JP2744495B2 - Gas detection sensor - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、被測定ガス中のガス成分及び/又はそのガ
ス濃度を検出するガス検出センサに関する。The present invention relates to a gas detection sensor for detecting a gas component in a gas to be measured and / or its gas concentration.
[従来の技術] 従来、この種のガス検出センサは、センサ素子を有す
る基板を、このセンサ素子の検出結果を外部に出力する
ための電極線とともに、例えばステンレス製のハウジン
グ内に一体に格納し、被測定ガスを発生する内燃機関等
に設置されている。[Prior Art] Conventionally, this type of gas detection sensor integrally stores a substrate having a sensor element together with an electrode wire for outputting a detection result of the sensor element to an outside in, for example, a stainless steel housing. Is installed in an internal combustion engine or the like that generates a gas to be measured.
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来のガス検出センサでは、次のよう
な問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional gas detection sensor has the following problems.
例えば、車両に搭載する酸素センサでは、測定の対象
となる内燃機関の形状、大きさや設置位置等に応じて、
センサ自体の大きさや形状を変更していた。具体的に
は、内燃機関の排気管の径に応じてセンサ素子を有する
基板の長さを変えたり、内燃機関外部の周辺機器の設置
状態に応じて電極線の収納部の形状や長さを変更してい
る。For example, in an oxygen sensor mounted on a vehicle, according to the shape, size, installation position, and the like of the internal combustion engine to be measured,
The size and shape of the sensor itself were changed. Specifically, the length of the substrate having the sensor element is changed according to the diameter of the exhaust pipe of the internal combustion engine, or the shape and length of the storage portion of the electrode wire are changed according to the installation state of peripheral devices outside the internal combustion engine. Has changed.
この様にして内燃機関の形状等に応じてセンサ自体の
形状等を変更していたのでは、センサ素子のみの破損や
電極線の断線等が生じた場合でも、センサ全体を新しい
ものに交換する必要がある。つまり、センサの設計が設
置すべき内燃機関により制約され、その自由度が制限さ
れている。このため、汎用性が低いばかりか、副次的に
そのコスト上昇を招いている。Since the shape of the sensor itself is changed in accordance with the shape of the internal combustion engine in this way, even if the sensor element alone is damaged or the electrode wire is broken, the entire sensor is replaced with a new one. There is a need. That is, the design of the sensor is limited by the internal combustion engine to be installed, and the degree of freedom is limited. For this reason, not only is the versatility low, but also the cost is increased.
本発明は上記問題点を解決するためになされ、センサ
の使用に当たっての汎用性及び設計の自由度を高めるこ
とを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to increase the versatility and design freedom in using a sensor.
発明の構成 [課題を解決するための手段] かかる目的を達成するために、本発明の採用した手段
は、 周囲のガス成分及び/又はそのガス濃度に応じた電気
的信号を発するセンサ素子及び該センサ素子に接続され
るリード端子を有するガス検出基板と、 該リード端子に接続されて、前記センサ素子の電気的
信号を外部に出力する電極線を有するリード部とを備
え、 該リード部及び前記ガス検出基板を、ハウジング内に
格納したガス検出センサであって、 前記ハウジングは、上下に分割可能な上部ハウジング
及び下部ハウジングを備え、 前記ガス検出基板を、前記リード端子を前記上部ハウ
ジング側に露出させて、前記下部ハウジング内にセラミ
ックス材にて気密に収納して設け、 前記リード部を、前記電極線を前記露出したリード端
子に対向させて、前記上部ハウジング内に収納して設
け、 前記上部、下部ハウジングの間に、前記リード端子と
電極線とを接続して前記上部ハウジングと下部ハウジン
グとを分割可能に係合・固定する係合部を設けたこと をその要旨とする。MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS In order to achieve the above object, a means adopted by the present invention is to provide a sensor element which emits an electric signal according to a surrounding gas component and / or its gas concentration, and A gas detection substrate having a lead terminal connected to the sensor element; and a lead portion having an electrode wire connected to the lead terminal and outputting an electrical signal of the sensor element to the outside, the lead portion and the A gas detection sensor in which a gas detection board is stored in a housing, wherein the housing includes an upper housing and a lower housing that can be divided into upper and lower parts, and the gas detection board exposes the lead terminals to the upper housing. Then, a ceramic material is housed and provided in the lower housing in an airtight manner, and the lead portion is connected to the lead terminal where the electrode wire is exposed. The upper housing and the lower housing are connected and provided in the upper housing, and the lead terminal and the electrode wire are connected between the upper and lower housings so that the upper housing and the lower housing are separably engaged and fixed. The gist is that an engaging portion is provided.
