JPH02306149A - 酸素濃度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、例えば内燃機関等の各種燃焼機器の排気ガ
ス中に含まれる酸素の濃度を検出測定する酸素濃度検出
装置に関する。

［従来の技術］ 例えば内燃機関において、その運転状況に対応して供給
燃料量を電子的に制御するような場合、この内燃機関の
運転状況を検出する要素として、排気ガス中に含まれる
酸素の濃度を検出するようにしている。

このような酸素濃度を検出する素子としては、例えばジ
ルコニア等の固体電解質によって構成された酸素検知素
子が使用されるもので、この酸素検知素子は、先端部を
閉塞した状態の筒状体に構成され、その内周面および外
周面にそれぞれ内部電極層および外部電極層を形成し、
外部電極層の面に排気ガス等の検知ガスが接触され、内
部電極層に大気等の基準ガスが接触されるようにしてい
る。

そして、このような酸素濃度検出装置においては、内部
電極層の出力用リード線の接続方法に種々工夫がされて
いるもので、例えば筒状の酸素検知素子の開口され基端
部の開口部に対して、ねじ状に構成された端子部材を螺
合し、この端子部材と内部電極層とが電気的に接続され
るようにする。

しかし、このような構成では端子部材を取り付けるため
に手数を要するものであり、また強く締め付けた場合に
は酸素検知素子の基端部を破損することになる。

このような問題点を解決する手段として、例えば実開昭
６０−９０６７１号公報に示されるような酸素センサが
考えられている。すなわち、筒状の酸素検知素子の基端
開口部の内部に、環状の金属端子部材を嵌め込むもので
、この端子部材に対して出力用のリード線を接続させる
。

この場合、金属端子部材に半径方向外向きに弾性力が設
定されるもので、この弾性力によって端子部材が検知素
子の基端開口部に保持され、この検知素子の内周部の電
極層に電気的に接続されるようにしている。

しかし、このように導出端子部を構成したのでは、筒状
の酸素検知素子の開口部の内径よりも大きい外径の金属
端子部材を用い、この端子部材を検知素子の開口部に挿
入することになる。したがって、この端子部材を検知素
子の開口部に挿入するに際して、端子部材と検知素子の
内周面の内部電極層とが擦り合って、内部電極層に傷を
付けるようになる。

このような問題を低減するために、端子部材の嵌め合わ
される部分の長さを短くすることが考えられるが、金属
端子部材の弾発力が小さくなり、内部電極層との接触導
通性が悪くなる。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、筒状
に構成される酸素検知素子の基端開口部に、この検知素
子並びに内部電極層を損傷することなく、内部電極導出
用の端子部材が簡単に取り付は設定できるようにした、
より信頼性に富み、より組み付は作業性が向上されるよ
うにする酸素濃度検出装置を提供しようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る酸素濃度検出装置は、先端を閉塞して構
成した筒状の酸素検知素子を備えるもので、この検知素
子の内周面および外周面には、それぞれ内部電極層およ
び外部電極層が形成されている。この検知素子の開口さ
れた基端部の外周面には、前記内部電極層に電気的に接
続されるようにした導出電極層が形成され、この間導出
電極層の形成された検知素子の基端部の外周に、環状の
金属端子が弾性を利用して嵌め込み設定され、この金属
端子に出力用リード線が接続されるようにする。

［作用コ このように構成させる酸素濃度検出装置にあっては、環
状に構成された金属端子を、その弾性力に抗して外周方
向に広げるようにした状態で、酸素検知素子の基端部外
周に嵌め込むことにより、この検知素子の内部電極が導
出される。したがって、出力用導出線を容易且つ確実に
取り付は設定できるようになると共に、検知素子並びに
電極層を破損することがなく、組み付は作業性が効果的
に改善され信頼性が容易に向上されるようになる酸素濃
度検出装置が得られるものである。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はその全体的な構成を示すもので、酸素検知素子
１１は、ジルコニア等の固体電解質によって、先端部を
閉塞した筒状体に構成される。

