(57)【要約】【課題】電極パッドと接点金具との接触信頼性に優れたセラミックヒータを提供すること。【解決手段】被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ３に内蔵されるセラミックヒータ１。セラミック製のヒータ基材１０と、該ヒータ基材１０の内部に形成される発熱体と、外部リード３６に接続された接点金具２に接触する電極パッド１１とを有する。該電極パッド１１は、ヒータ基材１０の外側面１００の基端部１０１を含む位置に配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサに内蔵されるセラミックヒータであって、
セラミック製のヒータ基材と、該ヒータ基材の内部に形成される発熱体と、外部リードに接続された接点金具に接触する電極パッドとを有し、
上記電極パッドは、上記ヒータ基材の外側面の基端部を含む位置に配設されていることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】
請求項１において、上記セラミックヒータの軸方向に直交する方向の断面が略円形状であることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記ヒータ基材の外側面の基端部よりも基端側には、基端側へ向かうにつれて縮径するテーパ部が形成されてなることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項４】
請求項３において、上記電極パッドは、上記テーパ部にまで延設されていることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項５】
請求項１又は２において、上記ヒータ基材の外側面の基端部よりも基端側には、軸方向の断面が曲線状となる曲面部が形成されてなることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項６】
請求項５において、上記電極パッドは、上記曲面部にまで延設されていることを特徴とするセラミックヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサに内蔵されるセラミックヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の内燃機関等の排気系には、排ガス中の酸素や窒素酸化物等の特定ガスの濃度を測定するガスセンサが配設されている（例えば、特許文献１参照）。該ガスセンサには、センサ素子が内蔵されているとともに該センサ素子を加熱するセラミックヒータが内蔵されている。
該セラミックヒータは、セラミック製のヒータ基材と、該ヒータ基材の内部に形成される発熱体と、外部リードと接続するための端子リードとを有する。該端子リードは、上記発熱体と電気的に接続されるとともにヒータ基材の表面に形成された一対の電極パッドにろう付け接合されている。
しかしながら、電極パッドと端子リードとの接合部分であるろう付け部は、その界面等において腐食が進むと断線しやすいという問題がある。
【０００３】
そこで、かかる問題を解消するために、図８に示すごとく、径方向内側へ向かう付勢力を有する接点金具９２と電極パッド９１１とを接触させることにより、電極パッド９１１と外部リード（図示略）とを電気的に導通させる構造が考えられる。
電極パッド９１１と接点金具９２とを接触させるに当たっては、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すごとく、セラミックヒータ９の基端部９０１を、一対の接点金具９２の間に矢印の向きに挿入する。
【０００４】
このとき、接点金具９２は、図７（ｂ）に示すごとく、セラミック製のヒータ基材９１０の外側面９００と接触しながら所定の位置に配置されることとなる。そのため、図９（ａ）に示すごとく、セラミックヒータ９の外側面９００で擦れて接点金具９２の表面に擦傷９９１が発生してしまうおそれがある。さらに、図９（ｂ）に示すごとく、その接点金具９２の表面に付いた擦傷９９１により、電極パッド９１１の表面にも擦傷９９２が発生してしまうおそれがある。
その結果、電極パッド９１１と接点金具９２との接触信頼性が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４７２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、電極パッドと接点金具との接触信頼性に優れたガスセンサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサに内蔵されるセラミックヒータであって、
セラミック製のヒータ基材と、該ヒータ基材の内部に形成される発熱体と、外部リードに接続された接点金具に接触する電極パッドとを有し、
