(57)【要約】【課題】センサー素子の電極部との接触状態が複数の接触部材間でばらつくのをより抑制する。【解決手段】接触金具７１は、センサー素子の表面に接触可能な支持部７１ｂと、支持部７１ｂと同じ方向に突出し、センサー素子の電極と接触可能な導通部７１ｃと、を備えている。そして、センサー素子に取り付けられる前の状態において、導通部７１ｃの突出高さＨ２が、支持部７１ｂの突出高さＨ１の９０％〜１１０％であり、両者の突出高さＨ１，Ｈ２が比較的近い値になっている。また、支持部７１ｂと導通部７１ｃとは弾性変形可能である。支持部７１ｂと導通部７１ｃとは湾曲形状をしている。支持部７１ｂ及び導通部７１ｃは、接触金具７１の長手方向に沿って配置されている。【選択図】図９
2014209104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のセンサー素子の表面に設けられた電極部と接触して電気的に接続可能な接触部材であって、
前記センサー素子の表面に接触可能な第１突出部と、
前記第１突出部と同じ方向に突出し、前記電極部と接触可能な第２突出部と、
を備え、
前記第２突出部の突出高さは、前記第１突出部の突出高さの９０％〜１１０％である、
接触部材。
【請求項２】
前記第１突出部と前記第２突出部との突出高さが等しい、
請求項１に記載の接触部材。
【請求項３】
前記第１突出部及び前記第２突出部は、弾性変形可能である、
請求項１又は２に記載の接触部材。
【請求項４】
前記第１突出部及び前記第２突出部は、湾曲形状をしている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の接触部材。
【請求項５】
前記第１突出部及び前記第２突出部は、接触部材の長手方向に沿って配置されている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の接触部材。
【請求項６】
（ａ）同じ方向に突出した第１突出部及び第２突出部を備えた接触部材と、表面に電極部が設けられた平板状のセンサー素子と、を用意する工程と、
（ｂ）前記センサー素子の表面と前記第１突出部とが接触し前記電極部と前記第２突出部とが接触するように、押圧部材で該センサー素子及び該接触部材を挟み、該押圧部材が前記接触部材を前記センサー素子に押圧した状態で該押圧部材を固定する工程と、
を含み、
前記工程（ａ）で用意する前記接触部材は、前記第２突出部の突出高さが前記第１突出部の突出高さの９０％〜１１０％である、
センサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触部材及びセンサーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスセンサーなどのセンサーにおいて、平板状のセンサー素子の表面に設けられた電極部と電気的に接続される接触部材が知られている。例えば、特許文献１には、金属を曲げ加工して作製された細長い接触部材（接触金具）であって、センサー素子側に突出した支持部及び導通部を備えたものが記載されている。この接触部材は、センサー素子に向かって押圧されると、支持部がセンサー素子の表面に接触すると共に導通部が電極部に接触する。そして、導通部によりセンサー素子と接触部材との導通が保たれると共に、支持部もセンサー素子に接触することで導通部からの押圧力によるセンサー素子の割れを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１１３９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１の導通部と支持部のように２つの突出部を有する接触部材をセンサー素子に接触させる場合、電極部と突出部との接触状態が複数の接触部材間でばらつくことがあった。電極部と突出部との接触状態がばらつくと、接触抵抗が異なることにより、センサー素子から接触部材を介して取り出す電気信号について誤検出が生じてしまう場合があった。また、接触状態がばらつくと、電極部と突出部との接触が不十分なものが生じやすくなり、電極部と突出部との導通が十分保てないものが生じやすくなる場合があった。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、センサー素子の電極部との接触状態が複数の接触部材間でばらつくのをより抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、従来の接触部材において２つの突出部の突出高さが明確に規定されておらず、例えば一方の突出高さが２００μｍで他方の突出高さが３００μｍであるなど、突出高さが異なっていることに着目した。そして、２つの突出部の突出高さを調整することで電極部と突出部との接触状態のばらつきを抑制できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の接触部材は、
平板状のセンサー素子の表面に設けられた電極部と接触して電気的に接続可能な接触部材であって、
前記センサー素子の表面に接触可能な第１突出部と、
前記第１突出部と同じ方向に突出し、前記電極部と接触可能な第２突出部と、
を備え、
前記第２突出部の突出高さは、前記第１突出部の突出高さの９０％〜１１０％である、
ものである。
【０００８】
