JP3873390B2 - 酸素センサー - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は,固体電解質体を用いた酸素センサーの構造に関するものである。
【0002】
【従来技術】
内燃機関の空燃比の調節は,省エネルギー(省燃料)及び排ガス浄化のために極めて重要である。そして,空燃比を検出する酸素センサーとして,酸素イオン導電性を有する固体電解質体に一対以上の電極とガス拡散抵抗層を付加した電気化学的セルよりなる酸素センサー素子を設けたものが多く用いられている。
そして,排気ガスの温度が低いアイドリング時や始動時においても,安定した出力が得られるように,通常上記酸素センサーの内側にはヒータユニットが配置されている。
【0003】
即ち,例えば図15に示すように,上記酸素センサー9は,電気化学的セルを形成する有底筒状の酸素センサー素子91と,該酸素センサー素子91を収容する容器90とを有している(平成8年特許第2514000号参照)。
容器90は,酸素センサー素子91の先端側を覆うハウジング93と基端側に位置する基体部92とを有しており,ハウジング93の略中央部には,排気通路に装着するためのフランジ931が形成されている。そして,酸素センサー素子91は,タルク932を介設させて,ハウジング93に固定されている。
【0004】
また,ハウジング93の下方(先端側)には排気通路に挿入される素子保護カバー部材935を有し,基体部92の基端部側には大気と接するカバー部材921,922を有している。
【0005】
上記カバー部材921,922は金属製の薄板を加工して作製されている。上記カバー部材921,922のハウジング93に対する組付けに当たっては,ハウジング93の上端にカバー部材921をかしめ固定し,次いで,上記カバー部材921の外方にカバー部材922を取り付ける。その後,上記カバー部材921をカバー部材922に対してかしめ固定する。
また,上記カバー部材935には排気を導入する開口部936を設けてある。
【0006】
また,上記酸素センサー素子91の内側には,ヒータユニット96が挿入されており,ヒータユニット96は酸素センサー素子91内に支持されている。そして,酸素センサー素子91は有底筒状の固体電解質体と,基準電極94及び測定電極95とを有している。
そして,酸素センサー素子91の電極94,95は,外部に信号を取り出すリード線940,950に対し1次リード導体941,951,中継リード945,955を介して接続されている。
また,ヒータユニット96は,給電用のリード線960に接続されている。
【0007】
【解決しようとする課題】
しかしながら,従来構造の酸素センサーの基体部は金属製の薄板を加工したカバー部材を複数枚組付けて作製されていた。このような基体部は構造が複雑で,組付けが面倒かつ手間であった。
【0008】
本発明は,かかる問題点に鑑み,製造容易かつ組付け容易である基体部を有する酸素センサーを提供しようとするものである。
【0009】
【課題の解決手段】
請求項1の発明は,ハウジングと該ハウジングに挿入固定された酸素センサー素子とよりなり,また上記ハウジングの上方には基体部を設けてなる酸素センサーにおいて,
上記基体部は樹脂よりなることを特徴とする酸素センサーにある。
【0010】
上記基体部を構成する樹脂としては,ポリエチレンサルファイト,フェノール,ポリフェニレンサルファイト等を使用することができる。
また,上記基体部の作製に当たっては,樹脂成形一般に利用される,射出成形,圧縮成形,トランスファー成形等という方法を利用することができる。
【0011】
本発明の作用につき,以下に説明する。
本発明にかかる酸素センサーの基体部は樹脂よりなる。
樹脂は加工容易であるため,所望の形状の基体部を容易に作製することができる。更に複数の部材よりなるものではなく一つの部材よりなるものとして作製することもできる。
このため複数の部材を組合わせて作製する従来技術の基体部と比較して,本発明の基体部におけるハウジングに対する組付け作業は一層容易となる。
【0012】
以上のように,本発明によれば,製造容易かつ組付け容易である基体部を有する酸素センサーを提供することができる。
【0013】
次に,請求項2の発明のように,上記基体部は上記ハウジングと対向する一端側にフランジを有してなり,また上記ハウジングは上記基体部と対向する一端側にかしめ部を有してなり,