[作用] 上記構成を有する本発明のガス検出センサは、ガス検
出基板を収納した下部ハウジングとリード部を収納した
上部ハウジングとを、分割可能な係合部を介して係合・
固定することにより、リード端子と電極線とを接続して
センサ素子と電極線との導通を確保し、センサ素子の発
する周囲のガス成分及び/又はそのガス濃度に応じた電
気的信号を外部に出力する。従って、センサ素子を被測
定ガス中に配置すれば、その被測定ガス中のガス成分及
び/又はそのガス濃度を検出する。[Operation] The gas detection sensor of the present invention having the above-described configuration engages the lower housing containing the gas detection board and the upper housing containing the lead via a dividable engaging portion.
By fixing, the lead terminal and the electrode wire are connected to ensure conduction between the sensor element and the electrode wire, and an electric signal corresponding to a surrounding gas component emitted from the sensor element and / or its gas concentration is externally provided. Output. Therefore, if the sensor element is arranged in the gas to be measured, the gas component and / or the gas concentration in the gas to be measured is detected.
そして、その設計に当たっては、被測定ガスを発生す
る内燃機関等に応じた下部ハウジング内のガス検出基板
設計と、上記内燃機関外部の周辺機器等に応じた上部ハ
ウジング内のリード部設計との分離・独立をもたらす。
この結果、センサ設計の自由度ばかりか、下部ハウジン
グ内のガス検出基板又は上部ハウジング内のリード部の
一方を共通にして他方を内燃機関やその周辺機器等に応
じて変更することが可能となり、その汎用性が向上す
る。In the design, the gas detection board design in the lower housing corresponding to the internal combustion engine that generates the gas to be measured and the lead design in the upper housing corresponding to the peripheral equipment outside the internal combustion engine are separated.・ Bring independence.
As a result, not only the degree of freedom of the sensor design, but also one of the gas detection board in the lower housing or the lead portion in the upper housing can be made common and the other can be changed according to the internal combustion engine and its peripheral devices, Its versatility is improved.
[実施例] 次に、本発明に係るガス検出センサを酸素濃度を検出
する酸素センサに適用した実施例について、図面に基づ
き説明する。第1図は実施例の酸素センサの断面図、第
2図は素子基板の分解斜視図、第3図は第1図における
I−I線断面図、第4図は第1図におけるII-II線断面
図である。尚、説明に当たっては、酸素濃度検出素子等
の組成、製造方法及び製造手順等は周知であるとともに
本発明の要旨に直接関係しないので、その詳細について
は説明を省略することとする。Example Next, an example in which the gas detection sensor according to the present invention is applied to an oxygen sensor that detects oxygen concentration will be described with reference to the drawings. 1 is a sectional view of the oxygen sensor of the embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view of an element substrate, FIG. 3 is a sectional view taken along line II in FIG. 1, and FIG. 4 is II-II in FIG. It is a line sectional view. In the description, the composition, manufacturing method, manufacturing procedure, and the like of the oxygen concentration detecting element and the like are well known and do not directly relate to the gist of the present invention, and therefore, detailed description thereof will be omitted.
第1図に示すように、酸素センサ1は、チタニア(Ti
O2)層からなる酸素濃度検出素子(センサ素子)2を有
する素子基板3を主体金具5に把持した検出部7と、主
体金具5の雄ネジに螺合するユニオン9によりこの検出
部7に着脱自在なリード部11とから構成される。As shown in FIG. 1, the oxygen sensor 1 has a titania (Ti
A detection unit 7 holding an element substrate 3 having an oxygen concentration detection element (sensor element) 2 composed of an O 2 ) layer in a metal shell 5 and a union 9 screwed into a male screw of the metal shell 5 to the detection unit 7. It is composed of a detachable lead portion 11.