この本発明の接触部材は、センサー素子の表面に接触可能な第１突出部と、第１突出部と同じ方向に突出し、センサー素子の電極部と接触可能な第２突出部と、を備えている。そして、第２突出部の突出高さが、第１突出部の突出高さの９０％〜１１０％であり、両者の突出高さが比較的近い値になっている。こうすることで、第１突出部がセンサー素子の表面に接触し第２突出部がセンサー素子の電極部に接触するように接触部材をセンサー素子に向かって押圧したときに、第２突出部と電極部との接触状態が複数の接触部材間でばらつくのをより抑制することができる。なお、この理由は、第１突出部と第２突出部との突出高さが比較的近いことで、両者のセンサー素子への押圧力に偏りが少なくなり、これにより第２突出部から電極部への押圧力が安定するためと考えられる。ここで、第１突出部は、センサー素子の表面に接触可能であればよい。例えば、第２突出部だけでなく第１突出部もセンサー素子の電極部に接触可能であってもよい。また、接触部材は、第１突出部と第２突出部との他にも、センサー素子の表面に接触可能であり第１突出部及び第２突出部と同じ方向に突出する突出部を有していてもよい。すなわち、接触部材は、３以上の突出部を有していてもよい。この場合、３以上の突出部のうちいずれか１つの突出部の突出高さを基準高さとしたときに、他の突出部の突出高さがいずれも基準高さの９０％〜１１０％にあるものとしてもよい。
【０００９】
本発明の接触部材において、前記第１突出部と前記第２突出部との突出高さが等しくてもよい。こうすれば、第２突出部と電極部との接触状態が複数の接触部材間でばらつくのをより抑制する効果がより高まる。ここで、「突出高さが等しい」とは、製造誤差などのわずかな差があるような、突出高さが略等しい場合を含む。
【００１０】
本発明の接触部材において、前記第１突出部及び前記第２突出部は、弾性変形可能としてもよい。こうすれば、接触部材をセンサー素子に向かって押圧したときに第１突出部及び第２突出部が弾性変形することで、接触部材とセンサー素子との接触を保ちやすくできる。
【００１１】
本発明の接触部材において、前記第１突出部及び前記第２突出部は、湾曲形状をしていてもよい。こうすれば、例えば曲げ加工により形成するなど、比較的容易に第１突出部と第２突出部とを形成することができる。
【００１２】
本発明の接触部材において、前記第１突出部及び前記第２突出部は、接触部材の長手方向に沿って配置されていてもよい。接触部材の長手方向に沿って第１突出部及び第２突出部が配置される場合、短手方向に沿って配置される場合よりも第１突出部及び第２突出部からセンサー素子への押圧力に偏りが生じやすいため、本発明を適用する意義が高い。
【００１３】
本発明のセンサーの製造方法は、
（ａ）同じ方向に突出した第１突出部及び第２突出部を備えた接触部材と、表面に電極部が設けられた平板状のセンサー素子と、を用意する工程と、
（ｂ）前記センサー素子の表面と前記第１突出部とが接触し前記電極部と前記第２突出部とが接触するように、押圧部材で該センサー素子及び該接触部材を挟み、該押圧部材が前記接触部材を前記センサー素子に押圧した状態で該押圧部材を固定する工程と、
を含み、
前記工程（ａ）で用意する前記接触部材は、前記第２突出部の突出高さが前記第１突出部の突出高さの９０％〜１１０％である、
ものである。
【００１４】
この本発明のセンサーの製造方法では、センサー素子の表面と接触部材の第１突出部とが接触しセンサー素子の電極部と接触部材の第２突出部とが接触するように、押圧部材がセンサー素子及び接触部材を挟み、接触部材をセンサー素子に押圧した状態で押圧部材を固定する。このとき、接触部材は、押圧前の状態において、第２突出部の突出高さが第１突出部の突出高さの９０％〜１１０％となっており、両者の突出高さが比較的近い値になっている。そのため、このような工程を含んで製造された複数のセンサー間で、第２突出部と電極部との接触状態がばらつくのをより抑制することができる。ここで、センサーは、例えば、被測定ガス中の所定のガス濃度を検出するガスセンサーとしてもよい。「被測定ガス」は、例えば自動車の排気ガスなどとしてもよい。「所定のガス濃度」は、例えばＮＯｘ濃度や酸素濃度などとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態のガスセンサー１０の縦断面図である。
【図２】コネクター５０の斜視図である。
【図３】コネクター５０のハウジング５１を示す分解斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】第１ハウジング５１ａ側から見た接触金具７１，センサー素子２０の位置関係を示す説明図である。
【図７】接触金具７１の曲げ加工前の状態を示す説明図である。
【図８】曲げ加工後の接触金具７１の斜視図である。
【図９】曲げ加工後の接触金具７１の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の接触部材の実施形態である接触金具７１を備えたガスセンサー１０の縦断面図である。図２はコネクター５０の斜視図であり、図３はコネクター５０のハウジング５１を示す分解斜視図である。図４は図２のＡ−Ａ断面図であり、図５は図４のＢ−Ｂ断面図であり、図６は第１ハウジング５１ａ側から見た接触金具７１，センサー素子２０の位置関係を示す説明図である。
【００１８】
