduced. In particular, when the rear end portion of the sensor element is shortened, the axial length of the lead portion formed on the rear end portion side can be shortened.
ところで、ガスセンサは、一般に、センサ素子を取り囲んで、センサ素子の後端部を突出させる主体金具を備えている。そして、センサ素子において、後端部の長さを短くすることによってセンサ素子の軸方向の長さを短縮すると、主体金具から突出するセンサ素子の後端部の長さが短くなる。それに対応し、接続端子金具の筒状部も軸方向の長さを短縮することとなる。このように、センサ素子の後端側の長さを短くすると、センサ素子と接続端子金具との接続時に、センサ素子の後端部と接続端子金具の筒状部とが重なる軸方向の長さを充分に確保できない場合が生じ得た。センサ素子の後端部と接続端子金具の筒状部とが重なる軸方向の長さを充分に確保できないと、センサ素子と接続端子金具との電気的接続の信頼性が不十分となる可能性がある。つまり、接続端子金具の筒状部の軸方向の長さを短縮した分だけ、接続端子金具の筒状部がセンサ素子の後端部を把持する力が弱くなるため、センサ素子と接続端子金具との電気的接続の信頼性が不十分となる可能性がある。 By the way, the gas sensor generally includes a metal shell that surrounds the sensor element and projects the rear end of the sensor element. In the sensor element, when the length of the sensor element in the axial direction is shortened by shortening the length of the rear end portion, the length of the rear end portion of the sensor element protruding from the metal shell is shortened. Correspondingly, the axial length of the cylindrical portion of the connection terminal fitting is also shortened. Thus, when the length of the rear end side of the sensor element is shortened, the length in the axial direction where the rear end of the sensor element and the cylindrical portion of the connection terminal fitting overlap when the sensor element and the connection terminal fitting are connected. In some cases, it was not possible to secure a sufficient amount. If the axial length where the rear end of the sensor element overlaps the cylindrical part of the connection terminal fitting cannot be secured sufficiently, the reliability of the electrical connection between the sensor element and the connection terminal fitting may be insufficient. There is. In other words, the force with which the cylindrical portion of the connection terminal fitting grips the rear end of the sensor element is weakened by the reduction in the axial length of the cylindrical portion of the connection terminal fitting. There is a possibility that the reliability of the electrical connection with will be insufficient.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態(aspect)として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects.
(1)本発明の一形態によれば、軸線方向の先端側に底部が延出する有底筒状に形成されて固体電解質から成る固体電解質体と、該固体電解質体の先端部の外表面に設けられた外側電極と、前記固体電解質体の外表面において前記外側電極から後端部側へと延出して設けられた外部リード部と、を備えるセンサ素子と、前記センサ素子の検出信号を取り出すためのリード線と、径方向に弾性変形可能であって前記センサ素子の後端部外表面に嵌め込まれて前記外部リード部に接する筒状部を備え、該筒状部を介して前記外側電極と前記リード線とを電気的に接続する接続端子と、を備えるガスセンサが提供される。このガスセンサにおいて、前記筒状部は、該筒状部の周方向に延出して設けられ、前記筒状部の剛性を高めることにより、前記筒状部が径方向外側に広げられたときに生じる反力を強める剛性付与部を備える。
この形態のガスセンサによれば、筒状部がセンサ素子の後端部外表面に嵌め込まれたときに、筒状部の変形に対する反力を強めることができるため、筒状部がセンサ素子を把持する力を強めることができる。したがって、外部リード部を介した接続端子と外側電極との間の接続の信頼性を高めることができる。また、このように筒状部がセンサ素子を把持する力を強めることにより、筒状部とセンサ素子とが重なる軸線方向の長さをより短くしても、接続端子と外部リード部との間の接続を確保することが可能になる。そのため、筒状部の軸線方向の長さをより短くして、ガスセンサ全体を小型化することが可能になる。
(1) According to one aspect of the present invention, a solid electrolyte body formed of a solid electrolyte formed in a bottomed cylindrical shape with a bottom portion extending toward the tip end side in the axial direction, and an outer surface of the tip end portion of the solid electrolyte body An outer electrode provided on the outer surface of the solid electrolyte body, and an external lead provided on the outer surface of the solid electrolyte body extending from the outer electrode toward the rear end, and a detection signal of the sensor element. A lead wire for taking out, and a cylindrical portion that is elastically deformable in a radial direction and is fitted on an outer surface of a rear end portion of the sensor element and is in contact with the external lead portion; A gas sensor is provided that includes a connection terminal that electrically connects an electrode and the lead wire. In this gas sensor, the cylindrical portion is provided so as to extend in the circumferential direction of the cylindrical portion, and is generated when the cylindrical portion is expanded radially outward by increasing the rigidity of the cylindrical portion. Provided with a rigidity-imparting section that enhances the reaction force.
According to the gas sensor of this aspect, when the cylindrical portion is fitted on the outer surface of the rear end portion of the sensor element, the reaction force against the deformation of the cylindrical portion can be increased, so the cylindrical portion grips the sensor element. You can strengthen the power to do. Therefore, the reliability of the connection between the connection terminal and the outer electrode via the external lead portion can be enhanced. In addition, by increasing the force with which the cylindrical portion grips the sensor element in this way, even if the axial length in which the cylindrical portion and the sensor element overlap is further shortened, the connection between the connection terminal and the external lead portion is reduced. Can be secured. Therefore, it is possible to reduce the overall length of the gas sensor by reducing the length of the cylindrical portion in the axial direction.
(2)上記形態のガスセンサにおいて、前記筒状部は、軸線方向に設けられたギャップを有しており、前記ギャップの幅が変化することにより、径方向に弾性変形可能であり、前記剛性付与部は、前記筒状部を軸線方向に直交する方向に切断した断面において、前記ギャップを除いた前記筒状部の周方向の中心を通って軸線方向に延びる中心線を跨いで設けられることとしてもよい。
この形態のガスセンサによれば、筒状部の中心線を跨いで剛性付与部を設けることにより、筒状部がセンサ素子を把持する力を増強する効果を高めることができる。
(2) In the gas sensor of the above aspect, the cylindrical portion has a gap provided in an axial direction, and is elastically deformable in a radial direction by changing a width of the gap, and the rigidity is given. The section is provided across a center line extending in the axial direction through the center in the circumferential direction of the cylindrical section excluding the gap in a cross section obtained by cutting the cylindrical section in a direction orthogonal to the axial direction. Also good.
