气体传感器单元和气体传感器连接器的制作方法

专利名称：气体传感器单元和气体传感器连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安装至气体传感器上的气体传感器连接器 和由该气体传感器和该气体传感器连接器的组合构成的气体传 感器单元，该气体传感器具有用于将气体传感器的输出传递至 外部的气体4企测元件。
背景技术：
迄今为止，已经提出过具有气体检测元件的各种气体传感器。如在日本专利未审定公报No.2006-162597中所公开的，这 样的气体传感器的实例包括由具有氧离子传导性的氧化锆制 成、并且安装在内燃机的排气管上以检测排气的氧浓度的气体 检测元件。如图7所示，在上述公报中公开的气体传感器单元900包括 气体传感器I和传感器连接器IOO。气体传感器l和传感器连接 器100可拆卸地安装到4皮此。作为主要构成，气体传感器l包括气体检测元件2，其具有有底的筒状形状并且适于在前侧暴露于待检测的气体；和金 属壳体3，其围绕气体检测元件2。气体检测元件2包括外电极4 和内电极5。端子构件6插入到气体检测元件2的后侧部中，以 使端子构件6与内电极5连接，用于将来自气体检测元件2的输 出信号输出到外部。此外，陶瓷外套筒7布置在金属壳体3的后 侧，以使陶资外套筒7在被金属壳体3支撑的同时围绕气体检测 元件2的后侧和端子构件6 。作为主要构成，传感器连接器100包括连接器端子101, 其与气体传感器1的端子构件6连接，用于将输出信号传递至外部设备；以及筒状壳体102,其由诸如橡胶等弹性材料制成， 并且具有围绕连接器端子101和陶瓷外套筒7的后侧的插入孔 110。传感器连接器100还包括导线围绕部分104,其围绕从 壳体102径向地向外突出并且与连接器端子IOI相连的导线 103;以及过滤器围绕部分105,其具有在壳体102的内部和外 部之间提供连通的过滤器插入孔lll。具有渗透性和防水能力 的过滤器构件106布置在过滤器围绕部分105内从而填充过滤 器插入孔lll。此外，在气体传感器单元900中，导线103构成为在垂直于 气体传感器l的轴向的方向上延伸。由于这样，连接器端子IOI 包括主体部分101a,用于使气体传感器1的端子构件6和从主体 部分101a径向向外突出的弯边部分101b连接。通过弯边将弯边 部分101b和导线103的芯导体接合在一起，获得了连接器端子 101与导线103之间的电连接。发明内容然而，当导线103或导线围绕部分104由于车辆振动、石头 冲击等而承受外力时，可能引起导线103振动，此外可能引起 弯边部分101b与导线103的振动同步地振动。相反，由于主体 部分101a由壳体102保持固定，因此，存在如下担心在弯边 部分101b的端部，即在主体部分101a和弯边部分101b之间的 分界处，产生裂缝或破损。因此，本发明的目的是提供一种即使当振动或冲击从外部 施加到导线时，也可以可靠地获得在连接器端子和导线之间的 电气连接的气体传感器单元和气体传感器连接器。为了完成上述目的，本发明提供了一种气体传感器单元， 其包括气体传感器，其具有轴向伸长的有底筒状气体检测元件，该气体检测元件适于在前侧暴露于待检测的气体；端子气连接，用于将来自所述气体检测元件的输出信号传递到外部； 和气体传感器连接器，其具有连接器端子，其电气连接到所 述气体传感器的所述端子构件；导线，其用于电气连接到所述 连接器端子，用于将所述输出信号传递至外部；以及壳体，其 具有用于容纳所述连接器端子的端子插入孔和用于容纳所述导 线的导线插入孔，其中，所述连接器端子具有布置在所述端子 构件内部的筒状的插入部分和布置在所述插入部分内部并且电 气地连接到所述导线的芯导体上的接合部分。以这种方式，电气地连接到导线的芯导体的接合部分布置 在插入部分的内部。也就是说，当经受振动或沖击时可能出现 裂缝或破损的接合部分被布置在插入部分的内部。因此，即使 当振动或冲击施加到导线或邻近导线的壳体上而引起导线振动 时，布置在插入部分内部的接合部分难以受到振动或沖击的影 响，从而在接合部分处更难以发生裂缝或破损。同时，如果接合部分与导线的导体电气地连接，则接合部 分可以借助于弯边或焊接与导线的芯导体连接。此外，只要壳体由弹性材料制成，则任何壳体都可以，弹 性材料的例子可以是弹性聚合材料。然而，考虑到耐热性、弹 性等，期望选择适当的材料。此外，考虑到变形的容易性，期 望采用具有橡胶弹性的聚合材料。具体地，可以采用诸如氯丁 橡胶、氯丁二烯橡胶、硅橡胶和氟橡胶等材料，并且在要求耐 热性的情况下，期望采用氟橡胶。