JP4596671B2

JP4596671B2 - Sensor

Info

Publication number: JP4596671B2
Application number: JP2001100066A
Authority: JP
Inventors: 昌明村瀬; 久治西尾
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002296223A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出素子を主体金具内に固定して動作するセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、高温環境下において使用されるセンサから信号を取り出すための接続用の端子構造として、例えば図９に示すようなガスセンサ１００を開発している。すなわち、ガスセンサ１００は、排気管に固定される筒状の主体金具１０２と、主体金具１０２に内挿される平板状の検出素子１０４と、検出素子１０４を保持するために主体金具１０２の筒内下方から順に積層されるセラミックホルダ１０６、滑石粉末１０８、セラミックスリーブ１１０と、検出素子１０４の検出信号を取り出すための複数のリードフレーム１１２とを備えている。
【０００３】
この内、セラミックホルダ１０６及びセラミックスリーブ１１０には、検出素子１０４の断面形状に沿った略長方形状の挿通孔が中心軸に沿って穿設されている。そして、検出素子１０４は、主体金具１０２の筒内下方より配置されるセラミックホルダ１０６、滑石粉末１０８、セラミックスリーブ１１０と、セラミックスリーブ１１０との間に配置されるリードフレーム１１２とを介して主体金具１０２に固定される。
【０００４】
この検出素子１０４の先端側（図中下方）には検出部１０４ａが形成され、後端側には検出部１０４ａにて生じた検出信号を引き出すための複数の電極端子１０４ｂが形成されている。そして、リードフレーム１１２の一端側が各電極端子１０４ｂに接続され、その他端側が検出信号を外部に取り出すためのリード線１１６に接続されている。
【０００５】
このリードフレーム１１２は、長尺状のステンレス鋼板等を加工して形成され、検出素子１０４の電極端子１０４ｂに接触する部分には、比較的強い弾性を有する波状部分１１２ａが形成されている。このため、検出素子１０４をセラミックスリーブ１１０に配置する際には、検出素子１０４の電極端子１０４ｂがリードフレーム１１２の波状部分１１２ａに当接し、その弾性力によりしっかりと固定される。
【０００６】
また、主体金具１０２の後端側外周には、外筒１１８が溶接等により固定されており、リード線１１６は、この外筒１１８の末端内側に配置されたシール部材１２０を貫通して外部に引き出されている。そして、このリード線１１６を介して、上記検出信号をガスセンサ１００の外部へ取り出すことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のガスセンサ１００には以下の問題があった。
まず、ガスセンサ１００の製造過程においては、セラミックスリーブ１１０に設けられた上記角孔に、リードフレーム１１２を貫通させる必要がある。この場合、リードフレーム１１２の下端には、セラミックスリーブ１１０への位置決めのために、セラミックスリーブ１１０の下端面に係止させる係止部１１４が外方に延出して設けられる。このため、リードフレーム１１２をセラミックスリーブ１１０に挿通する際には、その上端を先頭にセラミックスリーブ１１０の下方から挿入する手法をとることになり、リードフレーム１１２の上端部の形状が上記角孔に挿通可能な形状に制限されることになる。具体的には、リードフレーム１１２の上端部に、リード線１１６の先端部を加締接合するために一般的に採用されているリング状の加締部を形成することが困難となり、溶接等による接合方法を取らざるを得なくなる。この溶接接合は加締接合よりも接合強度が弱いため、振動や衝撃に対する耐性が低下する可能性があった。
【０００８】
また、ガスセンサ１００の製造工程においては、リードフレーム１１２に検出素子１０４を挟んだ状態で、これらをセラミックスリーブ１１０の角孔に挿入するのであるが、その際、上述したリードフレーム１１２の係止部１１４の係止により検出素子１０４の位置決めをも行う。しかし、検出素子１０４の厚みやセラミックスリーブ１１０の角孔の幅等のばらつきにより、挿入の際の検出素子１０４とセラミックスリーブ１１０とのクリアランスがばらつくことになる。このため、リードフレーム１１２挿入時の波状部分１１２ａの伸延長さがばらつき、その結果、検出素子１０４のセラミックスリーブ１１０への挿入深さがばらつくことになる。この結果、検出素子１０４の検出部１０４ａの出寸法（位置）がばらつき、ガスセンサ１００の特性に悪影響を及ぼす可能性があった。
【０００９】
さらに、上記構成の場合、検出素子１０４をリードフレーム１１２を介してセラミックスリーブ１１０内に固定した不安定な状態で、主体金具１０２に組み付けることになる。このため、両者の組み付けの際に、主体金具１０２が傾く等して組み付け誤差が大きくなる可能性があった。また、後に行うリードフレーム１１２とリード線との溶接の際に、セラミックセパレータ１１９が邪魔となって作業性が悪くなるといった問題もあった。
【００１０】
このような問題は、ガスセンサに限らず、同様の構成を有するセンサであれば、温度センサや流量センサ等その他のセンサについても生ずるものと考えられる。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、センサの組み付け精度を確保すると共に、その組み付け作業を容易にすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
かかる課題に鑑み、請求項１に記載のセンサは、下端側に検出部を有し、上端側の側面に検出部の検出信号を引き出すための複数の電極端子が形成された平板状の検出素子と、この検出信号を外部に引き出すためのリード線と、検出素子の電極端子に接触する素子接触部、及びリード線に接続されるリード接続部、及びこれら素子接触部とリード接続部との間を接続する連結部を有するリードフレームと、前記検出素子の前記検出部を被測定ガスへ突出させる主体金具と、当該主体金具の上部に延設され、前記検出素子との間で所定の内部空間を形成する外筒と、を備える。
【００１２】
そして、上記連結部がリードフレームの下部において折曲した折曲部を有し、この素子接触部に対して折曲部を介して接続する連結部と、素子接触部との間に介装体が介装されている。
かかる構成によれば、リードフレームの形態が、介装体との関係で規定されるものの、検出素子を、リードフレームとは無関係に主体金具に取り付けることができる。このため、上述した検出素子の検出部の出寸法が、リードフレームの形状や変形の影響を受けることがなく、検出素子を主体金具の所定の位置に精度良く取り付けることができる。その結果、検出素子の検出部の出寸法がばらつくといった問題もなく、センサの特性を一定に保持することができる。