According to the gas sensor of this aspect, the effect of enhancing the force with which the tubular portion grips the sensor element can be enhanced by providing the rigidity imparting portion across the center line of the tubular portion.
(3)上記形態のガスセンサにおいて、前記剛性付与部は、前記筒状部の一方の面側に突出するように形成された打ち出し部であることとしてもよい。
このような形態のガスセンサによれば、筒状部の一方の面側に突出するように形成された打ち出し部によって、筒状部がセンサ素子を把持する力を増強することができる。また、このように形成することで、剛性付与部の構成を簡素化することができる。
(3) In the gas sensor of the above aspect, the rigidity imparting portion may be a striking portion formed so as to protrude toward one surface side of the cylindrical portion.
According to the gas sensor of such a form, the force with which the cylindrical portion grips the sensor element can be enhanced by the projecting portion formed so as to protrude toward one surface side of the cylindrical portion. Moreover, the structure of a rigidity provision part can be simplified by forming in this way.
(4)上記形態のガスセンサは、さらに、前記センサ素子を取り囲む主体金具を備え、前記打ち出し部は、前記主体金具に接することなく前記筒状部の径方向外側に突出するように形成されていることとしてもよい。
このような形態のガスセンサによれば、筒状部の径方向外側に突出する打ち出し部によって、筒状部がセンサ素子を把持する力を増強することができる。このとき、筒状部の径方向外側に突出する打ち出し部を設けることによってガスセンサ内で短絡が生じることもない。
(4) The gas sensor according to the above aspect further includes a metal shell that surrounds the sensor element, and the projecting portion is formed so as to protrude outward in the radial direction of the cylindrical portion without contacting the metal shell. It is good as well.
According to the gas sensor of such a form, the force by which the tubular portion grips the sensor element can be enhanced by the striking portion protruding outward in the radial direction of the tubular portion. At this time, short-circuiting does not occur in the gas sensor by providing a projecting portion that projects outward in the radial direction of the cylindrical portion.
(5)上記形態のガスセンサにおいて、前記打ち出し部は、前記筒状部の径方向内側に突出して前記外部リード部に接することとしてもよい。
このような形態のガスセンサによれば、筒状部の径方向内側に突出する打ち出し部によって、筒状部がセンサ素子を把持する力を増強することができる。また、筒状部の径方向内側に突出する打ち出し部が外部リード部と接触する場合には、接続端子と外側電極の電気的な接続の信頼性を高めることが可能になる。
(5) In the gas sensor of the above aspect, the projecting portion may protrude inward in the radial direction of the cylindrical portion and contact the external lead portion.
According to the gas sensor of such a form, the force by which the tubular portion grips the sensor element can be enhanced by the projecting portion that protrudes inward in the radial direction of the tubular portion. In addition, when the projecting portion protruding inward in the radial direction of the cylindrical portion is in contact with the external lead portion, it is possible to improve the reliability of electrical connection between the connection terminal and the outer electrode.
(6)上記形態のガスセンサにおいて、前記剛性付与部は、前記筒状部の少なくとも一方の面上に固着された補強部であることとしてもよい。
このような形態のガスセンサによれば、筒状部の少なくとも一方の面上に固着された補強部により、筒状部がセンサ素子を把持する力を増強することができる。
(6) In the gas sensor of the above aspect, the rigidity imparting portion may be a reinforcing portion fixed on at least one surface of the cylindrical portion.
According to the gas sensor of such a form, the force with which the cylindrical portion grips the sensor element can be enhanced by the reinforcing portion fixed on at least one surface of the cylindrical portion.
本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、ガスセンサの製造方法などの形態で実現することが可能である。 The present invention can be realized in various forms other than those described above. For example, the present invention can be realized in a form such as a gas sensor manufacturing method.
A.第1の実施形態:
