JP5772907B2 - センサ - Google Patents
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Description
そこで、予め成形された絶縁材からなる保持部材によって、一対の接続部材及びリード線を保護チューブ内において保持することも考えられる。しかし、保持部材に対する一対の接続部材及びリード線の保持のさせ方によっては、保護チューブ内における接続部材の振動を充分に抑制することができない場合がある。この場合、信号線と接続部材との接続部に負荷がかかり、接続信頼性を低下させる要因となり得る。
このような課題は、温度センサに限らず、センサ素子を備えた種々のセンサにおいて生じ得る。
該センサ素子に直接又は間接的に接続された複数の電極線と、
該電極線における上記センサ素子と反対側である基端側において上記複数の電極線のそれぞれと電気的に接続されると共に導体線を絶縁被覆材によって被覆してなる複数のリード線と、
上記複数の電極線の基端側と上記複数のリード線の先端側とをそれぞれ接続する複数の接続部材と、
上記複数の電極線、上記複数のリード線及び上記複数の接続部材を内側に配置した保護チューブと、
上記複数の接続部材における少なくとも基端側の一部と上記複数のリード線における先端側の一部とを上記保護チューブ内において保持する保持部材であって、上記複数の接続部材を互いに絶縁する隔壁部を備えると共に上記複数のリード線をそれぞれ挿通する複数のリード挿通孔を形成してなる上記保持部材とを有し、
上記隔壁部は、上記リード挿通孔の貫通方向から見て複数の該リード挿通孔の間に形成されていると共に、上記複数のリード挿通孔よりも先端側へ突出するように形成されており、
各上記接続部材は、基端側の端部において、他の少なくとも一つの接続部材と対向する方向に上記リード線よりも突出した対向突出部を設けてなり、
各上記接続部材は、上記接続部材における少なくとも基端側の一部が上記隔壁部に沿って配置される状態で、上記保持部材に保持されており、
上記接続部材の上記対向突出部が上記隔壁部に圧接され、
上記リード線が上記リード挿通孔における上記隔壁部と反対側の内壁面に圧接されていることを特徴とするセンサにある。
その結果、上記保護チューブ内における上記接続部材の振動を抑制することができ、電極線と接続部材との接続信頼性を向上させることができる。
また、電極線は、センサ素子に直接又は間接的に接続されており、電極線とセンサ素子との間に別部材が介在していてもよい。また、電極線とセンサ素子とは、必ずしも電気的に接続されていなくてもよい。例えば、後述するガスセンサにおいて、電極線がヒータに電気的かつ物理的に接続され、ヒータがセンサ素子に固定されている構成としてもよい。
また、上記感温素子は、例えば温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子とすることができる。
また、上記接続部材は、例えば金属板を曲げ加工して形成したものを用いることができる。そして、上記接続部材は、上記リード線の一端をかしめることにより、リード線と接続することができる。また、上記接続部材と上記信号線との接続は、かしめ又は溶接等によって行うことができる。
上記感温素子と、
該感温素子に接続された一対の上記信号線を長手方向の両端に露出させた状態で内蔵したシースピンと、
上記一対の信号線とそれぞれ電気的に接続された一対の上記リード線と、
上記一対の信号線と上記一対のリード線とをそれぞれ接続する一対の上記接続部材と、
上記シースピン、上記一対のリード線及び上記一対の接続部材を内側に配置した上記保護チューブと、
上記一対の接続部材における少なくとも基端側の一部と上記一対のリード線における先端側の一部とを上記保護チューブ内において保持する上記保持部材であって、上記一対の接続部材を互いに絶縁する上記隔壁部を備えると共に上記一対のリード線をそれぞれ挿通する一対の上記リード挿通孔を形成してなる上記保持部材とを有し、
各上記接続部材は、基端側の端部において互いに対向する方向に上記リード線よりも突出した上記対向突出部を、それぞれ設けてなり、
各上記接続部材の上記対向突出部が上記隔壁部に圧接され、
各上記リード線が上記リード挿通孔における上記隔壁部と反対側の内壁面に圧接されているセンサとすることができる。
温度を感知する感温素子と、
該感温素子に接続された一対の信号線を長手方向の両端に露出させた状態で内蔵したシースピンと、
