JP2006208358A - センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 製造工程におけるリードの断線や使用状態におけるリードの断線を未然に防止できると共に、高い精度で使用できるセンサを提供する。
【解決手段】 本発明の一実施形態に係るセンサは、ベースと、ベースに固定された複数本のピンと、センサ素子と、複数本のピンにセンサ素子を接続する複数本のリードと、
備えている。センサ素子は、複数本のリードを介して、複数本のピンに支持されている。複数本のリードのそれぞれは、複数本のピンのうち接続されているピンとセンサ素子とのを結ぶ直線に沿っており、且つ、当該ピンとセンサ素子との間において複数回屈曲している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、センサ素子を備えたセンサに関し、例えば特定のガスを検知するガスセンサ素子を備えたセンサに関するものである。

例えば光学センサ、磁気センサ、温度センサ、音響センサなどの各種のセンサにおいては、センサ素子を筐体から独立するように配置する場合が多い。これは、センサ素子がセンサの筐体からの影響（光反射、磁気、熱、振動など）を受けないようにするためである。

この種のセンサとして、雰囲気ガス中の特定のガスの濃度を検出するガスセンサがある。ガスセンサとしては、特定のガスを検知するガスセンサ素子を備え、このガスセンサ素子がベースに固定された複数本のステムピンにそれぞれ複数本のリードを介して接続された構造のガスセンサが従来一般に知られている。このようなガスセンサにおいては、各リードが直線状に形成されてガスセンサ素子と各ステムピンとを接続しており、ガスセンサ素子はこれら一群のリードを介して中吊り状態に支持されている（例えば特許文献１参照）。
特開平９−６８５１２号公報（図１，図６）

ところで、前述したガスセンサなどの従来の各種センサでは、一群のリードが直線状に形成されているため、製造工程において各リードの基端部をセンサ素子に接続した後、各リードの先端部を各ステムピンに接続する際、リードを把持する負荷（荷重）がリードの基端部に作用すると、リードの基端部が折損して断線することがある。

また、例えばガスセンサの場合、その使用状態においてガスセンサ素子に付設されたヒータが発熱すると、各リードが熱膨張により弛むため、ガスセンサの外部から衝撃が加わると、ガスセンサ素子が大きく振動してリードの基端部に振動荷重が加わり、その結果、リードの基端部が折損して断線することがある。

上記の構造的な問題に加え、外部の電磁波がリード部分を通じてセンサ素子に進入し、センサ部分の温度制御や検知精度を低下させるという問題がある。

そこで、本発明は、製造工程におけるリードの断線や使用状態におけるリードの断線を未然に防止できると共に、高い精度で使用できるセンサを提供することを課題とする。

本発明に係るセンサは、ベースと、複数本のピンと、センサ素子と、複数本のリードとを備えている。ピンは、ベースに固定されている。リードは、ピンにセンサ素子を接続している。各リードは、複数本のピンのうち接続されているピンとセンサ素子とを結ぶ直線に沿っており、且つ、当該ピンとセンサ素子との間において複数回屈曲している。

本発明のセンサでは、センサ素子とピンとを接続する各リードに負荷（荷重）や振動が作用すると、ピンとセンサ素子との間において各リードが、その弾性によって伸縮して負荷（荷重）や振動を吸収する。したがって、各リードの断線が未然に防止される。特に、このセンサでは、主としてセンサ素子とピンとを結ぶ直線の延在方向に各リードが伸縮するので、ピン及びセンサ素子に接続されている各リードの端部に発生する応力が小さい。

また、リードが複数回屈曲しているので、本発明のセンサは電磁波ノイズの侵入を低減することができる。例えば、ガスセンサにおいては、一部のリードからヒータへ通電して温度を制御し、同時に、他のリードを通じてセンサの電位あるいは抵抗の変化を検出する場合が多い。この場合、センサの通電等は直流電流によるが、ある周波数の電磁波ノイズがこの直流電流に重畳すると、ヒータの制御と、センサの電位あるいは抵抗変化の検知とが不安定となる傾向にある。こうした電磁波ノイズの多くは、各リードを通じてセンサに侵入する場合が多い。

