JPH056529Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は各種燃焼機器における排気中の酸素濃
度を検出する酸素センサの構造に関するものであ
る。

従来より、内燃機関を初め各種燃焼器の排気中
の酸素濃度を検出する酸素センサとして、ジルコ
ニア等の固体電解質からなる酸素検知素子を用い
たものが広く使用されている。

この種の酸素センサは、第１図に図示する如
く、一端を閉塞され筒状に形成されたジルコニア
等からなる酸素検知素子１と、その内外面に被着
形成された白金等からなる内部電極層２及び外部
電極層３と、内部電極層２に電気的に接続され、
内部電極層２から出力を取り出すための出力取り
出し用リード線４と、外部電極層３に電気的に接
続され、酸素検知素子１を把持するためのハウジ
ング５とから構成され、内部電極層２を外気に、
外部電極層３を排気に接触せしめることによつ
て、排気の酸素濃度が検知できるようにされてい
る。

ところで内部電極層２は外気と接触させると共
に出力取り出し用リード線４と接続する必要があ
ることから、この出力取り出し用リード線４と内
部電極層２との接続には種々の難点があつた。例
えば酸素検知素子１の開放端部内面に雌ねじ部６
を刻設し、雄ねじ部７が刻設された管状の金属端
子８を雌ねじ部６に螺合すると共に出力取り出し
用リード線４と接続させることによつて、内部電
極層２と出力取り出し用リード線４とを電気的に
接続するようにした場合には、雌ねじ部６に大き
な締め付け応力が加わり、酸素検知素子１を破損
してしまうといつた問題があつた。また上記筒状
の金属端子８の代わりとしてコイル状に形成され
たコイルバネ端子を用い、このコイルバネ端子を
上記雌ねじ部６に螺入すことによつて酸素検知素
子の破損を防止するといつたことも行われている
が、この場合にはコイルバネ端子が雌ねじ部６の
内周を押圧するように、コイルバネ端子の外径を
雌ねじ部６の内径よりも大きく形成することか
ら、このコイルバネ端子を雌ねじ部６に螺入する
ことは容易ではなく手間がかかるという問題があ
つた。

よつて本考案は、内部電極層の内周を内側から
半径方向に押圧する弾発力を有した金属端子を用
いることによつて、酸素検知素子の破損を防止す
ると共に当該金属端子を螺入することなく容易に
組み付け作業を行えるようにした酸素センサを提
供することを目的としている。

かかる目的を達するための本考案の構成は、内
外面に電極層を有する一端が閉塞された筒状の酸
素検知素子を備えると共に、該酸素検知素子内面
の内部電極層と電気的に接続された出力取出し用
リード線を備えた酸素センサにおいて、 上記出力取出し用リード線と上記内部電極層と
の接続部に、金属板を筒状に形成してなり、該金
属板の弾発力により内部電極層の内周面を内部よ
り半径方向に押圧する金属端子を用いたことを特
徴とする酸素センサを要旨としている。

次に本考案を、一実施例を挙げて図面と共に説
明する。

第２図は本実施例の酸素センサの一部破断正面
図である。図において１１は一端が閉塞され、筒
状に形成されたジルコニア等の固体電解質からな
る酸素検知素子、１２は該酸素検知素子１１の内
面に蒸着等により被着された白金の内部電極層、
１３は内部電極層１２と同様に酸素検知素子１１
の外面に被着された外部電極層、１４は内部電極
層１２と電気的に接続され、内部電極層１２の出
力を取り出すための出力取り出し用リード線、１
５は外部電極層１３と電気的に接続され、酸素検
知素子１１を把持するための筒状に形成されたハ
ウジングである。ハウジング１５の外周には燃焼
機器に取り付けるためのねじ部１５ａが刻設され
ており、燃焼機器壁面に当接される部分には排気
が漏れないようガスケツト１６が設けられてい
る。またハウジング１５には加締部１５ｂが形成
されており、この加締部１５ｂを加締めることに
よつてハウジング１５の内周に配設された板パツ
キン１７、滑石１８、加締リング１９及び外筒の
つば部２２ａを介して酸素検知素子１１がハウジ
ング１５に把持されるようになる。２０は、排気
が外部電極層１３に接触されるよう排気の流通孔
２０ａが複数個穿設された、酸素検知素子１１を
保護するためのプロテクタであり、ハウジング１
５の燃焼機器側先端部１５ｃに取り付けられてい
る。

