JPH04110972U - 酸素センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸素センサのセンサ素子をリード線に導通さ
せる接点部材の一部と、センサ素子を収納する内筒とを
カシメリングによって固定することにより、外部から過
大な衝撃が加わる際に接点部材からセンサ素子に曲げモ
ーメントが加わるのを抑制し、耐衝撃性を高める。 【構成】 酸素センサにおいて、センサ素子22の電極端
子部46を、リード線36に接続した雌コンタクト41に接触
させてセラミックハウジング42に収納する。セラミック
ハウジング42に固定金具43等をセットした状態で固定部
材としてのカシメリング50でかしめ、さらにセンサ素子
22を収納する内筒をもかしめる。この結果、セラミック
ハウジング42等より成る接点部材48と内筒とが固定さ
れ、酸素センサの耐衝撃性が格段に向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、被測定ガスの酸素濃度に応じて電極間に起電力を生じる酸素検知部 または被測定ガスの酸素濃度に応じて電気抵抗が変化する酸素検知部を一端に形 成されるセンサ素子と、該センサ素子の他端に設けられ前記電極に接続される電 極端子部と、前記センサ素子を収納する金属製収納部材と、前記電極端子部に電 気的に導通する雌コンタクトと、該雌コンタクトを前記金属製収納部材より電気 絶縁するとともに該雌コンタクトを収納するセラミックハウジング等よりなる酸 素センサの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の従来の酸素センサとしては、例えば実開平２−146365号公報に開示さ れたものがあり、その酸素センサは、雌コンタクトを所定以上の圧力でセンサ素 子の電極端子部に押圧するために、雌コンタクトを絶縁材料からなるセラミック ハウジングに収納し、セラミックハウジングを押圧するばね部材のばね力により 雌コンタクトとセンサ素子の電極端子部とを電気的に接続している。図６(a), ( b)、図７はそれぞれ、従来の酸素センサの断面図、図６(a) に示す酸素センサの 外筒32、ブーツ33を組み込む前段階の状態を示す全体図、および接点部材の分解 斜視図である。図６(a), (b)に示す酸素センサ20において、センサ素子22は板状 形状をしており、金属製のハウジング24と、それに溶接固定された円筒形の金属 製の内筒26とに、セラミックサポータ28 ; 28a, 28b, 28cの間に充填されたタル ク30によって固定され、該タルク30によって気密封止されている。

【０００３】 またセンサ素子の外部との電気的導通をとるため、図７の接点部材48の分解斜 視図から明らかなように、リード線36に接続される雌コンタクト41、雌コンタク ト41を収容する２分割のセラミックハウジング42、押圧バネ44を固定する固定金 具43、およびカシメリング45よりなる接点部材48をセンサ素子22の電極端子部46 に挿入し、カシメリング45の外周をかしめることにより押圧バネ44に変位を与え 、雌コンタクト41を所定の圧力で電極端子部46に押圧するよう構成している。さ らにセンサ素子22を外部環境から保護するために、金属製の外筒32の図示下端部 をハウジング24の上部環状突起34の外周部に嵌合し、その全周にわたって溶接し 気密に固定する。一方、外筒32の、ハウジング24と嵌合する下端部と対抗する図 示上端部には、リード線36が挿入されたゴム栓38を外筒32によりかしめ固定し、 これにより外筒32を密閉しておく。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来構造の酸素センサにおいては、センサ素子の電極端子部46と雌コンタ クト41との接点部において、雌コンタクト41を所定以上の圧力で電極端子部46に 押圧するため、センサ素子22と接点部材48との間の自由度が乏しく、酸素センサ に外部から過大な衝撃が加わった場合、ある程度大きな質量をもっている接点部 材48が振動する。その結果、センサ素子22にセラミックサポータ28c の上端面を 支点とする曲げモーメントが加わり、この曲げモーメントの大きさによってはセ ラミックサポータ28c の上端面近傍でセンサ素子22が折れてしまうことがあり、 酸素センサとしての機能を果たさなくなるという問題があった。