第2図に示すように、検出部7の素子基板3は、セン
サ素子2を加熱するヒータパターン31及びこのヒータパ
ターン端部に接続された白金リード端子部31a,31bが形
成された第1のアルミナ基板32と、白金ペーストで厚膜
印刷したセンサ素子2の電極パターン33,34及び各パタ
ーン端部に接続された白金リード端子部33a,34aが形成
された第2のアルミナ基板35と、電極パターン33,34の
先端部が露出する開口部36を有する第3のアルミナ基板
37とを積層して所定の条件で焼結し、開口部36を充填し
て上記電極パターン33,34先端に被着するようチタニア
層、即ちセンサ素子2を焼成してなる柱状体である。As shown in FIG. 2, the element substrate 3 of the detecting unit 7 has a first heater pattern 31 for heating the sensor element 2 and a first lead terminal 31a, 31b connected to an end of the heater pattern. An alumina substrate 32, a second alumina substrate 35 on which electrode patterns 33, 34 of the sensor element 2 printed with a thick film of platinum paste and platinum lead terminals 33a, 34a connected to respective pattern ends are formed; A third alumina substrate having an opening 36 at which the tips of the patterns 33 and 34 are exposed.
37 are sintered under a predetermined condition, filled with the openings 36, and are fired on the titania layer, that is, the columnar body formed by firing the sensor element 2 so as to be adhered to the tips of the electrode patterns 33 and 34.
尚、積層した上記各アルミナ基板の焼結は、主体金具
5に気密に固定されるアルミナ質の筒状の基板ホルダ13
の焼成と同時に行われ、素子基板3と基板ホルダ13とは
一体化される。又、白金リード端子部31a,31b,33a及び3
4aは、その端部が各アルミナ基板端面に露出するよう、
各パターンに接続される。The sintering of the laminated alumina substrates is performed by an alumina cylindrical substrate holder 13 which is air-tightly fixed to the metal shell 5.
The element substrate 3 and the substrate holder 13 are integrated at the same time as firing. Also, platinum lead terminals 31a, 31b, 33a and 3
4a, so that the end is exposed at the end face of each alumina substrate,
Connected to each pattern.
検出部7は、上記した素子基板3,酸素センサ1を内燃
機関に取り付ける筒状の主体金具5の他、素子基板3と
同時焼成されたアルミナ質の基板ホルダ13と、主体金具
5の先端に取り付けられて素子基板3を保護するプロテ
クタ15等を備え、次のようにして組付けられる。The detecting unit 7 includes, in addition to the element substrate 3 and the cylindrical metal shell 5 for attaching the oxygen sensor 1 to the internal combustion engine, an alumina substrate holder 13 co-fired with the element substrate 3, and a tip of the metal shell 5. A protector 15 and the like that are attached to protect the element substrate 3 are provided, and are assembled as follows.
先ず、焼結前のアルミナ質の基板ホルダ13の角穴13a
に、焼結前のアルミナ質の素子基板3をその端面がほぼ
一致するよう挿入し、角穴13a内の隙間及び素子基板3
の突出側隅肉13bにアルミナペーストを補足して、その
後、基板ホルダ13及び素子基板3を、約150℃で乾燥さ
せる。尚、素子基板3,基板ホルダ13を、アルミナ質に代
えてジルコニア質のものとしてもよい。この場合には、
補足するペーストをジルコニアにする。First, the square hole 13a of the alumina substrate holder 13 before sintering
Then, an alumina element substrate 3 before sintering is inserted so that the end faces thereof substantially coincide with each other.
The protruding side fillet 13b is supplemented with alumina paste, and then the substrate holder 13 and the element substrate 3 are dried at about 150 ° C. The element substrate 3 and the substrate holder 13 may be made of zirconia instead of alumina. In this case,
The supplementary paste is zirconia.
