(57)【要約】【課題】コンパクト化、低コスト化、信頼性向上を図ることができるガスセンサを提供すること。【解決手段】接ガス部１１を有する検出素子１０と、検出素子１０を保持する主体金具４と、接ガス部１１を覆う保護カバー２と、検出素子１０と電気的に導通された取り出し端子７１、７２と、これらと電気的導通を図るリード線８１、９１と、取り出し端子７１、７２間の絶縁を図る絶縁部材５と、これを保持する第１金属カバー３とを有する。絶縁部材５は本体部５１と鍔部５２とを有している。第１金属カバー３は小径部３１と大径部３２と段部３３とを有している。絶縁部材５は、鍔部５２の一方の面を段部３３に当接させると共に鍔部５２の他方の面を大径部３２に圧入された弾性部材６により押圧固定してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガスと接触する接ガス部を有する検出素子と、上記接ガス部を露出させた状態で上記検出素子を保持する主体金具と、該主体金具から設けられ上記検出素子の上記接ガス部を覆う保護カバーと、上記検出素子と電気的に導通された複数の取り出し端子と、該取り出し端子の各々と電気的導通を図る複数のリード線と、上記取り出し端子間の絶縁を図る電気絶縁性の絶縁部材と、該絶縁部材を内部に保持する第１金属カバーとを有するガスセンサであって、
上記第１金属カバーは、上記主体金具の外方に装着されており、上記主体金具と上記第１金属カバーとは該第１金属カバーの外周面から全周にわたって溶接してあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
請求項１において、上記溶接により形成された溶融凝固部の軸方向の断面形状は、上記第１金属カバー部分に位置する広幅部と上記主体金具部分に位置する狭幅部とよりなり、上記広幅部の最大幅寸法をＡ、上記狭幅部の最大幅寸法をＢ、溶込み深さをＤ、上記第１金属カバーの厚みをＴとした場合、
Ｂ≧０．６Ａ、Ｄ≧Ｔ
という関係を有することを特徴とするガスセンサ。
【請求項３】
被測定ガスと接触する接ガス部を有する検出素子と、上記接ガス部を露出させた状態で上記検出素子を保持する主体金具と、該主体金具から設けられ上記検出素子の上記接ガス部を覆う保護カバーと、上記検出素子と電気的に導通された複数の取り出し端子と、該取り出し端子の各々と電気的導通を図る複数のリード線と、上記取り出し端子間の絶縁を図る電気絶縁性の絶縁部材と、該絶縁部材を内部に保持する第１金属カバーとを有し、該第１金属カバーは、上記主体金具の外方に装着されてその外周面から全周にわたって溶接されているガスセンサを製造する方法であって、
上記第１金属カバーと上記主体金具との溶接は、該主体金具に上記第１金属カバーを組付けた中間材をその軸芯を中心に回転させ、回転速度が一定速度になった後に、溶接ガンから発射したレーザ光を上記第１金属カバーの溶接部に照射することにより行うことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項４】
請求項３において、上記中間材は、上記溶接時において、上記主体金具を上方に、上記第１金属カバーを下方に向けて保持した状態で回転させることを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４において、上記主体金具と上記第１金属カバーとの間の接合部におけるクリアランスは、両者の組付け前において−０．１５〜０．１ｍｍの範囲内であることを特徴とするガスセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用内燃機関等の排気ガスにおける酸素濃度、空燃比状態等を測定することができるガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、内燃機関においては、排気ガス中の酸素濃度、空燃比状態等を検出し、その検出値に基づいて燃焼制御を行うことが、省エネルギー化、排ガス浄化等に非常に有効であることが知られている。上記排気ガス（被測定ガス）中の酸素濃度等を検出するセンサとしては、ジルコニア等の固体電界質よりなる検出素子を用いたものが知られている。
【０００３】
