JPH10232217A - Oxygen sensor - Google Patents

Oxygen sensor

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JPH10232217A
JPH10232217A JP9034907A JP3490797A JPH10232217A JP H10232217 A JPH10232217 A JP H10232217A JP 9034907 A JP9034907 A JP 9034907A JP 3490797 A JP3490797 A JP 3490797A JP H10232217 A JPH10232217 A JP H10232217A
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terminal
sensor element
case
connection member
heater
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Tomoshi Kikuchi
智志 菊池
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure accurate conduction between both terminals while preventing damages of a sensor element which are caused by an increase in contact pressure between an element side terminal of the sensor element and an outputting terminal of a connection member and an inertial force of the connection member. SOLUTION: An oxygen sensor 11 comprises upper and lower sides cases 12, 13 and a sensor element 14 which is fixed inside the lower side case 12 and is provided with an electrode terminal and a heater terminal on both side faces. A connection member 26 having a recess part 28 inside the upper side case 13 is supported pivotably by a support shaft 27. On both side faces of the connection member 26 is provided an electrode lead line terminal 30 and a heater lead line terminal 31 connecting with external lead lines 33, 34. Lower end parts of the respective lead line terminals 30, 31 are bent in a leaf spring in the recess part 28, to form a pressure contact parts 30, 31. When the sensor element 14 is inserted into the recess part 28, pressure contact parts 30a, 31a are brought into pressing contact with the electrode terminal and heater terminal at a specific contact pressure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、気体の酸素濃度
を検出するための酸素センサに係り、詳しくはセンサ素
子に設けられた素子側端子と外部リード線に接続される
出力用端子とを所定の接触圧で圧接して両者を電気的に
接続するようにした酸素センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen sensor for detecting an oxygen concentration of a gas, and more particularly, to an oxygen sensor for detecting an oxygen concentration of a gas. The present invention relates to an oxygen sensor in which both are electrically connected by pressure contact with each other.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より内燃機関の空燃比制御において
は、酸素センサを用いたフィードバック制御が行われて
いる。一般に、この種の酸素センサは、一対の電極を備
えた素子本体と発熱部を備えた素子活性化用のヒータと
が一体形成されたセンサ素子を有し、このセンサ素子が
ケース内に保持された構造を有している。素子本体の各
電極には外部リード線が接続されており、電極からの検
出信号が同リード線を介して制御装置の入力回路に入力
されるようになっている。同様に、ヒータの発熱部にも
外部リード線が接続されており、制御装置の駆動回路か
ら同リード線を介して発熱部に所定の電流が流されるよ
うになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in air-fuel ratio control of an internal combustion engine, feedback control using an oxygen sensor has been performed. In general, this type of oxygen sensor has a sensor element in which an element body having a pair of electrodes and a heater for activating the element having a heating section are integrally formed, and this sensor element is held in a case. It has a structure. An external lead wire is connected to each electrode of the element body, and a detection signal from the electrode is input to an input circuit of the control device via the lead wire. Similarly, an external lead wire is also connected to the heat generating portion of the heater, and a predetermined current flows from the drive circuit of the control device to the heat generating portion via the lead wire.

【0003】ここで、従来の酸素センサにあっては、電
気的導通を確実に確保するため、例えば半田付けによっ
て電極や発熱部と外部リード線とを接続するようにして
いた。しかしながら、センサ素子はケース内に保持され
ているため、外部リード線を電極等に半田付けする作業
は極めて煩雑なものとなっていた。
Here, in the conventional oxygen sensor, an electrode or a heating part is connected to an external lead wire by, for example, soldering in order to ensure electrical conduction. However, since the sensor element is held in the case, the work of soldering the external lead wires to the electrodes or the like has been extremely complicated.

【0004】そこで、電極等と外部リード線とを所定の
接触圧で圧接することにより両者の電気的導通を確保す
るようにした酸素センサが従来より提案されている。こ
の種の酸素センサの一構成例を図6に示す。この酸素セ
ンサ100では、同図に示すようにケース101が上側
ケース101aと下側ケース101bとに分割されてい
る。また、酸素センサ100のセンサ素子102は、一
対の電極(図示略)を備えた板状の素子本体103と、
発熱部(図示略)を備えた板状のヒータ104とが一体
形成されて構成されている。そして、このセンサ素子1
02は、その下端部分が支持部材105を介して下側ケ
ース101bの内部に固定されている。
Therefore, an oxygen sensor has been proposed in which an electrode or the like and an external lead wire are pressed against each other at a predetermined contact pressure so as to ensure electrical conduction between the two. FIG. 6 shows a configuration example of this type of oxygen sensor. In this oxygen sensor 100, a case 101 is divided into an upper case 101a and a lower case 101b as shown in FIG. The sensor element 102 of the oxygen sensor 100 includes a plate-shaped element main body 103 having a pair of electrodes (not shown),
A plate-shaped heater 104 provided with a heat generating portion (not shown) is integrally formed. And this sensor element 1
02 has its lower end fixed to the inside of the lower case 101b via the support member 105.

