JPH0310155A - 酸素センサ - 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〕 本発明は、内燃機関の排気等のガス中における酸素濃度
を検出するための酸素センサに関する。

〔従来技術］ 従来、内燃機関を初め各種燃焼機器における排気中の酸
素濃度を検出するセンサとして、酸素検知素子を用いた
酸素センサが知られている。

該酸素センサは１一端を閉塞した筒状の酸素検知素子と
、該酸素検知素子の内面１外面に設けた内部電極層及び
外部電極層とよりなる。そして。

該内部電極層には、出力取出し用のリード線を接続する
。上記酸素検知素子としては５例えばジルコニア等の固
体電解質が用いられている。また５上記両電極層として
は２例えば白金蒸着層が用いられる。

しかして、上記リード線を内部電極層に接続する手段と
しては１例えば実開昭６０−９０６７１号公報に示され
ている。

該酸素センサにおいては、リード線の先端に筒状の弾発
力を有する金属端子を設け、該金属端子の外周を酸素検
知素子の内周に挿入している。そして、これにより、金
属端子と、酸素検知素子の内周の内部電極層との電気的
接続を図り、リード線を通じて出力を取出している。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の酸素センサにおいては、金属
端子は外周方向への弾発力により内部電極層と接触させ
るものであるため、自由状態においては、酸素検知素子
の内周よりも大きい外径を有する。

そのため、金属端子を酸素検知素子内に挿入する際には
、金属端子の外径を小さくした状態に縮小させて挿入し
なければならない。それ故、上記従来の酸素センサはそ
の組付けに手間を要する。

また１重要なことは、内部電極層の表面に金属端子を挿
入するため、挿入の際に内部電極層をこじり、酸素セン
サにとって最も重要な内部電極層を損傷するおそれがあ
る。

更に、近年、酸素センサはより小型のものが要求されて
おり、酸素検知素子自体も小径とすることが望まれてい
る。しかし、上記従来技術は、酸素検知素子の内周に金
属端子を挿入するものであるため、酸素検知素子の内径
を余り小さくすると金属端子の挿入１弾発接触が困難と
なる。

本発明は、かかる問題点に鑑み１組付は性に優れ、内部
電極層をｔ負傷することがない、しかも小型化にも対応
できる酸素センサを提供しようとするものである。

〔課題の解決手段〕

本発明は、一端を閉塞した筒状の酸素検知素子と、該酸
素検知素子の内周面に設けた内部電極層と、該酸素検知
素子の外周面に設けた外部電極層と、上記内部電極層に
接続した出力取出し用のリード線とを有する酸素センサ
において、上記酸素検知素子の開口部には凹所を設ける
と共に、該凹所の表面には前記内部電極層に電気的に接
続したターミナル部を設け、かつ該凹所内には上記ター
ミナル部に向けて弾性的に接触する金属製の弾性端子を
嵌合し、該弾性端子は前記リード線に接続したことを特
徴とする酸素センサにある。

本発明において、酸素検知素子の開口部に設ける凹所は
２弾性端子を配置できる大きさであり。

通常は酸素検知素子の軸方向に沿って設ける。また、該
凹所は、酸素検知素子の内面と外面とに貫通する切欠部
（第１実り缶例、第２図参照）であっても、外部に貫通
しないもの（第９図参照）であっても良い。

また、該凹所には、内部電極層と電気的に接続するター
ミナル部を設ける。該ターミナル部の形成法としては、
内部電極層の形成の際に、該内部電極層を延長形成させ
る方法がある。例えば、メツキにより内部電極層を形成
する際に、上記凹所の表面まで同じメツキを行う。或い
は内部電極層の形成とは別に、メツキ等によりターミナ
ル部を形成する。なお、当然のことながら、ターミナル
部は、外部電極層とは電気的に絶縁する。

次に、前記弾性端子は、凹所内に配設されて上記ターミ
ナル部に弾性的に接触させるもので。

弾力性のある金属で作製する。該弾性端子の外形は　自
由状態においては、ターミナル部の内形状よりも大きい
、かかる弾性端子としては、実施例に示すごとく、Ｕ字
状とすることが好ましい。また、該弾性端子は、ヒータ
ーを内蔵させた酸素センサにおいては、該ヒーターを把
持固定する構造とすることもできる（第２実施例参照）
、これにより、ヒーターの熱を効率良く酸素検知素子に
伝えることができる。

しかして、上記弾性端子には、出力取出し用のリード線
を接続する。

また２本発明は、限界電流式酸素センサにも適用しうろ
ことは勿論である。

〔作用及び効果〕

本発明においては、前記凹所内に１弾性端子を挿入、嵌
合し、該弾性端子を弾性的に凹所に向けて接触させる。

しかして、凹所の内面には前記ターミナル部が形成され
ている。そのため５弾性端子と内部電極層とは、該ター
ミナル部を介して電気的に接続される。それ故、内部電
極層の出力は。