従来のガスセンサ９は、図２２に示すごとく、被測定ガスと接触する接ガス部９１１を有する検出素子９１０と、接ガス部９１１を露出させた状態で検出素子９１０を保持する主体金具９４と、主体金具９４から設けられ検出素子９１０の接ガス部９１１を覆う保護カバー９２とを有している。また上記主体金具９４と検出素子９１０との間には、これらの当接部のシール材としてパッキン９１８を介在させてある。
【０００４】
また、検出素子９１０は、コップ状を呈しており、その内部に大気と接する基準ガス室９１２を設け、その外表面側の上記接ガス部９１１の周囲には被測定ガス室９１３を設けてある。また、検出素子９１０には、その基準ガス室９１２側に基準電極を、被測定ガス室９１３側に測定電極をそれぞれ設けてある（図示略）。
また、検出素子９１０の内部には、加熱用のヒータ９１５を挿入配置させてある。
【０００５】
また、検出素子９１０は、接続端子９８２、９９２及び金属端子９８３、９９３を介して、外部との電気的導通を図るリード線９８１、９９１に接続されている。上記金属端子９８３、９９３は、検出素子９１０における基準電極及び測定電極に導通した各ターミナル部に対し接触固定されている。なお、リード線９７１は、ヒータ９１５の通電用のものである。
【０００６】
また、上記リード線９８１、９９１の基端部、即ち上記接続端子９８２、９９２との接続部は、電気絶縁性の絶縁部材９５内に保持されている。そして、絶縁部材９５は、主体金具９４の上方に設けた第１金属カバーの内側カバー９３１、第１金属カバーの外側カバー９３２により、その内部に保持されている。また、第１金属カバーの外側カバー９３２の上方には、さらに筒状の撥水フィルタ９３８を介して大気側カバー９３３を設けてあり、その開口部から上記リード線９７１、９８１、９９１を外部に突出させてあると共に、開口部端内部に弾性絶縁部材９４５が配設されている。
【０００７】
大気側カバー９３３と第１金属カバーの外側カバー９３２とには、それぞれ第１通気口９３６と第２通気口９３７をそれぞれ設けてある。これらの通気口９３６、９３７は、撥水フィルタ９３８を介して検出素子９１０の基準ガス室９１２に連通しており、該基準ガス室９１２に大気を導入する役割を果たすよう構成されている。
また、上記弾性絶縁部材９４５と、その外方に位置する第１金属カバーの外側カバー９３２と大気カバー９３３とは、これらを外方からかしめることにより互いに固定されている。
【０００８】
そして、上記従来のガスセンサ９は、上記基準ガス室９１２に導入した大気と、被測定ガス室９１３に導入した被測定ガスとの間における、検出対象成分の濃度差によって検出素子９１０に生じる起電力を上記リード線９８１、９８２を介して測定することにより、ガス濃度の検出を行うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記ガスセンサ９は、現在広く用いられ自動車用内燃機関等の制御性能の向上に寄与してきているが、ガスセンサ９に対しては、更なる、コンパクト化要求、低コスト化要求、耐久性（信頼性）向上要求がある。これに対しては、まだいくつかの改善すべき問題点が残っている。
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、さらなるコンパクト化、低コスト化、信頼性向上を図ることができる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】
【００１１】
参考発明１として、被測定ガスと接触する接ガス部を有する検出素子と、上記接ガス部を露出させた状態で上記検出素子を保持する主体金具と、該主体金具から設けられ上記検出素子の上記接ガス部を覆う保護カバーと、上記検出素子と電気的に導通された複数の取り出し端子と、該取り出し端子の各々と電気的導通を図る複数のリード線と、上記取り出し端子間の絶縁を図る電気絶縁性の絶縁部材と、該絶縁部材を内部に保持する第１金属カバーとを有するガスセンサであって、
上記絶縁部材は、本体部と該本体部よりも大径の鍔部とを有しており、
上記第１金属カバーは、上記絶縁部材の上記本体部の外径よりも大きく上記鍔部の外径よりも小さい内径を有する小径部と、上記鍔部の外径よりも大きい内径を有する大径部と、上記小径部と上記大径部とを繋ぐ段部とを有しており、