此外，在本发明的气体传感器单元中，优选的是，连接器端子具有布置在插入部分内部并且将导线的覆盖构件固定的固 定部分。通过由布置在插入部分内部的固定部分以这种方式固定导线，即使引起导线振动，由于布置在插入部分内部的固定 部分的效果，振动或冲击的影响也难以作用在接合部分上，从 而在接合部分处难以发生裂缝或破损。同时，只要固定部分可 以固定导线，任何固定部分都可以，例如，固定部分可以构成 为夹紧或夹层式地保持导线。此外，在本发明的气体传感器单元中，优选的是，连接器 端子还包括装配在插入部分中的装配部分，所述接合部分经由 装配部分电气地连接到插入部分上。通过装配部分，更可靠地 固定导线，因此，即使由于车辆振动、石头沖击等引起导线振 动时，振动或沖击的影响都难以作用在布置在插入部分内部的 连接部分上，从而在接合部分处难以发生裂缝或破损。此外，只要装配部分构成为装配在插入部分中，任何装配部分都可以，例如，装配部分可以通过压配(force fitting) 装配在插入部分中。此外，在本发明的气体传感器单元中，优选的是，壳体还 包括导线插入孔，导线通过该导线插入孔延伸，导线插入孔和 插入部分沿壳体的轴线布置成一个在另 一个上方。通过这样， 导线在接合部分和导线插入孔之间的部位不需要急剧地弯曲， 从而可以抑制导线的^f皮损。同时，只要构成为沿壳体的轴线覆盖连接器端子的插入部 分，即，可以部分地覆盖插入部分，更不用说可以整个地覆盖 插入部分，任何导线插入孔都可以。此外，在本发明的气体传感器单元中，优选的是，传感器 连接器还包括透气的、液密的过滤器，壳体还包括用于让导线 延伸通过的导线插入孔和用于布置过滤器的过滤器插入孔，导 线插入孔和过滤器插入孔设置在壳体的圆周上。通常，壳体需 要过滤器插入孔，该过滤器插入孔用于允许外部大气穿过过滤器进入到壳体内部。同时，在内燃机中，在用于安装气体传感 器单元的位置没有足够的自由空间，在一些情况下，以使得能 够从壳体的后侧取出导线和过滤器的方式构造气体传感器单元 存在困难。在该情况下，通过如在本发明中那样为壳体设置导 线插入孔和过滤器插入孔，即使当用于安装气体传感器单元的 位置处没有足够空间时也可以容易地布置气体传感器单元。此外，在本发明的气体传感器单元中，优选的是，壳体还包括在该壳体的外周表面处的后端部；直径比后端部的直径小的前端部；连4妻于前端部和后端部之间的连4妻部；以及在壳体的由端子插入孔的内壁限定的内周表面处的从端子插入孔的内壁径向向内突出以支撑连接器端子的支撑部分，连接部布置得比支撑部分更靠近壳体的前端。壳体以该方式在支撑连接器端子的支撑部分的前侧设置有连接部。通过这样，在将传感器连接器从气体传感器单元的气 体传感器移除时，推连接部分，从而使得推连接部的分力径向 向内作用。这使得能够防止壳体径向向外扩张并且由此抑制如 下情况的发生支撑部分不能支撑连接器端子，即，连接器端 子从支撑部分移除。结果，变得可以抑制如下情况的发生气 体传感器和连接器端子作为整体单元从壳体移除。同时，只要构造为连接于壳体的前端部和后端部之间，任 何连接部都可以，例如，其可以为锥形从而随着其朝向前端延 伸而直径减小，即，其可以形成为突出或凹入的R形状。此外， 尽管"连接部布置得比支撑部分更靠近壳体的前端"可以是连 接部和支撑部分沿与壳体的轴向交叉的方向部分地相互覆盖的 构造，即连接部的后端布置为比支撑部分的前端更接近壳体的 后端的构造，更优选连接部和支撑部分沿与壳体的轴向交叉的 方向不相互覆盖的构造，即连接部的后端布置为比支撑部分的前端更接近壳体的前端。同时，可以适当地选l奪连接部的后端 与支撑部分的前端之间的距离。此外，只要构成为从壳体的内壁径向向内突出，任何支撑 部分都可以，例如，其可以构造为垂直于壳体的中心轴线地径 向突出或朝向壳体的后端倾斜地突出。此外，支撑部分可以构 造为随着该支撑部分朝向壳体的前端延伸而直径减小。此外，在本发明的气体传感器连接器中，优选的是，连接 部包括朝向壳体的前端逐渐变细的锥形表面，当在壳体的纵向 截面中观察时，支撑部分形成在垂直于锥形表面的区域中。通过这样，沿着推连接部的方向形成支撑部分。结果，推 连接部的力直接作用在支撑部分上，使得连接器端子可被可靠 地支撑在支撑部分上。同时，"垂直于所述连接部的所述锥形 表面的区域"意在表示分别垂直于锥形表面和通过连接部分的 前后端的两条假想线之间的区域。同时，支撑部分仅部分地形成在垂直于连接部的锥形表面 的区域中即可，但更优选支撑部分整个地形成在垂直于连接部 的锥形表面的区域中。