ターミナル部２弾性端子、リード線を通じて外部に取り
出される。

上記のごとく２本発明においては１弾性端子を凹所内に
挿入するのみであるから、その組付けは容易である。ま
た、そのため、酸素センサにとって１重要な内部電極層
を損傷することがない。

また１弾性端子の大きさは、酸素検知素子の内径とは無
関係であるため、酸素検知素子の小型化。

酸素センサの小型化を図ることもできる。

したがって１本発明によれば１組付は性に優れ。

内部電極層を損傷することがない、しかも小型化を図る
ことができる酸素センサを提供することができる。

〔実施例〕

第１実施例 本発明の実施例にかかる酸素センサにつき、第１図〜第
３図を用いて説明する。

本例の酸素センサは、第１図に示すごとく、下端を閉塞
した筒状の酸素検知素子３と、該酸素検知素子３の内周
面に設けた内部電極層２１と、外周面に設けた外部電極
７Ｉ３１と、該酸素検知素子３の上方に接続した弾性端
子ｌと、該弾性端子１に接続したリード線５０とよりな
る。

しかして、上記弾性端子１と酸素検知素子３との接続は
、第２図に示すごとく、酸素検知素子３の上端の開口部
に設けた凹所３０に１弾性端子ｌの接触部１１を嵌合す
ることにより行う。

上記凹所３０は、上記開口部において、内周面と外周面
とを貫いてＵ字状に形成したもので、該凹所３０内には
ターミナル部２０が設けである。

該ターミナル部２０は、白金蒸着層で、酸素検知素子内
周の内部電極層２１の形成の際に一緒に延長形成させた
ものである。なお、酸素検知素子３における内部電極層
２１及び外部電極層３１は。

共に白金蒸着層である。また、ターミナル部２０と外部
電極層３１とは電気側に絶縁されている。

一方、上記弾性端子１は、第３図に示すごとく。

下方にＵ字状の接触部１１を存し、上方にはリード線５
０をかしめ接続する端子部１２．１２を有する。しかし
て、上記接触部１１は、自由状態においては、酸素検知
素子３の凹所３０の間隙よりも若干拡開した状態にある
。

また、第１図において、該酸素センサは、上方をカバー
している保護外筒４１を、中央付近において、ハウジン
グ４２のかしめ部４２１によりかしめ固定している。ま
た、該ハウジング４２の下方には９通気穴４５１を有す
る筒状のカバー４５を螺合し、酸素検知素子３の下方を
カバーする。

なお、酸素検知素子３の中央付近は、ハウジング４２と
の間にインシュレータ３５．タルク３６の層を介設する
。また、符号４３はガスケットである。

本例の酸素センサは、上記のごとく構成されているので
、酸素検知素子３に弾性端子ｌを接続するに当たっては
５弾性端子ｌの接触部１１を若干閉じた状態で酸素検知
素子３の凹所３０内に嵌合する。接触部１１は、凹所３
０内において自由状態に戻ろうとして、凹所３０の壁面
に弾性的に接触する。

しかして、該凹所３０の内壁は、前記のごとく内部電極
層２１と一緒に形成した白金のターミナル部２０が形成
しである。それ故２弾性端子１はターミナル部２０を介
して、内部電極層２１と電気的に接続される。したがっ
て、内部電極層２１の電気的出力はターミナル部２０１
弾性端子ｌ。

リード線５０を介して、酸素センサの外部へ取り出゛さ
れる。

上記のごとく１本例の酸素センサによれば１弾性端子と
酸素検知素子との接触は１弾性端子１を凹所３０内に挿
入するのみであるから１組付は容易である。また１弾性
端子１は内部電極層２１に直接接触しないので、内部電
極層が損傷することがない。

また１弾性端子の大きさは、酸素検知素子の内径とは無
関係であるため、酸素検知素子の小型化。

酸素センサの小型化を図ることもできる。

第２実施例 本例の酸素センサにつき第４図〜第７図を用いて説明す
る。

本例の酸素センサは、酸素検知素子３の内部に棒状のヒ
ーター６を挿入するタイプのもので３弾性端子１０は酸
素検知素子３の凹所３０に嵌合され、ヒーター６を把持
している。その他は、第１実施例の酸素センサと同様で
ある。