【００１３】
また、素子接触部とリード接続部とがリードフレーム下部に折曲部を有する連結部を介して連結される構成をとるため、この素子接触部のみを介装体の内部又は内側に配置することができる。換言すれば、リード接続部を介装体の外側に引き出すことができる。このため、このリード接続部の先端形状（折曲部とは反対側の端部形状）に制約を受けることがない。従って、上述したリード接続部の先端にリング状の加締部を形成して、リードフレームとリード線との接合強度を一定以上に確保することができ、その結果、当該接合部の振動や衝撃に対する耐性を一定以上に確保することができる。
【００１４】
さらに、かかる構成においては、素子接触部とリード接続部とにより介装体を挟持する態様で、リードフレームを介装体に固定することができ、リードフレームと介装体とを一体化した端子ユニットとして構成することができる。このため、検出素子とリードフレーム（つまりリード線）との電気的接続に際しては、予め主体金具に固定された状態の検出素子に対してこの端子ユニットを接続するだけでよいため、接続作業が極めて容易になる。
【００１５】
更に、本発明では、電極端子が形成された側の検出素子の上端部周囲を覆うように、主体金具に保持された絶縁保護体が配置されるとともに、リードフレームは、絶縁保護体と検出素子との間に固定されている。
つまり、介装体の外側のリードフレームに抑制が無いと、振動などによって相互に接触したり、周囲の部材と接触する可能性があるが、本発明では、そのような心配はない。
また、請求項２のように、介装体を、絶縁保護体の上方から挿入されて固定された構成とすることができる。
更に、請求項３のように、絶縁保護体を、主体金具の上方へ突設された筒状の突出部を有するように構成し、その突出部の内側に形成された収容部の内部に、リードフレームの素子接触部を配置する構成とすることができる。
その上、請求項４のように、絶縁保護体を、自身の内部に、収容部と、収容部の下方に形成された検出素子を挿通させる挿通孔と、収容部と挿通部とを接続する部位とを有する構成とし、その部位にてリードフレームの屈曲部が当接する構成とすることができる。
【００２８】
尚、以上の説明において「上下」という表現を取っているが、これは絶対的な位置を表すものではなく、センサの取付態様が上下逆になれば反転することになる。センサの構成を表す請求項の記載の便宜上、このように表現したに過ぎない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施例を図面と共に説明する。
［第１実施例］
本実施例は、本発明のセンサを酸素センサとして構成したものであり、図１は、当該酸素センサの全体構成を示す断面図である。なお、第１実施例は本発明の基礎となる内容を含む参考例であり、後述する第２実施例が本発明例である。
【００３０】
同図に示すように、酸素センサ１は、長方形状の断面を有する平板状の検出素子２、検出素子２を収容するケーシング３等から構成されている。
この検出素子２は、長板状に形成された複数の酸素濃淡電池素子と、この酸素濃淡電池素子を活性化させるための複数のヒータとが積層されて形成されている（図示せず）。そして、その軸方向中央付近の外周には、自身をケーシング３内に係止固定させるためのセラミックからなる筒状の支持部材４が外挿され接着されている。また、検出素子２の下端側には、被測定ガスに晒されて被測定ガス成分を検出する検出部２ａが設けられており、上端側の側面には検出部２ａにて生じた酸素濃淡電池起電力を引き出すための複数（本実施例では４個）の電極端子２ｂが取り付けられている。
【００３１】
ケーシング３は、酸素センサ１を排気管等の取付部に固定すると共に、上記支持部材４を装着した検出素子２、滑石粉末からなる充填部材５、及び充填部材５を押圧するスリーブ６等を内部に収容する。当該ケーシング３は、検出素子２の検出部２ａを排気管等の内部に突出させる主体金具７と、主体金具７の上部に延設され、検出素子２との間で所定の内部空間を形成する外筒８とから構成されている。
【００３２】
主体金具７は、円筒状の本体先端側の内周に内向き突出した段部７ａを有し、この段部７ａに支持部材４を係止することにより、検出素子２を下方から支持している。そして、さらに支持部材４の後側（図中上側）における主体金具７の内周面と検出素子２の外周面との間に充填部材５を配設し、更にこの充填部材５の後側に筒状のスリーブ６を同軸状に内挿している。
【００３３】
また、主体金具７の上端部（後端部）には、内側に延出したフランジ部７ｂの先端縁により円形の上部開口部が形成されており、このフランジ部７ｂがスリーブ６を上方から係止している。そして、その上部開口部を覆うように外筒８の下端開口端部が主体金具７に外挿されると共に、当該下端開口端部が外方から加締められることにより外筒８が主体金具７に装着されている。
【００３４】
また、上記検出素子２の上端には、端子ユニット１０が接続されている。この端子ユニット１０は、４つの端子（リードフレーム１１）を備える。各リードフレーム１１は、その一端が検出素子２の４つの電極端子２ｂの夫々に接続されると共に、その他端が検出部２ａの検出信号を外部に取り出すための一対のリード線２１，２２、及びヒータに電力を供給するための一対のリード線（図中、リード線２１，２２の裏側に配置）に夫々接続されている。これらの詳細構造については後述する。
【００３５】
外筒８の上部開口部には、ゴムからなる円柱形状のシール部材２０が設けられており、このシール部材２０の軸方向中央位置が外筒８を介して径方向に加締められ、外筒８とシール部材２０との間のシール性が保持されている。このシール部材２０には、上記各リード線を挿通するための貫通孔が形成され、各リード線は、このシール部材２０に設けられた軸方向の貫通孔を貫通して外部に引き出されている。
【００３６】
また、主体金具７の先端側（図中下方）外周には、検出素子２の突出部分を覆うと共に、複数の孔部を有する金属製の二重のプロテクタ３１，３２が溶接によって取り付けられている。
次に、酸素センサ１の要部である端子ユニット１０周辺の詳細構造とその検出素子２への組み付け方法について図２〜図４に基づいて説明する。
【００３７】
図２に端子ユニット１０の分解図を示すように、端子ユニット１０は、検出素子２の４つの電極端子２ｂの夫々に接続される４つのリードフレーム１１と、このリードフレーム１１を固定する絶縁性のセパレータスリーブ１２とから構成される。
【００３８】
リードフレーム１１は、例えば、高温に繰り返し晒されても、弾性（バネ弾性）を保持可能な長尺薄板状のステンレス鋼板や耐食耐熱超合金板を数カ所で折曲加工して形成され、図２（ａ）下段に示すように、上記各リード線に接続されるリード接続部１３、検出素子２の電極端子２ｂに接触する素子接触部１５、及びバネ部１７を備える。
