JP2013011501A

JP2013011501A - Gas sensor

Info

Publication number: JP2013011501A
Application number: JP2011143858A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Yamauchi; 政伸山内; Tetsuya Watanabe; 哲也渡辺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: JP5565383B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas sensor that is easily miniaturized in an axis direction.SOLUTION: A gas sensor 1 comprises: a sensor element 2 formed in a cylindrical shape with a bottom and made of a solid electrolyte having ion conductivity; a rod-like heater 3 inserted and arranged inside the sensor element 2; a pair of heater spring terminals 4 being in contact with a pair of heater electrodes 31 provided on surfaces opposite to each other at a base end part of the heater 3; and an insulation holding member 5 including a terminal holding part 51 for holding the heater spring terminals 4. The pair of heater spring terminals 4 are constituted to be elastically deformed so that an angle formed by surfaces 420 mutually facing each other in a shape of a cross section orthogonal to an axis direction Z of the gas sensor 1 is changed.

Description

本発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor for detecting a specific gas concentration in a gas to be measured.

例えば、車両用エンジン等の内燃機関における排気系に、排ガス等の被測定ガス中における酸素等の特定ガスの濃度を検出するガスセンサが配設されている。かかるガスセンサとして、有底筒状に形成されたイオン伝導性の固体電解質体からなるセンサ素子と、該センサ素子の内側に挿入配置された棒状のヒータとを備えたものがある（特許文献１等）。 For example, a gas sensor that detects the concentration of a specific gas such as oxygen in a gas to be measured such as exhaust gas is disposed in an exhaust system of an internal combustion engine such as a vehicle engine. As such a gas sensor, there is a gas sensor including a sensor element made of an ion conductive solid electrolyte formed in a bottomed cylindrical shape, and a rod-shaped heater inserted and arranged inside the sensor element (Patent Document 1, etc.) ).

このようなヒータ付きのガスセンサにおいては、ヒータへの通電を行うために、ヒータの基端部に設けられた一対のヒータ電極と外部リードとの電気的接点を確保する必要がある。そのために、特許文献１に記載のガスセンサは、ヒータ電極に対して接触する一対のヒータバネ端子を備えている。 In such a gas sensor with a heater, in order to energize the heater, it is necessary to secure an electrical contact between a pair of heater electrodes provided at the base end of the heater and an external lead. Therefore, the gas sensor described in Patent Document 1 includes a pair of heater spring terminals that come into contact with the heater electrode.

特開２００８−１３４２１９号公報JP 2008-134219 A

しかしながら、近年、特にガスセンサの小型化が要求され、軸方向長さをできるだけ小さくすることが求められることがある。かかる状況において、ガスセンサの軸方向におけるヒータバネ端子の長さが長くなると、ガスセンサの小型化に不利となる。
上記特許文献１に記載のガスセンサにおいては、一対のヒータバネ端子は、上記ガスセンサの軸方向に平行な断面の形状において互いの対向面のなす角度が変化するように弾性変形できるよう構成されている。つまり、ヒータバネ端子の屈曲部がガスセンサの軸方向を向いている（特許文献１の図１（ｂ）、図７（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）参照）。 However, in recent years, particularly gas sensors are required to be miniaturized, and the axial length may be required to be as small as possible. In such a situation, if the length of the heater spring terminal in the axial direction of the gas sensor is increased, it is disadvantageous for miniaturization of the gas sensor.
In the gas sensor described in Patent Document 1, the pair of heater spring terminals is configured to be elastically deformable so that the angle formed between the opposing surfaces changes in the cross-sectional shape parallel to the axial direction of the gas sensor. That is, the bent portion of the heater spring terminal faces the axial direction of the gas sensor (see FIGS. 1B, 7D, 7E, and 7F of Patent Document 1).

このようなヒータバネ端子の配置の場合、ガスセンサの軸方向におけるヒータバネ端子の長さをある程度確保しないと、充分な弾性変形量を得ることが困難である。その結果、ガスセンサの軸方向におけるヒータバネ端子の寸法が大きくなりやすく、ガスセンサの軸方向の小型化が困難となりやすい。 In the case of such an arrangement of the heater spring terminals, it is difficult to obtain a sufficient amount of elastic deformation unless a certain length of the heater spring terminals in the axial direction of the gas sensor is secured. As a result, the dimension of the heater spring terminal in the axial direction of the gas sensor is likely to increase, and it is difficult to reduce the axial size of the gas sensor.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、軸方向の小型化が容易なガスセンサを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a gas sensor that can be easily downsized in the axial direction.

本発明の一態様は、有底筒状に形成されたイオン伝導性の固体電解質体からなるセンサ素子と、
該センサ素子の内側に挿入配置された棒状のヒータと、
該ヒータの基端部における互いに反対側の面に設けられた一対のヒータ電極に接触する一対のヒータバネ端子と、
該ヒータバネ端子を保持する端子保持部を備えた絶縁保持部材とを有するガスセンサであって、
上記一対のヒータバネ端子は、上記ガスセンサの軸方向に直交する断面の形状において互いの対向面のなす角度が変化するように弾性変形できるよう構成されていることを特徴とするガスセンサにある（請求項１）。 One aspect of the present invention is a sensor element comprising an ion conductive solid electrolyte formed in a bottomed cylindrical shape,
A rod-shaped heater inserted and arranged inside the sensor element;
A pair of heater spring terminals in contact with a pair of heater electrodes provided on opposite surfaces of the base end portion of the heater;
A gas sensor having an insulating holding member having a terminal holding portion for holding the heater spring terminal,
The pair of heater spring terminals are in a gas sensor configured to be elastically deformed so that an angle formed between opposing surfaces changes in a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the gas sensor. 1).

上記ガスセンサにおいて、上記一対のヒータバネ端子は、上記ガスセンサの軸方向に直交する断面の形状において互いの対向面のなす角度が変化するように弾性変形できるよう構成されている。このような上記ヒータバネ端子の配置を採用すれば、上記ガスセンサの軸方向における上記ヒータバネ端子の寸法を小さくしても、ヒータバネ端子の弾性変形量を充分に確保することができる。つまり、ヒータバネ端子の機能を確保しつつ、ガスセンサの軸方向におけるヒータバネ端子の寸法を小さくすることができる。
その結果、ガスセンサの軸方向の小型化を容易にすることができる。 In the gas sensor, the pair of heater spring terminals are configured to be elastically deformable so that an angle formed between the opposing surfaces changes in a cross-sectional shape orthogonal to the axial direction of the gas sensor. If such an arrangement of the heater spring terminals is employed, a sufficient amount of elastic deformation of the heater spring terminals can be ensured even if the dimensions of the heater spring terminals in the axial direction of the gas sensor are reduced. That is, the dimension of the heater spring terminal in the axial direction of the gas sensor can be reduced while ensuring the function of the heater spring terminal.
As a result, the axial downsizing of the gas sensor can be facilitated.

以上のごとく、上記態様によれば、軸方向の小型化が容易なガスセンサを提供することができる。 As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a gas sensor that can be easily reduced in the axial direction.

実施例１における、ガスセンサの縦断面図。1 is a longitudinal sectional view of a gas sensor in Embodiment 1. FIG. 実施例１における、ガスセンサの他の縦断面図。The other longitudinal cross-sectional view of the gas sensor in Example 1. FIG. 図１のＡ−Ａ線矢視断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 実施例１における、一対のヒータバネ端子の平面図。FIG. 3 is a plan view of a pair of heater spring terminals in the first embodiment. 実施例１における、図１のＢ−Ｂ線矢視断面相当の絶縁保持部材およびヒータの断面図。Sectional drawing of the insulation holding member and heater equivalent to the BB arrow cross section of FIG. 実施例１における、図１のＣ−Ｃ線矢視断面相当のヒータ保持部材およびヒータの断面図。Sectional drawing of the heater holding member and heater equivalent to the CC arrow directional cross section of FIG. 実施例１における、図１のＤ−Ｄ線矢視断面相当の絶縁保持部材および一対のヒータバネ端子の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of an insulating holding member and a pair of heater spring terminals corresponding to a cross section taken along line DD in FIG. 実施例１における、グランド電極部材の平面図。2 is a plan view of a ground electrode member in Embodiment 1. FIG. 実施例１における、ガスセンサの組立説明図。FIG. 3 is an assembly explanatory diagram of a gas sensor in the first embodiment. 実施例２における、一対のヒータバネ端子の平面図。The top view of a pair of heater spring terminal in Example 2. FIG. 実施例３における、ガスセンサの断面図。Sectional drawing of the gas sensor in Example 3. FIG.

上記ガスセンサとしては、例えば自動車や二輪車等の各種車両用内燃機関の排気系に設置して、排ガスフィードバックシステムに使用する空燃比センサ、排ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサなどがある。
また、上記の「互いの対向面のなす角度が変化するように弾性変形できるよう構成」とは、例えば、上記一対のヒータバネ端子の間に上記ヒータを配設する前と配設した後とにおいて、上記一対のヒータバネ端子における対向面のなす角度が変化することにより、上記ヒータへの押圧力が付与されるよう構成されていることを意味する。
本明細書においては、上記ガスセンサについて、被測定ガスに晒される軸方向端部側を先端側、その反対側を基端側として説明する。 Examples of the gas sensor include an air-fuel ratio sensor that is installed in an exhaust system of an internal combustion engine for various vehicles such as an automobile and a motorcycle and used for an exhaust gas feedback system, and an oxygen sensor that measures an oxygen concentration in the exhaust gas.
In addition, the above-mentioned “configuration that can be elastically deformed so that the angle formed between the opposing surfaces changes” is, for example, before and after the heater is disposed between the pair of heater spring terminals. It means that the pressing force is applied to the heater by changing the angle formed by the opposing surfaces of the pair of heater spring terminals.
In the present specification, the gas sensor will be described with the axial end portion exposed to the gas to be measured as the distal end side and the opposite side as the proximal end side.

