JP2024026034A - gas sensor - Google Patents

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英成 松本
Hidenari Matsumoto
孫超 劉
Sun Chao Liu
昌史 野村
Masashi Nomura
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Abstract

To provide a gas sensor capable of reducing displacement of a sensor element of a terminal metal fitting in a width direction and achieving reliable electrical connection between a terminal metal fitting and an electrode pad of the sensor element.SOLUTION: The gas sensor comprises: a sensor element 21 extending in an axial direction and including an electrode pad 24; a terminal metal fitting 75 connected to the electrode pad via a contact part C1; and a cylindrical separator 91 holding a rear end side of the terminal metal fitting. The terminal metal fitting includes a stopper part 75p extending in a direction intersecting the axial direction. The contact part and the stopper part are stored in the separator. In a pair of one electrode pad 751 and one terminal metal fitting 241 connected to the same, when viewed in the width direction of the sensor element, DA>DB is satisfied, where an end of the electrode pad closest to one inner surface 91si of the separator is defined as pad end, distance between the pad end and the contact part is defined as DA, and distance between one inner surface of the separator and a tip of the stopper part is defined as DB.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、被検出ガスの濃度を検出するセンサ素子と端子金具とを備えたガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor that includes a sensor element that detects the concentration of a gas to be detected and a terminal fitting.

自動車等の排気ガス中の酸素や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板状のセンサ素子を有するものが知られている。
この種のガスセンサとして、板状のセンサ素子の対向する主面の後端側に複数の電極パッド(電極端子部)を設け、この電極パッドのそれぞれに棒状(ワイヤ状)の端子金具を電気的に接触させてセンサ素子からのセンサ出力信号を外部に取り出したり、センサ素子に積層されたヒータに給電するものが広く用いられている(特許文献1)。
この端子金具は、電極パッドに接触するバネ接触部と、バネ接触部から折り返されるバネ保持部とを有しており、バネ保持部はセパレータ(絶縁碍子)に保持されている。
2. Description of the Related Art Gas sensors that detect the concentration of oxygen and NOx in exhaust gas from automobiles and the like are known to have a plate-shaped sensor element using a solid electrolyte.
In this type of gas sensor, a plurality of electrode pads (electrode terminal parts) are provided on the rear end side of the opposing main surfaces of a plate-shaped sensor element, and a bar-shaped (wire-shaped) terminal fitting is attached to each of the electrode pads. A device that is brought into contact with a sensor element to extract a sensor output signal from the sensor element to the outside or to supply power to a heater laminated on the sensor element is widely used (Patent Document 1).
This terminal fitting has a spring contact portion that contacts the electrode pad, and a spring holding portion that is folded back from the spring contact portion, and the spring holding portion is held by a separator (insulator).

特開2017-116273号公報JP 2017-116273 Publication

ところで、センサ素子の幅方向に見て、例えば棒状の端子金具におけるバネ接触部は電極パッドにほぼ点接触している。このため、ガスセンサの組付け時や使用中の振動等によってバネ接触部が幅方向に振れると、電極パッドとの接続が切断され、電気的接続の信頼性が低下するおそれがある。 By the way, when viewed in the width direction of the sensor element, the spring contact portion of, for example, a rod-shaped terminal fitting is in almost point contact with the electrode pad. Therefore, if the spring contact portion swings in the width direction due to vibrations during assembly or use of the gas sensor, there is a risk that the connection with the electrode pad will be severed, reducing the reliability of the electrical connection.

そこで、本発明は、端子金具のセンサ素子の幅方向へのズレを低減し、端子金具と、センサ素子の電極パッドとを確実に電気的接続することができるガスセンサを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a gas sensor that can reduce misalignment of a terminal fitting in the width direction of a sensor element and ensure electrical connection between the terminal fitting and an electrode pad of a 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、後端側外表面に電極パッドを有するセンサ素子と、前記軸線方向に延び、前記電極パッドに接触部を介して電気的に接続される端子金具と、前記軸線方向に延び、前記端子金具の後端側を保持する筒状のセパレータと、を備えるガスセンサであって、前記端子金具は、、前記軸線方向に交差する方向に伸びるストッパ部を備え、前記接触部及び前記ストッパ部が前記セパレータの内部に収容され、一の前記電極パッドと、それに接続される一の前記端子金具との組において、前記センサ素子の幅方向に沿って見たとき、前記セパレータの一方の内面と最も近い前記一の電極パッドの端部をパッド端とし、前記パッド端と前記接触部との距離をDAとし、前記セパレータの前記一方の内面と前記ストッパ部との距離をDBとしたとき、DA>DBを満たすことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the gas sensor of the present invention includes a sensor element that extends in the axial direction and has an electrode pad on the rear end side outer surface, and a sensor element that extends in the axial direction and connects the electrode pad electrically through a contact portion. A gas sensor comprising a terminal fitting to be connected, and a cylindrical separator extending in the axial direction and holding a rear end side of the terminal fitting, wherein the terminal fitting extends in a direction intersecting the axial direction. The contact portion and the stopper portion are housed inside the separator, and in the pair of one of the electrode pads and one of the terminal fittings connected thereto, the contact portion and the stopper portion extend in the width direction of the sensor element. When viewed along the line, the end of the one electrode pad closest to one inner surface of the separator is defined as a pad end, the distance between the pad end and the contact portion is DA, and the one inner surface of the separator It is characterized in that DA>DB is satisfied, where DB is a distance from the stopper portion.

