JPS6245160Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本考案はセンサ等の端子の組付構造に関し、特
に耐衝撃性、耐絶縁性の優れたセンサ等の端子の
組付構造に関する。 ［従来の技術及びその問題点］ 種々の物理量、化学量などを電気的に変換する
センサは、センサ信号を安定して外部へ取り出す
ことが必要であり、そのためセンサからの信号線
を互いに絶縁させることが重要である。特に、セ
ンサはその目的に応じて種々の状態や、雰囲気中
などで使用されるので、センサ内部に雰囲気中の
ガスや水等の侵入する可能性が大きい。ところ
が、従来、センサ内部にガスや水分等が侵入する
ことを防止するのに十分なものはなかつた。従つ
て、例えば自動車の排ガス中のある成分を検知す
る感ガス素子を使用するセンサにおいては、排ガ
スや雰囲気中の水分などが一旦センサ内部に侵入
すると、通常その内部は空気の流通等が極めて少
ないかあるいはほとんどないので、拡散や蒸発等
が徐々にしか行われず、従つて現状に回復するの
に長時間を要する。その結果、その間信号線間の
絶縁低下などをきたすため、本来の正確なセンサ
信号を得られず、安定性、信頼性等に欠けるとい
う問題点があつた。 又、従来のセンサは、リード線を単に外部に引
き出すのが通例であり、外部からの衝撃を強く受
け易く、センサが破損され易く耐久性に欠けるな
どの問題点があつた。 このことは、種々の密封されるべき端子を有す
るものについても同様にいい得ることである。 ［問題点を解決するための手段］ 本考案は、このような事情を背景としてなされ
たものであり、本考案の目的とするところは、ガ
ス水分等侵入防止性、耐衝撃性、耐久性等に優
れ、安定性、信頼性のあるセンサ等の端子の組付
構造を提供することにある。 このような目的を達成するためになされた本考
案の要旨とするところは、 内部に電極線が配置された碍管を、主体金具の
中空部に挿通し固定すると共に、碍管の外側に外
筒をはめ、その外筒の一端部を主体金具の一端部
に接合し、しかも外筒の中空部を碍管の一端部と
電極線とを含んでガラスにて密閉（ガラスミー
ル）し、されに外筒の外側に該外筒の外周壁とで
間隙が形成される筒状の継手をはめ、その継手の
一端部を主体金具の外筒接合側端部に接合し、か
つ継手内に充填された弾性充填材によつて電極線
に接続されたリード線を密封して構成したことに
ある。 ［作用］ 本考案によれば、主体金具に接合された外筒の
中空部を碍管の一端部と電極線とを含んでガラス
シールされると共に、センサの一端に接合された
継手の中空部に弾性充填材を詰め、電極線に接続
されたリード線を密封しているので、外部からセ
ンサ内部にガスや水分等が流入することが防止さ
れ、かつ外部から加えられる衝撃を緩和すること
ができる。従つて、絶縁性の低下を回避でき、安
定性、信頼性がありかつ、耐久性などを維持する
ことが可能となる。 ［実施例］ 以下本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。 第１図は本考案の実施例を示すものである。第
１図において２は主体金具であり、外側には例え
ばセンサを所望位置にねじ止めするためのおねじ
部が形成され、内部の中空部にはセラミツク等の
耐熱性絶縁材で製作された碍管４が挿通されて固
定される。例えば、主体金具２の端部内側に設け
られた段付部と碍管４の外周との間に形成された
環状の空間部に耐熱セメント６が充填されること
によつて、碍管４は主体金具２に固定される。
尚、耐熱セメントに代えて、金属パツキンと充填
粉末を使用することも可能である。碍管４はその
内部に貫通した中空部を有する部材であり、その
中空部には１また２以上の種々のセンサ素子に接
続された電極線が挿通される。中空部には例えば
センサ素子としての感ガス素子８、温度補償用素
子１０にそれぞれ接続された電極線１２が挿入さ
れ、碍管４の他端部から電極線１２が外方に引き
出されている。各素子８、１０は主体金具２のお
ねじ側端部に取り付けられたプロテクタ１４によ
つて、被覆され保護される。主体金具２の他端部
には、外筒１６が接合される。外筒として金属外
筒の使用が可能であり、その場合には主体金具２
に溶接またはロウ付けによつて接合される。外筒
１６と碍管４との空間部には、充填物１８が詰め
られる。充填物としては、セラミツク、ガラス粉
末が望ましい。これらの粉末は流動性がよく、次
に行うガラスシールとの境界線を明確にすること
が可能となる。そのためには＃１００のアランダ
ム粉末が良い。充填物１８の上にガラスシール部
２０が形成されている。ガラスシールとしては低
融点ガラス粉末の使用が可能であり、これを使用
する場合には低融点ガラス粉末を充填物１８の上
に充填し、常法に従つて、電気炉で約530℃、30
分間の熱処理をすることにより、ガラスシール部
２０が形成され、完全な気密シール状態となる。
ガラスシール部２０には碍管４の一端部とその付
近の電極線１２を内部に含むようにされる。これ
によつて、碍管４の中空部を伝わつて混入する水
分や、碍管４の外周壁４ａに沿つて侵入する水分
