JP4424435B2 - ガスセンサ - Google Patents
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Description
該ガスセンサとして、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子を、ハウジングに挿通保持させてなるものがある。また、上記ガスセンサは、図18に示すように、上記センサ素子の内側に挿通されるとともに該センサ素子を加熱するための略円柱形状のヒータ93を有する(例えば、特許文献1参照)。そして、上記ハウジングの基端側には、ヒータ93の基端部930を覆うように配設された絶縁碍子が配設されている。
その結果、電極パッド933と接点端子部952との接触部分において、電極パッド933が摩耗してしまうという問題が生じる。
上記端子ユニットは、一対の絶縁碍子と、該絶縁碍子の内側面に配設され上記ヒータの基端部の表面に設けた一対の電極パッドにそれぞれ接触する一対の金属端子と、上記一対の絶縁碍子を互いに近づく方向に押圧する押圧部材とを有しており、
上記一対の絶縁碍子は、互いに非接触の状態で組み合わされており、
上記ヒータの基端部は、上記端子ユニットによって3点以上の支点において接触支持されていることを特徴とするガスセンサにある(請求項1)。
上記ヒータの基端部は、上記端子ユニットによって3点以上の支点において接触支持されている。すなわち、ヒータの基端部は、一対の電極パッドと一対の金属端子とにおいて、少なくともそれぞれ1点ずつ接触しているとともに、さらに端子ユニットのいずれかの部位において少なくとももう1点接触している。このように本発明においては、ヒータの基端部が3点で支持されていることにより、ヒータが振り子状に振動することを抑制することができる。このため、ヒータの基端部と端子ユニットとが相対的に揺動することを抑制することができる。
また、上記一対の絶縁碍子は、互いに非接触の状態で組み合わされている。このため、押圧部材による押圧力をヒータの基端部と端子ユニットとの接触点に確実に伝えることができ、端子ユニットによるヒータの基端部の保持力を十分に得ることができる。
なお、本明細書において、ガスセンサを例えば内燃機関の排気系等に挿入する側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
また、本発明において、上記接触支持とは、上記ヒータの基端部を点接触により支持している場合のみならず、線接触や面接触により支持していることをも含むものとする。
この場合には、一対の金属端子及び一対の絶縁碍子によって、ヒータが振り子状に振動することを十分に抑制することができる。このため、ヒータの基端部と端子ユニットとが相対的に揺動することを十分に抑制することができる。
この場合には、一対の金属端子と一対の絶縁碍子とに確実に押圧力を作用させることができる。
この場合には、電極パッドと金属端子との接触信頼性を容易に向上させることができるとともに接点荷重を安定的に作用させることができる。
この場合には、ヒータの基端部と端子ユニットとが相対的に揺動することを十分に抑制することができるとともに、端子ユニットによってヒータの基端部を確実に保持してヒータの基端部の横揺れを防止しすることができる。
この場合には、端子ユニットによって、ヒータが振り子状に振動することを一層抑制することができる。このため、ヒータの基端部と端子ユニットとが相対的に揺動することを一層抑制することができる。
この場合には、一対の絶縁碍子におけるヒータ当接部によってヒータの基端部が少なくとも4点において接触支持されることとなり、ヒータの基端部と端子ユニットとが相対的に揺動することを一層防ぐことができる。
この場合には、電極パッドと金属端子との接触信頼性を容易に向上することができ、両者間の電気的導通を容易に図ることができる。
この場合には、絶縁碍子によって、ヒータが振り子状に振動することを一層抑制することができる。このため、ヒータの基端部と端子ユニットとが相対的に揺動することを一層抑制することができる。
この場合には、絶縁碍子によって、ヒータを安定して保持することができる。これにより、ヒータの基端部と端子ユニットとが相対的に揺動することをより一層抑制することができる。
本発明の実施例に係るガスセンサについて、図1〜図9とともに説明する。
本例のガスセンサ1は、図1に示すように、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子2と、該センサ素子2を加熱するための略円柱形状のヒータ3と、センサ素子2を挿通保持するハウジング4と、該ハウジング4の基端側においてヒータ3の基端部30を覆うように配設された端子ユニット5とを有する。
ヒータ3の基端部30は、端子ユニット5によって3点以上の支点において接触支持されている。なお、本例においては、後述するように、ヒータ3の基端部30は端子ユニット5によって6点の支点において接触支持されている。
本例のガスセンサ1は、上記のとおり、センサ素子2とヒータ3とハウジング4と端子ユニット5とを有する。