ガスセンサの組付け時や使用中の振動等によってバネ接触部が幅方向に振れると、振れが最大になったときに、ストッパ部がセパレータの内面に当接するが、このときの最大振れ幅がDBとなる。
一方、このガスセンサによれば、パッド端と接触部との距離DAはDBより大きい。このようにすると、仮にバネ接触部の振れが最大になってストッパ部が内面に当接したときでも、依然として接触部はパッド端よりも内側に位置する(つまり、接触部は電極パッドとの接触を維持する)から、端子金具(特に棒状)の電極パッドとの接続が切断されて電気的接続の信頼性が低下することを抑制できる。
If the spring contact part swings in the width direction due to vibrations during assembly or use of the gas sensor, the stopper part will come into contact with the inner surface of the separator when the swing reaches its maximum, but the maximum swing width at this time is DB. becomes.
On the other hand, according to this gas sensor, the distance DA between the pad end and the contact portion is larger than DB. In this way, even if the deflection of the spring contact part reaches its maximum and the stopper part comes into contact with the inner surface, the contact part will still be located inside the pad end (in other words, the contact part will not be in contact with the electrode pad). ), it is possible to prevent the connection between the terminal fitting (particularly rod-shaped) and the electrode pad from being disconnected and the reliability of the electrical connection from decreasing.

本発明のガスセンサにおいて、前記径方向に沿って、前記ストッパ部は、前記接触部と異なる位置に設けられていてよい。
このガスセンサによれば、セパレータの内面形状等に応じて、接触部と異なる位置にストッパ部を設けることができ、設計の自由度が増すことになる。
In the gas sensor of the present invention, the stopper portion may be provided at a different position from the contact portion along the radial direction.
According to this gas sensor, the stopper part can be provided at a position different from the contact part depending on the inner surface shape of the separator, etc., and the degree of freedom in design is increased.

本発明のガスセンサにおいて、前記端子金具は、棒状であってもよい。
棒状の端子金具は、センサ素子の幅方向へズレ易いので、本発明を有効に適用できる。
In the gas sensor of the present invention, the terminal fitting may be rod-shaped.
The present invention can be effectively applied to rod-shaped terminal fittings because they tend to shift in the width direction of the sensor element.

この発明によれば、端子金具のセンサ素子の幅方向へのズレを低減し、端子金具と、センサ素子の電極パッドとを確実に電気的接続することができるガスセンサを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a gas sensor that can reduce misalignment of the terminal fitting in the width direction of the sensor element and can reliably electrically connect the terminal fitting and the electrode pad of the sensor element.

本発明の実施形態にかかるガスセンサの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas sensor according to an embodiment of the present invention. 図1のA-A線に沿う断面図である。2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1. FIG. 端子金具の斜視図である。It is a perspective view of a terminal metal fitting. 端子金具の変形例の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a modification of the terminal fitting. 端子金具のストッパ部が、センサ素子の幅方向におけるセパレータの内面のうち遠い側の内面に向かって伸びる例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example in which a stopper portion of a terminal fitting extends toward an inner surface on a far side among the inner surfaces of a separator in the width direction of a sensor element.

本発明の実施形態について、図1~図3に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態にかかるガスセンサ1の断面図、図2は図1のA-A線に沿う断面図、図3は端子金具75の斜視図である。 Embodiments of the present invention will be described in detail based on FIGS. 1 to 3. 1 is a sectional view of a gas sensor 1 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of a terminal fitting 75.

図1において、ガスセンサ(NOxセンサ)1は、センサ素子21と、軸線O方向に貫通してセンサ素子21を挿通させる貫通孔32を有するホルダ(セラミックホルダ)30と、セラミックホルダ30の径方向周囲を取り囲むハウジング11と、セパレータ91とを備えている。
センサ素子21のうち、検知部22が形成された先端寄り部位が、セラミックホルダ30より先端に突出している。
セラミックホルダ30の貫通孔32の後端側には、貫通孔32に連通する充填用穴30hが形成されており、センサ素子21は、充填用穴30hにシール材(本例では滑石)41を充填することによって、セラミックホルダ30の貫通孔32内に気密に保持されている。
セラミックホルダ30の後端側には、複数の端子金具75、76を保持するセパレータ91が配置されている。セパレータ91は、有底円筒状をなし、後端側が底部91eになっている。
In FIG. 1, a gas sensor (NOx sensor) 1 includes a sensor element 21, a holder (ceramic holder) 30 having a through hole 32 extending in the direction of an axis O and through which the sensor element 21 is inserted, and a radial periphery of the ceramic holder 30. A housing 11 that surrounds the housing 11 and a separator 91 are provided.
A portion of the sensor element 21 near the tip where the detection portion 22 is formed protrudes from the ceramic holder 30 toward the tip.
A filling hole 30h that communicates with the through hole 32 is formed on the rear end side of the through hole 32 of the ceramic holder 30, and the sensor element 21 applies a sealing material (talc in this example) 41 to the filling hole 30h. By filling, the through hole 32 of the ceramic holder 30 is held airtight.
A separator 91 that holds a plurality of terminal fittings 75 and 76 is arranged on the rear end side of the ceramic holder 30. The separator 91 has a cylindrical shape with a bottom, and the rear end side is a bottom portion 91e.