これに対し、本発明では、各リードが、複数回屈曲しているので、インダクタンスを有するものとなっている。即ち、各リードは、直流より高周波の電磁波ノイズに対するインピーダンスを有しているので、センサへのノイズの侵入を抑制することができる。これにより、精度の高い温度制御や、電位あるいは抵抗変化の正確な検知等が可能となる。

本発明に係るセンサでは、複数本のリードのそれぞれが、周期的に屈曲した部分を含んでいることが好適である。即ち、本発明のセンサでは、各リードが連続する周期的な曲がり部を有することが好適である。各リードは、連続的且つ周期的に湾曲するコルゲート状や、連続且つ周期的に折れ曲がるノコギリ歯状、あるいは、コイル状の曲がり部等を少なくとも一部に有することを特徴としてもよい。

なお、本発明でいう「周期的」とは、必ずしも同じ曲率、あるいは、同じ角度の屈曲によって曲がり部が構成されている意味に限定されるものではなく、曲がり部の一方から他方までが異なった曲率、あるいは、角度の屈曲により構成されていてもよい。例えば、曲がり部がコイル状である場合には、コイル状の部分の一方から他方にかけて曲率が変化する、所謂インボリュート曲線と類似の形状により構成されてもよい。また、複数回屈曲されている部分の周期は、一周期であってもよい。例えば、各リードの曲がり部が、一周期のコイル状を成していてもよい。

本発明のセンサにおいては、各リードの端部がストッパ構造を有していることが好適である。そのために、複数本のリードそれぞれの端部の幅であって上記直線の延在方向に交差する方向の幅は、当該リードを構成する部材の太さ、例えばリードを構成する線材の太さより大きくなっていてもよい。具体的に、本発明のセンサにおいては、各リードの端部に曲がり部や潰し部が形成され、あるいは、球状体が設けられていてもよい。

各リードの端部が上述のように構成されていることによって、各リードが、接続個所から不用意に抜けることがなくなり、また、各リードの端部の接続強度が増大する。また、接続個所における電気抵抗値が低減される。

また、ストッパ構造は、以下のように構成されていてもよい。即ち、センサ素子には複数のスルーホールが設けられており、複数本のリードそれぞれの端部が対応のスルーホールを通っていてもよい。このようにスルーホールに各リードの端部が通されることによって、各リードのセンサ素子への結合強度が増大される。

また、複数本のリードそれぞれの端部は、その先端がセンサ素子の一方の面の側に突出するように対応のスルーホールに通されており、当該端部が当該一方の面に対面していることが好ましい。かかる構成によれば、各リードのセンサ素子への結合強度が更に増大される。なお、各リードの端部は、センサ素子の一方の面に対してペーストや半田等の接合部材によって接合されていてもよく、又は、圧着されていてもよい。また、センサ素子の一方の面に対面させるために、各リードの端部の先端が割りピンになっていてもよく、また、各リードの端部の先端が熱等によって球状体等に変形されていてもよい。

また、本発明のセンサにおいては、センサ素子は、一方の面及び他方の面を有しており、複数のリードそれぞれの端部は、センサ素子の一方の面に対面する第1の面と、センサ素子の他方の面に対面する第２の面とを有しており、センサ素子は、第１の面と第２の面によって挟まれていてもよい。この構成においても、各リードの端部が、センサ素子に対してペーストや半田によって接合されていてもよく、又は、圧着されていてもよい。

本発明のセンサにおいては、複数本のリードそれぞれの材質が、センサ素子のインピーダンスよりも低いインピーダンスを有する材質であることが好適である。各リードは屈曲する部分を有しているが、かかる材質によって構成されることによって、通電時の電気抵抗値が更に低減される。このような材質として、リードは、金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）などの貴金属、あるいは、これらを含む貴金属合金で構成されていることが好適である。