次に、第3図に示すように、基板ホルダ13及び素子基
板3の上端面に、当該端面に露出している白金リード端
子部31a,31b,33a及び34aを個別に被覆する白金電極部17
a,17bと19a,19bとを、白金ペーストのスクリーン印刷法
又はタンポン印刷法により形成する。つまり、この白金
電極部17a,17bにより、センサ素子2の検出信号を出力
するための白金リード端子部33a,34aを拡大し、白金電
極部19a,19bにより、ヒータパターン31に接続された白
金リード端子部31a,31bを拡大する。こうして端子拡大
のための上記白金ペースト印刷後、白金ペーストの印刷
された素子基板3,基板ホルダ13を1500〜1600℃×2時間
の焼結条件で、一体かつ気密に焼成する。Next, as shown in FIG. 3, platinum electrode portions 17 individually covering the platinum lead terminal portions 31a, 31b, 33a and 34a exposed on the upper end surfaces of the substrate holder 13 and the element substrate 3, respectively.
a, 17b and 19a, 19b are formed by a platinum paste screen printing method or a tampon printing method. That is, the platinum electrode portions 17a and 17b enlarge the platinum lead terminal portions 33a and 34a for outputting the detection signal of the sensor element 2, and the platinum electrode portions 19a and 19b expand the platinum lead terminals connected to the heater pattern 31. The terminal portions 31a and 31b are enlarged. After printing the platinum paste for enlarging the terminals in this manner, the element substrate 3 and the substrate holder 13 on which the platinum paste is printed are integrally and airtightly fired under a sintering condition of 1500 to 1600 ° C. for 2 hours.
そして、素子基板3と一体となった基板ホルダ13を、
ステンレス製のパッキン21,23とともに主体金具5内に
組み込み、主体金具5の上端を内側に回り込むよう加締
めて、上記パッキン21,23を上下に配置した基板ホルダ1
3を主体金具5内に固定する。こうして、素子基板3及
び基板ホルダ13が、主体金具5内にパッキン21,23を介
して気密に固定される。尚、上記加締めを行う際に、パ
ッキン21と基板ホルダ13との間に滑石を充填し、気密性
をより向上するようにしてもよい。Then, the substrate holder 13 integrated with the element substrate 3 is
The substrate holder 1 in which the packings 21 and 23 are arranged vertically is assembled together with the stainless steel packings 21 and 23 into the metal shell 5 and crimped so that the upper end of the metal shell 5 is turned inward.
3 is fixed in the metal shell 5. Thus, the element substrate 3 and the substrate holder 13 are airtightly fixed in the metal shell 5 through the packings 21 and 23. When performing the above-mentioned caulking, talc may be filled between the packing 21 and the substrate holder 13 to further improve the airtightness.
その後、基板ホルダ13上端のキー溝13cにキー27を嵌
合・固定し、主体金具5上端部の肩にステンレス製のパ
ッキン28を組み付けて、検出部7ができあがる。After that, the key 27 is fitted and fixed in the key groove 13c at the upper end of the substrate holder 13, and the stainless steel packing 28 is attached to the shoulder at the upper end of the metal shell 5, so that the detection unit 7 is completed.
この検出部7の主体金具5にユニオン9により着脱自
在なリード部11は、第1図,第3図及び第4図に示すよ
うに、ユニオン9を回転自在に保持するステンレス製の
外筒41と、この外筒41内に格納・固定されたアルミナ質
の電極ホルダ43と、4本の電極線(耐熱性を必要とする
範囲にはマグネシア等を配合したシールド線)45a,45b,
45c,45dを保護するよう上記外筒41上端に固定されたパ
イプ47等の他、電極ピン49a,49b,49c,49dやステンレス
製又はバネ鋼材製のバネ51等を、以下に説明するよう
に、電極ホルダ43内に備えて構成されている。尚、パイ
プ47は、外筒41からの突出部におけるロー材47aにて外
筒41に気密になるようにロー付されている。As shown in FIGS. 1, 3, and 4, a lead portion 11 detachably attached to the metal shell 5 of the detecting portion 7 by a union 9 is a stainless steel outer cylinder 41 for rotatably holding the union 9 as shown in FIGS. And an alumina electrode holder 43 housed and fixed in the outer cylinder 41, and four electrode wires (shield wires containing magnesia or the like in a range requiring heat resistance) 45a, 45b,
In addition to the pipe 47 and the like fixed to the upper end of the outer cylinder 41 to protect 45c and 45d, electrode pins 49a, 49b, 49c, and 49d, stainless steel or spring steel spring 51, and the like are described below. , Are provided in the electrode holder 43. The pipe 47 is brazed so as to be airtight to the outer cylinder 41 with a brazing material 47a at a projecting portion from the outer cylinder 41.