更に,酸素センサーの軸方向に対して平行方向に加えた押圧力により,上記フランジは上記かしめ部に対しかしめ固定されていることが好ましい。
【0014】
ところで,上記ハウジングは一般的に金属製である。本請求項にかかる構造を採用することにより,金属製のハウジングと樹脂製の基体部との間を高いシール性を維持しつつかしめ固定することができる。
よって,酸素センサー外部に存在する水分が酸素センサー内部に侵入することを防止できる。
【0015】
次に,請求項3の発明のように,上記酸素センサー素子には出力取出し用の第1金属端子が接続されてなり,上記基体部は上記第1金属端子を一体的に有していることが好ましい。
このように両者を一体化することにより,酸素センサーの製造を容易とし,また,酸素センサーの構造を簡単とすることができる。
なお,上記基体部に第1金属端子を一体的に設けるに当たっては,インサート成形等を利用することができる。
【0016】
次に,請求項4の発明のように,上記酸素センサー素子は固体電解質体と該固体電解質体の先端側の外面に設けた測定電極と,上記測定電極と電気的に導通した第1リード導体とよりなり,
また上記酸素センサー素子の第1リード導体には中継プレートを介して出力取出し用の第1金属端子が接続されてなり,
更に,上記酸素センサーの軸方向に対して直角方向に加えた押圧力により,上記中継プレートは上記第1リード導体と接触していることが好ましい。
これにより,第1金属端子と第1リード導体との間を弾性的に接触固定することができるため,両者の間の接続を確実なものとすることができる。
【0017】
次に,請求項5の発明のように,上記フランジと上記かしめ部との間にはOリングが介設されていることが好ましい。
これにより,ハウジングと基体部との間に高いシール性を付与することができる。
【0018】
次に,請求項6の発明のように,上記酸素センサー素子はコップ型であることが好ましい。あるいは,請求項7の発明のように,上記酸素センサー素子は積層型であることが好ましい。
本発明はいずれの酸素センサー素子を組付けた酸素センサーに対しても適用することができる。
【0019】
次に,請求項8の発明のように,上記酸素センサー素子は積層型であり,また上記ハウジングの内側には該ハウジングと一体的に形成されたかしめ部が設けてなり,
更に,上記酸素センサーの軸方向に対して直角方向に加えた押圧力により,上記酸素センサー素子は上記かしめ部によって上記ハウジングに対しかしめ固定されていることが好ましい。
これにより,上記酸素センサー素子と上記ハウジングとの間を高いシール性を維持しつつかしめ固定することができ,排気ガスの上記酸素センサー内部への侵入を防止することができ,安定したセンサー出力を得ることができる。
【0020】
次に,請求項9の発明のように,上記第1金属端子の先端は,平板形状,ワイヤー形状,または上記酸素センサーの軸方向に対して直角方向に凸の曲板形状であることが好ましい。
【0021】
これにより,上記第1金属端子を上記固体電解質体の周囲に複数配置することができる。そのため,固体電解質体の同一周の周りに第1リード導体の基端部を並べて配置することができる。その結果,固体電解質体の長さを短くすることが可能となる。よって,上記酸素センサー上端までの高さを短くすることが可能となり,狭少部への取付けができる。
【0022】
次に,第1の参考発明として,基端部側を開口し先端側を閉塞してなる有底筒型形状の固体電解質体と,該固体電解質体の先端側の外面に設けた測定電極と,上記固体電解質体の先端側の内面に設けた基準電極と,
上記測定電極と接触して電気的に導通し上記固体電解質体の基端部側まで延設された第1リード導体と,上記基準電極と接触して電気的に導通し上記固体電解質体の基端部側まで延設された第2リード導体と,
上記固体電解質体を収容可能な貫通穴を有するハウジングと,該ハウジングに固定され上記固体電解質体の基端部側を覆う基体部と,
上記第1リード導体と接触して電気的に導通し上記基体部の基端部側に延設された第1金属端子と,上記第2リード導体と電気的に導通し上記基体部の基端部側に延設された第2金属端子とを有する酸素センサーであって,
上記第1金属端子の先端部は,平板形状,ワイヤー形状,または上記固体電解質体の軸心に向かって凸の曲板形状を有し,上記固体電解質体の軸心に向かって加えた押圧力により上記第1リード導体と接触していることを特徴とする酸素センサーがある。
