JPH021540A - Terminal structure of oxygen sensor - Google Patents
Terminal structure of oxygen sensorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、被測定ガス中、なかでも内燃機関より排出さ
れる排気ガス中の酸素濃度を検出するための酸素センサ
の端子構造に係り、特に酸素検知部を加熱するためのヒ
ータ手段が一体的に設けられてなる加熱型酸素センサ素
子を有する酸素センサにおける端子構造に関するもので
ある。Detailed Description of the Invention (Technical Field) The present invention relates to a terminal structure of an oxygen sensor for detecting the oxygen concentration in a gas to be measured, particularly in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and particularly relates to The present invention relates to a terminal structure in an oxygen sensor having a heated oxygen sensor element integrally provided with heater means for heating the oxygen sensor element.
（背景技術）
従来から、酸素濃度検出器として、内燃機関の排気ガス
中に含まれる酸素濃度を検知し、その検出信号に基づい
て内燃機関の燃焼状態を最適にコントロールすることに
より、排気ガスの浄化、燃費の節減等を行なう酸素セン
サが知られている。(Background technology) Conventionally, oxygen concentration detectors have been used to detect the oxygen concentration contained in the exhaust gas of an internal combustion engine, and to optimally control the combustion state of the internal combustion engine based on the detection signal. Oxygen sensors that purify the air and reduce fuel consumption are known.
このセンサの一つは、酸素イオン伝導性の固体電解質、
例えば酸化カルシウムや酸化イツトリウムをドープした
酸化ジルコニウム等を隔壁とし、その隔壁の両面に各々
所定の電極を設けたものをセンサ素子とし、それら電極
の一方・を基準雰囲気、また他方の電極を排気ガス等の
被測定ガスに晒し、酸素濃淡電池の原理によって生ずる
起電力を検出信号としている。また、他の一つのタイプ
の酸素センサとして、長手の板状体基板上に酸素濃度に
より電気抵抗値の変化する酸化物、例えば酸化チタンを
設けたものをセンサ素子として用い、これを排気ガス等
の被測定ガスに晒し、酸素分圧による素子の電気抵抗変
化を検出するようにしたものも知られている。One of these sensors uses a solid electrolyte that conducts oxygen ions,
For example, a sensor element is a partition wall made of zirconium oxide doped with calcium oxide or yttrium oxide, and predetermined electrodes are provided on both sides of the partition wall, with one electrode set in the reference atmosphere and the other electrode set in the exhaust gas. The electromotive force generated by the oxygen concentration cell principle is used as the detection signal. Another type of oxygen sensor is one in which an oxide whose electrical resistance value changes depending on the oxygen concentration, such as titanium oxide, is provided on a long plate-like substrate as a sensor element. There is also known a device in which the device is exposed to a gas to be measured, and the change in electrical resistance of the device due to oxygen partial pressure is detected.
そして、このような各種の酸素センサにあっては、何れ
も、その酸素センサ素子の酸素検知部の温度が低くなる
と、被測定ガス中の酸素濃度に対応する該酸素検知部か
らの電気的出力が不安定となるところから、かかる酸素
センサ素子中に適当な電気的ヒータ手段を一体的に設け
て、その酸素検知部を強制的に加熱せしめて、かかる酸
素検知部からの電気的出力の安定化を図るようにした構
造のものが、広く提案されている（例えば、特開昭６０
−１２８３４８号公報、実開昭６０−１５０４４９号公
報等参照）。In all of these various oxygen sensors, when the temperature of the oxygen sensing part of the oxygen sensor element becomes low, the electrical output from the oxygen sensing part corresponding to the oxygen concentration in the gas to be measured decreases. Since the oxygen sensor element becomes unstable, a suitable electric heater means is integrally provided in the oxygen sensor element to forcibly heat the oxygen sensor element, thereby stabilizing the electrical output from the oxygen sensor element. Structures designed to reduce the
-128348, Utility Model Application Publication No. 150449/1980, etc.).
ところで、この種のヒータ手段内蔵型の酸素センサ素子
を有する酸素センサにあっては、酸素検知部に設けた電
極から、その電気的出力を取り出すだめに、それに導通
ずる電極リード部や、酸素検知部を加熱するためのヒー
タ手段に電力を供給するためのヒータリード部が、酸素
センサ素子内に一体的に設けられ、そして酸素検知部か
ら離れた酸素センサ素子の端部（基部）において、外部
から導かれたリード線に対して適当な接続手段を介して
電気的に接続せしめられるようになっている。By the way, in an oxygen sensor having this kind of oxygen sensor element with a built-in heater means, in order to extract the electrical output from the electrode provided in the oxygen detection part, the electrode lead part connected to the electrode and the oxygen detection part A heater lead section is provided integrally within the oxygen sensor element for supplying power to a heater means for heating the oxygen sensor element, and at an end (base) of the oxygen sensor element remote from the oxygen sensing section, an external It is designed to be electrically connected to a lead wire led from the terminal via a suitable connecting means.
