(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極端子部（２１）が、互いに平行な一対の素子表面（２２）の各々に設けられたセンサ素子（２）と、
上記複数の電極端子部の各々に接触する複数の接点バネ（３Ａ、３Ｂ）と、
該複数の接点バネの各々に接続された複数のリード線（３５）と、
上記センサ素子を内側に挿通保持すると共に上記接点バネを内側に保持する絶縁碍子（４）と、
該絶縁碍子を内側に保持するハウジング（５）と、
該ハウジングの外周に取り付けられた円筒状カバー（６）と、
該円筒状カバーの軸方向の基端部（６１）の内周側であって上記絶縁碍子よりも基端側に配置され、上記各リード線を挿通させるための複数の挿通穴（７１）が設けられたブッシュ（７）と、を備え、
上記円筒状カバーの一部が縮径して上記ブッシュが圧縮変形していることによって、上記複数の挿通穴に上記複数のリード線が保持されたセンサ（１）において、
上記複数の接点バネのうちの少なくとも１つである特定接点バネ（３Ａ）は、
上記電極端子部に対して、上記素子表面に垂直な接触方向（Ｖ）の外方から接触するバネ接触部（３１Ａ）と、
該バネ接触部から折り返されるよう屈曲すると共に、該バネ接触部に対して上記接触方向の外方から対向する状態で上記軸方向に伸び、かつ上記絶縁碍子に保持されたバネ保持部（３２Ａ）と、
該バネ保持部から、上記接触方向に対して傾斜する状態で該接触方向の内方に向けて屈曲し、かつ上記絶縁碍子に保持されたバネ屈曲部（３３Ａ）と、
該バネ屈曲部から屈曲して上記軸方向に伸びると共に、上記絶縁碍子に設けられた貫通穴に挿通されて該絶縁碍子の基端側に引き出され、かつ上記リード線が接続されたバネ接続部（３４Ａ）と、を有し、
上記バネ屈曲部は、上記円筒状カバーの上記軸方向の中心軸線を中心とする仮想円（Ｃ）の接線方向に沿って形成されている、センサ。
【請求項２】
上記複数の接点バネの上記バネ接続部及び上記複数のリード線は、上記仮想円上に配置されている、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
上記複数の接点バネは、上記特定接点バネと、一般接点バネ（３Ｂ）とによって構成されており、
該一般接点バネは、
上記電極端子部に対して、上記素子表面に垂直な接触方向の外方から接触するバネ接触部（３１Ｂ）と、
該バネ接触部から折り返されるよう屈曲すると共に、該バネ接触部に対して上記接触方向の外方から対向する状態で上記軸方向に伸び、かつ上記絶縁碍子に保持されたバネ保持部（３２Ｂ）と、
該バネ保持部から上記接触方向に沿って屈曲するバネ垂直屈曲部（３３Ｂ）と、
該バネ垂直屈曲部から上記軸方向に伸びると共に、上記絶縁碍子に設けられた貫通穴に挿通されて該絶縁碍子の基端側に引き出され、かつ上記リード線が接続されたバネ接続部（３４Ｂ）と、を有する、請求項１又は請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
上記絶縁碍子は、上記バネ保持部を保持するよう上記軸方向に沿った保持溝（４４）と、上記バネ屈曲部に対向するよう上記接触方向に対して傾斜する対向壁（４５）とを有する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項５】
複数の電極端子部（２１）が、互いに平行な一対の素子表面（２２）の各々に設けられたセンサ素子（２）と、
上記複数の電極端子部の各々に接触する複数の接点バネ（３Ａ、３Ｂ）と、
該複数の接点バネの各々に接続された複数のリード線（３５）と、
上記センサ素子を内側に挿通保持すると共に上記接点バネを内側に保持する絶縁碍子（４）と、