【0023】
即ち,上記酸素センサーにおいて,例えば平板形状の第1金属端子の先端部を例にとれば,第1リード導体の出力取出部は,筒形の固体電解質体の基端部の外面に円弧状に形成され,第1金属端子の先端部は固体電解質体の軸心側に向かって出力取出部を押圧する。
また,仮に固体電解質体と出力取出部との間に固体電解質体の径方向と直角方向(即ち,固体電解質体の表面における接線方向)に位置ズレが生じても,両者の間に接触不良が生じることがない。
このことは上記先端部がワイヤー形状または軸心に向かって凸の曲板形状であっても同様である。
【0024】
また,上記先端部は,平板形状,ワイヤー形状または軸心に向かって凸の曲板形状であるから,固体電解質体の周囲に複数配置することができる。
そのため,固体電解質体の同一円周の周りに第1リード導体,第2リード導体の基端部を並べて配置することができる。その結果,固体電解質体の長さを短くすることが可能となる。
【0025】
また,上記第2リード導体は,上記固体電解質体の基端部において外面側に表出されており,
上記第2金属端子の先端部は,平板形状,ワイヤー形状,または上記固体電解質体の軸心に向かって凸の曲板形状を有し,上記固体電解質体の軸心に向かって加えた押圧力により上記第2リード導体と接触していることが好ましい。
【0026】
また,上記固体電解質体の外面には更に電熱ヒーターが配置されていると共に,
上記電熱ヒーターと接触して電気的に導通し上記基体部の基端部側に延設された第3金属端子が設けられており,
上記第3金属端子の先端部は,平板形状,ワイヤー形状,または上記固体電解質体の軸心に向かって凸の曲板形状を有し,上記固体電解質体の軸心に向かって加えた押圧力により上記電熱ヒーターと接触していることが好ましい。
【0027】
上記二つの発明についても上記第1の参考発明と同様の効果を得ることができる。
特に上記固体電解質体の同一円周の周りに第1リード導体,第2リード導体及び電熱ヒーターの基端部(出力取出部または給電部)を並べて配置することができるため,固体電解質体の長さを短くすることが可能となる。
【0028】
また,上記酸素センサー素子は,上記第1金属端子の先端部に,上記固体電解質体の軸心に向かって加えた押圧力により上記ハウジングに対し保持されていることが好ましい。
これにより,酸素センサー素子を,上記金属端子の先端部から上記固体電解質体の軸心方向に向かう押圧力により保持することが可能となる。即ち,固体電解質体の外周から軸心に向かう複数の上記押圧力を適当にバランスさせ,固体電解質体を金属端子の先端部によって保持することができる。
【0029】
また,上記第1,第2金属端子の先端部が,上記第1,第2リード導体に押圧接触する部位における,または上記第3金属端子の先端部が,上記電熱ヒーターに押圧接触する部位における上記固体電解質体の断面形状は略円筒形であることが好ましい。
これにより,押圧部位を対称に配置することができるため,上記金属端子による固体電解質体の保持を一層容易とすることができる。
【0030】
また,上記固体電解質体の軸心に向かって加えた押圧力を付与する上記金属端子の先端部は,該軸心を取り囲む同一の円周上に回転対称形に配置されていることが好ましい。
これにより,固体電解質体の軸心側に向かう金属端子の先端部の押圧力が互いにバランスし,固体電解質体ひいては酸素センサー素子に曲げ応力や回転モーメントがかからないようにすることができる。例えば,先端押圧部を4箇所とすれば,それぞれを90度の間隔で回転対称形に配置することができる。
【0031】
次に,第2の参考発明として,基端部側を開口し先端側を閉塞してなる有底筒型形状の固体電解質体と,該固体電解質体の先端側の外面に設けた測定電極と,上記固体電解質体の先端側の内面に設けた基準電極と,
上記測定電極と電気的に導通し上記固体電解質体の基端部側まで延設された第1リード導体と,上記基準電極と電気的に導通し上記固体電解質体の基端部側まで延設された第2リード導体と,
上記固体電解質体を収容可能な貫通穴を有するハウジングと,該ハウジングに固定され上記固体電解質体の基端部側を覆う基体部と,
上記第1リード導体と電気的に導通し上記基体部の基端部側に延設された第1金属端子と,上記第2リード導体と電気的に導通し上記基体部の基端部側に延設された第2金属端子とを有する酸素センサーであって,
