JP5113941B2

JP5113941B2 - コネクター

Info

Publication number: JP5113941B2
Application number: JP2011547500A
Authority: JP
Inventors: 晃一増田; 寛仁清田; 信和生駒
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2030-12-16
Also published as: JPWO2011078042A1; EP2392920B1; CN102317765A; CN102317765B; EP2392920A1; US20110281472A1; WO2011078042A1; EP2392920A4; US8287294B2

Description

本発明は、コネクターに関する。

従来、平板状のセンサー素子の表面に並設された複数の表面電極部及び裏面に並設された複数の裏面電極部と電気的に接続されるコネクターが知られている。例えば、特許文献１には、ガスを検出する平板状のセンサー素子と、リード線などの導電体と、センサー素子と導電体とを接続するコネクターと、を備えたガスセンサーが記載されている。このガスセンサーのコネクターは、センサー素子と電気的に接続される接触金具及びこれを保持するハウジングを備えており、２つのハウジングでセンサー素子を挟持している。このような従来例の接触金具２０１ａ〜２０１ｃ及びハウジング２００を図１０に示す。図示するように、接触金具２０１ａ〜２０１ｃは、突起部２０２ａ〜２０２ｃを備えており、これによりセンサー素子の表面電極部又は裏面電極部に接触して電気的に導通される。また、接触金具２０１ａ〜２０１ｃは接触金具２０１ａ〜２０１ｃの長手方向と直交し且つ接触金具２０１ａ〜２０１ｃの外側に向かう方向に湾曲したフック部２０３ａ〜２０３ｃを備えている。接触金具２０１ａ〜２０１ｃは接触金具２０１ａ〜２０１ｃの長手方向と直交する方向に並べられ、このフック部２０３ａ〜２０３ｃによってハウジング２００に係止されている。
米国特許第５２４６５６２号明細書（ＦＩＧ７，８）

しかしながら、このように接触金具の長手方向と直交し且つ接触金具の外側に向かう方向に湾曲したフック部があると、複数の接触金具を接触金具の長手方向と直交する方向に並べて配置する場合に必要な配置間隔が大きくなる。これにより、ハウジングの大きさすなわちコネクターの大きさが増大してしまうという問題がある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、より小型化が可能なコネクターを提供することを主目的とする。

本発明のコネクターは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のコネクターは、
平板状のセンサー素子の表面に並設された複数の表面電極部及び裏面に並設された複数の裏面電極部と電気的に接続されるコネクターであって、
前記センサー素子の前記複数の表面電極部と対向する位置に複数の細長い接触金具を該接触金具の長手方向と略直交する方向に並べた状態で保持する第１のハウジングと、
前記センサー素子の前記複数の裏面電極部と対向する位置に複数の細長い接触金具を該接触金具の長手方向と略直交する方向に並べた状態で保持する第２のハウジングと、
を備え、
前記接触金具は、略長方形状の金属板部と該金属板部の片方の長辺に繋がる金属片とを有する型抜き材が曲げ加工されたものであり、前記金属板部には前記表面電極部又は前記裏面電極部と接触可能な導通部が形成され、前記金属片は前記金属板部の前記表面電極部又は前記裏面電極部と接触する側とは反対の面の直上の領域内に収まるように折り曲げられて前記金属板部の長手方向に沿って湾曲され前記第１のハウジング又は前記第２のハウジングに係止されるフック部になっている、
ものである。

このコネクターでは、第１のハウジングが、平板状のセンサー素子の表面の複数の表面電極部と対向する位置に複数の細長い接触金具を接触金具の長手方向と略直交する方向に並べた状態で保持し、第２のハウジングが、平板状のセンサー素子の裏面の複数の裏面電極部と対向する位置に複数の細長い接触金具を接触金具の長手方向と略直交する方向に並べた状態で保持している。そして、この接触金具は、略長方形状の金属板部と金属板部の片方の長辺に繋がる金属片とを有する型抜き材が曲げ加工されたものであり、金属片が金属板部の表面電極部又は裏面電極部と接触する側とは反対の面の直上の領域内に収まるように折り曲げられて金属板部の長手方向に沿って湾曲され第１のハウジング又は第２のハウジングに係止されるフック部になっている。そのため、フック部が金属板部の長手方向と直交し且つ接触金具の外側に向かう方向に湾曲しているものと比べて、複数の接触金具を接触金具の長手方向と略直交する方向に並べた状態で保持する際の接触金具の並び幅を小さくでき、第１のハウジング及び第２のハウジングの小型化が可能になる。すなわち、コネクターの小型化が可能になる。