【０００５】 本考案の目的は上述した課題を解決し、酸素センサに外部から過大な衝撃が加 わった場合でも、素子折れの発生を効果的に防止し得る酸素センサを提供しよう とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の酸素センサは、被測定ガスの酸素濃度に応じて電極間に起電力を生じ る酸素検知部または被測定ガスの酸素濃度に応じて電気抵抗が変化する酸素検知 部を一端に形成されるセンサ素子と、該センサ素子の他端に設けられ前記電極に 接続される電極端子部と、前記センサ素子を収納する金属製収納部材と、前記電 極端子部に電気的に導通する雌コンタクトと、該雌コンタクトを前記金属製収納 部材より電気絶縁するとともに該雌コンタクトを収納するセラミックハウジング とよりなる酸素センサにおいて、該セラミックハウジングと前記金属製収納部材 とを固定する固定部材を設けたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

本考案においては、固定部材によってセラミックハウジングおよび金属製収容 部材を一体的に結合する構造としたため、酸素センサに外部から過大な衝撃が加 わった場合でも、ある程度大きな質量をもっている接点部材がセンサ素子に曲げ モーメントを与えるような振動が抑制され、その結果、従来構造に比べて機械的 強度が格段に向上した、素子折れの発生しない酸素センサを得ることができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１(a), (b)はそれぞ れ、本考案の第１実施例の酸素サンセの断面図、図１(a) に示す酸素センサの外 筒32、ブーツ33を組み込む前段階の状態を示す全体図、図２は接点部材の分解斜 視図である。図１(a), (b)に示す酸素センサ20において、センサ素子22は板状形 状をしており、金属製のハウジング24と、それに溶接固定された円筒形の金属製 の内筒26とに、セラミックサポータ28 ; 28a, 28b, 28cの間に充填されたタルク 30によって固定され、該タルク30によって気密封止されている。またセンサ素子 22には、被測定ガスの酸素濃度に応じて電極間に起電力を生じる酸素検知部また は被測定ガスの酸素濃度に応じて電気抵抗が変化する酸素検知部が形成されてお り、さらにセンサ素子22は、外部との電気的導通をとるため、図２の接点部材48 の分解斜視図から明らかなように、リード線36に接続される雌コンタクト41、雌 コンタクト41を収容するとともに内筒26より電気絶縁する２分割のセラミックハ ウジング42、押圧バネ44を固定する固定金具43、およびカシメリング50よりなる 接点部材48をセンサ素子22の電極端子部46に挿入し、カシメリング50の、押圧バ ネ44に対応する図示上方の部分の外周をかしめることにより押圧バネ44に変位を 与え、雌コンタクト41を所定の圧力で電極端子部46に押圧するよう構成している 。

【０００９】 ここで、カシメリング50は、その図示下方の部分が内筒26にオーバーラップす るように全長を設定されており、このオーバーラップした部位においてカシメリ ング50の外周をかしめることにより接点部材48の構成要素としてのカシメリング 50と内筒26とが固定され、つまりは接点部材48がカシメリング50により内筒26に 固定されることになり、カシメリング50は固定部材として機能する。

【００１０】 また図１(a), (b)の酸素センサ20において、センサ素子22を外部環境から保護 するために、金属製の外筒32の図示下端部をハウジング24の上部環状突起34の外 周部に嵌合し、その全周にわたって溶接し気密に固定する。一方、外筒32のハウ ジング24と嵌合する下端部と対向する図示上端部には、リード線36が挿入された ゴム栓38を外筒32によりかしめ固定し、これにより外筒32を密閉しておく。さら に、外筒32の外側にブーツ33を組み込み、図１(a) の構造とする。

【００１１】 上述した構造によれば、雌コンタクト41、２分割のセラミックハウジング42、 固定金具43、押圧バネ44、およびカシメリング50よりなる接点部材48は、カシメ リング50を介して内筒26に固定されることになり、酸素センサ20に外部から過大 な衝撃が加わった場合でも、ある程度大きな質量をもった接点部材48がセンサ素 子22に曲げモーメントを与えるように振動することはなくなり、従来例では素子 折れしていた程度の衝撃力において素子折れが発生することがなくなった。

【００１２】 従来構造および上述した本考案の第１実施例による構造の酸素センサについて インパクト試験を行なった結果を図３(a) に比較して示す。このインパクト試験 は、図３(b) に示すように、鋼鉄製のブロックに酸素センサ20を下端部が貫入さ れる状態でとりつけ、ブロックに衝撃力をステップアップで加え、素子折れの発 生する衝撃力を計測するように行う。この図３(a) から明らかなように、本考案 による構造に変更することにより耐衝撃性が著しく改善されることになる（従来 構造において最も素子折れの度数が大きい衝撃力をＡとすると、本考案構造では 4Aとなり、従来構造では素子折れしていた衝撃力領域において素子折れは全く発 生しない) 。