電極ホルダ43下端には、基板ホルダ13上端が嵌合する
嵌合孔43aと、基板ホルダ13のキー27が摺動自在なキー
溝43bとが形成されている。又、電極ホルダ43は、キー
溝43bを基準として基板ホルダ13上端面の各白金電極部1
7a,17b,19a,19bに対向する位置に、4つのピン収納孔53
と、各ピン収納孔53にその上部・下部で連通する案内孔
53a,53bとを備える。At the lower end of the electrode holder 43, a fitting hole 43a into which the upper end of the substrate holder 13 is fitted, and a key groove 43b in which the key 27 of the substrate holder 13 is slidable are formed. Further, the electrode holder 43 is provided with each platinum electrode part 1 on the upper end surface of the substrate holder 13 with reference to the key groove 43b.
Four pin storage holes 53 are provided at positions facing 7a, 17b, 19a, and 19b.
And a guide hole communicating with each pin storage hole 53 at the top and bottom.
53a and 53b.
この各ピン収納孔53内には、ステンレス製の電極ピン
49a,49b,49c,49dが、その先端に溶接された金又は白金
製の端子チップ55を案内孔53bから嵌合孔43aに突出し
て、摺動自在に収納されている。これら各電極ピンは、
その上端側でピン収納孔53内に収納されたバネ51によ
り、基板ホルダ13に向けて常時付勢されている。尚、こ
の端子チップ55を金メッキ又は白金メッキしたステンレ
ス製のものとしてもよい。Each of the pin holes 53 has a stainless steel electrode pin.
The terminal tips 49a, 49b, 49c, and 49d protrude from the guide holes 53b into the fitting holes 43a with gold or platinum terminal tips 55 welded to the ends thereof, and are slidably housed therein. Each of these electrode pins
The upper end thereof is constantly urged toward the substrate holder 13 by a spring 51 housed in the pin housing hole 53. The terminal chip 55 may be made of stainless steel plated with gold or platinum.
そして、各電極ピン49a,49b,49c,49dの上端に、パイ
プ47及び各案内孔53a内に配線された上記各電極線45a,4
5b,45c,45dの先端を、おのおのの添え字符号を対応させ
て、溶接・固定して、リード部11ができあがる。Then, at the upper end of each of the electrode pins 49a, 49b, 49c, 49d, the above-mentioned electrode wires 45a, 4 wired in the pipe 47 and each guide hole 53a.
The tips of 5b, 45c, and 45d are welded and fixed in correspondence with the respective subscripts, and the lead portion 11 is completed.
従って、電極ホルダ43のキー溝43bに基板ホルダ13の
キー27を合わせて、電極ホルダ43の嵌合孔43aに基板ホ
ルダ13の上端を嵌合し、主体金具5の雄ネジにユニオン
9を螺合させてこのユニオン9を回転させると、基板ホ
ルダ13は嵌合孔43a内を上記キー溝43bに沿って電極ホル
ダ43側に引き付けられ、別々に構成された検出部7とリ
ード部11とが、パッキン28を挟んで気密に一体となる。Therefore, the key 27 of the substrate holder 13 is aligned with the key groove 43b of the electrode holder 43, the upper end of the substrate holder 13 is fitted into the fitting hole 43a of the electrode holder 43, and the union 9 is screwed into the male screw of the metal shell 5. When the union 9 is rotated together, the substrate holder 13 is attracted to the electrode holder 43 side along the key groove 43b in the fitting hole 43a, and the separately formed detecting unit 7 and lead unit 11 are separated. , With the packing 28 interposed therebetween.
この際、キー27及びキー溝43bを基準位置として対向
していた各白金電極部17a,17b,19a,19bと各電極ピン49
a,49b,49c,49d先端の端子チップ55とが接触する。この
ため、センサ素子2は、電極パターン33,34と白金リー
ド端子部33a,34aと白金電極部17a,17bと電極ピン49c,49
d等を介して、電極線45c,45dに導通され、ヒータパター
ン31は、白金リード端子部31a,31bと白金電極部19a,19b
と電極ピン49a,49b等を介して、電極線45a,45bに導通さ
れる。At this time, each platinum electrode portion 17a, 17b, 19a, 19b and each electrode pin 49 facing each other with the key 27 and the key groove 43b as reference positions.
