JP4254424B2 - ガスセンサ及びその組付方法 - Google Patents
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Description
また、上記セラミックヒータにおける発熱線の両端部には、通電用電極がそれぞれ形成されており、各通電用電極には、外部から電力を供給するためのリード線に設けた端子がロウ材を用いて接続されている。そして、例えば、特許文献1においては、セラミック体とセラミック体、又はセラミック体と金属体とを直接接合させることができるロウ材が示されている。
なお、例えば、特許文献2においては、ロウ材を用いずに、ガスセンサ素子の電極とセンサ出力取出線の端子とを結合させた構造が示されている。しかしながら、この構造はガスセンサ素子に適用したものであり、セラミックヒータに適用したものではない。
体の外壁面に設けた被測定ガス側電極と、上記基準ガス室の内壁面において上記被測定ガ
ス側電極に対向する位置に設けた基準ガス側電極とを備えたガスセンサ素子を有し、上記
基準ガス室には棒状のセラミックヒータを挿入配設してなるガスセンサにおいて、
上記セラミックヒータに形成した通電用電極には、上記セラミックヒータに電力を供給
するためのリード線に設けた結合端子が結合されており、該結合端子は、上記通電用電極
を弾性的に挟持しており、
上記セラミックヒータは、その軸方向に2つの上記通電用電極を有しており、該2つの通電用電極には、2本の上記リード線に設けた上記結合端子がそれぞれ結合されており、
上記セラミックヒータにおける一方の端部には、該セラミックヒータの本体部よりも縮径した縮径部が形成されており、上記2つの通電用電極の一方は上記縮径部に形成されていることを特徴とするガスセンサにある(請求項1)。
それ故、本発明のガスセンサによれば、高温状態においても、結合端子と通電用電極との結合状態を安定して維持することができる。
上記セラミックヒータの軸方向に形成した2つの通電用電極には、上記セラミックヒータに電力を供給するための2つのリード線に設けた結合端子がそれぞれ結合されており、該結合端子は、上記通電用電極を弾性的に挟持してなるガスセンサを組み付ける方法において、
上記2つの通電用電極における奥側に位置する奥側通電用電極に上記結合端子を結合するに当たっては、
上記2つの通電用電極における手前側に位置する手前側通電用電極を組付治具で覆い、
上記結合端子を上記セラミックヒータの軸方向から上記組付治具の外周側をスライドさせ、当該結合端子を上記奥側通電用電極に弾性的に挟持結合させることを特徴とするガスセンサの組付方法にある(請求項2)。
すなわち、本発明においては、上記奥側通電用電極に結合端子を結合する際に、上記手前側通電用電極を組付治具で覆って保護する。そして、この状態において、結合端子をセラミックヒータの軸方向から組付治具の外周側をスライドさせる。
それ故、本発明においては、上記手前側通電用電極にキズ等を発生させることなく、上記奥側通電用電極に対して上記結合端子の結合を容易に行うことができる。
上記セラミックヒータに形成した2つの通電用電極には、上記セラミックヒータに電力を供給するための2つのリード線に設けた結合端子がそれぞれ結合されており、該結合端子は、その軸方向に開口部を有する断面C形状であると共に上記通電用電極を弾性的に挟持してなるガスセンサを組み付ける方法において、
上記2つの通電用電極における奥側に位置する奥側通電用電極に上記結合端子を結合するに当たっては、
上記結合端子を、その上記開口部の幅を広げるようにして弾性変形させて、上記セラミックヒータの軸方向に直交する方向から押圧し、当該結合端子を上記奥側通電用電極に弾性的に挟持結合させることを特徴とするガスセンサの組付方法にある(請求項3)。
すなわち、本発明においては、上記奥側通電用電極に結合端子を結合するに当たっては、上記結合端子を、その上記開口部の幅を広げるようにして弾性変形させて、上記セラミックヒータの軸方向に直交する方向から押圧する。
それ故、本発明においても、上記手前側通電用電極にキズ等を発生させることなく、上記奥側通電用電極に対して上記結合端子の結合を容易に行うことができる。
第1〜第3の発明において、上記ガスセンサとしては、酸素濃度を検出するO2センサ、二酸化炭素濃度を検出するCOセンサ、NOx(窒素酸化物)濃度を検出するNOxセンサ又はHC(炭化水素)を検出するHCセンサ等がある。そして、上記ガスセンサは、内燃機関の排気系に設置して、この内燃機関の燃焼制御に使用することができる。
い。この場合には、上記結合端子の耐熱性を向上させることができる。
また、上記結合端子は、上記セラミックヒータの通電用電極と当接する部分に貴金属メ
ッキを施してなることが好ましい。この場合には、上記結合端子の耐熱性を