該絶縁碍子を内側に保持するハウジング（５）と、
該ハウジングの外周に取り付けられた円筒状カバー（６）と、
該円筒状カバーの軸方向の基端部（６１）の内周側であって上記絶縁碍子よりも基端側に配置され、上記各リード線を挿通させるための複数の挿通穴（７１）が設けられたブッシュ（７）と、を備え、
上記円筒状カバーの一部が縮径して上記ブッシュが圧縮変形していることによって、上記複数の挿通穴に上記複数のリード線が保持されたセンサ（１）において、
上記複数の接点バネのうちの少なくとも１つである特定接点バネ（３Ａ）は、
上記電極端子部に対して、上記素子表面に垂直な接触方向（Ｖ）の外方から接触するバネ接触部（３１Ａ）と、
該バネ接触部から折り返されるよう屈曲すると共に、該バネ接触部に対して上記接触方向の外方から対向する状態で上記軸方向に伸び、かつ上記絶縁碍子に保持されたバネ保持部（３２Ａ）と、
該バネ保持部から、上記接触方向に対して傾斜する状態で該接触方向の内方に向けて屈曲し、かつ上記絶縁碍子に保持されたバネ屈曲部（３３Ａ）と、
該バネ屈曲部から屈曲して上記軸方向に伸びると共に、上記絶縁碍子に設けられた貫通穴に挿通されて該絶縁碍子の基端側に引き出され、かつ上記リード線が接続されたバネ接続部（３４Ａ）と、を有し、
上記絶縁碍子は、上記バネ保持部を保持するよう上記軸方向に沿った保持溝（４４）と、上記バネ屈曲部に対向するよう上記接触方向に対して傾斜する対向壁（４５）とを有する、センサ。
【請求項６】
上記特定接点バネは、上記各素子表面における、上記軸方向及び上記接触方向に直交する幅方向（Ｗ）に並んで設けられた上記各電極端子部に対向して配置されている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項７】
上記複数の接点バネは、断面が円形状の金属製の線材によって形成されている、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ素子の電極端子と接点バネとが接触する構造を有するセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気管内を流れる排ガスにおける酸素、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の特定ガスの濃度を検出するために用いられるガスセンサとしては、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１において、センサ素子に設けられた複数の電極端子の各々は、複数のリード線に接続された接点バネとしての複数の端子金具の各々と接続されている。複数の端子金具には、バネ性を有して電極端子に接触する端子接続部と、リード線に接続される圧着部とが形成されている。
【０００３】
また、複数の端子金具は、端子包囲部材の内部に保持されており、複数のリード線は、シール用弾性部材に設けられた複数の貫通孔に挿通されている。そして、端子包囲部材とシール用弾性部材とは、金属製の保護筒内に配置されている。そして、シール用弾性部材と複数のリード線とは、縮径するように変形した保護筒によってかしめられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２３６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、保護筒を縮径させるときには、シール用弾性部材の弾性変形に伴ってリード線が変形し、リード線と接続された端子金具における、端子接続部と圧着部との境界部付近には、径方向内方に向けた外力が圧着部を曲げるように作用する。そして、上記境界部には、曲げに伴う引張応力が残留する。
