本發(fā)明涉及具有電極彈簧與傳感器元件的電極接觸的構(gòu)造的氣體傳感器。

背景技術(shù)：

在對(duì)被測(cè)量氣體中的規(guī)定氣體成分的濃度進(jìn)行測(cè)量的氣體傳感器中，將在固體電解質(zhì)體上設(shè)置一對(duì)電極而構(gòu)成的傳感器元件的前端配置于被測(cè)量氣體所流經(jīng)的配管內(nèi)，并從傳感器元件的基端延伸出連接于電極的導(dǎo)線(xiàn)。另外，利用彈力使彈簧(以下，也稱(chēng)作電極彈簧)與傳感器元件的電極接觸，導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)由電極彈簧連接于電極。

例如，在日本特開(kāi)2001－188060號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了使配設(shè)于絕緣子的端子收納孔的多個(gè)金屬端子與設(shè)于傳感器元件的基端部的端子電極接觸的構(gòu)造的氣體傳感器。另外，金屬端子由接觸于絕緣子的第1部分、和從該第1部分傾斜地彎折而接觸于端子電極的第2部分構(gòu)成。第2部分被賦予彈力，進(jìn)而接觸于端子電極。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，關(guān)于日本特開(kāi)2001－188060號(hào)公報(bào)的氣體傳感器中的金屬端子，金屬端子的接觸于端子電極的第2部分與金屬端子的接觸于絕緣子的第1部分之間的彎折部朝向傳感器元件的前端方向，且接觸于端子電極的金屬端子的接觸部分位于傳感器元件的基端方向。而且，傳感器元件需要在氣體傳感器的縱長(zhǎng)方向上位于比接觸部分靠氣體傳感器的前端側(cè)的位置，不能在此程度以上地縮短傳感器元件。另外，在日本特開(kāi)2001－188060號(hào)公報(bào)中，決定金屬端子的彈簧特性的彎折部在氣體傳感器中位于成為高溫側(cè)的前端側(cè)。因此，對(duì)金屬端子的耐熱來(lái)說(shuō)較為不利，金屬端子的耐熱性降低。

本發(fā)明鑒于該背景而完成。本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠縮短傳感器元件的長(zhǎng)度、并能夠使電極彈簧的耐熱性提高的氣體傳感器。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一個(gè)方式為一種氣體傳感器中的電極彈簧的配設(shè)構(gòu)造，其特征在于，具備：傳感器元件；多個(gè)電極，設(shè)置于該傳感器元件的縱長(zhǎng)方向的基端；多個(gè)電極彈簧，分別與該多個(gè)電極接觸；絕緣體，保持該多個(gè)電極彈簧；以及多個(gè)導(dǎo)線(xiàn)，分別與上述多個(gè)電極彈簧連接，并且沿著上述縱長(zhǎng)方向從電極彈簧的基端向外側(cè)延伸，上述各電極彈簧具有保持于上述絕緣體的保持部、以彈性變形的狀態(tài)與上述電極接觸的接觸部、以及形成在上述接觸部與上述保持部之間的彎折部，接觸部從上述保持部經(jīng)由彎折部朝向傳感器元件的前端相對(duì)于上述縱長(zhǎng)方向傾斜地延伸，上述彎折部位于該接觸部的基端。

發(fā)明效果

上述氣體傳感器在氣體傳感器中的配置電極彈簧的朝向方面具有特征。

具體而言，各電極彈簧的彎折部設(shè)于接觸部的基端，且朝向傳感器元件的縱長(zhǎng)方向的基端側(cè)。由此，接觸部中的接觸于電極的部分相對(duì)于彎折部來(lái)說(shuō)位于縱長(zhǎng)方向上的前端側(cè)，能夠縮短從傳感器元件的縱長(zhǎng)方向的前端至接觸部中的接觸于電極的部分的長(zhǎng)度。因此，能夠縮短傳感器元件的長(zhǎng)度。

另外，由于影響彈簧特性的彎折部在氣體傳感器中朝向成為低溫側(cè)的基端側(cè)，因此彎折部難以被加熱到高溫，能夠使電極彈簧的耐熱性提高。

因此，根據(jù)上述氣體傳感器，能夠縮短傳感器元件的長(zhǎng)度，并能夠使電極彈簧的耐熱性提高。

附圖說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施例所涉及的氣體傳感器的一部分的剖面說(shuō)明圖。

圖2是表示實(shí)施例所涉及的氣體傳感器的剖面說(shuō)明圖。

圖3是用與傳感器元件的縱長(zhǎng)方向正交的剖面表示實(shí)施例所涉及的傳感器元件中的各電極與各電極彈簧接觸的狀態(tài)的說(shuō)明圖。

圖4是表示實(shí)施例所涉及的電極彈簧的立體圖。

具體實(shí)施方式

對(duì)上述氣體傳感器中的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

(實(shí)施例)