そして、そのような外部リード線に対する接続構造の一
つとして、特開昭６０−１４３５７９号公報には、白金
ワイヤを、酸素センサ素子に一体的に設けられた酸素検
知部の電極リード部、ヒータ手段のヒータリード部と導
通せしめ、センサ素子内に一部埋め込むようにする一方
、かかる白金ワイヤをニッケル等の耐熱金属よりなるリ
ード端子にスポット溶接等で接続し、そしてその接続部
及びリード端子をガラスにより固定するようにした構造
のものが、明らかにされている。As one of the connection structures for such external lead wires, Japanese Patent Application Laid-Open No. 143579/1983 discloses that platinum wires are connected to electrode leads of an oxygen sensing section integrally provided in an oxygen sensor element, and to a heater. The platinum wire is electrically connected to the heater lead part of the means and partially embedded in the sensor element, and the platinum wire is connected to a lead terminal made of a heat-resistant metal such as nickel by spot welding or the like, and the connecting part and the lead terminal are connected to each other by spot welding or the like. One structure that is fixed with glass has been revealed.
しかしながら、かかる公報に開示の如き接続構造にあっ
ては、酸素センサの長期間の使用によって、上記の固定
用ガラスが高温下に長期間柄されると、かかるガラスの
電気絶縁性が低下する問題を生じ、そのために、甚だし
い場合には、ヒータ手段の正負の端子間でガラス中に大
きな電流が流れて、ガラスが？＠融したり、リードワイ
ヤたる白金ワイヤが溶融、切断する問題が惹起される。However, with the connection structure as disclosed in this publication, there is a problem that when the above-mentioned fixing glass is exposed to high temperatures for a long period of time due to long-term use of the oxygen sensor, the electrical insulation properties of the glass deteriorate. In extreme cases, a large current may flow through the glass between the positive and negative terminals of the heater means, causing damage to the glass. This causes the problem that the platinum wire, which is the lead wire, melts and breaks.
また、ガラスは熱衝撃に弱いところから、例えば、酸素
センサが破水したりすると、ガラスにクラックが入り、
そして振動によってガラスが動き、細い白金ワイヤ、一
般には０．１〜０．５ ｍｍφのものが切断されてしま
うという問題も発生する。更に、ガラスは、比較的高温
（例えば、５００°Ｃ）以上で溶融せしめられて、適用
されるものであるところから、そのような高温によって
リード端子が酸化され、外部リード線と接続する際に、
導通が不充分となったり、また酸化膜を除去するための
処理が必要となる等の問題を内在しているのである。Additionally, glass is susceptible to thermal shock, so if an oxygen sensor's water breaks, for example, the glass will crack.
Another problem arises in that the glass moves due to the vibrations, causing thin platinum wires, generally 0.1 to 0.5 mm in diameter, to be cut. Furthermore, since glass is melted and applied at relatively high temperatures (e.g. 500°C) or higher, the lead terminals may be oxidized by such high temperatures, causing damage when connecting to external lead wires. ,
There are inherent problems such as insufficient conduction and the need for treatment to remove the oxide film.
（解決課題）
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その解決すべき課題とするところは
、上記の如き接続部やリード端子をガラスにより固定す
る従来構造において惹起される、長期間使用による電気
絶縁性の低下、熱衝撃によるクラックの発生、振動によ
るリードワイヤの切断等の問題を解消し、更に外部リー
ド線に強い引張力が加わっても、導通不良等の問題を惹
起しない端子構造を提供することにある。(Problem to be solved) The present invention has been made against the background of the above, and the problem to be solved is the conventional structure in which the connection parts and lead terminals as described above are fixed with glass. This eliminates problems caused by long-term use, such as deterioration of electrical insulation properties, cracks caused by thermal shock, and breakage of lead wires due to vibration, and also prevents poor conduction even when strong tensile force is applied to the external lead wires. The object of the present invention is to provide a terminal structure that does not cause such problems.
（解決手段）
そして、本発明は、かかる課題解決のために、酸素検知
部を加熱するためのヒータ手段が一体的に設けられた加
熱型酸素センサ素子と、該酸素センサ素子を収納する金
属ケースと、前記ヒータ手段のヒータリード部及び（又
は）前記酸素検知部の電極リード部に固着された、白金
族金属を主成分とするリードワイヤと、該リードワイヤ
に接続されたリード端子とを含む酸素センサの端子構造
において、該リード端子を充分な引張強度を有する素材
にて構成すると共に、少なくとも該リード端子の一部及
び（又は）該リード端子と前記リードワイヤとの接続部
をセメントにて被覆して、前記金屈ケース内に固定せし
めたことを、その要旨とするものである。(Solution Means) In order to solve this problem, the present invention provides a heating type oxygen sensor element that is integrally provided with a heater means for heating an oxygen detection part, and a metal case that houses the oxygen sensor element. and a lead wire, the main component of which is a platinum group metal, which is fixed to the heater lead part of the heater means and/or the electrode lead part of the oxygen detection part, and a lead terminal connected to the lead wire. In the terminal structure of the oxygen sensor, the lead terminal is made of a material having sufficient tensile strength, and at least a part of the lead terminal and/or a connection part between the lead terminal and the lead wire is made of cement. The gist of this is that it is covered and fixed within the metal case.
