JP4695945B2 - センサ - Google Patents

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本発明は、電極パッドを有するセンサ素子と、この電極パッドに弾性的に接触するバネ端子とを備えるセンサに関し、特に、互いに対向する第1電極パッド及び第2電極パッドを有する板状のセンサ素子と、互い対向して配置され、これら第1電極パッド及び第2電極パッドにそれぞれ弾性的に接触する第1バネ端子及び第2バネ端子とを備えるセンサに関する。
従来より、互いに対向する第1電極パッド及び第2電極パッドが設けられた板状のセンサ素子と、互いに対向して配置され、これら第1電極パッド及び第2電極パッドとそれぞれ弾性的に接触する第1バネ端子及び第2バネ端子とを備えるセンサが知られている。例えば、特許文献1や特許文献2にこのようなセンサが開示されている。
このようなセンサにおいて、バネ端子とセンサ素子の電極パッドとの電気的な接続信頼性を向上させるためには、バネ端子に例えば略円錐状の突起部を設け、この突起部の頂部を点接触により電極パッドに点接触により接触させることが好ましい(特許文献1の図12等参照)。バネ端子と電極パッドとを点接触させることで、接触圧が大きくなるため、両者が確実に接触するからである。また、バネ端子と電極パッドとの接触圧を更に大きくするためには、センサ素子が対向するバネ端子同士の間に挿入される前の状態において、対向するバネ端子同士が互いに当接するほどに、バネ端子のバネ性を上げるのが望ましい(特許文献2の図17等参照)。
実開昭61−70763号公報 特開2001−188060号公報
しかしながら、図9に示すように、センサ素子920挿入前の状態で対向するバネ端子910,910同士が互いに当接するセンサにおいて、バネ端子910,910に円錐状の突起部911,911を設けた場合には、突起部911,911同士がその頂部911c,911c同士で当接しないことがある。各々の突起部911,911の頂部911c,911cの位置が、対向するバネ端子910,910の対向方向(図中、左右方向)と直交する方向(例えば、図中、上下方向や紙面の表裏方向など)にごく僅かにずれただけでも、突起部911,911は頂部911c,911c同士で当接できなくなるからである。
このような場合、バネ端子910,910がセンサ内の所定の対向位置から位置ずれを起こして、センサ素子920を対向するバネ端子910,910間に挿入したときに、バネ端子910,910とセンサ素子920の電極パッド921,921との接触位置が所定の位置からずれるおそれがある。そうすると、一方のバネ端子910と電極パッド921との接触圧と、他方のバネ端子910と電極パッド921との接触圧とが異なって、これらの電気的な接続信頼性が十分に確保できないおそれがある。
また、センサ素子920を対向するバネ端子910,910間に挿入する際に、位置ずれしているバネ端子910,910がセンサ内の他の内部部品と干渉して異常変形を起こすおそれもある。また、挿入時にセンサ素子920に余分な荷重が掛かって、センサ素子920に素子折れ等の破損が生じるおそれもある。このように、センサ素子920の挿入
前の状態で対向するバネ端子910,910同士が互いに当接するセンサにおいて、バネ端子910,910に突起部911,911を設けたものは、バネ端子910,910とセンサ素子920との電気的な接続信頼性や、センサの組立性に問題がある。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、センサ素子挿入前の状態で対向するバネ端子同士が互いに当接するセンサにおいて、センサ素子を挿入した状態でバネ端子とセンサ素子との電気的な接続信頼性が高く、しかも組立性にも優れたセンサを提供することを目的とする。