上記電極パッドは、上記ヒータ基材の外側面の基端部を含む位置に配設されていることを特徴とするセラミックヒータにある（請求項１）。
【０００８】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記電極パッドは、上記ヒータ基材の外側面の基端部を含む位置に配設されている。それゆえ、ヒータ基材の外側面においては、電極パッドよりも基端側の部分にヒータ基材が露出している部分はない。これにより、接点金具を電極パッドに接触させるに当たって、接点金具をヒータ基材の外側面に接触させることなく電極パッドにまで到達させることができる。
【０００９】
そのため、接点金具がヒータ基材の外側面と接触することにより接点金具の表面に擦傷が発生するという不具合を防ぐことができる。したがって、接点金具の表面に生じた擦傷によって、さらに電極パッドの表面にも擦傷が発生するという不具合が生ずることもない。すなわち、電極パッドと接点金具とを、互いの表面が良好な状態で接触させることができる。
その結果、電極パッドと接点金具との接触信頼性に優れたガスセンサを得ることができる。
【００１０】
以上のごとく、本発明によれば、電極パッドと接点金具との接触信頼性に優れたガスセンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明（請求項１）において、上記ガスセンサとして、例えば、Ａ／Ｆセンサ、Ｏ2センサ、ＮＯｘセンサ等がある。
上記セラミックヒータは、例えば、有底筒状のセンサ素子の内側に挿通配置するものとすることができ、また、センサ素子と一体的に形成してなるものとすることもできる。
上記セラミックヒータは、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等からなる。
【００１２】
なお、本明細書においては、ガスセンサを排気管等に挿入する側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
また、本発明におけるセラミックヒータの外側面は、例えば図１の符号ｔに示される範囲におけるセラミックヒータの表面をいう。
【００１３】
また、上記セラミックヒータは、該セラミックヒータの軸方向に直交する方向の断面が略円形状であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、本発明の作用効果を効果的に発揮することができる。すなわち、セラミックヒータの上記断面が略円形状である場合には、電極パッドと接点金具との接触面積が小さくなりやすい。したがって、電極パッドの表面及び接点金具の表面の状態が、電極パッドと接点金具との接触状態を決定する重要な要素となる。そこで、上記断面が略円形状であるセラミックヒータにおいて本発明を適用すれば、電極パッドの表面及び接点金具の表面における擦傷の発生を抑制することができるため、電極パッドと接点金具との接触信頼性を効果的に向上させることができる。
【００１４】
また、上記セラミックヒータは、上記ヒータ基材の外側面の基端部よりも基端側には、基端側へ向かうにつれて縮径するテーパ部が形成されてなることが好ましい（請求項３）。
この場合には、電極パッドと接点金具との組付けを円滑に行うことができる。
【００１５】
また、上記電極パッドは、上記テーパ部にまで延設されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、電極パッドと接点金具とを接触させる際に、テーパ部においてヒータ基材と接点金具とが接触することを抑制することができる。すなわち、電極パッドに接点金具を接触配置する際には、接点金具は、まずテーパ部と接触する。それゆえ、このテーパ部にも電極パッドが形成されていれば、ヒータ基材と接点金具との摺動を抑制することができる。そのため、電極パッドと接点金具との接触信頼性により一層優れたセラミックヒータを得ることができる。
【００１６】
また、上記セラミックヒータは、上記ヒータ基材の外側面の基端部よりも基端側には、軸方向の断面が曲線状となる曲面部が形成されてなるものとすることもできる（請求項５）。
この場合には、電極パッドと接点金具との組付けを円滑に行うことができる。
【００１７】
また、上記電極パッドは、上記曲面部にまで延設されていてもよい（請求項６）。
この場合には、電極パッドと接点金具とを接触させる際に、曲面部においてヒータ基材と接点金具とが接触することを抑制することができる。すなわち、電極パッドに接点金具を接触配置する際には、接点金具は、まず曲面部と接触する。それゆえ、この曲面部にも電極パッドが形成されていれば、ヒータ基材と接点金具との摺動を抑制することができる。そのため、電極パッドと接点金具との接触信頼性により一層優れたセラミックヒータを得ることができる。
【実施例】
【００１８】
（実施例１）
本発明の実施例に係るセラミックヒータにつき、図１、図２を用いて説明する。