本発明に係るセンサによれば、各リードに負荷（荷重）や振動が作用した際、各リードの屈曲している部分がその弾性により伸縮して負荷（荷重）や振動を吸収するため、各リードの断線を未然に防止することがでる。すなわち、センサの製造工程や使用状態におけるリードの断線を未然に防止することができる。また、各リードの屈曲している部分で生じるインピーダンスによりセンサへの電磁波ノイズの侵入が抑制されるため、センサの精度を向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るセンサのうち、ガスセンサを例とした実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係るガスセンサの概略構造を示す側面図、図２は図１に示したガスセンサの平面図である。

図１および図２に示す一実施形態のガスセンサ１は、雰囲気ガス中の特定ガスとして、例えば二酸化炭素（ＣＯ２）の濃度を検出するガスセンサであって、二酸化炭素（ＣＯ２）を検知するガスセンサ素子２を備えている。このガスセンサ素子２は、ベースプレート３の四隅付近に貫通状態で固定された４本のステムピン４に対してそれぞれ４本のリード５を介して接続されており、各ステムピン４に各リード５を介して中吊り状態に支持されている。

図３に示すように、ガスセンサ素子２は、例えばＮＡＳＩＣＯＮ（Ｎａ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｐ複合酸化物）などの固体電解質基板２Ａの表面に検知極２Ｂおよび対極２Ｃが形成された片面タイプの素子として構成されている。そして、固体電解質基板２Ａの裏面には、絶縁性ペーストによる絶縁基層２Ｄが形成され、この絶縁基層２Ｄ上には、固体電解質基板２Ａをイオン伝導に適した温度（例えば３５０℃以上）に加熱するためのヒータ２Ｅが形成されている。

図２に示すように、検知極２Ｂは概略正方形の固体電解質基板２Ａの中央部に配置され、この検知極２Ｂの側方に対極２Ｃが配置されている。この検知極２Ｂは、集電体層に検知層が積層された構造を有し、対極２Ｃは基準層が保護層で被覆された構造を有する。

固体電解質基板２Ａの四隅付近の表面には、例えば（Ａｕ−Ｐｔ），（Ａｕ−Ｒｈ），（Ａｕ−Ｐｄ）等の金合金からなる電極パッド６Ａ〜６Ｄがそれぞれ形成されている。電極パッド６Ａは導電帯７を介して検知極２Ｂに導通され、電極パッド６Ｂは導電帯８を介して対極２Ｃに導通されている。そして、電極パッド６Ｃ，６Ｄは、固体電解質基板２Ａに形成された図示しないスルーホールを介してそれぞれヒータ２Ｅ（図３参照）に接続されている。

各リード５は、一端部が電極パッド６Ａ〜６Ｄにそれぞれパラレルギャップ溶接や金属ペーストを使用した焼き付けなどの適宜の手段で接合された後、他端部が同様の接合手段で各ステムピン４の頭部４Ａにそれぞれ接合されている。

各リード５の材質には、通電時の電気抵抗値の増加を抑制できるように、ガスセンサ素子２のインピーダンスより低いインピーダンスを有する材質が用いられている。具体的に、各リード５の材質は、電気抵抗値の低い金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）などの貴金属、あるいは、これらを含む貴金属合金とされている。この貴金属合金としては、（Ｐｔ−Ｗ），（Ｐｔ−Ｃｒ），（Ｐｔ−Ｆｅ），（Ｐｔ−Ｎｉ），（Ｐｔ−Ｒｈ），（Ａｕ−Ｐｔ），（Ａｕ−Ｒｈ），（Ａｕ−Ｐｄ），（Ａｕ−Ｐｄ−Ｍｏ），（ＲｕＯ_２）などが挙げられる。

