JP2016045115A - Gas sensor - Google Patents

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健吾 清水
Kengo Shimizu
健吾 清水
篤史 浅野
Atsushi Asano
篤史 浅野
康司 松尾
Yasushi Matsuo
康司 松尾
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NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas sensor in which even when an inside terminal or an outside terminal is assembled while the axial center thereof is not aligned with the axial center of a separator, the defect of s sensor element and the deformation of the inside terminal or the outside terminal are prevented by eliminating the misalignment of the axial centers when the inside terminal or the outside terminal is fitted into or onto the sensor element.SOLUTION: The gas sensor includes: an inside terminal having an inside fitting part internally fitted into the rear end side of a sensor element and an inside terminal having an inside base part connected to the rear end side of the inside fitting part; an outside terminal having an outside fitting part externally fitted onto the rear end side of the sensor element and an outside base part connected to the rear end side of outside fitting part; and a separator having insertion holes through which the inside base part and the outside base part are inserted respectively. A portion of a tip-facing surface of the separator is provided with an inside contact surface and an outside contact surface with which the inside fitting part and the outside fitting part are brought into contact respectively. At least one of the inside contact surface and the outside contact surface is formed into a curved surface intersecting an axis line or on a tapered surface intersecting the axis line.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、被検出ガスの濃度を検出するセンサ素子を備えたガスセンサに関する。   The present invention relates to a gas sensor including a sensor element that detects the concentration of a gas to be detected.

自動車等の排気ガス中の特定ガス(酸素やNO)の濃度を検出するガスセンサとして、固体電解質を用いたセンサ素子を有するものが知られている。このようなガスセンサとして、軸線方向に延びる筒状のセンサ素子の径方向周囲を金具本体(主体金具)で保持し、金具本体の後端に外筒を取り付けた構成が知られている(特許文献1)。 As a gas sensor for detecting the concentration of a specific gas (oxygen or NO x ) in exhaust gas of an automobile or the like, one having a sensor element using a solid electrolyte is known. As such a gas sensor, a configuration is known in which a cylindrical sensor element extending in the axial direction is held around the radial direction by a metal fitting body (main metal fitting), and an outer cylinder is attached to the rear end of the metal fitting body (Patent Document). 1).

このガスセンサ1000は、図10に示すようにして製造される。まず、センサ素子300を金具本体200の内側に保持して素子アセンブリBを組み付ける。具体的には、センサ素子300を金具本体200内に配置されたセラミックホルダ170上に配置する。その後、金具本体200とセンサ素子300との間隙に滑石(タルク)600を充填し、セラミックスリーブ310、金属パッキン320を順に滑石600上に配置し、金具本体200の後端側を加締めて素子アセンブリBを組み付ける。一方で、外筒400内に、内側端子710及び外側端子910を組み付けたセパレータ1110をグロメット131と共に配置し、セパレータアセンブリAを組み付ける。具体的には、リード線41に接続された内側端子710及び外側端子910をセパレータ1110の挿通孔1110b内に挿入し、その後、セパレータ1110を外筒400の段部410に当接させる。その後、セパレータ1110と外筒400との間隙に保持金具800を挿入すると共に、グロメット131を外筒400の後端側に配置し、セパレータアセンブリAを組み付ける。なお、セパレータアセンブリAにはヒータ15が既に取付けられている。   The gas sensor 1000 is manufactured as shown in FIG. First, the element assembly B is assembled while holding the sensor element 300 inside the metal fitting body 200. Specifically, the sensor element 300 is arranged on a ceramic holder 170 arranged in the metal fitting body 200. After that, a talc 600 is filled in the gap between the metal fitting body 200 and the sensor element 300, the ceramic sleeve 310 and the metal packing 320 are sequentially arranged on the talc 600, and the rear end side of the metal fitting body 200 is crimped. Assemble assembly B. On the other hand, the separator 1110 assembled with the inner terminal 710 and the outer terminal 910 is disposed together with the grommet 131 in the outer cylinder 400, and the separator assembly A is assembled. Specifically, the inner terminal 710 and the outer terminal 910 connected to the lead wire 41 are inserted into the insertion hole 1110 b of the separator 1110, and then the separator 1110 is brought into contact with the step portion 410 of the outer cylinder 400. Thereafter, the holding metal fitting 800 is inserted into the gap between the separator 1110 and the outer cylinder 400, the grommet 131 is disposed on the rear end side of the outer cylinder 400, and the separator assembly A is assembled. Note that the heater 15 is already attached to the separator assembly A.

そして、セパレータアセンブリAと素子アセンブリBとの軸線を合わせ、セパレータアセンブリAを素子アセンブリBの後端に被せると、センサ素子300内にヒータ15が挿入されると共に、センサ素子300の内側電極302及び外側電極304がそれぞれ内側端子710及び外側端子910と電気的に接続される。その後、外筒400のうち、保持金具800の外周部、グロメット131の外周部、金具本体200との重なり部をそれぞれ加締めると共に、外筒400と金具本体200との加締め部をレーザ溶接等によって金具本体200の後端に外筒400を接続させ、ガスセンサ1000を製造する。   Then, when the axis lines of the separator assembly A and the element assembly B are aligned and the separator assembly A is put on the rear end of the element assembly B, the heater 15 is inserted into the sensor element 300, and the inner electrode 302 of the sensor element 300 and The outer electrodes 304 are electrically connected to the inner terminal 710 and the outer terminal 910, respectively. Thereafter, in the outer cylinder 400, the outer peripheral portion of the holding metal fitting 800, the outer peripheral portion of the grommet 131, and the overlapping portion with the metal fitting main body 200 are respectively swaged, and the swaged portion between the outer cylinder 400 and the metal fitting main body 200 is laser welded or the like. Thus, the outer cylinder 400 is connected to the rear end of the metal fitting body 200 to manufacture the gas sensor 1000.

ここで、内側端子710は、センサ素子300の筒孔内に挿入される筒状の内側嵌合部730と、内側嵌合部730から後端に延びてリード線41に接続される内側基部740とを有している。同様に、外側端子910は、センサ素子300の後端部を包囲する筒状の外側嵌合部930と、外側嵌合部930から後端に延びてリード線に接続される外側基部940とを有している。内側基部740,外側基部940はいずれも板状をなし、その後端側にはそれぞれリード線41に接続する内側コネクタ部750,外側コネクタ部950を有している。
そして、内側端子710及び外側端子910をセパレータ1110に組み付ける際には、セパレータ1110の先端向き面1110a側からセパレータ1110の挿通孔1110bにそれぞれ内側基部740、外側基部940を挿入する。この際、内側嵌合部730、外側嵌合部930の内側後端面730a、外側後端面930aが先端向き面1110aに当接し、内側端子710及び外側端子910が位置決めされてセパレータ1110に固定されるようになっている。
Here, the inner terminal 710 includes a cylindrical inner fitting portion 730 inserted into the cylindrical hole of the sensor element 300, and an inner base portion 740 that extends from the inner fitting portion 730 to the rear end and is connected to the lead wire 41. And have. Similarly, the outer terminal 910 includes a cylindrical outer fitting portion 930 that surrounds the rear end portion of the sensor element 300, and an outer base portion 940 that extends from the outer fitting portion 930 to the rear end and is connected to the lead wire. Have. Each of the inner base portion 740 and the outer base portion 940 has a plate shape, and has an inner connector portion 750 and an outer connector portion 950 connected to the lead wire 41 on the rear end side.
When the inner terminal 710 and the outer terminal 910 are assembled to the separator 1110, the inner base portion 740 and the outer base portion 940 are inserted into the insertion hole 1110b of the separator 1110 from the leading end facing surface 1110a side of the separator 1110, respectively. At this time, the inner rear end surface 730a and the outer rear end surface 930a of the inner fitting portion 730 and the outer fitting portion 930 are in contact with the front end facing surface 1110a, and the inner terminal 710 and the outer terminal 910 are positioned and fixed to the separator 1110. It is like that.