図1は、本発明に係る第1の実施形態としてのガスセンサ100の構成を表わす断面図である。ガスセンサ100は、図1に示すように、軸線Oに沿って伸長する細長形状を有している。以下の説明では、軸線O方向であって図1の下方側を先端側と呼び、図1の上方側を後端側と呼ぶ。本実施形態のガスセンサ100は、酸素濃度センサであって、例えば、自動車の排気ガス中の酸素濃度を検出するために用いることができる。
A. First embodiment:
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a
ガスセンサ100は、センサ素子10と、主体金具(ハウジング)20と、外筒40と、さらに、ガスセンサの内部配線の引き回しに係る構造(電極および電極に接続する配線)を、主要な構成要素として備えている。センサ素子10は、酸化物イオン伝導性(酸素イオン伝導性)の固体電解質体の両面に一対の電極を積層した酸素濃淡電池を構成し、酸素分圧に応じた検出値を出力する公知の酸素センサ素子である。詳細には、センサ素子10は、外径が先端に向かってテーパ状に縮径する有底筒状の固体電解質体11と、固体電解質体11の内表面と外表面にそれぞれ形成された内側電極(基準電極)10aおよび外側電極(検出電極)10bと、を備えている。そして、センサ素子10の内部空間を基準ガス雰囲気とし、センサ素子10の外表面に被検出ガスを接触させることで、ガスの検知を行う。ガスセンサ100の後端からは、上記センサ素子10の検出信号を取り出すための2本のリード線60が引き出されている。
The
図2は、センサ素子10の外観を表わす斜視図である。センサ素子10には、軸線O方向の中ほどにおいて、外周方向に張り出した(突出した)鍔部12が形成されている。鍔部12よりも先端側には、先端側に向かって次第に縮径されて先端部が閉塞された有底部13が形成されている。本実施形態では、外側電極10bは、有底部13の外表面の一部を覆うように形成されている。さらに、外側電極10bは、外側電極10bを保護するための電極保護層14に覆われている。
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the
センサ素子10において、鍔部12よりも後端側には、略一定の外径を有し、後端に開口を有する略中空円筒状の基体部17が形成されている。また、鍔部12および基体部17の外表面には、外側電極10bと電気的に接続された外部リード部10cが設けられている。本実施形態の外部リード部10cは、外側電極10bの後端から、鍔部12を経由して、鍔部12よりも後端側へと、軸線O方向に線状に延出する縦リード部15と、縦リード部15の後端部に設けられたリングリード部16と、を備えている。リングリード部16は、基体部17において、センサ素子10の外周に沿って、センサ素子10の外表面の一部に伸長している。なお、リングリード部16は、後述する第2接続端子80と接触するための構造であるため、第2接続端子80と十分に接触可能となる形状であればよい。
In the
なお、既述したように、センサ素子10の内表面には内側電極10aが設けられている。有底円筒状の固体電解質体11の内部には、筒孔10dが形成されており(図1参照)、内側電極10aは、後端近傍を除く筒孔10dの表面全体を覆うように形成されている。
As described above, the
センサ素子10が備える固体電解質体11は、例えば酸化イットリウム(Y2O3)を添加した酸化ジルコニウム(ZrO2)、すなわちイットリア安定化ジルコニアによって構成することができる。あるいは、酸化カルシウム(CaO)や酸化マグネシウム(MgO)、酸化セリウム(CeO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)等から選択される酸化物を添加した安定化ジルコニア等の、他の固体電解質によってセンサ素子10を構成しても良い。
The
センサ素子10の表面に形成される内側電極10aおよび外側電極10bは、白金(Pt)や白金合金等の、貴金属あるいは貴金属合金によって形成されることが好ましい。内側電極10aおよび外側電極10bは、例えば、無電解めっき等のめっき法により形成することができる。また、固体電解質体11を例えばイットリアを含有するジルコニア粉末等から成る成形体を焼成して製造する場合には、外部リード部10cは、上記成形体の外表面に貴金属ペーストを用いて所定のパターンで印刷を行なうことにより、成形体の焼成と同時に形成することができる。
The
図1に戻り、センサ素子10は、主体金具20内に組み付けられている。主体金具20は、センサ素子10の軸線O方向の中ほどの部分を取り囲むように配置される金属部材である。主体金具20の内表面には、先端方向に向かって内径が縮径する段部20bが設けられている。この段部20bと、センサ素子10の鍔部12との間には、パッキン30が配置されている。主体金具20とセンサ素子10とを組み付ける際には、主体金具20の後端側から、センサ素子10を主体金具20内に挿入する。そして、鍔部12をパッキン30に当てることにより、間接的に段部20bにセンサ素子10の鍔部12を当接させる。
Returning to FIG. 1, the
また、センサ素子10の鍔部12よりも後端側において、主体金具20との間の空隙には、滑石粉末が充填されて成るシール部31が配置されており、センサ素子10と主体金具20の隙間がシールされている。そして、シール部31の後端側には、筒状の絶縁部材(セラミックスリーブ)32が配置されている。さらに、絶縁部材32の後端側には、金属リング(ステンレス製の平ワッシャ)33が配置されている。金属リング33よりも後端側では、主体金具20の後端部が内側に屈曲されて、加締め部20aを形成している。主体金具20の後端部に加締め部20aを形成することにより、絶縁部材32が先端側に押し付けられてシール部31を押し潰し、絶縁部材32及びシール部31が加締め固定されるとともに、センサ素子10と主体金具20の隙間がシールされる。
Further, a
なお、主体金具20の中央付近には、六角レンチ等を係合するために、径方向外側に突出した形状に形成されている多角形の鍔部20cが設けられている。また、鍔部20cと、主体金具20の先端部である先端部20fとの間の外表面には、雄ねじ部20dが形成されている。主体金具20の雄ねじ部20dを、例えば自動車の排気管のネジ孔に取付けて、センサ素子10の先端を排気管内に露出させることにより、ガスセンサ100を用いた被検出ガス(排気ガス)中の酸素濃度の検知が可能になる。ガスセンサ100において、鍔部20cの先端面と雄ねじ部20dの後端との間の段部には、さらに、ガスセンサ100を排気管に取付けた際のガス抜けを防止するガスケットが嵌挿される(図示せず)。
In the vicinity of the center of the
主体金具20の先端部20fには、金属製(ステンレスなど)で筒状のプロテクタ62が固定され、主体金具20から突出するセンサ素子10の先端がプロテクタ62で覆われている。このプロテクタ62は、排気ガスをプロテクタ62の内部に取り込むための複数の孔部を有している。
A
一方、主体金具20の後端部には、金属製で筒状の外筒40が接合されて、センサ素子10の後端部を覆っている。外筒40は、例えば、SUS430、SUS304、SUS304L、SUS310S、SUS316、SUS316L等のステンレス鋼で形成することができる。外筒40は、主体金具20に接続する先端部40aと、先端部40aよりも縮径された後端部40bとを有し、先端部40aと後端部40bとの間には段部43が設けられている。
On the other hand, a metallic