本発明のコネクターにおいて、前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとの距離を規制する規制部材と、前記センサー素子の各表面電極部と前記第１のハウジングの各接触金具の導通部とが対向し、前記センサー素子の各裏面電極部と前記第２のハウジングの各接触金具の導通部とが対向し、前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとを互いに接近する方向に押圧することで、前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとの距離を前記規制部材により固定すると共に前記第１のハウジングの接触金具の導通部及び前記第２のハウジングの接触金具の導通部が弾性変形することにより生じた押圧力で前記センサー素子を挟持して固定するハウジング固定部材と、を備えたものとしてもよい。こうすれば、導通部が弾性変形による押圧力でセンサー素子を挟持するため、導通部がセンサー素子から離間しにくくなる。これにより、導通部と表面電極部及び裏面電極部との電気的な接触をより確実に保つと共に、より確実にセンサー素子を挟持できる。また、第１のハウジングと第２のハウジングとの距離が規制部材により固定されるため、外部からの過大な圧力が加わってもその圧力は導通部には及ばず圧力による導通部の塑性変形を防止できる。これらにより電気的な接触とセンサー素子の挟持とを長期間にわたって保つことができ、コネクターの寿命がより長くなる。なお、このコネクターを有するセンサーが車両など振動のある環境で使用される場合には、このような過大な圧力が加わりやすいため、本発明を適用する意義が高い。また、この場合において、接触金具は、前記導通部のばね定数が５００〜４０００Ｎ／ｍｍであるものとすることがより好ましい。

本実施形態のガスセンサー１０の縦断面図である。コネクター５０の斜視図である。コネクター５０のハウジング５１を示す分解斜視図である。図２のＡ−Ａ断面図である。図４のＢ−Ｂ断面図である。第１ハウジング５１ａ側から見た接触金具７１，センサー素子２０の位置関係を示す説明図である。支持部７１ｂ及び導通部７１ｃの変位と荷重との関係を示すグラフである。接触金具７１の曲げ加工前の状態を示す説明図である。曲げ加工後の接触金具７１を示す説明図である。従来例の接触金具２０１ａ〜２０１ｃ，ハウジング２００の説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の実施形態であるガスセンサー１０の縦断面図であり、図２はコネクター５０の斜視図であり、図３はコネクター５０のハウジング５１を示す分解斜視図である。また、図４は図２のＡ−Ａ断面図であり、図５は図４のＢ−Ｂ断面図であり、図６は第１ハウジング５１ａ側から見た接触金具７１，センサー素子２０の位置関係を示す説明図である。

図１に示すように、ガスセンサー１０は、被測定ガスから所定のガス成分を測定するセンサー素子２０と、センサー素子２０の一方の端部を保護する保護カバー３０と、センサー素子２０と導通するコネクター５０を含むセンサー組立体４０とを備えている。このガスセンサー１０は、例えば車両の排ガス管に取り付けられて被測定ガスとしての排気ガスに含まれるＮＯｘやＯ₂等のガス成分を測定するために用いられる。

センサー素子２０は、細長な長尺の板状体形状の素子であり、ジルコニア（ＺｒＯ₂）等の酸素イオン伝導性固体電解質層からなる例えば６枚のセラミックス基板を積層して形成されている。なお、センサー素子２０の保護カバー３０側の端部を先端と表記し、コネクター５０側の端部を基端と表記する。このセンサー素子２０の基端表面及び裏面には、図５に示すように４つの表面電極２１ａ及び４つの裏面電極２１ｂが形成されている。なお、表面電極２１ａ及び裏面電極２１ｂを併せて電極２１と表記する。この電極２１は、センサー素子２０に電圧を印加したり、センサー素子２０が検出するガス成分の濃度に応じて生じる起電力又は電流を取り出したりするためのものであり、センサー素子２０内部の電路を介してセンサー素子２０の先端内の電極と導通している（図示せず）。表面電極２１ａ，裏面電極２１ｂの位置については後述する。