また、上記ヒータバネ端子は、屈曲した板バネ部材からなり、上記ヒータ電極と反対側から上記絶縁保持部材に支承される基板部と、上記対向面を構成する対向部と、上記基板部と上記対向部とを連結する屈曲部とを有し、上記一対のヒータバネ端子は、上記ガスセンサの軸方向に直交する方向であって互いに同一の方向に上記屈曲部を向けて配置してあることが好ましい（請求項２）。この場合には、充分な弾性変形量を確保しつつガスセンサの軸方向における寸法を小さくした上記ヒータバネ端子を、容易に形成することができる。 The heater spring terminal comprises a bent leaf spring member, a substrate portion supported by the insulation holding member from the opposite side of the heater electrode, an opposing portion constituting the opposing surface, and the opposing substrate portion. It is preferable that the pair of heater spring terminals be arranged in a direction orthogonal to the axial direction of the gas sensor and facing the bent portion in the same direction ( Claim 2). In this case, it is possible to easily form the heater spring terminal with a small dimension in the axial direction of the gas sensor while ensuring a sufficient amount of elastic deformation.

また、上記ヒータバネ端子は、上記基板部における上記屈曲部と反対側の後端部を、上記絶縁保持部材における上記端子保持部の内壁に当接させていることが好ましい（請求項３）。この場合には、上記端子保持部において上記ヒータバネ端子を安定して保持することができる。その結果、ヒータバネ端子とヒータ電極との間の相対的な振動によってヒータ電極が摩耗することを抑制することができる。また、特にヒータバネ端子の弾性変形量を充分に確保するために接点部を後端部に近い側に配置することとなる場合、接点部に近い後端部において端子保持部にヒータバネ端子が固定されることとなるため、接点部の振動を効果的に抑制することができる。 The heater spring terminal preferably has a rear end portion of the substrate portion opposite to the bent portion in contact with an inner wall of the terminal holding portion of the insulating holding member. In this case, the heater spring terminal can be stably held in the terminal holding portion. As a result, it is possible to suppress wear of the heater electrode due to relative vibration between the heater spring terminal and the heater electrode. In particular, when the contact portion is arranged on the side close to the rear end portion in order to ensure a sufficient amount of elastic deformation of the heater spring terminal, the heater spring terminal is fixed to the terminal holding portion at the rear end portion close to the contact portion. Therefore, the vibration of the contact portion can be effectively suppressed.

また、上記絶縁保持部材は、上記端子保持部の先端側に、上記ヒータを挿通するヒータ挿通溝を備え、上記端子保持部及び上記ヒータ挿通溝は、上記一対のヒータバネ端子における上記屈曲部が向く方向に開口していることが好ましい（請求項４）。この場合には、上記ヒータの傾きを抑制することができると共に、上記絶縁保持部材に対する上記ヒータの組み付けを容易に行うことができる。つまり、上記ヒータ挿通溝を設けることにより、そこに挿通配置した上記ヒータがガスセンサの軸方向に対して傾くことを抑制することができる。また、上記端子保持部及び上記ヒータ挿通溝が、上記一対のヒータバネ端子における上記屈曲部が向く方向に開口していることにより、上記屈曲部側から上記ヒータを絶縁保持部材に挿入することができる。その結果、絶縁保持部材へのヒータの組み付けが容易となる。 In addition, the insulating holding member includes a heater insertion groove through which the heater is inserted on the distal end side of the terminal holding portion, and the bent portion of the pair of heater spring terminals faces the terminal holding portion and the heater insertion groove. It is preferable to open in the direction (Claim 4). In this case, the inclination of the heater can be suppressed, and the heater can be easily assembled to the insulating holding member. That is, by providing the heater insertion groove, it is possible to suppress the heater inserted and disposed therein from being inclined with respect to the axial direction of the gas sensor. In addition, since the terminal holding portion and the heater insertion groove are opened in the direction in which the bent portion of the pair of heater spring terminals faces, the heater can be inserted into the insulating holding member from the bent portion side. . As a result, the heater can be easily assembled to the insulating holding member.

また、上記センサ素子と上記ヒータとの間には、上記ヒータを保持すると共に上記センサ素子の内側面に接触するヒータ保持部材が配設されており、該ヒータ保持部材は、上記絶縁保持部材の先端面に当接しており、上記ヒータ挿通溝の幅方向における上記ヒータ保持部材の幅は、上記絶縁保持部材との当接端において、上記ヒータ挿通溝の幅よりも大きいことが好ましい（請求項５）。この場合には、上記ガスセンサの組み立てを容易にすると共に、ヒータ保持部材とヒータバネ端子との間の絶縁を確保することができる。つまり、絶縁保持部材に保持させたヒータを、センサ素子の内側に挿入して組み付けを行う場合、ヒータに装着したヒータ保持部材を上記絶縁保持部材によってセンサ素子へ向かって押し込むことができる。これにより、容易にガスセンサの組み付けを行うことができる。また、上記ヒータ挿通溝の幅方向における上記ヒータ保持部材の幅は、上記絶縁保持部材との当接端において、上記ヒータ挿通溝の幅よりも大きいため、ヒータ保持部材が絶縁保持部材の先端面よりも基端側へずれることを防ぎ、ヒータ保持部材とヒータバネ端子との絶縁を確保することができる。 A heater holding member that holds the heater and contacts the inner surface of the sensor element is disposed between the sensor element and the heater, and the heater holding member is a member of the insulating holding member. Preferably, the width of the heater holding member in the width direction of the heater insertion groove is larger than the width of the heater insertion groove at the contact end with the insulating holding member. 5). In this case, the gas sensor can be easily assembled and insulation between the heater holding member and the heater spring terminal can be ensured. That is, when the heater held by the insulating holding member is inserted and assembled inside the sensor element, the heater holding member attached to the heater can be pushed toward the sensor element by the insulating holding member. As a result, the gas sensor can be easily assembled. Further, since the width of the heater holding member in the width direction of the heater insertion groove is larger than the width of the heater insertion groove at the contact end with the insulation holding member, the heater holding member is at the front end surface of the insulation holding member. It is possible to prevent displacement to the proximal end side, and to ensure insulation between the heater holding member and the heater spring terminal.

また、上記ヒータ保持部材は、上記一対のヒータバネ端子の並び方向と同じ方向から上記ヒータを挟持しており、該ヒータ保持部材は、上記一対のヒータバネ端子における上記屈曲部が向く方向に開放端を備えていることが好ましい（請求項６）。この場合には、上記ヒータを上記端子保持部及び上記ヒータ保持部材に装着する際に、同じ方向からヒータを挿入することができるため、組み付けが容易となる。 The heater holding member holds the heater from the same direction as the arrangement direction of the pair of heater spring terminals, and the heater holding member has an open end in a direction in which the bent portion of the pair of heater spring terminals faces. It is preferable to provide (Claim 6). In this case, since the heater can be inserted from the same direction when the heater is mounted on the terminal holding portion and the heater holding member, the assembly is facilitated.

また、上記ヒータバネ端子は、上記基板部から上記ガスセンサの軸方向の基端側へ向かって延びる端子リード部を備え、上記絶縁保持部材は、上記端子リード部を挿通するリード挿通溝を備え、該リード挿通溝は、上記一対のヒータバネ端子における上記屈曲部が向く方向に開口しており、上記リード挿通溝の幅方向における上記ヒータバネ端子の幅は上記リード挿通溝の幅よりも大きいことが好ましい（請求項７）。この場合には、上記端子リード部が基端側へ引っ張られるような外力が作用したときにも、上記ヒータバネ端子が上記リード挿通溝を通過することを防ぎ、絶縁保持部材からのヒータバネ端子の抜けを確実に防ぐことができる。 The heater spring terminal includes a terminal lead portion extending from the substrate portion toward the proximal end side in the axial direction of the gas sensor, and the insulating holding member includes a lead insertion groove through which the terminal lead portion is inserted, The lead insertion groove opens in the direction in which the bent portion of the pair of heater spring terminals faces, and the width of the heater spring terminal in the width direction of the lead insertion groove is preferably larger than the width of the lead insertion groove ( Claim 7). In this case, even when an external force that pulls the terminal lead portion toward the proximal end is applied, the heater spring terminal is prevented from passing through the lead insertion groove, and the heater spring terminal is removed from the insulating holding member. Can be surely prevented.