【0005】また、図7に示すように、素子本体103
の側面(図6においてセンサ素子102の左側面)に
は、電極に接続された電極用端子106が設けられてい
る。また、ヒータ104の側面(図6においてセンサ素
子102の右側面)には、発熱部に接続されたヒータ用
端子(図示略)が電極用端子106と同様に設けられて
いる。
[0005] As shown in FIG.
On the side surface (the left side surface of the sensor element 102 in FIG. 6), an electrode terminal 106 connected to the electrode is provided. Further, a heater terminal (not shown) connected to the heat-generating portion is provided on the side surface of the heater 104 (the right side surface of the sensor element 102 in FIG. 6), similarly to the electrode terminal 106.

【0006】一方、上側ケース101aの内部には、電
極用端子106に接続される一対の電極用リード線10
7と、ヒータ用端子に接続される一対のヒータ用リード
線108とがそれぞれ設けられており、各リード線10
7,108の一部はシール部材109によって上側ケー
ス101aの上端部に固定されている。
On the other hand, inside the upper case 101a, a pair of electrode lead wires 10 connected to the electrode terminals 106 is provided.
7 and a pair of heater leads 108 connected to the heater terminals, respectively.
Portions 7 and 108 are fixed to the upper end of the upper case 101a by a seal member 109.

【0007】また、各リード線107,108の下端部
にはリード線端子110,111がそれぞれ取り付けら
れており、これら各端子110,111は下側ケース1
01b内に設けられた接続部材112によって保持され
ている。この接続部材112は絶縁性の樹脂材料によっ
て形成されており、その上端部が前記シール部材109
に固定されている。
[0007] Lead terminals 110 and 111 are attached to the lower ends of the lead wires 107 and 108, respectively, and these terminals 110 and 111 are connected to the lower case 1 respectively.
01b is held by the connection member 112 provided in the inside. The connecting member 112 is formed of an insulating resin material, and the upper end thereof is
It is fixed to.

【0008】この接続部材112の下端部分には挿入孔
113が形成されており、センサ素子102の上端部分
はこの挿入孔113内に挿入されている。各リード線端
子110,111はこの挿入孔113の内部でその一部
分が露出されており、この露出部分と電極用端子106
及びヒータ用端子とが所定の接触圧で圧接されることに
より、各リード線107,108と電極用端子106等
との電気的な導通が確保されている。
An insertion hole 113 is formed at a lower end of the connection member 112, and an upper end of the sensor element 102 is inserted into the insertion hole 113. A part of each of the lead wire terminals 110 and 111 is exposed inside the insertion hole 113, and the exposed portion and the electrode terminal 106 are formed.
The electrical contact between the lead wires 107 and 108 and the electrode terminals 106 and the like is secured by pressing the heater terminals and the heater terminals with a predetermined contact pressure.

【0009】こうした酸素センサ100にあっては、セ
ンサ素子102が固定された下側ケース101bの上端
部分に上側ケース101aを嵌合させる際に、同センサ
素子102の上端部分を接続部材112の挿入孔113
に挿入し、各リード線端子110,111と電極用端子
106及びヒータ用端子とを圧接して両者を電気的に接
続する。その後、両ケース101の重合部分114をか
しめることにより両ケース101a,101bを互いに
固定する。
In such an oxygen sensor 100, when the upper case 101a is fitted to the upper end of the lower case 101b to which the sensor element 102 is fixed, the upper end of the sensor element 102 is inserted into the connecting member 112. Hole 113
Then, each lead wire terminal 110, 111 is pressed into contact with the electrode terminal 106 and the heater terminal to electrically connect them. Thereafter, the two cases 101a and 101b are fixed to each other by caulking the overlapping portion 114 of the two cases 101.

【0010】このように、上記酸素センサ100では、
各リード線端子110,111と電極用端子106及び
ヒータ用端子とを圧接して接続するようにしたため、半
田付けによる場合と比較して、各リード線107,10
8と電極等との電気的な導通を容易に確保することがで
きる。
Thus, in the oxygen sensor 100,
Since the lead terminals 110 and 111 are connected to the electrode terminals 106 and the heater terminals by pressure contact, the lead wires 107 and 10 are compared with the case of soldering.
Electrical conduction between the electrode 8 and the electrodes can be easily ensured.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
酸素センサ100においては、センサ素子102が下側
ケース101b内の所定位置に固定されず、図8に示す
ように位置ズレのある状態で同本体が固定される場合が
ある。このような場合には、過剰な接触圧によりセンサ
素子102に曲げモーメントが作用してその破損を招い
たり、逆に各リード線端子110,111と電極用端子
106及びヒータ用端子とが非接触状態になって電気的
な導通が確保されない状況が発生したりするおそれがあ
った。
However, in the conventional oxygen sensor 100, the sensor element 102 is not fixed at a predetermined position in the lower case 101b, and the sensor body 102 is displaced as shown in FIG. May be fixed. In such a case, a bending moment acts on the sensor element 102 due to an excessive contact pressure to cause the sensor element 102 to be damaged, or conversely, each of the lead wire terminals 110 and 111 is not in contact with the electrode terminal 106 and the heater terminal. There is a possibility that a state in which electrical conduction is not ensured due to the state may occur.