その解決手段は、第1板面とこれに平行な第2板面とを有する板状をなし、前記第1板面に第1電極パッドを有すると共に、前記第2板面に前記第1電極パッドと対向する第2電極パッドを有するセンサ素子と、前記第1電極パッドに弾性的に接触する第1バネ端子と、前記第1バネ端子と対向して配置され、前記第2電極パッドに弾性的に接触する第2バネ端子と、を備えるセンサであって、前記第1バネ端子は、第1凸部を有し、前記第2バネ端子は、第2凸部を有し、前記第1凸部は、周縁に第1角部を有する第1頂面を備え、前記第2凸部は、周縁に第2角部を有する第2頂面を備え、前記第1凸部及び前記第2凸部は、前記センサ素子が対向する前記第1バネ端子と前記第2バネ端子との間に挿入されていない状態において、前記第1頂面と前記第2頂面とが互いに当接した状態を維持し、かつ、前記センサ素子が対向する前記第1バネ端子と前記第2バネ端子との間に挿入された状態において、前記第1角部が前記第1電極パッドに点接触すると共に、前記第2角部が前記第2電極パッドに点接触する形態とされてなるセンサである。
本発明によれば、第1バネ端子に設けられた第1凸部、及び、第2バネ端子に設けられた第2凸部は、第1凸部は第1頂面を、第2凸部は第2頂面を備える。このように第1,第2凸部に第1,第2頂面を設けることで、センサ素子が対向する第1,第2バネ端子間に挿入されていない状態において、これらの第1,第2凸部が第1,第2バネ端子の対向方向と直交する方向に位置ずれを起こしても、第1,第2凸部が対向方向には移動することなく、互いに当接した状態を維持しやすくなる。
このため、第1,第2バネ端子がセンサ内の所定の対向位置から位置ずれを起こすことを防止できる。これにより、センサ素子を対向する第1,第2バネ端子間に挿入したときに、第1,第2バネ端子とセンサ素子の第1,第2電極パッドとの接触位置がそれぞれ所定位置からずれることを防止できる。また、センサ素子を対向する第1,第2バネ端子間に挿入する際に、第1,第2バネ端子がセンサ内の他の内部部品と干渉して異常変形を起こすことも防止できる。従って、センサの組立性を向上させることができる。
更に本発明では、第1,第2凸部が、第1頂面の周縁に第1角部を、第2頂面の周縁に第2角部を備える。このように第1,第2頂面の周縁に第1,第2角部を設けることで、センサ素子が対向する第1,第2バネ端子間に挿入された状態において、これらの第1,第2角部を第1,第2電極パッドに、それぞれ容易に点接触させることができる。このため、第1,第2バネ端子と第1,第2電極パッドとの接触圧がそれぞれ大きくなり、確実に接触するので、第1,第2バネ端子と第1,第2電極パッドとの電気的な接続信頼性を向上させることができる。
なお、本発明の「センサ」は、上記の要件を満たすものあればよく、その種類は特に限定されない。例えば、センサとして、酸素センサ、全領域空燃比センサ、NOxセンサなどのガスセンサを挙げることができる。
「センサ素子」も、上記の要件を満たすものであればよく、被測定ガスなどを検知可能なセンサ部を有するセンサ素子の他、このようなセンサ部とこれを加熱するヒータ部とが一体形成されたされたセンサ素子でもよい。
「第1バネ端子」及び「第2バネ端子」も、上記の要件を満たすものであればよく、例えば、センサ外部との接続に利用されるリード線を把持可能な把持部と、V字状やU字状、J字状などの形状をなし、第1,第2電極パッドに弾性的に接触するために弾性変形可能な弾性部とを有するものが挙げられる。
「第1凸部」及び「第2凸部」も、上記の要件を満たすものであればよく、例えば、平坦な頂面を有する凸部が挙げられる。なお、第1,第2凸部は、第1,第2バネ端子にプレス加工等で一体成形されたものでも、別体として形成された後に接合されたものでもよい。
なお、第1,第2バネ端子の「対向方向」とは、互いに対向して配置された第1,第2バネ端子の並び方向を言う。
なお、「第1頂面」及び「第2頂面」は、上記の要件を満たすものであればよく、例えば、それぞれを平坦な頂面とするのがよいが、頂面が湾曲していても用いることができる場合もある。第1,第2頂面を平坦な頂面とすれば、センサ素子が挿入されていない状態で、互いに当接した状態をより維持しやすくなるので好適である。