また、上記ヒータは、上記一対のヒータバネ端子の上記屈曲部側と反対側の後端面を、上記絶縁保持部材における上記端子保持部の内壁に当接させており、上記ヒータバネ端子は、上記基板部における上記屈曲部と反対側の後端部を上記端子保持部の内壁に当接させていることが好ましい（請求項８）。この場合には、上記ヒータバネ端子の屈曲部の突出方向におけるヒータバネ端子とヒータとの位置決めを容易に行うことができる。その結果、ヒータバネ端子とヒータ電極との間の接点ずれを確実に防ぐことができる。 The heater has a rear end surface opposite to the bent portion side of the pair of heater spring terminals in contact with an inner wall of the terminal holding portion of the insulating holding member, and the heater spring terminal is connected to the substrate portion. It is preferable that the rear end portion on the opposite side to the bent portion is in contact with the inner wall of the terminal holding portion. In this case, the heater spring terminal and the heater can be easily positioned in the protruding direction of the bent portion of the heater spring terminal. As a result, contact displacement between the heater spring terminal and the heater electrode can be reliably prevented.

また、上記絶縁保持部材は、上記ヒータの基端部を当接させる天井部を有することが好ましい（請求項９）。この場合には、上記ヒータの軸方向の位置決めを容易に行うことができる。その結果、センサ素子に対するヒータの軸方向の位置精度を高めることができ、センサ素子の加熱性能を安定させることができる。 Moreover, it is preferable that the said insulation holding member has a ceiling part which contact | abuts the base end part of the said heater. In this case, the heater can be easily positioned in the axial direction. As a result, the positional accuracy of the heater in the axial direction with respect to the sensor element can be increased, and the heating performance of the sensor element can be stabilized.

また、上記天井部は、上記ヒータの基端部を配置する天井凹部を有することが好ましい（請求項１０）。この場合には、上記ヒータの基端部が軸方向に直交する方向にずれることを防ぎ、ヒータの傾斜を防ぐことができる。これにより、センサ素子に対するヒータの傾きを防ぎ、センサ素子の加熱性能を安定させることができる。なお、上記天井凹部は、その輪郭部においてテーパ部を備えていてもよい。この場合には、ヒータの寸法バラツキや天井凹部の寸法バラツキの影響を抑制して、より安定した位置決めを行うことができる。 Moreover, it is preferable that the said ceiling part has a ceiling recessed part which arrange | positions the base end part of the said heater. In this case, it is possible to prevent the base end portion of the heater from shifting in a direction orthogonal to the axial direction, and to prevent the heater from being inclined. Thereby, the inclination of the heater with respect to the sensor element can be prevented, and the heating performance of the sensor element can be stabilized. In addition, the said ceiling recessed part may be provided with the taper part in the outline part. In this case, the influence of the dimensional variation of the heater and the dimensional variation of the ceiling concave portion can be suppressed, and more stable positioning can be performed.

また、上記ガスセンサは、上記センサ素子を保持すると共に該センサ素子における測定電極に電気的に接続された金属製のハウジングと、該ハウジングの基端側に固定されると共に電気的に導通しかつ上記絶縁保持部材を内側に収容する金属製の基端側カバーと、該基端側カバーと上記絶縁保持部材との間に介在するグランド電極部材とを有し、該グランド電極部材は、上記絶縁保持部材の外周に配置されるリング部と、該リング部から外側に向かって形成された複数の外側バネ部と、上記リング部から基端側へ延びるグランドリード部とを有し、該グランドリード部は、上記ガスセンサの外において接地される接地外部リードに電気的に接続されていることが好ましい（請求項１１）。この場合には、上記グランドリード部に、ガスセンサ内における上記絶縁保持部材の保持固定と、センサ素子の測定電極と接地外部リードとの間の電気的接続との双方の機能を課すことができる。これにより、ガスセンサの部品点数を低減することができる。 The gas sensor holds the sensor element and is electrically connected to a measurement electrode of the sensor element, and is fixed to the base end side of the housing and electrically conductive, and A metal base end side cover that houses the insulating holding member inside, and a ground electrode member that is interposed between the base end side cover and the insulating holding member; A ring portion disposed on the outer periphery of the member; a plurality of outer spring portions formed outward from the ring portion; and a ground lead portion extending from the ring portion to the proximal end side, the ground lead portion Is preferably electrically connected to a grounded external lead that is grounded outside the gas sensor. In this case, the functions of both the holding and fixing of the insulating holding member in the gas sensor and the electrical connection between the measurement electrode of the sensor element and the grounded external lead can be imposed on the ground lead portion. Thereby, the number of parts of a gas sensor can be reduced.

また、上記グランド電極部材における上記外側バネ部の付勢方向は、上記ヒータバネ端子の付勢方向とずれていることが好ましい（請求項１２）。この場合には、グランド電極部材における外側バネ部の付勢力が、上記ヒータバネ端子によるヒータ電極への押圧荷重に影響を与えることを抑制することができる。その結果、ヒータバネ端子とヒータ電極との接点圧を安定して確保することができる。 The biasing direction of the outer spring portion of the ground electrode member is preferably deviated from the biasing direction of the heater spring terminal. In this case, it is possible to suppress the urging force of the outer spring portion of the ground electrode member from affecting the pressing load applied to the heater electrode by the heater spring terminal. As a result, the contact pressure between the heater spring terminal and the heater electrode can be stably secured.

（実施例１）
実施例にかかるガスセンサにつき、図１〜図９を用いて説明する。
本例のガスセンサ１は、図１、図２に示すごとく、有底筒状に形成されたイオン伝導性の固体電解質体からなるセンサ素子２を有する。そして、ガスセンサ１は、センサ素子２の内側に挿入配置された棒状のヒータ３と、ヒータ３の基端部における互いに反対側の面に設けられた一対のヒータ電極３１に接触する一対のヒータバネ端子４と、ヒータバネ端子４を保持する端子保持部５１を備えた絶縁保持部材５とを有する。 Example 1
The gas sensor according to the example will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the gas sensor 1 of the present example includes a sensor element 2 made of an ion conductive solid electrolyte body formed in a bottomed cylindrical shape. The gas sensor 1 includes a pair of heater spring terminals that are in contact with a pair of heater electrodes 31 provided on opposite sides of the base 3 of the heater 3 and a rod-shaped heater 3 that is inserted and arranged inside the sensor element 2. 4 and an insulating holding member 5 provided with a terminal holding portion 51 for holding the heater spring terminal 4.

一対のヒータバネ端子４は、図３に示すごとく、ガスセンサ１の軸方向Ｚ（以下において、適宜、単に「軸方向Ｚ」という。）に直交する断面の形状において互いの対向面４２０のなす角度が変化するように弾性変形できるよう構成されている。
ヒータバネ端子４は、図３、図４に示すごとく、屈曲した板バネ部材からなり、ヒータ電極３１と反対側から絶縁保持部材５に支承される基板部４１と、対向面４２０を構成する対向部４２と、基板部４１と対向部４２とを連結する屈曲部４３とを有する。一対のヒータバネ端子４は、ガスセンサ１の軸方向Ｚに直交する方向であって互いに同一の方向に屈曲部４３を向けて配置してある。ここで、一対のヒータバネ端子４における屈曲部４３が向く方向を、適宜「前方」といい、これと反対方向を適宜「後方」といい、これら前方及び後方に沿った方向を、適宜「前後方向Ｘ」という As shown in FIG. 3, the pair of heater spring terminals 4 has an angle formed by the opposing surfaces 420 in a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction Z of the gas sensor 1 (hereinafter, simply referred to as “axial direction Z”). It is configured to be elastically deformable so as to change.
As shown in FIGS. 3 and 4, the heater spring terminal 4 is formed of a bent leaf spring member, and includes a substrate portion 41 supported by the insulating holding member 5 from the opposite side of the heater electrode 31, and a facing portion constituting a facing surface 420. 42, and a bent portion 43 that connects the substrate portion 41 and the facing portion 42. The pair of heater spring terminals 4 are arranged in a direction orthogonal to the axial direction Z of the gas sensor 1 with the bent portions 43 facing in the same direction. Here, the direction in which the bent portion 43 of the pair of heater spring terminals 4 faces is appropriately referred to as “front”, the opposite direction is appropriately referred to as “rear”, and the direction along the front and rear is appropriately referred to as “front-rear direction”. X "

ヒータバネ端子４は、ステンレス鋼、ニッケル合金等の金属板を屈曲した板バネ部材からなる。そして、ヒータバネ端子４は、基板部４１の前端において、屈曲部４３を介して略Ｕ字状に折り返されて対向部４２を構成している。また、ヒータバネ端子４は、対向部４２の後端においてさらに基板部４１側に略Ｕ字状の折り返された折返し部４４を有する。図３に示すごとく、ヒータバネ端子４がヒータ電極３１に当接した状態においては、折返し部４４の前端は、基板部４１の表面に接触している。 The heater spring terminal 4 is made of a plate spring member obtained by bending a metal plate such as stainless steel or nickel alloy. The heater spring terminal 4 is folded back in a substantially U shape via a bent portion 43 at the front end of the substrate portion 41 to constitute a facing portion 42. Further, the heater spring terminal 4 further has a folded portion 44 that is folded back in a substantially U shape on the substrate portion 41 side at the rear end of the facing portion 42. As shown in FIG. 3, when the heater spring terminal 4 is in contact with the heater electrode 31, the front end of the folded portion 44 is in contact with the surface of the substrate portion 41.