本例のセラミックヒータ１は、図１に示すごとく、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ３に内蔵される。
【００１９】
そして、セラミックヒータ１は、図１、図２に示すごとく、セラミック製のヒータ基材１０と、該ヒータ基材１０の内部に形成される発熱体（図示略）と、外部リード３６に接続された一対の接点金具２に挟圧される一対の電極パッド１１とを有する。
一対の電極パッド１１は、ヒータ基材１０の外側面１００の基端部１０１を含む位置に配設されている。
【００２０】
以下、詳細に説明する。
ガスセンサ３は、図１に示すごとく、セラミックヒータ１を内側に挿通保持する有底筒状のコップ型のセンサ素子３１と、該センサ素子３１を内側に挿通保持するハウジング３２と、該ハウジング３２の基端側に接続される大気側カバー３３とを有する。
【００２１】
また、セラミックヒータ１と大気側カバー３３との間には、図１に示すごとく、セラミックヒータ１の基端側を覆う大気側絶縁碍子３４が配設されている。さらに、該大気側絶縁碍子３４は、筒状のホルダ３５によって保持されている。そして、該ホルダ３５は、その外周面３５０において径方向外側に向かって付勢された外方バネ３５１を有しており、該外方バネ３５１において大気側カバー３３の内側面３３０と接している。すなわち、大気側絶縁碍子３４は、外方バネ３５１が伸縮することによって、所定の位置に固定、保持される。
【００２２】
大気側絶縁碍子３４の内側面３４０とセラミックヒータ１との間には、図１に示すごとく、上記一対の接点金具２が配設されている。
該接点金具２は、大気側絶縁碍子３４の内側面３４０と接触する基板部２１と、該基板部２１の先端部から折り返されて延設されセラミックヒータ１の電極パッド１１に接触する接点部２２とを有する。該接点部２２は、径方向内側に向かって付勢されている。そして、該接点部２２に設けられた屈曲部２２０において電極パッド１１を押圧している。このように、一対の接点金具２によってセラミックヒータ１の基端側が保持されている。
【００２３】
本例のセラミックヒータ１は、図２（ｃ）に示すごとく、該セラミックヒータ１の軸方向に直交する方向の断面が略円形状である。すなわち、セラミックヒータ１は、略円柱形状のヒータである。
なお、セラミックヒータ１の先端部１０３と基端部１０１とには、直径が他より小さい突出部１０４が形成されている。この突出部１０４を除く図１のｔの部分が略円柱形状となっており、その径方向外側表面が、上記外側面１００となる。したがって、突出部１０４の表面は、外側面１００には含まれない。
【００２４】
次に、本例の作用効果につき説明する。
電極パッド１１は、ヒータ基材１０の外側面１００の基端部１０１を含む位置に配設されている。それゆえ、ヒータ基材１０の外側面１００においては、電極パッド１１よりも基端側の部分にヒータ基材１０が露出している部分はない。これにより、接点金具２を電極パッド１１に接触させるに当たって、接点金具２をヒータ基材１０の外側面１００に接触させることなく電極パッド１１にまで到達させることができる。
【００２５】
そのため、接点金具２がヒータ基材１０の外側面１００と接触することにより接点金具２の表面に擦傷（図９（ａ）における符号９９１参照）が発生するという不具合を防ぐことができる。したがって、接点金具２の表面の擦傷によって、さらに電極パッド１１の表面にも擦傷（図９（ｂ）における符号９９２参照）が発生するという不具合が生ずることもない。すなわち、電極パッド１１と接点金具２とを、互いの表面が良好な状態で接触させることができる。
その結果、電極パッド１１と接点金具２との接触信頼性に優れたガスセンサ３を得ることができる。
【００２６】
また、セラミックヒータ１は、該セラミックヒータ１の軸方向に直交する方向の断面が略円形状であるため、本発明の作用効果を効果的に発揮することができる。すなわち、本例のようにセラミックヒータ１の断面が略円形状である場合には、電極パッド１１と接点金具２との接触面積が小さくなりやすい。したがって、電極パッド１１の表面及び接点金具２の表面の状態が、電極パッド１１と接点金具２との接触状態を決定する重要な要素となる。そこで、上記断面が略円形状であるセラミックヒータ１において本発明を適用すれば、電極パッド１１の表面及び接点金具２の表面における擦傷の発生を抑制することができるため、電極パッド１１と接点金具２との接触信頼性を効果的に向上させることができる。
【００２７】
以上のごとく、本例によれば、電極パッドと接点金具との接触信頼性に優れたガスセンサを提供することができる。
【００２８】
（実施例２）
本例は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すごとく、ヒータ基材１０の外側面１００の基端部１０１よりも基端側において、基端側へ向かうにつれて縮径するテーパ部１２が形成されてなるセラミックヒータ１の例である。