The terminal chips 55 at the tips of a, 49b, 49c, and 49d come into contact with each other. For this reason, the sensor element 2 includes the electrode patterns 33 and 34, the platinum lead terminals 33a and 34a, the platinum electrodes 17a and 17b, and the electrode pins 49c and 49.
The heater pattern 31 is electrically connected to the electrode wires 45c and 45d through the d and the like, and the platinum lead terminal portions 31a and 31b and the platinum electrode portions 19a and 19b.
And the electrode wires 45a, 45b through the electrode pins 49a, 49b and the like.
こうして、センサ素子2の検出した酸素濃度を電気信
号として電極線45c,45dを介して出力するとともに、電
極線45a,45bを介したヒータパターン31の通電によりセ
ンサ素子2を加熱してその温度特性を向上させる酸素セ
ンサ1が完成する。In this way, the oxygen concentration detected by the sensor element 2 is output as an electric signal through the electrode lines 45c and 45d, and the sensor element 2 is heated by energization of the heater pattern 31 through the electrode lines 45a and 45b, and its temperature characteristic is Is completed.
以上説明したように、酸素センサとして不可欠なセン
サ素子とその出力を取り出すための電極線とを、それぞ
れ独立に構成された検出部7とリード部11とに分離して
備える本実施例の酸素センサ1によれば、素子基板3の
長さやセンサ素子2自体の大きさ,形状等、即ち内燃機
関の排気管内に配置される検出部7の設計を、内燃機関
外部に取り付けられるリード部11と無関係に行うことが
できるので、検出部7ばかりかリード部11の設計の自由
度を拡大することができる。この結果、検出部7又はリ
ード部11の一方を共通にして他方を種々の形状、長さ等
が異なるものとすることができるので、センサ使用に当
たっての内燃機関の形状等による制約が軽減され、その
汎用性が拡大する。As described above, the oxygen sensor according to this embodiment includes the sensor element indispensable as the oxygen sensor and the electrode wire for extracting the output of the sensor element, which are separately provided in the detection unit 7 and the lead unit 11 that are independently configured. According to 1, the length of the element substrate 3 and the size and shape of the sensor element 2 itself, that is, the design of the detecting section 7 disposed in the exhaust pipe of the internal combustion engine are independent of the lead section 11 mounted outside the internal combustion engine. Therefore, the degree of freedom in designing not only the detection unit 7 but also the lead unit 11 can be expanded. As a result, since one of the detection unit 7 and the lead unit 11 can be made common and the other can be made to have various shapes, lengths, and the like, restrictions due to the shape of the internal combustion engine in using the sensor are reduced, Its versatility expands.
しかも、センサ素子2の破損,電極線の断線等により
検出部7又はリード部11のどちらか一方が故障して使用
できない状態に陥った場合には、故障した側のみを交換
すれば足り、センサ全体を交換する場合に比べて交換に
要する作業及びコストを低下させることができる。又、
検出部7とリード部11の製造を別個に行うことができる
ため、従来の酸素センサの製造に必要であった組付け工
程(ガラス等による素子基板や白金電極線のハウジング
への格納・固定)の省略や検出部7,リード部11の製造工
程の集約化及び簡略化を可能とし、製造効率の向上及び
コスト低減を図ることができる。白金電極線をシース線
に代えたので、断線等の発生を抑制することができる。In addition, if one of the detection unit 7 and the lead unit 11 fails and becomes unusable due to damage to the sensor element 2 or disconnection of the electrode wire, it is sufficient to replace only the failed side. The work and cost required for replacement can be reduced as compared with the case where the whole is replaced. or,
Since the detection unit 7 and the lead unit 11 can be manufactured separately, an assembling process (storage and fixing of the element substrate or platinum electrode wire to the housing made of glass or the like) necessary for manufacturing the conventional oxygen sensor. Can be omitted, and the manufacturing process of the detection unit 7 and the lead unit 11 can be centralized and simplified, so that the manufacturing efficiency can be improved and the cost can be reduced. Since the platinum electrode wire is replaced with the sheath wire, occurrence of disconnection or the like can be suppressed.