上記絶縁部材が、上記鍔部の前記段部と対向する面とは反対側の面から前記段部方向に押圧力を付勢する弾性部材によって、上記絶縁部材が上記第１金属カバーに固定してあることを特徴とするガスセンサがある。
【００１２】
参考発明１において最も注目すべきことは、上記絶縁部材を、上記第１金属カバーに設けた上記段部と上記弾性部材とによって固定していることである。
そして、本願発明の絶縁部材は、第１金属カバーの段部に当接され、弾性部材で押圧することにより上記第１金属カバーに固定されてもよいし、さらにまた、上記絶縁部材は、第１金属カバーの段部に直接当接されるだけでなく、金属リングや別部材を介して、上記絶縁部材が第１金属カバーの段部に押圧されることにより固定されてもよい。
参考発明１によれば、後述する参考発明２とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００１３】
また、参考発明２として、被測定ガスと接触する接ガス部を有する検出素子と、上記接ガス部を露出させた状態で上記検出素子を保持する主体金具と、該主体金具から設けられ上記検出素子の上記接ガス部を覆う保護カバーと、上記検出素子と電気的に導通された複数の取り出し端子と、該取り出し端子の各々と電気的導通を図る複数のリード線と、上記取り出し端子間の絶縁を図る電気絶縁性の絶縁部材と、該絶縁部材を内部に保持する第１金属カバーとを有するガスセンサであって、
上記絶縁部材は、本体部と該本体部よりも大径の鍔部とを有しており、
上記第１金属カバーは、上記絶縁部材の上記本体部の外径よりも大きく上記鍔部の外径よりも小さい内径を有する小径部と、上記鍔部の外径よりも大きい内径を有する大径部と、上記小径部と上記大径部とを繋ぐ段部とを有しており、
上記絶縁部材は、上記鍔部の一方の面を上記段部に当接させると共に上記鍔部の他方の面を上記大径部に圧入された弾性部材で押圧することにより上記第１金属カバーに固定してあることを特徴とするガスセンサがある。
【００１４】
参考発明２において最も注目すべきことは、上記絶縁部材を、上記第１金属カバーに設けた上記段部と上記弾性部材とによって固定していることである。
【００１５】
上記絶縁部材は、上記のごとく、上記本体部と該本体部よりも大径の鍔部とを有してなる。
一方、上記第１金属カバーは、上記小径部と大径部と段部とを有している。また小径部は上記絶縁部材の本体部を収納できる大きさに、大径部には上記鍔部を収納できる大きさに設けてある。
【００１６】
また、上記弾性部材としては、上記第１金属カバーの大径部の内面に圧入固定できる構造を有するものを用いる。例えば、上記弾性部材としては、上記第１金属カバーの上記大径部の内径よりも小さいリング状の本体部と、該本体部の周縁において上記大径部の内径よりも大きい径の位置まで突出させた爪部とよりなり、該爪部は、上記鍔部と当接する面と反対側に鈍角に折曲げた構造とすることができる。この場合には、上記爪部によって容易に上記大径部内に圧入固定することができる。
【００１７】
そして、上記絶縁部材は、その本体部を第１金属カバーの小径部内に、鍔部を大径部内にそれぞれ収納し、鍔部の一方の面を段部に当接させる。また、鍔部の他方の面は上記大径部に圧入された弾性部材により押圧する。これにより、絶縁部材は第１金属カバー内に固定される。
【００１８】
次に、参考発明２の作用効果につき説明する。
参考発明２においては、上記のごとく、絶縁部材の鍔部を上記第１金属カバーの段部と、大径部に圧入した弾性部材とによって押圧挟持し、固定してある。そのため、従来のような複数のカバー（図２２、第１金属カバーの内側カバー９３１、第１金属カバーの外側カバー９３２参照）を組合わせて絶縁部材を固定するという構造をとる必要がない。
【００１９】
また、上記絶縁部材は、上記第１金属カバーの段部と上記弾性部材とによって固定されるので、絶縁部材のサイズにばらつきがあってもそれが第１金属カバーと主体金具との接合位置等に影響がない。それ故、絶縁部材のサイズにばらつきがあってもガスセンサの全長に影響が無く、その全長の寸法精度を向上させることができる。
【００２０】