また、排気管等へのガスセンサの搭載時又は搭載後において、ガスセンサの外部からリード線を引っ張る外力は、上記境界部に引張応力として作用する。そのため、この境界部には、２種類の引張応力が重なって作用することになる。
【０００６】
そして、２種類の引張応力の重なりにより、端子金具の強度を高める必要が生じ、端子金具の小型化又は薄肉化を図ることが困難になる。そのため、端子金具及びリード線を用いる数が増加する場合、ガスセンサの小型化を図る場合等において、端子金具を小型化又は薄肉化するためには、端子金具への応力の作用の仕方を変更させる新たな工夫が必要となる。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、接点バネとしての端子金具に必要な強度を確保して、端子金具の小型化又は薄肉化を図ることができる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】
【０００８】
本発明の一態様は、複数の電極端子部（２１）が、互いに平行な一対の素子表面（２２）の各々に設けられたセンサ素子（２）と、
上記複数の電極端子部の各々に接触する複数の接点バネ（３Ａ、３Ｂ）と、
該複数の接点バネの各々に接続された複数のリード線（３５）と、
上記センサ素子を内側に挿通保持すると共に上記接点バネを内側に保持する絶縁碍子（４）と、
該絶縁碍子を内側に保持するハウジング（５）と、
該ハウジングの外周に取り付けられた円筒状カバー（６）と、
該円筒状カバーの軸方向の基端部（６１）の内周側であって上記絶縁碍子よりも基端側に配置され、上記各リード線を挿通させるための複数の挿通穴（７１）が設けられたブッシュ（７）と、を備え、
上記円筒状カバーの一部が縮径して上記ブッシュが圧縮変形していることによって、上記複数の挿通穴に上記複数のリード線が保持されたセンサ（１）において、
上記複数の接点バネのうちの少なくとも１つである特定接点バネ（３Ａ）は、
上記電極端子部に対して、上記素子表面に垂直な接触方向（Ｖ）の外方から接触するバネ接触部（３１Ａ）と、
該バネ接触部から折り返されるよう屈曲すると共に、該バネ接触部に対して上記接触方向の外方から対向する状態で上記軸方向に伸び、かつ上記絶縁碍子に保持されたバネ保持部（３２Ａ）と、
該バネ保持部から、上記接触方向に対して傾斜する状態で該接触方向の内方に向けて屈曲し、かつ上記絶縁碍子に保持されたバネ屈曲部（３３Ａ）と、
該バネ屈曲部から屈曲して上記軸方向に伸びると共に、上記絶縁碍子に設けられた貫通穴に挿通されて該絶縁碍子の基端側に引き出され、かつ上記リード線が接続されたバネ接続部（３４Ａ）と、を有し、
上記バネ屈曲部は、上記円筒状カバーの上記軸方向の中心軸線を中心とする仮想円（Ｃ）の接線方向に沿って形成されている、センサにある。
本発明の他の態様は、複数の電極端子部（２１）が、互いに平行な一対の素子表面（２２）の各々に設けられたセンサ素子（２）と、
上記複数の電極端子部の各々に接触する複数の接点バネ（３Ａ、３Ｂ）と、
該複数の接点バネの各々に接続された複数のリード線（３５）と、
上記センサ素子を内側に挿通保持すると共に上記接点バネを内側に保持する絶縁碍子（４）と、
該絶縁碍子を内側に保持するハウジング（５）と、
該ハウジングの外周に取り付けられた円筒状カバー（６）と、
該円筒状カバーの軸方向の基端部（６１）の内周側であって上記絶縁碍子よりも基端側に配置され、上記各リード線を挿通させるための複数の挿通穴（７１）が設けられたブッシュ（７）と、を備え、
上記円筒状カバーの一部が縮径して上記ブッシュが圧縮変形していることによって、上記複数の挿通穴に上記複数のリード線が保持されたセンサ（１）において、