なお、かかる本発明に従う酸素センサの端子構造におい
て、セメントにて被覆された、少なくともリード端子の
一部及び該リード端子とリードワイヤとの接続部、また
はそれらの何れか一方は、−ｉに、そのままセメントに
て金属ケース内に固定される他、そのようなセメントに
よる被覆部を金属ケース内に収容して、ガラスにて固定
せしめる構成も、採用可能である。In addition, in the terminal structure of the oxygen sensor according to the present invention, at least a portion of the lead terminal and/or a connection portion between the lead terminal and the lead wire covered with cement is -i, In addition to being fixed as is in the metal case with cement, it is also possible to adopt a structure in which such a cement-coated portion is housed in the metal case and fixed with glass.
（実施例）
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明することとす
る。(Examples) Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, examples of the present invention will be described in detail based on the drawings.
先ず、第１図において、２は、ジルコニアを主成分とす
る固体電解質からなる狭幅な長平板状の酸素センサ素子
であって、よく知られているように、その先端部に酸素
検知部４が形成された構成となっている。即ち、本願出
願人が先に出願した特願昭５８−２３７０７６号、実願
昭５９−３８４０６号等にも明らかにされているように
、かかる酸素センサ素子２の酸素検知部４は、ジルコニ
アを主体とする酸素イオン伝導性の固体電解質体の外側
面に形成された、外部の被測定ガスに接触せしめられる
測定電極と、かかる固体電解質体の内側面に形成されて
、空気等の基準ガスに接触せしめられる基準電極とを含
んで構成されており、そしてそのような酸素検知部４を
所定の温度に加熱スルタめに、ヒータエレメントが印刷
、積層されて、一体的に配設されているのである。First, in FIG. 1, reference numeral 2 denotes an oxygen sensor element in the form of a narrow long plate made of a solid electrolyte mainly composed of zirconia. The structure is such that That is, as disclosed in Japanese Patent Application No. 58-237076, Utility Application No. 59-38406, etc. previously filed by the applicant of the present application, the oxygen detection portion 4 of the oxygen sensor element 2 is made of zirconia. A measurement electrode is formed on the outer surface of a solid electrolyte body mainly conductive to oxygen ions and is brought into contact with an external gas to be measured, and a measurement electrode is formed on the inner surface of the solid electrolyte body and is connected to a reference gas such as air. The sensor is configured to include a reference electrode that can be brought into contact with the sensor, and a heater element is printed, laminated, and integrally arranged to heat the oxygen sensor 4 to a predetermined temperature. be.
このような酸素センサ素子２は、一般に積層構造におい
て形成されており、公知の積層法、厚膜法、印刷法等の
手法が適宜に採用されて、同時焼成により一体的に構成
されることとなる。また、このような酸素センサ素子２
にあっては、その酸素検知部４における電極の電気的出
力を外部に取り出すために、それぞれの電極から延びる
電極リード部や、ヒータエレメントの電気的な発熱のた
めに給電を行なう二つのヒータリード部が、酸素センサ
素子２の内部で、その基端部に至るように一体的に設け
られている。Such an oxygen sensor element 2 is generally formed in a layered structure, and can be integrally formed by co-firing by appropriately employing a known method such as a layering method, a thick film method, or a printing method. Become. Moreover, such an oxygen sensor element 2
In this case, in order to extract the electrical output of the electrodes in the oxygen detection unit 4 to the outside, there are electrode lead parts extending from each electrode, and two heater leads that supply power for electrical heat generation of the heater element. A portion is integrally provided inside the oxygen sensor element 2 so as to reach its base end.
そして、このように先端部に酸素検知部４が形成された
酸素センサ素子２は、第１図から明らかなように、その
中間部をセラミック・サポータ６ａ、６ｂ、’６ｃによ
って支持された状態で、金属製ハウジング８に溶接等に
よって固定された円筒状の金属ケースｌＯ内に収容され
、それらセラミック・サポータ６ａ、６ｂ；６ｂ、６ｃ
間に充填されたタルク等の充填材１２によって固定され
ている。また、それら充填材１２によって金属ケース１
０内の空間が気密に仕切られ、以て酸素センサ素子２の
基端部側の部位が、その先端部の被測定ガスに晒される
酸素検知部４側の部位から気密に仕切られるようになっ
ている。As is clear from FIG. 1, the oxygen sensor element 2 having the oxygen sensing portion 4 formed at its tip is supported at its intermediate portion by the ceramic supports 6a, 6b, '6c. , housed in a cylindrical metal case lO fixed to a metal housing 8 by welding or the like, and the ceramic supports 6a, 6b; 6b, 6c
It is fixed by a filler 12 such as talc filled in between. In addition, the metal case 1 is
0 is airtightly partitioned, so that the base end side portion of the oxygen sensor element 2 is airtightly partitioned from the oxygen sensor element 4 side portion exposed to the gas to be measured at the distal end portion. ing.