上記第1金属端子と第1リード導体との間には,両者の間を電気接続する中継プレートが介設されており,上記中継プレートは,拡開するよう付勢されたバネ板からなり,その拡開力により上記第1リード導体を押圧して接触することを特徴とする酸素センサーがある。
【0032】
図11に示すように,上記第1リード導体の出力取出部51は,筒形の固体電解質体の基端部の外面に円弧状に形成され,中継プレート52は拡開する板バネであるから,該板バネは同図の矢線Yに示すごとく,上記固体電解質体の軸心側に向かって出力取出部51を押圧する。
上記出力取出部51,中継プレート52の接触は,上記拡開力により確実に行われる。
また,同図の破線に示すように,仮に出力取出部51,中継プレート52の間に同図に示す矢印Xのような位置ズレが生じても接触不良が生じることがない。特に,中継プレート52の接触部が完全に平坦である場合には,接触点がズレることもない。
【0033】
また,上記出力取出部と中継プレートとが接触する部分の面積は,狭くてもよい。そのため,固体電解質体の外周に多数の中継プレートと1次リード導体の基端部とを設けることができるから,この1次リード導体と中継プレートとの接続部分を多段に加工する必要がなく,また,固体電解質体の長さを短くすることができる。
【0034】
なお,上記第2の参考発明にかかる酸素センサーにおいても,複数の中継プレートを軸心を取り囲む同一の円周上に回転対称形に配置することができる。
これにより,固体電解質体の軸心側に向かう中継プレートの拡開押圧力が互いにバランスし,固体電解質体に曲げ応力や回転モーメントがかからないようにすることができる。
例えば,中継プレートを4個とし,内外の電極の各リード導体と中継プレートをそれぞれ2箇所,合計4箇所で接触させれば,中継プレートは90度の間隔で回転対称形に配置することができる。
【0035】
そして,上記第2の参考発明によれば,詳細を後述する図1,図6から分かるように,酸素センサーにかかる電気信号の中継構造を大幅に簡素とすることができる。
【0036】
また,上記第2リード導体は,上記固体電解質体の基端部において外面側に表出されており,上記第2金属端子と第2リード導体との間には,両者の間を電気接続する中継プレートが介設されており,
上記中継プレートは,拡開するよう付勢されたバネ板からなり,その拡開力により上記第2リード導体を押圧して接触することが好ましい。
これにより,第2リード導体と第2金属端子との電気的導通についても上記第2の参考発明と同様の効果を得ることができる。
【0037】
また,上記固体電解質体の外面には更に電熱ヒーターが配置されていると共に上記電熱ヒーターと電気的に導通し上記基体部の基端部側に延設された第3金属端子が設けられており,
上記第3金属端子と電熱ヒーターの基端部との間には,両者の間を電気接続する中継プレートが介設されており,
上記中継プレートは,拡開するよう付勢されたバネ板からなり,その拡開力により上記電熱ヒーターを押圧して接触することが好ましい。
【0038】
上記構成を,上記酸素センサーに適用する場合には,固体電解質体の内外の電極と電熱ヒーターとの合計4点が中継プレートにより,接続されることなる。
その結果,中継プレートは,各リード導体または電熱ヒーターと1箇所で接触しても90度の間隔で回転対称形に配置することができ,そのままで軸心を取り囲む同一の円周上に回転対称形に配置することができる(図3参照)。
【0039】
一方,上記構成を上記第2の参考発明にかかる酸素センサーに適用する場合には,第1リード導体と電熱ヒーターの基端部の3箇所を上記中継プレートにより金属端子に接続する。
【0040】
そのため,合計3点が中継プレートにより接続されることなり,中継プレートは,各リード導体と1箇所で接触しても120度の間隔で回転対称形に配置することができる。
よって,この状態のままで軸心を取り囲む同一の円周上に回転対称形に配置することができる(図8参照)。
【0041】
【発明の詳細な説明】
実施形態例1
本発明にかかる酸素センサーにつき,図1〜図5を用いて説明する。
図1に示すごとく,本例にかかる酸素センサー1は,ハウジング41と該ハウジング41に挿入固定された酸素センサー素子10とよりなり,また上記ハウジング41の上方には基体部45を設けてなる。