図１に示すように、ガスセンサー１０は、被測定ガスから所定のガス成分を測定するセンサー素子２０と、センサー素子２０の一方の端部を保護する保護カバー３０と、センサー素子２０と導通するコネクター５０を含むセンサー組立体４０とを備えている。このガスセンサー１０は、例えば車両の排ガス管に取り付けられて被測定ガスとしての排気ガスに含まれるＮＯｘやＯ2等のガス成分を測定するために用いられる。
【００１９】
センサー素子２０は、細長な長尺の板状体形状の素子であり、ジルコニア（ＺｒＯ2）等の酸素イオン伝導性固体電解質層からなる例えば６枚のセラミックス基板を積層して形成されている。なお、センサー素子２０の保護カバー３０側の端部を先端と表記し、コネクター５０側の端部を基端と表記する。このセンサー素子２０の基端表面（図５の上側の面である第１面及び図５の下側面である第２面）には、図５に示すように４つの第１面電極２１ａ及び４つの第２面電極２１ｂが形成されている。なお、第１面電極２１ａ及び第２面電極２１ｂを併せて電極２１と表記する。この電極２１は、センサー素子２０に電圧を印加したり、センサー素子２０が検出するガス成分の濃度に応じて生じる起電力又は電流を取り出したりするためのものであり、センサー素子２０内部の電路を介してセンサー素子２０の先端内の電極と導通している（図示せず）。第１面電極２１ａ，第２面電極２１ｂの位置については後述する。
【００２０】
保護カバー３０は、図１に示すように、センサー素子２０の先端の周囲を取り囲むように配置されている。この保護カバー３０は、センサー素子２０の先端を覆う内側保護カバー３１と、この内側保護カバー３１を覆う外側保護カバー３２とを備えている。内側保護カバー３１は、筒状に形成され、センサー素子２０の先端に被測定ガスを導入するための内側保護カバー孔３１ａを備えている。外側保護カバー３２は、有底筒状に形成され、側面に被測定ガスを導入するための外側保護カバー孔３２ａを備えている。内側保護カバー３１，外側保護カバー３２は、例えばステンレス鋼などの金属製である。
【００２１】
センサー組立体４０は、金属製の主体金具４１と、主体金具４１に溶接固定された円筒形の内筒４２及び外筒４６と、センサー素子２０の基端に接続されたコネクター５０と、を備えている。主体金具４１は、雄ネジ部４１ａにより例えば車両の排ガス管に取り付け可能になっている。内筒４２の内部には、複数のセラミックスサポーター４３ａ〜４３ｃと、セラミックスサポーター４３ａ，４３ｂ間及びセラミックスサポーター４３ｂ，４３ｃ間に充填されたタルク等のセラミックス粉体４４ａ，４４ｂとが封入されており、これらはメタルリング４５と主体金具４１の内壁とに挟まれて封止されている。外筒４６は、内筒４２，センサー素子２０，コネクター５０の周囲を覆っており、コネクター５０に接続されたリード線４８が開口端４６ａから外部に引き出されている。このリード線４８は、コネクター５０を介してセンサー素子２０の各電極２１と導通している。外筒４６とリード線４８との隙間はゴム栓４７によって封止されている。
【００２２】
次に、コネクター５０について詳細に説明する。図示するように、コネクター５０は、アルミナ焼結体などセラミックス製の第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂと、第１ハウジング５１ａ又は第２ハウジング５１ｂに保持されセンサー素子２０の電極２１と１対１に対向して接触する接触金具７１と、第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂを挟持して固定する金属製のクランプ９０と、を備えている。
【００２３】
第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂは、それぞれ４つの接触金具７１を接触金具７１の長手方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に並べて保持する部材である。第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとは同じ形状であるため、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂにおける同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。また、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとを併せてハウジング５１と表記する。ハウジング５１は、接触金具７１を係止する４つの係止溝５２と、接触金具７１が挿入される４つの挿入孔５３と、各挿入孔５３内に形成されて接触金具７１を係止する係止部５４と、を備えている。また、ハウジング５１は、センサー素子２０を挟んでＹ方向の一方の側面に凸部５５を備え、他方の側面に第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとのＺ方向の距離を規制する規制部材５６，５７を備えている（図２，図３参照）。凸部５５は、対向するハウジング５１の規制部材５６と規制部材５７との間の窪みに挿入されるようになっており、これにより第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとのＸ方向の相対位置を固定可能になっている。
【００２４】