上記複数の接点バネのうちの少なくとも１つである特定接点バネ（３Ａ）は、
上記電極端子部に対して、上記素子表面に垂直な接触方向（Ｖ）の外方から接触するバネ接触部（３１Ａ）と、
該バネ接触部から折り返されるよう屈曲すると共に、該バネ接触部に対して上記接触方向の外方から対向する状態で上記軸方向に伸び、かつ上記絶縁碍子に保持されたバネ保持部（３２Ａ）と、
該バネ保持部から、上記接触方向に対して傾斜する状態で該接触方向の内方に向けて屈曲し、かつ上記絶縁碍子に保持されたバネ屈曲部（３３Ａ）と、
該バネ屈曲部から屈曲して上記軸方向に伸びると共に、上記絶縁碍子に設けられた貫通穴に挿通されて該絶縁碍子の基端側に引き出され、かつ上記リード線が接続されたバネ接続部（３４Ａ）と、を有し、
上記絶縁碍子は、上記バネ保持部を保持するよう上記軸方向に沿った保持溝（４４）と、上記バネ屈曲部に対向するよう上記接触方向に対して傾斜する対向壁（４５）とを有する、センサにある。
【発明の効果】
【０００９】
上記センサにおいては、特定接点バネのバネ屈曲部は、円筒状カバーの軸方向に伸びるバネ保持部から、センサ素子の素子表面に垂直な接触方向に対して傾斜する状態で接触方向の内方に向けて屈曲されている。そして、バネ屈曲部は、円筒状カバーの軸方向の中心軸線を中心とする仮想円の接線方向にできるだけ沿うように配置することができる。
センサの製造時に、円筒状カバーを縮径させてブッシュと複数のリード線とをかしめる際には、ブッシュは、その外径が縮小するように圧縮され、これに伴って各リード線が変形する。リード線を変形させるかしめによる外力は、バネ接続部をブッシュの径方向内方に曲げるように作用する。このとき、バネ屈曲部の形状により、バネ接続部からバネ屈曲部へは、バネ接続部を曲げようとする外力を、バネ屈曲部を捩ろうとする外力として作用させることができる。その後、このバネ屈曲部を捩ろうとする外力は、バネ屈曲部に捩り応力として残留する。
【００１０】
一方、センサを排気管等の測定対象部位に搭載する時又は搭載した後において、リード線がセンサの外部から引っ張られる際には、このリード線を引っ張る外力は、バネ接続部を介してバネ屈曲部を曲げようとする外力として作用する。このバネ屈曲部を曲げようとする外力は、バネ屈曲部に曲げ応力として作用する。そのため、リード線が引っ張られる際には、バネ屈曲部には、捩り応力と曲げ応力とが作用することになる。この結果、バネ屈曲部に対して、かしめによる外力と引張による外力とが、いずれも引張応力として作用することを防止することができる。これにより、接点バネにおいて応力が集中しやすいバネ屈曲部が強度限界に到達しにくくすることができ、接点バネに必要な強度を確保することが容易になる。それ故、接点バネの小型化又は薄肉化を図ることが可能となる。
【００１１】
以上のごとく、上記センサによれば、接点バネに必要な強度を確保して、接点バネの小型化又は薄肉化を図ることができるセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態における、ガスセンサの断面図。
【図２】実施形態における、センサ素子の電極端子部に接触する特定接点バネを示す斜視図。
【図３】実施形態における、センサ素子の電極端子部に接触する一般接点バネを示す斜視図。
【図４】図１のIV−IV線矢視断面図。
【図５】図１のＶ−Ｖ線矢視断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、上述したセンサの実施形態につき、図１〜図５を参照して説明する。
本形態のセンサ１は、図１に示すごとく、センサ素子２、複数の接点バネ３Ａ、３Ｂ、複数のリード線３５、絶縁碍子４、ハウジング５、円筒状カバー６及びブッシュ７を有する。