「第1角部」及び「第2角部」も、上記の要件を満たすものであればよく、例えば、頂面を三角形や菱形、五角形などとし、そのうちの一つの角部を第1角部や第2角部とすればよい。なお、第1,第2角部は、第1,第2頂面の周縁のうち、センサ素子が挿入される側に設けるのが好ましい。このようにすれば、対向する第1,第2バネ端子間にセンサ素子を挿入する際の挿入抵抗が小さくなり、挿入時にセンサ素子が破損したり、挿入時に第1,第2バネ端子が他の内部部品と干渉して異常変形するのをより確実に防止できるからである。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図1に本実施形態のガスセンサ(センサ)100を示す。また、図2にこのガスセンサ100を構成するセンサ素子120を示す。また、図3にこのガスセンサ100を構成するバネ端子141等を示す。更に、図5にバネ端子141等にリード線151等を接続した状態を示す。また、図7にセンサ素子120が挿入される前の状態における対向する一組のバネ端子141,144等を示す。また、図8にセンサ素子120が対向する一組のバネ端子141,144等に挿入された状態を示す。なお、図1,図3〜図8においては、図中下方が軸線方向先端側(以下、単に先端側とも言う。)、図中上方が軸線方向基端側(以下、単に基端側とも言う。)である。
このガスセンサ100は、自動車や各種内燃機関において空燃比フィードバック制御を行うために、自身の先端側が排気管内部に配置されるように排気管に装着され、測定対象となる排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比センサである。このガスセンサ100は、図1に示すように、軸線AXの方向(軸線方向)に延びる筒状の主体金具110と、この主体金具110の内側に配置され、軸線方向に延びる板状のセンサ素子120と、センサ素子120の基端側に取り付けられ、センサ素子120と電気的に接続する4つのバネ端子141,142,144,145が収容されたセパレータ130とを有する。また、このガスセンサ100は、主体金具110の先端側に固設されたプロテクタ101や、主体金具110の基端側に固設された金属外筒103、センサ内部から外部へ取り出される4本のリード線151,152,154,155を有する。
このうち、主体金具110は、軸線方向の略中央に径方向外側に突出する径大部110tを有する。そして、主体金具110の外側のうち、この径大部110tの先端面110tn側には、ガスケット112が装着されている。一方、主体金具110は、その内部に、径方向内側に突出する棚部111を有する。そして、主体金具110内には、アルミナからなる筒状のセラミックホルダ113、滑石粉末やガラス粉末等からなる第1粉末充填層114、同じく滑石粉末やガラス粉末等からなる第2粉末充填層115、及び、アルミナからなる筒状のセラミックスリーブ116が、この順に先端側から基端側に向けて配設されている。また、主体金具110内には、セラミックホルダ113や第1粉末充填層114等の外側に、筒状の金属カップ117が配設されている。更に、セラミックスリーブ116と主体金具110の基端部110kとの間には、加締リング118が配置されている。
このうち、先端側に位置するセラミックホルダ113は、金属カップ117の内側に配置され、その先端側で金属カップ117を介して主体金具110の棚部111と係合している。このセラミックホルダ113は、センサ素子120を内挿している。一方、基端側に位置するセラミックスリーブ116も、センサ素子120を内挿して、これを支持している。このセラミックスリーブ116は、その基端側に径方向外側に突出する段付部116dを有する。そして、主体金具110の基端部110kを径方向内側に屈曲させて、加締リング118を介し、この段付部116dに向けて加締めることにより、セラミックスリーブ116が主体金具110内に固定されている。
次に、センサ素子120について説明する(図1及び図2参照)。このセンサ素子120は、軸線方向に延びる板状をなし、その先端部120sが主体金具110から先端側に突出し、中間部120tが主体金具110の内部に配置され、基端部120kが主体金具110から基端側に突出している。このうち、先端部120sには、排気ガス中の酸素濃度を検出可能に構成されたガス検出部121と、このガス検出部121を加熱可能に構成されたヒータ部123とが設けられている。