如圖1所示，本例的氣體傳感器1具備傳感器元件2、多個(gè)電極彈簧3、絕緣體4、多個(gè)導(dǎo)線(xiàn)5。傳感器元件2具有規(guī)定的長(zhǎng)度。以下，在圖1、2中，將氣體傳感器1的下側(cè)稱(chēng)作前端側(cè)或前端部，將上側(cè)稱(chēng)作基端側(cè)或基端部。同樣，將傳感器元件2的下側(cè)稱(chēng)作前端部，將上側(cè)稱(chēng)作基端部。多個(gè)電極21A、21B設(shè)于傳感器元件2的縱長(zhǎng)方向L(即，氣體傳感器1的長(zhǎng)度方向)上的基端部。各電極彈簧3分別接觸于各電極21A、21B。絕緣體4還作為支撐部件發(fā)揮功能，由具有電絕緣性的部件構(gòu)成，并對(duì)多個(gè)電極彈簧3進(jìn)行保持。各導(dǎo)線(xiàn)5分別連接于對(duì)應(yīng)的電極彈簧3，并從各電極彈簧3沿縱長(zhǎng)方向L向后方引出。

各電極彈簧3具有：保持部31，保持于絕緣體4；以及接觸部32，從保持部31彎折，沿縱長(zhǎng)方向L朝向氣體傳感器1的前端側(cè)延伸，并且以彈性變形的狀態(tài)接觸于電極21A、21B。而且，各電極彈簧3具有接觸部32與保持部31之間的彎折部33。該彎折部33配置于接觸部32的基端側(cè)，并朝向縱長(zhǎng)方向L的氣體傳感器1的基端側(cè)。

以下，參照?qǐng)D1～圖4詳細(xì)說(shuō)明本例的氣體傳感器1。

氣體傳感器1配設(shè)于內(nèi)燃機(jī)的排氣管內(nèi)，為了對(duì)流經(jīng)排氣管內(nèi)的廢氣中的特定氣體的濃度進(jìn)行測(cè)量而使用。本例的傳感器元件2由具有氧離子導(dǎo)電性的板狀的固體電解質(zhì)體、和層疊于固體電解質(zhì)體的絕緣體及加熱器構(gòu)成。在固體電解質(zhì)體的一個(gè)表面與絕緣體之間形成有導(dǎo)入被測(cè)量氣體(廢氣)的被測(cè)量氣體空間，在固體電解質(zhì)體的另一個(gè)表面與加熱器之間形成有導(dǎo)入基準(zhǔn)氣體的基準(zhǔn)氣體空間。此外，圖1示意地示出電極21A、21B。

如圖1所示，絕緣體4由保持傳感器元件2的第1絕緣體4A、以及在第1絕緣體4A的基端側(cè)保持電極彈簧3的第2絕緣體4B的組件(Assembly)構(gòu)成。傳感器元件2在設(shè)于第1絕緣體4A的中心部的插通孔41內(nèi)被第1絕緣體4A保持。傳感器元件2的前端部分以從第1絕緣體4A突出而暴露于被測(cè)量氣體的方式構(gòu)成。電極彈簧3的后述的第1部件3A的保持部31以及第2部件3B保持于設(shè)于第2絕緣體4B的中心部的配置孔42的內(nèi)周面。第1絕緣體4A與第2絕緣體4B相互接觸，以凹凸形狀嵌合。

如圖2所示，第1絕緣體4A由殼體61保持，在殼體61安裝有罩62。罩62將傳感器元件2從第1絕緣體4A以及殼體61突出的前端部進(jìn)行覆蓋。

如圖3所示，傳感器元件2中的電極21A、21B由從固體電解質(zhì)體的表面向縱長(zhǎng)方向L的基端側(cè)引出的一對(duì)傳感器電極21A、以及從配置于加熱器的內(nèi)部的發(fā)熱體引出的一對(duì)加熱器用電極21B構(gòu)成。傳感器電極21A與設(shè)于固體電解質(zhì)體的縱長(zhǎng)方向L的前端側(cè)而與被測(cè)量氣體以及基準(zhǔn)氣體接觸的、設(shè)于固體電解質(zhì)體的測(cè)量電極相連。加熱器用電極21B與配置于與測(cè)量電極對(duì)置的位置的加熱器的發(fā)熱體相連。

一對(duì)傳感器電極21A在傳感器元件2的對(duì)置的兩個(gè)主面的一個(gè)面上沿與縱長(zhǎng)方向L正交的方向排列地配置，一對(duì)加熱器用電極21B在傳感器元件2的另一側(cè)的面上沿與縱長(zhǎng)方向L正交的方向排列地配置。

在一對(duì)傳感器電極21A以及一對(duì)加熱器用電極21B上分別連接有電極彈簧3以及導(dǎo)線(xiàn)5。一對(duì)傳感器電極21A能夠設(shè)為用于進(jìn)行氧濃度的測(cè)量、A/F(空燃比)的測(cè)量、規(guī)定氣體成分濃度的測(cè)量等的電極。傳感器電極21A也可以根據(jù)用途而設(shè)有兩組以上。