【００３９】
リード接続部１３と素子接触部１５とは、リードフレーム１１の下部に形成された折曲部１１ａを介して互いに連結され、素子接触部１５とバネ部１７とは、素子接触部１５の上端に連設された第２の折曲部１１ｂを介して互いに連結されている。このリード接続部１３と素子接触部１５とはほぼ平行に並設され、バネ部１７は、リード接続部１３と素子接触部１５との間に、素子接触部１５に沿って下方に延設されている。
【００４０】
また、バネ部１７は波形状をなし、その波状部分の頂点の数カ所で素子接触部１５に接触するように形成され、その先端（下端）には、セパレータスリーブ１２下面の所定位置に係止される係止部１７ａが、素子接触部１５に対して垂直かつリード接続部１３の方向に延設されている。
【００４１】
さらに、リード接続部１３は、第２の折曲部１１ｂの近傍にて素子接触部１５側に所定量屈曲し、その先端には、リード線に加締接合される円筒状の加締部１３ａが、素子接触部１５に対して平行に設けられている。
一方、セパレータスリーブ１２は、絶縁性のセラミックで形成された柱状の本体を有する。図２（ａ）上段にはその軸方向の断面図が、同図（ｂ）には、そのＡ−Ａ断面が示されている。
【００４２】
より詳しくは、セパレータスリーブ１２は、上記リード接続部１３の形状に沿った外壁を有し、同図（ａ）において左右対称に形成されている。また、同図（ａ）の奥行方向の中央部には、その外形に沿って外方に所定量延出した一対の仕切部１２ａが形成されている。また、その本体中央には下方に開口した収容部１４が形成され、この収容部１４の上記仕切り部１２ａに対応する位置には、内方に所定量延出した仕切部１４ａが形成されている。さらに、本体下面の中央には、上述したスリーブ６上面に載置される平板状のベース部１６が下方に延設されている。
【００４３】
そして、矢印で示すように、このセパレータスリーブ１２の下方から４つのリードフレーム１１を組み付けることにより、図３（ａ）上段に示す端子ユニット１０が完成する。尚、本実施例においては、収容部１４の幅Ｗ１が３．７±０．１（ｍｍ）、リードフレーム１１の厚み（つまり、バネ部１７の外側の頂点と素子接触部１５との距離）ｔ１が１．２５±０．１（ｍｍ）、検出素子２の厚みＴ１が２．０±０．２（ｍｍ）となっているため、嵌合代（圧入代）が０．８±０．５（ｍｍ）程度となっている。
【００４４】
このため、リードフレーム１１のバネ部１７による素子接触部１５への付勢力が、反力となってセパレータスリーブ１２の内側壁に負荷される。この作用により、リード接続部１３がセパレータスリーブ１２の外壁に沿って強く密着し、リードフレーム１１がセパレータスリーブ１２に対して安定に固定される。
【００４５】
また、同図（ｂ）に同図（ａ）のＢ−Ｂ断面を示すように、このとき４つのリードフレーム１１は、仕切部１２ａ，１４ａ又は左右方向の空間によって互いに隔てられ、その短絡が防止されている。
そして、同図（ａ）に矢印にて示すように、この端子ユニット１０を、予めスリーブ６に（つまり主体金具７に）固定された検出素子２に対して上方から接続することにより、各リード線と検出素子２との電気的接続がなされる。
【００４６】
この状態が図４（ａ）に示されている。同図（ｂ）は、そのＣ−Ｃ断面を表す。
このとき、端子ユニット１０は、そのベース部１６がスリーブ６の上面に載置されることにより、検出素子２に対して定位置に固定される。また、そのリードフレーム１１は、係止部１７ａがセパレータスリーブ１２の下面に係止されているため、検出素子２への接続時においてその位置がずれることはない。このため、その素子接触部１５も、電極端子２ｂに当接する定位置に固定される。
【００４７】
また、セパレータスリーブ１２の内壁によってバネ部１７の外方への変位が阻止されているため、バネ部１７による検出素子２側への付勢力を一定以上に保持することができ、素子接触部１５と電極端子２ｂとの安定した接触状態を保持することができる。
【００４８】
以上に述べたように、本実施例の酸素センサ１においては、検出素子２の主体金具７への取付けと、検出素子２へのリードフレーム１１の電気的接続が別工程で行われるため、検出素子２を主体金具７の所定の位置に精度良く取り付けることができる。その結果、検出素子２の検出部２ａの出寸法がばらつくといった問題もなく、センサの特性を一定に保持することができる。
【００４９】
また、リードフレーム１１がセパレータスリーブ１２と一体化した端子ユニット１０として構成されるため、リードフレーム１１の検出素子２への組付けをワンタッチで行うことができ、組み付けが極めて容易となる。この結果、作業性が向上する。
［第２実施例］
本実施例の酸素センサは、上記第１実施例で述べたような端子ユニットなる構成を有さず、予めリードフレームを検出素子に当接させ、後から絶縁部材によりこれを固定する構成を有する。
【００５０】
図５は本実施例にかかる酸素センサ２０１の主要部周辺の構成を表す断面図である。尚、酸素センサ２０１は、当該主要部の構成を除いては、第１実施例の酸素センサ１と同様の構成を有するため、第１実施例と同様の構成部分ついては同一の符号で表すか又は省略し、その説明については省略することにする。
【００５１】
同図に示すように、酸素センサ２０１のスリーブ２０６は、第１実施例のスリーブ６とはその形状が異なり、その筒状の本体の上部中央に上方に突設された突出部２０７を有する。そして、この突出部２０７が内部に形成する収容部２０８において、検出素子２とリードフレーム２１１とが絶縁部材２２０を介して接続固定されている。
【００５２】
以下、酸素センサ２０１の要部の詳細構造とその検出素子２への組み付け方法について図６〜図８に基づいて説明する。
図６には、スリーブ６の要部詳細構造と、検出素子２の組み付け態様が示されている。
【００５３】
スリーブ２０６は絶縁性のセラミックで形成され、同図に示すように、その突出部２０７の中央には、下方の検出素子２の挿通孔２０６ａに連通した上記収容部２０８が形成されている。この収容部２０８は、挿通孔２０６ａよりも大きな角断面を有し、この挿通孔２０６ａとは傾斜部２０９を介してに滑らかに接続されている。尚、この収容部２０８の軸方向の長さ（深さ）は、検出素子２の電極端子２ｂの長さよりも長くなっている。
【００５４】
また、同図（ｂ）に、同図（ａ）のＤ−Ｄ断面図を示すように、収容部２０８の奥行き方向中央には、内方に向かって所定量突出した一対の仕切り部２０８ａが形成されている。
検出素子２は、このスリーブ２０６に対し、その上端面と突出部２０７の上端面とが一致する位置で予め固定される（本実施例ではそのように突出部２０７の高さが規定されている）。
【００５５】
そして、図７（ａ）に示すように、この状態から４つのリードフレーム２１１の夫々を、収容部２０８内に上方から挿入する。