そして,上記基体部45は樹脂より構成されている。
【0042】
また,上記基体部45はその下端にフランジ450を有してなり,また上記ハウジング41はその上端にかしめ部410を有してなり,更に,酸素センサー1の軸方向に加えた押圧力により,上記フランジ450は上記かしめ部410に対しかしめ固定されている。
そして,上記フランジ450と上記かしめ部410との間にはOリング459が介設されている。
【0043】
また,本例にかかる酸素センサー1は,図1に示すように,有底筒型形状(コップ型)で酸素イオン導電性の固体電解質体11を備えた酸素センサー素子10と,被検ガスを導入する開口部を備え酸素センサー素子10の底部を覆う素子保護カバー413,414と,該素子保護カバー413,414が固定され,その内部に上記酸素センサー素子10を収容するハウジング41と,その内部に上記酸素センサー素子10の基端部側を収容する基体部45とを有する。
【0044】
そして,図5に示すように,酸素センサー素子10の固体電解質体11の内面には基準電極21と第2リード導体22が,固体電解質体11の外面には測定電極23と第1リード導体24(図4)が設けられると共に,図4に示すように,第1及び第2リード導体24,22の出力取出部241,221は固体電解質体11の外面に配置されている。
【0045】
一方,基体部45には,酸素センサー素子10の内側に基準ガスを導入する開口部(図示略)が設けられると共に,図1,図3に示すように,外部と電気接続する第1金属端子27,第2金属端子26が埋設されている。
また,基体部45の先端側と酸素センサー素子10の基端側との間には,第1金属端子27と第1リード導体24との間,第2金属端子26と第2リード導体22との間を電気接続する中継プレート31,32が介設されている。
そして,中継プレート31,32は,拡開するよう付勢されたバネ板からなり,その拡開力により第1リード導体24,第2リード導体22の出力取出部241,221(図4)を押圧して接触する。
【0046】
また,図5に示すように,酸素センサー素子10の固体電解質体11の外面には,測定電極23,第1リード導体24と接触しないように電熱ヒーター35が配置されている。
電熱ヒーター35の酸素センサー素子10の基端部側の給電用電気端子部351,352と電熱ヒーター35用の第3金属端子28,29(図3(a),(b))とを接続する電熱ヒーター35の中継プレート33,34(図3(b))が設けられている。
そして,図3(b)に示すように,中継プレート31〜34は,固体電解質体11の軸心を取り囲む同一の円周上に回転対称形に配置されている。
【0047】
以下,それぞれについて説明を補足する。
図1,図2に示すように,ハウジング41には,酸素センサー1を排気通路に装着するためのフランジ411が設けられており,このフランジ411の上方に基体部45をかしめ固定するためのかしめ部410が設けてある。上記かしめ部410に対し基体部45のフランジ450を配置し,基端部側412をかしめることにより,ハウジング41と基体部45とを互いにかしめ固定できる。
そして,このかしめ固定は図2の矢線Fに示すごとく酸素センサー1の軸方向の力をフランジ450の上部,ハウジング41の下部より加えて行う。
【0048】
また,上記フランジ450とかしめ部410との間にはOリング459が配置されている。上記フランジ450にはOリング459配置用の溝部458が設けてある。
そして,ハウジング41の下方(先端側)には排気通路に挿入される素子保護カバー413,414を設けてある。
【0049】
そして,内部に収容される酸素センサー素子10は,シート42を介してスプリング43により先端側に押圧されている。
基体部45は,その内部に樹脂製のボディ46を有し,ボディ46には第1,第2金属端子26,27,第3金属端子28,29が埋設されている。なお,基体部45及びボディ46は共にポリフェニレンサルファイトより構成されている。
図1において,符号47はリテイナーである。また,基体部45の端部には,図3(a)に示すように,外気を取り入れる導入孔61が設けられている。
【0050】
酸素センサー素子10は,図4,図5に示すように,固体電解質体11と,基準電極21,測定電極23と電熱ヒーター35,測定電極23と電熱ヒーター35との間を絶縁する作用を備えたマグネシア・スピネルの拡散抵抗層12と,電熱ヒーター35の表面を覆うマグネシア・スピネルの拡散抵抗層13とを有する。