【0012】このような問題を回避するために、接続部
材112と下側ケース101bとの間に若干の隙間を形
成するとともに、シール部材109をゴム材料によって
形成し、前述したようなセンサ素子102の位置ズレが
生じた場合に、接続部材112の位置がシール部材10
9の弾性変形によってセンサ素子102の位置に合わせ
て変化するようにした構成を採用することが考えられ
る。この構成によれば、各リード線107,108と電
極等との電気的な導通を確保することが可能である。
In order to avoid such a problem, a slight gap is formed between the connecting member 112 and the lower case 101b, and the seal member 109 is formed of a rubber material. When the position shift occurs, the position of the connection member 112 is changed to the position of the seal member 10.
It is conceivable to adopt a configuration that changes according to the position of the sensor element 102 by the elastic deformation of No. 9. According to this configuration, it is possible to ensure electrical continuity between each of the lead wires 107 and 108 and the electrodes and the like.

【0013】しかしながら、このような構成にあって
は、例えば、酸素センサ100に衝撃が加わった場合
に、接続部材112の慣性力がセンサ素子102の上端
部に直接作用してしまい、同素子102の破損を招くお
それがある。
However, in such a configuration, for example, when an impact is applied to the oxygen sensor 100, the inertial force of the connecting member 112 directly acts on the upper end of the sensor element 102, and May be damaged.

【0014】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、センサ素子に設けられた素子側端
子と接続部材に設けられたリード線出力用の出力用端子
とを圧接して両端子を電気的に接続するようにした酸素
センサにおいて、両端子間における接触圧の増大や接続
部材の慣性力に起因したセンサ素子の破損を防止しつ
つ、両端子間の確実な導通を確保することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to press-contact an element-side terminal provided on a sensor element and an output terminal for outputting a lead wire provided on a connection member. In an oxygen sensor that electrically connects both terminals, secure conduction between both terminals while preventing damage to the sensor element due to increased contact pressure between the two terminals and the inertial force of the connecting member Is to do.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、互いに嵌合された筒状の第
1ケース及び第2ケースと、第1ケース内に保持され、
その一端部分の外周面に電気的接続用の素子側端子が設
けられた棒状のセンサ素子と、第2ケース内に保持さ
れ、センサ素子の一端部分が挿入される凹部を有すると
ともに当該凹部の内周面に前記素子側端子に圧接されて
電気的に接続される外部リード線出力用の出力用端子が
設けられた接続部材とを備えた酸素センサにおいて、接
続部材は第2ケースに揺動可能に支持されることにより
センサ素子の軸線に対して傾斜可能であることをその趣
旨とする。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is provided in which first and second cylindrical cases fitted to each other and held in the first case,
A rod-shaped sensor element having an element-side terminal for electrical connection provided on an outer peripheral surface of one end thereof, and a recess held in the second case and into which one end of the sensor element is inserted. A connection member provided with an output terminal for outputting an external lead wire which is pressed into contact with the element-side terminal and is electrically connected to the peripheral surface, wherein the connection member is swingable to the second case. The purpose is to be able to tilt with respect to the axis of the sensor element by being supported by the sensor element.

【0016】尚、上記素子側端子は、センサ素子の酸素
濃度検出用電極や、同素子に設けられたヒータの発熱部
等に電気的に接続される端子である。上記構成では、第
1ケースと第2ケースとが嵌合される際に、接続部材の
凹部にセンサ素子の一端部分が挿入される。そして、凹
部に設けられた出力用端子はセンサ素子の素子側端子に
対して圧接される。その結果、素子側端子と出力用端子
とが電気的に接続され両者の導通が確保される。
The element side terminal is a terminal electrically connected to an electrode for detecting oxygen concentration of the sensor element, a heating section of a heater provided in the element, and the like. In the above configuration, one end portion of the sensor element is inserted into the recess of the connection member when the first case and the second case are fitted. The output terminal provided in the recess is pressed against the element-side terminal of the sensor element. As a result, the element side terminal and the output terminal are electrically connected, and conduction between them is ensured.

【0017】ここで、上記構成によれば、仮にセンサ素
子が第1ケース内の所定位置に保持されていない場合で
も、接続部材が同センサ素子の軸線に対して傾斜するこ
とから、両端子間における接触圧を大きく増減させてし
まうことがない。更に、接続部材は第2ケースに支持さ
れているため、酸素センサに衝撃が加わり接続部材に慣
性力が作用した場合でも、その慣性力が直接にセンサ素
子に作用することが抑制される。
Here, according to the above configuration, even if the sensor element is not held at a predetermined position in the first case, the connection member is inclined with respect to the axis of the sensor element. Does not greatly increase or decrease the contact pressure at Further, since the connection member is supported by the second case, even when an impact is applied to the oxygen sensor and an inertia force acts on the connection member, the inertia force is prevented from directly acting on the sensor element.

【0018】上記目的を達成するために、請求項2記載
の発明は、請求項1に記載した酸素センサにおいて、接
続部材は支持軸によって第2ケースに揺動可能に支持さ
れ、当該支持軸の軸線は接続部材の重心を通ることをそ
の趣旨とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an oxygen sensor according to the first aspect, wherein the connecting member is swingably supported by the second case by a supporting shaft. The purpose of the axis is to pass through the center of gravity of the connecting member.