各リード５の線径は、強度と電気抵抗値とのバランスを考慮して、例えば１０〜１００μｍの範囲で適宜設定される。

図４に拡大して示すように、各リード５は、ステムピン４とガスセンサ素子２の電極パッドとを結ぶ直線に沿って設けられている。また、リード５は、ステムピン４とガスセンサ素子２との間に、複数回屈曲する部分（屈曲部）５Ａを有している。本実施の形態においては、屈曲部５Ａは、連続する周期的な曲がり部として構成されている。具体的に、屈曲部５Ａは、連続して湾曲するコルゲート状を成している。

また、各リード５の両端部５Ｂ，５Ｂには、接合部の抜け止め用のストッパ構造が設けられている。両端部５Ｂ，５Ｂは、概略四角形に折り曲げられた形状をなしている。即ち、両端部５Ｂの幅であって上記の直線の延在方向に交差する幅は、リード５を構成する部材の太さ、即ちリード５を構成する線材の太さより大きくなっている。これによって、各リード５の端部５Ｂが抜け止め用のストッパ構造として機能するようになっている。

以上のような構造を有する一実施形態のガスセンサ１は、その製造工程において、各リード５の基端側の端部５Ｂがガスセンサ素子２の電極パッド６Ａ〜６Ｄにそれぞれパラレルギャップ溶接や金属ペーストを使用した焼き付けなどの適宜の手段で接合された後、各リード５の先端側の端部５Ｂが各ステムピン４の頭部４Ａに同様の接合手段で接続される。

その際、リード５を把持する負荷（荷重）がリード５に作用するが、一実施形態のガスセンサ１においては、リード５の屈曲部５Ａがその弾性により伸縮して負荷（荷重）を吸収するため、電極パッド６Ａ〜６Ｄ側のリード５の基端側の端部５Ｂが折損することがなく、リード５の基端側の端部５Ｂの断線が未然に防止される。

しかも、各リード５の基端側の端部５Ｂには、リード５を構成する線材を概略四角形に折り曲げることによって構成したストッパ構造が設けられているため、電極パッド６Ａ〜６Ｄに対する接合の接続強度が増大し、各リード５の基端側の端部５Ｂが電極パッド６Ａ〜６Ｄから不用意に抜け出て断線することも未然に防止される。

一方、一実施形態のガスセンサ１の使用状態においては、ガスセンサ素子２のヒータ２Ｅの発熱により各リード５が熱膨張するが、この熱膨張はリード５の屈曲部５Ａの伸張によって吸収される。また、ガスセンサ１の外部から衝撃が加わってガスセンサ素子２が大きく振動する際には、その振動を各リード５の屈曲部５Ａが弾性的に吸収する。

なお、リード５によれば、屈曲部５Ａの主な変形の方向は、ステムピン４とガスセンサ素子２の電極パッドとを結ぶ直線の延在方向である。したがって、リード５の基端側の端部５Ｂには、上記直線に交差する方向、例えば、ガスセンサ素子２を回転させる方向への大きな応力が働くことがない。よって、リード５の基端側の端部５Ｂの断線が効果的に防止される。

このように、一実施形態のガスセンサ１によれば、電極パッド６Ａ〜６Ｄ側の各リード５の端部５Ｂが折損し、あるいは電極パッド６Ａ〜６Ｄから抜け出して断線することを未然に防止することができる。同様に、各リード５のステムピン４側の端部５Ｂが折損し、あるいは各ステムピン４の頭部４Ａから抜け出して断線することを未然に防止することができる。

また、一実施形態のガスセンサ１の使用状態において、各リード５の通電時には、リード５の材質が電気抵抗値の低い金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）などの貴金属、あるいは、これらを含む貴金属合金とされているので、屈曲部５Ａが存在するにも拘らず、リード５の電気抵抗値の増加を十分に抑制することができる。したがって、屈曲部５Ａが、実質上、ガスセンサ１の機能を低下させることはない。