そして,図4に示すように,電熱ヒーター35は,固体電解質体11の電極21,23の近傍を高速かつ均一に加熱するために,固体電解質体11の外周をジグザグに覆っている。
【0051】
次に,本例にかかる酸素センサーの作用効果につき,以下に説明する。
本例にかかる酸素センサーにおいて,基体部45は樹脂より構成されている。
樹脂は加工容易であるため,所望の形状の基体部45を容易に作製することができる。更に複数の部材よりなるものではなく一つの部材よりなるものとして作製することもできる。
このため複数の部材を組合わせて作製する従来技術の基体部と比較して,本例の基体部45におけるハウジング41に対する組付け作業は一層容易となる。
【0052】
以上のように,本例によれば,製造容易かつ組付け容易である基体部を有する酸素センサーを提供することができる。
【0053】
また,本例の酸素センサー素子1において,基体部45とハウジング41との間の固定は,酸素センサー1の軸方向に対して平行方向に加えた押圧力により,フランジ41はかしめ部45に対しかしめ固定されている。
このため,金属製のハウジング41と樹脂製の基体部45との間を高いシール性を維持しつつかしめ固定することができる。また,両者の間にOリング459を設けることにより,シール性を更に高めることができる。よって,酸素センサー1の外部に存在する水分が酸素センサー1の内部に侵入することを防止できる。
【0054】
また,図4(a)〜(c)に示すように,第1リード導体24,第2リード導体22及び電熱ヒーター35の出力取出部221,241または電熱ヒーター35の基端部351,352は,筒形の固体電解質体11の基端部の外面に円弧状に形成されている。図1に示すように,中継プレート31〜34は拡開する板バネであるから,両部材221,241,351,352と31〜34との接触は,確実である。
また,両部材221,241,351,352と31〜34との間に位置ズレが生じても,接触点が変わることもなく,また接触不良が生じることがなく,素子には軸の周りの回転モーメントが働くことがない(前述した図11参照)。
【0055】
また,両部材221,241,351,352と31〜34とが互いに接触する部分の面積は狭くても接触不良となることはない。
そのため,固体電解質体11の同一外周面の周りに多数の中継プレート31〜34と各リード導体の出力取出部221,241または電熱ヒーターの基端部351,352とを設けることができるから,固体電解質体11の軸心方向の長さを短くすることができる。
【0056】
そして,4個の中継プレート31〜34は軸心を取り囲む同一の円周上に回転対称形に配置しているから,固体電解質体11に対する中継プレート31〜34の押圧力がバランスし,固体電解質体11に曲げ応力や回転モーメントがかからないようになる。
また,上記各図から知られるように,本例の酸素センサー1の電気信号の中継構造は,従来装置に比べて非常に簡素である。
上記のように,本例によれば,簡素な構成により電気信号を確実に中継することのできる,酸素センサー1を提供することができる。
【0057】
実施形態例2
本例の酸素センサーは,酸素センサー素子における測定電極は中継プレートを介して第1金属端子と接続され,また酸素センサー素子における基準電極21は中継プレートを介することなく第2金属端子と接続するように構成された酸素センサーである。
即ち,図10に示すように,酸素センサー素子10の固体電解質体11の内面には基準電極21と第2リード導体220が設けられている。そして,固体電解質体11の外面には測定電極23と第1リード導体240(図9)並びに電熱ヒーター35が設けてある。
【0058】
そして,図9に示すように,測定電極23の第1リード導体240及び電熱ヒーター35の基端部241,351,352は固体電解質体11の基端部の外面に配置されている。
また,基体部45には,図6,図7に示すように,外部と基準電極21,測定電極23及び電熱ヒーター35とを電気接続する第1金属端子26,第2金属端子,第3金属端子28,29が埋設されている。
【0059】