該セラミックヒータ１は、該セラミックヒータ１の軸方向に直交する方向の断面が略円形状である。
なお、本例においては、テーパ部１２の基端側に平坦な基端面１０２が形成されているが、基端面１０２を有しないよう構成することもできる。
その他は、実施例１と同様である。
本例においては、電極パッド１１と接点金具２との組付けを円滑に行うことができる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００２９】
なお、電極パッド１１を、図４（ａ）、（ｂ）に示すごとく、テーパ部１２にまで延設することもできる。この場合には、電極パッド１１と接点金具２とを接触させる際に、テーパ部１２においてヒータ基材１０と接点金具２とが接触することを抑制することができる。すなわち、電極パッド１１に接点金具２を接触配置する際には、接点金具２は、まずテーパ部１２と接触する。それゆえ、このテーパ部１２にも電極パッド１１が形成されていれば、接点金具２とヒータ基材１０との摺動を抑制することができる。そのため、電極パッド１１と接点金具２との接触信頼性により一層優れたセラミックヒータ１を得ることができる。
【００３０】
（実施例３）
本例は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すごとく、ヒータ基材１０の外側面１００の基端部１０１よりも基端側において、軸方向の断面が曲線状となる曲面部１３が形成されてなるセラミックヒータ１の例である。
本例では、曲面部１３は、半球形状に形成されている。また、曲面部１３の曲率半径は、種々の値とすることができる。
また、セラミックヒータ１は、該セラミックヒータ１の軸方向に直交する方向の断面が略円形状である。
その他は、実施例１と同様である。
本例においても、電極パッド１１と接点金具２との組付けを円滑に行うことができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００３１】
なお、電極パッド１１を、図６（ａ）、（ｂ）に示すごとく、曲面部１３にまで延設することもできる。この場合には、電極パッド１１と接点金具２とを接触させる際に、曲面部１３においてヒータ基材１０と接点金具２とが接触することを抑制することができる。すなわち、電極パッド１１に接点金具２を接触配置する際には、接点金具２は、まず曲面部１３と接触する。それゆえ、この曲面部１３にも電極パッド１１が形成されていれば、接点金具２とヒータ基材１０との摺動を抑制することができる。そのため、電極パッド１１と接点金具２との接触信頼性により一層優れたセラミックヒータ１を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１における、ガスセンサの断面説明図。
【図２】実施例１における、（ａ）セラミックヒータの基端部の説明図、（ｂ）（ａ）と直交する方向のセラミックヒータの基端部の説明図、（ｃ）セラミックヒータの上面図。
【図３】実施例２における、（ａ）セラミックヒータの基端部の説明図、（ｂ）（ａ）と直交する方向のセラミックヒータの基端部の説明図、（ｃ）セラミックヒータの上面図。
【図４】実施例２における、（ａ）テーパ部にまで電極パッドが延設されたセラミックヒータの基端部の説明図、（ｂ）（ａ）と直交する方向のセラミックヒータの基端部の説明図。
【図５】実施例３における、（ａ）セラミックヒータの基端部の説明図、（ｂ）（ａ）と直交する方向のセラミックヒータの基端部の説明図、（ｃ）セラミックヒータの上面図。
【図６】実施例３における、（ａ）曲面部にまで電極パッドが延設されたセラミックヒータの基端部の説明図、（ｂ）（ａ）と直交する方向のセラミックヒータの基端部の説明図。
【図７】従来のガスセンサの問題点を解消することができるガスセンサにおける、（ａ）セラミックヒータを接点金具の間に挿入する前の状態を示す説明図、（ｂ）セラミックヒータを接点金具の間に挿入している状態を示す説明図。
【図８】従来のガスセンサの問題点を解消することができるガスセンサにおける、セラミックヒータを接点金具の間に挿入した状態を示す説明図。
【図９】従来のガスセンサの問題点を解消することができるガスセンサにおける、（ａ）接点金具の側面図、（ｂ）セラミックヒータの基端部における不具合を示す説明図。
【符号の説明】
【００３３】
１  セラミックヒータ
１０  ヒータ基材
１００  外側面
１０１  基端部
１１  電極パッド
３  ガスセンサ
３６  外部リード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008292207.tif 000009
【図８】
2008292207.tif 000010
【図９】
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