特開2007−278806号公報JP 2007-278806 A

ところで、上述のように内側端子710及び外側端子910をセパレータ1110に組み付けた際、これら端子がもともとねじれていたりして変形していると、内側嵌合部730、外側嵌合部930の軸心がセパレータ1110の軸心に対してずれることがある。
又、セパレータ1110の挿通孔1110bには、内側基部740,外側基部940をスムーズに挿通できるよう遊びが設けられており(つまり、内側基部740,外側基部940とセパレータ1110の挿通孔1110bとの間に間隙を設けた状態で組み付けられる)、セパレータ1110への組み付け後も内側端子710及び外側端子910が挿通孔内で動くことがある。これによっても内側嵌合部730、または外側嵌合部930の軸心がセパレータ1110の軸心に対してずれることがある。
By the way, when the inner terminal 710 and the outer terminal 910 are assembled to the separator 1110 as described above, if these terminals are originally twisted or deformed, the inner centers of the inner fitting portion 730 and the outer fitting portion 930 are formed. May deviate from the axis of the separator 1110.
Further, play is provided in the insertion hole 1110b of the separator 1110 so that the inner base 740 and the outer base 940 can be smoothly inserted (that is, between the inner base 740 and the outer base 940 and the insertion hole 1110b of the separator 1110). In other words, the inner terminal 710 and the outer terminal 910 may move in the insertion hole even after the separator 1110 is assembled. As a result, the axis of the inner fitting portion 730 or the outer fitting portion 930 may be displaced from the axis of the separator 1110.

このため、セパレータアセンブリAと素子アセンブリBとの軸線を合わせてセパレータアセンブリAを素子アセンブリBに被せたとしても、ガスセンサ素子300の軸線と内側嵌合部730、または外側嵌合部930の軸線とにずれが生じており、内側嵌合部730、または外側嵌合部930がガスセンサ素子300に片当りして接触してさらに押圧されることで、ガスセンサ素子300が欠損したり、内側端子710や外側端子910が変形する虞がある。
また、セパレータアセンブリAと素子アセンブリBとの組み付けは、例えばセパレータアセンブリAの外形部分である外筒400を基準としており、外筒400に対して内側嵌合部730、又は外側嵌合部930の軸線がずれていると、セパレータアセンブリAと素子アセンブリBとの軸線を合わせる以外に、ガスセンサ素子300の軸線と内側嵌合部730、又は外側嵌合部930の軸線を合わせる必要があり、位置調整に時間を要して生産性が低下する。
For this reason, even if the separator assembly A and the element assembly B are aligned and the separator assembly A is put on the element assembly B, the axis of the gas sensor element 300 and the axis of the inner fitting portion 730 or the outer fitting portion 930 The inner fitting portion 730 or the outer fitting portion 930 comes into contact with the gas sensor element 300 and is further pressed so that the gas sensor element 300 is lost or the inner terminal 710 or The outer terminal 910 may be deformed.
Further, the assembly of the separator assembly A and the element assembly B is based on, for example, the outer cylinder 400 which is the outer portion of the separator assembly A, and the inner fitting portion 730 or the outer fitting portion 930 is attached to the outer cylinder 400. If the axis is deviated, it is necessary to match the axis of the gas sensor element 300 with the axis of the inner fitting part 730 or the outer fitting part 930 in addition to aligning the axis of the separator assembly A and the element assembly B. It takes time to reduce productivity.

従って、本発明は、内側端子や外側端子の軸心がセパレータの軸心に対してずれた状態でセパレータに組み付けられていても、内側端子や外側端子をセンサ素子に嵌合する際に軸心のずれを解消し、センサ素子の欠損や、内側端子又は外側端子の変形を防止し、これら端子をセンサ素子と確実に接続できるガスセンサの提供を目的とする。   Therefore, even when the inner terminal and the outer terminal are assembled to the separator in a state in which the inner terminal and the outer terminal are displaced from the axis of the separator, It is an object of the present invention to provide a gas sensor that eliminates the shift, prevents the sensor element from being lost and prevents the inner terminal or the outer terminal from being deformed, and can securely connect these terminals to the sensor element.

上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に延び、自身の内周面及び外周面にそれぞれ内側電極及び外側電極を有する筒状のセンサ素子と、前記センサ素子を取り囲む筒状の金具本体と、前記センサ素子の後端側に内嵌されると共に、前記内側電極に接触する断面C字状の内側嵌合部、及び該内側嵌合部の後端側に接続すると共に、前記軸線方向の後端側に向かって延びる内側基部を備える内側端子と、前記センサ素子の後端側に外嵌されると共に、前記外側電極に接触する断面C字状の外側嵌合部、及び該外側嵌合部の後端側に接続すると共に、前記軸線方向の後端側に向かって延びる外側基部を備える外側端子と、前記センサ素子よりも後端側に配置され、前記内側基部及び前記外側基部がそれぞれ挿入される挿通孔を有するセパレータと、を備えたガスセンサにおいて、前記セパレータの先端向き面の一部には、前記内側端子の前記内側嵌合部及び前記外側端子の前記外側嵌合部がそれぞれ接する内側接触面及び外側接触面が設けられ、前記内側接触面及び前記外側接触面のうちの少なくとも一方は、前記軸線に交差する曲面、又は前記軸線に交差するテーパ面に形成されている。   In order to solve the above problems, a gas sensor of the present invention includes a cylindrical sensor element extending in the axial direction and having an inner electrode and an outer electrode on its inner and outer peripheral surfaces, respectively, and a cylindrical sensor element surrounding the sensor element. The fitting body is internally fitted on the rear end side of the sensor element, and is connected to the inner fitting portion having a C-shaped cross section that contacts the inner electrode, and the rear fitting side of the inner fitting portion, and An inner terminal having an inner base portion extending toward the rear end side in the axial direction; an outer fitting portion having a C-shaped cross section that is fitted on the rear end side of the sensor element and contacts the outer electrode; and An outer terminal having an outer base portion connected to the rear end side of the outer fitting portion and extending toward the rear end side in the axial direction, and arranged on the rear end side of the sensor element, the inner base portion and the outer side Insert through holes where the bases are inserted. In the gas sensor including the separator, the inner contact surface and the outer contact, which are in contact with the inner fitting portion of the inner terminal and the outer fitting portion of the outer terminal, respectively, are part of the tip-facing surface of the separator. A surface is provided, and at least one of the inner contact surface and the outer contact surface is formed as a curved surface intersecting the axis or a tapered surface intersecting the axis.