【0019】上記構成によれば、請求項1に記載した発
明の作用に加えて接続部材はその重心を通る支持軸によ
り支持されているため、例えば、衝撃等が酸素センサに
加わり接続部材に慣性力が作用した場合でも、その慣性
力によって同部材が支持軸回りに揺動してしまうことが
なく、その揺動に起因した外力がセンサ素子に作用する
ことがない。
According to the above construction, the connecting member is supported by the support shaft passing through the center of gravity in addition to the effect of the first aspect of the present invention. Even when a force is applied, the member does not swing around the support shaft due to the inertial force, and no external force due to the swing acts on the sensor element.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明をエンジンの空燃比
フィードバック制御に用いられる酸素センサに適用した
実施形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to an oxygen sensor used for air-fuel ratio feedback control of an engine will be described below.

【0021】図1は酸素センサ11を示す断面図であ
り、図2及び図3は後述する下側ケース12に上側ケー
ス13を嵌合させる前の状態を示す同酸素センサ11の
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the oxygen sensor 11, and FIGS. 2 and 3 are sectional views of the oxygen sensor 11 showing a state before an upper case 13 is fitted to a lower case 12 which will be described later. .

【0022】図1に示すように、酸素センサ11は、略
有底円筒状の下側ケース12、同ケース12の上部に位
置する略円筒状の上側ケース13、及び下側ケース12
の内部に設けられたセンサ素子14を備えている。
As shown in FIG. 1, the oxygen sensor 11 includes a lower case 12 having a substantially cylindrical shape with a bottom, an upper case 13 having a substantially cylindrical shape located above the case 12, and a lower case 12.
Is provided with a sensor element 14 provided therein.

【0023】両ケース12,13は、下側ケース12の
上端部に上側ケース13の上端部を外嵌した後、その重
合部分の一部をかしめることにより互いに固定されてい
る。下側ケース12には取付部材15が外嵌されてお
り、同取付部材15がエンジンの排気管(いずれも図示
略)に固定されることにより、酸素センサ11は、その
先端部分(図1の下側部分)が同排気管の内部に突出す
るようにして取り付けられる。
The two cases 12 and 13 are fixed to each other by fitting the upper end of the upper case 13 to the upper end of the lower case 12 and then caulking a part of the overlapped portion. An attachment member 15 is externally fitted to the lower case 12, and the attachment member 15 is fixed to an exhaust pipe (both not shown) of the engine, so that the oxygen sensor 11 has a tip portion (FIG. 1). The lower part) is attached so as to protrude into the exhaust pipe.

【0024】下側ケース12の先端部分によって、セン
サ素子14を保護するとともに保温性を向上させるため
の外カバー16が形成されている。この外カバー16の
内部には有底円筒状をなし外カバー16と同様の機能を
有する内カバー17が設けられ、同カバー17の底部は
外カバー16の底部に固定されている。センサ素子14
は、その先端部分が内カバー17の内部に突出するよう
にして支持部材18により下側ケース12に固定されて
いる。
An outer cover 16 for protecting the sensor element 14 and improving heat retention is formed by the tip of the lower case 12. Inside the outer cover 16 is provided an inner cover 17 having a cylindrical shape with a bottom and having the same function as the outer cover 16, and the bottom of the cover 17 is fixed to the bottom of the outer cover 16. Sensor element 14
Is fixed to the lower case 12 by the support member 18 such that the tip portion protrudes into the inner cover 17.

【0025】また、各カバー16,17には導入孔1
9,20が複数形成されており、排気管内を流通する排
気は各導入孔19,20を通じて内カバー17の内部に
導入され、センサ素子12の先端部分に接触するように
なっている。
Each of the covers 16 and 17 has an introduction hole 1.
A plurality of exhaust pipes 9 and 20 are formed. Exhaust gas flowing through the exhaust pipe is introduced into the inner cover 17 through the respective introduction holes 19 and 20 and comes into contact with the tip of the sensor element 12.

【0026】センサ素子14は、ジルコニア等の固体電
解質材料によって板状に形成された素子本体22とアル
ミナ等の絶縁セラミック材料により板状に形成されたヒ
ータ23とが積層されて構成されている。
The sensor element 14 is configured by laminating an element body 22 formed in a plate shape from a solid electrolyte material such as zirconia and a heater 23 formed in a plate shape from an insulating ceramic material such as alumina.

【0027】素子本体22の先端部分には、その両側面
に白金からなる一対の電極(図示略)が設けられてお
り、図2に示すように、各電極はリード部24を介して
同素子本体22の基端部分における一側面(図1の左側
面)に設けられた一対の電極用端子25に電気的に接続
されている。
A pair of electrodes (not shown) made of platinum are provided on both side surfaces of the distal end of the element body 22. As shown in FIG. It is electrically connected to a pair of electrode terminals 25 provided on one side surface (left side surface in FIG. 1) of the base end portion of the main body 22.