接触金具７１はセンサー素子２０の電極２１と１対１に対向する位置にハウジング５１によって保持される金属製の部材であり、湾曲した形状により係止溝５２に係止される先端部７１ａと，センサー素子２０に向かって湾曲して突出する支持部７１ｂと，センサー素子２０に向かって湾曲して突出することで電極２１と接触する導通部７１ｃと、挿入孔５３内に挿入される立直部７１ｄと、コネクター５０の外部に引き出される湾曲部７１ｆと、コネクター５０の外部でリード線４８の複数の芯線４８ａを圧着して保持する保持部７１ｇと、を備えている。支持部７１ｂと導通部７１ｃとは、接触金具７１の長手方向（図４のＸ方向）に沿って配置されており、導通部７１ｃは支持部７１ｂよりも保持部７１ｇに近い位置に配置されている。支持部７１ｂ，導通部７１ｃは、いずれも弾性変形可能に形成されており、ばね定数が例えば５００〜４０００Ｎ／ｍｍの範囲である。立直部７１ｄは、湾曲した形状により係止部５４に係止されるフック部７１ｅを備えている。なお、第１ハウジング５１ａに保持される接触金具７１の導通部７１ｃは、センサー素子２０の第１面電極２１ａと１対１に対向して接触し、第２ハウジング５１ｂに保持される接触金具７１の導通部７１ｃは、センサー素子２０の第２面電極２１ｂと１対１に対向して接触するようになっている（図４，５参照）。
【００２５】
接触金具７１とセンサー素子２０の電極２１との位置関係について説明する。図４，図６に示すように、センサー素子２０の第１面電極２１ａは、センサー素子２０の基端から導通部７１ｃと支持部７１ｂとの間の位置までにわたって形成されている。また、Ｙ方向に並ぶ４つの第１面電極２１ａのうち、中央の２つの第１面電極２１ａは、上述したセンサー素子２０内部の電路と導通するために形成されたスルーホール２１ｅと導通している。図６に示すように、各スルーホール２１ｅは導通部７１ｃと支持部７１ｂとの間の位置に形成されている。なお、第２面電極２１ｂと接触金具７１との位置関係や、第２面電極２１ｂに導通するスルーホール２１ｅの位置もこれと同様であるため説明を省略する。
【００２６】
クランプ９０は、図２，図５に示すように、板状の金属を曲げ加工したものであり、第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂを挟持して互いに近接する方向に押圧可能な弾性力を有している。この弾性力により第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとが挟持されると、第１ハウジング５１ａの規制部材５６，５７が第２ハウジング５１ｂに接触すると共に第２ハウジング５１ｂの規制部材５６，５７が第１ハウジング５１ａに接触する。これにより、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとの距離が固定される。また、接触金具７１の導通部７１ｃがセンサー素子２０の第１面電極２１ａ又は第２面電極２１ｂと対向するように、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとでセンサー素子２０及び接触金具７１を挟み込んだ状態でクランプ９０が第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとを挟持すると、クランプ９０からの押圧力によって支持部７１ｂ，導通部７１ｃがそれぞれ弾性変形してセンサー素子２０を挟持して固定する。このとき、支持部７１ｂ，導通部７１ｃが弾性変形しているため、これによる押圧力でセンサー素子２０を確実に挟持して固定することができる。また、導通部７１ｃが弾性変形しているため、導通部７１ｃと電極２１との電気的な接触をより確実に保つことができる。
【００２７】
次に、接触金具７１の製造方法について説明する。接触金具７１は板状の金属を型抜きし、曲げ加工をすることにより製造したものである。図７は、接触金具７１の曲げ加工前の状態を示す説明図である。図８は、曲げ加工後の接触金具７１の斜視図である。図９は、曲げ加工後の接触金具７１の側面図である。図７に示すように、略長方形状の金属板部１００と、金属板部１００の片方の長辺に繋がる金属片１１０と、金属板部１００の端部の領域１００ｇの長辺に連なる略長方形の金属片１２２，１２３と、を有する形状に板状の金属を型抜きする。なお、金属片１２２は、領域１００ｇのうち金属片１２３とは反対側に連なるように位置している。そして、この金属板部１００のうち領域１００ａ，１００ｆを図７の紙面手前側に湾曲させることで図４に示した先端部７１ａ，湾曲部７１ｆを形成し、領域１００ｂ，１００ｃを図７の紙面奥側に突出するように湾曲させることで図４に示した支持部７１ｂ、導通部７１ｃを形成する。このとき、導通部７１ｃの突出高さＨ２が突出高さＨ１の９０％〜１１０％になるように、支持部７１ｂ及び導通部７１ｃの湾曲形状を調整する（図９参照）。金属片１１０は、直線１１１ａを支点として領域１１１を図７の紙面手前方向と平行になるまで紙面手前側に折り曲げ、直線１１２ａを支点として領域１１２を金属板部１００の内側の方向へ折り曲げ、領域１１３を金属板部１００の長手方向に沿って湾曲部７１ｆの方向へ湾曲してフック部７１ｅを形成する。これにより、金属片１１０が立直部７１ｄに曲げ加工される。なお、金属板部１００には図７，８に示すように、領域１１１の厚さ以上の深さの凹み部１０１が形成されており、直線１１１ａを支点として領域１１１を折り曲げたときに、領域１１１が金属板部１００の表面１０２（図８参照）の直上の領域内に収まるようになっている。また、金属片１２２，１２３をそれぞれ図７の紙面手前側に起立させることで保持部７１ｇを形成する。このように、板状の金属を曲げ加工することで、図８，９に示した立体的な形状の接触金具７１を容易に製造することができる。