上記感温素子と反対側において上記一対の信号線と電気的に接続されると共に導体線を絶縁被覆材によって被覆してなる一対のリード線と、
上記一対の信号線と上記一対のリード線とをそれぞれ接続する一対の接続部材と、
上記シースピン、上記リード線及び上記接続部材を内側に配置した保護チューブと、
上記接続部材の少なくとも一部と上記リード線の一部とを上記保護チューブ内において保持する保持部材であって、上記一対の接続部材を互いに絶縁する隔壁部を備えると共に上記リード線を挿通する一対のリード挿通孔を形成してなる上記保持部材とを有し、
上記一対の接続部材は、互いに対向する方向に上記リード線よりも突出した対向突出部を、それぞれ設けてなり、
上記接続部材の上記対向突出部が上記隔壁部に圧接すると共に、上記リード線が上記リード挿通孔における上記隔壁部と反対側の内壁面に圧接していることを特徴とする温度センサとすることができる。
なお、上記固定部は、例えば、かしめ、溶接等によって形成することができる。
なお、上記リード線の直径Bは、上記リード挿通孔に挿通された部分ではなく、それ以外の一般部において測定される直径である。つまり、上記リード線に外力が作用していない状態における上記リード線の直径である。換言すると、上記接続部材及びリード線を上記保持部材に組み付ける前の状態における、上記リード線の直径であるとも言える。
上記温度センサの実施例につき、図1〜図9を用いて説明する。
本例の温度センサ1は、図1に示すごとく、特定の物理量を感知するセンサ素子としての感温素子2と、該感温素子2に接続された複数の電極線としての信号線31とを有する。すなわち、温度センサ1は、温度を感知する感温素子2と、該感温素子2に接続された一対の信号線31を長手方向の両端に露出させた状態で内蔵したシースピン3とを有する。一対の信号線31には、導体線41を絶縁被覆材42によって被覆してなる一対のリード線4(図6)が、感温素子2と反対側において電気的に接続されている。
図4に示すごとく、軸方向から見たとき、リード挿通孔72は、隔壁部71の主面に接している。つまり、図3に示すごとく、リード挿通孔72の内壁面は、その一部において隔壁部71の主面と連続している。
上記温度センサ1において、接続部材5は、対向突出部51を設けてなる。そして、対向突出部51が隔壁部71に圧接すると共に、リード線4がリード挿通孔72における隔壁部71と反対側の内壁面に圧接している。それゆえ、一対の接続部材5及びリード線4は、保持部材7に対して安定して保持されることとなる。
その結果、保護チューブ6内における接続部材5の振動を抑制することができ、信号線31と接続部材5との接続信頼性を向上させることができる。
本例は、図10、図11に示すごとく、保持部材7を、実施例1におけるものと異なる形状としたものである。
すなわち、本例においては、リード挿通孔72を、隔壁部71から径方向に離れた位置に形成している。したがって、距離A、すなわち、リード挿通孔72の内壁面のうち隔壁部71から径方向において最も遠い部分と隔壁部71との径方向の距離は、リード挿通孔72の直径とは異なる。すなわち、リード挿通孔72の直径よりも、距離Aは大きい。
そして、この距離Aと、リード線4の直径Bと、対向突出部51の突出量Hとが、A−B<Hを満たす。
本例の場合にも、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図12に示すごとく、接続部材5を、実施例1におけるものと異なる形状としたものである。
すなわち、本例においては、対向突出部51を、接続部材5の先端部52まで伸ばした形状としている。つまり、実施例1においては、図5に示すごとく、接続部材5の基端部に部分的に突起を形成し、これを対向突出部51としているが、本例においては、接続部材5を、長手方向の全域にわたって、リード線4よりも径方向に突出させている。そして、この突出部分のうち保持部材7の内側に配された部位が保持部材7のリード挿通孔72の内壁面に圧接する、対向突出部51となっている。
本例の場合にも、実施例1と同様に、対向突出部51が保持部材7の隔壁部71に圧接させることができる。それゆえ、本例の場合にも、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図13に示すごとく、有底筒状の金属管310内に、感温素子2と一対の信号線31とを配置したものを、リブ13に保持させた温度センサ1の例である。すなわち、実施例1においては、シースピン3を用いたが、本例においては、シースピン3を用いずに、上記の金属管310を用いている。