ヒータバネ端子４は、基板部４１における屈曲部４３と反対側の後端部４１１を、絶縁保持部材５における端子保持部５１の内壁に当接させている。絶縁保持部材５は、前方に開口した端子保持部５１を有する。そして、端子保持部５１は、前方の開口側と反対側に配された後方壁部５２１と、軸方向Ｚ及び前後方向Ｘに直交する方向（これを適宜「横方向Ｙ」という。）の両側に配された側方壁部５２２とによって囲まれている。
ヒータバネ端子４における基板部４１は、側方壁部５２２によって支承されており、基板部４１の後端部４１１は、後方壁部５２１に当接している。つまり、後端部４１１は、後方壁部５２１と側方壁部５２２との間の角部に当接している。 In the heater spring terminal 4, the rear end portion 411 of the substrate portion 41 opposite to the bent portion 43 is brought into contact with the inner wall of the terminal holding portion 51 in the insulating holding member 5. The insulating holding member 5 has a terminal holding part 51 opened forward. And the terminal holding | maintenance part 51 is both sides of the direction (this is suitably called "the horizontal direction Y") orthogonal to the back wall part 521 arrange | positioned on the opposite side to the front opening side, and the axial direction Z and the front-back direction X. And a side wall portion 522 disposed on the side wall.
The substrate portion 41 in the heater spring terminal 4 is supported by the side wall portion 522, and the rear end portion 411 of the substrate portion 41 is in contact with the rear wall portion 521. That is, the rear end portion 411 is in contact with a corner portion between the rear wall portion 521 and the side wall portion 522.

図１、図５に示すごとく、絶縁保持部材５は、端子保持部５１の先端側に、ヒータ３を挿通するヒータ挿通溝５３を備えている。図３、図５に示すごとく、端子保持部５１及びヒータ挿通溝５３は、ヒータバネ端子４における屈曲部４３が向く方向、すなわち前後方向Ｘの前方に開口している。 As shown in FIGS. 1 and 5, the insulating holding member 5 includes a heater insertion groove 53 through which the heater 3 is inserted on the distal end side of the terminal holding portion 51. As shown in FIGS. 3 and 5, the terminal holding portion 51 and the heater insertion groove 53 are open in the direction in which the bent portion 43 of the heater spring terminal 4 faces, that is, in the front-rear direction X.

ヒータ３は、軸方向Ｚに直交する断面の形状が略長方形状の板棒形状を有する。また、ヒータ３は、主としてアルミナからなり、先端部付近に配された発熱部と、該発熱部とヒータ電極３１とを電気的に接続するヒータリードとを内部に形成してなる（図示略）。
また、センサ素子２は、主としてジルコニアからなり、図１、図２に示すごとく、有底円筒状のいわゆるコップ型の形状を有する。そして、有底円筒形状における閉塞された端部側を先端側に向けて配置してある。 The heater 3 has a bar shape in which the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction Z is substantially rectangular. The heater 3 is mainly made of alumina, and has a heat generating portion disposed near the tip portion and a heater lead that electrically connects the heat generating portion and the heater electrode 31 (not shown). .
The sensor element 2 is mainly made of zirconia and has a so-called cup-shaped shape with a bottomed cylinder as shown in FIGS. And the closed end part side in a bottomed cylindrical shape is arrange | positioned toward the front end side.

センサ素子２は、その先端部付近において、内側面に形成された基準電極と、外側面に形成された測定電極とからなるセンサセルを構成してなる（図示略）。基準電極には、基準ガスとしての大気が接触するよう構成されており、測定電極には被測定ガス（排ガス）が接触するよう構成されている。また、ヒータ３は、センサ素子２の内側に挿通配置され、その発熱部が上記センサセル付近に配置されている。これにより、ヒータ３がセンサセルを効率的に加熱することができるよう構成されている。 The sensor element 2 forms a sensor cell (not shown) including a reference electrode formed on the inner side surface and a measurement electrode formed on the outer side surface near the tip. The reference electrode is configured to come into contact with the atmosphere as a reference gas, and the measurement electrode is configured to be in contact with the gas to be measured (exhaust gas). Further, the heater 3 is inserted and arranged inside the sensor element 2, and the heat generating portion is arranged in the vicinity of the sensor cell. Thereby, the heater 3 is comprised so that a sensor cell can be heated efficiently.

ガスセンサ１において、センサ素子２は、金属製のハウジング１１の内側に保持されている。そして、測定電極はハウジング１１と電気的に接続されている。また、ハウジング１１の先端側には、センサ素子２の先端部を覆うように先端側カバー１２が固定されている。先端側カバー１２には、被測定ガスを内部に導入するためのガス導入孔１２１が複数形成されている。
一方、ハウジング１１の基端側には、絶縁保持部材５を内側に収容する基端側カバー１３が固定されている。
ハウジング１１、先端側カバー１２、基端側カバー１３は、いずれも、ステンレス鋼等の金属からなる。 In the gas sensor 1, the sensor element 2 is held inside a metal housing 11. The measurement electrode is electrically connected to the housing 11. Further, a distal end cover 12 is fixed to the distal end side of the housing 11 so as to cover the distal end portion of the sensor element 2. A plurality of gas introduction holes 121 for introducing the gas to be measured into the inside are formed in the distal end side cover 12.
On the other hand, on the base end side of the housing 11, a base end side cover 13 that accommodates the insulating holding member 5 inside is fixed.
The housing 11, the distal end side cover 12, and the proximal end side cover 13 are all made of a metal such as stainless steel.

センサ素子２とヒータ３との間には、ヒータ３を保持すると共にセンサ素子２の内側面に接触するヒータ保持部材１４が配設されている。ヒータ保持部材１４は、絶縁保持部材５の先端面５４に当接している。図１に示すごとく、ヒータ挿通溝５３の幅方向（横方向Ｙ）におけるヒータ保持部材１４の幅は、絶縁保持部材５との間の当接端において、ヒータ挿通溝５３の幅よりも大きい。 Between the sensor element 2 and the heater 3, a heater holding member 14 that holds the heater 3 and contacts the inner surface of the sensor element 2 is disposed. The heater holding member 14 is in contact with the distal end surface 54 of the insulating holding member 5. As shown in FIG. 1, the width of the heater holding member 14 in the width direction (lateral direction Y) of the heater insertion groove 53 is larger than the width of the heater insertion groove 53 at the contact end with the insulating holding member 5.

ヒータ保持部材１４は、一対のヒータバネ端子４の並び方向と同じ方向、すなわち横方向Ｙからヒータ３を挟持している。また、ヒータ保持部材１４は、一対のヒータバネ端子４における屈曲部４３が向く方向、すなわち前方に開放端１４１を備えている。ヒータ保持部材１４は、図６に示すごとく、軸方向Ｚに直交する断面の形状において略Ｃ字状を有し、その開放端１４１が前方を向く状態で組み付けられている。図１、図２に示すごとく、ヒータ保持部材１４は、先端部において、ヒータ３を横方向Ｙから挟持する挟持部１４２を有する。また、挟持部１４２よりも基端側の部分において、ヒータ保持部材１４は、センサ素子２の内側面に圧接される圧接部１４３を有する。これにより、ヒータ保持部材１４は、センサ素子２の内側に形成され基準電極に電気的に接続された電極パッドに接触している。 The heater holding member 14 holds the heater 3 from the same direction as the arrangement direction of the pair of heater spring terminals 4, that is, from the lateral direction Y. Further, the heater holding member 14 includes an open end 141 in the direction in which the bent portion 43 of the pair of heater spring terminals 4 faces, that is, the front. As shown in FIG. 6, the heater holding member 14 has a substantially C shape in a cross-sectional shape orthogonal to the axial direction Z, and is assembled with its open end 141 facing forward. As shown in FIGS. 1 and 2, the heater holding member 14 has a holding portion 142 that holds the heater 3 from the lateral direction Y at the tip portion. In addition, the heater holding member 14 has a pressure contact portion 143 that is in pressure contact with the inner side surface of the sensor element 2 in a portion closer to the proximal end than the clamping portion 142. Thus, the heater holding member 14 is in contact with an electrode pad formed inside the sensor element 2 and electrically connected to the reference electrode.

また、ヒータ保持部材１４は、図２に示すごとく、圧接部１４３から基端側に延びる内側リード部１４４を有する。内側リード部１４４は、絶縁保持部材５における後方壁部５２１の後方に形成された後方溝部５２３（図３参照）を通って、絶縁保持部材５よりも基端側へ延びている。 Further, as shown in FIG. 2, the heater holding member 14 has an inner lead portion 144 that extends from the press contact portion 143 toward the proximal end side. The inner lead portion 144 extends to the proximal end side from the insulating holding member 5 through a rear groove portion 523 (see FIG. 3) formed at the rear of the rear wall portion 521 in the insulating holding member 5.