一方、基端部120kのうち、第1板面120a(図1中、左側の面)には、センサ素子120の先端部120sに設けられたガス検出部121と電気的に接続する平面視矩形状の第1センサ用電極パッド125及び第2センサ用電極パッド126が並んで設けられている。一方、第1板面120aと平行な第2板面120b(図1中、右側の面)には、センサ素子120の先端部120sに設けられたヒータ部123と電気的に接続する平面視矩形状の第1ヒータ用電極パッド128及び第2ヒータ用電極パッド129が並んで設けられている。
第1センサ用電極パッド125と第1ヒータ用電極パッド128、及び、第2センサ用電極パッド126と第2ヒータ用電極パッド129は、それぞれ互いに対向する位置に配設されている(図2参照)。なお、互いに対向する第1センサ用電極パッド125と第1ヒータ用電極パッド128について、第1センサ用電極パッド125が本発明の第1電極パッドに相当し、第1ヒータ用電極パッド128が本発明の第2電極パッドに相当する。また、互いに対向する第2センサ用電極パッド126と第2ヒータ用電極パッド129については、第2センサ用電極パッド126が本発明の第1電極パッドに相当し、第2ヒータ用電極パッド129が本発明の第2電極パッドに相当する。
このセンサ素子120は、軸線方向に延びる板状のガス検出素子(図示しない)と、同じく軸線方向に延びる板状のヒータ素子(図示しない)とが積層され、一体化されることにより形成されている。このうち、ガス検出素子は、イットリアを安定化剤として固溶させたジルコニアを主体に形成された固体電解質層や、この固体電解質体の両面にPtを主体に多孔質状に形成された一対の測定電極、この測定電極と前述の第1,第2センサ用電極パッド125,126とを電気的に接続する、Pt等から形成された一対のリード部などを有する公知のものである。また、ヒータ素子は、アルミナを主体とする絶縁基板や、その層間にPtを主体にジグザグ状に形成された発熱抵抗体、この発熱抵抗体と前述の第1,第2ヒータ用電極パッド128,129とを電気的に接続する、Pt等から形成された一対のリード部などを有する公知のものである。
次に、主体金具110よりも先端側について説明する。主体金具110の先端側には、主体金具110から突出するセンサ素子120の先端部120sを覆うように、二重の有底筒状をなすプロテクタ101がレーザ溶接、スポット溶接等により固設されている。このプロテクタ101には、排ガスを内部に導入できるように、複数の導入孔101cがその先端面や側面の所定位置に形成されている。
次に、主体金具110よりも基端側の構造について説明する。主体金具110の基端側には、筒状の金属外筒103がレーザ溶接により固設されている。この金属外筒103は、先端側に位置し、その先端で主体金具110に固設される外筒第1部104と、この外筒第1部104の基端側に位置し、径方向内側に向けて加締め加工された外筒第2部105と、この外筒第2部105の基端側に位置する外筒第3部106と、更にこの外筒第3部106の基端側に位置し、径方向内側に向けて加締め加工された最も径小な外筒第4部107とからなる。
金属外筒103のうち、外筒第1部104から外筒第3部106の内側には、セラミック製のセパレータ130が配設されている。このセパレータ130は、先端側に大きく開口し、後述する4つのバネ端子141,142,144,145が配設されると共に、センサ素子120の基端側が挿入される収容部131と、基端に穿設され、後述する4本のリード線151,152,154,155が挿入される4つの挿通孔132とを有する。
セパレータ130には、4つのバネ端子、即ち、第1センサ用バネ端子141、第2センサ用バネ端子142、第1ヒータ用バネ端子144及び第2ヒータ用バネ端子145が収容されている。これらのバネ端子141,142,144,145は、互いに接触しないように互いに隔離された状態で、セパレータ130内の所定の位置に収容されている。具体的には、第1センサ用バネ端子141と第2センサ用バネ端子142とは、軸線方向と直交する方向のうち、図1中、紙面の表裏方向に並んで配置されている。同様に、第1ヒータ用バネ端子144と第2ヒータ用バネ端子145も、軸線方向と直交する方向のうち、図1中、紙面の表裏方向に並んで配置されている。また、第1センサ用バネ端子141と第1ヒータ用バネ端子144とは、互いに対向する位置に配置されている。同様に、第2センサ用バネ端子142と第2ヒータ用バネ端子145も、互いに対向する位置に配置されている。