さらに、一実施形態のガスセンサ１の使用状態において、各リード５の屈曲部５Ａには、その形状に起因して、インダクタンスが発生する。その結果、各リード５には、高周波成分に対するインピーダンスが生じるので、外部電磁波の侵入を抑制することができる。

すなわち、リード５に通電される加熱制御用、検知用の電流成分は直流であるため、上述したリード５の材質によって充分に抵抗値の増加を抑制することができる。そのため、屈曲部５Ａの形状に起因するインピーダンスは、外部から電磁波ノイズが侵入した場合の高周波成分のみに影響する。これにより、直流成分への重畳を抑制し、ガスセンサ１の精度をより高めることができる。

本発明に係るセンサとしてのガスセンサは、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、図４に示したリード５は、図５〜図１４に示すような形状、構造のリードに変更可能である。

図５に示すリード９は、両端部９Ｂの間に、ノコギリ歯状に連続して折れ曲がった屈曲部９Ａを有している。両端部９Ｂは、図４に示したリード５の両端部５Ｂと同様のストッパ構造を有している。このリード９もリード５と同様の作用効果を発揮する。

図６に示すリード１０は、両端部１０Ｂの間に、コイル状に連続して屈曲する屈曲部１０Ａを有している。両端部１０Ｂは、図４に示したリード５の両端部５Ｂと同様のストッパ構造を有している。このリード１０もリード５と同様の作用効果を発揮する。

図７に示すリード１１は、両端部１１Ｂの間に、図４に示したリード５の屈曲部５Ａと同様の屈曲部１１Ａを有している。両端部１１Ｂは、フック状のストッパ構造を有している。即ち、両端部１１Ｂは、円弧状の曲線に沿って設けられている。このリード１１もリード５と同様の作用効果を発揮する。

図８に示すリード１２は、両端部１２Ｂの間に、図４に示したリード５の屈曲部５Ａと同様の屈曲部１２Ａを有している。両端部１２Ｂは、ノコギリ歯状のストッパ構造を有している。即ち、両端部１２Ｂは、ノコギリ歯状に折れ曲がった曲線に沿って設けられている。このリード１２もリード５と同様の作用効果を発揮する。

図９に示すリード１３は、両端部１３Ｂの間に、図４に示したリード５の屈曲部５Ａと同様の屈曲部１３Ａを有している。両端部１３Ｂは、略円形の平面形状を成したストッパ構造を有している。かかる両端部１３Ｂは、例えば、リード１３の両端部を潰し加工することによって形成することができる。このリード１３もリード５と同様の作用効果を発揮する。

図１０に示すリード１４は、両端部１４Ｂの間に、図４に示したリード５の屈曲部５Ａと同様の屈曲部１４Ａを有している。両端部１４Ｂは、角形の平面形状を成すストッパ構造を有している。かかる両端部１４Ｂは、例えば、リード１４の両端部を潰し加工することによって形成することができる。このリード１４もリード５と同様の作用効果を発揮する。

図１１に示すリード１５は、両端部の間に、図４に示したリード５の屈曲部５Ａと同様の屈曲部１５Ａを有している。リード１５の両端部には、直線に沿って延びるストレート部１５Ｂ，１５Ｂが設けられている。これらストレート部１５Ｂ，１５Ｂには、それぞれ、ストッパ構造として、球状体１５Ｃ，１５Ｃが取り付けられている。球状体１５Ｃは、貫通孔を有しており、当該貫通孔に通されたストレート部１５Ｂに嵌合されている。球状体１５Ｃは、適宜の接合手段でストレート部１５Ｂに固定されている。なお、この球状体１５Ｃ，１５Ｃは、ストレート部１５Ｂ，１５Ｂの両端部を溶融して表面張力により球状化させることにより構成してもよい。