ハウジング4は、金属製のハウジングからなる。そして、該ハウジング4は、先端側に配設されたネジ部40において自動車等の内燃機関の排気管に螺合されて取り付けられる(図示略)。
また、ハウジング4の基端側には、端子ユニット5を覆うように大気側カバー12が接合されている。大気側カバー12の基端部は、ゴムブッシュ13によって閉塞されており、ゴムブッシュ13の内部を外部リード線14が貫通している。
センサ素子2は、有底筒状のコップ型のセンサ素子である。
ヒータ3は、コップ型のセンサ素子2の内側に挿通される略円柱形状のヒータである。
本例において端子ユニット5は、上記のとおり、一対の絶縁碍子51と、一対の金属端子52と、2個の押圧部材53とからなる。
なお、本例において、金属端子52の接点端子部522自体は、径方向内側に向かう付勢力を有していない。
絶縁碍子51の内側面510には、図2、図4、図6、図7に示すように、上記リード部521の位置決めを行うリード位置決め部513と、上記接点端子部522の位置決めを行う端子位置決め部514とが設けられている。
絶縁碍子51の外側面519には、図3、図4に示すように、押圧部材53の当接部533を当接させるための凹状の当接座部512が設けられている。
すなわち、一対の絶縁碍子51には、図4に示すように、それぞれ金属端子52が取り付けられている。ここで、金属端子52のリード部521は上記リード位置決め部513に、金属端子52の接点端子部522は上記端子位置決め部514に嵌合されている。
そして、一対の絶縁碍子51は、図5〜図7に示すように、ヒータ3の基端部30を挟み込むとともに互いに非接触の状態で、金属端子52を取り付けた内側面510同士を対向させるようにして組み合わされている。
なお、同図における符号6は、ヒータ3の基端部30と端子ユニット5との接触点を示すものである。
また、ヒータ3の基端部30とヒータ当接部511とは、図2、図7〜図9に示すように、2点接触している。したがって、ヒータ3は、電極パッド300よりも先端側において、一対の絶縁碍子51におけるヒータ当接部511によって計4点で接触支持されている。
まず、金属端子52のリード部521がリード位置決め部513に、金属端子52の接点端子部522が端子位置決め部514にそれぞれ嵌合されるようにして、金属端子52を絶縁碍子51の内側面510に配設する。その後、押圧部材53により絶縁碍子51を挟み込むにより端子ユニット5が組み立てられる。
このとき、押圧部材53は、図3に示すように、一対の金属端子52によるヒータ3の基端部30の支点における軸方向位置と一対の絶縁碍子51によるヒータ3の基端部30の支点における軸方向位置との間において、一対の絶縁碍子51を互いに近づく方向に押圧している。
このとき、金属端子52の接点端子部522の先端部523は、図3に示すように、上記孔部515に収容されている。このため、ヒータ3の基端部30が挿入されるに当たって、ヒータ3の基端部30と金属端子52の先端部523とが衝突することに起因してヒータ3が損傷することがない。
ヒータ3の基端部30は、端子ユニット5によって3点以上の支点において接触支持されている。すなわち、ヒータ3の基端部30は、一対の電極パッド300と一対の金属端子52とにおいて、少なくともそれぞれ1点ずつ接触しているとともに、さらに端子ユニット5のいずれかの部位において少なくとももう1点接触している。このように本発明においては、ヒータ3の基端部30が3点で支持されていることにより、ヒータ3が振り子状に振動することを抑制することができる。このため、ヒータ3の基端部30と端子ユニット5とが相対的に揺動することを抑制することができる。
また、一対の絶縁碍子51は、互いに非接触の状態で組み合わされている。このため、押圧部材53による押圧力をヒータ3の基端部30と端子ユニット5との接触点6に確実に伝えることができ、端子ユニット5によるヒータ3の基端部30の保持力を十分に得ることができる。
また、絶縁碍子51は、軸方向に直交する断面が略V字状のヒータ当接部511を有し、該ヒータ当接部511においてヒータ3と当接している。これにより、一対の絶縁碍子51におけるヒータ当接部511によってヒータ3の基端部30が4点において接触支持されることとなり、ヒータ3の基端部30と端子ユニット5とが相対的に揺動することを一層防ぐことができる。
本例は、図10〜図13に示すように、金属端子52が、径方向内側に向かって付勢された付勢力を有する端子ユニット5の例である。
なお、図11〜図13における符号6は、ヒータ3の基端部30と端子ユニット5との接触点を示すものである。
このように、本例においては、ヒータ3の基端部30と端子ユニット5とは、計6点において接触している。
また、本例においては、絶縁碍子51の内側面510の基端側には曲面状のヒータ当接部511が形成されているが、基端側にも先端側と同様に軸方向に直交する断面が略V字状のヒータ当接部511を設けることができる。かかる場合には、ヒータ3の基端部30と端子ユニット5とは計8点の支点によって接触することとなる。
その他は、実施例1と同様である。