従来のガスセンサでは、セパレータの先端向き面が軸線に対して直行する平面(径方向に水平な平面)であり、内側嵌合部の後端面、又は外側嵌合部の後端面が全面に亘ってセパレータの先端向き面に接触する。このため、内側嵌合部又は外側嵌合部の軸心がセパレータの軸心に対してずれた場合、この軸ずれを解消する、つまり両者の軸心を合わせるように内側嵌合部又は外側嵌合部が径方向に移動させることができない。
これに対し、このガスセンサによれば、セパレータの内側接触面又は外側接触面(先端向き面の一部)が軸線に交差する曲面、又は軸線に交差するテーパ面に形成されているので、内側嵌合部、または外側嵌合部の軸心がセパレータの軸心に対してずれている場合に、内側嵌合部の後端面の一部、又は外側嵌合部の後端面の一部がセパレータの内側接触面又は外側接触面に接触することとなる(つまり、セパレータに対して、内側嵌合部、又は外側嵌合部が片当りの状態となる)。このため、両者の軸心を合わせるように内側嵌合部又は外側嵌合部が径方向に移動することでき、その結果、軸ずれを解消することができ、センサ素子の欠損、内側端子又は外側端子の変形を防止することができる。
In the conventional gas sensor, the surface facing the front end of the separator is a flat surface (a flat surface in the radial direction) perpendicular to the axis, and the rear end surface of the inner fitting portion or the rear end surface of the outer fitting portion covers the entire surface. Contact the surface facing the tip of the separator. For this reason, when the axial center of the inner fitting part or the outer fitting part is displaced with respect to the axial center of the separator, this axial deviation is eliminated, that is, the inner fitting part or the outer fitting so that both axes are aligned. The joint cannot be moved in the radial direction.
On the other hand, according to this gas sensor, the inner contact surface or the outer contact surface (a part of the tip-facing surface) of the separator is formed on a curved surface intersecting the axis or a tapered surface intersecting the axis. When the shaft center of the mating part or the outer fitting part is displaced from the axis of the separator, a part of the rear end face of the inner fitting part or a part of the rear end face of the outer fitting part is It will contact the inner contact surface or the outer contact surface (that is, the inner fitting portion or the outer fitting portion is in a single-contact state with respect to the separator). For this reason, the inner fitting portion or the outer fitting portion can move in the radial direction so as to align both axial centers, and as a result, the axial deviation can be eliminated, the sensor element is missing, the inner terminal or the outer portion Terminal deformation can be prevented.

なお、セパレータに内側嵌合部や外側嵌合部が規制可能な規制部を設け、セパレータの軸心と内側嵌合部や外側嵌合部の軸心がそもそもずれないようにすることも可能である。しかしながら、例えば、セパレータの軸心とセンサ素子の軸心がずれていた場合、内側嵌合部や外側嵌合部がセンサ素子に対して軸ずれが生じた状態で嵌合されるため、上述と同様にガスセンサ素子が欠損したり、内側端子や外側端子が変形することがある。これに対し、本願のガスセンサによれば、セパレータの内側接触面又は外側接触面が軸線に交差する曲面、又は軸線に交差するテーパ面に形成されているので、内側嵌合部、又は外側嵌合部をセンサ素子に嵌合した際にセンサ素子に接触することで、センサ素子の軸心に対する内側嵌合部、又は外側嵌合部の軸心のずれを解消するように径方向に移動することができ、これにより軸心のずれを解消し、センサ素子の欠損、内側端子又は外側端子の変形を防止することができる。   In addition, it is possible to provide the separator with a restriction part that can regulate the inner fitting part and the outer fitting part so that the axis of the separator and the inner fitting part and the outer fitting part do not deviate in the first place. is there. However, for example, when the axis of the separator and the axis of the sensor element are misaligned, the inner fitting part and the outer fitting part are fitted with the sensor element in a state of being misaligned. Similarly, the gas sensor element may be lost or the inner terminal and the outer terminal may be deformed. On the other hand, according to the gas sensor of the present application, the inner contact surface or the outer contact surface of the separator is formed on a curved surface that intersects the axis, or a tapered surface that intersects the axis. When the part is fitted to the sensor element, it moves in the radial direction so as to eliminate the shift of the axis of the inner fitting part or the outer fitting part with respect to the axis of the sensor element by contacting the sensor element. Thus, the deviation of the axial center can be eliminated, and the loss of the sensor element and the deformation of the inner terminal or the outer terminal can be prevented.

前記内側接触面及び外側接触面のうちの少なくとも一方は、前記軸線方向の先端側に向かって窄まる凸状の曲面又はテーパ面に形成されていてもよい。
このガスセンサによれば、内側嵌合部又は外側嵌合部がセパレータの内側接触面又は外側接触面に対して径方向へさらに容易に動く(摺動する)ことができ、センサ素子の欠損、内側端子又は外側端子の変形をより一層防止することができる。
At least one of the inner contact surface and the outer contact surface may be formed as a convex curved surface or a tapered surface that narrows toward the tip end side in the axial direction.
According to this gas sensor, the inner fitting portion or the outer fitting portion can move (slid) more easily in the radial direction with respect to the inner contact surface or the outer contact surface of the separator. The deformation of the terminal or the outer terminal can be further prevented.

この発明によれば、ガスセンサの内側端子や外側端子の軸心がセパレータの軸心に対してずれた状態でセパレータに組み付けられていても、内側端子や外側端子をセンサ素子に嵌合する際に軸心のずれを解消し、センサ素子の欠損や、内側端子又は外側端子の変形を防止し、これら端子をセンサ素子と確実に接続することができる。   According to this invention, even when the inner terminal or outer terminal of the gas sensor is assembled to the separator in a state where the axis of the inner terminal or outer terminal of the gas sensor is displaced with respect to the axis of the separator, It is possible to eliminate the deviation of the axial center, prevent the sensor element from being lost, and prevent the inner terminal or the outer terminal from being deformed, so that these terminals can be reliably connected to the sensor element.

本発明の実施形態に係るガスセンサを軸線方向に沿う面で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the gas sensor which concerns on embodiment of this invention by the surface which follows an axial direction. セパレータを先端側から見た平面図である。It is the top view which looked at the separator from the front end side. (a)図2のセパレータをA−A断面で切断した断面図である。(b)図2のセパレータをB−B断面で切断した断面図である。(A) It is sectional drawing which cut | disconnected the separator of FIG. 2 in the AA cross section. (B) It is sectional drawing which cut | disconnected the separator of FIG. 2 by the BB cross section. ヒータを収容した内側端子の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the inner side terminal which accommodated the heater. 外側端子の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an outer side terminal. 内側端子及び外側端子をセパレータに組み付ける状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which attaches an inner side terminal and an outer side terminal to a separator. (a)セパレータに外側端子を組み付けた際に、外側端子の外側嵌合部の軸心がセパレータの軸心に対してずれた場合を例示した説明図である。(b)セパレータに外側端子を組み付けた際に、外側端子の外側嵌合部の軸心とセパレータの軸心とが合った場合を例示した説明図である。(A) It is explanatory drawing which illustrated the case where the axial center of the outer fitting part of an outer side terminal shifted | deviated with respect to the axial center of a separator, when the outer side terminal was assembled | attached to the separator. (B) It is explanatory drawing which illustrated the case where the axial center of the outer fitting part of an outer terminal and the axial center of a separator corresponded when the outer terminal was assembled | attached to the separator. セパレータアセンブリを素子アセンブリに被せたときに外側嵌合部がセンサ素子に外嵌した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the outer fitting part fitted on the sensor element when the separator assembly was put on the element assembly. セパレータの変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of a separator. 従来のガスセンサの製造において、セパレータアセンブリと素子アセンブリとを組み付ける態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect which assembles | assembles a separator assembly and an element assembly in manufacture of the conventional gas sensor.

以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るガスセンサ100を軸線O方向に沿う面で切断した断面構造を示す。この実施形態において、ガスセンサ100は自動車の排気管内に挿入されて先端(図1の紙面下側)が排気ガス中に曝され、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサになっている。センサ素子3は、酸素イオン伝導性の固体電解質体に一対の電極を積層した酸素濃淡電池を構成し、酸素量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。
なお、図1の下側をガスセンサ100の先端側とし、図1の上側をガスセンサ100の後端側とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a gas sensor 100 according to an embodiment of the present invention cut along a plane along the axis O direction. In this embodiment, the gas sensor 100 is an oxygen sensor that is inserted into the exhaust pipe of an automobile and the tip (lower side in FIG. 1) is exposed to the exhaust gas to detect the oxygen concentration in the exhaust gas. The sensor element 3 is a known oxygen sensor element that constitutes an oxygen concentration cell in which a pair of electrodes are laminated on an oxygen ion conductive solid electrolyte body and outputs a detection value corresponding to the amount of oxygen.
In addition, let the lower side of FIG. 1 be the front end side of the gas sensor 100, and let the upper side of FIG.