【００２８】
ここで、曲げ加工後の接触金具７１、すなわちセンサー素子２０に取り付けられる前の状態の接触金具７１における、支持部７１ｂ及び導通部７１ｃの形状について詳細に説明する。図９に示すように、支持部７１ｂは湾曲形状をしており、先端部７１ａとは反対側（図９の下側）に突出高さＨ１だけ突出している。導通部７１ｃは、湾曲形状をしており、先端部７１ａとは反対側（図９の下側）に突出高さＨ２だけ突出している。そして、導通部７１ｃは、上述したように突出高さＨ２が突出高さＨ１の９０％〜１１０％になるように形成されている。なお、突出高さＨ１と突出高さＨ２とは近いほど好ましく、突出高さＨ１と突出高さＨ２とが等しいことがより好ましい。なお、「突出高さＨ１と突出高さＨ２とが等しい」とは、製造誤差などのわずかな差があるような、突出高さが略等しい場合を含む。突出高さＨ１，Ｈ２は、特に限定するものではないが、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍである。支持部７１ｂは、突出形状の先端部分の内周面（図９の上側の面）の曲率半径Ｒ１が例えば０．８〜１．６ｍｍであり、突出形状の両肩部分の湾曲の外周面（図９の上側の面）の曲率半径Ｒ２，Ｒ３が例えば１．２ｍｍ〜２．２ｍｍである。導通部７１ｃは、突出形状の先端部分の内周面（図９の上側の面）の曲率半径Ｒ４が例えば０．８〜１．６ｍｍであり、突出形状の両肩部分の湾曲の外周面（図９の上側の面）の曲率半径Ｒ５，Ｒ６が例えば１．２ｍｍ〜１．５ｍｍである。なお、曲率半径Ｒ２＝Ｒ３としてもよいし、曲率半径Ｒ５＝Ｒ６としてもよい。また、曲率半径Ｒ５，Ｒ６は、曲率半径Ｒ２，Ｒ３と同じとしてもよいし、曲率半径Ｒ２，Ｒ３より大きいものとしてもよい。
【００２９】
次に、図８，９に示した曲げ加工後の接触金具７１を用いた、ガスセンサー１０の製造方法について説明する。まず、主体金具４１と内筒４２とを同軸となるように溶接により組み付け、その内部に、主体金具４１側からの並びがセラミックスサポーター４３ａ，セラミックス粉体４４ａ，セラミックスサポーター４３ｂ，セラミックス粉体４４ｂ，セラミックスサポーター４３ｃの順になるよう、これらを充填してから、メタルリング４５を挿入する。次に、センサー素子２０を用意し、メタルリング４５側からセラミックスサポーター４３ｃ，セラミックス粉体４４ｂ，セラミックスサポーター４３ｂ，セラミックス粉体４４ａ，セラミックスサポーター４３ａの順にセンサー素子２０を貫通させる。なお、セラミックスサポーター４３ａ〜４３ｃとセラミックス粉体４４ａ，４４ｂ、メタルリング４５には、センサー素子２０が貫通可能な孔が予め形成されているものとする。そして、メタルリング４５と主体金具４１とが互いに近付く方向に押圧してセラミックス粉体４４ａ，４４ｂを圧縮し、その状態でメタルリング４５よりも外方側（図１中の上側）の内筒４２を加締め加工により縮径し、さらに、内筒４２のセラミックス粉体４４ｂが配置された部分を加締め加工により縮径して、主体金具４１とセンサー素子２０からなる一次組み立て品を得る。
【００３０】
こうして一次組み立て品を得ると、主体金具４１に内側保護カバー３１及び外側保護カバー３２を溶接により取り付けて保護カバー３０を形成すると共に外筒４６を主体金具４１に溶接により取り付ける。続いて、図８，９に示した曲げ加工後の接触金具７１を複数（本実施形態では８本）用意すると共に、複数のリード線４８（本実施形態では８本）と、貫通孔４７ａが形成されたゴム栓４７とを用意する。次に、複数のリード線４８をゴム栓４７の貫通孔４７ａ内に通してから、接触金具７１の保持部７１ｇの各々で複数のリード線４８の複数の芯線４８ａを囲んで圧着することで、接触金具７１とリード線４８とを電気的に導通させる。圧着は、８本の接触金具７１及び８本のリード線４８のそれぞれについて行い、これにより接触金具７１とリード線４８とを接続した圧着体が８本製造される。そして、上述した第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとからなるハウジング５１とクランプ９０とを用意し、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとにそれぞれ接触金具７１を４本ずつ保持させた状態で、センサー素子２０を第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとで挟む。これにより、第１ハウジング５１ａと第２ハウジング５１ｂとがセンサー素子２０及び複数の接触金具７１を挟むことになる。また、接触金具７１の各々は、図４〜６を用いて説明したように、支持部７１ｂがセンサー素子２０の表面に接触し導通部７１ｃが電極２１に接触した状態になる。そして、この状態でクランプ９０により第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂを挟持して固定する。これにより、クランプ９０は第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂを互いに近接する方向に押圧した状態になる。この押圧力によって、接触金具７１はセンサー素子２０に向かって押圧され、支持部７１ｂがセンサー素子２０の表面に接触し導通部７１ｃがセンサー素子２０の電極２１に接触して導通するとともに、支持部７１ｂ，導通部７１ｃがそれぞれ弾性変形してセンサー素子２０を押圧する。その後、ゴム栓４７を開口端４６ａから外筒４６内に挿入し、外筒４６とゴム栓４７とを加締め加工により縮径し、ゴム栓４７を外筒４６に固定する。なお、加締め加工で外筒４６とゴム栓４７とを縮径すると、接触金具７１をセンサー素子２０に押圧する力がかかる場合がある。そのため、クランプ９０の弾性力（押圧力）が高いほど、また、この加締め加工で外筒４６とゴム栓４７とをより小さい径に縮径するほど、支持部７１ｂ，導通部７１ｃがセンサー素子２０を押圧する押圧力が高くなる傾向になる。このようにして、ガスセンサー１０を製造することができる。