なお、互いに対向する第1センサ用バネ端子141と第1ヒータ用バネ端子144について、第1センサ用バネ端子141が本発明の第1バネ端子に相当し、第1ヒータ用バネ端子144が本発明の第2バネ端子に相当する。また、互いに対向する第2センサ用バネ端子142と第2ヒータ用バネ端子145については、第2センサ用バネ端子142が本発明の第1バネ端子に相当し、第2ヒータ用バネ端子129が本発明の第2バネ端子に相当する。
ここで、これらのバネ端子141,142,144,145の詳細について説明する(図3〜図6参照)。なお、本実施形態では、第1センサ用バネ端子141と第2センサ用バネ端子145とが同形状をなし(図3及び図5参照)、第2センサ用バネ端子142と第1センサ用バネ端子144とが同形状をなす(図4及び図6参照)。更に、第1センサ用バネ端子141(第2センサ用バネ端子145)と第2センサ用バネ端子142(第1センサ用バネ端子144)とは、左右対称となる形状とされている。
バネ端子141等は、ガスセンサ100に組み付けられた状態で先端側に位置し、J字状をなし、弾性変形可能な弾性部141d,142d,144d,145dと、基端側に位置し、後述するリード線151,152,154,155を加締め固定することにより把持可能な把持部141h,142h,144h,145hとを有する。また、バネ端子141等は、その先端側に、セパレータ130に組み付けられたときにセパレータ130に係合し、バネ端子141等のセパレータ130への位置決めを行うための係合部141c,142c,144c,145cを有する。
このうち、弾性部141d等は、把持部141h等の先端からほぼ軸線方向に沿って先端側に延出する弾性第1部141d1,142d1,144d1,145d1と、この弾性第1部141d1等の先端で屈曲し、斜め基端側に延出する弾性第2部141d2,142d2,144d2,145d2と、この弾性第2部141d2等の先で屈曲してほぼ軸線方向に沿って基端側に短く延出し、弾性第1部141d1等と対向する弾性第3部141d3,142d3,144d3,145d3とからなる。
そして、弾性第3部141d3等には、軸線方向とほぼ直交する方向であって、弾性第1部141d1等とは反対側に突出する凸部141p,142p,144p,145pが設けられている。この凸部141p等は、実質的に平坦で三角形をなす頂面141pm,142pm,144pm,145pmを有する。この頂面141pm等は、その周縁にある3つの角部のうち、1つの角部141pmc,142pmc,144pmc,145pmcが先端側、即ち、センサ素子120が挿入される側に位置するように形成されている。
なお、第1,第2センサ用バネ端子(第1バネ端子)141,142の凸部141p,142pがそれぞれ本発明の第1凸部に相当する。一方、第1,第2ヒータ用バネ端子(第2バネ端子)144,145の凸部144p,145pがそれぞれ本発明の第2凸部に相当する。また、第1,第2センサ用バネ端子(第1バネ端子)141,142の頂面141pm,142pmがそれぞれ本発明の第1頂面に相当する。一方、第1,第2ヒータ用バネ端子(第2バネ端子)144,145の頂面144pm,145pmがそれぞれ本発明の第2頂面に相当する。また、第1,第2センサ用バネ端子(第1バネ端子)141,142の角部141pmc,142pmcがそれぞれ本発明の第1角部に相当する。一方、第1,第2ヒータ用バネ端子(第2バネ端子)144,145の角部144pmc,145pmcがそれぞれ本発明の第2角部に相当する。
一方、把持部141h等は、リード線151,152,154,155の導線(撚り線)151e,152e,154e,155eを被覆する絶縁被膜151f,152f,154f,155fの外周を加締めてバネ端子141等に固定する把持第1部141h1,142h1,144h1,145h1と、露出した導線151e等を加締めて電気的な接続を行う把持第2部141h2,142h2,144h2,145h2とからなる。