また、ヒータ3の基端部30は、絶縁碍子51によって、軸方向に異なるそれぞれ2点以上において接触支持されている。これにより、端子ユニット5によって、ヒータ3の基端部30をより一層確実に接触支持することができ、電極パッド300の摩耗をより一層防ぐことができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図14、図15に示すように、ヒータ3の基端部30と端子ユニット5とにおける種々の接触状態を示す例である。
なお、同図における符号6は、ヒータ3の基端部30と端子ユニット5との接触点を示すものである。
また、本例において使用した符号は、図2において使用した符号に準ずる。
その他は、実施例1と同様の構成及び作用効果を有する。
本例は、図16、図17に示すように、一対の金属端子52が、ヒータ3の基端部30を接触支持する支点を含む軸方向に直交する方向の断面において、ヒータ3の基端部30の径方向外側に向かって突出してなる接触部522bを有するガスセンサ1の例である。
すなわち、金属端子52における接点端子部522は、平板状の基板部522aと、該基板部522aよりもヒータ3の基端部30の径方向内側において形成されるとともに径方向外側に向かって突出する曲面からなる接触部522bとを有する。そして、かかる接触部522bと電極パッド300とが接触している。
その他、実施例1と同様の構成を有する。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
2 センサ素子
3 ヒータ
30 基端部
300 電極パッド
4 ハウジング
5 端子ユニット
51 絶縁碍子
510 内側面
52 金属端子
53 押圧部材
Claims (10)
- 被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を加熱するための略円柱形状のヒータと、上記センサ素子を挿通保持するハウジングと、該ハウジングの基端側において上記ヒータの基端部を覆うように配設された端子ユニットとを有するガスセンサであって、
上記端子ユニットは、一対の絶縁碍子と、該絶縁碍子の内側面に配設され上記ヒータの基端部の表面に設けた一対の電極パッドにそれぞれ接触する一対の金属端子と、上記一対の絶縁碍子を互いに近づく方向に押圧する押圧部材とを有しており、
上記一対の絶縁碍子は、互いに非接触の状態で組み合わされており、
上記ヒータの基端部は、上記端子ユニットによって、3点以上の支点において接触支持されていることを特徴とするガスセンサ。 - 請求項1において、上記ヒータの基端部は、上記一対の金属端子によって2点の支点において接触支持されているとともに、上記一対の絶縁碍子によって2点以上の支点において接触支持されていることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項2において、上記一対の金属端子による上記ヒータの基端部の支点と上記一対の絶縁碍子による上記ヒータの基端部の支点とは軸方向位置においてずれており、上記押圧部材は、上記一対の金属端子による上記ヒータの基端部の支点における軸方向位置と上記一対の絶縁碍子による上記ヒータの基端部の支点における軸方向位置との間において、上記一対の絶縁碍子を互いに近づく方向に押圧していることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記一対の金属端子は、該一対の金属端子によって上記ヒータの基端部を接触支持する支点を含む軸方向の断面において、上記ヒータの基端部における径方向内側に向かって突出してなる接触部を有することを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記一対の金属端子は、上記ヒータの基端部を接触支持する支点を含む軸方向に直交する方向の断面において、上記ヒータの基端部における径方向外側に向かって突出してなる接触部を有することを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1〜5のいずれか一項において、上記ヒータの基端部は、上記端子ユニットによって6点以上の支点において接触支持されていることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1〜6のいずれか一項において、上記絶縁碍子は、軸方向に直交する断面が略V字状のヒータ当接部を有し、該ヒータ当接部において上記ヒータの基端部と当接していることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1〜7のいずれか一項において、上記金属端子は、径方向内側に向かって付勢された付勢力を有することを特徴とするガスセンサ。
- 請求項1〜8のいずれか一項において、上記ヒータの基端部は、上記絶縁碍子によって、軸方向に異なるそれぞれ2点以上において接触支持されていることを特徴とするガスセンサ。
- 請求項9において、上記ヒータの基端部は、上記電極パッドの基端側及び先端側において、上記絶縁碍子によって、接触支持されていることを特徴とするガスセンサ。
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