なお、金属製ハウジング８の先端部には、ルーバ形態の
ガス導入口１４を側壁に備えた、有底円筒形状の金属製
の保護カバー１６が固設されている。そして、この保護
カバー１６内に、金属製ハウジング８の内孔の段付部に
て規制されるセラミック・サポータ６ａを貫通した酸素
センサ素子２が、その先端側の酸素検知部４を含む所定
長さ部分において突入、位置せしめられてちり、かかる
金属製ハウジング８が、その先端側の保護カバー１６部
分を被測定ガス存在空間に位置せしめた状態下において
、排気ガス管等の隔壁に取り付けられることによって、
ガス導入口１４を通じて導き入れられる排気ガス等の被
測定ガスに、酸素センサ素子２の酸素検知部４が接触せ
しめられるようになっている。A metal protective cover 16 having a bottomed cylindrical shape and having a louver-shaped gas inlet 14 on the side wall is fixed to the tip of the metal housing 8 . Inside this protective cover 16, the oxygen sensor element 2, which passes through the ceramic supporter 6a which is regulated by the stepped part of the inner hole of the metal housing 8, is placed over a predetermined length including the oxygen sensing part 4 on the tip side thereof. The metal housing 8 is attached to a bulkhead of an exhaust gas pipe, etc., with the protective cover 16 on the tip side positioned in the space where the gas to be measured exists. By,
The oxygen detecting section 4 of the oxygen sensor element 2 is brought into contact with a gas to be measured such as exhaust gas introduced through the gas inlet 14 .
一方、酸素センサ素子２の基端部側においては、金属ワ
ッシャー１８と金属ケース１０に形成されたカシメ部２
０によって抜は出しが規制されるセラミック・サポータ
６ｃを貫通して、酸素センサ素子２の基端側の所定長さ
部分が突出せしめられており、そしてその基端側部分ま
で配設された電極リード部及びヒータリード部に対して
、公知の如く、白金族金属（例えば、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ
Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ等）を主成分とするリードワイヤ２２
．２２が、それぞれ０．１５ ＋ｎｍφ程度の細線とさ
れて、その一端部において、センサ素子２内に埋め込ま
れた状態において固着されて、接続せしめられている。On the other hand, on the proximal end side of the oxygen sensor element 2, a caulking portion 2 formed on the metal washer 18 and the metal case 10
A predetermined length portion on the proximal end side of the oxygen sensor element 2 is made to protrude through the ceramic supporter 6c whose removal is regulated by 0, and an electrode is disposed up to the proximal end portion of the oxygen sensor element 2. As is well known, platinum group metals (e.g., Pt, Rh, Pd) are used for the lead parts and heater lead parts.
Lead wire 22 whose main component is Ir, Os, Ru, etc.
．． 22 are made into thin wires each having a diameter of about 0.15 + nmφ, and one end thereof is embedded and fixed in the sensor element 2 for connection.
また、かかるリードワイヤ２２の他端部は、充分な引張
強度を有する素材、例えば、引張強度が６０ ｋｇ ／
ｒｕｍ ”程度のステンレススチール等からなるリー
ド端子２４に、スポット溶接等によって電気的に接続せ
しめられている。なお、このリードワイヤ２２に接続せ
しめられるリード端子２４には、引張力が作用すること
となるところから、充分な引張強度とする必要があり、
一般に、５ ｋｇ以上の引張強度を有するように形成さ
れることとなる。The other end of the lead wire 22 is made of a material having sufficient tensile strength, for example, a tensile strength of 60 kg/
It is electrically connected by spot welding or the like to a lead terminal 24 made of stainless steel or the like with a diameter of about 100 lbs. Therefore, it is necessary to have sufficient tensile strength.
Generally, it will be formed to have a tensile strength of 5 kg or more.
そして、このように酸素センナ素子２の基端部から延び
るリードワイヤ２２に接続されたリード端子２４は、そ
のセンサ素子側の端部の所定長さ部分が埋設された状態
において、酸素センサ素子２の基端部が位置する金属ケ
ースＩＯ内の空間、即ち第１図においてセラミック・サ
ポータ６ｃより上の空間に充填せしめられる、例えば２
００°Ｃで固化するセメント２６によって、固定せしめ
られている。なお、このセメント２６の材料とじては、
−ｉに、２５０°Ｃ以下で固化するものが有利に用いら
れ、特に室温で固化するものであれば、更に望ましい結
果を与える。また、本実施例では、金属ケース１０の端
部が内側に折り曲げられて、保持部２８が設けられてお
り、この保持部２８によるセメント２６の保持により、
引張作用が加わった場合におけるセメント２６の抜けが
阻止され得るようになっている。In this way, the lead terminal 24 connected to the lead wire 22 extending from the base end of the oxygen sensor element 2 is inserted into the oxygen sensor element 2 with a predetermined length of the end on the sensor element side buried. For example, the space within the metal case IO where the proximal end of
It is fixed by cement 26 which hardens at 00°C. The material of this cement 26 is as follows:
For -i, a material that solidifies at 250° C. or lower is advantageously used, and in particular, a material that solidifies at room temperature will give more desirable results. Further, in this embodiment, the end of the metal case 10 is bent inward to provide a holding part 28, and by holding the cement 26 by this holding part 28,
It is possible to prevent the cement 26 from slipping out when a tensile action is applied.