ガスセンサ100は、先端が閉じた略円筒状(中空軸状)のセンサ素子(この例では酸素センサ素子)3を、筒状の金具本体(主体金具)20の内側に挿通して保持するよう組み付けられている。センサ素子3は、先端に向かってテーパ状に縮径する筒状の固体電解質体と、固体電解質体の内周面と外周面にそれぞれ形成された内側電極32及び外側電極34とからなる。そして、センサ素子3の内部空間を基準ガス雰囲気とし、センサ素子3の外面に被検出ガスを接触させてガスの検知を行うようになっている。又、センサ素子3の中空部には丸棒状のヒータ15が挿入され、固体電解質体を活性化温度に昇温するようになっている。   The gas sensor 100 is assembled so that a substantially cylindrical (hollow shaft-shaped) sensor element (in this example, an oxygen sensor element) 3 with a closed end is inserted and held inside a cylindrical metal fitting body (main metal fitting) 20. It has been. The sensor element 3 includes a cylindrical solid electrolyte body whose diameter decreases in a tapered shape toward the tip, and an inner electrode 32 and an outer electrode 34 formed on the inner and outer peripheral surfaces of the solid electrolyte body, respectively. The internal space of the sensor element 3 is set as a reference gas atmosphere, and the gas to be detected is brought into contact with the outer surface of the sensor element 3 to detect the gas. A round bar heater 15 is inserted into the hollow portion of the sensor element 3 so as to raise the temperature of the solid electrolyte body to the activation temperature.

金具本体20の後端部には、センサ素子3の後端側に設けられたリード線や端子(後述)を保持し、センサ素子3の後端部を覆う筒状の外筒40が接合されている。さらに、センサ素子3の後端側の外筒40内側には、絶縁性で円柱状のセパレータ121が加締め固定されている。一方、センサ素子3先端の検出部はプロテクタ7で覆われている。そして、このようにして製造されたガスセンサ100の金具本体20の雄ねじ部20dを排気管等のネジ孔に取付けることで、センサ素子3先端の検出部を排気管内に露出させて被検出ガス(排気ガス)を検知している。なお、金具本体20の中央付近には、六角レンチ等を係合するための多角形の鍔部20cが設けられ、鍔部20cと雄ねじ部20dとの間の段部には、排気管に取付けた際のガス抜けを防止するガスケット14が嵌挿されている。   A cylindrical outer tube 40 that holds a lead wire and a terminal (described later) provided on the rear end side of the sensor element 3 and covers the rear end portion of the sensor element 3 is joined to the rear end portion of the metal fitting body 20. ing. Further, an insulating cylindrical separator 121 is caulked and fixed inside the outer cylinder 40 on the rear end side of the sensor element 3. On the other hand, the detection part at the tip of the sensor element 3 is covered with a protector 7. Then, the male screw portion 20d of the metal fitting body 20 of the gas sensor 100 manufactured in this way is attached to a screw hole such as an exhaust pipe, so that the detection portion at the tip of the sensor element 3 is exposed in the exhaust pipe and the gas to be detected (exhaust gas) Gas). A polygonal flange 20c for engaging a hexagon wrench or the like is provided near the center of the metal fitting body 20, and the step between the flange 20c and the male thread 20d is attached to the exhaust pipe. A gasket 14 is inserted to prevent the gas from leaking when it is blown.

センサ素子3の中央側に鍔部3aが設けられ、金具本体20の先端寄りの内周面には内側に縮径する段部20eが設けられている。又、段部20eの後端向き面にワッシャ12を介して筒状のセラミックホルダ5が配置されている。そして、センサ素子3が金具本体20及びセラミックホルダ5の内側に挿通され、セラミックホルダ5に、ワッシャ13を介して後端側からセンサ素子3の鍔部3aが当接している。
さらに、鍔部3aの後端側におけるセンサ素子3と金具本体20との径方向の隙間に、筒状の滑石粉末6、及び筒状のセラミックスリーブ10が配置されている。そして、セラミックスリーブ10の後端側に金属リング30を配し、金具本体20の後端部を内側に屈曲して加締め部20aを形成することにより、セラミックスリーブ10が先端側に押し付けられる。これにより滑石粉末6を押し潰し、セラミックスリーブ10及び滑石粉末6が加締め固定されるとともに、センサ素子3と金具本体20の隙間がシールされている。
A flange portion 3 a is provided on the center side of the sensor element 3, and a step portion 20 e that is reduced in diameter on the inner peripheral surface near the tip of the metal fitting body 20 is provided. Further, a cylindrical ceramic holder 5 is disposed on the surface facing the rear end of the stepped portion 20e via a washer 12. The sensor element 3 is inserted inside the metal fitting body 20 and the ceramic holder 5, and the flange 3 a of the sensor element 3 is in contact with the ceramic holder 5 via the washer 13 from the rear end side.
Further, a cylindrical talc powder 6 and a cylindrical ceramic sleeve 10 are arranged in the radial gap between the sensor element 3 and the metal fitting body 20 on the rear end side of the flange 3a. Then, the metal ring 30 is disposed on the rear end side of the ceramic sleeve 10, and the rear end portion of the metal fitting body 20 is bent inward to form the crimped portion 20a, whereby the ceramic sleeve 10 is pressed to the front end side. As a result, the talc powder 6 is crushed and the ceramic sleeve 10 and the talc powder 6 are swaged and fixed, and the gap between the sensor element 3 and the metal fitting body 20 is sealed.

センサ素子3の後端側に配置されたセパレータ121には、後述する4個の挿通孔が設けられ、そのうち2個の挿通孔(端子金具孔)にそれぞれ内側端子71、外側端子91の板状の内側基部74、外側基部94が挿入されて固定されている。各内側基部74、外側基部94の後端にはそれぞれ内側コネクタ部75、外側コネクタ部95が形成され、内側コネクタ部75、外側コネクタ部95にそれぞれリード線41、41が加締め接続されている。又、セパレータ121の図示しない2個の挿通孔(ヒータリード孔)に、ヒータ15から引き出されたヒータリード線43(図1では1個のみ図示)が挿通されている。
セパレータ121の後端側の外筒40内側には筒状のグロメット131が加締め固定され、グロメット131の4個の挿通孔からそれぞれ2個のリード線41、及び2個のヒータリード線43が外部に引き出されている。
なお、グロメット131の中心には貫通孔131aが形成され、センサ素子3の内部空間に連通している。そして、グロメット131の貫通孔131aに撥水性の通気フィルタ140が介装され、外部の水を通さずにセンサ素子3の内部空間に基準ガス(大気)を導入するようになっている。
The separator 121 disposed on the rear end side of the sensor element 3 is provided with four insertion holes, which will be described later, of which two insertion holes (terminal fitting holes) have plate-like shapes for the inner terminal 71 and the outer terminal 91, respectively. The inner base portion 74 and the outer base portion 94 are inserted and fixed. An inner connector portion 75 and an outer connector portion 95 are formed at the rear ends of the inner base portion 74 and the outer base portion 94, respectively, and lead wires 41 and 41 are crimped and connected to the inner connector portion 75 and the outer connector portion 95, respectively. . Further, a heater lead wire 43 (only one is shown in FIG. 1) drawn from the heater 15 is inserted into two insertion holes (heater lead holes) (not shown) of the separator 121.
A cylindrical grommet 131 is caulked and fixed inside the outer cylinder 40 on the rear end side of the separator 121, and two lead wires 41 and two heater lead wires 43 are respectively inserted from the four insertion holes of the grommet 131. Has been pulled out.
A through hole 131 a is formed at the center of the grommet 131 and communicates with the internal space of the sensor element 3. A water-repellent ventilation filter 140 is interposed in the through-hole 131a of the grommet 131 so that the reference gas (atmosphere) is introduced into the internal space of the sensor element 3 without passing external water.