保護カバー３０は、図１に示すように、センサー素子２０の先端の周囲を取り囲むように配置されている。この保護カバー３０は、センサー素子２０の先端を覆う内側保護カバー３１と、この内側保護カバー３１を覆う外側保護カバー３２とを備えている。内側保護カバー３１は、筒状に形成され、センサー素子２０の先端に被測定ガスを導入するための内側保護カバー孔３１ａを備えている。外側保護カバー３２は、有底筒状に形成され、側面に被測定ガスを導入するための外側保護カバー孔３２ａを備えている。内側保護カバー３１，外側保護カバー３２は、例えばステンレス鋼などの金属製である。

センサー組立体４０は、金属製の主体金具４１と、主体金具４１に溶接固定された円筒形の内筒４２及び外筒４６と、センサー素子２０の基端に接続されたコネクター５０と、を備えている。主体金具４１は、雄ネジ部４１ａにより例えば車両の排ガス管に取り付け可能になっている。内筒４２の内部には、複数のセラミックスサポーター４３ａ〜４３ｃと、セラミックスサポーター４３ａ，４３ｂ間及びセラミックスサポーター４３ｂ，４３ｃ間に充填されたタルク等のセラミックス粉体４４ａ，４４ｂとが封入されている。外筒４６は、内筒４２，センサー素子２０，コネクター５０の周囲を覆っており、コネクター５０に接続されたリード線４５が外部に引き出されている。このリード線４５は、コネクター５０を介してセンサー素子２０の各電極２１と導通している。外筒４６とリード線４５との隙間はゴム栓４７によって封止されている。ここで、センサー素子２０はセラミックスサポーター４３ａ〜４３ｃ，セラミックス粉体４４ａ，４４ｂ内を貫通しており、主に主体金具４１及びセラミックス粉体４４ａ，４４ｂによって固定されている。そのため、例えばガスセンサー１０が車両など振動する環境に取り付けられた場合には、セラミックスサポーター４３ｃの上端部Ｐを支点として、上端部Ｐよりもコネクター５０側のセンサー素子２０やコネクター５０，リード線４５が振動する。一方、上端部Ｐよりも保護カバー３０側のセンサー素子２０は主体金具４１，セラミックス粉体４４ａ，４４ｂに覆われているため比較的振動の影響が少ない。

次に、コネクター５０について詳細に説明する。図示するように、コネクター５０は、アルミナ焼結体などセラミックス製の第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂと、第１ハウジング５１ａ又は第２ハウジング５１ｂに保持されセンサー素子２０の電極２１と１対１に対向して接触する接触金具７１と、第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂを挟持して固定する金属製のクランプ９０と、を備えている。

第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂは、それぞれ４つの接触金具７１を接触金具７１の長手方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に並べて保持する部材である。第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとは同じ形状であるため、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂにおける同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。また、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとを併せてハウジング５１と表記する。ハウジング５１は、接触金具７１を係止する４つの係止溝５２と、接触金具７１が挿入される４つの挿入孔５３と、各挿入孔５３内に形成されて接触金具７１を係止する係止部５４と、を備えている。また、ハウジング５１は、センサー素子２０を挟んでＹ方向の一方の側面に突出部５５を備え、他方の側面に第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとのＺ方向の距離を規制する規制部材５６，５７を備えている（図２，図３参照）。突出部５５は、対向するハウジング５１の規制部材５６と規制部材５７との間の窪みに挿入されるようになっており、これにより第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとのＸ方向の相対位置を固定可能になっている。

接触金具７１はセンサー素子２０の電極２１と１対１に対向する位置にハウジング５１によって保持されるものであり、湾曲した形状により係止溝５２に係止される先端部７１ａと，センサー素子２０に向かって湾曲した支持部７１ｂと，センサー素子２０に向かって湾曲することで電極２１と接触する導通部７１ｃと、挿入孔５３内に挿入される立直部７１ｄと、コネクター５０の外部に引き出されてリード線４５と電気的に接続される接続部７１ｆと、を備えている。なお、第１ハウジング５１ａに保持される接触金具７１の導通部７１ｃは、センサー素子２０の表面電極２１ａと１対１に対向して接触し、第２ハウジング５１ｂに保持される接触金具７１の導通部７１ｃは、センサー素子２０の裏面電極２１ｂと１対１に対向して接触するようになっている（図４，５参照）。また、立直部７１ｄは、湾曲した形状により係止部５４に係止されるフック部７１ｅを備えている。