図2に示すように、セパレータ91の側壁91sの内側には、端子金具75,76を保持するための保持溝91rが、軸線O方向に沿って複数形成されている。
なお、端子金具75は径方向外側に広がる屈曲部75sを有し、セパレータ91の側壁91sの内側には、屈曲部75sに係止するための斜めに向いた対向壁91pが形成されている。
端子金具75は、センサ素子21の幅方向の両端側にそれぞれ1つずつ配置され、端子金具76は、センサ素子21の幅方向の中央に1つ配置されている。
As shown in FIG. 2, inside the side wall 91s of the separator 91, a plurality of holding grooves 91r for holding the terminal fittings 75, 76 are formed along the axis O direction.
The terminal fitting 75 has a bent portion 75s that extends outward in the radial direction, and an obliquely facing wall 91p is formed inside the side wall 91s of the separator 91 to engage with the bent portion 75s.
One terminal fitting 75 is arranged at each end of the sensor element 21 in the width direction, and one terminal fitting 76 is arranged at the center of the sensor element 21 in the width direction.

また、セパレータ91の中心部分には、センサ素子21が配置される中心孔91hが形成されており、複数の保持溝91rは、中心孔91hに連通している。そして、端子金具75,76は、保持溝91r及び中心孔91hを介してセンサ素子21の電極パッド24(図1)に接触している。
なお、セパレータ91の底部91eには、端子金具75,76の挿通孔(図示せず)が形成されている。
Further, a center hole 91h in which the sensor element 21 is disposed is formed in the center portion of the separator 91, and the plurality of holding grooves 91r communicate with the center hole 91h. The terminal fittings 75 and 76 are in contact with the electrode pad 24 (FIG. 1) of the sensor element 21 via the holding groove 91r and the center hole 91h.
Note that the bottom portion 91e of the separator 91 is formed with insertion holes (not shown) for the terminal fittings 75 and 76.

図1に戻り、センサ素子21の後端寄り部位はセラミックホルダ30及びハウジング11より後方に突出しており、その後端寄り部位に形成された各電極パッド24に端子金具75、76が圧接され、電気的に接続されている。
なお、端子金具76は、端子金具75よりも先端側に配置されている。また、端子金具76と接触部C2を介して電気的に接続される電極パッド24も、端子金具75と接触部C1を介して電気的に接続される電極パッド24よりも先端側に配置されている。
一方、端子金具75、76の後端側はリード線71に接続され、リード線71はシール材85を通して外部に引き出されている。
また、電極パッド24を含むセンサ素子21の後端寄り部位は、外筒81でカバーされている。以下、さらに詳細に説明する。
Returning to FIG. 1, a portion near the rear end of the sensor element 21 protrudes rearward from the ceramic holder 30 and the housing 11, and terminal fittings 75 and 76 are press-contacted to each electrode pad 24 formed at the portion near the rear end. connected.
Note that the terminal fitting 76 is arranged closer to the tip than the terminal fitting 75. Further, the electrode pad 24 that is electrically connected to the terminal fitting 76 via the contact portion C2 is also arranged closer to the tip side than the electrode pad 24 that is electrically connected to the terminal fitting 75 via the contact portion C1. There is.
On the other hand, the rear end sides of the terminal fittings 75 and 76 are connected to a lead wire 71, and the lead wire 71 is drawn out through a sealing material 85.
Further, a portion near the rear end of the sensor element 21 including the electrode pad 24 is covered by an outer cylinder 81. This will be explained in more detail below.

センサ素子21は軸線O方向に延びると共に、測定対象に向けられる先端側(図示下側)に、検知用電極等(図示せず)からなり被検出ガス中の特定ガス成分を検出する検知部22を備えた帯板状(板状)をなしている。センサ素子21の横断面は、先後において一定の大きさの長方形(矩形)をなし、セラミック(固体電解質等)を主体として細長いものとして形成されている。
このセンサ素子21自体は、従来公知のものと同じものであり、固体電解質(部材)の先端寄り部位に検知部22をなす一対の検知用電極が配置され、これに連なり後端寄り部位には、検知用出力取り出し用のリード線71接続用の電極パッド24が露出形成されている。
The sensor element 21 extends in the direction of the axis O, and has a detection section 22 on the tip side facing the measurement target (lower side in the figure) that includes a detection electrode or the like (not shown) and detects a specific gas component in the gas to be detected. It has a band-like (plate-like) shape. The cross section of the sensor element 21 has a rectangular shape with a constant size from front to back, and is formed as an elongated object mainly made of ceramic (solid electrolyte, etc.).
This sensor element 21 itself is the same as a conventionally known one, and a pair of detection electrodes constituting the detection part 22 are arranged at a portion near the tip of the solid electrolyte (member), and a pair of detection electrodes constituting the detection section 22 are arranged at a portion near the rear end of the solid electrolyte (member). , an electrode pad 24 for connecting a lead wire 71 for taking out a detection output is exposed.