根据本发明的另一目的，提供一种气体传感器连接器，其能够可拆卸地连接到气体传感器，该气体传感器具有轴向伸长的有底筒状气体检测元件，该气体检测元件适于在前侧暴露于待检测的气体；端子构件，其与形成在气体检测元件的内周 表面上的内电极电气连接，用于将来自气体检测元件的输出信 号传递到外部；气体传感器连接器包括连接器端子，其电气 连接到气体传感器的端子构件；导线，其用于电气连接到连接 器端子，用于将输出信号传递至外部；以及壳体，其具有用于 容纳连接器端子的端子插入孔和用于容纳导线的导线插入孔， 其中，连接器端子具有布置在端子构件内部的筒状的插入部分和布置在插入部分内部并且电气地连接到导线的芯导体上的接 合部分。通过以该方式布置在插入部分内部与导线电气连接的接合 部分，即使当振动或沖击作用在导线或其邻近的壳体部分上以 振动导线时，振动或冲击的影响也难以施力口在布置于插入部分 内部的接合部分上，从而在接合部分处难以产生裂缝或破损。


图l是根据本发明的第 一 实施例的气体传感器单元的截面图；图2是用于根据第一实施例的气体传感器单元和用于本发明的第二实施例的气体传感器单元的气体传感器的截面图；图3是用于根据第一实施例的气体传感器单元的传感器连接器的截面图；图4 A是用于根据第 一 和第二实施例的气体传感器单元的盖端子的正视图；图4B是图4A的盖端子的仰视图； 图5是第二实施例的气体传感器单元的截面图； 图6是用于第二实施例的传感器连接器的截面图；以及 图7是根据现有技术的气体传感器单元的截面图。
具体实施方式
首先参考图l,根据本发明的第一实施例的气体传感器单 元600示出在被使用的状态并且包括气体传感器21和布置在气 体传感器21的相对于轴线0的后侧(附图中的上侧)的传感器 连接器700。气体传感器单元600以气体传感器21的前端部突出 到排气管中的方式安装在车辆的排气管上，以作为用于检测排气的氧浓度的氧传感器。如图2所示，气体传感器21包括气体检测元件22、陶瓷外 套筒23、端子构件24和金属壳体25。同时，在传感器单元600的沿轴线O相反地布置的两侧中， 传感器连接器安装侧在下文中将被称作后侧，其相反侧将一皮称 作前侧。金属壳体25由SUS430制成并且形成为筒状形状。另外参 考图2，金属壳体25具有用于支撑稍后将说明的气体检测元件 22的凸缘部分22b的内圆周底座部分25a,其中底座部分25a向 前侧(图2中向下)逐渐变细，即，底座部分25a从内周表面径 向向内突出从而直径朝前侧减小。另外，金属壳体25在外周形 成有用于将气体传感器21安装到排气管(未示出)的螺紋部 25b,并且在螺紋部25b的后侧(图2中的上侧)形成有与用于 将螺紋部25b螺紋安装到排气管的工具相接合的六边形部分 25c。另外，在金属壳体25的前侧安装有覆盖气体检测元件22 的前端部22a的保护器26。保护器26由金属制成，形成为有底 的中空的大致圆筒形并且具有用于将排气管中的排气导入到气 体传感器21中的多个通气孔(没有附图标记)。气体检测元件22由具有氧离子传导性的固体电解质制成， 在前端部分22a具有底部或封闭，并且具有沿轴线O轴向延伸的 筒状形状。气体检测元件22在其外周上具有径向向外突出的上 迷凸缘部分22b,并且在金属密封件27介于凸缘部分22和内圆 周底座部分2 5 a之间的情况下，气体检测元件2 2布置在金属壳 体25的内部。同时，尽管构成气体检测元件22的固体电解质的 典型实例是Y203或CaO被固体溶解的Zr02,但是，可以使用其 它碱土金属或稀土金属的氧化物和Zr02的固溶体。另外，固溶 体可以包含Hf02。气体检测元件22的前端部分22a在其外周表面处形成有外 电极28。夕卜电极28由Pt或Pt合金的多孔材料制成。外电极28 设置到气体检测元件22,从而延伸至凸缘部分22b的前侧表面 并且经由金属密封件27与金属壳体25电气连接。因此，可以从 金属壳体25引出外电极28的电势。另一方面，在气体检测元件22的内周表面上形成了内电极 29。内电极29由Pt或Pt合金的多孔材料制成。陶瓷外套筒23由绝缘陶瓷制成，具体地由氧化铝制成，并 且具有中空的圓筒形形状。陶瓷外套筒23具有围绕气体检测元 件22的 一 部分的厚壁的前侧部分23a该前侧部分23a布置为比 凸缘部分22b更接近气体检测元件22的后端，并且该前侧部分 2 3 a与由滑石形成的陶资粉末3 0—起被保持在气体检测元件2 2 和金属壳体25之间。