ここで、接触金具７１とセンサー素子２０の電極２１との位置関係について説明する。図４，図６に示すように、センサー素子２０の表面電極２１ａは、センサー素子２０の基端から導通部７１ｃと支持部７１ｂとの間の位置までにわたって形成されている。また、Ｙ方向に並ぶ４つの表面電極２１ａのうち、中央の２つの表面電極２１ａは、上述したセンサー素子２０内部の電路と導通するために形成されたスルーホール２１ｅと導通している。図６に示すように、各スルーホール２１ｅは導通部７１ｃと支持部７１ｂとの間の位置に形成されている。なお、裏面電極２１ｂと接触金具７１との位置関係や、裏面電極２１ｂに導通するスルーホール２１ｅの位置もこれと同様であるため説明を省略する。

クランプ９０は、板状の金属を曲げ加工したものであり、第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂを挟持して互いに近接する方向に押圧可能な弾性力を有している。この弾性力により第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとが挟持されると、第１ハウジング５１ａの規制部材５６，５７が第２ハウジング５１ｂに接触すると共に第２ハウジング５１ｂの規制部材５６，５７が第１ハウジング５１ａに接触する。これにより、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとの距離が固定される。また、接触金具７１の導通部７１ｃがセンサー素子２０の表面電極２１ａ又は裏面電極２１ｂと対向するように、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとでセンサー素子２０を挟み込んだ状態でクランプ９０が第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとを挟持すると、クランプ９０の押圧力によって支持部７１ｂ，導通部７１ｃがそれぞれ弾性変形してセンサー素子２０を挟持して固定する。このとき、支持部７１ｂ，導通部７１ｃが弾性変形しているため、これによる押圧力でセンサー素子２０を確実に挟持して固定することができる。また、導通部７１ｃが弾性変形しているため、導通部７１ｃと電極２１との電気的な接触を確実に保つことができる。しかも、規制部材５６，５７により第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとの距離は固定されているため、外部からの過大な圧力が加わってもその圧力は支持部７１ｂ，導通部７１ｃには及ばず圧力によるこれらの塑性変形を防止できる。したがって、コネクター５０とセンサー素子２０との電気的な接触やセンサー素子２０の挟持を長期間にわたって保つことができる。

支持部７１ｂ，導通部７１ｃは、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとの距離が規制部材５６，５７に固定された状態におけるクランプ９０からの押圧力及びそれに所定の余裕を持たせた押圧力の範囲では塑性変形しないように考慮して材料や湾曲のさせ方が定められている。また、支持部７１ｂ，導通部７１ｃのばね定数は５００〜４０００Ｎ／ｍｍの範囲であることがより好ましい。このばね定数は、それぞれのハウジング５１に組み付けられた状態での、支持部７１ｂ，導通部７１ｃの頂部の接線に垂直な方向（Ｚ方向）のばね定数をいう。このようにすることで、上記の効果をより確実に得ることができる。例えば、図７に示すように、支持部７１ｂ，導通部７１ｃは、接触金具７１を作製した直後は荷重がかかっておらず変位がゼロの状態であるため、変位も荷重もゼロ（グラフの原点）である。一方、センサ素子２０をコネクタ５０に組み付ける際には、支持部７１ｂ，導通部７１ｃは荷重が加えられてＺ方向に圧縮されるため、荷重が増加するにしたがって変位が増加する。このときの変位は、図７の直線Ａ（バネ定数５００Ｎ／ｍｍ）に沿って変化するものとする。そして、センサ素子２０とコネクタ５０との組み付けが終わったときには、荷重が５０Ｎ、変位が１００μｍになり、その後、０〜５０Ｎの範囲において、荷重が減少した場合には直線Aを下向き矢印に沿って低下し、荷重が増加した場合には直線Ａを上向き矢印に沿って増加するものとする。このように、初期の荷重−変位の関係を直線Ａ、組み付け後の荷重−変位の関係も直線Ａとなるようにするには、材料や湾曲のさせ方を適宜設定すればよい。あるいは、センサ素子２０とコネクタ５０との組み付けが終わり、荷重が５０Ｎ、変位が１００μｍになった後、０〜５０Ｎの範囲において、荷重が減少した場合には直線Ｂ（バネ定数１０００Ｎ／ｍｍ）を下向き矢印に沿って低下し、荷重が増加した場合には直線Ｂを上向き矢印に沿って増加するように材料等を設定してもよい。あるいは、センサ素子２０とコネクタ５０との組み付けが終わったときには、荷重が１００Ｎ、変位が２００μｍになり、その後、０〜１００Ｎの範囲において、荷重が減少した場合には直線Ｃ（バネ定数４０００Ｎ／ｍｍ）を下向き矢印に沿って低下し、荷重が増加した場合には直線Ｃを上向き矢印に沿って増加するように材料等を設定してもよい。以上のようにして、センサ素子２０とコネクタ５０との組み付けが終わった後の支持部７１ｂ，導通部７１ｃのバネ定数を５００〜４０００Ｎ／ｍｍに設定することができる。