【００１４】
センサ素子２には、複数の電極端子部２１が、互いに平行な一対の素子表面２２の各々に設けられている。複数の接点バネ３Ａ、３Ｂは、複数の電極端子部２１の各々に接触している。複数のリード線３５は、複数の接点バネ３Ａ、３Ｂの各々に接続されている。絶縁碍子４は、センサ素子２を内側に挿通保持すると共に接点バネ３Ａ、３Ｂを内側に保持している。ハウジング５は、絶縁碍子４を内側に保持している。円筒状カバー６は、ハウジング５の外周に取り付けられている。ブッシュ７は、円筒状カバー６の軸方向Ｘの基端部６１の内周側であって絶縁碍子４よりも基端側に配置されている。ブッシュ７には、各リード線３５を挿通させるための複数の挿通穴７１が設けられている。複数のリード線３５は、円筒状カバー６の一部が縮径してブッシュ７が圧縮変形していることによって、複数の挿通穴７１に保持されている。
【００１５】
複数の接点バネ３Ａ、３Ｂのうちのいずれかである特定接点バネ３Ａは、図２に示すごとく、バネ接触部３１Ａ、バネ保持部３２Ａ、バネ屈曲部３３Ａ及びバネ接続部３４Ａを有する。
バネ接触部３１Ａは、電極端子部２１に対して、素子表面２２に垂直な接触方向Ｖの外方から接触している。バネ保持部３２Ａは、バネ接触部３１Ａから折り返されるよう屈曲すると共に、バネ接触部３１Ａに対して接触方向Ｖの外方から対向する状態で軸方向Ｘに伸びており、絶縁碍子４に保持されている。バネ屈曲部３３Ａは、バネ保持部３２Ａから、接触方向Ｖに対して傾斜する状態で接触方向Ｖの内方に向けて屈曲しており、絶縁碍子４に保持されている。バネ接続部３４Ａは、バネ屈曲部３３Ａから屈曲して軸方向Ｘに伸びており、絶縁碍子４に設けられた貫通穴４２１に挿通されて絶縁碍子４の基端側に引き出されている。バネ接続部３４Ａには、リード線３５が接続されている。
ここで、図２は、特定接点バネ３Ａがセンサ素子２の電極端子部２１に接触する状態を示し、後述する一般接点バネ３Ｂを省略して示す。
【００１６】
次に、本形態のセンサ１につき、さらに詳説する。
本形態のセンサ１は、ガスセンサであり、車両の内燃機関の排気管等に配置され、排気管等を流れる排ガスに含まれる酸素の濃度又は特定ガス成分の濃度を測定するために用いられる。
ここで、図１に示すごとく、センサ素子２が伸びる方向は、円筒状カバー６が伸びる方向と同じであり、これらの方向をセンサ１の軸方向Ｘとして表す。また、センサ１の軸方向Ｘの一方側であり、センサ１が被測定ガスとしての排ガスに晒される側を先端側Ｘ１といい、その反対側を基端側Ｘ２という。センサ素子２の素子表面２２に垂直な接触方向Ｖは、軸方向Ｘと直交している。また、図１の接点バネ３Ａ、３Ｂの周辺においては、左側に特定接点バネ３Ａを示すと共に一般接点バネ３Ｂを省略して示し、右側に一般接点バネ３Ｂを示すと共に特定接点バネ３Ａを省略して示して示す。
【００１７】
センサ素子２は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体と、固体電解質体の両側の表面に設けられた複数の電極とを有している。センサ素子２には、固体電解質体を加熱するためのヒータが、固体電解質体に対向して積層されている。また、電極には、内燃機関の排ガスが導入される空間に配置されるものと、大気が導入される空間に配置されるものとがある。
センサ素子２の先端側Ｘ１には、複数の電極によって排ガス中の特定ガス成分であるＮＯｘの濃度を検出するガス検知部２３が形成されている。ヒータは、通電によって発熱する発熱体と、発熱体を埋設するセラミック基板とによって構成されている。センサ素子２の電極端子部２１は、各電極又は発熱体に繋がり、これらからリード部分を介してセンサ素子２の軸方向Ｘの基端側Ｘ２に配置されたものである。