次に、このようなバネ端子141,142,144,145が、セパレータ130に組み付けられた状態で、かつ、センサ素子120が挿入される前の状態について説明する(図7参照)。この状態においては、第1センサ用バネ端子141の凸部141pの頂面141pmと、これに対向して配置された第1ヒータ用バネ端子144の凸部144pの頂面144pmとが、互いに当接している。より具体的には、凸部141p,144pは、これらがバネ端子141,144の対向方向(図7中、左右方向)と直交する方向(例えば、図7中、上下方向や紙面の表裏方向など)に位置ずれを起こしても、上記対向方向には移動することなく、互いに当接した状態を維持する。このため、バネ端子141,144がガスセンサ100内の所定の対向位置から位置ずれを起こすことを防止できる。また、本実施形態では、凸部141p,144pがそれぞれ平坦な頂面141pm,144pmを有しているので、凸部141p,144pが、上記対向方向と直交する方向に位置ずれを起こしても、上記対向方向には移動することなく、互いに当接した状態を、より確実に維持できる。
同様に、第2センサ用バネ端子142の凸部142pの頂面142pmと、これに対向して配置された第2ヒータ用バネ端子145の凸部145pの頂面145pmとが、互いに当接している。より具体的には、これらの凸部142p,145pは、これらがバネ端子142,145の対向方向と直交する方向に位置ずれを起こしても、上記対向方向には移動することなく、互いに当接した状態を維持する。このため、バネ端子142,145がガスセンサ100内の所定の対向位置から位置ずれを起こすことを防止できる。また、凸部142p,145pも、それぞれ平坦な頂面142pm,145pmを有しているので、凸部142p,145pが、上記対向方向と直交する方向に位置ずれを起こしても、上記対向方向には移動することなく、互いに当接した状態をより確実に維持できる。
次に、バネ端子141,142,144,145が組み付けられたセパレータ130のの収容部131内にセンサ素子120の基端側が挿入された状態について説明する(図8参照)。この状態においては、第1センサ用バネ端子141の凸部141pの角部141pmcが、センサ素子120の第1センサ用電極バッド125に弾性的に点接触して電気体に接続している。更に、第2センサ用バネ端子142の凸部142pの角部142pmcが、センサ素子120の第2センサ用電極バッド126に弾性的に点接触して電気的に接続している。また、第1ヒータ用バネ端子144の凸部144pの角部144pmcが、センサ素子120の第1ヒータ用電極バッド128に弾性的に点接触して電気的に接続している。更に、第2ヒータ用バネ端子145の凸部145pの角部145pmcが、センサ素子120の第2ヒータ用電極バッド129に弾性的に点接触して電気的に接続している。このため、各々のバネ端子141,142,144,145と電極パッド125,126,128,129との接触圧がそれぞれ大きくなり、確実に接触するので、これらの電気的な接続信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態では、各々の凸部141p,142p,144p,145pの頂面141pm,142pm,144pm,145pmの周縁に角部141pmc,142pmc,144pmc,145pmcを設けている、このため、これらの角部141pmc,142pmc,144pmc,145pmcをセンサ素子120の電極パッド125,126,128,129に当接させることにより、凸部141p,142p,144p,145pと電極パッド125,126,128,129とを容易に点接触させることができる。