【0028】一方、ヒータ23の先端部分の内部には素
子本体22を加熱するための発熱部(図示略)が内蔵さ
れている。また、ヒータ23の基端部分における一側面
(図1の右側面)には電極用端子25と同様の形状を有
した一対のヒータ用端子(図示略)が設けられており、
発熱部はリード部(図示略)を介してこのヒータ用端子
に接続されている。
On the other hand, a heating portion (not shown) for heating the element body 22 is built in the tip portion of the heater 23. A pair of heater terminals (not shown) having the same shape as the electrode terminal 25 is provided on one side surface (right side surface in FIG. 1) of the base end portion of the heater 23.
The heating section is connected to this heater terminal via a lead section (not shown).

【0029】図2,3に示すように、上側ケース13の
内部には耐熱性及び絶縁性に優れた樹脂材料からなる接
続部材26が設けられている。図2に示すように、接続
部材26にはその両側に延びる一対の支持軸27が設け
られており、各支持軸27は上側ケース13の側部に回
転可能に支持されている。その結果、接続部材26は上
側ケース13に対して支持軸27回りに揺動することが
可能になっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a connection member 26 made of a resin material having excellent heat resistance and insulation properties is provided inside the upper case 13. As shown in FIG. 2, the connection member 26 is provided with a pair of support shafts 27 extending on both sides thereof, and each support shaft 27 is rotatably supported on the side of the upper case 13. As a result, the connection member 26 can swing around the support shaft 27 with respect to the upper case 13.

【0030】また、各支持軸27は、酸素センサ11に
衝撃が加わった場合に作用する慣性力によって接続部材
26が揺動してしまわないように、その軸線が同接続部
材26の重心を通る位置に設けられている。
The axis of each supporting shaft 27 passes through the center of gravity of the connecting member 26 so that the connecting member 26 does not swing due to an inertial force acting when an impact is applied to the oxygen sensor 11. Position.

【0031】接続部材26の下端部分は凹部28が形成
されており、センサ素子14の上端部分は同凹部28内
に挿入されている。また、図2に示すように、接続部材
26の左側面には、同部材26の長手方向(酸素センサ
11の軸方向)に平行に延びる一対の電極用リード線端
子30が設けられている。
A recess 28 is formed at the lower end of the connecting member 26, and the upper end of the sensor element 14 is inserted into the recess 28. As shown in FIG. 2, a pair of electrode lead wire terminals 30 is provided on the left side surface of the connection member 26, and extends in parallel with the longitudinal direction of the connection member 26 (the axial direction of the oxygen sensor 11).

【0032】図3に示すように、この電極用リード線端
子30の下端部分は凹部28の内部にて板バネ状に折り
曲げられることにより圧接部30aとなっている。この
圧接部30aは、弾性変形した状態で電極用端子25に
対し所定の接触圧をもって圧接されている。
As shown in FIG. 3, the lower end of the electrode lead wire terminal 30 is bent into a leaf spring shape inside the recess 28 to form a press contact portion 30a. The pressure contact portion 30a is pressed against the electrode terminal 25 with a predetermined contact pressure in an elastically deformed state.

【0033】一方、図3に示すように、接続部材26の
右側面には、電極用リード線端子30と同様の形状を有
した一対のヒータ用リード線端子31が設けられてい
る。このヒータ用リード線端子31の下端部分は凹部2
8の内部にて板バネ状に折り曲げられることにより圧接
部31aとなっている。そして、この圧接部31aも同
様に、弾性変形することによりヒータ用端子に対し所定
の接触圧をもって圧接されている。
On the other hand, as shown in FIG. 3, on the right side of the connection member 26, a pair of heater lead terminals 31 having the same shape as the electrode lead terminal 30 is provided. The lower end of the heater lead wire terminal 31
8 is bent into a leaf spring shape to form a press contact portion 31a. The press contact portion 31a is also elastically deformed and pressed against the heater terminal with a predetermined contact pressure.

【0034】尚、図3に示すように、各ケース12,1
3が組み付けられる前の状態において、各圧接部30
a,31a間の間隔G1は、各圧接部30a,31aと
電極用端子25及びヒータ用端子との間における所定の
接触圧を確保するため、センサ素子14の幅B1よりも
若干短く設定されてる。
As shown in FIG. 3, each case 12, 1
Before the assembly 3 is assembled, each of the press contact portions 30
The gap G1 between the contact elements 30a and 31a is set to be slightly shorter than the width B1 of the sensor element 14 in order to secure a predetermined contact pressure between each of the press contact portions 30a and 31a and the electrode terminal 25 and the heater terminal. .

【0035】下側ケース12の上端部分には前記支持軸
27との干渉を避けるための一対の切欠き32(図3で
その一方のみを示す)が設けられており、各支持軸27
はこの切欠き32内に位置している。
A pair of cutouts 32 (only one of them is shown in FIG. 3) are provided at the upper end of the lower case 12 to avoid interference with the support shaft 27.
Are located in the notches 32.