一方、金具本体20の先端側には筒状のプロテクタ7が外嵌され、金具本体20から突出するセンサ素子3の先端側がプロテクタ7で覆われている。プロテクタ7は、複数の孔部(図示せず)を有する有底筒状で金属製(例えば、ステンレスなど)二重の外側プロテクタ7bおよび内側プロテクタ7aを、溶接等によって取り付けて構成されている。   On the other hand, a cylindrical protector 7 is fitted on the front end side of the metal fitting body 20, and the front end side of the sensor element 3 protruding from the metal fitting body 20 is covered with the protector 7. The protector 7 is configured by attaching a bottomed cylindrical metal (for example, stainless steel, etc.) double outer protector 7b and an inner protector 7a having a plurality of holes (not shown) by welding or the like.

次に、セパレータ121の構成について説明する。図2に示すように、セパレータ121は中心にヒータ挿通孔122を有すると共に、ヒータ挿通孔122の径方向外側に、ヒータ挿通孔122を挟んで反対方向に配置された1対のヒータリード挿通孔123、124と、ヒータリード挿通孔123、124の並ぶ方向と90度ずらしてヒータ挿通孔122を挟んで反対方向に配置された1対の端子挿通孔125、126とを備えている。
図2のハッチングはセパレータ121の先端向き面121fを表しており、図3に示すように、先端向き面121f(接触面)は軸線O方向の先端側に向かって窄まるテーパ面に形成されている。そして、R1,R2は、それぞれ後述する内側端子71及び外側端子91の内側嵌合部73、及び外側嵌合部93が接する内側接触面、外側接触面を示している。
Next, the configuration of the separator 121 will be described. As shown in FIG. 2, the separator 121 has a heater insertion hole 122 at the center, and a pair of heater lead insertion holes arranged in the opposite direction across the heater insertion hole 122 on the radially outer side of the heater insertion hole 122. 123 and 124, and a pair of terminal insertion holes 125 and 126 which are shifted by 90 degrees from the direction in which the heater lead insertion holes 123 and 124 are arranged and are arranged in opposite directions with the heater insertion hole 122 interposed therebetween.
The hatching in FIG. 2 represents the tip-facing surface 121f of the separator 121. As shown in FIG. 3, the tip-facing surface 121f (contact surface) is formed as a tapered surface that narrows toward the tip side in the axis O direction. Yes. R1 and R2 respectively indicate an inner contact surface and an outer contact surface with which an inner fitting portion 73 and an outer fitting portion 93 of the inner terminal 71 and the outer terminal 91 described later are in contact.

なお、セパレータ121の先端側では、ヒータリード挿通孔123、124とヒータ挿通孔122との周縁が連通しており、ヒータ挿通孔122に挿入されたヒータ15から引き出された2本のヒータリード線43(図示せず)が干渉されずに各ヒータリード挿通孔123、124に誘導されるようになっている。
又、端子挿通孔125、126はセパレータ121の径方向に平行な略矩形状に開口し、かつその径方向外端付近から周方向左右に矩形状に、それぞれ横孔部125a、126aが延びている。従って、端子金具孔125、126の周縁は略十字状をなしている。
Note that the peripheral edges of the heater lead insertion holes 123, 124 and the heater insertion hole 122 communicate with each other on the tip end side of the separator 121, and two heater lead wires drawn from the heater 15 inserted into the heater insertion hole 122. 43 (not shown) is guided to the heater lead insertion holes 123 and 124 without interference.
Further, the terminal insertion holes 125 and 126 are opened in a substantially rectangular shape parallel to the radial direction of the separator 121, and the lateral hole portions 125a and 126a extend from the vicinity of the outer end in the radial direction to a rectangular shape on the left and right in the circumferential direction. Yes. Accordingly, the peripheral edges of the terminal fitting holes 125 and 126 have a substantially cross shape.

図3は、セパレータ121をその軸線方向に平行な面で切断した断面図である。なお、図3(a)は、図2のA−Aにて切断した断面図(端子金具孔125、126を通る断面図)であり、図3(b)は、図2のB−Bにて切断した断面図(ヒータリード挿通孔123、124を通る断面図)である。セパレータ121の軸線方向中央の外面には、径方向外側に突出するフランジ121aが形成され、先端向き面121fは先端側に向かって窄まるテーパ面に形成されている。又、ヒータ挿通孔122はセパレータ121の軸線方向に貫通せず、セパレータ121の先端側(図3の下側)から軸線方向中央付近までの深さとなっている。そして、ヒータ挿通孔122の孔底にヒータ15の後端面が当接するようになっている。
一方、ヒータリード挿通孔123、124、及び端子挿通孔125、126はセパレータ121の軸線方向に貫通している。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the separator 121 taken along a plane parallel to the axial direction. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 (a cross-sectional view passing through the terminal fitting holes 125 and 126), and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view (cross-sectional view passing through heater lead insertion holes 123, 124) cut by cutting. A flange 121a that protrudes radially outward is formed on the outer surface in the center in the axial direction of the separator 121, and a tip-facing surface 121f is formed as a tapered surface that narrows toward the tip side. Further, the heater insertion hole 122 does not penetrate in the axial direction of the separator 121 and has a depth from the tip end side (lower side in FIG. 3) of the separator 121 to the vicinity of the center in the axial direction. The rear end surface of the heater 15 is brought into contact with the bottom of the heater insertion hole 122.
On the other hand, the heater lead insertion holes 123 and 124 and the terminal insertion holes 125 and 126 penetrate the separator 121 in the axial direction.

次に、図4は、ヒータ15を収容した状態での内側端子71の構造を示す。内側端子71は先端から後端に細長く延び、所定の形状に打ち抜かれた金属薄板(耐食耐熱超合金板)を曲げ加工して一体に形成されている。
内側端子71の後端側には内側基部74が形成され、内側基部74の後端にはリード線41の芯線に加締め接続される内側コネクタ部75が配置されている。内側基部74の先端には、前面側(内側基部74の板面から内側嵌合部73が突出する側)に向かって段状に屈曲する内側屈曲部74aを形成し、内側屈曲部74aの先端が内側嵌合部73に接続されている。さらに内側基部74の内側屈曲部74aより後端側には、他の部位より広幅の内側広幅部76が形成されている。内側広幅部76の中央部は後端側が固定されたコ字状に打ち抜かれ、その内側打ち抜き部76aが内側広幅部76の背面側(前面と反対側の面)に切起こされている。
そして、内側基部74をセパレータ121の端子挿通孔125に挿入した際、内側基部74をスムーズに挿通できるよう内側広幅部76の幅が図2の両横孔部125aの間隔より若干狭く、内側基部74が端子金具孔125内に遊びを有して位置決めされる。又、内側打ち抜き部76aが端子挿通孔125の外端壁に当接し、そのバネ力によって内側広幅部76を両横孔部125aの内壁側に押圧することで、内側基部74を端子挿通孔125内に保持している。
Next, FIG. 4 shows the structure of the inner terminal 71 in a state where the heater 15 is accommodated. The inner terminal 71 is elongated from the front end to the rear end, and is integrally formed by bending a metal thin plate (corrosion-resistant heat-resistant superalloy plate) punched into a predetermined shape.
An inner base portion 74 is formed at the rear end side of the inner terminal 71, and an inner connector portion 75 that is caulked and connected to the core wire of the lead wire 41 is disposed at the rear end of the inner base portion 74. An inner bent portion 74a that is bent stepwise toward the front side (the side on which the inner fitting portion 73 protrudes from the plate surface of the inner base portion 74) is formed at the tip of the inner base portion 74, and the tip of the inner bent portion 74a is formed. Is connected to the inner fitting portion 73. Further, an inner wide portion 76 that is wider than other portions is formed on the rear end side of the inner base portion 74 from the inner bent portion 74a. The central portion of the inner wide portion 76 is punched into a U-shape with the rear end fixed, and the inner punched portion 76a is cut out on the back side (surface opposite to the front surface) of the inner wide portion 76.
When the inner base portion 74 is inserted into the terminal insertion hole 125 of the separator 121, the width of the inner wide portion 76 is slightly narrower than the distance between the two lateral hole portions 125a in FIG. 74 is positioned in the terminal fitting hole 125 with play. Further, the inner punched portion 76a abuts against the outer end wall of the terminal insertion hole 125, and the inner wide portion 76 is pressed against the inner wall side of both lateral hole portions 125a by the spring force, whereby the inner base portion 74 is pressed to the terminal insertion hole 125. Hold in.