【００１８】
センサ素子２は、軸方向Ｘに沿って伸びる長尺形状を有すると共に長方形の断面形状を有しており、その素子表面２２は、長方形の断面形状における一対の長辺を構成する。
図１に示すごとく、本形態の各接点バネ３Ａ、３Ｂは、バネ屈曲部３３Ａを有する特定接点バネ３Ａと、バネ屈曲部３３Ａを有しない一般接点バネ３Ｂとによって構成されている。各接点バネ３Ａ、３Ｂは、折り曲げ加工を行って形成されている。また、各接点バネ３Ａ、３Ｂは、小型化及び薄肉化を図るために、断面が円形状の線材によって形成されている。特に、特定接点バネ３Ａを線材から形成することにより、任意の方向への折り曲げ加工が容易になる。
【００１９】
各接点バネ３Ａ、３Ｂは、図４に示すごとく、絶縁碍子４の６カ所に配置されており、特定接点バネ３Ａは、絶縁碍子４の４カ所の外側位置に配置されており、一般接点バネ３Ｂは、絶縁碍子４の２カ所の中間位置に配置されている。特定接点バネ３Ａは、各素子表面２２における、軸方向Ｘ及び接触方向Ｖに直交する幅方向Ｗに並んで設けられた各電極端子部２１に対向して配置されている。
【００２０】
図３に示すごとく、一般接点バネ３Ｂにおけるバネ接触部３１Ｂ、バネ保持部３２Ｂ及びバネ接続部３４Ｂは、特定接点バネ３Ａにおけるバネ接触部３１Ａ、バネ保持部３２Ａ及びバネ接続部３４Ａと同様の形状に形成されている。一般接点バネ３Ｂは、素子表面２２に垂直な接触方向Ｖにおいて２次元的に折り曲げられて形成されている。一般接点バネ３Ｂにおけるバネ保持部３２Ｂとバネ接続部３４Ｂとは、バネ保持部３２Ｂに対して垂直な方向である接触方向Ｖに沿って屈曲するバネ垂直屈曲部３３Ｂによって繋がれている。
ここで、図３は、一般接点バネ３Ｂがセンサ素子２の電極端子部２１に接触する状態を示し、特定接点バネ３Ａを省略して示す。
【００２１】
特定接点バネ３Ａにおけるバネ接触部３１Ａは、図２に示すごとく、バネ保持部３２Ａの先端から屈曲し、先端側から基端側に行くに連れてセンサ素子２に近づくよう、軸方向Ｘに対して傾斜している。バネ接触部３１Ａの基端側の部分がセンサ素子２の素子表面２２に接触する。バネ接触部３１Ａは、バネ保持部３２Ａとの間の間隔を変更するように弾性変形可能である。バネ接触部３１Ａは、素子表面２２に対して弾性変形によるバネ力を付与して接触する。
【００２２】
センサ素子２の電極端子部２１は、各素子表面２２における３カ所に形成されている。図４に示すごとく、各素子表面２２においては、一般接点バネ３Ｂが幅方向Ｗの中心位置に配置され、特定接点バネ３Ａが一般接点バネ３Ｂの両側に配置される。各特定接点バネ３Ａのバネ屈曲部３３Ａは、円筒状カバー６の軸方向Ｘの中心軸線を中心とする仮想円Ｃの接線方向に沿って形成されている。つまり、バネ屈曲部３３Ａは、絶縁碍子４の外周面の接線方向に沿うように配置されている。バネ屈曲部３３Ａは、接線方向に完全に沿っている必要はなく、例えば、接線方向に対して±１５°の範囲内で傾斜していてもよい。特定接点バネ３Ａは、軸方向Ｘから見た状態において、一般接点バネ３Ｂを間に挟む両側の対称となる位置に一対に配置されている。
【００２３】
絶縁碍子４は、図１に示すごとく、ガス検知部２３を先端側Ｘ１に突出させると共に電極端子部２１を基端側Ｘ２に突出させる状態でセンサ素子２を保持する第１絶縁碍子４１と、第１絶縁碍子４１の基端側Ｘ２に配置され、複数の接点バネ３Ａ、３Ｂを保持する第２絶縁碍子４２とによって構成されている。
第１絶縁碍子４１の中心軸部には、センサ素子２を挿通させる挿通穴４１１が形成されている。第１絶縁碍子４１の挿通穴４１１の基端側には、挿通穴４１１に連通する充填用穴４１２が形成されており、センサ素子２は、充填用穴４１２にタルク４１３を充填することによって、第１絶縁碍子４１の挿通穴４１１内に保持されている。