また、リード端子２４は、セメント２６内に埋設された
端部とは反対側の端部において、ゴム栓３０を貫通して
導かれる外部リード線３２に対して、従来と同様に、接
続子３４を介して電気的に接続せしめられており、これ
によってヒータ電力が、外部リード線３２、リード端子
２４、リードワイヤ２２を通じて、酸素センサ素子２の
ヒータリード部に導かれ、該酸素センサ素子２内に一体
的に形成されたヒータエレメントによって、かかる酸素
センサ素子２の先端部に設けられた酸素検知部４が所定
の温度に加熱せしめられるようになっている一方、かか
る酸素検知部４における電気的出力が、それぞれの電極
の電極リード部から、リードワイヤ２２、リード端子２
４、外部リード線３２を通じて外部に取り出されるよう
になっているのである。Further, at the end opposite to the end buried in the cement 26, the lead terminal 24 connects a connector 32 to an external lead wire 32 led through the rubber plug 30, as in the conventional case. As a result, the heater power is guided to the heater lead portion of the oxygen sensor element 2 through the external lead wire 32, the lead terminal 24, and the lead wire 22, and is electrically connected to the inside of the oxygen sensor element 2. The oxygen detecting section 4 provided at the tip of the oxygen sensor element 2 is heated to a predetermined temperature by a heater element integrally formed with the heater element. The output is from the electrode lead part of each electrode to the lead wire 22 and the lead terminal 2.
4. It is designed to be taken out to the outside through an external lead wire 32.
なお、本実施例においては、金属ケース１０の外側に、
それを取り囲むように、円筒形状の金属製の防水カバー
３６が配設され、かかる防水カバー３６の一端が金属製
ハウジング８に嵌着せしめられ、嵌着部全周に亘って全
周溶接が施されている一方、他端側の開口部内にゴム栓
３０が嵌入せしめられ、そしてカシメ部３８．３８によ
って、液密に且つ強固に固定されている。また、外部リ
ード線３２・・・は収束されて、保護チューブ４０内に
収容されている。In addition, in this embodiment, on the outside of the metal case 10,
A cylindrical metal waterproof cover 36 is disposed so as to surround it, one end of the waterproof cover 36 is fitted onto the metal housing 8, and welding is performed all around the fitting part. On the other hand, a rubber plug 30 is fitted into the opening at the other end, and is fixed firmly and fluid-tightly by caulking portions 38 and 38. Further, the external lead wires 32 are converged and housed in the protective tube 40.
従って、このような酸素センサの端子構造にあっては、
この酸素センサを高温で長期間使用しても、酸素センサ
素子２のリード部から延びるリードワイヤ２２に接続さ
れたリード端子２４がセメント２６にて固定されている
ところから、該セメント２６によって、リード端子２４
間、更にはリードワイヤ２２間の電気絶縁性が有効に確
保され得て、その絶縁性が低下するようなことはないの
であり、またセメント２６を用いていることにより、熱
衝撃でクラックが入るようなことも少なく、従って、強
い振動が加わっても、細いリードワイヤ２２やそれとリ
ード端子２４との接続部（スポット溶接部）が動くよう
なこともなく、かがるリードワイヤ２２が切断されてし
まう恐れもなくなったのである。Therefore, in the terminal structure of such an oxygen sensor,
Even if this oxygen sensor is used at high temperatures for a long period of time, the lead terminals 24 connected to the lead wires 22 extending from the lead portions of the oxygen sensor element 2 are fixed with cement 26. terminal 24
Furthermore, the electrical insulation between the lead wires 22 can be effectively ensured and the insulation will not deteriorate, and the use of the cement 26 prevents cracks from occurring due to thermal shock. Therefore, even if strong vibrations are applied, the thin lead wire 22 and the connection part (spot welding part) between it and the lead terminal 24 will not move, and the bent lead wire 22 will be cut. There is no longer any fear that this will happen.
また、外部リード線３２を強く引っ張っても、リード端
子２４は充分な引張強度を有しているため、リード端子
２４が切れるようなこともないことは勿論、セメント２
６の充填固化が低温度にて行なわれることにより、リー
ド端子２４が酸化されるようなこともなく、それ故に、
接続子３４を介しての外部リード線３２との電気的接続
も著しく向上せしめられ、更に酸化膜を除去するための
処理も全く必要でなくなったのである。Further, even if the external lead wire 32 is pulled strongly, the lead terminal 24 has sufficient tensile strength, so it goes without saying that the lead terminal 24 will not break, and the cement 2
6 is filled and solidified at a low temperature, the lead terminals 24 are not oxidized, and therefore,
The electrical connection with the external lead wire 32 via the connector 34 has also been significantly improved, and furthermore, there is no need for any treatment to remove the oxide film.