また、本例では、センサ素子21のうち、固体電解質(部材)に積層状に形成されたセラミック材の先端寄り部位内部にヒータ(図示せず)が設けられており、後端寄り部位には、このヒータへの電圧印加用のリード線71接続用の電極パッド24が露出形成されている。
図示はしないが、これら電極パッド24は縦長矩形に形成され、例えばセンサ素子21の後端寄り部位において、帯板の幅広面(両面)に3つ又は2つの電極端子が横に並んでいる。
なお、センサ素子21の検知部22に、アルミナ又はスピネル等からなる多孔質の保護層(図示せず)が被覆されている。
Furthermore, in this example, a heater (not shown) is provided inside a portion of the sensor element 21 near the tip of the ceramic material laminated on the solid electrolyte (member), and a heater (not shown) is provided inside the portion near the rear end of the ceramic material layered on the solid electrolyte (member). , electrode pads 24 for connecting lead wires 71 for applying voltage to this heater are formed exposed.
Although not shown, these electrode pads 24 are formed in a vertically long rectangular shape, and three or two electrode terminals are arranged horizontally on the wide side (both sides) of the strip, for example, in a region near the rear end of the sensor element 21.
Note that the detection portion 22 of the sensor element 21 is coated with a porous protective layer (not shown) made of alumina, spinel, or the like.

ハウジング11は、先後において同心異径の筒状をなし、先端側が小径で、後述するプロテクタ51、61を外嵌して固定するための円筒状の円環状部(以下、円筒部ともいう)12を有し、その後方(図示上方)の外周面には、それより大径をなす、エンジンの排気管への固定用のネジ13が設けられている。そして、その後方には、このネジ13によってセンサ1をねじ込むための多角形部14を備えている。また、この多角形部14の後方には、ガスセンサ1の後方をカバーする保護筒(外筒)81を外嵌して溶接する円筒部15が連設され、その後方には外径がそれより小さく薄肉のカシメ用円筒部16を備えている。
なお、このカシメ用円筒部16は、図1では、カシメ後のために内側に曲げられている。
The housing 11 has a cylindrical shape with concentrically different diameters at the front and rear, and has a small diameter at the tip side, and has a cylindrical annular part (hereinafter also referred to as a cylindrical part) 12 for externally fitting and fixing protectors 51 and 61, which will be described later. , and a screw 13 having a larger diameter than that and for fixing to the exhaust pipe of the engine is provided on the outer circumferential surface at the rear (upper side in the figure). A polygonal portion 14 into which the sensor 1 is screwed in is provided at the rear thereof. Further, a cylindrical part 15 is provided at the rear of the polygonal part 14, into which a protective cylinder (outer cylinder) 81 that covers the rear of the gas sensor 1 is fitted and welded. A small and thin cylindrical portion 16 for caulking is provided.
Note that this crimping cylindrical portion 16 is bent inward in FIG. 1 for the purpose of being crimped.

一方、ハウジング11は、軸線O方向に貫通する内孔18を有している。内孔18の内周面は後端側から先端側に向かって径方向内側に先細るテーパ状の段部17を有している。 On the other hand, the housing 11 has an inner hole 18 penetrating in the direction of the axis O. The inner circumferential surface of the inner hole 18 has a tapered step 17 that tapers radially inward from the rear end side toward the front end side.

ハウジング11の内側には、絶縁性セラミック(例えばアルミナ)からなり、概略短円筒状に形成されたセラミックホルダ30が配置されている。セラミックホルダ30は鍔部31を有し、鍔部31の先端向き面が段部17に係止されつつ、セラミックホルダ30が後端側からシール材42、スリーブ43等を介してカシメ用円筒部16で押圧されている。これにより、ハウジング11内にセラミックホルダ30が位置決めされ、かつ隙間嵌めされている。 Inside the housing 11, a ceramic holder 30 made of insulating ceramic (for example, alumina) and formed into a generally short cylindrical shape is arranged. The ceramic holder 30 has a flange 31, and while the distal end surface of the flange 31 is locked to the stepped portion 17, the ceramic holder 30 is inserted into the cylindrical portion for caulking from the rear end side via a sealing material 42, a sleeve 43, etc. It is pressed at 16. Thereby, the ceramic holder 30 is positioned within the housing 11 and is fitted with a clearance.