したがって、本発明によれば、さらなるコンパクト化、低コスト化、信頼性向上を図ることができるガスセンサを提供することができる。
【００２１】
次に、上記弾性部材は、上記第１金属カバーの内壁に対する径方向の押圧力と軸方向の押圧力を有していることが好ましい。即ち、上記弾性部材としては上記２方向の押圧力を発揮しうるものを用いることが好ましい。これにより、上記径方向の押圧力により弾性部材自体の位置を固定できると共に、上記軸方向の押圧力を上記絶縁部材に付与してこれを固定することができる。それ故、絶縁部材の第１金属カバー内への固定をさらに確実に行うことができる。
【００２２】
また、上記弾性部材は、上記第１金属カバーの上記大径部の内径よりも小さいリング状の本体部と該本体部の周縁において上記大径部の内径よりも大きい径の位置まで突出させた爪部を有していることが好ましい。この場合には、上記爪部によって上記２方向の押圧力を容易に発揮することができる。
【００２３】
また、上記弾性部材の上記爪部と爪部との間には、上記本体部よりも大径であり、かつ上記第１金属カバーの上記大径部の内径よりも小さい径の位置まで突出させたガイドを設けることが好ましい。この場合には、上記ガイドによって弾性部材の剛性を形状的に向上させることができ、剛性向上のための板厚アップの必要がない。それ故、厚さが薄い材料を用いて上記弾性部材を作製することができ、その作製時の加工（例えば打ち抜き加工）を容易に行うことができる。
【００２４】
また、上記弾性部材は、表裏対称の形状を有していることが好ましい。表裏対称の形状とは、表から見ても裏から見ても同じ形状を有していることであり、具体的には、例えば、上記本体部及び爪部を平坦にかつ同一平面上に設け、爪を折り曲げない形状（図２２参照）、あるいは、上記爪部を偶数個設け、これを交互に表裏反対方向に折り曲げた形状（図１９参照）等の形状をいう。
【００２５】
また、上記弾性部材の上記爪部は、該弾性部材を上記第１金属カバー内に挿入する際の組付け荷重によって表裏いずれの方向からでも曲げうる曲げ剛性を有するように設けることもできる。この場合には、上記弾性部材が表裏非対称の形状を有している場合であっても、弾性部材と上記第１金属カバーとの組み合わせ方向に拘わらず両者の組付けを行うことができる。それ故、組付け作業時における方向性を考慮する必要がないので、その作業性を向上させることができる。
なお、上記組付け荷重は、第１金属カバーの座屈強度よりも小さい荷重を用いる。
【００２６】
また、上記弾性部材の上記爪部は、表面又は裏面の一方の面に向けて曲げられており、かつ、その曲げ角度は略４５度以上である形状とすることもできる。この場合には、弾性部材を第１金属カバーに組み付ける際に、その組み付け方向を上記爪部の突出形状により容易に判断することができる。
【００２７】
また、上記弾性部材は、その表面又は裏面のいずれか一方に突出した突起部を有している形状とすることもできる。この場合には、上記突起部の存在によって弾性部材の表裏を容易に判断することができ、第１金属カバーへの組み付け方向を容易に判断することができる。
【００２８】
また、上記弾性部材は、その表面又は裏面の少なくとも一方を着色することにより両面を異なる色に設けることもできる。この場合には、色の違いによって弾性部材の表裏を容易に判断することができ、第１金属カバーへの組み付け方向を容易に判断することができる。
【００２９】
また、上記弾性部材の上記爪部は、該弾性部材を上記第１金属カバー内に挿入する際の組付け荷重によって表裏のいずれか一方の方向からのみ曲げうる曲げ剛性を有するように設けることもできる。この場合には、弾性部材と第１金属カバーとの組み付け方向が必然的に一方向のみに規制され、誤った組付けを排除することができる。
なお、この場合も、上記組付け荷重は、第１金属カバーの座屈強度よりも小さい荷重を用いる。
【００３０】
次に、請求項１の発明は、被測定ガスと接触する接ガス部を有する検出素子と、上記接ガス部を露出させた状態で上記検出素子を保持する主体金具と、該主体金具から設けられ上記検出素子の上記接ガス部を覆う保護カバーと、上記検出素子と電気的に導通された複数の取り出し端子と、該取り出し端子の各々と電気的導通を図る複数のリード線と、上記取り出し端子間の絶縁を図る電気絶縁性の絶縁部材と、該絶縁部材を内部に保持する第１金属カバーとを有するガスセンサであって、上記第１金属カバーは、上記主体金具の外方に装着されており、上記主体金具と上記第１金属カバーとは該第１金属カバーの外周面から全周にわたって溶接してあることことを特徴とするガスセンサにある。