内側嵌合部73は後端と先端とを結ぶ軸線を中心とする筒状をなし、かつ内側基部74と反対側に母線に沿った切れ込み部Mを有している。従って、この軸線に垂直な面で切断したとき、内側嵌合部73は略C字形をなしている。内側嵌合部73の外径は、センサ素子3の内径より大きく、内側嵌合部73をセンサ素子3内に圧入した際にバネ力によって内側嵌合部73が弾性的に拡開し、センサ素子3の内側電極に押圧されるようになっている。
又、内側嵌合部73の後端向き面73bは、径方向に平行な面となっていて、詳しくは後述するように、セパレータ121の先端向き面121fの内側接触面R1に接触したときに径方向への内側嵌合部73の動きを妨げないようになっている。
一方、内側嵌合部73の先端側には、先細りに縮径する2本の縮径部84が脚状に延びている。各縮径部84はセンサ素子3内に最初に挿入され、縮径部84に誘導されて内側嵌合部73がセンサ素子3内に圧入されるようになっている。
The inner fitting portion 73 has a cylindrical shape centering on an axis connecting the rear end and the front end, and has a cut portion M along the generatrix on the side opposite to the inner base portion 74. Therefore, when cut along a plane perpendicular to the axis, the inner fitting portion 73 is substantially C-shaped. The outer diameter of the inner fitting portion 73 is larger than the inner diameter of the sensor element 3, and when the inner fitting portion 73 is press-fitted into the sensor element 3, the inner fitting portion 73 is elastically expanded by a spring force, and the sensor The inner electrode of the element 3 is pressed.
Further, the rear end facing surface 73b of the inner fitting portion 73 is a surface parallel to the radial direction, and, as will be described in detail later, when contacting the inner contact surface R1 of the front end facing surface 121f of the separator 121. The movement of the inner fitting portion 73 in the radial direction is not hindered.
On the other hand, two reduced diameter portions 84 that taper down on the distal end side of the inner fitting portion 73 extend in a leg shape. Each reduced diameter portion 84 is first inserted into the sensor element 3 and is guided by the reduced diameter portion 84 so that the inner fitting portion 73 is press-fitted into the sensor element 3.

そして、内側嵌合部73の内側にヒータ15の軸線方向中央近傍を収容する。ヒータ15の後端側外面にはヒータ通電のための2個の電極パッド15a(図では1個のみ表示)が形成され、電極パッド15には、導電性の接合部材50の接合部53がロウ付けされている。接合部材50は接合部53より後端側でヒータ15の径方向外側に段状に拡開しつつ軸線方向に延び、接合部材50の後端のコネクタ部55がリード線43の芯線に加締め接続される。このようにして、内側端子71の内側嵌合部73の内側にヒータ15が収容され、内側端子71の後端側にそれぞれコネクタ部75、コネクタ部55、コネクタ部55が径方向に90度の角度をなして位置している。
なお、絶縁体からなるヒータ15の先端には発熱抵抗体(図示せず)が埋設されており、発熱抵抗体からの1対の端子が各電極パッド15aにそれぞれ接続されている。
Then, the vicinity of the center in the axial direction of the heater 15 is accommodated inside the inner fitting portion 73. Two electrode pads 15a (only one is shown in the figure) for energizing the heater are formed on the outer surface on the rear end side of the heater 15, and the bonding portion 53 of the conductive bonding member 50 is connected to the electrode pad 15. It is attached. The joining member 50 extends in the axial direction while expanding stepwise outwardly in the radial direction of the heater 15 on the rear end side from the joining portion 53, and the connector portion 55 at the rear end of the joining member 50 is crimped to the core wire of the lead wire 43. Connected. In this way, the heater 15 is accommodated inside the inner fitting portion 73 of the inner terminal 71, and the connector portion 75, the connector portion 55, and the connector portion 55 are 90 degrees in the radial direction on the rear end side of the inner terminal 71, respectively. It is located at an angle.
A heating resistor (not shown) is embedded at the tip of the heater 15 made of an insulator, and a pair of terminals from the heating resistor is connected to each electrode pad 15a.

次に、図5を参照し、端子挿通孔126に挿入される外側端子91の構成を説明する。外側端子91は内側端子71と同様、先端から後端に細長く延び、金属薄板を曲げ加工して一体に形成されている。外側端子91の外側基部94の構成は内側基部74とほぼ同一であり、外側コネクタ部95、外側広幅部96及び外側打ち抜き部96aの構成もそれぞれ内側コネクタ部75、内側広幅部76及び内側打ち抜き部76aと同一であるので説明を省略する。又、内側端子71と同様、外側基部94を端子挿通孔126に挿入した際、外側広幅部96が図2の両横孔部126aの間に収容される。そして、外側打ち抜き部96aが端子挿通孔126の外端壁に当接し、そのバネ力によって外側広幅部96を両横孔部126aの内壁側に押圧し、外側基部94を端子挿通孔126内に保持している。   Next, the configuration of the outer terminal 91 inserted into the terminal insertion hole 126 will be described with reference to FIG. Similar to the inner terminal 71, the outer terminal 91 is elongated from the front end to the rear end, and is integrally formed by bending a thin metal plate. The configuration of the outer base portion 94 of the outer terminal 91 is substantially the same as that of the inner base portion 74, and the configurations of the outer connector portion 95, the outer wide portion 96, and the outer punched portion 96a are also the inner connector portion 75, the inner wide portion 76, and the inner punched portion, respectively. Since it is the same as 76a, the description is omitted. Similarly to the inner terminal 71, when the outer base 94 is inserted into the terminal insertion hole 126, the outer wide portion 96 is accommodated between both lateral hole portions 126 a in FIG. 2. Then, the outer punched portion 96 a abuts against the outer end wall of the terminal insertion hole 126, and the outer wide portion 96 is pressed against the inner wall side of both lateral hole portions 126 a by the spring force, and the outer base portion 94 is inserted into the terminal insertion hole 126. keeping.