なお、図１０に示した従来例の接触金具２０１ａ〜２０１ｃでは、電極と接触するのは突起部２０２ａ〜２０２ｃである。この突起部２０２ａ〜２０２ｃの形状は、本実施形態のように金属を湾曲させた形状である支持部７１ｂ，導通部７１ｃとは異なり、弾性力を持たせることはできない。そのためセンサー素子を２つのハウジング２００で挟持するにあたり、本実施形態の規制部材５６，５７のようにハウジング間の距離を固定する部材があると、部材の精度によっては突起部２０２ａ〜２０２ｃが電極から浮いてしまい逆効果となる場合がある。また、ハウジング間の距離を固定する部材がない場合でも、突起部は弾性変形しないため、部材の精度によっては突起部が電極から浮いてしまう場合がある。図１０の例では突起部が３つであり３点全てと接する平面が必ず存在するためこのようなことは生じにくいが、突起部が４つ以上必要な場合にはこのような問題が生じやすい。

次に、接触金具７１の製造方法について説明する。接触金具７１は板状の金属を型抜きし、曲げ加工をすることにより製造したものである。まず、図８に示すように、略長方形状の金属板部１００と、金属板部１００の片方の長辺に繋がる金属片１１０とを有する形状に板状の金属を型抜きする。そして、金属板部１００のうち領域１００ａ，１００ｆを図８の紙面手前側に湾曲させることで図４に示した先端部７１ａ，接続部７１ｆを形成し、領域１００ｂ，１００ｃを図８の紙面奥側に湾曲させることで図４に示した支持部７１ｂ、導通部７１ｃを形成する。一方、金属片１１０は、直線１１１ａを支点として領域１１１を紙面手前側に９０°折り曲げ、直線１１２ａを支点として領域１１２を金属板部１００の内側の方向へ折り曲げ、領域１１３を金属板部１００の長手方向に沿って接続部７１ｆの方向へ湾曲してフック部７１ｅを形成する。これにより、金属片１１０が立直部７１ｄに曲げ加工される。曲げ加工後の接触金具７１を図１０に示す。このようにして接触金具７１を製造することで、板状の金属から立体的な形状の接触金具７１を容易に製造することができる。また、金属板部１００には図８，９に示すように、領域１１１の厚さ以上の深さの凹み部１０１が形成されており、直線１１１ａを支点として領域１１１を折り曲げたときに、領域１１１が金属板部１００の表面１０２の直上の領域内に収まるようになっている。さらに、領域１１２，１１３についても金属板部１００の表面１０２の直上の領域内に収まるように幅が定められていると共に、フック部７１ｅは領域１１３を金属板部１００の長手方向に沿って接続部７１ｆの方向へ湾曲して形成されているため、立直部７１ｄ全体も金属板部１００の表面１０２の直上の領域内に収まっている。複数の接触金具７１の立直部７１ｄをこのような形状とすることにより、接触金具７１を接触金具７１の長手方向と直交する方向に並べた状態で保持する際の並び幅を小さくでき、結果としてハウジング５１の小型化が可能になる。すなわちコネクター５０の小型化が可能になる。また、コネクター５０とセンサー素子２０とが弾性体である接触金具７１で連絡しているため、外筒４６→ゴム栓４７→リード線４５→コネクター５０と伝播する振動はセンサー素子２０に直接には伝播しない。図１０に示したような従来例ではコネクター５０とセンサー素子２０との連絡が接触金具２０１ａ〜２０１ｃの弾性力を持たない突起部２０２ａ〜２０２ｃであるため、外筒４６→ゴム栓４７→リード線４５→コネクター５０と伝播する振動はセンサー素子２０に直接に伝播してしまう。更には、ガスセンサー１０が車両など振動する環境に取り付けられた場合には、上述したように図１に示した上端部Ｐを支点としてセンサー素子２０及びコネクター５０が振動する。このような場合は、接触金具７１が弾性力を持たなければ、コネクター５０のみならず、リード線４５，ゴム栓４７，外筒４６についてもセンサー素子２０の振動系に含まれることになり、上端部Ｐを支点として過大な繰り返し応力の発生が懸念される。本実施形態では接触金具７１が弾性体のままコネクター５０とセンサー素子２０とを連絡しているため、上記懸念が格段に払拭される。加えて、コネクター５０が小型化、すなわち軽量化されているほど振動によってコネクター５０に発生するモーメントを小さくできるため、コネクター５０のモーメントによるセンサー素子２０にかかる繰り返し応力が小さくなりセンサー素子２０の寿命を長くできる。また、コネクター５０に発生するモーメントが小さくなることで、コネクター５０の振動に対する耐久性を向上させてコネクター５０の寿命をより長くできる。なお、図１０に示した従来例の接触金具２０１ａ〜２０１ｃでは、フック部２０３ａ〜２０３ｃが接触金具２０１ａ〜２０１ｃの長手方向と直交し且つ接触金具２０１ａ〜２０１ｃの外側に向かう方向に湾曲しているため、フック部２０３ａ〜２０３ｃの分だけ接触金具２０１ａ〜２０１ｃの並び幅を大きくする必要があり、ハウジング２００が大きくなってしまう。また、図１０では少しでもハウジング２００を小さくするため、フック部２０３ａ〜２０３ｃの周辺のみ接触金具２０１ａ〜２０１ｃの並び幅を大きくし、突起部２０２ａ〜２０２ｃの周辺では接触金具２０１ａ〜２０１ｃの並び幅を小さくしている。しかし、このようにすると図１０に示すように接触金具２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃがそれぞれ異なる形状となるため、接触金具２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃを別々の工程で製造する必要が生じてしまう。本実施形態では、接触金具７１を上述した形状とすることで、複数の接触金具７１を同じ形状とし且つ従来例よりコネクター５０を小型化することができる。