リードフレーム２１１は、上記第１実施例と同様の長尺薄板状のステンレス鋼を折曲加工して形成され、各リード線に接続されるリード接続部２１３、及び検出素子２の電極端子２ｂに接触する素子接触部２１５を備える。ただし、第１実施例とは異なり、リード接続部２１３がバネ部２１３ａを兼ねている。
【００５６】
リード接続部２１３と素子接触部２１５とは、リードフレーム２１１の下部に形成された折曲部２１１ａを介して互いに連結されている。この折曲部２１１ａは、上記傾斜部２０９に沿った傾斜部を有する。リード接続部２１３と素子接触部２１５とはほぼ平行に並設され、バネ部２１３ａの波状部分がその頂点の数カ所で収容部２０８の内壁に接触するように形成されている。
【００５７】
さらに、リード接続部２１３の上端には、リード線に加締接合される円筒状の加締部２１３ｂが設けられている。
同図（ｂ）に同図（ａ）のＥ−Ｅ断面を示すように、上記仕切部２０８ａにより、奥行き方向に隣接して配置されるリードフレーム２１１間の短絡が防止されている。
【００５８】
そして、図８（ａ）に示すように、一対の絶縁部材２２０を、素子接触部２１５とバネ部２１３ａ（つまりリード接続部２１３）との間に夫々介装する。
この絶縁部材２２０は、絶縁性のセラミックで形成された板状の小片からなり、収容部２０８の深さにほぼ等しい長さ、収容部２０８の図中奥行き方向の幅よりやや小さめの幅、及びバネ部２１３ａの内側の頂点と素子接触部２１５との距離よりも所定量大きい厚みを有する。また、挿入性を考慮して、絶縁部材２２０の下部外側にはテーパ部２２０ａが形成されている。
【００５９】
具体的には、本実施例においては、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、収容部２０８の幅Ｗ２が５．９±０．１（ｍｍ）、リードフレーム１１の圧入幅（つまり、バネ部２１３ａの内側の頂点と素子接触部２１５との距離）ｔ２が０．６±０．１（ｍｍ）、絶縁部材の２２０の厚みｔ３が１．０±０．１（ｍｍ）、検出素子２の厚みＴ１が２．０±０．２（ｍｍ）となっている。
【００６０】
このため、これら絶縁部材２２０が介装される際には、バネ部２１３ａと素子接触部２１５との間を押し広げる態様となり、バネ部２１３ａの形状が所定量変形する。そしてこのとき、リードフレーム２１１のバネ部２１３ａによる付勢力が、絶縁部材２２０を介して素子接触部２１５に伝わり、この作用により、素子接触部２１５が電極端子２ｂに密着してその安定した接触が実現される。
【００６１】
尚、同図（ｂ）に同図（ａ）のＦ−Ｆ断面を示すように、絶縁部材２２０は、図中奥行き方向に隣接した２つのリードフレーム２１１及び２つの電極端子２ｂを架橋する格好となるが、絶縁部材２２０が絶縁性を有するため短絡の心配はない。
【００６２】
以上に述べた本実施例の酸素センサ２０１の構成においても、検出素子２をリードフレーム２１１とは独立してスリーブ２０６に（つまり主体金具７に）予め固定させておくことができ、この状態からリードフレーム２１１を検出素子２に装着することができる。
【００６３】
このため、第１実施例と同様、検出素子２を主体金具７の所定の位置に精度良く取り付けることができる。
また、リードフレーム２１１と検出素子２との固定が、絶縁部材２２０の介装という単純かつ簡易な方法により行われるため、組付けが極めて容易になる。
【００６４】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記第２実施例においては、絶縁部材２２０を、検出素子２に対してリードフレーム２１１を装着した状態で介装する態様をとったが、リードフレーム２１１を検出素子２に装着する際に、絶縁部材２２０をそのガイドとして用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る酸素センサの全体構成を表す断面図である。
【図２】第１実施例の端子ユニットの構成を表す説明図である。
【図３】第１実施例の端子ユニットの構成、及びその組み付け態様を表す説明図である。
【図４】第１実施例の端子ユニットの検出素子への組み付け態様を表す説明図である。
【図５】第２実施例に係る酸素センサの主要部の構成を表す断面図である。
【図６】第２実施例に係る酸素センサの主要部の組み付け態様を表す説明図である。
【図７】第２実施例に係る酸素センサの主要部の組み付け態様を表す説明図である。
【図８】第２実施例に係る酸素センサの主要部の組み付け態様を表す説明図である。
【図９】従来の酸素センサの全体構成を表す断面図である。
【符号の説明】
１，２０１・・・酸素センサ、２・・・検出素子、２ａ・・・検出部、
２ｂ・・・電極端子、６，２０６・・・スリーブ、７・・・主体金具、
１０・・・端子ユニット、１１，２１１・・・リードフレーム、
１１ａ，２１１ａ・・・折曲部、１１ｂ・・・第２の折曲部、
１３ａ，２１３ｂ・・・加締部、１２・・・セパレータスリーブ、
１３，２１３・・・リード接続部、１５，２１５・・・素子接触部、
１７，２１３ａ・・・バネ部、１７ａ・・・係止部、２２０・・・絶縁部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensor that operates with a detection element fixed in a metal shell.
[0002]
[Prior art]
The applicant has developed, for example, a gas sensor 100 as shown in FIG. 9 as a connection terminal structure for extracting a signal from a sensor used in a high temperature environment. That is, the gas sensor 100 includes a cylindrical metal shell 102 fixed to the exhaust pipe, a flat plate-like detection element 104 inserted in the metal shell 102, and a cylinder lower portion of the metal shell 102 to hold the detection element 104. The ceramic holder 106, the talc powder 108, the ceramic sleeve 110, and a plurality of lead frames 112 for taking out the detection signal of the detection element 104 are provided.