【0036】図1に示すように、前述した各リード線端
子30,31は、接続部材26の上端部において外部リ
ード線33,34にそれぞれ電気的に接続されている。
この外部リード線33,34は、上側ケース13の上端
部分においてゴム材料からなるシール部材35により固
定されるとともに、同ケース13の外側にまで延びて制
御装置の入力回路又は駆動回路(いずれも図示略)に接
続されている。その結果、素子本体22の電極はリード
部24、電極用端子25、電極用リード線端子30、及
び外部リード線33を介して入力回路に接続され、ま
た、ヒータ23の発熱部はリード部、ヒータ用端子、ヒ
ータ用リード線端子31、及び外部リード線34を介し
て駆動回路に接続されている。
As shown in FIG. 1, the lead terminals 30 and 31 described above are electrically connected to external lead wires 33 and 34 at the upper end of the connecting member 26, respectively.
The external lead wires 33 and 34 are fixed at the upper end portion of the upper case 13 by a seal member 35 made of a rubber material, and extend to the outside of the case 13 to extend an input circuit or a drive circuit of a control device (both are illustrated). (Abbreviated). As a result, the electrode of the element body 22 is connected to the input circuit via the lead portion 24, the electrode terminal 25, the electrode lead terminal 30, and the external lead wire 33, and the heat generating portion of the heater 23 is the lead portion, It is connected to a drive circuit via a heater terminal, a heater lead wire terminal 31, and an external lead wire.

【0037】こうした酸素センサ11にあっては、ヒー
タ23の発熱部が駆動回路を介して制御装置により通電
制御されることにより、素子本体22が所定の活性化温
度にまで加熱される。その結果、素子本体22に接触し
た排気の酸素濃度に応じた信号が電極から入力回路に安
定して出力されるようになる。そして、制御装置は入力
された検出信号に基づいてエンジンの空燃比フィードバ
ック制御を実行する。
In such an oxygen sensor 11, the heating of the heater 23 is controlled by a control device via a drive circuit, so that the element body 22 is heated to a predetermined activation temperature. As a result, a signal corresponding to the oxygen concentration of the exhaust gas in contact with the element body 22 is stably output from the electrode to the input circuit. Then, the control device executes the air-fuel ratio feedback control of the engine based on the input detection signal.

【0038】次に、本実施形態に係る酸素センサ11の
作用及び効果について説明する。本実施形態では、前述
したように、接続部材26を支持軸27によって上側ケ
ース13に対し揺動可能に設けるようにしている。この
ため、図4に示すように、センサ素子14が所定位置
(同図において2点鎖線で示す位置)に配置されず、位
置ズレのある状態で下側ケース12に固定されている場
合には、接続部材26が支持軸27回りに揺動し、セン
サ素子14の軸線に対し所定角度だけ傾斜した状態で各
圧接部30a,31aが電極用端子25及びヒータ用端
子のそれぞれに対して圧接される。このため、接続部材
26が所定位置に配置された場合と比較して上記接触圧
を大きく増減させてしまうことがない。
Next, the operation and effect of the oxygen sensor 11 according to this embodiment will be described. In the present embodiment, as described above, the connection member 26 is provided to be swingable with respect to the upper case 13 by the support shaft 27. For this reason, as shown in FIG. 4, when the sensor element 14 is not arranged at a predetermined position (the position shown by a two-dot chain line in FIG. 4) and is fixed to the lower case 12 in a state where the sensor element 14 is misaligned, When the connecting member 26 swings around the support shaft 27 and the pressure contact portions 30a and 31a are pressed against the electrode terminals 25 and the heater terminals in a state where the connection members 26 are inclined by a predetermined angle with respect to the axis of the sensor element 14, respectively. You. For this reason, the contact pressure does not greatly increase or decrease as compared with the case where the connection member 26 is arranged at the predetermined position.

【0039】その結果、本実施形態によれば、上記接触
圧が増大し、センサ素子14に過大な曲げモーメントが
作用して同素子14が破損してしまうことを防止するこ
とができるとともに、各リード線端子30,31(圧接
部30a,31a)と電極用端子25及びヒータ用端子
とが非接触状態になることを回避して、両端子間の確実
な電気的導通を確保することができる。
As a result, according to the present embodiment, it is possible to prevent the contact pressure from increasing and the sensor element 14 from being damaged due to an excessive bending moment acting on the sensor element 14. It is possible to avoid a state where the lead wire terminals 30 and 31 (press-contact portions 30a and 31a) and the electrode terminal 25 and the heater terminal do not come into a non-contact state, and to ensure reliable electrical conduction between the two terminals. .

【0040】また、本実施形態によれば、上側ケース1
3を下側ケース12に外嵌させる際に、センサ素子14
の上端部を接続部材26の凹部28内に挿入するだけ
で、各圧接部30a,31aと電極用端子25及びヒー
タ用端子との間における所定の接触圧を確保することが
でき、その接触圧の管理が不要になるため、この意味で
酸素センサ11の生産性を向上させることができる。
Also, according to the present embodiment, the upper case 1
When the sensor element 14 is externally fitted to the lower case 12,
By simply inserting the upper end of the contact member into the concave portion 28 of the connection member 26, a predetermined contact pressure between each of the press contact portions 30a, 31a and the electrode terminal 25 and the heater terminal can be secured, and the contact pressure Therefore, the productivity of the oxygen sensor 11 can be improved in this sense.