【００１３】 図４(a), (b), (c) はそれぞれ、本考案の第２実施例の酸素センサの断面図、 図４(a) に示す酸素センサの外筒32、ブーツ33を組み込む前段階の状態を示す全 体図およびその酸素センサに用いる円筒形波バネ51の斜視図である。この第２実 施例はカシメリング50を内筒26に直接かしめずに、円筒形波バネ51を介してカシ メリング50と内筒26とを固定するように構成されており、図４(a), (b)に示すよ うにカシメリング50のかしめ後の形状が第１実施例と異なる。なおその他の部分 は第１実施例と同様に構成する。この第２実施例においても接点部材48の振動抑 制機能が発揮され、第１実施例と同様の作用効果が得られる。

【００１４】 図５(a), (b)はそれぞれ、本考案の第３実施例の酸素センサの断面図、および 図５(a) に示す酸素センサの外筒32、ブーツ33を組み込む前段階の状態を示す全 体図である。この第３実施例はカシメリング52の形状をカシメリング50とは異な るものにして、その図示下端部にスポット溶接用の足53を複数本（例えば４本） 形成し、この足53を内筒26にスポット溶接54で固定するように構成されており、 その他の部分は第１実施例と同様に構成する。この第３実施例においても接点部 材48の振動抑制機能が発揮され、第１実施例と同様の作用効果が得られる。

【００１５】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案の酸素センサによれば、固定部材によ ってセラミックハウジングおよび金属製収容部材を一体的に結合する構造とした ため、酸素センサに外部から過大な衝撃が加わった場合でも、ある程度大きな質 量をもっている接点部材がセンサ素子に曲げモーメントを与えるような振動が抑 制され、その結果、従来構造に比べて機械的強度が格段に向上した、素子折れの 発生しない酸素センサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本考案の第１実施例の酸素センサの断面
図であり、(b) は同例の酸素センサの外筒、ブーツを組
み込む前段階の状態を示す全体図である。

【図２】第１実施例の酸素センサの接点部材の分解斜視
図である。

【図３】(a) は本考案および従来例のインパクト試験の
結果を比較して示す図であり、(b) はインパクト試験の
実施方法を示す図である。

【図４】(a) は本考案の第２実施例の酸素センサの断面
図であり、(b) は同例の酸素センサの外筒、ブーツを組
み込む前段階の状態を示す全体図であり、(c) は同例の
酸素センサに用いる円筒形波バネの斜視図である。

【図５】(a) は本考案の第３実施例の酸素センサの断面
図であり、(b) は同例の酸素センサの外筒、ブーツを組
み込む前段階の状態を示す全体図である。

【図６】(a) は従来例の酸素センサの断面図、(b) は同
例の酸素センサの外筒、ブーツを組み込む前段階の状態
を示す全体図である。

【図７】従来例の酸素センサの接点部材の分解斜視図で
ある。

【符号の説明】

２０ 酸素センサ ２２ センサ素子 ２６ 内筒（金属製収納部材） ３６ リード線 ４１ 雌コンタクト ４２ セラミックハウジング ４４ 押圧バネ ４６ 電極端子部 ４８ 接点部材 ５０ カシメリング（固定部材） ５２ カシメリング（固定部材） ５３ 円筒形波バネ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定ガスの酸素濃度に応じて電極間に
   起電力を生じる酸素検知部または被測定ガスの酸素濃度
   に応じて電気抵抗が変化する酸素検知部を一端に形成さ
   れるセンサ素子と、該センサ素子の他端に設けられ前記
   電極に接続される電極端子部と、前記センサ素子を収納
   する金属製収納部材と、前記電極端子部に電気的に導通
   する雌コンタクトと、該雌コンタクトを前記金属製収納
   部材より電気絶縁するとともに該雌コンタクトを収納す
   るセラミックハウジングとよりなる酸素センサにおい
   て、該セラミックハウジングと前記金属製収納部材とを
   固定する固定部材を設けたことを特徴とする酸素セン
   サ。