特許ウォッチ

公開番号2025014950
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023117945
出願日2023-07-20
発明の名称ガスセンサ
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人
主分類G01N 27/41 20060101AFI20250123BHJP(測定;試験)
要約【課題】センサ素子の破損を抑制したガスセンサを提供する。
【解決手段】第1主面21a及び第2主面21bにそれぞれ電極パッド25a～25c、26a、26bを有するセンサ素子21と、電極パッドにそれぞれ接続される第1端子金具75及び第2端子金具76と、セパレータ91と、を備えるガスセンサ1であって、本体部751aが最も第1主面に近い第1端子金具において、本体部を含み、第1主面と平行な直線を第1直線L1とし、本体部が最も第2主面に近い第2端子金具において、本体部を含み、第2主面と平行な直線を第2直線L2とし、L1とL2から等距離にある直線を中心線CLとしたとき、第1端子金具の折り曲げ部751bにかかる第1荷重の合計は、第2端子金具の折り曲げ部にかかる第2荷重の合計より大きく、セパレータから第1端子金具及び第2端子金具を取り除いたときのセンサ素子の重心Gは、中心線CLよりも第2直線側に偏っている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
軸線方向に延びると共に、対向する第１主面及び第２主面を有する板状をなし、前記第１主面及び前記第２主面の後端側にそれぞれ１つ以上の電極パッドを有するセンサ素子と、
前記センサ素子を保持する主体金具と、
前記第１主面及び前記第２主面にそれぞれ対向し、前記電極パッドにそれぞれ接続される１つ以上の第１端子金具及び１つ以上の第２端子金具と、
前記第１端子金具及び前記第２端子金具を保持するセパレータと、を備え、
前記第１端子金具及び前記第２端子金具は、前記軸線方向に延びる本体部と、前記本体部の一端から前記センサ素子に向かって折れ曲がる折り曲げ部と、前記折り曲げ部に接続されて前記電極パッドに接触する素子接触部とを有する、ガスセンサであって、
前記軸線方向から見たとき、
前記第１端子金具のうち前記本体部が最も前記第１主面に近い前記第１端子金具において、前記本体部を含み、前記第１主面と平行な直線を第１直線とし、
前記第２端子金具のうち前記本体部が最も前記第２主面に近い前記第２端子金具において、前記本体部を含み、前記第２主面と平行な直線を第２直線とし、
前記第１直線及び前記第２直線から等距離にある直線を中心線ＣＬとしたとき、
前記第１端子金具の前記折り曲げ部にかかる第１荷重の合計は、前記第２端子金具の前記折り曲げ部にかかる第２荷重の合計より大きく、
前記セパレータから前記第１端子金具及び前記第２端子金具を取り除いたときの前記センサ素子の重心Ｇは、前記中心線ＣＬよりも前記第２直線側に偏って配置されていることを特徴とするガスセンサ。
続きを表示（約 160 文字）【請求項２】
前記重心Ｇは、前記中心線ＣＬよりも前記第２直線側に０．２ｍｍ以上偏って配置されていることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記重心Ｇは、前記中心線ＣＬよりも前記第２直線側に０．５ｍｍ以上偏って配置されていることを特徴とする請求項２に記載のガスセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出ガスの濃度を検出するセンサ素子を備えたガスセンサに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車等の排気ガス中の酸素やＮＯ
ｘ
の濃度を検出するガスセンサとして、固体電解質を用いた板状のセンサ素子を有するものが知られている。
この種のガスセンサとして、板状のセンサ素子の対向する主面の後端側に幅方向に並ぶ複数の電極パッドを設け、この電極パッドのそれぞれに端子金具を電気的に接触させてセンサ素子からのセンサ出力信号を外部に取り出すものが広く用いられている。（特許文献１）。
この場合、各端子金具は電極パッドに接触する素子接触部を有し、バネ性によって素子接触部を電極パッドに押圧している。そして、各端子金具はセンサ素子の主面を挟んで対向し、センサ素子に向かって両側から端子金具のバネ荷重が働くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１８１７６８号公報（図４、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、センサ素子の主面を挟んだ両側に、それぞれ同一形状で同数の端子金具が配置されていれば、センサ素子の両側に働く端子金具のバネ荷重は同一である。