次に、図1に戻って、ガスセンサ100のその他の基端側部分について説明する。セパレータ130は、その周囲に配置された概略筒状をなす付勢金具160によって、後述するグロメット161に当接するように基端側に付勢された状態で、金属外筒103内に保持されている。付勢金具160は、金属外筒103の外筒第2部105の内側に配置され、外筒第2部105により加締固定されている。また、金属外筒103のうち、外筒第4部107の内側には、4本のリード線、即ち、第1センサ用リード線151、第2センサ用リード線152,第1ヒータ用リード線154及び第2ヒータ用リード線155をそれぞれ内挿するフッ素ゴム製のグロメット161が配設されている。このグロメット161は、外筒第4部107により加締め固定されている。
次いで、上記ガスセンサ100の製造方法について説明する。まず、公知の手法によりセンサ素子120を作成する。そして、このセンサ素子120をセラミックホルダ113に内挿して、更にこれらを金属カップ117内に配置する。その後、金属カップ117内に基端側から第1粉末充填層114となる滑石リングを挿入して先端側に押圧し、滑石リングを圧縮変形することで、センサ素子120を固定する。
次に、これを主体金具110の内側に基端側から挿入し、更に、第2粉末充填層115となる滑石リングとセラミックスリーブ116をこの順に基端側から挿入する。なお、主体金具110の先端側には、予めプロテクタ101をレーザ溶接、スポット溶接等により固定しておく。その後、主体金具110の基端部110kを径方向内側に屈曲させて、加締リング118を介して、セラミックスリーブ116の段付部116dに向けて加締め、セラミックスリーブ116やセンサ素子120等を主体金具110に固定し、下部アッセンブリとする。
次に、上部アッセンブリを作成する。即ち、第1,第2センサ用リード線151,152がそれぞれ接続された第1,第2センサ用バネ端子141,142、及び、第1,第2ヒータ用リード線154,155がそれぞれ接続された第1,第2ヒータ用バネ端子144,145を、セパレータ130の内側の所定位置に配置する。また、セパレータ130の外周の所定位置に付勢金具160も取り付けておく。前述したように、このようにバネ端子141,142,144,145をセパレータ130に組み付けた状態では、バネ端子141,142,144,145は、セパレータ130内の所定位置から位置ずれを起こすことが防止される。
その後、セパレータ130の基端側にグロメット161を配置して、これをグロメット161側から金属外筒103内に挿入する。その後、金属外筒103の外筒第2部105を径方向内側に加締め、その内側に位置する付勢金具160をも変形させて、付勢金具160によりセパレータ130が基端側に付勢された状態とする。かくして、上部アッセンブリができる。
次に、上部アッセンブリと下部アッセンブリとを相対的に移動させることにより、セパレータ130の収容部131内に、センサ素子120の基端側を挿入する。これにより、セパレータ130内に予め配置された第1,第2センサ用バネ端子141,142及び第1,第2ヒータ用バネ端子144,145が、それぞれ対応するセンサ素子120の第1,第2センサ用電極パッド125,126及び第1,第2ヒータ用電極パッド128,129に弾性的に点接触して電気的に接続する。
その際、各々のバネ端子141,142,144,145は、前述したように、凸部141p,142p,144p,145pの存在により、セパレータ130内の所定位置から位置ずれを起こすことが防止されている。このため、センサ素子120の挿入時に、各々のバネ端子141,142,144,145とセンサ素子120の各々の電極パッド125,126,128,129との接触位置が所定位置からずれることを防止できる。また、センサ素子120を挿入する際に、バネ端子141,142,144,145がセパレータ130等の内部部品と干渉して異常変形することも防止できる。
更に、本実施形態では、バネ端子141,142,144,145の凸部141p,142p,144p,145pに設けられた各々の角部141pmc,142pmc,144pmc,145pmcは、センサ素子120が挿入される側、即ち、先端側に配置されている。このため、センサ素子120を挿入する際の挿入抵抗が小さくなり、挿入時にセンサ素子120が破損したり、挿入時にバネ端子141,142,144,145が他の内部部品と干渉して異常変形するのをより確実に防止できる。従って、ガスセンサ100の組立性を向上させることができる。また、前述したように、バネ端子141,142,144,145と電極パッド125,126,128,129がそれぞれ弾性的に点接触するので、これらの電気的な接続信頼性を向上させることができる。