一方、センサ素子21の先端部位は、本形態では、2層構造からなり、共にそれぞれ通気孔(穴)を有する有底円筒状のプロテクタ(保護カバー)51,61で覆われている。プロテクタ51,61の後端は、ハウジング11の円筒部12に外嵌され、溶接されている。 On the other hand, in this embodiment, the tip end portion of the sensor element 21 has a two-layer structure and is covered with bottomed cylindrical protectors (protective covers) 51 and 61, each having a ventilation hole (hole). The rear ends of the protectors 51 and 61 are fitted onto the cylindrical portion 12 of the housing 11 and welded.

又、図1に示すように、センサ素子21の後端寄り部位に形成された各電極パッド24には、外部にシール材85を通して引き出された各リード線71の先端に設けられた各端子金具75、76がそのバネ性により圧接され、電気的に接続されている。そして、この圧接部を含む各端子金具75、76は、本例ガスセンサ1では、外筒81内に配置された絶縁性のセパレータ91内に設けられた各保持溝91r内(図2)に設けられている。なお、セパレータ91は、外筒81内に配置された皿ばね82に係止されている。 Further, as shown in FIG. 1, each electrode pad 24 formed near the rear end of the sensor element 21 has a terminal fitting provided at the tip of each lead wire 71 drawn out through a sealing material 85. 75 and 76 are pressed together due to their spring properties and are electrically connected. In the gas sensor 1 of this example, each of the terminal fittings 75 and 76 including the press-contact portion is provided in each holding groove 91r (FIG. 2) provided in an insulating separator 91 disposed within the outer cylinder 81. It is being Note that the separator 91 is locked to a disc spring 82 disposed inside the outer cylinder 81.

一方、外筒81の後端側の外面には保護外筒83が嵌合されており、保護外筒83の内側にシール材(例えばゴム)85が配置されている。さらに、外筒81と保護外筒83との間には撥水性の通気フィルタ95が介装されている。
また、リード線71は外筒81の後端部の内側に配置されたシール材85を通されて外部に引き出されており、保護外筒83を縮径カシメしてこのシール材85を圧縮することにより、この部位の気密が保持されている。
On the other hand, a protective outer cylinder 83 is fitted onto the outer surface of the rear end side of the outer cylinder 81, and a sealing material (for example, rubber) 85 is disposed inside the protective outer cylinder 83. Furthermore, a water-repellent ventilation filter 95 is interposed between the outer cylinder 81 and the protective outer cylinder 83.
Further, the lead wire 71 is passed through a sealing material 85 disposed inside the rear end of the outer cylinder 81 and pulled out to the outside, and the protective outer cylinder 83 is crimped to reduce its diameter to compress this sealing material 85. This keeps this area airtight.

次に、図2、図3を参照し、端子金具75について説明する。
本例では端子金具75は、断面が円又はアスペクト比が1:1.0から1:1.2である多角形の棒状端子(本例では断面が円形)であり、金属の線材から形成されている。但し、端子金具75は棒状に限定されず、例えば金属板を切り抜いてプレス等した板状でもよい。
また、端子金具75は、軸線O方向に延びる本体部75aと、本体部75aの先端をセンサ素子21側に折り返したバネ接触部75bとを一体に有している。そして、本体部75aに対してバネ接触部75bが径方向に弾性的に撓むことで、バネ接触部75bが電極パッド24に接するようになっている。
一方、本体部75aの後端側が圧着端子を介してリード線71に接続されている。
Next, the terminal fitting 75 will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.
In this example, the terminal fitting 75 is a polygonal rod-shaped terminal with a circular cross section or an aspect ratio of 1:1.0 to 1:1.2 (in this example, the cross section is circular), and is made of a metal wire. ing. However, the terminal metal fitting 75 is not limited to a rod shape, and may be, for example, a plate shape obtained by cutting out and pressing a metal plate.
Further, the terminal fitting 75 integrally includes a main body portion 75a extending in the direction of the axis O, and a spring contact portion 75b obtained by folding the tip of the main body portion 75a toward the sensor element 21 side. The spring contact portion 75b is brought into contact with the electrode pad 24 by elastically bending the spring contact portion 75b in the radial direction with respect to the main body portion 75a.
On the other hand, the rear end side of the main body portion 75a is connected to the lead wire 71 via a crimp terminal.