【００３１】
この場合には、上記第１金属カバーを主体金具に直接接合してあるので、従来よりも部品点数を削減を図ることができる。
この部品点数の減少は、部品コストの低減及び組付け工数の低減によって、ガスセンサ全体のコスト低下を図ることができる。
また、カバー部材の部品点数の削減は、接合部を減少させることができ、接合部分の劣化等に起因する耐久性の低下を防止することができる。
【００３２】
また、上記第１金属カバーは、上記主体金具の外方に装着されており、上記主体金具と上記第１金属カバーとは該第１金属カバーの外周面から全周にわたって溶接してある。上記溶接方法としては、例えば、レーザ溶接、スポット溶接等がある。
【００３３】
この場合には、従来のように上記主体金具を大気側カバーの外方に位置させてかしめ加工する場合に比べて、主体金具と第１金属カバーとの間の接合状態の密閉性が向上する。主体金具において、材料の鋭敏化による耐腐食性低下が心配される部分（熱かしめ部）を、第１金属カバー内部に入れることができるため、上記耐食性の低下を考慮しなくてもよくなる。
【００３４】
また、上記溶接を行う前には、上記主体金具と第１金属カバーとを圧入状態で組付けておくことが好ましい。これにより、上記主体金具と第１金属カバーとの接合部の密封性、接合強度等をさらに向上させることができる。
【００３５】
また、請求項２の発明のように、上記溶接により形成された溶融凝固部の軸方向の断面形状は、上記第１金属カバー部分に位置する広幅部と上記主体金具部分に位置する狭幅部とよりなり、上記広幅部の最大幅寸法をＡ、上記狭幅部の最大幅寸法をＢ、溶込み深さをＤ、上記第１金属カバーの厚みをＴとした場合、Ｂ≧０．６Ａ、Ｄ≧Ｔという関係を有することが好ましい。
【００３６】
ここで、上記広幅部の最大幅寸法Ａとは、上記第１金属カバーの厚み方向に対して直角方向における溶融凝固部の最大長さをいう。また、上記狭幅部の最大幅寸法Ｂは上記主体金具の厚み方向に対して直角方向における溶融凝固部の最大長さをいう。また、上記狭幅部における溶込み深さＤは、上記主体金具の厚み方向における溶融凝固部の最大長さをいう。
そして、上記Ｂ＜０．６Ａの場合及びＤ＜Ｔの場合には、十分な接合強度が得られないという問題がある。
【００３７】
また、参考発明３として、被測定ガスと接触する接ガス部を有する検出素子と、上記接ガス部を露出させた状態で上記検出素子を保持する主体金具と、該主体金具から設けられ上記検出素子の上記接ガス部を覆う保護カバーと、上記検出素子と電気的に導通された複数の取り出し端子と、該取り出し端子の各々と電気的導通を図る複数のリード線と、上記取り出し端子間の絶縁を図る電気絶縁性の絶縁部材と、該絶縁部材を内部に保持する第１金属カバーとを有するガスセンサであって、上記主体金具には、該主体金具の外方に装着した上記第１金属カバーの先端に当接させたことを特徴とするガスセンサがある。
【００３８】
即ち、上記主体金具と第１金属カバーとの接合は、単に主体金具の外方に上記第１金属カバーを装着するだけでなく、上記主体金具に上記第１金属カバーの先端を当接させる上記当接部を設けて積極的に両者を当接させる。
これにより、上記主体金具と第１金属カバーとの接続位置精度及び両者の同軸度を向上させることができる。
【００３９】
また、参考発明４として、被測定ガスと接触する接ガス部を有する検出素子と、上記接ガス部を露出させた状態で上記検出素子を保持する主体金具と、該主体金具から設けられ上記検出素子の上記接ガス部を覆う保護カバーと、上記検出素子と電気的に導通された複数の取り出し端子と、該取り出し端子の各々と電気的導通を図る複数のリード線と、上記取り出し端子間の絶縁を図る電気絶縁性の絶縁部材と、該絶縁部材を内部に保持する第１金属カバーとを有するガスセンサであって、上記主体金具は、上記検出素子を挿入配置するための内孔を有していると共に該内孔内に配置した上記検出素子を固定するための素子かしめ部を有しており、該素子かしめ部は、上記検出素子との間にシール材と絶縁部材とリング形状を有する金属リングとを介在させた状態で、上記金属リングを押圧するようにかしめ加工してあることを特徴とするガスセンサがある。