そして,基体部45の先端側と酸素センサー素子10の基端側との間には,図8,図9に示すように,第1〜第3金属端子27〜29と測定電極23の第1リード導体240の基端部241及び電熱ヒーター35の基端部351,352との間を電気接続する中継プレート32〜34が介設されている。
一方,基準電極21の第2リード導体220は,図6に示すように,導電性のシート420とスプリング43を介して,第2金属端子26に接続されている。
その他の構造は実施形態例1と同様である。
【0060】
そして,図8に示すように,3個の中継プレート32〜34は固体電解質体11の軸心を取り囲む同一の円周上に120度の間隔で回転対称形に配置されている。このため,本例にかかる酸素センサーにおいては,固体電解質体11に対する中継プレート32〜34の押圧力のバランスがとれる。
よって,本例にかかる酸素センサー1においては,固体電解質体11に曲げ応力や回転モーメントがかからないようになる。
その他の作用効果については,実施形態例1と同様である。
【0061】
実施形態例3
本例は,実施形態例1または実施形態例2と同様の酸素センサーであって,中継プレート31〜34と金属端子26〜29とを一体化した構造を有するもう一つの実施形態例である(図示略)。
即ち,本例においては,金属端子と中継プレートとは,別体でなく一体に形成されている。
その他については,実施形態例1または実施形態例2と同様である。
【0062】
実施形態例4
本例は,積層型の酸素センサー素子を設けた酸素センサーを説明するものである。
図13に示すごとく,本例の積層型の酸素センサー素子60は,固体電解質体よりなる基板63の対向する両面にそれぞれ形成された一つの測定電極61と基準電極62とよりなる。上記基準電極62に対面するよう絶縁基板65によって基準室650が設けてある。
また,上記基板65の下面には基板641に設けられた電熱ヒータ640が配置されている。上記測定電極61の表面は拡散抵抗層66で覆われ,更に該拡散抵抗層66の表面は被毒物トラップ層67により覆われている。
【0063】
図12に示すごとく,本例の酸素センサー5はハウジング41と該ハウジング41に挿入固定された上記積層型の酸素センサー素子60とよりなり,また上記ハウジング41の上方には樹脂製の基体部45が設けてある。
【0064】
ところで,上記酸素センサー素子60には,図示を略した第1及び第2リード導体が設けてある。上記酸素センサー5には,上記第1リード導体と電気的に導通した第1金属端子27と,上記第2リード導体と電気的に導通した第2金属端子26とが設けてある。上記第1金属端子27と第1リード導体との間は中継プレート32により接続されている。第2金属端子26及び第2リード導体との間も同様である。
上記第1及び第2金属端子27,26は上記基体部45の内部に配置した樹脂製のボディ46にインサート成形されている。
【0065】
上記酸素センサー5にかかる酸素センサー素子60の組付けについて説明するまず,酸素センサー素子60用の挿入穴を設け,ハウジング41内に配設可能な形状,大きさを有するゴムパッキン51を準備する。
上記挿入穴に酸素センサー素子60を挿入する。
その後,上記ゴムパッキン51をハウジング41に圧入する。
この圧入によりゴムパッキン51の外径が減少し,これと共に挿入穴の内径も若干縮小する。これにより挿入穴に対し酸素センサー素子60が固定される。
次に,上記ゴムパッキン51の上方に金属リング52を配置する。
【0066】
ところで,図14より知れるごとく,本例にかかるハウジング41の上端部にはかしめ部53が形成されている。
上述したごとく金属リング52を配置した後,図14に示す矢線の方向(酸素センサーの軸方向)に力を加え,上記かしめ部53を金属リング52に対しかしめる。
これにより,ゴムパッキン51が酸素センサー5の軸方向の押圧力を受けてかしめられ,ハウジング41に対し固定される。
なお,その後は,実施形態例1において述べたとおり,基体部45をハウジング41に対しかしめ固定し,金属端子26,27等をボディ47にインサート成形によって固定して,酸素センサー5を得る。
その他は実施形態例1と同様である。
なお,本実施形態例では,基体部とハウジングとを直接当接させ,ハウジングのかしめ部にてかしめ固定したが,本発明はこれに限るものでなく,基体部とハウジングとの間に金属リング(Oリング)等を介在させてもよい。
【0067】
本例の酸素センサーによれば,製造容易かつ組付容易である基体部を有する酸素センサーを提供することができる。