そして、この酸素検知素子１１の内周面および外周面に
は、それぞれメッキ、ペースト塗布、あるいは蒸着等に
よって白金によって構成された内部電極層１２および外
部電極層１３が形成されている。

この酸素検知素子１１の上端開口部付近の外周面には、
第２図で取り出して示すように導出電極層１４が形成さ
れている。この導出電極層１４は、内部電極層１２およ
び外部電極層１３と共に形成されるもので、外部電極層
１３とは電気的に絶縁された状態で形成される。そして
、導出電極層１４は検知素子１１の開口端面に形成され
た接続電極層１５によって内部電極層１２と電気的に接
続設定されている。

第３図は酸素検知素子１■のみを取り出して示したもの
で、筒状にした検知素子１１の長手方向のほぼ中央部に
おいて、径大にした鍔状段部１６が形成されており、外
部電極層１３は、先端閉塞部からこの鍔状段部１６の外
周部分まで形成されるようにする。

この酸素検知素子１１の開口端部外周部には、金属端子
１７が取り付けられる。この金属端子１７は、例えば第
４図で示すように、弾性を有する金属薄板１７１を環状
に折り曲げ成型して円筒状に構成されるもので、その一
端部に導出端子線１７２が一体的に延長形成されるよう
になっている。そして、この金属端子１７は、円筒状部
分をその弾性に抗しておし拡げ、酸素検知素子１１の開
口端部外周の導出電極１４が形成された部分に嵌め込み
、その弾性によって固定設定されるようにする。

このように構成される酸素検知素子は、金属材料によっ
て筒状に形成されるハウジング１８によって保持される
。このハウジング１８の内周部で酸素検知素子１１の鍔
状段部１６の外周部が保持されるようになっているもの
で、検知素子１１の外部電極層１３がハウジング１８に
電気的に接続されている。

ハウジング１８は、例えば内燃機関の排気管の壁面に、
ハウジング１８の外周に形成した螺溝２０により螺合す
ることによって、このハウジング１８が排気管の壁面に
、酸素検知素子Ｉｆの先端部が排気管内に設定された状
態で取り付は固定されるものである。

２１はガスケットであり、ハウジング１８による取り付
は部分から排気ガスが漏れないようにするために設けら
れている。

このハウジング１８の上端部には、かしめ部２２が形成
されているもので、このかしめ部２２をかしめることに
よって、ハウジング１８の内周部に配設されたタルク２
３、インシュレータ２４、および外筒２５の下端部２５
１を介して、酸素検知素子１１がハウジング１８の内部
に把持されるようになる。

また、ハウジング１８の先端方向には、カバー２６が取
り付けられているもので、このカバー２６は酸素検知素
子１１の閉塞された先端部分を保護する有底筒体によっ
て構成され、複数の穴２７１　、２７２、・・・が開口
形成されている。そして、例えば排気管内の排気ガスが
、この穴２７１　、２７２　、・・・を介して、酸素検
知素子１１の外部電極層１３に接触されるようにする。

酸素検知素子１１の基端部に取り付は設定された金属端
子１７は、ハウジング１８によってかしめ付は固定され
た外筒２５によって保護されているもので、金属端子１
７の導出端子線１７２の先端部には、出力用リード線２
８がかしめ付けによって接続されている。

また外筒２５には、さらに保護筒２９が同軸的に接続設
定されるもので、この保護筒２９によってスペーサ３０
を介してシール部材３１を保持し、酸素検知素子１１を
含むセンサ本体部に水等が侵入しないように保護してい
る。

このように構成される酸素濃度検出装置において、特に
酸素検知素子１１の内部電極層１２と、出力用リード線
２８との接続部分に特徴を有する。

すなわち、先端が閉塞された筒状の検知素子Ｉｆの内周
面に形成した内部電極層１２を、検知素子１１の基端部
において外周面に拡張する。そして、外部電極層１３に
は接続しない範囲で導出電極層１４を形成し、この電極
層１４に接続されるようにして金属端子１７を設定する
。ここで、この金属端子１７は、一部を切り欠いた形状
の円環状に構成される。