外筒40の先端部40aの内側には、段差付きの略円柱状で絶縁性のセパレータ34が配置されている。セパレータ34には、セパレータ34を軸線O方向に貫通する2個の挿通孔34a、34bが形成されている。これらの挿通孔34a、34bには、それぞれ、第1接続端子70の板状基部71と、第2接続端子80の板状基部81が挿通されている。ここで、第1接続端子70および第2接続端子80は、それぞれ、内側電極10aあるいは外側電極10bと、リード線60とを接続するための部材である。各板状基部71、81の後端には、それぞれ、接続端部72、82が形成され、接続端部72、82には、それぞれ異なるリード線60が加締め接続されている。第1接続端子70および第2接続端子80は、導電性材料、例えば、ステンレス鋼、ニッケル合金、銅、およびコバルト合金等から選択される金属材料により形成することができる。ガスセンサ100内の使用環境において充分な耐腐食性を示す金属材料を用いることが望ましい。なお、第2接続端子80が、特許請求の範囲の「接続端子」に相当する。
On the inner side of the
上記セパレータ34は、セパレータ34の後端面を外筒40の段部43に当接させつつ、セパレータ34の先端面をセパレータ34よりも先端側に配置した保持金具35に当接させることで、外筒40内に保持される。この保持金具35は、セパレータ34よりも先端側に配置され、外筒40の先端部40aが加締められることで外筒40内に固定されている。
The
図3は、第2接続端子80の外観を表わす斜視図である。既述したように、第2接続端子80は、リード線60が接続される接続端部82と、セパレータ34の挿通孔34b内に配置される板状基部81と、を備えている。板状基部81の中央部には、略コの字状に切れ目を形成してその内側部分を外周側へと折り曲げることによって形成された支持腕84が設けられている。この支持腕84は、板状基部81が軸線O方向に略平行となるように、セパレータ34の挿通孔34b内で板状基部81を支える。
FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the
さらに、第2接続端子80において、板状基部81よりも先端側には、筒状部83が設けられている。この筒状部83は、センサ素子10の後端部外表面に嵌め込まれることにより、リングリード部16と接触し、外側電極10bと電気的に接続される。より具体的には、筒状部83は、略長方形状の板体を曲げ加工した略中空円筒状に形成されており、軸線O方向に平行なギャップ(スリット)85を有している。筒状部83は、このギャップ85の幅を伸縮させることにより、径方向に弾性変形可能となっている。センサ素子10の後端部外表面への非嵌め込み状態にあるときの筒状部83の内径は、センサ素子10の後端部の外径よりも小さい。そして、上記ギャップ85を広げることにより、筒状部83は、センサ素子10に嵌め込み可能となる。
Further, in the
図4は、第2接続端子80を形成するための板状部材の概略形状を表わす平面図である。第2接続端子80は、例えば、平板状部材を打ち抜き加工して、図4に示す形状の板状部材を形成し、この板状部材を曲げ加工することにより作製することができる。図4に示すように、本実施形態の第2接続端子80では、筒状部83の周方向の長さの中心(ギャップ85を除いた筒状部83の周方向の中心)を通って軸線Oに平行な線を、中心線Cとする。すなわち、筒状部83は、中心線Cを中心として、右回り方向に延出する長さ(中心線Cに垂直に右方向に延出する長さR)と左回り方向に延出する長さ(左方向に延出する長さL)とがほぼ等しく形成されている。このような第2接続端子80において、接続端部82は、筒状部83における中心線Cの位置から軸線Oに平行に後端部側へと延出して設けられている。なお、接続端部82が設けられる位置は、中心線Cと重なる位置とは異なる位置であってもよい。
FIG. 4 is a plan view illustrating a schematic shape of a plate-like member for forming the
図3および図4に示すように、筒状部83には、径方向外側に向かって凸である打ち出し部87が設けられている。打ち出し部87は、中心線Cを跨いで左右に広がる領域にわたって設けられており、また、中心線Cに垂直な方向に延出して設けられている。すなわち、打ち出し部87は、筒状部83を軸線O方向に直交する方向に切断した断面において、中心線Cを跨いだ範囲に設けられている。このような打ち出し部87は、例えば、図4に示す板状部材をプレス加工することにより形成することができる。なお、図4に示す打ち出し部87は、中心線Cを中心として周方向の両側にほぼ同じ長さに延出しているが、中心線Cから周方向の各々の側に延出する長さは、互いに異なっていてもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図5は、第2接続端子80を、センサ素子10の後端部に嵌め込んだ様子を表わす断面模式図である。図5(A)に示す断面の第2接続端子80における位置を、図4にA−A断面として示す。また、図5(B)に示す断面の第2接続端子80における位置を、図4にB−B断面として示す。すなわち、図5(A)は、打ち出し部87よりも先端側の断面の様子を表わし、図5(B)は、打ち出し部87を通過する断面の様子を表わす。なお、図5では、図4に示すプレス加工前の板状部材の表面(センサ素子10と接する側の表面)上に中心線Cが存在するものとして、中心線Cの位置を示している。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the
第2接続端子80の筒状部83がセンサ素子10の後端部に嵌め込まれて筒状部83が径方向に弾性変形する際には、ギャップ85の幅が広がることにより、筒状部83は、図5に示す白抜き矢印の方向に広がる。すなわち、筒状部83は、厳密には径方向外側に向かって全方向に均等に広がるのではなく、中心線Cを支点として楕円形状に広がる。そのため筒状部83は、主として、中心線Cを含む領域と、ギャップ85に隣接する2つの領域との計3カ所で、センサ素子10の外表面と接する。図4および図5では、上記中心線Cを含む領域を、領域αとして破線で囲んで示す。また、ギャップ85に隣接する領域を、領域βおよび領域γとして破線で囲んで示す。この領域βおよびγは、筒状部83の変形の程度によっては、筒状部83の周方向の広がりをほとんど有さず、ギャップ85を形成する辺(線状)となり得る。また、図5(B)に示すように、筒状部83の内表面のうち、打ち出し部87が形成される領域は、センサ素子10の外表面から離間している。
When the
なお、センサ素子10の後端部に筒状部83を嵌め込んだときの筒状部83の変形状態等によっては、筒状部83とセンサ素子10の後端部とは、横断面(軸線Oに垂直な断面)において、3点ではなく4点で接触する場合も有り得る。すなわち、横断面において、中心線Cを含む部位で接触する代わりに、中心線Cを間に挟んで、中心線Cの近傍の2カ所で接触する場合もあり得る。この場合にも、上記した中心線Cを挟む2カ所を合わせて領域αと呼ぶ。
Note that, depending on the deformation state of the
本実施例の第2接続端子80のように、筒状部83に打ち出し部87を設けると、筒状部83の剛性が高まり、筒状部83が径方向に弾性変形し難くなる。すなわち、筒状部83が径方向に弾性変形する際に、筒状部83において、図5に示す白抜き矢印の方向に変形しようとする力に対抗する反力がより強く働くようになる。したがって、打ち出し部87は、筒状部83の径方向の変形を抑制する剛性を与える剛性付与部として機能することができる。
If the projecting