また、図１に示すごとく、ヒータバネ端子４は、基板部４１からガスセンサ１の軸方向Ｚの基端側へ向かって延びる端子リード部４５を備えている。図１、図７に示すごとく、絶縁保持部材５は、端子リード部４５を挿通するリード挿通溝５５を備えている。リード挿通溝５５は、一対のヒータバネ端子４における屈曲部４３が向く方向、すなわち前方に開口している。リード挿通溝５５の幅方向（横方向Ｙ）におけるヒータバネ端子４の幅はリード挿通溝５５の幅よりも大きい。
なお、ヒータバネ端子４は、端子リード部４５を除いた部分の寸法として、軸方向Ｚの寸法よりも、前後方向Ｘの寸法の方が大きい。 Further, as shown in FIG. 1, the heater spring terminal 4 includes a terminal lead portion 45 extending from the substrate portion 41 toward the proximal end side in the axial direction Z of the gas sensor 1. As shown in FIGS. 1 and 7, the insulating holding member 5 includes a lead insertion groove 55 through which the terminal lead portion 45 is inserted. The lead insertion groove 55 opens in the direction in which the bent portion 43 of the pair of heater spring terminals 4 faces, that is, in the front. The width of the heater spring terminal 4 in the width direction (lateral direction Y) of the lead insertion groove 55 is larger than the width of the lead insertion groove 55.
The heater spring terminal 4 has a dimension in the front-rear direction X larger than the dimension in the axial direction Z as a dimension of the portion excluding the terminal lead portion 45.

図３に示すごとく、ヒータ３は、後端面３２を、絶縁保持部材５における端子保持部５１の内壁に当接させ、ヒータバネ端子４は、基板部４１の後端部４１１を端子保持部５１の内壁に当接させている。具体的には、ヒータ３の後端面３２及びヒータバネ端子４の後端部４１１は、後方壁部５２１に当接している。 As shown in FIG. 3, the heater 3 brings the rear end face 32 into contact with the inner wall of the terminal holding portion 51 in the insulating holding member 5, and the heater spring terminal 4 holds the rear end portion 411 of the substrate portion 41 of the terminal holding portion 51. It is in contact with the inner wall. Specifically, the rear end surface 32 of the heater 3 and the rear end portion 411 of the heater spring terminal 4 are in contact with the rear wall portion 521.

また、図１、図２に示すごとく、絶縁保持部材５は、ヒータ３の基端部を当接させる天井部５６を有する。すなわち、絶縁保持部材５は、端子保持部５１の基端側を一部覆うように天井部５６を設けてなる。絶縁保持部材５における一対のリード挿通溝５５は、天井部５６の横方向Ｙの両側に形成されている。
天井部５６は、ヒータ３の基端部を配置する天井凹部５６１を有する。また、天井凹部５６１は、その輪郭部において、先端側へ向かって拡開するテーパ部を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the insulating holding member 5 has a ceiling portion 56 with which the proximal end portion of the heater 3 is brought into contact. That is, the insulating holding member 5 is provided with the ceiling portion 56 so as to partially cover the proximal end side of the terminal holding portion 51. The pair of lead insertion grooves 55 in the insulating holding member 5 are formed on both sides in the lateral direction Y of the ceiling portion 56.
The ceiling portion 56 has a ceiling recess 561 in which the base end portion of the heater 3 is disposed. Moreover, the ceiling recessed part 561 is provided with the taper part which expands toward the front end side in the outline part.

ガスセンサ１は、基端側カバー１３と絶縁保持部材５との間に介在するグランド電極部材１５を有する。グランド電極部材１５は、図３、図８に示すごとく、絶縁保持部材５の外周に配置されるリング部１５１と、リング部１５１から外側に向かって形成された複数の外側バネ部１５２と、リング部１５１から基端側へ延びるグランドリード部１５３とを有する。グランドリード部１５３は、図２に示すごとく、ガスセンサ１の外において接地される接地外部リード１７１に電気的に接続されている。 The gas sensor 1 includes a ground electrode member 15 interposed between the base end side cover 13 and the insulating holding member 5. As shown in FIGS. 3 and 8, the ground electrode member 15 includes a ring portion 151 disposed on the outer periphery of the insulating holding member 5, a plurality of outer spring portions 152 formed outward from the ring portion 151, and a ring And a ground lead portion 153 extending from the portion 151 toward the base end side. As shown in FIG. 2, the ground lead portion 153 is electrically connected to a ground external lead 171 that is grounded outside the gas sensor 1.

図８に示すごとく、リング部１５１は、後方に開放部を備えた略円環状の形状を有する。リング部１５１は、絶縁保持部材５をその外周から保持するよう構成されている。また、外側バネ部１５２は、リング部１５１の外周に、約９０°の角度の配設ピッチにて、４個形成されている。外側バネ部１５２は、リング部１５１の基端部から外側へ折り返されて先端側へ延びるように形成されている。グランドリード部１５３は、リング部１５１における前方側の基端部から、ガスセンサ１の中心軸側へ段階的に屈曲しながら、絶縁保持部材５よりも基端側へ延びている。なお、グランド電極部材１５は、ステンレス鋼、ニッケル合金等の金属からなる。 As shown in FIG. 8, the ring portion 151 has a substantially annular shape with an open portion at the rear. The ring portion 151 is configured to hold the insulating holding member 5 from the outer periphery thereof. Four outer spring portions 152 are formed on the outer periphery of the ring portion 151 at an arrangement pitch of about 90 °. The outer spring portion 152 is formed so as to be folded outward from the base end portion of the ring portion 151 and extend to the distal end side. The ground lead portion 153 extends from the front-side base end portion of the ring portion 151 toward the base end side of the insulating holding member 5 while being gradually bent toward the central axis side of the gas sensor 1. The ground electrode member 15 is made of a metal such as stainless steel or nickel alloy.

グランド電極部材１５における外側バネ部１５２の付勢方向は、ヒータバネ端子４の付勢方向とずれている。つまり、図３に示すごとく、ヒータバネ端子４の付勢方向は、横方向Ｙであるが、グランド電極部材１５における外側バネ部１５２の付勢方向は、これに対して斜めである。具体的には、外側バネ部１５２の付勢方向は、横方向Ｙに対して約４５°の角度をなしている。 The biasing direction of the outer spring portion 152 in the ground electrode member 15 is shifted from the biasing direction of the heater spring terminal 4. That is, as shown in FIG. 3, the biasing direction of the heater spring terminal 4 is the lateral direction Y, but the biasing direction of the outer spring portion 152 in the ground electrode member 15 is oblique to this. Specifically, the urging direction of the outer spring portion 152 forms an angle of about 45 ° with respect to the lateral direction Y.

なお、図１、図２はそれぞれ、基本的にはガスセンサ１の中心軸を含む平面による断面であって、互いに直交する断面を表す図であるが、ヒータ３、ヒータバネ端子４、及びヒータ保持部材１４については、断面ではなく正面図となっている。また、図１において、グランド電極部材１５の外側バネ部１５２は、本来断面として見えない位置にあるが、便宜的にこれを表している。 FIGS. 1 and 2 are each basically a cross section of a plane including the central axis of the gas sensor 1 and is a cross section orthogonal to each other. However, the heater 3, the heater spring terminal 4, and the heater holding member are shown. About 14, it is not a cross section but a front view. Further, in FIG. 1, the outer spring portion 152 of the ground electrode member 15 is originally in a position that cannot be seen as a cross section, but this is shown for convenience.

グランドリード部１５３、内側リード部１４４、及び一対の端子リード部４５は、いずれも絶縁保持部材５よりも基端側まで延びており、それぞれ外部リード１７に接続されている。つまり、グランドリード部１５３は、ガスセンサ１の外部において接地される接地外部リード１７１に接続されている。また、内側リード部１４４は、ガスセンサ１のセンサ信号を処理するセンサ回路に電気的に接続される信号外部リード１７２に接続されている。また、一対の端子リード部４５は、ヒータ３への通電を行うための一対の通電用外部リード１７３にそれぞれ接続されている。
ガスセンサ１は、基端側カバー１３の基端部にゴムブッシュ１６を配設してなる。そして、４本の外部リード１７は、ゴムブッシュ１６を軸方向Ｚに貫通して外部へ延びている。 The ground lead portion 153, the inner lead portion 144, and the pair of terminal lead portions 45 all extend to the proximal end side with respect to the insulating holding member 5, and are connected to the external leads 17. That is, the ground lead portion 153 is connected to the ground external lead 171 that is grounded outside the gas sensor 1. The inner lead portion 144 is connected to a signal external lead 172 that is electrically connected to a sensor circuit that processes a sensor signal of the gas sensor 1. The pair of terminal lead portions 45 are connected to a pair of energizing external leads 173 for energizing the heater 3, respectively.
The gas sensor 1 includes a rubber bush 16 disposed at the base end portion of the base end side cover 13. The four external leads 17 penetrate the rubber bush 16 in the axial direction Z and extend to the outside.

ガスセンサ１を組み立てるにあたっては、まず、端子保持部５１に予め一対のヒータバネ端子４を装着した状態の絶縁保持部材５に対して、その前方からヒータ３を挿入する。このとき、ヒータ３が、ヒータ挿通溝５３に配置されるようにする。また、ヒータ保持部材１４にも、その開放端１４１からヒータ３が挿入されるようにする。 In assembling the gas sensor 1, first, the heater 3 is inserted from the front into the insulating holding member 5 in which the pair of heater spring terminals 4 are previously attached to the terminal holding portion 51. At this time, the heater 3 is arranged in the heater insertion groove 53. Also, the heater 3 is inserted into the heater holding member 14 from the open end 141.