このリード１５においては、球状体１５Ｃ，１５Ｃの内側のストレート部１５Ｂ，１５Ｂが電極パッド６Ａ〜６Ｄおよびステムピン４の頭部４Ａに接合されるのであり、このリード１５もリード５と同様の作用効果を発揮する。

図１２に示すリード１６は、図４に示す両端部５Ｂと同様の両端部１６Ｂを有している。リード１６は、両端部１６Ｂの間に、屈曲部１６Ａを有している。この屈曲部１６Ａは、屈曲する方向が一端から他端の間において徐々に変化する波状の曲線に沿って設けられている。この一例においては、屈曲部１６Ａは、一端から他端の間において屈曲する方向が９０度変化している。

図１３に示すリード１７は、図４に示す両端部５Ｂと同様の両端部１７Ｂを有している。リード１７は、両端部１７Ｂの間に、屈曲部１７Ａを有している。この屈曲部１７Ａは、中央から一端及び他端に向けて周期長が小さくなる波状の曲線に沿って設けられている。

図１４に示すリード１８は、図４に示す両端部５Ｂと同様の両端部１８Ｂを有している。リード１８は、両端部１８Ｂの間に、屈曲部１８Ａを有している。この屈曲部１８Ａは、一端から他端に向けて徐々に周期が大きくなる波状の曲線に沿って設けられている。

以上説明したように、リードにおける屈曲部は、複数回屈曲する曲線に沿っており、且つ、ガスセンサ素子とステムピンとを結ぶ直線に沿って延在しているものであれば、任意の形状を有することができる。

さらに、リードにおける両端部は、断線を防止するためのストッパ構造を有していれば、任意の形状を採り得る。例えば、上述したリードの両端部のように、リードの端部の幅であってガスセンサ素子とステムピンとを結ぶ直線の延在方向に交差する方向の幅が、リードを構成する部材の太さより大きくなっていることによっても、ストッパ構造が実現される。

リードのガスセンサ素子側の端部は、図１５〜図２２に示す構造を有していてもよい。なお、以下の説明においては、電極パッド６Ａ〜６Ｄを総称して電極パッド６と呼ぶ。図１５〜図１９に示すセンサにおいては、ガスセンサ素子に、スルーホールｈｔが設けられており、リードＬのガスセンサ素子側の端部Ｌｅがスルーホールｈｔを通っている。端部Ｌｅは、その先端がガスセンサ素子の一方の面の側に突出するようにスルーホールｈｔに通されている。

図１５に示すように、端部Ｌｅは、ガスセンサ素子の一方の面に対面するように屈曲されていてもよい。図１５に示す例では、端部Ｌｅが、ガスセンサ素子の一方の面に設けられた電極パッド６に沿っている。また、図１５に示すように、端部Ｌｅは、半田やペーストなどの接合部材Ｓによって、電極パッド６に接合されていてもよく、また、接合部材Ｓを用いずに電極パッド６に圧着されてもよい。なお、図１６に示すように、端部Ｌｅが屈曲されている方向は、図１５に示す方向と異なっていてもよい。また、図１６に示すように、端部Ｌｅは、電極パッド６に圧着されていてもよく、接合部材Ｓによって電極パッド６に接合されてもよく、また、接合部材Ｓを用いずに電極パッド６に圧着されてもよい。

端部Ｌｅの先端は、図１７に示すように、割りピンになっていてもよい。この構成では、端部Ｌｅの先端が開かれて、ガスセンサ素子の一方の面に対面するように屈曲される。そして、端部Ｌｅは、電極パッド６に接合される。なお、端部Ｌｅは、図１７に示すように、接合部材Ｓによって電極パッド６に接合されてもよく、また、接合部材Ｓを用いずに電極パッド６に圧着されてもよい。