以上、第１図に示される本発明の一実施例について詳細
に説明してきたが、本発明が、かがる例示の構造に限定
して解釈されるものでは決してなく、当業者の知識に基
づいて種々なる変更、修正、改良等が施された形態にお
いて、実施されるものであることが、理解されるべきで
ある。Although the embodiment of the present invention shown in FIG. It should be understood that the present invention may be implemented with various changes, modifications, improvements, etc.
例えば、前記実施例では、リード端子２４が、そのリー
ドワイヤ２２接続側の端部において、所定長さに亘って
セメント２６内に埋設されて、固定せしめられる構造と
なっているが、またそのようなリード端子２４の少な（
とも一部の埋設と共に、或いはそれに換えて、リード端
子２４とリードワイヤ２２との接続部（スポット溶接部
）をセメント２６中に埋設、固定せしめても、何等差支
えないのであり、更にリードワイヤ２２を酸素センサ素
子２の基部の端面から取り出すばかりでなく、第２図に
示される如く、センサ素子２の側面からリードワイヤ２
２を取り出し、そして、そのようなリードワイヤ２２と
リード端子２４との接続部をセメント２６にて固定せし
めるようにした構造も採用可能である。For example, in the embodiment described above, the lead terminal 24 has a structure in which the end on the side where the lead wire 22 is connected is embedded and fixed in the cement 26 over a predetermined length. The number of lead terminals 24 (
There is no problem in burying and fixing the connection part (spot welding part) between the lead terminal 24 and the lead wire 22 in the cement 26, or in addition to partially burying the lead wire 22. In addition to taking out the lead wire 2 from the end surface of the base of the oxygen sensor element 2, as shown in FIG.
It is also possible to adopt a structure in which the lead wire 22 is taken out and the connecting portion between the lead wire 22 and the lead terminal 24 is fixed with cement 26.
また、第３図に示されるように、酸素センサ素子２の基
端部にセメント２６からなる被覆部４２を設け、その被
覆部４２によって、リード端子２４の一部及び（又は）
該リード端子２４とセンサ素子２から取り出されたリー
ドワイヤ２２との接続部を埋設、固定せしめる一方、か
かる被覆部４２を適当なガラス４４によって金属ケース
１０内に固定するようにしても、リード端子２４やリー
ドワイヤ２２の電気絶縁性は有利に確保され得、従来の
ガラスのみによる固定の場合に見られる如き電気絶縁性
の低下の問題を良好に解消することが出来る。Further, as shown in FIG. 3, a covering section 42 made of cement 26 is provided at the base end of the oxygen sensor element 2, and the covering section 42 covers a part of the lead terminal 24 and/or
Even if the connecting portion between the lead terminal 24 and the lead wire 22 taken out from the sensor element 2 is buried and fixed, and the covering portion 42 is fixed in the metal case 10 with a suitable glass 44, the lead terminal 24 and the lead wire 22 can be advantageously ensured, and the problem of deterioration in electrical insulation as seen in conventional fixation using only glass can be satisfactorily resolved.
なお、本発明にあっては、セメント２６を用いたリード
端子２４、リードワイヤ２２の電気絶縁は、酸素検知部
４からの電気的出力の取出しのための電極リード部側と
ヒータエレメントへの給電のためのヒータリード部側の
少なくとも何れが一方に対して実施されることとなるが
、好適には、少なくともヒータリード部側のリードワイ
ヤ２２やリード端子２４の絶縁、固定を、本発明に従っ
て実施することが望ましい。けだし、ヒータエレメント
に給電される電圧が高く、そのために、従来の溶融等の
問題が、ヒータリード部側で惹起されているからである
。In the present invention, the electrical insulation of the lead terminal 24 and the lead wire 22 using the cement 26 is performed on the electrode lead part side for extracting the electrical output from the oxygen detection part 4 and the power supply to the heater element. Although at least one of the heater lead parts is insulated and fixed in accordance with the present invention, it is preferable to insulate and fix at least the lead wires 22 and lead terminals 24 on the heater lead part side. It is desirable to do so. This is because the voltage supplied to the heater element is high, which causes the conventional problems such as melting on the heater lead side.
また、前例では、外部リード線３２を引っ張った時の金
属ケース１０からのセメント２６の抜けを防止するため
、かかる金属ケース１０の端部に内側に折り曲げられた
保持部２８が形成されているが、これに代えて、第４図
に示される如く、金属ケース１０のセメント２６の注入
、充填部位に凹凸４６を設けたり、かかる金属ケース１
０の内面を粗面化する等の手段を講じたりしても、何等
差支えない。なお、第４図においては、セメント２６の
下部にガラス４４を配置し、ガラスにより気密性を確保
している。この場合、第１図に示されるタルクによる気
密封止構造を併用しても良いし、削除しても良い。Further, in the previous example, in order to prevent the cement 26 from coming off from the metal case 10 when the external lead wire 32 is pulled, the holding part 28 is formed at the end of the metal case 10 and is bent inward. , instead of this, as shown in FIG.