[0003]
Among them, the ceramic holder 106 and the ceramic sleeve 110 are provided with a substantially rectangular insertion hole along the central axis along the cross-sectional shape of the detection element 104. The detection element 104 is formed of a metallic shell through a ceramic holder 106, a talc powder 108, a ceramic sleeve 110, and a lead frame 112 disposed between the ceramic sleeve 110 and the ceramic holder 106, which are arranged from below the cylinder of the metallic shell 102. 102 is fixed.
[0004]
A detection unit 104a is formed on the front end side (lower side in the figure) of the detection element 104, and a plurality of electrode terminals 104b for extracting detection signals generated in the detection unit 104a are formed on the rear end side. One end side of the lead frame 112 is connected to each electrode terminal 104b, and the other end side is connected to a lead wire 116 for taking out a detection signal to the outside.
[0005]
The lead frame 112 is formed by processing a long stainless steel plate or the like, and a wave-like portion 112 a having relatively strong elasticity is formed in a portion that contacts the electrode terminal 104 b of the detection element 104. Therefore, when the detection element 104 is disposed on the ceramic sleeve 110, the electrode terminal 104b of the detection element 104 abuts on the waved portion 112a of the lead frame 112 and is firmly fixed by the elastic force.
[0006]
In addition, an outer cylinder 118 is fixed to the outer periphery of the rear end side of the metal shell 102 by welding or the like, and the lead wire 116 penetrates the seal member 120 disposed inside the end of the outer cylinder 118 to the outside. Has been pulled out. The detection signal can be taken out of the gas sensor 100 via the lead wire 116.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the gas sensor 100 having the above configuration has the following problems.
First, in the manufacturing process of the gas sensor 100, it is necessary to penetrate the lead frame 112 through the square hole provided in the ceramic sleeve 110. In this case, a locking portion 114 that is locked to the lower end surface of the ceramic sleeve 110 is provided at the lower end of the lead frame 112 so as to extend outward. For this reason, when the lead frame 112 is inserted into the ceramic sleeve 110, the top end of the lead frame 112 is inserted from the bottom of the ceramic sleeve 110, and the shape of the upper end portion of the lead frame 112 is the square hole. It will be limited to the shape that can be inserted. Specifically, it becomes difficult to form a ring-shaped crimping portion generally used for crimping and joining the tip end portion of the lead wire 116 to the upper end portion of the lead frame 112, which is caused by welding or the like. We have to take a joining method. Since this welded joint has weaker joint strength than the caulking joint, there is a possibility that the resistance to vibration and impact may be reduced.
[0008]
Further, in the manufacturing process of the gas sensor 100, these are inserted into the square holes of the ceramic sleeve 110 with the detection element 104 sandwiched between the lead frames 112. At this time, the above-described engaging portions of the lead frame 112 are inserted. The detection element 104 is also positioned by the engagement of 114. However, the clearance between the detection element 104 and the ceramic sleeve 110 at the time of insertion varies due to variations in the thickness of the detection element 104, the width of the square hole of the ceramic sleeve 110, and the like. For this reason, the extension and extension of the wavy portion 112a when the lead frame 112 is inserted varies, and as a result, the insertion depth of the detection element 104 into the ceramic sleeve 110 varies. As a result, the projected size (position) of the detection unit 104a of the detection element 104 varies, which may adversely affect the characteristics of the gas sensor 100.
[0009]
Further, in the case of the above configuration, the detection element 104 is assembled to the metal shell 102 in an unstable state in which the detection element 104 is fixed in the ceramic sleeve 110 via the lead frame 112. For this reason, when assembling the two, there is a possibility that the assembling error becomes large because the metal shell 102 is inclined. Further, when the lead frame 112 and the lead wire are welded later, there is a problem that the workability is deteriorated because the ceramic separator 119 becomes an obstacle.
[0010]
Such a problem is not limited to the gas sensor, and may be caused for other sensors such as a temperature sensor and a flow rate sensor as long as the sensor has a similar configuration.
The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to ensure the assembly accuracy of the sensor and facilitate the assembly operation.
[0011]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  In view of such a problem, the sensor according to claim 1 is a flat detection element having a detection unit on the lower end side and a plurality of electrode terminals for extracting a detection signal of the detection unit on the side surface on the upper end side. A lead wire for extracting the detection signal to the outside, an element contact portion that contacts the electrode terminal of the detection element, a lead connection portion connected to the lead wire, and between the element contact portion and the lead connection portion A lead frame having a connecting portion for connectingA metal shell for projecting the detection portion of the detection element to the gas to be measured, and an outer cylinder extending above the metal shell and forming a predetermined internal space with the detection element;Is provided.
[0012]
And the said connection part has the bending part bent in the lower part of the lead frame, and it is an interposition body between the connection part connected with this element contact part via a bending part, and an element contact part. Is intervening.
According to such a configuration, although the form of the lead frame is defined by the relationship with the interposed body, the detection element can be attached to the metal shell regardless of the lead frame. For this reason, the protruding dimension of the detection portion of the detection element described above is not affected by the shape or deformation of the lead frame, and the detection element can be accurately attached to a predetermined position of the metal shell. As a result, the characteristics of the sensor can be kept constant without the problem that the protruding dimension of the detection portion of the detection element varies.
[0013]
In addition, since the element contact portion and the lead connection portion are connected via a connecting portion having a bent portion at the lower part of the lead frame, only the element contact portion is disposed inside or inside the interposer. Can do. In other words, the lead connection part can be pulled out to the outside of the intervention body. For this reason, there is no restriction | limiting in the front-end | tip shape (end part shape on the opposite side to a bending part) of this lead connection part. Accordingly, a ring-shaped crimped portion can be formed at the tip of the lead connecting portion described above, and the bonding strength between the lead frame and the lead wire can be ensured to a certain level or more. It is possible to ensure the resistance to a certain level or more.
[0014]
Further, in such a configuration, the lead frame can be fixed to the interposition body in such a manner that the interposition body is sandwiched between the element contact portion and the lead connection portion, and the lead frame and the interposition body are integrated. Can be configured as a unit. For this reason, when the detection element and the lead frame (that is, the lead wire) are electrically connected, it is only necessary to connect the terminal unit to the detection element that is fixed to the metal shell in advance. It becomes easy.