更に、素子基板3を基板ホルダ13に固定する際に、こ
れら両部材ばかりか補足するペーストも同質の組成(ア
ルミナ又はジルコニアの一方)としたので、基板ホルダ
13と素子基板3との間における気密性を確実に向上させ
ることができる。Further, when fixing the element substrate 3 to the substrate holder 13, not only these two members but also the supplementary paste have the same composition (one of alumina and zirconia).
The airtightness between the element 13 and the element substrate 3 can be reliably improved.
又は、本実施例では、白金ペーストのスクリーン印刷
法又はタンポン印刷法にて形成した白金電極部17a,17b
等により、センサ素子2の検出信号を出力するための白
金リード端子部33a,34a及びヒータパターン31に接続さ
れた白金リード端子部31a,31bを拡大するとともに、こ
れら各白金電極に接触する端子チップ55を有する各電極
ピンをバネ51により上記白金電極部に向けて常時付勢す
るよう構成したので、酸素センサ1の組付け完了後は、
各白金電極部と各端子チップとの電気的な接続の信頼性
が向上する。この結果、センサ素子2の検出結果の外部
への出力のみならず、ヒータパターン31によるセンサ素
子2の加熱も、確実に行うことができる。Alternatively, in the present embodiment, platinum electrode portions 17a, 17b formed by a screen printing method or a tampon printing method of a platinum paste.
By enlarging the platinum lead terminal portions 33a and 34a for outputting the detection signal of the sensor element 2 and the platinum lead terminal portions 31a and 31b connected to the heater pattern 31, the terminal chip contacting each of these platinum electrodes Since each of the electrode pins having 55 is configured to be constantly biased toward the platinum electrode portion by the spring 51, after the assembly of the oxygen sensor 1 is completed,
The reliability of the electrical connection between each platinum electrode portion and each terminal chip is improved. As a result, not only the output of the detection result of the sensor element 2 to the outside but also the heating of the sensor element 2 by the heater pattern 31 can be reliably performed.
加えて、酸素センサ1の構成部材をステンレス材およ
びセラミックス材から形成したので、耐熱性の向上を図
ることができる。In addition, since the constituent members of the oxygen sensor 1 are formed from a stainless steel material and a ceramic material, the heat resistance can be improved.
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
うした実施例に何等限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る
ことは勿論である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments at all, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
例えば、ユニオン9を使用せず、リード部11の外筒41
と検出部7の主体金具5とを、直接ネジにより固定する
よう構成したり、電極線45a,45b,45c,45dを収納したパ
イプ47の先端に、コネクタを設けて、外部機器と酸素セ
ンサ1とを接続するようにしてもよい。For example, without using the union 9, the outer cylinder 41 of the lead portion 11 may be used.
And the metallic shell 5 of the detection unit 7 are directly fixed by screws, or a connector is provided at the tip of a pipe 47 that accommodates the electrode wires 45a, 45b, 45c, and 45d. May be connected.
発明の効果 以上実施例を含めて詳述したように、本発明のガス検
出センサによれば、ガス検出基板を収納した下部ハウジ
ングとリード部を収納した上部ハウジングとを別個に構
成し、分割可能な係合部を介してこれら下部ハウジング
と上部ハウジングとを係合・固定することにより、リー
ド端子と電極線とを接続してセンサ素子と電極線との導
通を確保する。この結果、係合部による組付け完了後に
は、センサ素子による周囲(被測定ガス中)のガス成分
及び/又はそのガス濃度の検出が可能なガス検出センサ
を提供する。Effects of the Invention As described above in detail including the embodiments, according to the gas detection sensor of the present invention, the lower housing housing the gas detection board and the upper housing housing the lead portion are separately configured and can be divided. By engaging and fixing the lower housing and the upper housing through a suitable engaging portion, the lead terminals and the electrode wires are connected to ensure conduction between the sensor element and the electrode wires. As a result, a gas detection sensor capable of detecting the surrounding gas component (in the gas to be measured) and / or its gas concentration by the sensor element after the assembly by the engagement portion is completed is provided.