等は、完全に遮断され、電極線１２間の絶縁低下
が防止され、絶縁低下に基づくセンサの安定性、
信頼性の低下が回避される。ガラスシール後、電
極線１２とリード線２２が接続される。主体金具
２の端部には、中空部を有する継手２４が接続さ
れている。この継手２４は外筒１６より太く、外
筒１６ａと継手２４との間には円筒状の間隙が形
成されていることにより、センサの使用時のガラ
スが高温になつたときに、センサの継手２４に水
がかかつたとしても、この熱衝撃によつてガラス
が破損することがない。さらに、この間隙によつ
て、外部から加わる機械的衝撃も緩和でき、セン
サの強度も大きくなる。継手２４として金属継手
を使用する場合には、溶接またはロウ付けによつ
て接合される。継手２４内には、弾性充填材２６
例えばゴム栓が挿入され、継手２４端部を締め付
け、加締部２８を形成させることにより、固定さ
れる。これによつて、端部より水分等の混入を防
止できると共にリード線２２を通じてセンサに加
えられる衝撃を緩和しセンサの耐久性を向上でき
る。 第２図は継手２４の部分を除いた実験例を示す
ものであり、碍管３６をアルミナセラミツクで製
作し外径を６mmとし、中空部に電極線３８を挿入
し、外側に外径10mmの金属製（SUS３０４）の外
筒４０をかぶせその間に充填物としてアランダム
＃１００粉末４２を充填し、外筒４０の端部約８
mmを低融点ガラス粉末によつてガラスシールし、
ガラスシール部４４を設けた。このようにして得
られたセンサはガスや水分等の侵入を防止するこ
とができた。また、上記センサを振幅６mm、最大
衝撃２００Ｇの衝撃試験を１時間継続して行い次
表の結果を得た。すなわち、外筒の材質をステン
レス鋼（SUS３０４）とした場合には、肉厚を
0.2ないし0.6mmとしたとき優れた耐衝撃性が得ら
れる。肉厚0.1mmのときは外筒の強度不足、肉厚
0.7mmのときはガラスシール時の外筒の熱収縮応
力が残留し、それに機械的衝撃が加わつたために
それぞれの個所に破損が生じたものと考えられ
る。

【表】 以上本考案をセンサ素子の端子構造に適用した
一実施例を説明したが、本考案を種々なる密封さ
れるべき端子たとえば電極端子、熱電対素子等に
ついて適用することも可能である。 以上本考案の一実施例について説明したが、本
考案はこのような実施例には限定されるものでは
なく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内で種々な
る態様で実施例し得ることは勿論である。 ［考案の効果］ 以上詳記したように本考案によれば、碍管内に
挿通された電極線と碍管の一端部が、主体金具に
接合された外筒内において、ガラスシールされる
ので、碍管の外周壁を伝わつて侵入する水分を防
ぐことができる。さらに、ガラスシール部外方に
接合される継手の内部に充填される弾性充填材に
よつて、電極線に接続されるリード線が密封され
るので、電極線などの間へガス、水分等の侵入す
ることが防止でき、絶縁低下などを回避すること
によつて電極線を有する素子、機器等の安定性、
信頼性の向上を図ることが可能となる。また、外
筒と継手との間に間隙が設けられていることによ
つて、ガラスに伝わる熱衝撃を緩和でき、ガラス
の破損を防止できる。さらに、継手内の弾性充填
材によつて、リード線などを伝わつて上記素子、
機器等に掛る衝撃等を緩和でき、上記素子、機器
等の耐衝撃性を高め、ひいてはガス、水分等侵入
防止性の向上と相まつて上記素子、機器等自体の
耐久性を向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の断面図、第２図は実
施例の継手の部分を除いた実験例を示す部分断面
図である。 ２……主体金具、４，３６……碍管、８……感
ガス素子（センサ素子）１０……温度補償用素子
（センサ素子）、１２，３８……電極線、１６，４
０……外筒、２０，４４……ガラスシール部、２
４……継手、２６……弾性充填部材（ゴム栓）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 内部に電極線が配置された碍管を、主体金具
   の中空部に挿通し固定すると共に、碍管の外側
   に外筒をはめ、その外筒の一端部を主体金具の
   一端部に接合し、しかも外筒の中空部を碍管の
   一端部と電極線とを含んでガラスにて密閉し、
   さらに外筒の外側に該外筒の外周壁とで間隙が
   形成される筒状の継手をはめ、その継手の一端
   部を主体金具の外筒接合側端部に接合し、かつ
   継手内に充填された弾性充填材によつて電極線
   に接続されたリード線を密封したことを特徴と
   する端子の組付構造。 ２ 碍管自身の中空部内にセンサ素子を接続した
   電極線が配置された実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の端子の組付構造。 ３ 外筒は、材質がステンレス鋼で肉厚が0.2な
   いし0.6mmである実用新案登録請求の範囲第１
   項または第２項記載の端子の組付構造。