【0041】ところで、本実施形態とは異なり、支持軸
27により接続部材26を上側ケース13に対して支持
しない構成にあっては、酸素センサ11が振動したり、
同センサに衝撃が加わった場合に、接続部材26の慣性
力によってセンサ素子14に過大な曲げモーメントが作
用し、同素子の破損を招くおそれがある。また、接続部
材26を支持軸27によって上側ケース13に支持する
構成であっても、その支持軸27の軸線位置が例えば接
続部材26の重心を通らない場合には、酸素センサ11
に衝撃等が加わった際に接続部材26が支持軸27回り
に揺動し、上記と同様、センサ素子14に曲げモーメン
トが作用することが懸念される。
By the way, unlike the present embodiment, if the connecting member 26 is not supported by the upper shaft 13 by the support shaft 27, the oxygen sensor 11 may vibrate,
When an impact is applied to the sensor, an excessive bending moment acts on the sensor element 14 due to the inertial force of the connecting member 26, and the element may be damaged. Further, even when the connection member 26 is supported on the upper case 13 by the support shaft 27, if the axial position of the support shaft 27 does not pass through the center of gravity of the connection member 26, for example, the oxygen sensor 11
When an impact or the like is applied, the connecting member 26 swings around the support shaft 27, and there is a concern that a bending moment acts on the sensor element 14 as described above.

【0042】この点、本実施形態によれば、接続部材2
6を支持軸27により上側ケース13に支持し、更にそ
の支持軸27の軸線が同接続部材26の重心を通るよう
にしている。従って、酸素センサ11に衝撃が加わった
場合でも、センサ素子14に接続部材26の慣性力に起
因した曲げモーメントが作用することがないため、上記
のようなセンサ素子14の破損を防止することができ
る。
In this regard, according to the present embodiment, the connection member 2
6 is supported on the upper case 13 by a support shaft 27, and the axis of the support shaft 27 passes through the center of gravity of the connecting member 26. Therefore, even when an impact is applied to the oxygen sensor 11, a bending moment caused by the inertial force of the connection member 26 does not act on the sensor element 14, so that the damage of the sensor element 14 as described above can be prevented. it can.

【0043】本実施形態は以下のように構成を変更して
実施することができる。このような構成によっても本実
施形態と同等の作用効果を奏することができる。 ・上記実施形態では、各リード線端子30,31の凹部
28内にある部分を板バネ形状に形成して圧接部30
a,31aとしたが、例えば、電極用端子25やヒータ
用端子に圧接部を同様に形成し、各端子をこの部分にお
いて各リード線端子30,31と圧接させるようにして
もよい。また、これら圧接部は必ずしも板バネ形状を有
するように形成される必要はなく、例えば、コイルスプ
リング状に形成するようにしてもよい。
This embodiment can be implemented by changing the configuration as follows. With such a configuration, the same operation and effect as the embodiment can be obtained. In the above-described embodiment, the portions of the respective lead wire terminals 30 and 31 in the concave portion 28 are formed in a leaf spring shape so that the pressure contact portions 30 are formed.
However, for example, a pressure contact portion may be similarly formed on the electrode terminal 25 or the heater terminal, and each terminal may be pressed against each of the lead wire terminals 30 and 31 at this portion. Further, these pressure contact portions need not necessarily be formed to have a leaf spring shape, but may be formed in a coil spring shape, for example.

【0044】・上記実施形態では、各リード線端子3
0,31に板バネ形状を有した圧接部30a,31aを
形成するようにしたが、例えば、図5に示すような構成
を採用することもできる。即ち、接続部材26において
凹部28内の対向する部分に断面半円形状の凸部40,
41を形成するとともに、電極用リード線端子30及び
ヒータ用リード線端子31の下端部分を折り曲げて各凸
部40,41上に配置する。このような構成によって
も、図5に示すように、接続部材26が傾斜することに
より、各リード線端子30,31と電極用端子25及び
ヒータ用端子とを略所定の接触圧をもって圧接させるこ
とができる。
In the above embodiment, each lead wire terminal 3
The pressure contact portions 30a and 31a having a leaf spring shape are formed at 0 and 31. However, for example, a configuration as shown in FIG. 5 can be adopted. That is, in the connecting member 26, a convex portion 40 having a semicircular cross section
41 is formed, and the lower end portions of the electrode lead terminal 30 and the heater lead terminal 31 are bent and arranged on the respective convex portions 40 and 41. Even with such a configuration, as shown in FIG. 5, the connection members 26 are inclined so that the lead terminals 30, 31 are brought into pressure contact with the electrode terminals 25 and the heater terminals with a substantially predetermined contact pressure. Can be.

【0045】・上記実施形態では、本発明に係る酸素セ
ンサ11をエンジンの空燃比制御に適用される酸素セン
サとして具体化したが、例えば、一般の燃焼機器に適用
される酸素センサとして適用することもできる。
In the above-described embodiment, the oxygen sensor 11 according to the present invention is embodied as an oxygen sensor applied to air-fuel ratio control of an engine. Can also.

【0046】[0046]

【発明の効果】請求項1記載の発明では、出力用端子が
設けられた接続部材を第2ケースに揺動可能に支持し、
素子側端子が設けられたセンサ素子の軸線に対して傾斜
可能としている。
According to the first aspect of the present invention, the connection member provided with the output terminal is swingably supported by the second case,
The sensor can be inclined with respect to the axis of the sensor element provided with the element-side terminals.