信号線31の一端は、金属管310の基端側から露出しており、接続部材5に接続している。
本例は、図15〜図17に示すごとく、ガスセンサ10の実施例である。
ガスセンサ10は、図15に示すごとく、特定の物理量を感知するセンサ素子としてのガスセンサ素子20と、該ガスセンサ素子20に接続された複数の電極線としての信号端子311及びヒータ端子312とを有する。すなわち、ガスセンサ10は、被測定ガス中の特定ガス濃度を感知するセンサ素子20と、該センサ素子20に電気的に接続された一対の信号端子311と、ガスセンサ素子20を加熱するためのヒータに電気的に接続された一対のヒータ端子312とを有する。一対の信号端子311及び一対のヒータ端子312には、導体線41を絶縁被覆材42によって被覆してなる二対のリード線4が、センサ素子20と反対側においてそれぞれ電気的に接続されている。
本例は、図18、図19に示すごとく、有底筒状のガスセンサ素子20を有するガスセンサ10の例である。
図18に示すごとく、ガスセンサ素子20は、開口側が基端側となるように、ハウジング11の内側に保持されている。そして、円柱形状のヒータ22がガスセンサ素子20の内側に挿入配置されている。ガスセンサ素子20は、基端部の内側と外側とにそれぞれ一対のセンサ用電極パッド(図示略)を設けている。そして、これらのセンサ陽電極パッドに圧接するように、一対の信号端子311が配置されている。ガスセンサ素子20の内側に圧接する信号端子311の一部によって、ヒータ22がガスセンサ素子20に対して固定されている。
一対の信号端子311と一対のヒータ端子312とが、それぞれ接続部材5によってリード線4に接続されている。そして、接続部材5は、保持部材7に保持されている。保持部材7には、図19に示すごとく、4つのリード挿通孔72が形成されている。一対の信号端子311と接続されるリード線4が挿通される一対のリード挿通孔72aは、保持部材7の中心を挟んで互いに反対側となる位置に配置されている。同じく、一対のヒータ端子312と接続されるリード線4が挿通される一対のリード挿通孔72bも、保持部材7の中心を挟んで互いに反対側となる位置に配置されている。そして、一対のリード挿通孔72aの並び方向と、他の一対のリード挿通孔72bの並び方向とは、互いに直交している。
その他は、実施例5と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例5において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例5と同様の構成要素等を表す。本例の場合にも、接続信頼性及び生産性に優れたガスセンサを提供することができる。
本例は、図20に示すごとく、保持部材7に3個のリード挿通孔72を設けた例である。
すなわち、本例は、3本のリード線と3本の電極線と、リード線と電極線とを接続する3個の接続部材とを有するセンサ(図示略)に適用することができる。かかるセンサとしては、例えば、図21に示すような感温素子200を用いた温度センサ等がある。
その他は、実施例1と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
10 ガスセンサ(センサ)
2 感温素子(センサ素子)
20 ガスセンサ素子(センサ素子)
3 シースピン
31 信号線(電極線)
4 リード線
41 導体線
42 絶縁被覆材
5 接続部材
51 対向突出部
6 保護チューブ
7 保持部材
71 隔壁部
72 リード挿通孔
Claims (8)
- 特定の物理量を感知するセンサ素子(2、20)と、
該センサ素子(2、20)に直接又は間接的に接続された複数の電極線(31、311、312)と、
該電極線(31、311、312)における上記センサ素子(2、20)と反対側である基端側において上記複数の電極線(31、311、312)のそれぞれと電気的に接続されると共に導体線(41)を絶縁被覆材(42)によって被覆してなる複数のリード線(4)と、
上記複数の電極線(31、311、312)の基端側と上記複数のリード線(4)の先端側とをそれぞれ接続する複数の接続部材(5)と、