その他は実施形態例1と同様の作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1にかかる,酸素センサーの断面説明図(図3(a)のX−X矢視線断面図)。
【図2】実施形態例1にかかる,酸素センサーのハウジング及び基体部との間のかしめ固定状態を示す説明図。
【図3】実施形態例1にかかる,酸素センサーの平面図(a),酸素センサーの図1にかかるA−A矢視線断面図(b)。
【図4】実施形態例1にかかる,酸素センサー素子の平面図(a),正面図(b),及び背面図(c)。
【図5】実施形態例1にかかる,酸素センサー素子の図4(a)にかかるB−B断面図。
【図6】実施形態例2にかかる,酸素センサーの断面説明図(図8のD−D矢視線断面図)。
【図7】実施形態例2にかかる,酸素センサーの平面図。
【図8】実施形態例2にかかる,酸素センサーの図6にかかるC−C矢視線断面図。
【図9】実施形態例2にかかる,酸素センサー素子の平面図。
【図10】実施形態例2にかかる,酸素センサー素子の図9にかかるE−E矢視線断面図。
【図11】本発明にかかる中継プレートと第一リード導体との接触態様を模式的に示した平面図。
【図12】実施形態例4にかかる,酸素センサーの断面説明図。
【図13】実施形態例4にかかる,酸素センサー素子の断面説明図。
【図14】実施形態例4にかかる,かしめ部及びハウジングの要部拡大説明図。
【図15】従来の酸素センサーの部分断面正面図。
【符号の説明】
1...酸素センサー,
10...酸素センサー素子,
11...固体電解質体,
26...第2金属端子,
27...第1金属端子,
28,29...第3金属端子,
31,32,33,34...中継プレート,
41...ハウジング,
410...かしめ部,
45...基体部,
450...フランジ,
459...Oリング,
Claims (9)
- ハウジングと該ハウジングに挿入固定された酸素センサー素子とよりなり,また上記ハウジングの上方には基体部を設けてなる酸素センサーにおいて,
上記基体部は樹脂よりなることを特徴とする酸素センサー。 - 請求項1において,上記基体部は上記ハウジングと対向する一端側にフランジを有してなり,また上記ハウジングは上記基体部と対向する一端側にかしめ部を有してなり,
更に,酸素センサーの軸方向に対して平行方向に加えた押圧力により,上記フランジは上記かしめ部に対しかしめ固定されていることを特徴とする酸素センサー。 - 請求項1または2において,上記酸素センサー素子には出力取出し用の第1金属端子が接続されてなり,上記基体部は上記第1金属端子を一体的に有していることを特徴とする酸素センサー。
- 請求項1〜3のいずれか一項において,上記酸素センサー素子は固体電解質体と該固体電解質体の先端側の外面に設けた測定電極と,該測定電極と電気的に導通した第1リード導体とよりなり,
また上記酸素センサー素子の第1リード導体には中継プレートを介して出力取出し用の第1金属端子が接続されてなり,
更に,上記酸素センサーの軸方向に対して直角方向に加えた押圧力により,上記中継プレートは上記第1リード導体と接触していることを特徴とする酸素センサー。 - 請求項2〜4のいずれか一項において,上記フランジと上記かしめ部との間にはOリングが介設されていることを特徴とする酸素センサー。
- 請求項1〜5のいずれか一項において,上記酸素センサー素子はコップ型であることを特徴とする酸素センサー。
- 請求項1〜5のいずれか一項において,上記酸素センサー素子は積層型であることを特徴とする酸素センサー。
- 請求項1〜5のいずれか一項において,上記酸素センサー素子は積層型であり,また上記ハウジングの内側には該ハウジングと一体的に形成されたかしめ部が設けてなり,
更に,上記酸素センサーの軸方向に対して直角方向に加えた押圧力により,上記酸素センサー素子は上記かしめ部によって上記ハウジングに対しかしめ固定されていることを特徴とする酸素センサー。 - 請求項3〜8のいずれか一項において,上記第1金属端子の先端は,平板形状,ワイヤー形状,または上記酸素センサーの軸方向に対して直角方向に凸の曲板形状であることを特徴とする酸素センサー。
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