JPH081493Y2 - 酸素センサ - Google Patents

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3
2、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、該セラミックハウジングを押圧するための
バネ部材と、該バネ部材に押圧力を発生させるカシメリ
ングとよりなる酸素センサにおいて、前記カシメリング
の一端を前記金属製収納部材の一端にオーバーラップさ
せるように延長し、このオーバーラップさせた部位で前
記カシメリングの一端と前記金属製収納部材の一端とを
固定するようにし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、カシメリングの一端を金属
製収納部材の一端にオーバーラップさせるように延長
し、このオーバーラップさせた部位で前記カシメリング
の一端と前記金属製収納部材の一端とを固定するように
したため、このオーバーラップさせた部位の機械的強度
が向上し、酸素センサに外部から過大な衝撃が加わった
場合でも、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
される。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の
端部を延長して内筒26にオーバーラップさせる代わり
に、カシメリング50の外周に円筒形波バネ51を装着する
ことによりカシメリング50の端部を実質的に延長して内
筒26にオーバーラップさせ、カシメリング50を内筒26に
直接かしめる代わりに円筒形波バネ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、カシメリングの一端を金属製収
納部材の一端にオーバーラップさせるように延長し、こ
のオーバーラップさせた部位で前記カシメリングの一端
と前記金属製収納部材の一端とを固定するようにしたた
め、このオーバーラップさせた部位の機械的強度が向上
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、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
る。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 ５２ カシメリング 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、該セラミックハウジングを
   押圧するためのバネ部材と、該バネ部材に押圧力を発生
   させるカシメリングとよりなる酸素センサにおいて、 前記カシメリングの一端を前記金属製収納部材の一端に
   オーバーラップさせるように延長し、このオーバーラッ
   プさせた部位で前記カシメリングの一端と前記金属製収
   納部材の一端とを固定するようにしたことを特徴とする
   酸素センサ。