[0015]
Furthermore, in the present invention, an insulation protector held by the metal shell is disposed so as to cover the periphery of the upper end portion of the detection element on the side where the electrode terminal is formed, and the lead frame includes the insulation protector and the detection element. Is fixed between.
  That meansThere is no suppression in the lead frame outside the interposerWhen, May contact each other due to vibration, etc., or contact with surrounding membersHowever, in the present invention, there is no such worry.
  Further, as in claim 2, the interposition body can be configured to be inserted and fixed from above the insulating protective body.
Further, as in claim 3, the insulation protector is configured to have a cylindrical projecting portion protruding upward from the metal shell, and inside the accommodating portion formed inside the projecting portion, It can be set as the structure which arrange | positions the element contact part of a lead frame.
In addition, as in claim 4, the insulating protector is connected to the housing portion, the insertion hole through which the detection element formed below the housing portion is inserted, and the housing portion and the insertion portion. And a configuration in which the bent portion of the lead frame abuts at the site.
[0028]
In the above description, the expression “up and down” is used. However, this does not represent an absolute position, and it is reversed when the sensor mounting mode is turned upside down. For convenience of description of the claims representing the configuration of the sensor, it is merely expressed in this way.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
  In this embodiment, the sensor of the present invention is configured as an oxygen sensor, and FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the oxygen sensor.The first embodiment is a reference example including the contents that form the basis of the present invention, and the second embodiment described later is an example of the present invention.
[0030]
As shown in the figure, the oxygen sensor 1 includes a flat plate-shaped detection element 2 having a rectangular cross section, a casing 3 for housing the detection element 2, and the like.
The detection element 2 is formed by laminating a plurality of oxygen concentration cell elements formed in a long plate shape and a plurality of heaters for activating the oxygen concentration cell elements (not shown). A cylindrical support member 4 made of ceramic for locking itself in the casing 3 is externally attached and bonded to the outer periphery near the center in the axial direction. A detection unit 2a that detects the gas component to be measured by being exposed to the gas to be measured is provided on the lower end side of the detection element 2, and an oxygen concentration cell generated in the detection unit 2a is provided on the side surface on the upper end side. A plurality (four in this embodiment) of electrode terminals 2b for extracting the electromotive force are attached.
[0031]
The casing 3 fixes the oxygen sensor 1 to an attachment portion such as an exhaust pipe, and also includes a detection element 2 fitted with the support member 4, a filling member 5 made of talc powder, and a sleeve 6 that presses the filling member 5. To house. The casing 3 extends from the metallic shell 7 for projecting the detection portion 2a of the detection element 2 into the exhaust pipe or the like, and the metallic shell 7, and forms a predetermined internal space with the detection element 2. The outer cylinder 8 is comprised.
[0032]
The metal shell 7 has a step portion 7a projecting inwardly on the inner periphery of the cylindrical main body tip side, and the support member 4 is locked to the step portion 7a to support the detection element 2 from below. Yes. Further, a filler member 5 is disposed between the inner peripheral surface of the metal shell 7 and the outer peripheral surface of the detection element 2 on the rear side (upper side in the drawing) of the support member 4, and further on the rear side of the filler member 5. A cylindrical sleeve 6 is inserted coaxially.
[0033]
Further, a circular upper opening is formed at the upper end (rear end) of the metal shell 7 by the leading edge of the flange 7b extending inward, and the flange 7b engages the sleeve 6 from above. It has stopped. Then, the lower end opening end of the outer cylinder 8 is extrapolated to the metal shell 7 so as to cover the upper opening, and the outer cylinder 8 is attached to the metal shell 7 by crimping the lower end opening end from the outside. It is installed.
[0034]
A terminal unit 10 is connected to the upper end of the detection element 2. The terminal unit 10 includes four terminals (lead frame 11). Each lead frame 11 has one end connected to each of the four electrode terminals 2b of the detection element 2, and the other end connected to a pair of lead wires 21 and 22 for taking out a detection signal of the detection unit 2a to the outside. Each is connected to a pair of lead wires (disposed on the back side of the lead wires 21 and 22 in the figure) for supplying power to the heater. These detailed structures will be described later.
[0035]
A cylindrical seal member 20 made of rubber is provided in the upper opening of the outer cylinder 8, and the axial center position of the seal member 20 is crimped in the radial direction via the outer cylinder 8, and the outer cylinder The sealing property between 8 and the sealing member 20 is maintained. The seal member 20 is formed with a through hole for inserting each lead wire, and each lead wire passes through an axial through hole provided in the seal member 20 and is drawn out to the outside. .
[0036]
Further, the metal double protectors 31 and 32 having a plurality of holes are attached to the outer periphery of the front end side (lower side in the figure) of the metal shell 7 while covering the protruding portion of the detection element 2 by welding. .
Next, a detailed structure around the terminal unit 10, which is a main part of the oxygen sensor 1, and a method of assembling the structure to the detection element 2 will be described with reference to FIGS.
[0037]
As shown in an exploded view of the terminal unit 10 in FIG. 2, the terminal unit 10 includes four lead frames 11 connected to the four electrode terminals 2 b of the detection element 2, and an insulating property for fixing the lead frame 11. The separator sleeve 12.
[0038]
The lead frame 11 is formed, for example, by bending a long thin plate-like stainless steel plate or corrosion-resistant heat-resistant superalloy plate that can maintain elasticity (spring elasticity) even if it is repeatedly exposed to high temperatures at several locations. (A) As shown in the lower part, a lead connection part 13 connected to each lead wire, an element contact part 15 in contact with the electrode terminal 2b of the detection element 2, and a spring part 17 are provided.
[0039]
The lead connection part 13 and the element contact part 15 are connected to each other via a bent part 11 a formed at the lower part of the lead frame 11, and the element contact part 15 and the spring part 17 are connected to the upper end of the element contact part 15. It is mutually connected via the 2nd bending part 11b provided continuously. The lead connection portion 13 and the element contact portion 15 are arranged substantially in parallel, and the spring portion 17 extends downward along the element contact portion 15 between the lead connection portion 13 and the element contact portion 15. ing.
[0040]
The spring portion 17 has a wave shape and is formed so as to come into contact with the element contact portion 15 at several vertices of the wavy portion, and the tip (lower end) is locked at a predetermined position on the lower surface of the separator sleeve 12. A locking portion 17 a extending in a direction perpendicular to the element contact portion 15 and in the direction of the lead connection portion 13 is provided.