一方、センサ素子の両側の端子金具の形状（バネ力）や個数が異なっている場合、センサ素子の両側に働く端子金具のバネ荷重は異なる。ここで、通常、センサ素子は軸線方向の重心を主体金具の重心に合わせて保持されているため、センサ素子の両側の端子金具のバネ荷重がそれぞれ異なると、主体金具の保持部位を支点としてセンサ素子に曲げ応力が掛かり、素子が破損するおそれがある。
そこで、本発明は、センサ素子の２つの主面にそれぞれ１つ以上の端子金具を配した場合に、センサ素子に掛かる応力を低減し、センサ素子の破損を抑制したガスセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に延びると共に、対向する第１主面及び第２主面を有する板状をなし、前記第１主面及び前記第２主面の後端側にそれぞれ１つ以上の電極パッドを有するセンサ素子と、前記センサ素子を保持する主体金具と、前記第１主面及び前記第２主面にそれぞれ対向し、前記電極パッドにそれぞれ接続される１つ以上の第１端子金具及び１つ以上の第２端子金具と、前記第１端子金具及び前記第２端子金具を保持するセパレータと、を備え、前記第１端子金具及び前記第２端子金具は、前記軸線方向に延びる本体部と、前記本体部の一端から前記センサ素子に向かって折れ曲がる折り曲げ部と、前記折り曲げ部に接続されて前記電極パッドに接触する素子接触部とを有する、ガスセンサであって、前記軸線方向から見たとき、前記第１端子金具のうち前記本体部が最も前記第１主面に近い前記第１端子金具において、前記本体部を含み、前記第１主面と平行な直線を第１直線とし、前記第２端子金具のうち前記本体部が最も前記第２主面に近い前記第２端子金具において、前記本体部を含み、前記第２主面と平行な直線を第２直線とし、前記第１直線及び前記第２直線から等距離にある直線を中心線ＣＬとしたとき、前記第１端子金具の前記折り曲げ部にかかる第１荷重の合計は、前記第２端子金具の前記折り曲げ部にかかる第２荷重の合計より大きく、前記セパレータから前記第１端子金具及び前記第２端子金具を取り除いたときの前記センサ素子の重心Ｇは、前記中心線ＣＬよりも前記第２直線側に偏って配置されていることを特徴とする。
【０００６】
第１荷重の合計Ｆ１と、第２荷重の合計Ｆ２の大きさが異なると、主体金具の保持部位を支点としてセンサ素子に曲げ応力が掛かり、素子が破損するおそれがある。
そこで、セパレータから第１端子金具及び第２端子金具を取り除いたときの（つまり、第１端子金具及び第２端子金具の荷重が掛からないときの）センサ素子の重心Ｇを、中心線ＣＬよりも第２直線側に偏らせる。
これにより、第１端子金具及び第２端子金具の荷重が掛かった後でも、重心Ｇが中心線ＣＬ上にあるときに比べ、Ｆ１＞Ｆ２に起因してセンサ素子に第２直線側に掛かる曲げ応力を低減し、センサ素子の破損を抑制できる。
つまり、第１端子金具及び第２端子金具の荷重が掛からないときの重心Ｇを第２直線側に偏らせることで、第２端子金具に比べて第１端子金具がセンサ素子の第１主面から遠くなる。その結果、第１端子金具のストローク長が長くなり、重心Ｇが中心線ＣＬ上にあるときに比べ、第１端子金具の素子接触部のバネ力、ひいてはＦ１が弱まり、曲げ応力が低減するのである。
【０００７】
本発明のガスセンサにおいて、前記重心Ｇは、前記中心線ＣＬよりも前記第２直線側に０．２ｍｍ以上偏って配置されていてもよい。
このガスセンサによれば、第１端子金具の素子接触部のバネ力、ひいてはＦ１をさらに低下させ、センサ素子に掛かる曲げ応力を低減させることができる。
【０００８】
本発明のガスセンサにおいて、前記重心Ｇは、前記中心線ＣＬよりも前記第２直線側に０．５ｍｍ以上偏って配置されていてもよい。
このガスセンサによれば、第１端子金具の素子接触部のバネ力、ひいてはＦ１をさらに低下させ、センサ素子に掛かる曲げ応力をより一層低減させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、センサ素子の２つの主面にそれぞれ１つ以上の端子金具を配した場合に、センサ素子に掛かる応力を低減し、センサ素子の破損を抑制したガスセンサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１の実施形態に係るガスセンサの長手方向に沿う断面図である。
センサ素子の斜視図である。
セパレータ内に保持された第１端子金具及び第２端子金具を示す斜視図である。
先端側（軸線方向）から見たセパレータ内の第１端子金具及び第２端子金具を示す平面図である。
本発明の第２の実施形態に係るガスセンサの長手方向に沿う断面図である。
第２の実施形態において、先端側（軸線方向）から見たセパレータ内の第１端子金具及び第２端子金具を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許