更に、被測定ガスを発生する内燃機関等に応じた下部
ハウジング内のガス検出基板設計と、上記内燃機関外部
の周辺機器等に応じた上部ハウジング内のリード部設計
との分離・独立をもたらす。このため、センサ設計の自
由度の拡大ばかりか、ガス検出基板又はリード部の一方
を共通にして他方を内燃機関やその周辺機器等に応じて
変更することが可能となり、その汎用性の向上を図るこ
とができる。Further, the design of the gas detection board in the lower housing corresponding to the internal combustion engine or the like that generates the gas to be measured and the design of the lead portion in the upper housing corresponding to the peripheral equipment or the like outside the internal combustion engine are separated and independent. For this reason, it is possible not only to increase the degree of freedom of the sensor design, but also to make one of the gas detection board and the lead part common and change the other according to the internal combustion engine and its peripheral devices, etc. Can be planned.
第1図は実施例の酸素センサの断面図、第2図は素子基
板の分解斜視図、第3図は第1図におけるI−I線断面
図、第4図は第1図におけるII-II線断面図である。 1……酸素センサ、2……センサ素子、3……素子基
板、5……主体金具、7……検出部、11……リード部、
13……基板ホルダ、17a,17b,19a,19b……白金電極部、4
1……外筒、43……電極ホルダ、45a,45b,45c,45d……電
極線、49a,49b,49c,49d……電極ピン、51……バネ、55
……端子チップ1 is a sectional view of the oxygen sensor of the embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view of an element substrate, FIG. 3 is a sectional view taken along line II in FIG. 1, and FIG. 4 is II-II in FIG. It is a line sectional view. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oxygen sensor, 2 ... Sensor element, 3 ... Element board, 5 ... Metal shell, 7 ... Detection part, 11 ... Lead part,
13 …… Substrate holder, 17a, 17b, 19a, 19b …… Platinum electrode part, 4
1 ... outer cylinder, 43 ... electrode holder, 45a, 45b, 45c, 45d ... electrode wire, 49a, 49b, 49c, 49d ... electrode pin, 51 ... spring, 55
…… Terminal chip
フロントページの続き (72)発明者 松浦 利孝 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊陶業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−8151(JP,U)Continuation of the front page (72) Inventor Toshitaka Matsuura 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Japan Special Ceramics Co., Ltd.
Claims (1)
応じた電気的信号を発するセンサ素子及び該センサ素子
に接続されるリード端子を有するガス検出基板と、 該リード端子に接続されて、前記センサ素子の電気的信
号を外部に出力する電極線を有するリード部とを備え、 該リード部及び前記ガス検出基板を、ハウジング内に格
納したガス検出センサであって、 前記ハウジングは、上下に分割可能な上部ハウジング及
び下部ハウジングを備え、 前記ガス検出基板を、前記リード端子を前記上部ハウジ
ング側に露出させて、前記下部ハウジング内にセラミッ
クス材にて気密に収納して設け、 前記リード部を、前記電極線を前記露出したリード端子
に対向させて、前記上部ハウジング内に収納して設け、 前記上部,下部ハウジングの間に、前記リード端子と電
極線とを接続して前記上部ハウジングと下部ハウジング
とを分割可能に係合・固定する係合部を設けたこと を特徴とするガス検出センサ。A sensor element for generating an electrical signal corresponding to a surrounding gas component and / or its gas concentration; a gas detection board having a lead terminal connected to the sensor element; A lead portion having an electrode line for outputting an electrical signal of the sensor element to the outside, wherein the lead portion and the gas detection board are stored in a housing. A splittable upper housing and a lower housing, wherein the gas detection board is provided by hermetically housing a ceramic material in the lower housing so that the lead terminals are exposed on the upper housing side; , The electrode wire is provided in the upper housing so as to be opposed to the exposed lead terminal, and provided between the upper and lower housings. Serial gas detection sensor, characterized in that a engagement portion for dividing engaging and fixing the said by connecting the lead terminal and the electrode lines the upper and lower housings.
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| JP1319681A JP2744495B2 (en) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | Gas detection sensor |
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| JP1319681A JP2744495B2 (en) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | Gas detection sensor |
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1989
- 1989-12-08 JP JP1319681A patent/JP2744495B2/en not_active Expired - Fee Related
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