図3に戻り、筒状部83の先端には、筒状部83の先端を成す円周に沿って、複数のフレア片86が突出して設けられている。各々のフレア片86は、筒状部83先端との接続部において、外周側に折り曲げられており、複数のフレア片86全体は、筒状部83の先端から放射状に広がっている。そのため、これら複数のフレア片86の内表面に接触する円を想定すると、フレア片86の先端部ほど、上記接触する円の径が大きくなる。すなわち、複数のフレア片の内径は、先端側ほど大きくなっており、フレア片86の先端における内接円は、センサ素子10の後端の外径よりも大きくなっている。なお、これら複数のフレア片86は、筒状部83をセンサ素子10の後端部に嵌め込む動作を容易にするための構造であるため、フレア片86を設けない構成とすることも可能である。筒状部83をセンサ素子10に嵌め込む動作については、後に詳しく説明する。
Returning to FIG. 3, a plurality of
図6は、第1接続端子70の外観の概略を表わす斜視図である。既述したように、第1接続端子70は、リード線60が接続される接続端部72と、セパレータ34の挿通孔34a内に配置される板状基部71と、を備えている。板状基部71の中央部には、略コの字状に切れ目を形成してその内側部分を外周側へと折り曲げることによって形成された支持腕74が設けられている。この支持腕74は、板状基部71が軸線O方向に略平行となるように、セパレータ34の挿通孔34a内で板状基部71を支える。
FIG. 6 is a perspective view illustrating an outline of the appearance of the
さらに、第1接続端子70において、板状基部71よりも先端側には、筒状部73が設けられている。この筒状部73は、軸線O方向に平行なギャップ(スリット)75を有して径方向に弾性変形可能であって、センサ素子10の筒孔10d内への非嵌め込み状態にあるときの筒状部73の内径は、センサ素子10の筒孔10dの内径よりも大きい。そのため、筒状部73の径を縮めつつセンサ素子10の筒孔10d内に挿入することで、筒状部73と内側電極10aとを接触させることができる。
Further, in the
また、筒状部73の先端には、さらに先端側に突出するように、複数(図3では2つ)の板状の延出片76が設けられている。これら複数の延出片76は、全体として延出部79を構成している。このような延出部79に係る構造は、第1接続端子70の先端側をセンサ素子10の筒孔10d内に嵌め込む動作を容易にするための構造である。第1接続端子70をセンサ素子10内に嵌め込む動作については、後に詳しく説明する。
Further, a plurality of (two in FIG. 3) plate-like extending
図1に戻り、ガスセンサ100の外筒40の後端部40bの内側には、略円柱状のグロメット36が内挿されて加締め固定されている。このグロメット36には、グロメット36を軸線O方向に貫通する2個の挿通孔が形成されており、これら2個の挿通孔の各々から、リード線60が外部に引き出されている。グロメット36の後端側はフランジ状に拡径している。グロメット36を外筒40の後端から外筒40内へと挿入し、上記した拡径部分を外筒40の後端に当接させることにより、グロメット36の位置決めがなされる。グロメット36は、例えば、シリコンゴムやフッ素ゴム等のゴム材料によって形成することができる。
Returning to FIG. 1, a substantially
さらに、外筒40の後端部40bの側面のうち、グロメット36よりも先端側の位置には、周方向に等間隔で4個(図1では3個のみ図示)の第1通気孔41が開口している。そして、外筒40の後端部40bの径方向外側には、第1通気孔41を覆うように、環状の通気性のフィルタ37が被せられ、さらに、フィルタ37を径方向外側から金属製筒状の保護外筒38が囲んでいる。この保護外筒38は、例えば、SUS430、SUS304、SUS304L、SUS310S、SUS316、SUS316L等のステンレス鋼によって形成することができる。保護外筒38の側面には、周方向に等間隔で4個(図1では2個のみ図示)の第2通気孔39が開口し、フィルタ37を介して外筒40内部へ外気を導入可能になっている。なお、第2通気孔39の先端側と後端側で外筒40及び保護外筒38を加締めることで、外筒40と保護外筒38の間にフィルタ37を保持している。フィルタ37は、例えばフッ素系樹脂等の撥水性樹脂の多孔質構造体によって構成することができ、撥水性を有しているため外部の水を通さずにセンサ素子10の内部空間に基準ガス(大気)を導入可能となっている。
Further, on the side surface of the
保護外筒38は、後端部がグロメット36の後端面上に設けられるように径方向内側に折り曲げられてなり、後端部の中央に開口63が形成され、開口63から2本のリード線60が外部に引き出されている。さらに、保護外筒38の後端側は、外筒40の後端部40bに設けられた加締め部に加締め固定されている。つまり、グロメット36は、保護外筒38及び外筒40の両者を同時に加締めることで、外筒40内に配置されている。
The protective
図7は、ガスセンサ100の組み立ての概要を示す説明図である。ガスセンサ100の組み立て時には、ガスセンサ100の後端側の構造を備える後端側アセンブリAと、先端側の構造を備える先端側アセンブリBとを組み立て、アセンブリAおよびBの組み付けが行なわれる。図7では、アセンブリAをアセンブリBの後端に被せる組み付け動作を、断面図によって示している。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an outline of assembly of the
ガスセンサ100の製造に際しては、まず、先端側アセンブリBの組み立てが行なわれる。具体的には、主体金具20の後端側から、センサ素子10を主体金具20内に挿入し、センサ素子10を、主体金具20内に配置されたパッキン30上に配置する。これにより、センサ素子10の鍔部12を、間接的に段部20bに当接させる。その後、主体金具20とセンサ素子10との間隙に筒状のシール部31を配置し、絶縁部材32、金属リング33を順にシール部31上に配置する。そして、主体金具20の後端側を内側に屈曲させて加締め部20aを形成することにより、絶縁部材32が先端側に押し付けられてシール部31を押し潰し、絶縁部材32及びシール部31が加締め固定される。このようにして、アセンブリBを作製する。
When manufacturing the
一方で、後端側アセンブリAの組み立てが行なわれる。すなわち、外筒40内に、第1接続端子70及び第2接続端子80を組み付けたセパレータ34をグロメット36と共に配置し、アセンブリAを組み立てる。具体的には、リード線60に接続された第1接続端子70および第2接続端子80を、セパレータ34の挿通孔34a、34b内に挿入し、その後、セパレータ34を外筒40の段部43に当接させる。その後、セパレータ34と外筒40との間隙に保持金具35を挿入して、外筒40の先端部40aを加締めることで、保持金具35を固定する。さらに、グロメット36を外筒40の後端から挿入すると共に、外筒40の後端部40bにフィルタ37、保護外筒38をそれぞれ配置し、フィルタ37、グロメット36をそれぞれ加締め固定することにより、アセンブリAを作製する。
On the other hand, the rear end side assembly A is assembled. That is, the
そして、アセンブリAとアセンブリBとの軸線を合わせ、アセンブリAの外筒40の先端部を、アセンブリBの主体金具20の後端部に被せることにより、ガスセンサ100の組み立てが行なわれる。
Then, the
図7に示すように、後端側アセンブリAでは、外筒40の先端から、さらに先端側へと、第1接続端子70の延出片76の先端部分が突出している。ここで、第1接続端子70の筒状部73は、外筒40の先端よりも後端側に位置し、後端側アセンブリA内に収納されている。また、先端側アセンブリBでは、主体金具20の後端から、センサ素子10の後端部が突出している。アセンブリAとアセンブリBとを組み付ける際には、まず、アセンブリAから突出する延出片76を、アセンブリBのセンサ素子10内に形成される筒孔10dに挿入しつつ、外筒40の先端部を、主体金具20の後端部に被せる。