次に、図９に示すごとく、ヒータ３が絶縁保持部材５に組み付けられたサブアッシーであって、基端側カバー１３や外部リード１７等も一体化された基端側サブアッシー１０１を、ハウジング１１にセンサ素子２を装着すると共に先端側カバー１２を組み付けてなる先端側サブアッシー１０２に組み付ける。 Next, as shown in FIG. 9, a sub-assembly in which the heater 3 is assembled to the insulating holding member 5, and the base-side sub-assembly 101 in which the base-side cover 13, the external lead 17, and the like are also integrated is installed in the housing. The sensor element 2 is attached to the front end 11 and the front end side subassembly 102 is assembled to the front end side cover 12.

このとき、ヒータ３がセンサ素子２の内側に先端側から軸方向に挿入されるように、基端側サブアッシー１０１を基端側サブアッシー１０２に近付ける。そして、基端側カバー１３の先端部が、ハウジング１１の基端部に嵌合すると共に、ヒータ保持部材１４がセンサ素子２の内側に嵌合される。 At this time, the proximal end subassembly 101 is brought close to the proximal end subassembly 102 so that the heater 3 is inserted into the sensor element 2 in the axial direction from the distal end side. Then, the distal end portion of the proximal end side cover 13 is fitted into the proximal end portion of the housing 11, and the heater holding member 14 is fitted inside the sensor element 2.

つまり、ヒータ保持部材１４は、絶縁保持部材５の先端面５４によって先端側へ押し込まれ、センサ素子２の内側に嵌入される。これにより、基端側サブアッシー１０１が先端側サブアッシー１０２に組み付けられた状態において、ヒータ保持部材１４は、ヒータ３を挟持すると共にセンサ素子２の内側面に圧接する。 That is, the heater holding member 14 is pushed toward the distal end side by the distal end surface 54 of the insulating holding member 5 and is fitted inside the sensor element 2. As a result, in a state where the proximal end side subassembly 101 is assembled to the distal end side subassembly 102, the heater holding member 14 sandwiches the heater 3 and presses against the inner surface of the sensor element 2.

次に、本例の作用効果につき説明する。
ガスセンサ１において、一対のヒータバネ端子４は、軸方向Ｚに直交する断面の形状において互いの対向面４２０のなす角度が変化するように弾性変形できるよう構成されている。このようなヒータバネ端子４の配置を採用すれば、軸方向Ｚにおけるヒータバネ端子４の寸法を小さくしても、ヒータバネ端子４の弾性変形量を充分に確保することができる。つまり、ヒータバネ端子４の機能を確保しつつ、軸方向Ｚにおけるヒータバネ端子４の寸法を小さくすることができる。
その結果、ガスセンサ１の軸方向の小型化を容易にすることができる。 Next, the function and effect of this example will be described.
In the gas sensor 1, the pair of heater spring terminals 4 is configured to be elastically deformable so that the angle formed by the opposing surfaces 420 changes in the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction Z. If such an arrangement of the heater spring terminals 4 is employed, even if the dimensions of the heater spring terminals 4 in the axial direction Z are reduced, a sufficient amount of elastic deformation of the heater spring terminals 4 can be ensured. That is, the dimension of the heater spring terminal 4 in the axial direction Z can be reduced while ensuring the function of the heater spring terminal 4.
As a result, the gas sensor 1 can be easily downsized in the axial direction.

また、ヒータバネ端子４は基板部４１と対向部４２と屈曲部４３とを有し、一対のヒータバネ端子４は、軸方向Ｚに直交する方向であって互いに同一の方向に屈曲部４３を向けて配置してある。これにより、充分な弾性変形量を確保しつつ軸方向Ｚにおける寸法を小さくしたヒータバネ端子４を、容易に形成することができる。 Further, the heater spring terminal 4 has a substrate portion 41, a facing portion 42, and a bent portion 43, and the pair of heater spring terminals 4 are oriented in the same direction as the direction orthogonal to the axial direction Z. It is arranged. Thereby, the heater spring terminal 4 having a small dimension in the axial direction Z while ensuring a sufficient amount of elastic deformation can be easily formed.

また、ヒータバネ端子４は、基板部４１の後端部４１１を、絶縁保持部材５における端子保持部５１の内壁に当接させている。これにより、端子保持部５１においてヒータバネ端子４を安定して保持することができる。その結果、ヒータバネ端子４とヒータ電極３１との間の相対的な振動によってヒータ電極３１が摩耗することを抑制することができる。また、特にヒータバネ端子４の弾性変形量を充分に確保するために接点部を後端部４１１に近い側に配置しているが、接点部に近い後端部４１１において端子保持部５１にヒータバネ端子４が固定されることとなるため、接点部の振動を効果的に抑制することができる。 The heater spring terminal 4 abuts the rear end portion 411 of the substrate portion 41 against the inner wall of the terminal holding portion 51 in the insulating holding member 5. Thereby, the heater spring terminal 4 can be stably held in the terminal holding portion 51. As a result, it is possible to suppress wear of the heater electrode 31 due to relative vibration between the heater spring terminal 4 and the heater electrode 31. Further, in particular, the contact portion is arranged on the side close to the rear end portion 411 in order to sufficiently secure the amount of elastic deformation of the heater spring terminal 4, but the heater spring terminal is connected to the terminal holding portion 51 at the rear end portion 411 near the contact portion. Since 4 will be fixed, the vibration of a contact part can be suppressed effectively.

また、絶縁保持部材５は、端子保持部５１の先端側にヒータ挿通溝５３を備え、端子保持部５１及びヒータ挿通溝５３は、一対のヒータバネ端子４における屈曲部４３が向く方向（前方）に開口している。これにより、ヒータ３の傾きを抑制することができると共に、絶縁保持部材５に対するヒータ３の組み付けを容易に行うことができる。つまり、ヒータ挿通溝５３を設けることにより、そこに挿通配置したヒータ３がガスセンサ１の軸方向Ｚに対して傾くことを抑制することができる。また、端子保持部５１及びヒータ挿通溝５３が、一対のヒータバネ端子４における屈曲部４３が向く方向に開口していることにより、屈曲部４３側からヒータ３を絶縁保持部材５に挿入することができる。その結果、絶縁保持部材５へのヒータ３の組み付けが容易となる。 The insulating holding member 5 includes a heater insertion groove 53 on the distal end side of the terminal holding portion 51, and the terminal holding portion 51 and the heater insertion groove 53 are in a direction (front) in which the bent portion 43 of the pair of heater spring terminals 4 faces. It is open. Thereby, the inclination of the heater 3 can be suppressed, and the heater 3 can be easily assembled to the insulating holding member 5. That is, by providing the heater insertion groove 53, it is possible to suppress the heater 3 inserted and disposed therein from being inclined with respect to the axial direction Z of the gas sensor 1. Further, since the terminal holding portion 51 and the heater insertion groove 53 are opened in the direction in which the bent portion 43 of the pair of heater spring terminals 4 faces, the heater 3 can be inserted into the insulating holding member 5 from the bent portion 43 side. it can. As a result, the heater 3 can be easily assembled to the insulating holding member 5.

また、センサ素子２とヒータ３との間にはヒータ保持部材１４が配設されており、ヒータ保持部材１４は、絶縁保持部材５の先端面５４に当接している。そして、ヒータ挿通溝５３の幅方向におけるヒータ保持部材１４の幅は、絶縁保持部材５との当接端において、ヒータ挿通溝５３の幅よりも大きい。それゆえ、ガスセンサ１の組み立てを容易にすると共に、ヒータ保持部材１４とヒータバネ端子４との間の絶縁を確保することができる。つまり、絶縁保持部材５に保持させたヒータ３を、センサ素子２の内側に挿入して組み付けを行う場合、ヒータ３に装着したヒータ保持部材１４を絶縁保持部材５によってセンサ素子２へ向かって押し込むことができる。これにより、容易にガスセンサ１の組み付けを行うことができる。また、ヒータ挿通溝５３の幅方向におけるヒータ保持部材１４の幅は、絶縁保持部材５との当接端において、ヒータ挿通溝５３の幅よりも大きいため、ヒータ保持部材１４が絶縁保持部材５の先端面５４よりも基端側へずれることを防ぎ、ヒータ保持部材１４とヒータバネ端子４との絶縁を確保することができる。 A heater holding member 14 is disposed between the sensor element 2 and the heater 3, and the heater holding member 14 is in contact with the distal end surface 54 of the insulating holding member 5. The width of the heater holding member 14 in the width direction of the heater insertion groove 53 is larger than the width of the heater insertion groove 53 at the contact end with the insulating holding member 5. Therefore, the gas sensor 1 can be easily assembled and insulation between the heater holding member 14 and the heater spring terminal 4 can be ensured. That is, when the heater 3 held by the insulating holding member 5 is inserted and assembled inside the sensor element 2, the heater holding member 14 attached to the heater 3 is pushed toward the sensor element 2 by the insulating holding member 5. be able to. Thereby, the gas sensor 1 can be easily assembled. Further, since the width of the heater holding member 14 in the width direction of the heater insertion groove 53 is larger than the width of the heater insertion groove 53 at the contact end with the insulation holding member 5, the heater holding member 14 has the insulating holding member 5. It is possible to prevent displacement from the distal end surface 54 to the proximal end side and to ensure insulation between the heater holding member 14 and the heater spring terminal 4.