この金属端子１７は、第４図の（Ｃ）に展開して示すよ
うに、長方形の金属板を円筒状に曲げることによって構
成されるもので、この場合の内径が酸素検知素子１１の
基端開口部の外径よりもやや小さめに形成されている。

したがって、この金属端子１７を検知素子１■の基端部
に組み付けるには、金属端子１７の環状部を広げ、そし
て検知素子１１の基端部の導出電極層１４の外周部に嵌
め込む。このようにして金属端子１７を取り付は設定す
ると、この端子１７自体の弾性力によって、環状部の半
径方向内側への把持力が作用して、金属端子１７と導出
電極層１４との電気的接続と共に、金属端子１７の検知
素子１１に対する固定保持も行われるようになる。

すなわち、このような金属端子１７の組み付けは、酸素
検知素子１１の基端部外周に金属板を嵌め込むという簡
単な作業により実行できる。したがって、従来の例えば
実開昭６０−９０６７１号公報に示されるように、検知
素子の基端開口部内面に金属板を組み付けるようにした
場合のように、電極層を傷付けるような心配がなく、ま
た検知素子に対して無理な力が作用させられることがな
いものであるため、この素子を破損させるようになる心
配もない。

第５図は金属端子１７の接続部分の構成の他の実施例を
示すもので、酸素検知素子１１の基端部の外周部に、四
部４１を形成し、この四部４１に導出電極層１４を形成
する。そして、凹部４１に嵌まり込むようにして金属端
子１７を嵌め込むもので、金属端子１７がよりその位置
を正確にして組み付は設定されるようになる。

また第６図に示す実施例にあっては、酸素検知素子１１
の開口部の端面部に切り込み４２を形成し、金属端子１
７の導出端子線１７２を折り曲げて、切り込み４２部に
嵌め込むようにする。このようにすれば、金属端子１７
の回転ずれが確実に阻止されるようになり、端子１７が
確実に保持設定されるようになる。

さらに第７図に示すように、金属端子１７の金属薄板１
７１に対して、複数の突起体４３１〜４３３をプレス加
工等により形成するようにすれば、この金属端子１１と
検知素子１１の導出電極層１４との電気的な接触が突起
体４３１〜４３３によって確実に行われるようになる。

また金属端子１７の回転ずれの発生も容易に抑制できる
。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る酸素濃度検出装置によれば
、筒状の酸素検知素子の内周面に形成された内部電極層
と、これを導出する端子電極との接続構造が単純化して
構成されるものであり、特にこの金属端子を、内部電極
層にて電気的に接続されるようにした組み付は構造が、
組み付は作業性を簡易化すると共に、酸素検知素子を破
損するようなことなく組み付は作業ができるものであり
、この種酸素濃度検出素子の組み立て作業性の簡易化と
共に、その信頼性の向上に大きな効果が発揮されるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る酸素濃度検出装置を
一部断面して示す正面図、第２図はこの検出装置の特に
酸素検知素子に対して金属端子を取り付けた部分を取り
出して示す図、第３図は同じく酸素検知素子を示す図、
第４図は金属端子を説明する図であり、（Ａ）は側面図
、（Ｂ）は（Ａ）図のｂ−ｂ線断面図、（Ｃ）は展開図
、第５図乃至第７図はそれぞれこの発明の他の実施例を
説明する図である。 １１・・・酸素検知素子、１２・・・内部電極層、１３
・・・外部電極層、１４・・・導出電極層、１５・・・
接続電極層、１７・・・金属端子、１８・・・ハウジン
グ、２６・・・カバー、２７１．２７２、・・・穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 先端部が閉塞されるように構成された筒状の酸素検知素
   子と、 この酸素検知素子の内周面および外周面にそれぞれ形成
   された内部および外部電極層と、前記酸素検知素子の基
   端部の開口部近傍の外周面に、前記内部電極層に接続し
   て形成された導出電極層と、 前記酸素検知素子の基端部の外周部に嵌め込み設定され
   、前記導出電極層の面に圧接する方向に弾性力が作用さ
   せられるように構成した環状の金属端子とを具備し、 この金属端子に前記内部電極層の出力用リード線が接続
   されるようにしたことを特徴とする酸素濃度検出装置。