端子构 <牛24由例^口 Inconel制成(United Kingdom的 Inconel的商标)并且具有筒状形状。端子构件24包括输出侧端 子部分24a、元件侧端子部分24b和在输出侧端子部分24a和元 件侧端子部分24b之间连接的连接端子部分24c。在上述端子部分中，输出侧端子部分24a是筒状的并且当 在垂直于轴线O的截面中观察时具有几乎C形的截面。当稍后将 说明的盖端子751的环形部分751a(参考图3)通过沿轴线0(图 l和2中的垂直方向)的相对移动插入到输出侧端子部分24a中 时，输出侧端子部分24a的直径适于弹性地增加。此外，输出 侧端子部分24a在后侧(图2中的上侧)和在沿圆周方向间隔开 的四个位置具有径向向内突出的突起241a。另外，输出侧端子部分24a在位于突起241 a的前侧的沿圆 周方向间隔开的三个位置处分别具有三对向内弯曲部242a和 向外弯曲部243a。向内弯曲部242a和向外弯曲部243a通过部分地切割输出侧端子部分24a的对应部分并且将^^皮部分切割的 部分分别径向向内和径向向外弯曲而形成。在上述弯曲部中， 当盖端子751的插入部分751c (参考图4)插入到稍后将说明的 输出侧端子部分24a中时，向内弯曲部242a径向向外弹性地弯 曲并且当插入部分751c插入到预定位置时，向内弯曲部242a 返回到原来的形状，从而提供。卡嗒的感觉。另外，当端子构件 24安装到气体传感器21时，外部弯曲部243a与陶瓷外套筒23 的台肩部23b的前端面(台肩表面)抵接，由此防止输出侧部 分24a的移除并且防止端子构件24脱离陶瓷外套筒23。另一方面，当在垂直于轴线O的截面中观察时，端子构件 24的元件侧端子部分24b也具有C形截面。如图2所示，在元件 侧端子部分24b的直径弹性地减小并且电气连接到内电极29的 同时，元件侧端子部分24b被插入到气体检测元件22中。因此， 在根据第一实施例的气体传感器21中，在元件侧端子24b径向 向外推内电极29的同时，元件侧端子24b电气连接到内电极29。端子构件2 4通过使用预定形状的单个金属板施压而形成， 从而具有整体式单体。因此，可以容易地并且以低成本制造端 子构件24。另外，由于根据第一实施例的端子构件24由金属板 通过弯曲制成，使得输出侧端子部分24a和位于端子构件24的 沿轴线O的前侧(图2中的下侧)的元件侧端子部分24b具有筒 状形状，端子构件24可以将吸入到连接器700中的基准气体(外 界空气)导入到气体检测元件22的内部(内电极29)。如下制造这样的气体传感器21 。首先，如图2所示，将金属壳体25和保护器26组装成单个封件27 —起插入到金属壳体25中。然后，将环形密封件31布置 在气体检测元件22的凸缘部分22b的后侧，并且将预定量的陶瓷粉末3 0填充在金属壳体2 5与气体检测元件2 2之间的空间中。 然后，陶瓷外套筒23被插入到金属壳体25中，使得前端部分23a 介于气体检测元件22和金属壳体25之间并且与陶瓷粉末30抵 接。然后，陶覺外套筒23经受压力从而被推向金属壳体25的前 端。在该压力下，弯边环32介于金属壳体25的弯边部分25d与 陶瓷外套筒23之间，并且弯边部分25d被弯边以将上述构成部 分固定地4妄合成一体。最后，端子构件2 4被插入到陶资外套筒2 3和气体检测元件 22之间。更具体地，端子构件24的元件侧部分24b在直径弹性 地减小并且电气连接到内电极29上的同时^皮插入到气体检测 元件22中。与此一起，输出侧端子部24a^:推入陶资外套筒23 中，使得止挡部分244a与陶瓷外套筒23的后端面抵接，所述止 挡部分244a从输出侧端子部分24a的后端垂直于轴线O径向向 外地突出并且呈花瓣的形状。以该方式，输出端子部分24a布 置在陶瓷外套筒23的内部。同时，通过将输出端子部分24a推入到陶瓷外套筒23中直 到止挡部分244a与陶覺外套筒23的后端面抵接为止，已被向内 弯曲的外弯曲部分243a被释放，以返回它们原来的形状并且与 陶瓷外套筒23的台肩部23b的端面(台肩表面)相接合，从而 可以防止端子构件24的移除。以该方式，完成了气体传感器21。然后，将说明根据本发明的第 一 实施例的气体传感器单元 600的传感器连接器700。如图3所示，传感器连接器700包括盖 端子751、覆盖和保持盖端子751的壳体752、导线753和过滤 器构件754。盖端子751 (参考图3 ,图4A和4B )由例如不锈钢 (SUS3310S或类似物)制成并且通过板材拉制(drawing) 等形成为双壁的大致圆筒形的形状。