【００４０】
この場合には、上記主体金具への上記検出素子の固定を上記素子かしめ部のかしめ加工により容易に行うことができ、さらに、上記金属リングの介在によって上記かしめ加工の精度を向上させることができる。
【００４１】
また、上記主体金具の上記内孔内には、上記検出素子に設けた突起部と当接する当接段部を設けてあり、該当接段部に上記突起部が当接するように上記検出素子を上記主体金具の内孔内に挿入すると共に、上記突起部における上記当接段部との当接面と反対側に上記金属リングを介在させた状態で該金属リングを押圧するように上記素子かしめ部をかしめ加工することにより、上記検出素子の突起部を上記主体金具の当接段部と上記素子かしめ部との間に挟持してあることが好ましい。
【００４２】
この場合には、上記検出素子の上記突起部を上記主体金具の当接段部と素子かしめ部とにより強固に挟持することができる。そのため、主体金具への検出素子の固定をより確実に行うことができる。
【００４３】
また、上記金属リングは、円形断面を有する所定長さの線材を円形状に曲げ加工してなることが好ましい。この場合には、金属リングの製造コストを低減することができ、ひいてはガスセンサ全体のコストダウンを図ることができる。なお、この線材を曲げ加工してなる金属リングの場合には、曲げによって対面する両端部の間に隙間が生じるので、気密性に問題が生じる。しかしながら、この問題は、上記のごとく、主体金具の外方に上記第１金属カバーを装着して全周溶接することによって解決することができる。
【００４４】
また、上記検出素子は内部に中空部を有するコップ形状を呈しており、上記中空部には、上記検出素子を加熱するためのヒータを挿入配置してあり、かつ、上記検出素子の上記接ガス部側には白金よりなる外側電極を、上記中空部側には白金よりなる内側電極を設けてある構造にすることができる。
【００４５】
この場合には、上記コップ形状の検出素子の採用によって、上記内側電極を配する基準ガス室と上記外側電極を配する被測定ガス室を容易に形成することができ、かつ、上記白金によって耐熱性に優れた外側電極（測定電極）および内側電極（基準電極）を得ることができる。
【００４６】
また、上記外側電極（測定電極）には耐熱ばね鋼材よりなると共に上記外側電極と電気的に導通する信号取出し用の第１取り出し端子を、上記内側電極（基準電極）には耐熱ばね鋼材よりなると共に上記内側電極と電気的に導通する信号取出し用の第２取り出し端子を設けてあり、上記第１取り出し端子および上記第２取り出し端子には上記リード線と電気的導通を図るためのリード部をそれぞれ設けてあり、該リード部は上記リード線にそれぞれ電気的に接続されており、かつ、上記第２取り出し端子は、上記ヒータを保持するためのヒータ保持部を有していることが好ましい。
【００４７】
この場合には、上記耐熱ばね鋼の採用によって、上記第１取り出し端子および第２取り出し端子の耐久性を向上させることができると共に、上記基第２取り出し端子に上記ヒータ保持部を設けることによってヒータの保持のみを目的とする保持部材を無くすことができ、部品点数の削減および組付け性の向上を図ることができる。
【００４８】
また、上記ヒータはシート状のセラミック基板と発熱体とを積層してなる断面四角形の角板ヒータであることが好ましい。この場合には、ヒータとして積層型の上記角板ヒータを採用することによって従来よりある丸棒ヒータを採用する場合よりもその製造コストを低減させることができる。
【００４９】
また、上記主体金具の一端には、上記保護カバーを固定するためのカバーかしめ部を設けてあり、該カバーかしめ部は、環状の溝部と、該溝部の外周部に位置するリング状のスカート部とよりなり、一方、上記保護カバーは、円筒形状を有すると共にその開口端に外方へ拡開したフランジ部を有する外管と内管とを重ねた二重管構造を有しており、上記外管と内管とは、互いのフランジ部を重ね合わせた状態で上記カバーかしめ部の上記溝部に挿入され、該フランジ部を、内方にかしめられた上記スカート部により押圧された状態でかしめ固定されていることが好ましい。