【００３１】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のセンサー素子２０が本発明のセンサー素子に相当し、電極２１（第１面電極２１ａ及び第２面電極２１ｂ）が電極部に相当し、接触金具７１が接触部材に相当し、支持部７１ｂが第１突出部に相当し、導通部７１ｃが第２突出部に相当する。また、ハウジング５１（第１ハウジング５１ａ及び第２ハウジング５１ｂ）が押圧部材に相当する。
【００３２】
以上詳述した実施形態によれば、接触金具７１は、センサー素子２０の表面に接触可能な支持部７１ｂと、支持部７１ｂと同じ方向に突出し、センサー素子２０の電極２１と接触可能な導通部７１ｃと、を備えている。そして、図８，９に示した状態すなわちセンサー素子２０に取り付けられる前の状態において、導通部７１ｃの突出高さＨ２が、支持部７１ｂの突出高さＨ１の９０％〜１１０％であり、両者の突出高さＨ１，Ｈ２が比較的近い値になっている。こうすることで、支持部７１ｂがセンサー素子２０の表面に接触し導通部７１ｃがセンサー素子２０の電極２１に接触するように接触金具７１をセンサー素子２０に向かって押圧したときに（すなわち図４〜６に示した状態において）、導通部７１ｃと電極２１との接触状態が複数の接触金具７１間でばらつくのをより抑制することができる。これにより、例えば複数のガスセンサー１０を製造したときに、複数のガスセンサー１０間で導通部７１ｃと電極２１との接触状態がばらつくのをより抑制することができる。なお、この理由は、支持部７１ｂと導通部７１ｃとの突出高さＨ１，Ｈ２が比較的近いことで、両者のセンサー素子２０への押圧力に偏りが少なくなり、これにより導通部７１ｃから電極２１への押圧力が安定するためと考えられる。なお、電極２１と導通部７１ｃとの接触状態がばらつくと、電極２１と導通部７１ｃとの間の接触抵抗が異なることにより、センサー素子２０から接触金具７１を介して取り出す電気信号について誤検出が生じてしまう場合がある。また、接触状態がばらつくと、電極２１と導通部７１ｃとの接触が不十分なものが生じやすくなり、電極２１と導通部７１ｃとの導通が十分保てないものが生じやすくなる場合がある。電極２１と導通部７１ｃとの接触状態がばらつくのをより抑制することで、このようなことを抑制することができる。
【００３３】
また、支持部７１ｂと導通部７１ｃとの突出高さＨ１，Ｈ２を等しくすることで、導通部７１ｃと電極２１との接触状態が複数の接触金具７１間でばらつくのをより抑制する効果がより高まる。
【００３４】
さらに、支持部７１ｂと導通部７１ｃとが弾性変形可能であるため、接触金具７１をセンサー素子２０に向かって押圧したときに支持部７１ｂ及び導通部７１ｃが弾性変形することで、接触金具７１とセンサー素子２０との接触を保ちやすくできる。
【００３５】
さらにまた、支持部７１ｂと導通部７１ｃとが湾曲形状をしているため、例えば曲げ加工により形成するなど、比較的容易に支持部７１ｂと導通部７１ｃとを形成することができる。
【００３６】
そしてまた、支持部７１ｂ及び導通部７１ｃは、接触金具７１の長手方向に沿って配置されている。接触金具７１の長手方向に沿って支持部７１ｂ及び導通部７１ｃが配置される場合、短手方向に沿って配置される場合よりも支持部７１ｂ及び導通部７１ｃからセンサー素子への押圧力に偏りが生じやすいため、本発明を適用する意義が高い。
【００３７】
そしてまた、ガスセンサー１０は、接触金具７１及びセンサー素子２０を用意する工程と、センサー素子２０の表面と支持部７１ｂとが接触し電極２１と導通部７１ｃとが接触するように、ハウジング５１でセンサー素子２０及び接触金具７１を挟み、ハウジング５１が接触金具７１をセンサー素子２０に押圧した状態でハウジング５１を固定する工程と、を含んで製造される。このとき、接触金具７１は、押圧前の状態において、導通部７１ｃの突出高さＨ２が支持部７１ｂの突出高さＨ１の９０％〜１１０％となっており、両者の突出高さＨ１，Ｈ２が比較的近い値になっている。そのため、このような工程を含んで製造された複数のガスセンサー１０間で、導通部７１ｃと電極２１との接触状態がばらつくのをより抑制することができる。
【００３８】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実現し得ることはいうまでもない。
【００３９】
例えば、上述した実施形態では、接触金具７１の支持部７１ｂはセンサー素子２０の電極２１には接触しないものとしたが、支持部７１ｂはセンサー素子２０の表面に接触可能であればよく、例えば支持部７１ｂも電極２１に接触可能であってもよい。
【００４０】