另外，盖端子751包括与轴线O同心的板状的环形部分7 51 a 、连接到环形部分7 51 a的外 圆周并且在一个方向(图4A中向下)上沿轴线O从该外圆周突 出的筒状保持部分751b、以及连接到环形部分751a的内圆周并 且在与保持部分751b相同的方向上从内圆周突出的筒状插入 部分751c。环形部分751a、保持部分751b和插入部分751c形 成为构成单个整体结构。在盖端子751的上述部分中，保持部分751b包括连接至环 形部分751a的外圆周并且从该外圓周突出以径向向外弯曲的 基端部751ba，以及被切口 (slit) SL1、 SL2、 SL3、 SL4和 SL5划分的并且从基端部751ba分开延伸的五个分开的保持部 751bb。切口SL1、 SL2、 SL3、 SL4和SL5沿轴线O延伸。分开的保持部751bb分别形成有向内突出的突起751bc。更 具体地，五个突起751bc以环形阵列并且以72度的间隔布置。如稍后将说明的一样，当盖端子751的保持部分751b装配 到陶瓷外套筒23上从而围绕陶瓷外套筒23的后端部(参考图1 ) 时，五个突起751bc与气体传感器21的陶瓷外套筒23的外周表 面23c抵接。在这一情况下，由于分开的切口SL1、 SL2、 SL3、 SL4和SL5的存在，五个分开的保持部75lbb径向向外弹性地弯 曲。因此，通过保持部751bb的反作用力，盖端子751弹性地保 持陶瓷外套筒23。另一方面，如上所述，插入部分751c是圆筒形的，其中心 轴线与轴线O—致，并且具有难以发生直径增加或减小的变形 的刚度。因此，如稍后将说明的一样，当插入部分751c插入到 气体传感器21的输出侧端子部分24a中并且与输出侧端子部分 24a接合时，插入部分751c不会变形但会引起输出侧端子部分 24a的直径增加。圆筒形的插入部分7 51 c具有沿轴线O相对较长的传导部751ca、直径比传导部751ca的直径小的小直径部751cb、以及 直径比小直径部7 51 c b的直径大的前插入端部7 51 c c,所述部 751ca、 751cb和751cc以该顺序从环形部分751a侧布置。在盖端子751的保持部分751b装配到气体传感器21的陶瓷 外套筒23上的情况下(参考图l),插入部分751c被插入到陶 瓷外套筒23中并且还插入到端子构件24的输出侧端子部分24a 中。在这一情况下，传导部751ca与输出侧端子部分24a的突起 241a抵接，从而与输出侧端子部分24a电气地连接。另外，输 出侧端子部分24a的内弯曲部242a布置在小直径部751cb的径 向外侧并且在盖端子7 51从端子构件2 4移除时与前插入端部 751cc相接合，使得盖端子751不能容易地从端子构件24移除。 此外，当完成盖端子751的插入部分751c到端子构件24的输出 侧端子部分24a中的插入时，内弯曲部242a乂人与前插入端部 751cc相抵接的状态释^L,从而提供咕嗒的感觉。在此期间，如图l所示，当进入到插入部分751c插入到端 子构件2 4的输出侧端子部分2 4 a中的状态时，环形部分7 51 a与 位于陶瓷外套筒23的后端表面上的输出侧端子部分24a的止挡 部244a抵接，由此防止盖端子751的插入部分751c被进一步插 入到端子构件24中。壳体752通过使用绝缘的氟橡胶成型为中空状，并且构成 用于容纳盖端子751的盖端子容纳空间SPS。壳体752包括端 子壳体部分752a,其具有围绕气体传感器单元600 (参考图1 ) 的盖端子751和陶瓷外套筒23的后侧的端子插入孔752aa;过滤 器壳体部分752b,其设置到端子壳体部分752a的后侧并且从该 后侧径向向外突出，并且围绕布置为填充过滤器插入孔752ba 的过滤器构件754;以及导线壳体部分752c,其设置在端子壳 体部分752a的后侧，以从该后侧轴向地突出，并且围绕导线753。端子壳体部分752a的后侧(图3中的上侧)布置为围绕盖 端子751的保持部分751b,并且保持部分751b与端子壳体部分 752a相接合。另一方面，在对应于保持部分751b的前侧(图3 中的下侧)的位置的内圆周部分处，端子壳体部分752a具有尺 寸为与气体传感器21的陶瓷外套筒23的外周表面23c (参考图 2)适当地接触的肋752ab。设置沿轴线O布置的两个肋752a。 此外，盖端子751的保持部分751b的前端与后侧(图3中的上侧) 的 一 个肋752ab相接合，从而借助于后侧肋752ab在端子壳体 752a内支撑盖端子751。在此期间，肋752ab对应于在权利要 求书中所述的气体传感器单元的支撑部分。