As shown in FIG. 7, in the rear end side assembly A, the tip end portion of the extending
上記のように外筒40の先端部を主体金具20の後端部に被せると、アセンブリA,Bの内部では、アセンブリAが備える第2接続端子80の筒状部83先端から突出するように設けられたフレア片86が、センサ素子10の後端に当接する。その後、さらにアセンブリAとアセンブリBとの嵌め込みを行なうと、センサ素子10の後端が、各フレア片86の内表面によって筒状部83内へと導かれて、筒状部83を内側から押し広げる。このとき、筒状部83は、ギャップ85(図3参照)を広げることにより径を拡大する。このように、筒状部83がセンサ素子10の後端部に嵌め込まれると、筒状部83の内表面がリングリード部16(図2参照)に接することにより、第2接続端子80と外側電極10bとが電気的に接続される。
As described above, when the front end portion of the
上記のように、アセンブリAとアセンブリBの嵌め込みが終了する時には、第1接続端子70の筒状部73の外表面と内側電極10aとが接触する。また、第2接続端子80の筒状部83の内表面とセンサ素子10のリングリード部16とが接触して、各フレア片86の先端は、主体金具20の後端から離間しつつ、主体金具20の後端近傍に到達する。第1接続端子70あるいは第2接続端子80とセンサ素子10との位置関係を所望の重なり具合にするためには、各々のアセンブリ内におけるセンサ素子10、第1接続端子70、および第2接続端子80の組み付け位置と、アセンブリAとアセンブリBとの間の組み付け位置とを、上記所望の重なり具合に応じて予め設定しておけばよい。
As described above, when the fitting of the assembly A and the assembly B is finished, the outer surface of the
主体金具20の所定の位置まで外筒40が覆うように、アセンブリAとBの組付けを行なった後には、外筒40の先端部の外周面をレーザ溶接等によって主体金具20の後端部に接続することにより、ガスセンサ100が得られる。
After assembling the assemblies A and B so that the
以上のように構成された本実施形態のガスセンサ100によれば、第2接続端子80の筒状部83において、剛性付与部としての打ち出し部87が設けられているため、筒状部83がセンサ素子10の後端部に嵌め込まれたときに、筒状部83の変形に対する反力を強めることができる。その結果、筒状部83がセンサ素子10の後端部を把持する力を強めることができる。具体的には、筒状部83における既述した領域α、β、γ(図4、5参照)においてセンサ素子10に対してかかる力を強めることができる。したがって、第2接続端子80と、リングリード部16を介した外側電極10bとの間の接続の信頼性を高めることができる。また、このように筒状部83がセンサ素子10を把持する力を強めることができることにより、筒状部83とセンサ素子10とが重なる軸線O方向の長さをより短くしても、第2接続端子80とリングリード部16との間の接続を確保することが可能になる。そのため、筒状部83の軸線O方向の長さ(図4に示す長さW)をより短くすることが可能になり、第2接続端子80の軸線方向の長さを短くして、ガスセンサ100全体を小型化することが可能になる。さらに、本実施形態によれば、筒状部83をプレス成形することで打ち出し部87を形成しているため、剛性付与部を設けることに伴う部品点数の増加が無く、ガスセンサ100の構造の複雑化や製造工程の複雑化を抑えることができる。
According to the
なお、筒状部83がセンサ素子10を安定して把持するためには、筒状部83がセンサ素子10の後端部に嵌め込まれたときに、筒状部83において打ち出し部87が形成された領域の少なくとも一部がセンサ素子10と重なることが望ましい。また、領域α(図4、5参照)における筒状部83とリングリード部16との接触を確保するには、筒状部83において、筒状部83の先端から打ち出し部87までの軸線O方向の距離を、より長くすることが望ましい。
In order for the
B.第2の実施形態:
第1の実施形態では、剛性付与部として径方向外側に凸である打ち出し部87を設けたが、異なる構成としてもよい。以下に、第2の実施形態として、打ち出し部87に代えて、径方向内側に凸である打ち出し部を設ける構成を説明する。
B. Second embodiment:
In the first embodiment, the striking
図8は、第2接続端子180をセンサ素子10の後端部に嵌め込んだ様子を、図5と同様に表わす断面模式図である。第2の実施形態のガスセンサは、第2接続端子80に代えて第2接続端子180を備え、第2接続端子180の筒状部183は、打ち出し部87に代えて打ち出し部187が形成されていること以外は、第1の実施形態と同様の構成を備えている。そのため、第1の実施形態と共通する部分については同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the
第2接続端子180は、第1の実施形態の第2接続端子80と同様の外形を有しており、打ち出し部187は、第2接続端子180において、図4に示した第2接続端子80における打ち出し部87の位置と同様の位置に設けられている。図8(A)に示す断面の位置は、図4に示すA−A断面と同様の位置である。また、図8(B)に示す断面の位置は、図4に示すB−B断面と同様の位置である。すなわち、図8(A)は、打ち出し部187よりも先端側の断面の様子を表わし、図8(B)は、打ち出し部187を通過する断面の様子を表わす。
The
図8に示すように、第2の実施形態の筒状部183も、中心線Cを含む領域αと、ギャップ85に隣接する領域βおよびγにおいて、センサ素子10と接する。ただし、第2の実施形態では、領域αは、打ち出し部187における径方向内側の表面となる。
As shown in FIG. 8, the
以上のように構成された第2の実施形態においても、筒状部183に剛性付与部としての打ち出し部187を設けることにより、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、打ち出し部187の高さ(筒状部183の内表面から突出する高さ)や、筒状部183の周方向に延出する長さは、領域α、β、γにおけるセンサ素子10との接触の精度を考慮して、適宜設定すればよい。
Also in the second embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by providing the
C.第3の実施形態:
第1および第2の実施形態では、剛性付与部として筒状部に打ち出し部を設けたが、異なる構成としてもよい。以下に、第3の実施形態として、剛性付与部としての補強部を筒状部に設ける構成を説明する。
C. Third embodiment:
In the first and second embodiments, the projecting portion is provided in the cylindrical portion as the rigidity imparting portion, but different configurations may be employed. Below, the structure which provides the reinforcement part as a rigidity provision part in a cylindrical part as 3rd Embodiment is demonstrated.