ここで、図2、図3に示すように、端子金具75は、軸線O方向に交差する方向(図2ではセンサ素子21の主面に沿う方向)に伸びるストッパ部75pを備えている。具体的には、ストッパ部75pは、バネ接触部75bの開放端をなす先端部をセンサ素子21の主面に沿う方向にL字形に屈曲させて形成させている。
端子金具75の接触部C1及びストッパ部75pはセパレータ91の内部に収容されている。
なお、ストッパ部75pが「軸線O方向に交差する方向に伸びる」と規定した理由は、仮にストッパ部75pが軸線O方向に伸びている場合、後述するようにストッパ部75pがセパレータ91の一方の内面91siに当接できないので、ストッパ部75p(端子金具75)のセンサ素子21の幅方向へのズレを低減することができなくなるからである。
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, the terminal fitting 75 includes a stopper portion 75p extending in a direction intersecting the axis O direction (in FIG. 2, a direction along the main surface of the sensor element 21). Specifically, the stopper portion 75p is formed by bending the tip portion, which is the open end of the spring contact portion 75b, into an L-shape in the direction along the main surface of the sensor element 21.
The contact portion C1 and the stopper portion 75p of the terminal fitting 75 are housed inside the separator 91.
The reason for specifying that the stopper part 75p "extends in a direction intersecting the axis O direction" is that if the stopper part 75p extends in the axis O direction, the stopper part 75p will extend in the direction crossing the axis O direction, as will be described later. This is because the stopper portion 75p (terminal fitting 75) cannot be prevented from shifting in the width direction of the sensor element 21 because it cannot come into contact with the inner surface 91si.

ここで、一の電極パッド241と、それに接続される一の端子金具751との組を考える。電極パッド241は、センサ素子21の一方の主面(図2の上面側)の3つの電極パッド24のうち、最も左側に位置する。また、端子金具751は、2つ端子金具75のうち、左側に位置する。
そして上記した電極パッド241及び端子金具751の組において、センサ素子21の幅方向に沿って見たとき、セパレータ91の一方の内面91si(側壁91sの内面)と最も近い電極パッド241の端部をパッド端とし、パッド端と接触部C1との距離をDAとし、一方の内面91siと端子金具751のストッパ部751pとの距離をDBとしたとき、DA>DBを満たす。ここで、一方の内面91siは、センサ素子21の幅方向におけるセパレータ91の2つの内面のうち、左側の内面であり、電極パッド241及び端子金具751に近い側の内面である。
Here, consider a set of one electrode pad 241 and one terminal fitting 751 connected thereto. The electrode pad 241 is located on the leftmost side of the three electrode pads 24 on one main surface of the sensor element 21 (top surface side in FIG. 2). Further, the terminal fitting 751 is located on the left side of the two terminal fittings 75.
In the pair of electrode pad 241 and terminal fitting 751 described above, when viewed along the width direction of sensor element 21, the end of electrode pad 241 closest to one inner surface 91si of separator 91 (inner surface of side wall 91s) is When the distance between the pad end and the contact portion C1 is DA, and the distance between one inner surface 91si and the stopper portion 751p of the terminal fitting 751 is DB, DA>DB is satisfied. Here, one inner surface 91si is the left inner surface of the two inner surfaces of the separator 91 in the width direction of the sensor element 21, and is the inner surface on the side closer to the electrode pad 241 and the terminal fitting 751.

このようにすると、ガスセンサ1の組付け時や使用中の振動等によってバネ接触部75bが幅方向に振れると、振れが最大になったときに、ストッパ部751pが内面91siに当接するが、このときの最大振れ幅がDBとなる。
一方、パッド端と接触部C1との距離DAはDBより大きい。したがって、仮にバネ接触部75bの振れが最大になってストッパ部751pが内面91siに当接したときでも、依然として接触部C1はパッド端よりも内側に位置する(つまり、接触部C1は電極パッド241との接触を維持する)から、端子金具751(特に棒状)の電極パッド241との接続が切断されて電気的接続の信頼性が低下することを抑制できる。
In this way, when the spring contact portion 75b swings in the width direction due to vibrations during assembly or use of the gas sensor 1, the stopper portion 751p comes into contact with the inner surface 91si when the swing reaches its maximum. The maximum swing width at that time is DB.
On the other hand, the distance DA between the pad end and the contact portion C1 is larger than DB. Therefore, even if the deflection of the spring contact portion 75b becomes maximum and the stopper portion 751p comes into contact with the inner surface 91si, the contact portion C1 is still located inside the pad end (that is, the contact portion C1 is located inside the electrode pad 241). This can prevent the terminal fitting 751 (particularly rod-shaped) from being disconnected from the electrode pad 241 and reducing the reliability of the electrical connection.