端部Ｌｅの先端は、図１８及び図１９に示すように、ガスセンサ素子の一方の面に対面するように、熱又はレーザ等によって変形されていてもよい。即ち、図１８に示すように、端部Ｌｅの先端が球状に変形されていてもよく、また、図１９に示すように、端部Ｌｅの先端が電極パッド６に沿うように変形されていてもよい。なお、端部Ｌｅは、図１８及び図１９に示すように接合部材Ｓによって電極パッド６に接合されてもよく、また、接合部材Ｓを用いずに電極パッド６に圧着されてもよい。

また、図２０〜２２に示すように、リードＬのガスセンサ素子側の端部Ｌｅは、把持構造を有していてもよい。具体的には、図２０に示すように、リードＬのガスセンサ素子側の端部Ｌｅは、ガスセンサ素子の一方側の面に対面する面ｆ１とガスセンサ素子の他方側の面に対面する面ｆ２を有する把持構造を有することができる。この構成では、ガスセンサ素子が、面ｆ１と面ｆ２との間に挟まれることによって、リードＬの端部Ｌｅに把持される。

なお、図２０に示すリードＬの端部ＬｅはリードＬの他の部分と一体になっているが、図２１に示すように、リードＬの端部Ｌｅが、リードＬの他の部分と分離された構造であってもよい。図２１に示す構成では、端部Ｌｅに孔ｈが設けられており、リードＬの屈曲部Ｌｂの先端Ｌｂ１が孔ｈに通されて固定される。

また、図２２に示すように、リードＬの端部Ｌｅを複数回折り曲げることによって、面ｆ１及び面ｆ２を形成してもよい。この構成では、リードＬの端部Ｌｅが板バネ構造となるので、ガスセンサ素子を把持する強度がより高められる。

なお、端部Ｌｅは、図２０〜２２に示すように、接合部材Ｓによって電極パッド６に接合されてもよく、また、接合部材Ｓを用いずに電極パッド６に圧着されてもよい。また、端部Ｌｅの先端は、図２３に示すように、面ｆ２と平行に折り曲げられていてもよく、または、図２４に示すように、面ｆ２を構成する端部Ｌｅの一部分に向けて屈曲するように、折り曲げられていてもよい。

なお、図示省略したが、図４〜図１４に示したリードにおいては、両端部のストッパ構造を省略し、全体を屈曲部として構成してもよい。また、両端部のストッパ構造をストレートな形状に変更してもよい。さらに、図４〜図１４に示した屈曲部と、図４〜図２２に示した端部の構造は任意に組み合わせることが可能である。

また、図１に示すガスセンサ１では、ガスセンサ素子２の表面に対してヒータＥがベースプレート３側に位置するように、ガスセンサ素子２が設けられている。これに代えて、図２５に示すガスセンサ１Ｂ及び図２６に示すガスセンサ１Ｃのように、ヒータＥに対してガスセンサ素子２の表面がベースプレート３側に位置するように、ガスセンサ素子２が設けられていてもよい。また、図２６に示すガスセンサ１Ｃのように、ヒータＥが設けられているガスセンサ素子２の裏面に電極パッド６Ｅ及び６Ｇを設け、スルーホール電極６Ｇを介して電極パッド６Ｅを電極パッド６Ａに接続し、スルーホール電極６Ｈを介して電極パッド６Ｆを電極パッド６Ｂに接続してもよい。かかるガスセンサ１Ｃでは、電極パッド６Ｅ及び６Ｆが、リード５を介して、ステムピン４の頭部４Ａそれぞれに接続される。

また、本発明の一実施形態に係るガスセンサは、二酸化炭素の濃度を検出するセンサに限らず、可燃性ガス、水素ガス、一酸化炭素ガス、アルコールなどを検出する各種のガスセンサ素子として構成することができる。