如圖4所示，電極彈簧3由板簧構(gòu)成，并由第1部件3A與第2部件3B構(gòu)成。第1部件3A通過(guò)將板材在其主面上彎折成大致U字狀而形成。第1部件3A構(gòu)成接觸部32以及保持部31。第2部件3B與第1部件3A的構(gòu)成保持部31的部分重疊地配置。第2部件3B中的縱長(zhǎng)方向L的基端部從第1部件3A的保持部31向氣體傳感器1的基端側(cè)突出，該基端部具有供導(dǎo)線(xiàn)5連接的連接部36。換言之，連接部36構(gòu)成了電極彈簧3的基端。第1部件3A的保持部31與第2部件3B被相互焊接而一體化。第1部件3A由彈簧材料構(gòu)成，第2部件3B由能夠焊接于第1部件3A的鋼材構(gòu)成。

若欲將一個(gè)部件彎折而形成電極彈簧3的整體，則在構(gòu)成保持部31的部分的前端形成彎曲部分。在該彎曲部分形成珠狀的凸起。而且，該彎曲部分在縱長(zhǎng)方向L、以及接觸部32與保持部31相向的寬度方向上占據(jù)多余的空間，存在增大保持電極彈簧3的第2絕緣體4B的隱患。在該情況下，氣體傳感器1的整體的尺寸也變大。

因此，由第1部件3A與第2部件3B這獨(dú)立的兩個(gè)部件構(gòu)成電極彈簧3，進(jìn)行它們的焊接而一體化，改善了上述問(wèn)題。

此外，電極彈簧3也能夠由將棒材彎折而成的圓柱彈簧構(gòu)成。在這種情況下，也能夠由兩個(gè)不同的部件構(gòu)成圓柱彈簧來(lái)改善上述問(wèn)題。另外，在由棒部件構(gòu)成電極彈簧3的情況下，能夠在第2絕緣體4B保持電極彈簧3的部分減小所需的上述寬度方向的尺寸，能夠?qū)崿F(xiàn)氣體傳感器1的進(jìn)一步的小型化。

接觸部32形成為以隨著靠向縱長(zhǎng)方向L的前端側(cè)而遠(yuǎn)離保持部31的方式傾斜的形狀。換言之，接觸部32經(jīng)由彎折部33朝向傳感器元件2的前端，相對(duì)于縱長(zhǎng)方向(L)(即，相對(duì)于傳感器元件2的長(zhǎng)度、氣體傳感器的長(zhǎng)度、或連接部36的長(zhǎng)度)以規(guī)定角度傾斜地從保持部31延伸。接觸部32與保持部31之間的彎折部33形成為形成曲面狀或者彎折形狀的角部的U字形狀。

在接觸部32的前端延伸設(shè)置有在使接觸部32與電極21A、21B接觸時(shí)、將接觸部32向電極21A、21B進(jìn)行引導(dǎo)的引導(dǎo)部34。引導(dǎo)部34具有以隨著靠向縱長(zhǎng)方向L的前端側(cè)而接近保持部31的方式傾斜的大致L字或者大致J字形狀。

如圖4所示，在接觸部32的前端部設(shè)有接觸于電極21A、21B的突出部35。突出部35是使構(gòu)成接觸部32的前端部的板材的一部分向接觸部32的外側(cè)面(接觸部32相對(duì)于保持部31的彎折形狀的外側(cè)面)鼓起而成的部分。

電極彈簧3以使接觸部32中的突出部35接觸于設(shè)于傳感器元件2的基端側(cè)端部的電極21A、21B的方式，保持于第2絕緣體4B的配置孔42。

本例的氣體傳感器1中的電極彈簧3的配設(shè)致力于氣體傳感器1中的電極彈簧3的朝向。

具體而言，各電極彈簧3以彎折部33為接觸部32的基端，且以朝向縱長(zhǎng)方向L的氣體傳感器1的基端側(cè)的狀態(tài)配置于氣體傳感器1內(nèi)。由此，接觸部32中的突出部35位于沿著縱長(zhǎng)方向L比彎折部33靠氣體傳感器1的前端側(cè)的位置，能夠縮短傳感器元件2的長(zhǎng)度、即沿著縱長(zhǎng)方向L的從傳感器元件2的前端至突出部35的距離。因此，能夠縮短沿著縱長(zhǎng)方向L的、從傳感器元件2的前端至基端201的長(zhǎng)度。

另外，電極彈簧3中的、影響彈簧特性的彎折部33朝向成為氣體傳感器1的低溫側(cè)的基端。而且，電極彈簧3的接觸部32的一部分以及彎折部33位于比傳感器元件2在縱長(zhǎng)方向L上的基端201更靠氣體傳感器1的基端側(cè)的位置。通過(guò)這些結(jié)構(gòu)，從傳感器元件2被加熱至高溫的前端部至彎折部33的位置的距離變遠(yuǎn)，彎折部33難以被加熱到高溫。由此，可提高電極彈簧3的耐熱性。另外，接觸部32的一部分以及彎折部33位于比傳感器元件2的縱長(zhǎng)方向L的基端201更靠基端側(cè)的位置，由此能夠縮短傳感器元件2的縱長(zhǎng)方向L的長(zhǎng)度。

因此，根據(jù)氣體傳感器1中的電極彈簧3的配設(shè)，能夠縮短傳感器元件2的沿著縱長(zhǎng)方向L的長(zhǎng)度，電極彈簧3的耐熱性提高。