一方、外側基部94先端の外側屈曲部94aは、背面側(外側基部94の面から外側嵌合部93が突出する側と反対面側)に段状に屈曲し、外側屈曲部94aの先端が外側嵌合部93に接続されている。外側嵌合部93は、軸線に垂直な面で切断したときに略C字形をなし、外側基部94と反対側に母線に沿った切れ込み部Mを有している。そして、外側嵌合部93の外径は、センサ素子3の外径より小さく、外側嵌合部93をセンサ素子3に外嵌して弾性的に拡開した際にバネ力によって外側嵌合部93が縮まり、センサ素子3の外側電極に押圧されるようになっている。
又、外側嵌合部93の後端向き面93bは、径方向に平行な面となっていて、詳しくは後述するように、セパレータ121の先端向き面121fの外側接触面R2に接触したときに径方向への外側嵌合部93の動きを妨げないようになっている。
さらに、外側嵌合部93における先端側には、この先端部を外側嵌合部93の径方向外側に向かって折り返した片状のガイド部98が放射状に合計8個(図5では3つのみ図示)形成されている。ガイド部98の先端は、外側嵌合部93先端からさらに先端に向かって下がり、外側嵌合部93をセンサ素子3に外嵌する際のガイドとなっている。
On the other hand, the outer bent portion 94a at the distal end of the outer base portion 94 is bent stepwise on the back side (the side opposite to the side where the outer fitting portion 93 protrudes from the surface of the outer base portion 94). It is connected to the outer fitting part 93. The outer fitting portion 93 has a substantially C shape when cut along a plane perpendicular to the axis, and has a cutout portion M along the generatrix on the side opposite to the outer base portion 94. And the outer diameter of the outer fitting part 93 is smaller than the outer diameter of the sensor element 3, and when the outer fitting part 93 is externally fitted to the sensor element 3 and elastically expanded, the outer fitting part is caused by a spring force. 93 is shrunk and is pressed against the outer electrode of the sensor element 3.
Further, the rear end facing surface 93b of the outer fitting portion 93 is a surface parallel to the radial direction, and, as will be described in detail later, when contacting the outer contact surface R2 of the front end facing surface 121f of the separator 121. The movement of the outer fitting portion 93 in the radial direction is not hindered.
Furthermore, a total of eight piece-like guide portions 98 in which the tip portion is folded back radially outward of the outer fitting portion 93 (only three in FIG. 5) are provided on the distal end side of the outer fitting portion 93. (Illustrated) formed. The distal end of the guide portion 98 is further lowered from the distal end of the outer fitting portion 93 toward the distal end, and serves as a guide when the outer fitting portion 93 is externally fitted to the sensor element 3.

次に、内側端子71、外側端子91及びヒータ15のセパレータ121への組み付けについて、以下に説明する。まず、予め2本のリード線41及び2本のヒータリード線43を、グロメット131を通してセパレータ121の後端側からヒータリード挿通孔123、124、及び端子挿通孔125、126に通す。そして、セパレータ121の先端側に配置した内側端子71、外側端子91の内側コネクタ部75、外側コネクタ部95に、リード線41の先端を加締め接続する。同様に、内側端子71内に収容したヒータ15の各コネクタ部55、55に、2本のヒータリード線43の先端をそれぞれ加締め接続する。   Next, assembly of the inner terminal 71, the outer terminal 91, and the heater 15 to the separator 121 will be described below. First, the two lead wires 41 and the two heater lead wires 43 are passed through the grommet 131 from the rear end side of the separator 121 through the heater lead insertion holes 123 and 124 and the terminal insertion holes 125 and 126 in advance. Then, the leading end of the lead wire 41 is crimped and connected to the inner terminal 71 disposed on the leading end side of the separator 121, the inner connector portion 75 of the outer terminal 91, and the outer connector portion 95. Similarly, the ends of the two heater lead wires 43 are caulked and connected to the respective connector portions 55 and 55 of the heater 15 accommodated in the inner terminal 71.

そして、図6に示したように、内側にヒータ15を収容した内側端子71の内側基部74を、セパレータ121の端子挿通孔125に挿入すると、セパレータ121の先端向き面121fのうち内側接触面R1に内側嵌合部73の後端向き面73bが当接し、内側基部74がそれ以上挿入されずに位置決めされ、内側端子71が係止される。
次に、内側端子71の外側に配した外側端子91の外側基部94を端子挿通孔126に挿入すると、セパレータ121の先端向き面121fのうち外側接触面R2に外側嵌合部93の後端向き面93bが当接し、それ以上挿入されずに内側端子91が係止される。
As shown in FIG. 6, when the inner base portion 74 of the inner terminal 71 that houses the heater 15 is inserted into the terminal insertion hole 125 of the separator 121, the inner contact surface R <b> 1 of the tip-facing surface 121 f of the separator 121. The rear end facing surface 73b of the inner fitting portion 73 comes into contact with the inner fitting portion 73, the inner base portion 74 is positioned without being inserted any more, and the inner terminal 71 is locked.
Next, when the outer base portion 94 of the outer terminal 91 disposed outside the inner terminal 71 is inserted into the terminal insertion hole 126, the outer contact surface R2 of the front end facing surface 121f of the separator 121 faces the rear end of the outer fitting portion 93. The surface 93b contacts and the inner terminal 91 is locked without being inserted any further.

ここで、内側端子71及び外側端子91をセパレータ121に組み付けた際、内側嵌合部73、外側嵌合部93の軸心がセパレータ121の軸心に対してずれることがある。これは、上述のように各端子71,91が組み付け前にもともとねじれている等により変形していたり、セパレータ121の挿通孔125、126と各基部74,94の間に遊びが設けられているために組み付け後も内側端子71や外側端子91が挿通孔内で動くことに起因する。
図7(a)は、セパレータ121に組み付け後に、外側端子91の外側嵌合部93の軸心C2が、セパレータ121の軸心Cに対して左側にずれた場合を例示した断面図である。
Here, when the inner terminal 71 and the outer terminal 91 are assembled to the separator 121, the axes of the inner fitting portion 73 and the outer fitting portion 93 may be displaced from the axis of the separator 121. This is because the terminals 71 and 91 are originally twisted before assembly as described above, or play is provided between the insertion holes 125 and 126 of the separator 121 and the bases 74 and 94. For this reason, the inner terminal 71 and the outer terminal 91 move within the insertion hole even after assembly.
7A is a cross-sectional view illustrating a case where the axis C2 of the outer fitting portion 93 of the outer terminal 91 is shifted to the left with respect to the axis C of the separator 121 after being assembled to the separator 121. FIG.

図7(a)のように外側嵌合部93の軸心C2がセパレータ121の軸心Cに対してずれている場合、外側嵌合部93の後端向き面93bの一部がセパレータ121の先端向き面121fに接触する片当りの状態となる。なお、図7(a)においては、外側嵌合部93の後端向き面93bの右側がセパレータ121の先端向き面121fに接触した片当りの状態である。このような状態でさらに外側端子91をセパレータ121に組み付けると、セパレータ121の先端向き面121fが先端側に向かって窄む凸状のテーパ面となっているため、両者の軸心C、C2を合わせるように外側嵌合部93が径方向(図7の紙面左右方向)に移動することができる。なお、図7(a)においては、紙面右側に向かって外側嵌合部93が移動することになる。その結果、図7(b)のように、両者の軸心C、C2の軸が合うことで、軸ずれを解消することができる。   When the axial center C2 of the outer fitting portion 93 is displaced from the axial center C of the separator 121 as shown in FIG. It will be in the state per piece which contacts 121f of front-facing surfaces. In FIG. 7A, the right side of the rear end facing surface 93 b of the outer fitting portion 93 is in a single contact state where it contacts the front end facing surface 121 f of the separator 121. When the outer terminal 91 is further assembled to the separator 121 in such a state, the tip-facing surface 121f of the separator 121 is a convex taper surface that narrows toward the tip side. The outer fitting portion 93 can move in the radial direction (left and right direction in FIG. 7) so as to match. In FIG. 7A, the outer fitting portion 93 moves toward the right side of the drawing. As a result, as shown in FIG. 7B, the shaft misalignment can be eliminated by aligning the axes of the axes C and C2.