以上詳述した実施形態によれば、接触金具７１は、略長方形状の金属板部１００と金属板部１００の片方の長辺に繋がる金属片１１０とを有する型抜き材が曲げ加工されたものであり、金属片１１０が金属板部１００の表面電極２１ａ又は裏面電極２１ｂと接触する側とは反対の面の直上の領域内に収まるように折り曲げられて金属板部１００の長手方向に沿って湾曲され第１ハウジング５１ａ又は第２ハウジング５１ｂに係止されるフック部７１ｅになっている。そのため、フック部が金属板部の長手方向と直交し且つ接触金具の外側に向かう方向に湾曲しているものと比べて、複数の接触金具７１の長手方向と略直交する方向に並べた状態で保持する際の接触金具７１の並び幅を小さくでき、第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂの小型化が可能になる。すなわち、コネクター５０の小型化が可能になる。

また、クランプ９０が表面電極２１ａ及び裏面電極２１ｂと導通部７１ｃとが対向し、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとを互いに接近する方向に押圧することで、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとの距離を規制部材５６，５７により固定すると共に導通部７１ｃが弾性変形することにより生じた押圧力でセンサー素子２０を挟持して固定する。これにより導通部７１ｃがセンサー素子２０から離間しにくくなり、導通部７１ｃと表面電極２１ａ及び裏面電極２１ｂとの電気的な接触をより確実に保つと共に、より確実にセンサー素子２０を挟持できる。また、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとの距離が規制部材５６，５７により固定されるため、外部からの過大な圧力が加わってもその圧力は導通部７１ｃには及ばず圧力による導通部７１ｃの塑性変形を防止できる。これらにより電気的な接触とセンサー素子２０の挟持とを長期間にわたって保つことができ、コネクター５０の寿命がより長くなる。また、導通部７１ｃのばね定数を５００〜４０００Ｎ／ｍｍの範囲とすることで、上記の効果をより確実に得ることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実現し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、規制部材５６，５７は第１ハウジング５１ａ，第２ハウジング５１ｂが備えるものとしたが、第１ハウジング５１ａ，第２ハウジング５１ｂとは別の部材であってもよい。また、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとが共に両側の側面に規制部材を備えており、第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂの対向する規制部材同士が接触することで互いの距離を固定するものとしてもよい。