端子壳体部分752a 在由端子插入孔752aa的内壁限定的外圆周表面处具有从端子 插入孔752aa的内壁径向向内突出的支撑部分，用于支撑盖端 子751。另一方面，端子壳体部分752a在外圓周表面处具有后端部 752ad、直径小于后端部752ad的直径的前端部752ae、以及在 后端部752ad和前端部752e之间连接的连冲妄部752ac。连接部 752ac朝向壳体752的前端变细，即，成形为直径朝向壳体752 的前端减小。此外，连接部752ac被形成为其位置比支撑盖端 子751的后侧肋752ab的位置更接近壳体752的前端。通过以这种方式给壳体752设置连接部752ac,当在从气体 传感器单元600的气体传感器21移除传感器连接器700时推连 接部752ac时，连接部752ac使得施加到其上的推力的分力沿壳 体752的径向向内作用。然后，肋752ab与盖端子751的接合部 75lb相接合，因此使得可防止壳体752径向向外扩张并且抑制 盖端子751不能由肋752ab支撑的情况的发生。结果，可以抑制 气体传感器21和盖端子751与壳体752 —起移除的情况的发生。此外，由于连接部752ac由朝向壳体752的前端变细即直径 朝向壳体752的前端减小的锥形表面组成，并且肋752ab形成在 当在壳体752的纵向截面上观察时垂直于连接部752ac的锥形 表面的区域中(图3中的区域A)，因此，推连接部分752ac的 力直接作用在后侧肋752ab上，使得盖端子751可以由后侧肋 752ab可靠地支撑。然后，将参考图3说明过滤器壳体部分752b。过滤器壳体部分752b适合于围绕布置为填充过滤器插入 孑L752ba的过滤器构件754。更具体地，过滤器构件754由PTFE (聚四氟乙烯)制成， 从而具有连续的多孔结构，在该多孔结构中连续地设置了微细 的孔，并且过滤器构件754包括圆柱形的主体部分754a和环形 的平坦光滑部754b。此外，过滤器壳体部分752b的过滤器插入孔752ba设置有 径向向内突出的环形突起752bb,该突起752bb与过滤器构件 754的外圆周表面适当地接合以保持该过滤器构件754。然后，将参考图3说明导线壳体部分752c。导线壳体部分752c适合于围绕导线753并且从端子壳体部 分752a的后侧轴向地突出。导线壳体部分752c具有导线753插 入的导线插入孔752ca。导线753具有芯导体和覆盖导线外表面的覆盖构件。导线 753的前侧延伸直至盖端子751的插入部分751c的内部，并且通 过弯边借助于导线固定构件755的弯边部分755a被固定地保持 在插入部分751c内。由于导线插入孔752ca和插入部分751c以该方式沿壳体 752的轴线0—个布置在另 一个上方，因此，导线753在弯边部 分755a和导线插入孔752ca之间的部分不需要急剧地弯曲，因此使得可以抑制导线753的破损。在此期间，导线固定构件755 和盖端子751对应于权利要求书中所述的气体传感器单元的连 接器端子，弯边部分755a对应于权利要求书中所述的气体传感 器单元的接合部分。导线固定构件755为大致筒状，并且除弯边部分755a外具 有装配在盖端子751的插入部分751c中的装配部分755c。在此 期间，借助于弯边部分755a和装配部分755c,来自气体传感器 21的气体检测元件22的内电极29的输出信号可以通过导线753 传递到诸如发动机控制单元(ECU)等外部设备。此外，导线 固定构件755在弯边部分755a和装配部分755c之间具有几乎为 C形截面的固定部分755b。此外，导线固定构件755在装配部 分755c的后侧具有连接部分755d，所述连4^部分755d形成为 径向向外突出并且与盖端子751的环形部分751a相连接。连接 部分755d和盖端子751的环形部分75la借助于焊接等连接在 一起。如上所述，电气连接到导线753的弯边部分755a布置在盖 端子751的插入部分751c的内部。通过这样，即使振动或冲击 施加到导线壳体部分752c使得导线753振动，弯边部分755a也 难以受到振动或冲击的影响，因此更难以在弯边部分755a处产 生裂缝或破损。此外，通过给导线固定构件755设置固定部分755b,布置 在插入部分7 51 c内部的弯边部分7 5 5 a更难以受到振动或沖击 的影响，因此更难以在弯边部分755a处产生裂缝或破损。此外，通过给导线固定构件755设置装配部分755c，导线 753被固定成布置在插入部分751c内部的弯边部分755a更难以 受到振动或冲击的影响，因此更难以在弯边部分755a处产生裂 缝或破损。然后，将参考