なお、本例では端子金具75およびバネ接触部75bは、断面が円形の棒状であり、バネ接触部75bは電極パッド24にほぼ点接触するので、接触部C1は1点に定まる。一方、端子金具75が断面が多角形の棒状や板状である場合、接触部C1がセンサ素子21の主面に沿う方向(幅方向)に一定の範囲の領域を有することがある。この場合は、その領域の幅方向の中点を接触部C1とみなす。
また、接触部C1は、軸線O方向からガスセンサ1のCT画像を取得し、図2のような断面図からバネ接触部75bと電極パッド24との接点付近の画像を見て判定する。
In this example, the terminal fitting 75 and the spring contact portion 75b are rod-shaped with a circular cross section, and the spring contact portion 75b makes almost point contact with the electrode pad 24, so the contact portion C1 is determined at one point. On the other hand, when the terminal fitting 75 has a rod shape or a plate shape with a polygonal cross section, the contact portion C1 may have a certain range of area in the direction along the main surface of the sensor element 21 (width direction). In this case, the midpoint of the area in the width direction is regarded as the contact portion C1.
Further, the contact portion C1 is determined by acquiring a CT image of the gas sensor 1 from the direction of the axis O, and viewing an image near the contact point between the spring contact portion 75b and the electrode pad 24 from a cross-sectional view as shown in FIG.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記の実施形態では、ストッパ部75pは、バネ接触部75bの先端部をL字形に屈曲させて形成させ、その結果、径方向に見てストッパ部75pと接触部C1が同一直線上に位置した。
但し、例えば図4に示すように、端子金具175の径方向に沿って、ストッパ部175pが接触部C1と異なる位置に設けられていてもよい。なお、図4の例では、具体的には、ストッパ部175pは、バネ接触部175bの開放端をなす先端部をセンサ素子21の主面に沿う方向にL字形に屈曲させるとともに、バネ接触部175bのうちストッパ部175pよりも先端部分を電極パッド24側に膨出させ、この膨出部を接触部C1とさせている。
なお、図2の本体部75a、屈曲部75sを、本体部175a、屈曲部175sと読み替える。
For example, in the above embodiment, the stopper part 75p is formed by bending the tip of the spring contact part 75b into an L shape, so that the stopper part 75p and the contact part C1 are on the same straight line when viewed in the radial direction. It was located.
However, as shown in FIG. 4, for example, the stopper portion 175p may be provided at a different position from the contact portion C1 along the radial direction of the terminal fitting 175. In addition, in the example of FIG. 4, specifically, the stopper part 175p bends the tip part forming the open end of the spring contact part 175b into an L-shape in the direction along the main surface of the sensor element 21, and A distal end portion of the stopper portion 175b is bulged toward the electrode pad 24 side, and this bulged portion is used as a contact portion C1.
Note that the main body portion 75a and the bent portion 75s in FIG. 2 are replaced with the main body portion 175a and the bent portion 175s.

ただし、ストッパ部75p、175pは、端子金具75,175のうち、本体部75aとバネ接触部75bとの間の折り返し部よりも先端側(バネ接触部75b側)に配置されている必要がある。折り返し部よりも先端側が撓んでセンサ素子21の幅方向へズレ易いからである。 However, the stopper parts 75p, 175p need to be arranged on the tip side (on the spring contact part 75b side) of the terminal fittings 75, 175 than the folded part between the main body part 75a and the spring contact part 75b. . This is because the tip side is more flexible than the folded portion and is more likely to shift in the width direction of the sensor element 21.

また、本例では、センサ素子21の幅方向の両端側に配置された端子金具75に対し、ストッパ部75pを設けた。これは、センサ素子21の端部の端子金具75の方が、中央の端子金具76よりも振れ易いからである。ただし、これに限らず、センサ素子21の幅方向の中央側の端子金具76にストッパ部を設けてもよい。 Further, in this example, stopper portions 75p are provided for the terminal fittings 75 disposed on both ends of the sensor element 21 in the width direction. This is because the terminal fittings 75 at the ends of the sensor element 21 swing more easily than the terminal fittings 76 at the center. However, the present invention is not limited to this, and a stopper portion may be provided on the terminal fitting 76 at the center of the sensor element 21 in the width direction.

さらに、図5に示すように、端子金具752のストッパ部752pが、センサ素子21の幅方向におけるセパレータ91の2つの内面のうち遠い側の内面91siに向かって伸びていてもよい。
具体的には、図5において、一の電極パッド242と、それに接続される一の端子金具752との組を考える。電極パッド242は、センサ素子21の一方の主面(図2の上面側)の3つの電極パッド24のうち、最も右側に位置する。また、端子金具752は、2つ端子金具75のうち、右側に位置する。
そして上記した電極パッド242及び端子金具752の組において、センサ素子21の幅方向に沿って見たとき、セパレータ91の一方の内面91si(側壁91sの内面)と最も近い電極パッド242の端部をパッド端とし、パッド端と接触部C1との距離をDAとし、一方の内面91siと端子金具752のストッパ部752pとの距離をDBとしたとき、DA>DBを満たす。ここで、一方の内面91siは、センサ素子21の幅方向におけるセパレータ91の2つの内面のうち、左側の内面であり、電極パッド242及び端子金具752に遠い側の内面である。
Furthermore, as shown in FIG. 5, the stopper portion 752p of the terminal fitting 752 may extend toward the far side inner surface 91si of the two inner surfaces of the separator 91 in the width direction of the sensor element 21.
Specifically, in FIG. 5, consider a set of one electrode pad 242 and one terminal fitting 752 connected thereto. The electrode pad 242 is located on the rightmost side of the three electrode pads 24 on one main surface of the sensor element 21 (upper surface side in FIG. 2). Furthermore, the terminal fitting 752 is located on the right side of the two terminal fittings 75.
In the pair of electrode pad 242 and terminal fitting 752 described above, when viewed along the width direction of sensor element 21, the end of electrode pad 242 closest to one inner surface 91si of separator 91 (inner surface of side wall 91s) is When the distance between the pad end and the contact portion C1 is DA, and the distance between one inner surface 91si and the stopper portion 752p of the terminal fitting 752 is DB, DA>DB is satisfied. Here, one inner surface 91si is the left inner surface of the two inner surfaces of the separator 91 in the width direction of the sensor element 21, and is the inner surface on the side farthest from the electrode pad 242 and the terminal fitting 752.