上述した実施形態では、支持部７１ｂと導通部７１ｃとが共にセンサー素子２０を押圧力で挟持するものとしたが、支持部７１ｂを備えないものとしてもよい。ただし、上述したように導通部７１ｃがスルーホール２１ｅよりも基端側に位置している場合には、導通部７１ｃからの押圧力がスルーホール２１ｅに作用してセンサー素子２０の割れを生じる可能性がある。このようなことを防止するためには、支持部７１ｂでもセンサー素子２０を挟持することが好ましい。

上述した実施形態では、フック部７１ｅは接続部７１ｆの方向に湾曲しているものとしたが、その反対の方向に湾曲するものとしてもよい。その場合、挿入孔５３内の係止部５４を挿入孔５３内の反対側に形成すればよい。また、接触金具７１の立直部７１ｄが金属板部１００の表面１０２の直上の領域内に収まっていれば、どのような折り曲げ加工により立直部７１ｄを形成しても良い。

本出願は、２００９年１２月２５日に出願された日本国特許出願第２００９−２９５６５２号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。

本発明のコネクターは、平板状のセンサー素子の表面に並設された複数の表面電極部及び裏面に並設された複数の裏面電極部と電気的に接続されるものであり、例えば、O₂センサやＮＯｘセンサ、アンモニアガスセンサなどのガス検出センサに利用可能である。

Claims

平板状のセンサー素子の表面に並設された複数の表面電極部及び裏面に並設された複数の裏面電極部と電気的に接続されるコネクターであって、
前記センサー素子の前記複数の表面電極部と対向する位置に複数の細長い接触金具を該接触金具の長手方向と略直交する方向に並べた状態で保持する第１のハウジングと、
前記センサー素子の前記複数の裏面電極部と対向する位置に複数の細長い接触金具を該接触金具の長手方向と略直交する方向に並べた状態で保持する第２のハウジングと、
を備え、
前記接触金具は、略長方形状の金属板部と該金属板部の片方の長辺に繋がる金属片とを有する型抜き材が曲げ加工されたものであり、前記金属板部には前記表面電極部又は前記裏面電極部と接触可能な導通部が形成され、前記金属片は前記金属板部の前記表面電極部又は前記裏面電極部と接触する側とは反対の面の直上の領域内に収まるように折り曲げられて前記金属板部の長手方向に沿って湾曲され前記第１のハウジング又は前記第２のハウジングに係止されるフック部になっている、
コネクター。
前記接触金具の前記金属板部には、前記センサー素子の表面のうち前記表面電極部が形成されていない位置又は前記センサー素子の裏面のうち前記裏面電極部が形成されていない位置に接触可能な支持部が形成されている、
請求項１に記載のコネクター。
請求項１に記載のコネクターであって、
前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとの距離を規制する規制部材と、
前記センサー素子の各表面電極部と前記第１のハウジングの各接触金具の導通部とが対向し、前記センサー素子の各裏面電極部と前記第２のハウジングの各接触金具の導通部とが対向した状態で、前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとを互いに接近する方向に押圧することで、前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとの距離を前記規制部材により固定すると共に前記第１のハウジングの接触金具の導通部及び前記第２のハウジングの接触金具の導通部が弾性変形することにより生じた押圧力で前記センサー素子を挟持して固定するハウジング固定部材と、
を備えたコネクター。
請求項２に記載のコネクターであって、
前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとの距離を規制する規制部材と、
前記センサー素子の各表面電極部と前記第１のハウジングの各接触金具の導通部とが対向し、前記センサー素子の各表面電極部が形成されていない位置と前記第１のハウジングの各接触金具の支持部とが対向し、前記センサー素子の各裏面電極部と前記第２のハウジングの各接触金具の導通部とが対向し、前記センサー素子の各裏面電極部が形成されていない位置と前記第２のハウジングの各接触金具の支持部とが対向した状態で、前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとを互いに接近する方向に押圧することで、前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとの距離を前記規制部材により固定すると共に前記第１のハウジングの接触金具の導通部と支持部、前記第２のハウジングの接触金具の導通部と支持部が弾性変形することにより生じた押圧力で前記センサー素子を挟持して固定するハウジング固定部材と、
を備えたコネクター。
前記接触金具は、前記導通部のばね定数が５００〜４０００Ｎ／ｍｍである、
請求項３又は４に記載のコネクター。