There is no problem in taking measures such as roughening the inner surface of the 0. In FIG. 4, a glass 44 is placed below the cement 26 to ensure airtightness. In this case, the hermetic sealing structure using talc shown in FIG. 1 may be used together or may be omitted.
なお、第４図に示される如く、ガラスによって気密性を
確保する場合に、ガラス４４とセラミック・サポータ（
６Ｃ）の熱膨脹係数が異なることが原因で、加熱・冷却
によりガラス４４にタラツクが発生し、気密性を確保出
来ないことがある。In addition, as shown in FIG. 4, when ensuring airtightness with glass, the glass 44 and the ceramic supporter (
Due to the difference in the thermal expansion coefficients of 6C), tack may occur in the glass 44 due to heating and cooling, and airtightness may not be ensured.
このクラック防止のため、セラミック・サポータ６ｃは
、ガラスの熱膨脹係数に近いものを用いることが望まし
いが、第７図に示されるように、ガラス４４とセラミッ
ク・サポータ６ｃとの間に、ガラスに近い熱膨張係数を
有するセメント等の緩衝材料５１を入れても良い。なお
、ここで用いられるセメントとしては、耐熱性、耐強度
性の点から、リン酸系のセメントが好ましい。また、第
７図の構造の場合には、特にセメントを多孔体とすれば
、たとえセメント５１とセラミンク・サポータ６ｃとの
熱膨張係数が一部していなくても良い。To prevent this cracking, it is desirable to use a ceramic supporter 6c with a coefficient of thermal expansion close to that of glass, but as shown in FIG. A buffering material 51 such as cement having a coefficient of thermal expansion may be inserted. Note that as the cement used here, phosphoric acid cement is preferable from the viewpoint of heat resistance and strength resistance. Further, in the case of the structure shown in FIG. 7, especially if the cement is made of a porous material, the thermal expansion coefficients of the cement 51 and the ceramic supporter 6c may not be partially the same.
さらに、リード端子２４は、その強度を向上するために
、第５図に示される如（、断面がコ字状形状を為す構造
とするのが有効であり、更にまた、リード端子２４のセ
メント２６からの抜けを防止するために、それのセメン
ト埋入部の表面を粗面化したり、穴を開けたり、凹凸を
付けたりすることが望ましく、その−例が第６図に示さ
れている。Furthermore, in order to improve the strength of the lead terminal 24, it is effective to have a structure with a U-shaped cross section as shown in FIG. In order to prevent the cement from coming off, it is desirable to roughen the surface of the cement-embedded portion, make holes, or provide irregularities, an example of which is shown in FIG.
この第６図では、リード端子２４の両側部に設げた立上
り縁部４８に切込み部５０が形成されて、鋸歯状の凹凸
形状とされており、この鋸歯状の凹凸部がセメント２６
と係合することによって、リード端子２４の抜けが効果
的に抑制されることとなるのである。In FIG. 6, notches 50 are formed in the rising edge portions 48 provided on both sides of the lead terminal 24 to form a sawtooth-like uneven shape.
By engaging with the lead terminal 24, the lead terminal 24 is effectively prevented from coming off.
そしてまた、リードワイヤ２２と酸素センサ素子２のヒ
ータリード部及び（又は）電極リード部との固着は、−
ｍに、リードワイヤ２２の端部を酸素センサ素子２内に
埋設して、それぞれのリード部と接触した状態において
、かかる酸素センサ素子を焼成することによって実現さ
れることとなるが、それらリードワイヤとリード部が電
気的に接続されるなら、他の固着接続方式を用いても何
等差支えなく、更にリードワイヤ２２の形態にあっても
、円形断面の他、板状断面であっても、何等差支えない
。Furthermore, the adhesion between the lead wire 22 and the heater lead part and/or electrode lead part of the oxygen sensor element 2 is caused by -
This is achieved by embedding the ends of the lead wires 22 in the oxygen sensor element 2 and firing the oxygen sensor element in contact with the respective lead parts. As long as the lead portion is electrically connected to the wire, there is no problem in using other fixed connection methods, and even if the lead wire 22 has a circular cross section or a plate-like cross section, there is no problem in using any other fixed connection method. No problem.
その他、−々列挙はしないが、本発明には、各種の実施
形態のものが存在し、それらが、何れも、本発明の趣旨
を逸脱しない限りにおいて、本発明の範囲内に含まれる
ものであることは、言うまでもないところである。In addition, there are various embodiments of the present invention, although they are not listed, and all of them are included within the scope of the present invention as long as they do not depart from the spirit of the present invention. One thing goes without saying.