図9は、第2接続端子280の外観を表わす斜視図である。第3の実施形態のガスセンサは、第2接続端子80に代えて第2接続端子280を備え、第2接続端子280の筒状部283には、打ち出し部87に代えて補強部287が設けられていること以外は、第1の実施形態と同様の構成を備えている。そのため、第1の実施形態と共通する部分については同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。
FIG. 9 is a perspective view showing the appearance of the
第2接続端子280は、第1の実施形態の第2接続端子80と同様の外形を有しており、補強部287は、第2接続端子280において、図4に示した第2接続端子80における打ち出し部87と同様の位置に設けられている。第2接続端子280の筒状部283には、特別な凹凸を設けるためのプレス加工は施されておらず、別部材を筒状部283の外側表面に固着させることにより補強部287が形成されている。補強部287は、必ずしも導電性材料により形成する必要はないが、補強部287を金属製部材により形成する場合には、補強部287を設けるための別部材の固着は、例えば溶接により行なうことができる。また、補強部287を設けるための別部材の固着は、筒状部83を曲げ加工により形成する前に行なってもよく、後に行なってもよい。
The
以上のように構成された第3の実施形態においても、筒状部283に剛性付与部としての補強部287を設けることにより、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
Also in the third embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by providing the
なお、図9では、筒状部283において径方向外側に突出する補強部287を設けたが、補強部287に代えて、径方向内側に突出する補強部を設けてもよい。このような場合には、金属等の導電性部材によって補強部を構成するならば、径方向内側に突出する補強部を介して、第2接続端子とリングリード部16との電気的な接続が可能になる。
In FIG. 9, the reinforcing
D.変形例:
D1.変形例1:
第1〜第3の各実施形態では、筒状部において、中心線Cを跨いで周方向に延出するように剛性付与部を設けたが、異なる構成としてもよい。剛性付与部の構成は、筒状部の剛性を高めて、筒状部が拡径するように変形する力に対抗する反力を強めることができればよい。例えば、剛性付与部は、必ずしも中心線Cを跨いでいなくても、少なくとも中心線Cの近傍に設ければよい。このような構成であっても、筒状部の剛性を高めて、筒状部がセンサ素子10の後端部を把持する力を強める同様の効果を得ることができる。
D. Variations:
D1. Modification 1:
In each of the first to third embodiments, the rigidity imparting portion is provided in the tubular portion so as to extend in the circumferential direction across the center line C, but may have a different configuration. The configuration of the rigidity imparting part only needs to increase the rigidity of the cylindrical part and increase the reaction force against the force that deforms the cylindrical part to expand its diameter. For example, the rigidity imparting portion may be provided at least in the vicinity of the center line C even if it does not necessarily straddle the center line C. Even if it is such a structure, the same effect which raises the rigidity of a cylindrical part and strengthens the force in which a cylindrical part hold | grips the rear-end part of the
なお、中心線Cとは、既述したように、筒状部の周方向の長さの中心(ギャップ85を除いた筒状部の周方向の中心)を通って軸線Oに平行な線である。ここで、筒状部の周方向の長さの中心とは、各実施形態のように筒状部が略長方形状の板体を曲げ加工した形状の場合には、上記長方形状の長辺の中心と重なる。筒状部におけるギャップを形成する両端部が直線状ではない場合、例えばギャップを介して互い違いのギザギザ形状である場合には、筒状部における上記ギザギザ形状部分を除いた部分の周方向長さの中心が、上記筒状部の周方向長さの中心となる。また、筒状部の形状としては、筒状部の周方向長さがセンサ素子10の後端部の横断面の外周よりも長い形状、すなわち、第2接続端子をセンサ素子の後端部に嵌め込んだときに、筒状部の端部がギャップ85を形成することなく重なり合ってセンサ素子の後端部に巻き付く形状も考えられる。このような場合にも、センサ素子10の後端部の横断面の外周よりも長い筒状部の周方向長さの中心が、上記筒状部の周方向長さの中心となる。このように、中心線Cとは、筒状部がセンサ素子10の後端部を把持する力を生じる支点となる位置を指す。
As described above, the center line C is a line parallel to the axis O through the center of the circumferential length of the cylindrical portion (the circumferential center of the cylindrical portion excluding the gap 85). is there. Here, the center of the length in the circumferential direction of the cylindrical portion is the long side of the rectangular shape in the case where the cylindrical portion is formed by bending a substantially rectangular plate as in each embodiment. Overlapping the center. When both end portions forming the gap in the cylindrical portion are not linear, for example, in the case of an alternating jagged shape through the gap, the circumferential length of the portion excluding the jagged shape portion in the cylindrical portion is The center is the center of the circumferential length of the cylindrical portion. Further, as the shape of the cylindrical portion, the circumferential length of the cylindrical portion is longer than the outer periphery of the cross section of the rear end portion of the
D2.変形例2:
剛性付与部が筒状部の周方向に延出する長さは、種々の変形が可能である。筒状部に剛性付与部を設けて筒状部の剛性を高めることによる上記把持力の増強の効果を高めるためには、剛性付与部は、筒状部の周方向にできるだけ長く延出するように設けることが望ましい。例えば、筒状部においてギャップ85との境界を成す一方の端部まで延出するように剛性付与部を設けてもよい。また、筒状部において、ギャップ85との境界を成す筒状部の一方の端部から他方の端部まで、すなわち、筒状部の周方向全体にわたって剛性付与部を設けてもよい。
D2. Modification 2:
Various modifications can be made to the length of the rigid portion extending in the circumferential direction of the cylindrical portion. In order to increase the gripping force enhancement effect by providing the cylindrical portion with a rigidity imparting portion to increase the rigidity of the cylindrical portion, the rigidity imparting portion extends as long as possible in the circumferential direction of the cylindrical portion. It is desirable to provide in. For example, the rigidity imparting portion may be provided so as to extend to one end portion that forms a boundary with the
D3.変形例3:
上記第1〜第3の各実施形態では、剛性付与部は、略矩形形状に形成されて、全体が連続して形成されることとしたが、互いに離間した複数の凸部や補強部によって剛性付与部を構成してもよい。例えば、周方向に沿って互いに平行に設けられた複数の線分状の打ち出し部(あるいは別体の部材を固着させた補強部)によって、剛性付与部を構成してもよい。
D3. Modification 3:
In each of the first to third embodiments, the rigidity imparting portion is formed in a substantially rectangular shape and continuously formed as a whole. However, the rigidity is provided by a plurality of convex portions and reinforcing portions separated from each other. You may comprise a provision part. For example, the rigidity imparting portion may be configured by a plurality of line-shaped projecting portions (or reinforcing portions to which separate members are fixed) provided in parallel to each other along the circumferential direction.