また、ヒータ保持部材１４は、一対のヒータバネ端子４の並び方向（横方向Ｙ）と同じ方向からヒータ３を挟持しており、ヒータ保持部材１４は、一対のヒータバネ端子４における屈曲部４３が向く方向に開放端１４１を備えている。これにより、ヒータ３を端子保持部５１及びヒータ保持部材１４に装着する際に、同じ方向からヒータ３を挿入することができるため、組み付けが容易となる。 The heater holding member 14 holds the heater 3 from the same direction as the arrangement direction (lateral direction Y) of the pair of heater spring terminals 4, and the bent portion 43 of the pair of heater spring terminals 4 faces the heater holding member 14. An open end 141 is provided in the direction. Thereby, when attaching the heater 3 to the terminal holding | maintenance part 51 and the heater holding member 14, the heater 3 can be inserted from the same direction, Therefore Assembling becomes easy.

また、絶縁保持部材５は、ヒータバネ端子４の端子リード部４５を挿通するリード挿通溝５５を備え、リード挿通溝５５の幅方向におけるヒータバネ端子４の幅はリード挿通溝５５の幅よりも大きい。これにより、端子リード部４５が基端側へ引っ張られるような外力が作用したときにも、ヒータバネ端子４がリード挿通溝５５を通過することを防ぎ、絶縁保持部材５からのヒータバネ端子４の抜けを確実に防ぐことができる。 Further, the insulating holding member 5 includes a lead insertion groove 55 through which the terminal lead portion 45 of the heater spring terminal 4 is inserted, and the width of the heater spring terminal 4 in the width direction of the lead insertion groove 55 is larger than the width of the lead insertion groove 55. This prevents the heater spring terminal 4 from passing through the lead insertion groove 55 even when an external force that causes the terminal lead portion 45 to be pulled toward the proximal end side is applied, and the heater spring terminal 4 is removed from the insulating holding member 5. Can be surely prevented.

また、ヒータ３は後端面３２を、絶縁保持部材５における端子保持部５１の内壁（後方壁部５２１）に当接させており、ヒータバネ端子４は、基板部４１の後端部４１１を端子保持部５１の内壁（後方壁部５２１）に当接させている。これにより、ヒータバネ端子４の屈曲部４３の突出方向におけるヒータバネ端子４とヒータ３との位置決めを容易に行うことができる。その結果、ヒータバネ端子４とヒータ電極３１との間の接点ずれを確実に防ぐことができる。 Further, the heater 3 abuts the rear end surface 32 against the inner wall (rear wall portion 521) of the terminal holding portion 51 of the insulating holding member 5, and the heater spring terminal 4 holds the rear end portion 411 of the substrate portion 41 as a terminal. It is made to contact | abut to the inner wall (back wall part 521) of the part 51. FIG. Thereby, the heater spring terminal 4 and the heater 3 can be easily positioned in the protruding direction of the bent portion 43 of the heater spring terminal 4. As a result, contact displacement between the heater spring terminal 4 and the heater electrode 31 can be reliably prevented.

また、絶縁保持部材５は、ヒータ３の基端部を当接させる天井部５６を有する。これにより、ヒータ３の軸方向Ｚの位置決めを容易に行うことができる。その結果、センサ素子２に対するヒータ３の軸方向Ｚの位置精度を高めることができ、センサ素子２の加熱性能を安定させることができる。 Further, the insulating holding member 5 has a ceiling portion 56 with which the proximal end portion of the heater 3 is brought into contact. Thereby, positioning of the heater 3 in the axial direction Z can be easily performed. As a result, the positional accuracy of the heater 3 in the axial direction Z with respect to the sensor element 2 can be increased, and the heating performance of the sensor element 2 can be stabilized.

また、天井部５６は、ヒータ３の基端部を配置する天井凹部５６１を有する。これにより、ヒータ３の基端部が軸方向に直交する方向にずれることを防ぎ、ヒータ３の傾斜を防ぐことができる。そのため、センサ素子２に対するヒータ３の傾きを防ぎ、センサ素子２の加熱性能を安定させることができる。なお、天井凹部５６は、その輪郭部においてテーパ部を備えていているため、ヒータ３の寸法バラツキや天井凹部５６の寸法バラツキの影響を抑制して、より安定した位置決めを行うことができる。 The ceiling portion 56 has a ceiling recess 561 in which the base end portion of the heater 3 is disposed. Thereby, it can prevent that the base end part of heater 3 shifts in the direction orthogonal to the direction of an axis, and can prevent inclination of heater 3. Therefore, the inclination of the heater 3 with respect to the sensor element 2 can be prevented, and the heating performance of the sensor element 2 can be stabilized. In addition, since the ceiling recessed part 56 is provided with the taper part in the outline part, the influence of the dimension variation of the heater 3 and the dimension variation of the ceiling recessed part 56 can be suppressed, and more stable positioning can be performed.

また、ガスセンサ１は、基端側カバー１３と絶縁保持部材５との間に介在するグランド電極部材１５を有する。そして、グランド電極部材１５は、リング部１５１と複数の外側バネ部１５２とグランドリード部１５３とを有し、グランドリード部１５３は、接地外部リード１７１に電気的に接続されている。これにより、グランドリード部１５３に、ガスセンサ１内における絶縁保持部材５の保持固定と、センサ素子２の測定電極と接地外部リード１７１との間の電気的接続との双方の機能を課すことができる。これにより、ガスセンサ１の部品点数を低減することができる。 Further, the gas sensor 1 includes a ground electrode member 15 interposed between the proximal end side cover 13 and the insulating holding member 5. The ground electrode member 15 includes a ring portion 151, a plurality of outer spring portions 152, and a ground lead portion 153, and the ground lead portion 153 is electrically connected to the ground external lead 171. Thereby, both functions of holding and fixing the insulating holding member 5 in the gas sensor 1 and electrical connection between the measurement electrode of the sensor element 2 and the ground external lead 171 can be imposed on the ground lead portion 153. . Thereby, the number of parts of the gas sensor 1 can be reduced.

また、グランド電極部材１５における外側バネ部１５２の付勢方向は、ヒータバネ端子４の付勢方向とずれている。そのため、グランド電極部材１５における外側バネ部１５２の付勢力が、ヒータバネ端子４によるヒータ電極３１への押圧荷重に影響を与えることを抑制することができる。その結果、ヒータバネ端子４とヒータ電極３１との接点圧を安定して確保することができる。 Further, the biasing direction of the outer spring portion 152 in the ground electrode member 15 is shifted from the biasing direction of the heater spring terminal 4. Therefore, it is possible to suppress the urging force of the outer spring portion 152 in the ground electrode member 15 from affecting the pressing load applied to the heater electrode 31 by the heater spring terminal 4. As a result, the contact pressure between the heater spring terminal 4 and the heater electrode 31 can be secured stably.

以上のごとく、本例によれば、軸方向の小型化が容易なガスセンサを提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a gas sensor that can be easily downsized in the axial direction.

（実施例２）
本例は、図１０に示すごとく、ヒータバネ端子４の形状を変更した例である。
本例においては、ヒータバネ端子４が、実施例１において示したヒータバネ端子４（図３）における折返し部４４を有しない。つまり、本例においては、ヒータバネ端子４は、基板部４１と、基板部４１の前端において屈曲部４３を介して略Ｕ字状に折り返されて対向部４２とからなる。そして、対向部４２における後端（屈曲部４３と反対側の端部）は、基板部４１側に屈曲している。
その他は、実施例１と同様の構成を有し、同様の作用効果を得ることができる。 (Example 2)
In this example, the shape of the heater spring terminal 4 is changed as shown in FIG.
In this example, the heater spring terminal 4 does not have the folded portion 44 in the heater spring terminal 4 (FIG. 3) shown in the first embodiment. That is, in this example, the heater spring terminal 4 includes the substrate portion 41 and the opposed portion 42 that is folded back in a substantially U shape via the bent portion 43 at the front end of the substrate portion 41. The rear end of the facing portion 42 (the end opposite to the bent portion 43) is bent toward the substrate portion 41 side.
Others have the same configuration as that of the first embodiment, and the same operational effects can be obtained.

（実施例３）
本例は、図１１に示すごとく、ヒータバネ端子４の形状を大幅に変更した例である。
ただし、軸方向Ｚに直交する断面の形状において互いの対向面４２０のなす角度が変化するように弾性変形できるよう構成されている点については、実施例１、２と同様である。 (Example 3)
In this example, as shown in FIG. 11, the shape of the heater spring terminal 4 is significantly changed.
However, it is the same as in the first and second embodiments in that the shape of the cross section orthogonal to the axial direction Z is configured to be elastically deformable so that the angle between the opposing surfaces 420 changes.

本例において、一対のヒータバネ端子４は、後端部４１１から前方へ向かって互いに近付く方向に傾斜した後方傾斜部４１３と、前端部４２１から後方へ向かって互いに近付くように傾斜した前方傾斜部４２３と、両者の間に形成された湾曲部４３３とを有する。この湾曲部４３３において、ヒータ３のヒータ電極３１と接触する接点部が形成されている。また、ヒータバネ端子４の前端部４２１には、絶縁保持部材５の端子保持部５１の壁面に向かって凸となる曲面が形成されている。 In this example, the pair of heater spring terminals 4 includes a rear inclined portion 413 inclined in a direction approaching the front from the rear end portion 411 and a front inclined portion 423 inclined so as to approach the rear from the front end portion 421. And a curved portion 433 formed between the two. In the curved portion 433, a contact portion that contacts the heater electrode 31 of the heater 3 is formed. The front end portion 421 of the heater spring terminal 4 is formed with a curved surface that protrudes toward the wall surface of the terminal holding portion 51 of the insulating holding member 5.