【００２４】
図１、図４に示すごとく、第２絶縁碍子４２は、円筒状の側壁部４２１と、側壁部４２１の基端部を閉塞する天壁部４２２とによって構成されている。第２絶縁碍子４２の側壁部４２１の内側には、特定接点バネ３Ａのバネ保持部３２Ａ及び一般接点バネ３Ｂのバネ保持部３２Ｂを保持するための保持溝４４が、軸方向Ｘに沿って複数形成されている。第２絶縁碍子４２の側壁部４２１の内側には、バネ屈曲部３３Ａに対向するよう接触方向Ｘに対して傾斜する状態で形成された対向壁４５が形成されている。対向壁４５は、バネ接続部３４Ａからバネ屈曲部３３Ａに外力が作用する時などに、バネ屈曲部３３Ａを保持する部分である。
各特定接点バネ３Ａ及び各一般接点バネ３Ｂのバネ接触部３１Ａ、３１Ｂ、バネ保持部３２Ａ、３２Ｂ及びバネ屈曲部３３Ａ又はバネ垂直屈曲部３３Ｂは、側壁部４２１内に配置されている。各特定接点バネ３Ａ及び各一般接点バネ３Ｂのバネ接続部３４Ａ、３４Ｂは、側壁部４２１内から天壁部４２２の基端側に引き出されている。
【００２５】
また、図４に示すごとく、第２絶縁碍子４２の側壁部４２１の中心部分には、センサ素子２が配置されるセンサ配置穴４６が形成されており、複数の保持溝４４は、センサ配置穴４６に連通する状態で形成されている。各特定接点バネ３Ａ及び各一般接点バネ３Ｂのバネ接触部３１Ａ、３１Ｂは、保持溝４４及びセンサ配置穴４６を介してセンサ素子２の電極端子部２１に接触している。
また、図５に示すごとく、第２絶縁碍子４２の天壁部４２２には、バネ接続部３４Ａを挿通させるよう軸方向Ｘに向けて貫通穴４７が形成されている。特定接点バネ３Ａがリード線３５を介して引っ張られるときには、特定接点バネ３Ａのバネ屈曲部３３Ａが天壁部４２２によって受け止められる。また、一般接点バネ３Ｂがリード線３５を介して引っ張られるときには、一般接点バネ３Ｂのバネ垂直屈曲部３３Ｂが天壁部４２２によって受け止められる。
【００２６】
図１、図５に示すごとく、各接点バネ３Ａ、３Ｂの各バネ接続部３４Ａ、３４Ｂは、各接続端子３６によって各リード線３５に接続されている。各リード線３５は、センサ１の外部における制御装置に接続される。各リード線３５は、ブッシュ７の各挿通穴７１に挿通され、かつ円筒状カバー６のかしめ変形を受けたブッシュ７によって折り曲げられた状態で各挿通穴７１に保持されている。各接点バネ３Ａ、３Ｂの各バネ接続部３４Ａ、３４Ｂ及び各リード線３５は、円筒状カバー６の軸方向Ｘの中心軸線を中心とする仮想円Ｃ上に配置されている。
【００２７】
図１に示すごとく、ブッシュ７及び各リード線３５は、円筒状カバー６の基端部６１を縮径（かしめ変形）させたことによって変形しており、ブッシュ７の挿通穴７１とリード線３５との隙間及びブッシュ７と円筒状カバー６との隙間が封止されている。センサ１の製造時において、円筒状カバー６の基端部６１を縮径させるときには、ブッシュ７を介して各リード線３５の一部がブッシュ７の径方向内方に変形し、これに伴って各接点バネ３Ａ、３Ｂの各バネ接続部３４Ａ、３４Ｂ及び各接続端子３６がブッシュ７の径方向内方に折り曲げられる。そして、センサ１が製造された後において、各接点バネ３Ａ、３Ｂの各バネ接続部３４Ａ、３４Ｂから各接点バネ３Ａ、３Ｂのバネ屈曲部３３Ａ、バネ垂直屈曲部３３Ｂには、折り曲げによる外力が作用したままとなる。
【００２８】
ハウジング５は、円筒形状を有しており、センサ１を内燃機関の排気管等に固定するための部分である。ハウジング５の内周には、第１絶縁碍子４１を介してセンサ素子２が保持されている。ハウジング５の先端側部分の外周には、センサ素子２のガス検知部２３を覆う保護カバー５１が固定されている。