[0041]
Further, the lead connecting portion 13 is bent by a predetermined amount toward the element contact portion 15 in the vicinity of the second bent portion 11b, and a cylindrical caulking portion 13a that is caulked and joined to the lead wire at the tip thereof. Is provided in parallel to the element contact portion 15.
On the other hand, the separator sleeve 12 has a columnar body made of an insulating ceramic. 2A shows an axial sectional view thereof, and FIG. 2B shows an AA sectional view thereof.
[0042]
More specifically, the separator sleeve 12 has an outer wall along the shape of the lead connecting portion 13 and is formed symmetrically in FIG. In addition, a pair of partitioning portions 12a extending outward by a predetermined amount along the outer shape is formed at the center in the depth direction of FIG. In addition, a housing portion 14 that opens downward is formed at the center of the main body, and a partition portion 14 a that extends inward by a predetermined amount is formed at a position corresponding to the partition portion 12 a of the housing portion 14. . Further, a flat plate-like base portion 16 placed on the upper surface of the sleeve 6 is extended downward in the center of the lower surface of the main body.
[0043]
Then, as indicated by the arrows, the four lead frames 11 are assembled from below the separator sleeve 12 to complete the terminal unit 10 shown in the upper part of FIG. In this embodiment, the width W1 of the accommodating portion 14 is 3.7 ± 0.1 (mm), and the thickness of the lead frame 11 (that is, the distance between the outer apex of the spring portion 17 and the element contact portion 15). Since t1 is 1.25 ± 0.1 (mm) and the thickness T1 of the detection element 2 is 2.0 ± 0.2 (mm), the fitting allowance (press fit allowance) is 0.8 ± 0. It is about 5 (mm).
[0044]
For this reason, the urging force applied to the element contact portion 15 by the spring portion 17 of the lead frame 11 becomes a reaction force and is loaded on the inner wall of the separator sleeve 12. By this action, the lead connecting portion 13 is strongly adhered along the outer wall of the separator sleeve 12, and the lead frame 11 is stably fixed to the separator sleeve 12.
[0045]
In addition, as shown in FIG. 7B, the BB cross section of FIG. 6A is shown, and at this time, the four lead frames 11 are separated from each other by the partitions 12a and 14a or the space in the left-right direction, and the short circuit is caused. It is prevented.
Then, as indicated by arrows in FIG. 5A, each terminal unit 10 is connected from above to the detection element 2 fixed in advance to the sleeve 6 (that is, to the metal shell 7), whereby each lead Electrical connection between the line and the detection element 2 is made.
[0046]
This state is shown in FIG. FIG. 2B shows the CC cross section.
At this time, the terminal unit 10 is fixed at a fixed position with respect to the detection element 2 by placing the base portion 16 on the upper surface of the sleeve 6. In addition, the lead frame 11 does not shift in position when the lead frame 11 is connected to the detection element 2 because the locking portion 17 a is locked to the lower surface of the separator sleeve 12. For this reason, the element contact portion 15 is also fixed at a fixed position in contact with the electrode terminal 2b.
[0047]
Further, since the outward displacement of the spring portion 17 is prevented by the inner wall of the separator sleeve 12, the urging force of the spring portion 17 toward the detection element 2 can be maintained at a certain level or more, and the element contact portion 15 It is possible to maintain a stable contact state between the electrode terminal 2b and the electrode terminal 2b.
[0048]
As described above, in the oxygen sensor 1 of the present embodiment, the detection element 2 is attached to the metal shell 7 and the lead frame 11 is electrically connected to the detection element 2 in separate steps. The element 2 can be accurately attached to a predetermined position of the metal shell 7. As a result, the characteristics of the sensor can be kept constant without the problem that the protruding dimension of the detection portion 2a of the detection element 2 varies.
[0049]
Further, since the lead frame 11 is configured as the terminal unit 10 integrated with the separator sleeve 12, the lead frame 11 can be assembled to the detection element 2 with one touch, and the assembly becomes extremely easy. As a result, workability is improved.
[Second Embodiment]
The oxygen sensor according to the present embodiment does not have the configuration of the terminal unit as described in the first embodiment, but has a configuration in which the lead frame is previously brought into contact with the detection element and is fixed later by an insulating member. .
[0050]
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration around the main part of the oxygen sensor 201 according to the present embodiment. Since the oxygen sensor 201 has the same configuration as that of the oxygen sensor 1 of the first embodiment except for the configuration of the main part, the same components as those of the first embodiment are represented by the same reference numerals. Omitted, and the explanation is omitted.
[0051]
As shown in the figure, the sleeve 206 of the oxygen sensor 201 is different in shape from the sleeve 6 of the first embodiment, and has a projecting portion 207 projecting upward at the upper center of the cylindrical main body. And in the accommodating part 208 which this protrusion part 207 forms inside, the detection element 2 and the lead frame 211 are connected and fixed via the insulating member 220.
[0052]
Hereinafter, a detailed structure of a main part of the oxygen sensor 201 and a method for assembling the oxygen sensor 201 to the detection element 2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 shows the detailed structure of the main part of the sleeve 6 and the manner in which the detection element 2 is assembled.
[0053]
The sleeve 206 is formed of an insulating ceramic, and as shown in the figure, the accommodating portion 208 communicating with the insertion hole 206a of the lower detection element 2 is formed at the center of the protruding portion 207. The accommodating portion 208 has a larger angular cross section than the insertion hole 206a, and is smoothly connected to the insertion hole 206a via an inclined portion 209. Note that the axial length (depth) of the accommodating portion 208 is longer than the length of the electrode terminal 2 b of the detection element 2.
[0054]
In addition, as shown in the sectional view taken along the line D-D of FIG. 10A, a pair of partition portions 208a projecting a predetermined amount inward are formed at the center of the housing portion 208 in the depth direction. Is formed.
The detection element 2 is fixed in advance to the sleeve 206 at a position where the upper end surface of the sleeve 206 coincides with the upper end surface of the protruding portion 207 (in this embodiment, the height of the protruding portion 207 is defined as such. ).
[0055]
Then, as shown in FIG. 7A, each of the four lead frames 211 is inserted into the accommodating portion 208 from above from this state.