上述した実施形態では、接触金具７１の支持部７１ｂ及び導通部７１ｃは湾曲形状であるものとしたが、両者が同じ方向に突出しており突出高さＨ２が突出高さＨ１の９０％〜１１０％となっていれば、他の形状であってもよい。
【００４１】
上述した実施形態では、接触金具７１の支持部７１ｂ及び導通部７１ｃは弾性変形可能であるものとしたが、これに限られない。支持部７１ｂ及び導通部７１ｃが弾性変形しない場合であっても、例えばハウジング５１やクランプ９０などにより接触金具７１をセンサー素子２０に向けて押圧することで、導通部７１ｃと電極２１との接触を保つことはできる。
【００４２】
上述した実施形態では、接触金具７１は、図８，９に示した状態すなわちセンサー素子２０に取り付けられる前の状態において、突出高さＨ２が、突出高さＨ１の９０％〜１１０％であるものとしたが、センサー素子２０に取り付けられている状態（図４〜６に示した状態）においても、突出高さＨ２が突出高さＨ１の９０％〜１１０％であってもよい。ただし、センサー素子２０に取り付けられている状態では接触金具７１が弾性変形しているため、この状態で必ずしも突出高さＨ２が突出高さＨ１の９０％〜１１０％である必要はない。同様に、センサー素子２０に取り付けられる前の状態だけでなく、接触金具７１をセンサー素子２０に取り付けた後（例えばガスセンサー１０を製造した後）にコネクター５０を分解して接触金具７１を取り出した状態においても、突出高さＨ２が突出高さＨ１の９０％〜１１０％であってもよい。ただし、クランプ９０の弾性力や外筒４６とゴム栓４７との加締め加工による押圧力や、ガスセンサー１０の使用時の振動などにより接触金具７１が塑性変形する場合もあるため、コネクター５０を分解して接触金具７１を取り出した状態で必ずしも突出高さＨ２が突出高さＨ１の９０％〜１１０％である必要はない。
【００４３】
上述した実施形態では、接触金具７１は、センサー素子２０に接触可能な突出部として支持部７１ｂと導通部７１ｃとの２つの突出部を備えているものとしたが、センサー素子２０に接触可能な突出部を３以上備えていてもよい。この場合、３以上の突出部のうちいずれか１つの突出部の突出高さを基準高さとしたときに、他の突出部の突出高さがいずれも基準高さの９０％〜１１０％にあるものとしてもよい。
【実施例】
【００４４】
［実施例１］
図８，９に示した接触金具７１を、上述した製造方法により作製し、実施例１とした。なお、実施例１の接触金具７１は、幅が０．７ｍｍ、厚さが０．２ｍｍ、長さが２２ｍｍとした。また、支持部７１ｂは、突出高さＨ１の設計値が０．２ｍｍ、曲率半径Ｒ１が１．６ｍｍ、曲率半径Ｒ２が２．２ｍｍ、曲率半径Ｒ３が２．２ｍｍとした。導通部７１ｃは、突出高さＨ２の設計値が０．２ｍｍ、曲率半径Ｒ４が０．８ｍｍ、曲率半径Ｒ５が１．２ｍｍ、曲率半径Ｒ６が１．２ｍｍとした。なお、接触金具７１の材質は、ＳＵＳ３０４とした。
【００４５】
［比較例１］
支持部７１ｂの突出高さＨ１の設計値を０．３ｍｍとした点以外は、実施例１と同様の形状の接触金具７１を作成し、比較例１とした。
【００４６】
［実施例２］
支持部７１ｂの突出高さＨ１の設計値を０．２１ｍｍとした点以外は、実施例１と同様の形状の接触金具７１を作成し、実施例２とした。
【００４７】
［実施例３］
支持部７１ｂの突出高さＨ１の設計値を０．１９ｍｍとした点以外は、実施例１と同様の形状の接触金具７１を作成し、実施例３とした。
【００４８】
［比較例２］
支持部７１ｂの突出高さＨ１の設計値を０．２５ｍｍとした点以外は、実施例１と同様の形状の接触金具７１を作成し、比較例２とした。
【００４９】
［比較例３］
支持部７１ｂの突出高さＨ１の設計値を０．１７ｍｍとした点以外は、実施例１と同様の形状の接触金具７１を作成し、比較例３とした。
【００５０】
［評価試験］
実施例１の接触金具７１を４０個作製し、センサー素子２０に取り付ける前の状態における突出高さＨ１及び突出高さＨ２の値を４０個のそれぞれについて測定し、突出高さＨ２の最大値，最小値，平均値，標準偏差σ，平均値＋５σ，平均値−５σを導出した。また、実施例１の接触金具７１を３２個作製し、上述した製造方法により接触金具７１をセンサー素子２０に取り付けてガスセンサー１０を製造した。その後、ガスセンサー１０のコネクター５０を分解して接触金具７１を取り出した。この接触金具７１について、突出高さＨ１及び突出高さＨ２の値を３２個のそれぞれについて測定し、突出高さＨ２の最大値，最小値，平均値，標準偏差σ，平均値＋５σ，平均値−５σを導出した。同様に、比較例１，実施例２〜３，比較例２〜３の接触金具についても、センサー素子２０に取り付ける前の状態と、ガスセンサー１０を製造した後に取り出した状態と、のそれぞれについて、突出高さＨ１及び突出高さＨ２の値を測定して、突出高さＨ２の最大値，最小値，平均値，標準偏差σ，平均値＋５σ，平均値−５σを導出した。なお、比較例１の接触金具は、センサー素子２０に取り付ける前の状態での測定を３２個について行い、コネクター５０を分解して接触金具７１を取り出した後の状態での測定を２４０個について行った。同様に、実施例２では、取付前の測定を４０個について行い、分解後の測定を３２個について行った。実施例３では、取付前の測定を４０個について行い、分解後の測定を３２個について行った。比較例２では、取付前の測定を３２個について行い、分解後の測定を３２個について行った。比較例３では、取付前の測定を３２個について行い、分解後の測定を３２個について行った。そして、分解後の標準偏差σが１５μｍ以内の時に合格と判定した。