次に２１は酸素検知素子１１の内部電極層１２
と出力取り出し用リード線１４とを接続するため
の金属端子であり、バネ鋼板、ここでは析出硬化
系ステンレスであるバネ用ステンレス鋼帯
SUS631−CSP（JIS G4313）を用い、後述するよ
うに、半径方向の弾発力を呈しうるようにこれを
丸めて作つた接続部２１ａを有し、該接続部２１
ａは酸素検知素子の開口１１ａ内に圧縮力を加え
て挿入してから開放することによつて開口内面に
被着された内部電極層１２に対して圧接状態とな
つて着定されるとともに電気的に接続される。接
続部２１ａは外筒２２によつて保護される。また
金属端子２１と出力取り出し用リード線１４と
は、出力取り出し用リード線１４の芯線１４ａと
金属端子２１の端子部２１ｂで、圧着によつて接
続され、そして本センサ内部に水や油が浸透しな
いように、ばね２３と、該ばね２３によつて端部
に固定されかつリード線を挿通せしめたシール部
材２４とを有する保護外筒２５によつて保護され
ている。

次に本考案にかかる主要な部分である金属端子
２１は、第３図に示す如き形状をしている。第３
図イの展開図から明らかな如く、金属端子２１は
金属板を打ち抜いて作られ、接続部２１ａとここ
ではそれから幅狭で長く伸びる延長部の端に設け
た圧着端子部２１ｂとを備える。接続部２１ａ
は、長方形の金属板を単に円筒状に形成したもの
であつて、ねじ部もなく容易に形成されるもので
ある。従つて、本金属端子２１を使用した場合に
は、酸素検知素子１１の開口部内部にねじ部を刻
設する必要もなく、また組み付け作業も容易に行
えるようなる。尚、図におけるロは内部電極接続
部２１ａの側面図、ハはＡ−Ａ線断面図を示して
いる。

次に第４図及び第５図は接続部２１ａの他の形
状例を示しており、第４図は長方形の金属板に矩
形状の切り込みを入れ円筒状に形成したもの、第
５図は長方形の金属板に波状の切り込みを入れ円
筒状に形成したものである。このように長方形の
金属板に切り込みを入れて金属端子を形成した場
合には、金属端子は内部電極層の押圧部分を複数
個有することとなり、例えば外部からの力によつ
て金属端子が変形され、第４図に示す押圧部Ｐ１
が弾発力を失なつたような場合にでも、他の押圧
部Ｐ２ないしＰ４の弾発力によつて当該金属端子
は内部電極層にしつかりと固定されることから、
金属端子からの出力をより確実に取り出せるよう
になる。

尚上記実施例においては、金属端子とリード線
との接合を金属端子の圧着により行なうようにし
ているが、例えばろう付け等、通常行なわれる接
合方法であれは何でもよい。

上述した如く、本考案の酸素センサにおいて
は、酸素検知素子内面の内部電極層と出力取り出
し用リード線との接続を、内部電極層を内部より
押圧する弾発力を有する金属端子を用いて行うよ
うにしたことから、内部電極層にねじ部を刻設す
ることもなく容易に接続できるようになり、また
組み付け応力が加わることがないので酸素検知素
子が破損するといつたことも防止できる。更に、
金属端子は弾発力によつて内部電極層を押圧する
ことから、熱による膨張、収縮あるいは振動に対
しても影響されず、常に内部電極層に接続される
ようになり、内部電極層の出力の取り出しを確実
に行うことができるようになる。また更に金属端
子は金属板を筒状に形成したものであり、内部電
極層の内周面を内部より押圧するため、内部電極
層の一部に応力が加わり、電極層が破損するとい
つたことも防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の酸素センサの一例を示す半断面
正面図、第２図は本考案の実施例の酸素センサを
示す一部破断正面図、第３図は金属端子２１の接
続部２１ａの形状を示し、イは展開図、ロは側面
図、ハはＡ−Ａ線断面図、第４図及び第５図は金
属端子２１の他の形状例を示し、第３図と同様、
イは展開図、ロは側面図、ハはＢ−Ｂ線断面図及
びＣ−Ｃ線断面図である。 １，１１……酸素検知素子、２，１２……内部
電極層、４，１４……出力取り出し用リード線、
２１……金属端子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内外面に電極層を有する一端が閉塞された筒状
   の酸素検知素子を備えると共に、該酸素検知素子
   内面の内部電極層と電気的に接続された出力取出
   し用リード線を備えた酸素センサにおいて、 上記出力取出し用リード線と上記内部電極層と
   の接続部に、金属板を筒状に形成してなり、該金
   属板の弾発力により内部電極層の内周面を内部よ
   り半径方向に押圧する金属端子を用いたことを特
   徴とする酸素センサ。