また、本発明のセンサは、ガスセンサに限らず光学センサ、磁気センサ、温度センサ、音響センサなどの各種のセンサとして構成することができる。

本発明の一実施形態に係るガスセンサの概略構造を示す側面図である。 図１に示したガスセンサの平面図である。 図１に示したガスセンサ素子の拡大断面図である。 図２に示したリードの拡大平面図である。 図４に示したリードの第１変形例を示す平面図である。 図４に示したリードの第２変形例を示す平面図である。 図４に示したリードの第３変形例を示す平面図である。 図４に示したリードの第４変形例を示す平面図である。 図４に示したリードの第５変形例を示す平面図である。 図４に示したリードの第６変形例を示す平面図である。 図４に示したリードの第７変形例を示す平面図である。 図４に示したリードの第８変形例を示す斜視図である。 図４に示したリードの第９変形例を示す平面図である。 図４に示したリードの第１０変形例を示す平面図である。 変形例に係るリードの端部の構造を示す断面図である。 変形例に係るリードの端部の構造を示す断面図である。 変形例に係るリードの端部の構造を示す断面図である。 変形例に係るリードの端部の構造を示す断面図である。 変形例に係るリードの端部の構造を示す断面図である。 変形例に係るリードの端部の構造を示す断面図である。 変形例に係るリードの端部の構造を示す側面図である。 変形例に係るリードの端部の構造を示す側面図である。 変形例に係るリードの端部の構造を示す側面図である。 変形例に係るリードの端部の構造を示す側面図である。 変形例に係るガスセンサの概略構造を示す側面図である。 変形例に係るガスセンサの概略構造を示す側面図である。

符号の説明

１…ガスセンサ、２…ガスセンサ素子、３…ベースプレート、４…ステムピン、４Ａ…頭部、５…リード、５Ａ…屈曲部、５Ｂ…端部、６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ…電極パッド、７…導電帯、８…導電帯

Claims (12)

1. ベースと、
   前記ベースに固定された複数本のピンと、
   センサ素子と、
   前記複数本のピンに前記センサ素子を接続する複数本のリードと、
   を備え、
   前記複数本のリードのそれぞれは、前記複数本のピンのうち接続されているピンとセンサ素子とを結ぶ直線に沿っており、且つ、当該ピンとセンサ素子との間において複数回屈曲している、
   センサ。
2. 前記複数本のリードのそれぞれが、周期的に屈曲した部分を含んでいる、請求項１記載のセンサ。
3. 前記複数本のリードそれぞれの端部の幅であって前記直線の延在方向に交差する方向の幅は、当該リードを構成する部材の太さより大きい、請求項1又は２に記載のセンサ。
4. 前記複数本のリードそれぞれの端部は、屈曲している、請求項３に記載のセンサ。
5. 前記複数本のリードそれぞれの端部には、潰し部が形成されている、請求項３に記載のセンサ。
6. 前記複数本のリードそれぞれの端部には、球状体が設けられている、請求項３に記載のセンサ。
7. 前記センサ素子には、複数のスルーホールが設けられており、
   前記複数本のリードそれぞれの端部は、前記複数のスルーホールのうち対応のスルーホールを通っている、
   請求項１又は２に記載のセンサ。
8. 前記複数本のリードそれぞれの端部は、その先端が前記センサ素子の一方の面の側に突出するよう前記複数のスルーホールのうち対応のスルーホールに通されており、前記一方の面に対面している、
   請求項７記載のセンサ。
9. 前記センサ素子は、一方の面及び他方の面を有しており、
   前記複数本のリードそれぞれの端部は、前記一方の面に対面する第1の面と、前記他方の面に対面する第２の面とを有しており、
   前記センサ素子は、前記第１の面と前記第２の面によって挟まれている、
   請求項１又は２に記載のセンサ。
10. 前記複数本のリードそれぞれの材質が、前記センサ素子のインピーダンスよりも低いインピーダンスを有する材質である、請求項１〜９の何れか一項に記載のセンサ。
11. 前記複数本のリードそれぞれの材質は、貴金属または貴金属合金である、請求項１０に記載のセンサ。
12. 前記センサ素子が特定のガスを検出するガスセンサ素子である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のセンサ。

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