D4.変形例4:
上記第1〜第3の各実施形態では、剛性付与部は、筒状部の周方向に沿って延出する形状としたが、必ずしも周方向に平行(軸線Oに垂直)な方向に延出する必要はない。少なくとも中心線Cの近傍に形成され、全体として筒状部の周方向に延出する形状であればよい。例えば、1または複数の波線状の打ち出し部(あるいは補強部)によって、剛性付与部を構成してもよい。
D4. Modification 4:
In each of the first to third embodiments, the rigidity imparting portion has a shape that extends along the circumferential direction of the cylindrical portion, but it necessarily extends in a direction parallel to the circumferential direction (perpendicular to the axis O). do not have to. Any shape that is formed at least in the vicinity of the center line C and extends in the circumferential direction of the cylindrical portion as a whole may be used. For example, the rigidity imparting portion may be configured by one or a plurality of wavy line shaped launching portions (or reinforcing portions).
D5.変形例5:
第1〜第3の各実施形態では、ガスセンサは酸素濃度センサとしたが、異なる構成としても良い。イオン伝導性を有する固体電解質の両面に積層された一対の電極を有し、各電極上の特定ガス成分の濃度差(分圧差)により起電力を生じる濃淡電池を備えるセンサであれば、本願発明を適用することにより、同様の効果が得られる。
D5. Modification 5:
In each of the first to third embodiments, the gas sensor is an oxygen concentration sensor, but may have a different configuration. The present invention is a sensor having a concentration cell having a pair of electrodes laminated on both surfaces of a solid electrolyte having ion conductivity and generating an electromotive force due to a concentration difference (partial pressure difference) of a specific gas component on each electrode. The same effect can be obtained by applying.
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.
10…センサ素子
10a…内側電極
10b…外側電極
10c…外部リード部
10d…筒孔
11…固体電解質体
12…鍔部
13…有底部
14…電極保護層
15…縦リード部
16…リングリード部
17…基体部
20…主体金具
20a…加締め部
20b…段部
20c…鍔部
20d…雄ねじ部
20f…先端部
30…パッキン
31…シール部
32…絶縁部材
33…金属リング
34…セパレータ
34a、34b…挿通孔
35…保持金具
36…グロメット
37…フィルタ
38…保護外筒
39…第2通気孔
40…外筒
40a…先端部
40b…後端部
41…第1通気孔
43…段部
60…リード線
62…プロテクタ
63…開口
70…第1接続端子
71…板状基部
72…接続端部
73…筒状部
74…支持腕
75…ギャップ
76…延出片
79…延出部
80、180、280…第2接続端子
81…板状基部
82…接続端部
83、183、283…筒状部
84…支持腕
85…ギャップ
86…フレア片
87、187…打ち出し部
100…ガスセンサ
287…補強部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記センサ素子の検出信号を取り出すためのリード線と、
径方向に弾性変形可能であって前記センサ素子の後端部外表面に嵌め込まれて前記外部リード部に接する筒状部を備え、該筒状部を介して前記外側電極と前記リード線とを電気的に接続する接続端子と、
を備えるガスセンサにおいて、
前記筒状部は、該筒状部の周方向に延出して設けられ、前記筒状部の剛性を高めることにより、前記筒状部が径方向外側に広げられたときに生じる反力を強める剛性付与部を備えることを特徴とする
ガスセンサ。 A solid electrolyte body made of a solid electrolyte formed in a bottomed cylindrical shape with a bottom extending on the tip side in the axial direction, an outer electrode provided on the outer surface of the tip of the solid electrolyte body, and the solid electrolyte body An external lead portion extending from the outer electrode to the rear end side on the outer surface of the sensor element, and a sensor element comprising:
A lead wire for taking out a detection signal of the sensor element;
A cylindrical portion that is elastically deformable in a radial direction and is fitted on the outer surface of the rear end portion of the sensor element and is in contact with the external lead portion, and the outer electrode and the lead wire are connected via the cylindrical portion. A connection terminal for electrical connection;
In a gas sensor comprising:
The cylindrical portion is provided so as to extend in the circumferential direction of the cylindrical portion, and by increasing the rigidity of the cylindrical portion, the reaction force generated when the cylindrical portion is expanded radially outward is strengthened. A gas sensor comprising a rigidity imparting portion.
前記筒状部は、軸線方向に設けられたギャップを有しており、前記ギャップの幅が変化することにより、径方向に弾性変形可能であり、
前記剛性付与部は、前記筒状部を軸線方向に直交する方向に切断した断面において、前記ギャップを除いた前記筒状部の周方向の中心を通って軸線方向に延びる中心線を跨いで設けられることを特徴とする
ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 1,
The cylindrical portion has a gap provided in the axial direction, and is elastically deformable in the radial direction by changing the width of the gap.
The rigidity imparting portion is provided across a center line extending in the axial direction through the center in the circumferential direction of the cylindrical portion excluding the gap in a cross section obtained by cutting the cylindrical portion in a direction orthogonal to the axial direction. A gas sensor.
前記剛性付与部は、前記筒状部の一方の面側に突出するように形成された打ち出し部であることを特徴とする
ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 2,
The gas sensor according to claim 1, wherein the rigidity imparting portion is a striking portion formed so as to protrude toward one surface side of the cylindrical portion.
さらに、前記センサ素子を取り囲む主体金具を備え、
前記打ち出し部は、前記主体金具に接することなく前記筒状部の径方向外側に突出するように形成されていることを特徴とする
ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 3,
Furthermore, a metal shell surrounding the sensor element is provided,
The gas sensor according to claim 1, wherein the projecting portion is formed so as to protrude outward in a radial direction of the cylindrical portion without contacting the metal shell.
前記打ち出し部は、前記筒状部の径方向内側に突出して前記外部リード部に接することを特徴とする
ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 3,
The gas sensor according to claim 1, wherein the projecting portion protrudes radially inward of the cylindrical portion and contacts the external lead portion.
前記剛性付与部は、前記筒状部の少なくとも一方の面上に固着された補強部であることを特徴とする
ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 2,
The gas sensor according to claim 1, wherein the rigidity imparting portion is a reinforcing portion fixed on at least one surface of the cylindrical portion.
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