【００５１】
実施例１，比較例１，実施例２〜３，比較例２〜３の接触金具の突出高さＨ１，Ｈ２の設計値、曲率半径Ｒ１〜Ｒ６の値を表１にまとめて示す。また、評価試験の結果を表２に示す。
【００５２】
【表１】
2014209104.tif 000003
【００５３】
【表２】
2014209104.tif 000004
【００５４】
表１，表２からわかるように、実施例１は、突出高さＨ１と突出高さＨ２との設計値がともに０．２ｍｍで等しい。また、実施例１は、取り付け前の評価試験の結果からわかるように、測定した突出高さＨ２が１８５μｍ〜２０１μｍの範囲であり、製造した全てにおいて、測定した突出高さＨ２は測定した突出高さＨ１の９０〜１１０％の範囲に含まれていた。一方、比較例１では、突出高さＨ２の設計値は突出高さＨ１の設計値の約６６％であり、測定した突出高さＨ２も測定した突出高さＨ１の９０〜１１０％の範囲に含まれていなかった。実施例２は、突出高さＨ２の設計値は突出高さＨ１の設計値の約９５％である。また、実施例２では、取付前の状態で、測定した突出高さＨ２が１９０μｍ〜２００μｍの範囲であり、製造した全てにおいて、測定した突出高さＨ２は測定した突出高さＨ１の９０〜１１０％の範囲に含まれていた。実施例３は、突出高さＨ２の設計値は突出高さＨ１の設計値の約１０５％である。また、実施例３では、取付前の状態で、測定した突出高さＨ２が１８４μｍ〜２０１μｍの範囲であり、製造した全てにおいて、測定した突出高さＨ２は測定した突出高さＨ１の９０〜１１０％の範囲に含まれていた。比較例２では、突出高さＨ２の設計値は突出高さＨ１の設計値の約８０％である。また、比較例２では、取付前の状態で、製造した全てにおいて、測定した突出高さＨ２は測定した突出高さＨ１の９０〜１１０％の範囲に含まれていなかった。比較例３では、突出高さＨ２の設計値は突出高さＨ１の設計値の約１１８％である。また、比較例３では、取付前の状態で、製造した全てにおいて、測定した突出高さＨ２は測定した突出高さＨ１の９０〜１１０％の範囲に含まれていなかった。
【００５５】
そして、分解後の評価試験において、突出高さＨ２の標準偏差σは、実施例１が１１μｍ、比較例１が２０μｍ、実施例２が１１μｍ、実施例３が１２μｍ、比較例２が１７μｍ、比較例３が１８μｍであった。すなわち、実施例１〜３の方が比較例１〜３よりも分解後の突出高さＨ２の標準偏差σが小さい値であった。また、実施例１〜３はいずれも分解後の標準偏差σが１５μｍ以下で合格であったのに対し、比較例１〜３はいずれも不合格であった。ここで、分解後の突出高さＨ２が取り付け前と異なる値になるのは、接触金具がセンサー素子２０へ押圧される力により導通部７１ｃが塑性変形したためである。したがって、分解後の標準偏差σが小さいということは、複数の接触金具間でこの塑性変形の程度のばらつきが少ないことを意味する。そして、複数の接触金具間で塑性変形の程度のばらつきが少ないということは、複数の接触金具間でセンサー素子２０へ押圧される力にばらつきが少ない、すなわち複数の接触金具間で導通部７１ｃと電極２１との接触状態のばらつきが少ないことを意味する。このことから、実施例１〜３では、突出高さＨ２が突出高さＨ１の９０〜１１０％の範囲に含まれていることで、支持部７１ｂがセンサー素子２０の表面に接触し導通部７１ｃが電極２１に接触するように接触金具をセンサー素子２０に向かって押圧したときに、導通部７１ｃと電極２１との接触状態のばらつきが少なくなっていることが確認できた。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ガスセンサー、２０  センサー素子、２１  電極、２１ａ  第１面電極、２１ｂ  第２面電極、２１ｅ  スルーホール、３０  保護カバー、３１  内側保護カバー、３１ａ  内側保護カバー孔、３２  外側保護カバー、３２ａ  外側保護カバー孔、４０  センサー組立体、４１  主体金具、４１ａ  雄ネジ部、４２  内筒、４３ａ〜４３ｃ  セラミックスサポーター、４４ａ，４４ｂ  セラミックス粉体、４５  メタルリング、４６  外筒、４６ａ  開口端、４７  ゴム栓、４７ａ  貫通孔、４８  リード線、４８ａ  芯線、５０  コネクター、５１  ハウジング、５１ａ  第１ハウジング、５１ｂ  第２ハウジング、５２  係止溝、５３  挿入孔、５４  係止部、５５  凸部、５６，５７  規制部材、７１  接触金具、７１ａ  先端部、７１ｂ  支持部、７１ｃ  導通部、７１ｄ  立直部、７１ｅ  フック部、７１ｆ  湾曲部、７１ｇ  保持部、９０  クランプ、１００  金属板部、１００ａ〜１００ｃ，１００ｆ，１００ｇ，１１１〜１１３  領域、１０１  凹み部、１０２  表面、１１０  金属片，１１１ａ，１１２ａ  直線、１２２，１２３  金属片。
【図１】
2014209104.tif 000005
【図２】
2014209104.tif 000006
【図３】
2014209104.tif 000007
【図４】
2014209104.tif 000008
【図５】
2014209104.tif 000009
【図６】
2014209104.tif 000010
【図７】
2014209104.tif 000011
【図８】
2014209104.tif 000012
【図９】
2014209104.tif 000013