その後、従来技術と同様に、セパレータアセンブリA、素子アセンブリBが作製され、両者を組み付ける。
この際、図8(a)に示すように、セパレータ121の軸心C及び外側端子91の外側嵌合部93の軸心C2と、センサ素子の軸心C3とがずれていることがある。なお、図8(a)においては、セパレータ121の軸心C及び外側端子91の外側嵌合部93の軸心C2が、センサ素子3の軸心C3より左側にずれた状態を示す。このような状態で、外側嵌合部93をセンサ素子3に外嵌すると、セパレータ121の先端向き面121f(接触面)が先端側に向かって窄む凸状のテーパ面となっているため、外側嵌合部93の軸心C2とセンサ素子3の軸心C3とを合わせるように外側嵌合部93が径方向(図8の紙面左右方向)に移動することができる。なお、図8(a)においては、紙面右側に向かって外側嵌合部93が移動することになる。その結果、図8(b)のように、両者の軸心C2、C3の軸が合うことで、軸ずれを解消することができる。その結果、センサ素子3の欠損、外側端子91の変形を防止できる。
Thereafter, as in the prior art, a separator assembly A and an element assembly B are manufactured and assembled together.
At this time, as shown in FIG. 8A, the axis C of the separator 121 and the axis C2 of the outer fitting portion 93 of the outer terminal 91 may be displaced from the axis C3 of the sensor element. 8A shows a state where the axis C of the separator 121 and the axis C2 of the outer fitting portion 93 of the outer terminal 91 are shifted to the left from the axis C3 of the sensor element 3. FIG. In such a state, when the outer fitting portion 93 is externally fitted to the sensor element 3, the tip-facing surface 121f (contact surface) of the separator 121 is a convex tapered surface that narrows toward the tip side. The outer fitting portion 93 can move in the radial direction (left and right direction in FIG. 8) so that the axis C2 of the outer fitting portion 93 and the axis C3 of the sensor element 3 are aligned. In FIG. 8A, the outer fitting portion 93 moves toward the right side of the drawing. As a result, as shown in FIG. 8B, the shaft misalignment can be eliminated by aligning the axes of the axial centers C2 and C3. As a result, loss of the sensor element 3 and deformation of the outer terminal 91 can be prevented.

なお、上記した説明では、外側端子91の嵌合部93がずれた場合について説明したが、内側端子71の内側嵌合部73がずれた場合についても、同様にテーパ面の作用により、内側嵌合部73とセンサ素子3との軸心のずれを解消した状態で、内側嵌合部73をセンサ素子3に内嵌することができる。   In the above description, the case where the fitting portion 93 of the outer terminal 91 is displaced has been described. However, when the inner fitting portion 73 of the inner terminal 71 is displaced, the inner fitting is similarly performed by the action of the tapered surface. The inner fitting portion 73 can be fitted into the sensor element 3 in a state where the shift of the axial center between the joint portion 73 and the sensor element 3 is eliminated.

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。例えば、セパレータとしては、図9に示したような形状のものを用いてもよい。ここで、図9に示すセパレータ221は、自身の先端向き面221fが後端側に向かって窄む凹状の曲面になっていて、この曲面の一部に内側嵌合部73及び外側嵌合部93の後端向き面73b、93bが線接触するようになっている。セパレータ221のヒータ挿通孔122、ヒータリード挿通孔123、124、端子挿通孔125、126については、セパレータ121と同様であるので説明を省略する。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but extends to various modifications and equivalents included in the spirit and scope of the present invention. For example, a separator having a shape as shown in FIG. 9 may be used. Here, the separator 221 shown in FIG. 9 has a concave curved surface in which its front end facing surface 221f is narrowed toward the rear end side, and an inner fitting portion 73 and an outer fitting portion are formed on a part of the curved surface. The rear end facing surfaces 73b and 93b of the 93 are in line contact. Since the heater insertion hole 122, the heater lead insertion holes 123 and 124, and the terminal insertion holes 125 and 126 of the separator 221 are the same as those of the separator 121, description thereof is omitted.

さらに、図9に示す曲面のセパレータ221の先端向き面221fの代わりに、先端向き面221fが後端側に向かって窄まるテーパ面であってもよい。
同様に、上記実施形態では、セパレータ121の先端向き面121fはテーパ面であったが、先端側に向かって窄まる凸状の曲面であってもよい。
さらに、上記実施形態では、先端向き面121fに設けられた接触面のうち、内側端子71及び外側端子91の各嵌合部73,93に接する両方の接触面R1,R2が共にテーパ面に形成されていたが、接触面R1,R2の少なくとも一方がテーパ面に形成されていればよい。
Furthermore, instead of the front-facing surface 221f of the curved separator 221 shown in FIG. 9, the front-facing surface 221f may be a tapered surface that narrows toward the rear end side.
Similarly, in the above embodiment, the tip-facing surface 121f of the separator 121 is a tapered surface, but may be a convex curved surface that narrows toward the tip side.
Furthermore, in the said embodiment, both contact surface R1, R2 which contact | connects each fitting part 73, 93 of the inner side terminal 71 and the outer side terminal 91 among the contact surfaces provided in the front end surface 121f is formed in a taper surface. However, it is sufficient that at least one of the contact surfaces R1 and R2 is formed as a tapered surface.

3 センサ素子
20 金具本体
32 内側電極
34 外側電極
71 内側端子
91 外側端子
73 内側嵌合部
93 外側嵌合部
74 内側基部
94 外側基部
100 ガスセンサ
121、221 セパレータ
121f、221f セパレータの先端向き面
125、126 端子挿通孔
O 軸線
3 sensor element 20 metal fitting body 32 inner electrode 34 outer electrode 71 inner terminal 91 outer terminal 73 inner fitting portion 93 outer fitting portion 74 inner base portion 94 outer base portion 100 gas sensor 1211, 221 separator 121f, 221f leading end surface 125 of separator, 126 Terminal insertion hole O Axis

Claims (2)

軸線方向に延び、自身の内周面及び外周面にそれぞれ内側電極及び外側電極を有する筒状のセンサ素子と、
前記センサ素子を取り囲む筒状の金具本体と、
前記センサ素子の後端側に内嵌されると共に、前記内側電極に接触する断面略C字状の内側嵌合部、及び該内側嵌合部の後端側に接続すると共に、前記軸線方向の後端側に向かって延びる内側基部を備える内側端子と、
前記センサ素子の後端側に外嵌されると共に、前記外側電極に接触する断面略C字状の外側嵌合部、及び該外側嵌合部の後端側に接続すると共に、前記軸線方向の後端側に向かって延びる外側基部を備える外側端子と、
前記センサ素子よりも後端側に配置され、前記内側基部及び前記外側基部がそれぞれ挿入される挿通孔を有するセパレータと、を備えたガスセンサにおいて、
前記セパレータの先端向き面の一部には、前記内側端子の前記内側嵌合部及び前記外側端子の前記外側嵌合部がそれぞれ接する内側接触面及び外側接触面が設けられ、
前記内側接触面及び前記外側接触面のうちの少なくとも一方は、前記軸線に交差する曲面又は前記軸線に交差するテーパ面に形成されているガスセンサ。
A cylindrical sensor element extending in the axial direction and having an inner electrode and an outer electrode on its inner and outer peripheral surfaces, and
A cylindrical metal fitting body surrounding the sensor element;
The sensor element is fitted into the rear end side of the sensor element, is connected to the inner fitting portion having a substantially C-shaped cross section in contact with the inner electrode, and the rear end side of the inner fitting portion. An inner terminal having an inner base extending toward the rear end side;
The sensor element is fitted on the rear end side of the sensor element, is connected to the outer fitting portion having a substantially C-shaped cross section that contacts the outer electrode, and the rear end side of the outer fitting portion. An outer terminal having an outer base extending toward the rear end side;
In the gas sensor comprising: a separator that is disposed on the rear end side of the sensor element and has an insertion hole into which the inner base portion and the outer base portion are respectively inserted.
An inner contact surface and an outer contact surface that are in contact with the inner fitting portion of the inner terminal and the outer fitting portion of the outer terminal, respectively, are provided on a part of the tip-facing surface of the separator,
At least one of the inner contact surface and the outer contact surface is a gas sensor formed on a curved surface that intersects the axis or a tapered surface that intersects the axis.
前記内側接触面及び外側接触面のうちの少なくとも一方は、前記軸線方向の先端側に向かって窄まる凸状の曲面又はテーパ面に形成されている請求項1に記載のガスセンサ。   2. The gas sensor according to claim 1, wherein at least one of the inner contact surface and the outer contact surface is formed as a convex curved surface or a tapered surface that narrows toward a tip end side in the axial direction.
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