The lead frame 211 is formed by bending a long thin plate-like stainless steel similar to that in the first embodiment, and is connected to the lead connection portion 213 connected to each lead wire and the electrode terminal 2b of the detection element 2. The element contact part 215 which contacts is provided. However, unlike the first embodiment, the lead connecting portion 213 also serves as the spring portion 213a.
[0056]
The lead connection part 213 and the element contact part 215 are connected to each other via a bent part 211 a formed in the lower part of the lead frame 211. The bent portion 211 a has an inclined portion along the inclined portion 209. The lead connection part 213 and the element contact part 215 are arranged side by side substantially in parallel, and are formed so that the wavy portions of the spring part 213a are in contact with the inner wall of the accommodating part 208 at several points at the apex.
[0057]
Furthermore, a cylindrical caulking portion 213b that is caulked and joined to the lead wire is provided at the upper end of the lead connection portion 213.
As shown in FIG. 2B, the EE cross section of FIG. 1A shows that the partition portion 208a prevents a short circuit between the lead frames 211 arranged adjacent to each other in the depth direction.
[0058]
As shown in FIG. 8A, a pair of insulating members 220 are interposed between the element contact portion 215 and the spring portion 213a (that is, the lead connection portion 213).
The insulating member 220 is made of a plate-shaped piece made of insulating ceramic, has a length substantially equal to the depth of the accommodating portion 208, a width slightly smaller than the width of the accommodating portion 208 in the depth direction in the drawing, and It has a thickness larger by a predetermined amount than the distance between the apex inside the spring portion 213a and the element contact portion 215. In consideration of insertability, a tapered portion 220 a is formed on the outer side of the lower portion of the insulating member 220.
[0059]
Specifically, in this embodiment, as shown in FIGS. 7A and 8A, the width W2 of the accommodating portion 208 is 5.9 ± 0.1 (mm), and the lead frame 11 is press-fitted. The width (that is, the distance between the inner apex of the spring portion 213a and the element contact portion 215) t2 is 0.6 ± 0.1 (mm), and the thickness t3 of the insulating member 220 is 1.0 ± 0.1 (mm). ), And the thickness T1 of the detection element 2 is 2.0 ± 0.2 (mm).
[0060]
For this reason, when these insulating members 220 are interposed, it becomes a mode of expanding between the spring part 213a and the element contact part 215, and the shape of the spring part 213a is deformed by a predetermined amount. At this time, the urging force of the spring part 213a of the lead frame 211 is transmitted to the element contact part 215 via the insulating member 220, and this action causes the element contact part 215 to be in close contact with the electrode terminal 2b, and the stable contact thereof. Realized.
[0061]
Incidentally, as shown in FIG. 2B, the FF cross section of FIG. 1A shows that the insulating member 220 bridges the two lead frames 211 and the two electrode terminals 2b adjacent in the depth direction in the figure. However, since the insulating member 220 has an insulating property, there is no fear of a short circuit.
[0062]
Also in the configuration of the oxygen sensor 201 of the present embodiment described above, the detection element 2 can be fixed in advance to the sleeve 206 (that is, to the metal shell 7) independently from the lead frame 211, and from this state The lead frame 211 can be attached to the detection element 2.
[0063]
For this reason, similarly to the first embodiment, the detection element 2 can be attached to a predetermined position of the metal shell 7 with high accuracy.
Further, since the lead frame 211 and the detection element 2 are fixed by a simple and simple method of interposing the insulating member 220, the assembly becomes extremely easy.
[0064]
As mentioned above, although the Example of this invention was described, it cannot be overemphasized that embodiment of this invention can take various forms, as long as it belongs to the technical scope of this invention, without being limited to the said Example at all. Nor.
For example, in the second embodiment, the insulating member 220 is interposed with the lead frame 211 attached to the detection element 2. However, when the lead frame 211 is attached to the detection element 2, The insulating member 220 may be used as the guide.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an oxygen sensor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a terminal unit according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the terminal unit according to the first embodiment and how it is assembled.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an assembly mode of the terminal unit of the first embodiment to the detection element.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of an oxygen sensor according to a second embodiment.
FIG. 6 is an explanatory view showing an assembly mode of main parts of an oxygen sensor according to a second embodiment.
FIG. 7 is an explanatory view showing an assembly mode of main parts of an oxygen sensor according to a second embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an assembly mode of main parts of an oxygen sensor according to a second embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the entire configuration of a conventional oxygen sensor.
[Explanation of symbols]
1, 201 ... oxygen sensor, 2 ... detection element, 2a ... detection unit,
2b ... Electrode terminal 6,206 ... Sleeve, 7 ... Metal shell,
10 ... terminal unit, 11, 211 ... lead frame,
11a, 211a ... bent portion, 11b ... second bent portion,
13a, 213b ... caulking part, 12 ... separator sleeve,
13, 213 ... lead connection part, 15, 215 ... element contact part,
17, 213a... Spring part, 17a... Locking part, 220.

Claims

A plate-like detection element having a detection unit on the lower end side, and a plurality of electrode terminals formed on the side surface on the upper end side for extracting detection signals of the detection unit to the outside;
A lead wire for extracting the detection signal to the outside ;
An element contact portion that contacts the electrode terminal, a lead connection portion that is connected to the lead wire, and a lead frame that has a connecting portion that connects between the element contact portion and the lead connection portion ;
A metal shell for projecting the detection part of the detection element to the gas to be measured;
An outer cylinder extending above the metal shell and forming a predetermined internal space with the detection element;
A sensor comprising
The connecting portion has a bent portion bent at a lower portion of the lead frame;
Comprising an intervening body interposed between the element contact portion and a connecting portion connected to the element contact portion via a bent portion ;
It is arranged so as to cover the periphery of the upper end portion of the detection element on the side where the electrode terminal is formed, and includes an insulating protector held by the metal shell,
The sensor, wherein the lead frame is fixed between the insulation protector and the detection element .

The sensor according to claim 1 , wherein the intervention body is configured to be inserted and fixed from above the insulating protection body .

The insulation protector has a cylindrical projecting portion protruding above the metal shell, and the element contact portion of the lead frame is disposed inside a housing portion formed inside the projecting portion. a sensor according to claim 1 or 2, characterized in that it is.

The insulation protector includes therein the housing portion, an insertion hole through which the detection element formed below the housing portion is inserted, and a portion that connects the housing portion and the insertion portion. The sensor according to claim 3, wherein a bent portion of the lead frame is in contact with the portion .