一層向上させることができる。また、上記貴金属メッキとしては、例えば、Au(金)、
Pt(白金)、Ag(銀)等のメッキがある。
また、上記セラミックヒータの通電用電極は、貴金属メッキを施してなることが好ましい。この場合には、上記通電用電極の耐熱性を一層向上させることができる。また、上記貴金属メッキとしては、例えば、Au(金)、Pt(白金)、Ag(銀)等のメッキがある。
また、上記セラミックヒータの通電用電極は、Crメッキ又はNiメッキを施してなることもできる。この場合には、上記通電用電極を安価に製造することができる。
また、上記2つの結合端子同士の間には、絶縁材が配設されていることが好ましい。この場合には、上記ガスセンサに振動等が加わって、各結合端子が上記セラミックヒータの軸方向に位置ずれを起こそうとしても、上記絶縁材により各結合端子同士が接触してしまうことを確実に防止することができる。
(実施例1)
本例のガスセンサ1は、図1に示すごとく、自動車用内燃機関の排気系に排気される排気ガス中の特定ガス濃度の検出を行うものであり、この特定ガス濃度の検出を行うガスセンサ素子2と、このガスセンサ素子2を昇温するための棒状のセラミックヒータ3とを有している。上記ガスセンサ素子2は、内部に基準ガス室211を有する有底円筒型の固体電解質体21と、この固体電解質体21の外壁面に設けた被測定ガス側電極221と、上記基準ガス室211の内壁面において上記被測定ガス側電極221に対向する位置に設けた基準ガス側電極222とを備えている。また、上記セラミックヒータ3は上記基準ガス室211内に挿入配設されている。
以下に、これを詳説する。
また、図3に示すごとく、上記結合端子5の本体部51は、その軸方向Lに開口部511を有する断面C形状を有している。さらに、本例の結合端子5の本体部51は、折り曲げ形成されており、上記断面円形状のセラミックヒータ3に形成された通電用電極31の外形に沿った断面円弧形状を有している。
また、図3に示すごとく、耐熱性を考慮して、上記結合端子5は、Ni基、Cr基、Fe基等を含有する高耐熱金属としてのインコネル(ニッケル合金)からなり、この結合端子5は、その本体部51の内周面500が上記セラミックヒータ3の通電用電極31と当接する。
また、上記結合端子5同士が接触してしまうことを防止するために、上記2つの通電用電極31は上記セラミックヒータ3において1mm以上の間隔をあけて形成されており、上記2つの結合端子5は、1mm以上の隙間を形成してセラミックヒータ3に結合されている。
図1に示すごとく、上記ガスセンサ1は、上記ガスセンサ素子2を挿通配設するための筒状のハウジング61と、ハウジング61の軸方向Lにおける一端部に連結された被測定ガス側カバー62と、ハウジング61の軸方向Lにおける他端部に連結された基準ガス側カバー63とを有している。上記被測定ガス側カバー62は、ガスセンサ素子2との間に、被測定ガスとしての排気ガスを流入させる被測定ガス室621を形成している。また、上記基準ガス側カバー63は、その内側に上記基準ガス室211に連通する基準ガス空間631を形成している。
また、上記被測定ガス側カバー62は、内側カバー622と外側カバー623との2つのカバーを重ねて配設して構成されている。そして、内側カバー622及び外側カバー623には、それぞれ被測定ガスをそれらの内部に導入するための被測定ガス導入口624が形成されている。
そのため、各通電用電極31と各リード線4の結合端子5との結合部分が高温になったときには、これらはそれぞれ別々に熱膨張することができる。そのため、結合端子5は、通電用電極31との結合状態を維持したまま弾性変形することができ、これらの間に熱応力がほとんど発生することがない。
それ故、本例のガスセンサ1によれば、高温状態においても、結合端子5と通電用電極31との結合状態を安定して維持することができる。
すなわち、図5に示すごとく、上記結合端子5には、上記セラミックヒータ3の通電用電極31と当接する内側面に凸部512を形成し、一方上記セラミックヒータ3には、上記凸部512と係合する凹部34を形成することができる。そして、上記結合端子5を上記通電用電極31に結合したときには、凸部512と凹部34とが係合して結合端子5が通電用電極31に対して、セラミックヒータ3の軸方向L又は直交方向Wに位置ずれを起こしてしまうことを防止することができる。
また、図8に示すごとく、各結合端子5の上記セラミックヒータ3の軸方向Lへの位置ずれを防止するために、セラミックヒータ3の2つの通電用電極31にそれぞれ結合した結合端子5同士の間には、絶縁材36を配設することもできる。
また、結合端子5の本体部51は、必ずしも断面円弧形状に形成する必要はなく、図12に示すごとく、断面角形状に形成することもできる。