次に、金属外筒103の外筒第4部107を径方向内側に加締め、その内側に位置するグロメット161を固定する。更に、金属外筒103の先端部を径方向内側に加締め、その部位をレーザ溶接することにより、金属外筒103を主体金具110に固設する。かくして、ガスセンサ100が完成する。
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
実施形態に係るガスセンサの断面図である。 実施形態に係るガスセンサを構成するセンサ素子の斜視図である。 実施形態に係るガスセンサを構成する第1センサ用バネ端子及び第2ヒータ用バネ端子の部分破断側面図である。 実施形態に係るガスセンサを構成する第2センサ用バネ端子及び第1ヒータ用バネ端子の部分破断側面図である。 実施形態に係るガスセンサを構成する第1センサ用バネ端子及び第2ヒータ用バネ端子について、リード線を接続した状態を示す斜視図である。 実施形態に係るガスセンサを構成する第2センサ用バネ端子及び第1ヒータ用バネ端子について、リード線を接続した状態を示す斜視図である。 実施形態に係り、対向して配置された一組のバネ端子について、センサ素子が挿入される前の状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係り、対向して配置された一組のバネ端子にセンサ素子が挿入された状態を模式的に示す説明図である。 従来技術に係り、対向して配置されたバネ端子について、センサ素子が挿入される前の状態を模式的に示す説明図である。
100 ガスセンサ(センサ)
110 主体金具
120 センサ素子
120a 第1板面
120b 第2板面
125 第1センサ用電極パッド(第1電極パッド)
126 第2センサ用電極パッド(第1電極パッド)
128 第1ヒータ用電極パッド(第2電極パッド)
129 第2ヒータ用電極パッド(第2電極パッド)
130 セパレータ
131 収容部
141 第1センサ用バネ端子(第1バネ端子)
142 第2センサ用バネ端子(第1バネ端子)
144 第1ヒータ用バネ端子(第2バネ端子)
145 第2ヒータ用バネ端子(第2バネ端子)
141p,142p 凸部(第1凸部)
144p,145p 凸部(第2凸部)
141pm,142pm 頂面(第1頂面)
144pm,145pm 頂面(第2頂面)
141pmc,142pmc 角部(第1角部)
144pmc,145pmc 角部(第2角部)

Claims (1)

  1. 第1板面とこれに平行な第2板面とを有する板状をなし、前記第1板面に第1電極パッドを有すると共に、前記第2板面に前記第1電極パッドと対向する第2電極パッドを有するセンサ素子と、
    前記第1電極パッドに弾性的に接触する第1バネ端子と、
    前記第1バネ端子と対向して配置され、前記第2電極パッドに弾性的に接触する第2バネ端子と、
    を備えるセンサであって、
    前記第1バネ端子は、第1凸部を有し、
    前記第2バネ端子は、第2凸部を有し、
    前記第1凸部は、周縁に第1角部を有する第1頂面を備え、
    前記第2凸部は、周縁に第2角部を有する第2頂面を備え、
    前記第1凸部及び前記第2凸部は、
    前記センサ素子が対向する前記第1バネ端子と前記第2バネ端子との間に挿入されていない状態において、前記第1頂面と前記第2頂面とが互いに当接した状態を維持し、かつ、
    前記センサ素子が対向する前記第1バネ端子と前記第2バネ端子との間に挿入された状態において、前記第1角部が前記第1電極パッドに点接触すると共に、前記第2角部が前記第2電極パッドに点接触する形態とされてなる
    センサ。
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