保護カバー５１は、センサ素子２のガス検知部２３を覆う第１保護カバー５１Ａと、第１保護カバー５１Ａを覆う第２保護カバー５１Ｂとによって構成されている。保護カバー５１Ａ及び第２保護カバー５１Ｂには、被測定ガスとしての排ガスが流通する流通孔５１１が設けられている。
なお、各接点バネ３Ａ、３Ｂ、ハウジング５、保護カバー５１及び円筒状カバー６は、いずれも金属製である。各絶縁碍子４１、４２はセラミック製であり、ブッシュ７はゴム製である。
【００２９】
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
センサ１においては、特定接点バネ３Ａのバネ屈曲部３３Ａは、円筒状カバー６の軸方向Ｘに伸びるバネ保持部３２Ａから、センサ素子２の素子表面２２に垂直な接触方向Ｖに対して傾斜する状態で接触方向Ｖの内方に向けて屈曲されている。そして、バネ屈曲部３３Ａは、円筒状カバー６の軸方向Ｘの中心軸線を中心とする仮想円Ｃの接線方向にできるだけ沿うように配置されている。
【００３０】
センサ１の製造時に、円筒状カバー６を縮径させてブッシュ７と複数のリード線３５とをかしめる際には、ブッシュ７は、その外径が縮小するように圧縮され、これに伴って各リード線３５が変形する。図２に示すごとく、リード線３５を変形させる、かしめによる外力Ｆ１は、バネ接続部３４Ａをブッシュ７の径方向内方に曲げるように作用する。このとき、バネ屈曲部３３Ａの形状により、バネ接続部３４Ａからバネ屈曲部３３Ａへは、バネ接続部３４Ａを曲げようとする外力Ｆ１を、バネ屈曲部３３Ａを捩ろうとする外力Ｆ２として作用させることができる。その後、このバネ屈曲部３３Ａを捩ろうとする外力Ｆ２は、バネ屈曲部３３Ａに捩り応力として残留する。
【００３１】
一方、センサ１を排気管等の測定対象部位に搭載する時又は搭載した後において、リード線３５がセンサ１の外部から引っ張られる際には、図２に示すごとく、このリード線３５を引っ張る外力Ｆ３は、バネ接続部３４Ａを介してバネ屈曲部３３Ａを曲げようとする外力Ｆ４として作用する。このバネ屈曲部３３Ａを曲げようとする外力Ｆ４は、バネ屈曲部３３Ａに曲げ応力として作用する。そのため、リード線３５が引っ張られる際には、バネ屈曲部３３Ａには、捩り応力と曲げ応力とが作用することになる。この結果、バネ屈曲部３３Ａに対して、かしめによる外力Ｆ１と引張による外力Ｆ３とが、いずれも引張応力として作用することを防止することができる。
これにより、特定接点バネ３Ａにおいて応力が集中しやすいバネ屈曲部３３Ａが強度限界に到達しにくくすることができ、特定接点バネ３Ａに必要な強度を確保することが容易になる。それ故、各接点バネ３Ａ、３Ｂを線材から形成することにより、小型化又は薄肉化を図ることが可能となる。
【００３２】
以上のごとく、上記センサ１によれば、各接点バネ３Ａ、３Ｂに必要な強度を確保して、各接点バネ３Ａ、３Ｂの小型化又は薄肉化を図ることができるセンサ１を提供することができる。
【００３３】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、各接点バネ３Ａ、３Ｂは、断面が角部に丸みのある正方形、六角形等の多角形の形状の線材によって形成することもできる。
【符号の説明】
【００３４】
１  センサ
２  センサ素子
３Ａ  特定接点バネ
３Ｂ  一般接点バネ
３５  リード線
４  絶縁碍子
５  ハウジング
６  円筒状カバー
７  ブッシュ
【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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