図5の例においても、パッド端と接触部C1との距離DAはDBより大きいので、端子金具752の電極パッド242との接続が切断されて電気的接続の信頼性が低下することを抑制できる。
なお、図5の端子金具752は、そのストッパ部752pが他の端子金具75,76よりも後端側でセンサ素子21の幅方向に伸びた形態である。
In the example of FIG. 5 as well, since the distance DA between the pad end and the contact portion C1 is larger than DB, it is possible to prevent the connection between the terminal fitting 752 and the electrode pad 242 from being disconnected and reducing the reliability of the electrical connection. .
Note that the terminal fitting 752 in FIG. 5 has a stopper portion 752p that extends in the width direction of the sensor element 21 on the rear end side relative to the other terminal fittings 75 and 76.

端子金具が棒状の場合、例えば円又は又はアスペクト比が1:1.0から1:1.2である多角形の断面のものを用いることができる。 When the terminal fitting is rod-shaped, it may have a circular or polygonal cross section with an aspect ratio of 1:1.0 to 1:1.2, for example.

また、本発明を適用するガスセンサは、酸素センサに限られることはなく、端子金具を備えるガスセンサであれば、NOxセンサや水素センサなど他の種類のガスを検出するガスセンサであってもよい。
センサ素子も板型に限らず、筒型素子であってもよい。
また、本例では、ストッパ部は、端子金具と一体であり、端子金具の一部を屈曲させて形成したが、例えば端子金具の所定の位置に板状で別体のストッパ部を溶接等で結合した形態でもよい。
Further, the gas sensor to which the present invention is applied is not limited to an oxygen sensor, and may be a gas sensor that detects other types of gas, such as a NOx sensor or a hydrogen sensor, as long as it includes a terminal fitting.
The sensor element is not limited to a plate type, but may be a cylindrical element.
In addition, in this example, the stopper part is integrated with the terminal fitting and is formed by bending a part of the terminal fitting, but for example, a separate plate-shaped stopper part can be welded to a predetermined position of the terminal fitting. A combined form may also be used.

1 ガスセンサ
21 センサ素子
24 電極パッド
241、242 一の電極パッド
75,175 端子金具
751、752 一の端子金具
75p,175p ストッパ部
91 セパレータ
91si セパレータの内面
C1 接触部
O 軸線
1 Gas sensor 21 Sensor element 24 Electrode pad 241, 242 One electrode pad 75, 175 Terminal fitting 751, 752 One terminal fitting 75p, 175p Stopper portion 91 Separator 91si Inner surface of separator C1 Contact portion O Axis

Claims (3)

軸線方向に延び、後端側外表面に電極パッドを有するセンサ素子と、
前記軸線方向に延び、前記電極パッドに接触部を介して電気的に接続される端子金具と、
前記軸線方向に延び、前記端子金具の後端側を保持する筒状のセパレータと、
を備えるガスセンサであって、
前記端子金具は、、前記軸線方向に交差する方向に伸びるストッパ部を備え、
前記接触部及び前記ストッパ部が前記セパレータの内部に収容され、
一の前記電極パッドと、それに接続される一の前記端子金具との組において、前記センサ素子の幅方向に沿って見たとき、前記セパレータの一方の内面と最も近い前記一の電極パッドの端部をパッド端とし、前記パッド端と前記接触部との距離をDAとし、前記セパレータの前記一方の内面と前記ストッパ部の先端との距離をDBとしたとき、DA>DBを満たすことを特徴とするガスセンサ。
a sensor element extending in the axial direction and having an electrode pad on the outer surface on the rear end side;
a terminal fitting extending in the axial direction and electrically connected to the electrode pad via a contact portion;
a cylindrical separator extending in the axial direction and holding the rear end side of the terminal fitting;
A gas sensor comprising:
The terminal fitting includes a stopper portion extending in a direction intersecting the axial direction,
The contact portion and the stopper portion are housed inside the separator,
In a set of one of the electrode pads and one of the terminal metal fittings connected thereto, the end of the one of the electrode pads closest to one inner surface of the separator when viewed along the width direction of the sensor element. is a pad end, the distance between the pad end and the contact portion is DA, and the distance between the one inner surface of the separator and the tip of the stopper portion is DB, then DA>DB is satisfied. gas sensor.
前記ストッパ部は、前記接触部と異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ。 The gas sensor according to claim 1, wherein the stopper portion is provided at a different position from the contact portion. 前記端子金具は、棒状であることを特徴とする請求項1又は2に記載のガスセンサ。 The gas sensor according to claim 1 or 2, wherein the terminal fitting is rod-shaped.
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