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては、リ
ード端子及び（又は）リード端子とリードワイヤとの接
続部をセメントにて被覆して、金属ケース内に固定せし
める端子構造を採用するものであるところから、高温で
長期間使用しても、セメントの電気絶縁性が低下するよ
うなことはないのであり、それ故に、従来の端子構造に
おいて惹起されていた、絶縁性の低下に基づくガラスの
溶融やリードワイヤの溶融切断等の問題が効果的に解消
され得ることとなったのである。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, in the present invention, the lead terminal and/or the connecting portion between the lead terminal and the lead wire are covered with cement and fixed in the metal case. Because it uses a terminal structure, the electrical insulation properties of cement will not deteriorate even when used at high temperatures for long periods of time. Problems such as melting of glass and melting and cutting of lead wires due to a decrease in properties can be effectively solved.
また、リード端子やリードワイヤがセメントを用いて固
定されているので、熱衝撃により、これらの周りにクラ
ンクが惹起され難く、それ故に、振動によってリードワ
イヤやそのリード端子との接続部が動くようなことも回
避され、以て細いリードワイヤが切断されてしまう等の
問題も効果的に解消され得ることとなったのである。In addition, since the lead terminals and lead wires are fixed using cement, it is difficult for cranks to occur around them due to thermal shock, and therefore, the lead wires and their connections to the lead terminals do not move due to vibration. As a result, problems such as thin lead wires being cut can be effectively solved.
第１図は、本発明に係る端子構造を有する酸素センサ素
子の一実施例を示す要部切欠断面説明図であり、第２図
、第３図、第４図及び第７図は、それぞれ、本発明に従
う端子構造の異なる形態を有する酸素センサ素子基端部
の状態を示す要部拡大断面説明図であり、第５図及び第
６図は、それぞれ、本発明にて用いられるリード端子の
異なる形態を示す斜視説明図である。
２：酸素センサ素子
６ａ、６ｂ、６ｃ：セラ
８：金属製ハウジング
１２：充填材
２２：リードワイヤ
２６．５１：セメント
３０：ゴム栓
３４：接続子
４２：被覆部
４：酸素検知部
ミンク・サポータ
ｌＯ：金属ケース
１６：保護カバー
２４：リード端子
２８：保持部
３２：外部リード線
３６：防水カバー
４４＝ガラス
第２図
第３図
第６図
第５図
？ｌ□
第７図FIG. 1 is an explanatory cutaway cross-sectional view of essential parts showing one embodiment of an oxygen sensor element having a terminal structure according to the present invention, and FIGS. 2, 3, 4, and 7 respectively show FIGS. 5 and 6 are enlarged sectional explanatory diagrams showing the states of the base end portions of oxygen sensor elements having different terminal structures according to the present invention, and FIGS. 5 and 6 respectively show different types of lead terminals used in the present invention. It is a perspective explanatory view showing a form. 2: Oxygen sensor elements 6a, 6b, 6c: Cera 8: Metal housing 12: Filler 22: Lead wire 26.51: Cement 30: Rubber plug 34: Connector 42: Covering part 4: Oxygen sensing part mink supporter lO: Metal case 16: Protective cover 24: Lead terminal 28: Holding section 32: External lead wire 36: Waterproof cover 44 = Glass Fig. 2 Fig. 3 Fig. 6 Fig. 5? l□ Figure 7
Claims (1)
られた加熱型酸素センサ素子と、該酸素センサ素子を収
納する金属ケースと、前記ヒータ手段のヒータリード部
及び（又は）前記酸素検知部の電極リード部に固着され
た、白金族金属を主成分とするリードワイヤと、該リー
ドワイヤに接続されたリード端子とを含む酸素センサの
端子構造において、 該リード端子を充分な引張強度を有する素材にて構成す
ると共に、少なくとも該リード端子の一部及び（又は）
該リード端子と前記リードワイヤとの接続部をセメント
にて被覆して、前記金属ケース内に固定せしめたことを
特徴とする酸素センサの端子構造。[Scope of Claims] A heating type oxygen sensor element integrally provided with a heater means for heating an oxygen sensing part, a metal case housing the oxygen sensor element, a heater lead part of the heater means, and ( or) A terminal structure of an oxygen sensor including a lead wire mainly composed of a platinum group metal, which is fixed to the electrode lead part of the oxygen sensing part, and a lead terminal connected to the lead wire, wherein the lead terminal is It is made of a material having sufficient tensile strength, and at least a part of the lead terminal and/or
A terminal structure for an oxygen sensor, characterized in that a connecting portion between the lead terminal and the lead wire is covered with cement and fixed within the metal case.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1003543A JPH021540A (en) | 1988-02-12 | 1989-01-10 | Terminal structure of oxygen sensor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-31581 | 1988-02-12 | ||
| JP3158188 | 1988-02-12 | ||
| JP1003543A JPH021540A (en) | 1988-02-12 | 1989-01-10 | Terminal structure of oxygen sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH021540A true JPH021540A (en) | 1990-01-05 |
Family
ID=26337151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1003543A Pending JPH021540A (en) | 1988-02-12 | 1989-01-10 | Terminal structure of oxygen sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH021540A (en) |
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- 1989-01-10 JP JP1003543A patent/JPH021540A/en active Pending
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