上記複数の電極線(31、311、312)、上記複数のリード線(4)及び上記複数の接続部材(5)を内側に配置した保護チューブ(6)と、
上記複数の接続部材(5)における少なくとも基端側の一部と上記複数のリード線(4)における先端側の一部とを上記保護チューブ(6)内において保持する保持部材(7)であって、上記複数の接続部材(5)を互いに絶縁する隔壁部(71)を備えると共に上記複数のリード線(4)をそれぞれ挿通する複数のリード挿通孔(72)を形成してなる上記保持部材(7)とを有し、
上記隔壁部(71)は、上記リード挿通孔(72)の貫通方向から見て複数の該リード挿通孔(72)の間に形成されていると共に、上記複数のリード挿通孔(72)よりも先端側へ突出するように形成されており、
各上記接続部材(5)は、基端側の端部において、他の少なくとも一つの接続部材(5)と対向する方向に上記リード線(4)よりも突出した対向突出部(51)を設けてなり、
各上記接続部材(5)は、上記接続部材(5)における少なくとも基端側の一部が上記隔壁部(71)に沿って配置される状態で、上記保持部材(7)に保持されており、
上記接続部材(5)の上記対向突出部(51)が上記隔壁部(71)に圧接され、
上記リード線(4)が上記リード挿通孔(72)における上記隔壁部(71)と反対側の内壁面に圧接されていることを特徴とするセンサ(1、10)。 - 上記センサは温度センサ(1)であって、上記センサ素子(2、20)は、温度を感知する感温素子(2)であり、上記電極線は、上記感温素子(2)に接続された信号線(31)であることを特徴とする請求項1に記載のセンサ(1)。
- 上記感温素子(2)と、
該感温素子(2)に接続された一対の上記信号線(31)を長手方向の両端に露出させた状態で内蔵したシースピン(3)と、
上記一対の信号線(31)とそれぞれ電気的に接続された一対の上記リード線(4)と、
上記一対の信号線(31)と上記一対のリード線(4)とをそれぞれ接続する一対の上記接続部材(5)と、
上記シースピン(3)、上記一対のリード線(4)及び上記一対の接続部材(5)を内側に配置した上記保護チューブ(6)と、
上記一対の接続部材(5)における少なくとも基端側の一部と上記一対のリード線(4)における先端側の一部とを上記保護チューブ(6)内において保持する上記保持部材(7)であって、上記一対の接続部材(5)を互いに絶縁する上記隔壁部(71)を備えると共に上記一対のリード線(4)をそれぞれ挿通する一対の上記リード挿通孔(72)を形成してなる上記保持部材(7)とを有し、
各上記接続部材(5)は、基端側の端部において互いに対向する方向に上記リード線(4)よりも突出した上記対向突出部(51)を、それぞれ設けてなり、
各上記接続部材(5)の上記対向突出部(51)が上記隔壁部(71)に圧接され、
各上記リード線(4)が上記リード挿通孔(72)における上記隔壁部(71)と反対側の内壁面に圧接されていることを特徴とする請求項2に記載のセンサ(1)。 - 上記シースピン(3)はセラミックからなる絶縁材(32)によって上記一対の信号線(31)を保持していることを特徴とする請求項3に記載のセンサ(1)。
- 上記リード線(4)の上記絶縁被覆材(42)は、上記リード挿通孔(72)に配された部分において弾性変形していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のセンサ(1、10)。
- 上記リード挿通孔(72)の上記内壁面のうち上記隔壁部(71)から径方向において最も遠い部分と上記隔壁部(71)との径方向の距離をAとし、上記リード線(4)の直径をBとし、上記対向突出部(51)の突出量をHとしたとき、A−B<Hが成り立つことを特徴とする請求項5に記載のセンサ(1、10)。
- 上記接続部材(5)は、上記リード線(4)の上記導体線(41)を固定する固定部(53)を有し、該固定部(53)は、上記対向突出部(51)よりも上記電極線(31、311、312)に近い側に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のセンサ(1、10)。
- 上記対向突出部(51)は、上記リード線(4)側の端縁がテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のセンサ(1、10)。
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