本例は、上記実施例1に示したガスセンサ1の組付方法を示し、上記セラミックヒータ3の通電用電極31に上記リード線4の結合端子5を結合する際の工夫を示すものである。そして、本例においては、上記リード線4の結合端子5を上記セラミックヒータ3の軸方向Lに形成した2つの通電用電極31における奥側通電用電極31Aに結合する際に、もう一方の手前側通電用電極31Bにキズ等を発生させない工夫をしている。
なお、手前側通電用電極31Bとは、上記セラミックヒータ3の突出部30の先端側に位置する通電用電極31をいい、奥側通電用電極31Aとは、手前側通電用電極31Bよりも突出部30の基端側に位置する通電用電極31をいう。
それ故、本例においては、上記手前側通電用電極31Bにキズ等を発生させることなく、上記奥側通電用電極31Aに対して上記結合端子5の結合を容易に行うことができる。
すなわち、図15に示すごとく、奥側通電用電極31Aに結合端子5を結合するに当たっては、この結合端子5を、その上記開口部511の幅を広げるようにして弾性変形させて、上記セラミックヒータ3の軸方向Lに直交する直交方向Wから押圧する。これにより、奥側通電用電極31Aに結合端子5を結合するときに、この結合端子5を手前側通電用電極31Bの外周を通過させる必要がなく、この手前側通電用電極31Bにキズ等を発生させないようにすることができる。
本例においても、その他は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
2 ガスセンサ素子
21 固体電解質体
211 基準ガス室
221 被測定ガス側電極
222 基準ガス側電極
3 セラミックヒータ
31 通電用電極
4 リード線
5 結合端子
51 本体部
511 開口部
52 リード部
7 組付治具
L 軸方向
W 直交方向
Claims (3)
- 内部に基準ガス室を有する有底円筒型の固体電解質体と、該固体電解質体の外壁面に設けた被測定ガス側電極と、上記基準ガス室の内壁面において上記被測定ガス側電極に対向する位置に設けた基準ガス側電極とを備えたガスセンサ素子を有し、上記基準ガス室には棒状のセラミックヒータを挿入配設してなるガスセンサにおいて、
上記セラミックヒータに形成した通電用電極には、上記セラミックヒータに電力を供給するためのリード線に設けた結合端子が結合されており、該結合端子は、上記通電用電極を弾性的に挟持しており、
上記セラミックヒータは、その軸方向に2つの上記通電用電極を有しており、該2つの通電用電極には、2本の上記リード線に設けた上記結合端子がそれぞれ結合されており、
上記セラミックヒータにおける一方の端部には、該セラミックヒータの本体部よりも縮径した縮径部が形成されており、上記2つの通電用電極の一方は上記縮径部に形成されていることを特徴とするガスセンサ。 - 内部に基準ガス室を有する有底円筒型の固体電解質体と、該固体電解質体の外壁面に設けた被測定ガス側電極と、上記基準ガス室の内壁面において上記被測定ガス側電極に対向する位置に設けた基準ガス側電極とを備えたガスセンサ素子を有し、上記基準ガス室には棒状のセラミックヒータを挿入配設してなり、
上記セラミックヒータの軸方向に形成した2つの通電用電極には、上記セラミックヒータに電力を供給するための2つのリード線に設けた結合端子がそれぞれ結合されており、該結合端子は、上記通電用電極を弾性的に挟持してなるガスセンサを組み付ける方法において、
上記2つの通電用電極における奥側に位置する奥側通電用電極に上記結合端子を結合するに当たっては、
上記2つの通電用電極における手前側に位置する手前側通電用電極を組付治具で覆い、
上記結合端子を上記セラミックヒータの軸方向から上記組付治具の外周側をスライドさせ、当該結合端子を上記奥側通電用電極に弾性的に挟持結合させることを特徴とするガスセンサの組付方法。 - 内部に基準ガス室を有する有底円筒型の固体電解質体と、該固体電解質体の外壁面に設けた被測定ガス側電極と、上記基準ガス室の内壁面において上記被測定ガス側電極に対向する位置に設けた基準ガス側電極とを備えたガスセンサ素子を有し、上記基準ガス室には棒状のセラミックヒータを挿入配設してなり、
上記セラミックヒータの軸方向に形成した2つの通電用電極には、上記セラミックヒータに電力を供給するための2つのリード線に設けた結合端子がそれぞれ結合されており、該結合端子は、その軸方向に開口部を有する断面C形状であると共に上記通電用電極を弾性的に挟持してなるガスセンサを組み付ける方法において、
上記2つの通電用電極における奥側に位置する奥側通電用電極に上記結合端子を結合するに当たっては、
上記結合端子を、その上記開口部の幅を広げるようにして弾性変形させて、上記セラミックヒータの軸方向に直交する方向から押圧し、当該結合端子を上記奥側通電用電極に弾性的に挟持結合させることを特徴とするガスセンサの組付方法。
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