本发明的第二实施例。图5示出了处于使用状态的根据第二实施例的气体传感器单元4 0 0 。在此 期间，除了第二实施例的传感器连接器500的插入孔552的布置 与第一实施例不同之外，第二实施例与第一实施例基本相同， 从而将主要对不同的部分进行说明而对其它部分的说明将简略 或省略。此外，与第一实施例相同的部件或部分将由相同的附 图标记表示。如将从图5中看出的一样，第二实施例的气体传感器单元 400包括气体传感器21和布置在气体传感器21的沿轴线O的后 侧(图5中的上侧)的传感器连接器500。将参考图6说明第二实施例的气体传感器单元4 0 0的传感 器连接器500。传感器连接器500包括盖端子751、覆盖和保持 盖端子751的壳体552、导线553、以及过滤器构件754。壳体552通过使用绝缘的氟橡胶成型为中空状，并且构成 用于容纳盖端子751的盖端子容纳空间SPS2。盖端子552的表 面是雕刻的。壳体552包括端子壳体部分552a,其具有围绕 气体传感器单元600 (参考图1 )的盖端子751和陶瓷外套筒23 的后侧的端子插入孔552aa;过滤器壳体部分552b，其设置在 端子壳体部分552a的后侧，以从该后侧径向向外突出，并且围 绕布置成填充过滤器插入孔552ba的过滤器构件754;以及导线 壳体部分552c，其设置在端子壳体部分552a的后侧，以从该后 侧径向地突出，并且围绕导线553。端子壳体部分552a的后侧(图6中的上侧)布置为围绕盖 端子751的保持部分751b,并且保持部分751b与端子壳体部分 552a相接合。另一方面，将肋552ab设置到端子壳体部分552a 的前侧(图6中的下侧)，该肋552ab具有与气体传感器21的陶 瓷外套筒23的外周表面23c (参考图2)适当地接触的尺寸。设置沿轴线O布置的两个肋552ab。此外，盖端子751的保持部分 751b的前端与后侧(图6中的上侧)的一个肋552ab相接合，从 而借助于后侧肋552ab在端子壳体552a内支撑盖端子751。然后，将参考图6说明过滤器壳体部分552b。过滤器壳体部分552b适合于围绕布置为填充过滤器插入 孑L552ba的过滤器构件754。更具体地，过滤器构件754由PTFE (聚四氟乙烯)制成， 从而具有连续的多孔结构，在该多孔结构中连续地设置了微细 的孔，并且过滤器构件754包括圓柱形的主体部分754a和环形 的平坦光滑部754b。过滤器壳体部分552b的过滤器插入孔552ba设置有径向向 内突出的环形突起552bb,该突起552bb与过滤器构件754的外 圆周表面装配接合，以保持该过滤器构件754。然后，将参考图6说明导线壳体部分552c。导线壳体部分552c适合于围绕导线553并且布置在盖端子 751的与过滤器壳体部分552b相反的一侧。导线壳体部分552c 具有导线553插入的导线插入孔552ca。导线553具有芯导体和覆盖导线外表面的覆盖构件。导线 553的前侧延伸直至盖端子751的插入部分751c的内部，并且通 过弯边借助于导线固定构件755的弯边部分755a被固定地保持 在插入部分751c内。导线固定构件755为大致筒状，并且除弯边部分755a外具 有装配在盖端子751的插入部分751c中的装配部分755c。在此 期间，借助于弯边部分755a和装配部分755c,来自气体传感器 21的气体检测元件22的内电极29的输出信号可以通过导线553 传递到诸如发动机控制单元(ECU)等外部设备。此外，导线 固定构件755在弯边部分755a和装配部分755c之间具有几乎为C形截面的固定部分755b。此外，导线固定构件755在装配部 分755c的后侧具有连接部分755d，所述连接部分755d形成为 径向向外突出并且与盖端子751的环形部分751a相连接。盖端 子751的连接部分755d和环形部分751 a借助于焊接等连接在 一起。曰本专利申"i青P2007-099384 ( 2007年4月5曰#是交)的全 部内容通过引用包含于此。尽管已经参照本发明的某些实施例说明了本发明，但本发 明并不限于上述实施例。在上述示教下，本领域技术人员可以 对上述实施例进4于变形和 >修改。例如，尽管在实施例的气体传感器单元600中，过滤器构 件754已经说明和示出为包括两个构成部分，即，圆柱形的主 体部分754a和环形的平坦光滑部754b,但这不是限制性的，而 是可以由单个构成部分形成。此外，尽管在实施例的气体传感器单元600中，前固定构 件755已经说明和示出为具有连接部分755d,但这不是限制性 的，在盖端子751的装配部分755c和插入部分751c借助于焊接 等连接在一起的情况下，可以省去连接部分755d。此外，尽管在实施例的气体传感器单元600中，盖端子751 已经说明和示出为具有五个切口SL1、 SL2、 SL3、 SL4和SL5， 但这不是限制性的，而是可以具有六个切口或更多、三个切口 或仅 一 个切口 。本发明的范围由所附的权利要求书限定。