そして、ヒータバネ端子４は、後端部４１１を端子保持部５１の内壁の角部（後方壁部５２１と側方壁部５２２との間の角部）に当接させ、前端部４２１を側方壁部５２２に当接させている。
絶縁保持部材５に装着された一対のヒータバネ端子４の間にヒータ３を嵌入させる際には、ヒータ３を前方から押し込む。すると、ヒータ３が一対のヒータバネ端子４の前方傾斜部４２３に当接した後、一対のヒータバネ端子４が、両者の湾曲部４３３の間の間隔が広がるようにそれぞれ弾性変形する。このとき、ヒータバネ端子４の前端部４２１は前方へ向かって側方壁部５２２の内表面を摺動する。そして、ヒータ３の後端面３２が後方壁部５２１に当接するまでヒータ３を押し込むことにより、一対のヒータ電極３１が一対のヒータバネ端子４の湾曲部４３３に接触した状態で、ヒータ３が絶縁保持部材５に装着される。
その他は、実施例１と同様である。 Then, the heater spring terminal 4 abuts the rear end 411 on the corner of the inner wall of the terminal holding portion 51 (the corner between the rear wall 521 and the side wall 522) and the front end 421 on the side. It abuts against the wall 522.
When the heater 3 is inserted between the pair of heater spring terminals 4 mounted on the insulating holding member 5, the heater 3 is pushed in from the front. Then, after the heater 3 comes into contact with the front inclined portion 423 of the pair of heater spring terminals 4, the pair of heater spring terminals 4 are elastically deformed so that the distance between the curved portions 433 is widened. At this time, the front end portion 421 of the heater spring terminal 4 slides on the inner surface of the side wall portion 522 toward the front. Then, the heater 3 is pushed in until the rear end surface 32 of the heater 3 comes into contact with the rear wall portion 521, so that the heater 3 is insulated while the pair of heater electrodes 31 are in contact with the curved portions 433 of the pair of heater spring terminals 4. Mounted on the member 5.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合にも、実施例１、２と同様に、一対のヒータバネ端子４は、軸方向Ｚに直交する断面の形状において互いの対向面４２０のなす角度が変化するように弾性変形できるよう構成されている。それゆえ、実施例１、２と同様に、ヒータバネ端子４の機能を確保しつつ、軸方向Ｚにおけるヒータバネ端子４の寸法を小さくすることができる。
その結果、ガスセンサ１の軸方向Ｚの小型化を容易にすることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。 Also in the case of this example, like the first and second embodiments, the pair of heater spring terminals 4 can be elastically deformed so that the angle between the opposing surfaces 420 changes in the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction Z. It is configured. Therefore, the dimensions of the heater spring terminal 4 in the axial direction Z can be reduced while ensuring the function of the heater spring terminal 4 as in the first and second embodiments.
As a result, the gas sensor 1 can be easily downsized in the axial direction Z.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

一対のヒータバネ端子の形状は、上述した実施例に開示したものに限らず、「上記ガスセンサの軸方向に直交する断面の形状において互いの対向面のなす角度が変化するように弾性変形できるよう構成されている」ものであれば、他の形状であってもよい。ただし、上記の「互いの対向面のなす角度が変化するように弾性変形できるよう構成」とは、例えば、上記一対のヒータバネ端子の間に上記ヒータを配設する前と配設した後とにおいて、上記一対のヒータバネ端子における対向面のなす角度が変化することにより、上記ヒータへの押圧力が付与されるよう構成されていることを意味する。 The shape of the pair of heater spring terminals is not limited to that disclosed in the above-described embodiments, but “a configuration that can be elastically deformed so that the angle formed between the opposing surfaces changes in the cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the gas sensor”. Other shapes may be used as long as they are “made”. However, the above-mentioned “configuration that can be elastically deformed so that the angle formed between the opposing surfaces changes” is, for example, before and after the heater is disposed between the pair of heater spring terminals. It means that the pressing force is applied to the heater by changing the angle formed by the opposing surfaces of the pair of heater spring terminals.

また、上記ヒータの形状として、上記実施例においては、軸方向Ｚに直交する断面が長方形となる角棒状のものを示したが、これに限らず、軸方向Ｚに直交する断面形状が、例えば円形や楕円形等、他の形状とすることもできる。 In addition, as the shape of the heater, in the above-described embodiment, a rectangular bar shape in which a cross section orthogonal to the axial direction Z is a rectangle is shown, but the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction Z is not limited thereto, for example, Other shapes such as a circle and an ellipse may be used.

１ガスセンサ
２センサ素子
３ヒータ
３１ヒータ電極
４ヒータバネ端子
４２０対向面
５絶縁保持部材
５１端子保持部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas sensor 2 Sensor element 3 Heater 31 Heater electrode 4 Heater spring terminal 420 Opposite surface 5 Insulation holding member 51 Terminal holding part

Claims

A sensor element made of an ion conductive solid electrolyte formed in a bottomed cylindrical shape;
A rod-shaped heater inserted and arranged inside the sensor element;
A pair of heater spring terminals in contact with a pair of heater electrodes provided on opposite surfaces of the base end portion of the heater;
A gas sensor having an insulating holding member having a terminal holding portion for holding the heater spring terminal,
The gas sensor according to claim 1, wherein the pair of heater spring terminals are configured to be elastically deformed so that an angle formed between the opposing surfaces changes in a cross-sectional shape orthogonal to the axial direction of the gas sensor.

2. The gas sensor according to claim 1, wherein the heater spring terminal is formed of a bent leaf spring member, a substrate portion supported by the insulating holding member from a side opposite to the heater electrode, and a facing portion constituting the facing surface. The pair of heater spring terminals are disposed in a direction perpendicular to the axial direction of the gas sensor and with the bent portions facing in the same direction. A gas sensor characterized by the above.

3. The gas sensor according to claim 2, wherein the heater spring terminal has a rear end portion of the substrate portion opposite to the bent portion in contact with an inner wall of the terminal holding portion of the insulating holding member. Gas sensor.

4. The gas sensor according to claim 2, wherein the insulating holding member includes a heater insertion groove through which the heater is inserted on a distal end side of the terminal holding portion, and the terminal holding portion and the heater insertion groove include the pair of heaters. A gas sensor having an opening in a direction in which the bent portion of the heater spring terminal faces.

5. The gas sensor according to claim 4, wherein a heater holding member that holds the heater and contacts an inner surface of the sensor element is disposed between the sensor element and the heater. Is in contact with the front end surface of the insulation holding member, and the width of the heater holding member in the width direction of the heater insertion groove is larger than the width of the heater insertion groove at the contact end with the insulation holding member. A gas sensor that is large.

6. The gas sensor according to claim 5, wherein the heater holding member sandwiches the heater from the same direction as an arrangement direction of the pair of heater spring terminals, and the heater holding member includes the bent portion of the pair of heater spring terminals. A gas sensor comprising an open end in a direction in which the gas sensor faces.

The gas sensor according to any one of claims 2 to 6, wherein the heater spring terminal includes a terminal lead portion extending from the substrate portion toward the proximal end side in the axial direction of the gas sensor, and the insulating holding member includes: A lead insertion groove for inserting the terminal lead portion, the lead insertion groove being open in a direction in which the bent portion of the pair of heater spring terminals faces, and the width of the heater spring terminal in the width direction of the lead insertion groove; Is larger than the width of the lead insertion groove.

The gas sensor according to any one of claims 2 to 7, wherein the heater has a rear end surface of the pair of heater spring terminals opposite to the bent portion side on an inner wall of the terminal holding portion in the insulating holding member. The gas sensor according to claim 1, wherein the heater spring terminal is in contact with an inner wall of the terminal holding portion at a rear end portion of the substrate portion opposite to the bent portion.

The gas sensor according to any one of claims 2 to 8, wherein the insulating holding member has a ceiling part that abuts a base end part of the heater.

The gas sensor according to claim 9, wherein the ceiling portion has a ceiling concave portion in which a base end portion of the heater is disposed.

The gas sensor according to any one of claims 1 to 10, wherein the gas sensor holds the sensor element and is electrically connected to a measurement electrode of the sensor element, and a base of the housing. A metal base end side cover that is fixed to the end side and is electrically conductive and accommodates the insulating holding member inside, and a ground electrode member interposed between the base end side cover and the insulating holding member The ground electrode member includes a ring portion disposed on an outer periphery of the insulating holding member, a plurality of outer spring portions formed outward from the ring portion, and a base end side from the ring portion. And a ground lead portion extending to the outside, and the ground lead portion is electrically connected to a grounded external lead that is grounded outside the gas sensor.

12. The gas sensor according to claim 11, wherein a biasing direction of the outer spring portion in the ground electrode member is deviated from a biasing direction of the heater spring terminal.