【0047】従って、仮にセンサ素子が第1ケース内の
所定位置に保持されていない場合でも、接続部材が同セ
ンサ素子の軸線に対して傾斜するため、素子側端子と出
力用端子との間における接触圧を大きく増減させてしま
うことがない。更に、接続部材は第2ケースに支持され
ているため、酸素センサに衝撃が加わって接続部材に慣
性力が作用した場合でも、その慣性力が直接にセンサ素
子に作用することが抑制される。
Therefore, even if the sensor element is not held at a predetermined position in the first case, since the connecting member is inclined with respect to the axis of the sensor element, the connection member between the element side terminal and the output terminal is not provided. The contact pressure does not greatly increase or decrease. Further, since the connecting member is supported by the second case, even when an inertial force acts on the connecting member due to an impact applied to the oxygen sensor, the inertial force is prevented from directly acting on the sensor element.

【0048】その結果、本発明によれば、両端子間にお
ける接触圧の増大や接続部材の慣性力が作用することに
よるセンサ素子の破損を防止することができるととも
に、両端子間の確実な導通を確保することができる。
As a result, according to the present invention, it is possible to prevent the sensor element from being damaged due to the increase in the contact pressure between the two terminals and the inertial force of the connecting member, and to ensure the conduction between the two terminals. Can be secured.

【0049】請求項2記載の発明では、接続部材を第2
ケースに支持する支持軸の軸線が接続部材の重心を通る
ようにしている。従って、振動等により接続部材に慣性
力が作用した場合でも、その慣性力によって同部材が支
持軸回りに揺動してしまうことがなく、その揺動に起因
した外力がセンサ素子に作用することがない。その結
果、本発明によれば、請求項1に記載した発明の効果に
加えて、上記のような外力が作用することによるセンサ
素子の破損を防止することができる。
According to the second aspect of the present invention, the connecting member is formed of the second member.
The axis of the support shaft supported by the case passes through the center of gravity of the connection member. Therefore, even when inertial force acts on the connecting member due to vibration or the like, the inertial force does not cause the member to swing around the support axis, and external force resulting from the swing acts on the sensor element. There is no. As a result, according to the present invention, in addition to the effects of the invention described in claim 1, it is possible to prevent the sensor element from being damaged due to the external force acting as described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一実施形態の酸素センサを示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an oxygen sensor according to one embodiment.

【図2】同酸素センサを示す部分断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the oxygen sensor.

【図3】同酸素センサを示す部分断面図。FIG. 3 is a partial sectional view showing the oxygen sensor.

【図4】同酸素センサの接続部材が傾斜した状態を示す
部分断面図。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a state where a connection member of the oxygen sensor is inclined.

【図5】同接続部材の構成変更例を示す部分断面図。FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a configuration change example of the connection member.

【図6】従来の酸素センサを示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional oxygen sensor.

【図7】同酸素センサのセンサ素子を示す側面図。FIG. 7 is a side view showing a sensor element of the oxygen sensor.

【図8】同酸素センサの主要部を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing a main part of the oxygen sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…酸素センサ、12…下側ケース、13…上側ケー
ス、14…センサ素子、25…電極用端子、26…接続
部材、27…支持軸、28…凹部、30…電極用リード
線端子、31…ヒータ用リード線端子、30a,31a
…圧接部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Oxygen sensor, 12 ... Lower case, 13 ... Upper case, 14 ... Sensor element, 25 ... Electrode terminal, 26 ... Connection member, 27 ... Support shaft, 28 ... Depression, 30 ... Electrode lead wire terminal, 31 ... Head wire terminal for heater, 30a, 31a
... Press-contact part.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに嵌合された筒状の第1ケース及び
第2ケースと、 前記第1ケース内に保持され、その一端部分の外周面に
電気的接続用の素子側端子が設けられた棒状のセンサ素
子と、前記第2ケース内に保持され、前記センサ素子の
一端部分が挿入される凹部を有するとともに当該凹部の
内周面に前記素子側端子に圧接されて電気的に接続され
る外部リード線出力用の出力用端子が設けられた接続部
材とを備えた酸素センサにおいて、 前記接続部材は前記第2ケースに揺動可能に支持される
ことにより前記センサ本体の軸線に対して傾斜可能であ
ることを特徴とする酸素センサ。
A first case and a second case which are fitted to each other and are held in the first case; and an element-side terminal for electrical connection is provided on an outer peripheral surface of one end of the first case and the second case. A rod-shaped sensor element, a recess held in the second case, into which one end of the sensor element is inserted, and an inner peripheral surface of the recess pressed into contact with the element-side terminal to be electrically connected thereto A connection member provided with an output terminal for outputting an external lead wire, wherein the connection member is pivotally supported by the second case so as to be inclined with respect to an axis of the sensor main body. An oxygen sensor characterized in that it is possible.
【請求項2】 前記接続部材は支持軸によって前記第2
ケースに揺動可能に支持され、且つ、当該支持軸の軸線
は前記接続部材の重心を通ることを特徴とする請求項1
記載の酸素センサ。
2. The connecting member is connected to the second member by a support shaft.
2. The device according to claim 1, wherein the supporting member is swingably supported by the case, and an axis of the supporting shaft passes through a center of gravity of the connecting member.
An oxygen sensor according to any of the preceding claims.
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