权利要求
1. 一种气体传感器单元，其包括气体传感器，其具有轴向伸长的有底筒状气体检测元件，该气体检测元件适于在前侧暴露于待检测的气体；端子构件，其与形成在所述气体检测元件的内周表面上的内电极电气连接，用于将来自所述气体检测元件的输出信号传递到外部；和气体传感器连接器，其具有连接器端子，其电气连接到所述气体传感器的所述端子构件；导线，其用于电气连接到所述连接器端子，用于将所述输出信号传递至外部；以及壳体，其具有用于容纳所述连接器端子的端子插入孔和用于容纳所述导线的导线插入孔，其中，所述连接器端子具有布置在所述端子构件内部的筒状的插入部分和布置在所述插入部分内部并且电气地连接到所述导线的芯导体上的接合部分。
2. 根据权利要求l所述的气体传感器单元，其特征在于， 所述连接器端子还包括固定部分，该固定部分布置在所述插入 部分内部并且固定所述导线的覆盖构件。
3. 根据权利要求l所述的气体传感器单元，其特征在于， 所述连接器端子还包括装配在所述插入部分中的装配部分，所 述接合部分经由所述装配部分电气地连接到所述插入部分。
4. 根据权利要求l所述的气体传感器单元，其特征在于， 所述壳体还包括导线插入孔，所述导线通过该导线插入孔延伸， 所述导线插入孔和所述插入部分沿所述壳体的轴线布置成一个 在另一个上方。
5. 根据权利要求l所述的气体传感器单元，其特征在于， 所述传感器连接器还包括透气的、液密的过滤器，所述壳体还 包括用于让导线延伸通过的导线插入孔和用于布置过滤器的过 滤器插入孔，所述导线插入孔和所述过滤器插入孔设置在所述壳体的圆周上。
6. 根据权利要求l所述的气体传感器单元，其特征在于，所述壳体还包括在该壳体的外周表面处的后端部；直径比所 述后端部的直径小的前端部；连接于所述前端部和所述后端部 之间的连^l妻部；以及在所述壳体的由所述端子插入孔的内壁限 定的内周表面处的从所述端子插入孔的所述内壁径向向内突出 以支撑所述连接器端子的支撑部分，所述连接部布置得比所述 支撑部分更靠近所述壳体的前端。
7. 根据权利要求6所述的气体传感器单元，其特征在于， 所述连接部包括朝向所述壳体的所述前端逐渐变细的锥形表 面，当在所述壳体的纵向截面中观察时，所述支撑部分形成在 垂直于所述锥形表面的区域中。
8. —种气体传感器连接器，其能够可拆卸地连接到气体传 感器，该气体传感器具有轴向伸长的有底筒状气体检测元件， 该气体检测元件适于在前侧暴露于待检测的气体；端子构件， 其与形成在所述气体检测元件的内周表面上的内电极电气连 接，用于将来自所述气体检测元件的输出信号传递到外部；所述气体传感器连接器包括连接器端子，其电气连接到 所述气体传感器的所述端子构件；导线，其用于电气连接到所述连接器端子，用于将所述输 出信号传递至外部；以及壳体，其具有用于容纳所述连接器端子的端子插入孔和用于容纳所述导线的导线插入孔，其中，所述连接器端子具有布置在所述端子构件内部的筒 状的插入部分和布置在所述插入部分内部并且电气地连接到所 述导线的芯导体上的接合部分。
全文摘要
一种气体传感器单元，该气体传感器单元包括气体传感器和气体传感器连接器，该气体传感器具有气体检测元件；和端子构件，其电气地连接到形成在气体检测元件的内周表面上的内电极，用于将来自气体检测元件的输出信号传递到外部。该气体传感器连接器具有连接器端子，其电气地连接到气体传感器的端子构件；导线，其电气地连接到连接器端子，用于将输出信号传递至外部；以及壳体，其具有用于容纳连接器端子的端子插入孔和用于容纳导线的导线插入孔，其中，连接器端子具有布置在端子构件内部的筒状的插入部分和布置在插入部分内部并且电气地连接到导线的芯导体上的接合部分。
文档编号G01N27/407GK101281160SQ20081009062
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月2日 优先权日2007年4月5日
发明者下乡彻马, 浅井昌弘, 神前和裕 申请人:日本特殊陶业株式会社