上記弾性端子１０は、第７図に示すごとく、上方にリー
ド線５０を接続するための端子部１２゜１２を有する。

また１弾性端子１０は、その下方に、前記第１実施例の
接触部１１と同様の、Ｕ字状の接触部１４を有する。該
接触部１４は前方リング１４２．後方リング１４１によ
り連結されている。

しかして、該弾性端子１０を酸素検知素子３の凹所３０
に嵌合するに当たっては、まず前方リング１４２．後方
リング１４１によって囲まれる空間部に、第６図に示す
ごとく、ヒータ６を把持して、上記凹所３０内に弾性端
子１０の接触部１４を挿入する。これにより、該接触部
１４を、そのバネ力により凹所３０内のターミナル部２
０に弾性的に接触させる。また、該接触部１４を凹所３
０内に挿入することによって、前方リング１４２と後方
リング１４１の間隔が狭くなり、ヒーター６は両リング
によって強く把持される。

なお、ヒータ６の下方は、酸素検知素子３の内部下方ま
で挿入される。一方、ヒータ６の上方は。

ヒータ用リード線６２．６２に接続したヒータ端子６１
．６１に保持される（第４図）。

本例の酸素センサによれば、第１実施例と同様の効果が
得られる他５弾性端子１０によってヒータ６をも把持固
定することができる。また、ヒータ６を酸素検知素子３
の開口部近くで把持固定できるので、酸素検知素子３の
内周とヒータ６との間隙を出来るだけ小さくすることが
できる。そのため、ヒータ６から発する熱を効率良く酸
素検知素子に伝えることができる。

第３実施例 本例は、第８図に示すごとく、第１実施例における酸素
検知素子３の凹所３０の形状を変えたものである。

即ち１本例の酸素検知素子３は、凹所３７が変形Ｕ字状
を呈し、一方の壁３７２は垂直であるが。

他方の壁３７１は湾曲部３７０を有している。そして、
上記凹所３７内にこれとほぼ同じ外形状の弾性端子を嵌
合する。

本例によれば、第１実施例と同様の効果が得られる外、
上記湾曲部３７０によって弾性端子の抜は出しを防止で
きる。

第４実施例 本例は１第９図に示すごとく、第１実施例における酸素
検知素子３の凹所３０の形状を変えたものである。

即ち１本例における凹所３８は、酸素検知素子３の外周
まで貫通していない。それ故１本例において用いる弾性
端子の接触部は、第１実施例のそれよりも小さい。

本例によれば、第１実施例と同様の効果が得られる外１
弾性端子の水平方向ズレを防止することができる。

第５実施例 本例は、第１０図に示すごと（５第２実施例における弾
性端子の前方リングの形状を変えたものである。

即ち２本例の弾性端子１００は、左右の各接触部１４．
１４の前方にそれぞれ前方リング１４５゜１４６を設け
たものである。この前方リング１４５．１４６は、第２
実施例の前方リング１４２（第７図）を、その中央付近
で分断したものに相当する。

本例によれば、第２実施例と同様の効果が得られる外１
弾性端子１００の前方リング１４５．１４６により、ヒ
ーターの把握を一層強固にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、第１実施例の酸素センサを示し、第
１図はその要部断面図、第２図は酸素検知素子に弾性端
子を装着した状態を示す斜視図第３図は弾性端子の斜視
図、第４図〜第７図は第２実施例の酸素センサを示し、
第４図はその断面図、第５図はその平面図、第６図は酸
素検知素子に弾性端子を装着した状態を示す斜視図、第
７図は弾性端子の斜視図、第８図は第３実施例における
酸素検知素子の凹所の斜視図、第９図は第４実施例にお
ける酸素検知素子の凹所の斜視図、第１０図は第５実施
例における弾性端子の斜視図である。 ｌ。 １１゜ ２０゜ ２１゜ ３゜ ３０゜ ３１゜ ５０゜ ６． １０．１００．、、弾性端子 １４、、、接触部。 ９．ターミナル部。 ０．内部電極層。 １．酸素検知素子。 ３７．３Ｂ、、、凹所。 ０．外部電極層。 ９．リード線。 ０．ヒーター 出 代 願人 日　　木 埋入

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一端を閉塞した筒状の酸素検知素子と、該酸素検知素子
   の内周面に設けた内部電極層と、該酸素検知素子の外周
   面に設けた外部電極層と、上記内部電極層に接続した出
   力取出し用のリード線とを有する酸素センサにおいて、 上記酸素検知素子の開口部には凹所を設けると共に、該
   凹所の表面には前記内部電極層に電気的に接続したター
   ミナル部を設け、かつ該凹所内には上記ターミナル部に
   向けて弾性的に接触する金属製の弾性端子を嵌合し、該
   弾性端子は前記リード線に接続したことを特徴とする酸
   素センサ。