【００５０】
この場合には、二重管構造の保護カバーの採用によって上記検出素子の保護機能を強化することができる。また、二重構造の保護カバーを上記カバーかしめ部のかしめ加工によって一度に容易に固定することができる。そのため、予め外管と内管とを固定する必要がなく、保護カバーの固定作業工数を少なくすることができ、ガスセンサの製造コストの低減をも図ることができる。
【００５１】
また、上記第１金属カバーの上記小径部の先端には、上記リード線を保持する弾性絶縁部材が配設されており、該弾性絶縁部材の外径Ｅと、上記絶縁部材の上記本体部の外径Ｆとは、Ｅ≧Ｆの関係にあることが好ましい。これにより、弾性絶縁部材のリード線挿入穴間隔ｄと絶縁部材のリード線挿入間隔Ｄ（図１５（ａ））の差を小さくすることができる。一方、上記ｄとＤとの差が大きい場合には、絶縁部材から伸びたリード線を上記弾性絶縁部材の位置において外方に曲げて該弾性絶縁部材を通す必要がある。また、リード線を急激に曲げることは品質上望ましくないので、上記絶縁部材と弾性絶縁部材との間隔を広めにとる必要があり、ガスセンサ全体を大型化するという問題がある。
【００５２】
また、請求項３の発明は、被測定ガスと接触する接ガス部を有する検出素子と、上記接ガス部を露出させた状態で上記検出素子を保持する主体金具と、該主体金具から設けられ上記検出素子の上記接ガス部を覆う保護カバーと、上記検出素子と電気的に導通された複数の取り出し端子と、該取り出し端子の各々と電気的導通を図る複数のリード線と、上記取り出し端子間の絶縁を図る電気絶縁性の絶縁部材と、該絶縁部材を内部に保持する第１金属カバーとを有し、該第１金属カバーは、上記主体金具の外方に装着されてその外周面から全周にわたって溶接されているガスセンサを製造する方法であって、
上記第１金属カバーと上記主体金具との溶接は、該主体金具に上記第１金属カバーを組付けた中間材をその軸芯を中心に回転させ、回転速度が一定速度になった後に、溶接ガンから発射したレーザ光を上記第１金属カバーの溶接部に照射することにより行うことを特徴とするガスセンサの製造方法にある。
【００５３】
本製造方法において最も注目すべきことは、上記第１金属カバーと上記主体金具との溶接は、該主体金具に上記第１金属カバーを組付けた中間材をその軸芯を中心に回転させ、回転速度が一定速度になった後に、溶接ガンから発射したレーザ光を上記第１金属カバーの溶接部に照射することにより行うことである。
【００５４】
この場合には、上記レーザ光と溶接部との相対速度を一定にすることができ、安定した溶接条件を得ることができる。それ故、主体金具と第１金属カバーとの接続部を非常に健全に仕上げることができ、主体金具と第１金属カバーとの間の密閉性等の向上により、ガスセンサの耐久性を向上させることができる。
【００５５】
また、請求項４の発明のように、上記中間材は、上記溶接時において、上記主体金具を上方に、上記第１金属カバーを下方に向けて保持した状態で回転させることが好ましい。この場合には、上記中間材の回転時における重心の変化を低減させることができ、上記中間材の安定した回転動作を得ることができる。それ故、さらに上記溶接の精度を向上させることができる。
【００５６】
また、請求項５の発明のように、上記主体金具と上記第１金属カバーとの間の接合部におけるクリアランスは、両者の組付け前において−０．１５〜０．１ｍｍの範囲内であることが好ましい。上記クリアランスが−０．１５ｍｍよりも小さい場合には、圧入が困難で組付けができないという問題があり、より好ましくは−０．１０以上がよい。また、上記クリアランスが０．１ｍｍを超える場合には、組付けは容易であるが、溶接後の密封性が劣るという問題があり、より好ましくは０．０５ｍｍ以下がよい。
【００５７】
また、上記絶縁部材は上記取り出し端子に接続された上記リード線の基端部を収納するよう構成されていることが好ましい。この場合には、振動等により上記リード線の基端部が動くことを抑制することができ、プラス側とマイナス側の絶縁状態を十分に維持することができる。
【００５８】
また、上記絶縁部材は上記リード線の基端部およびリード線の少なくとも一部を収納するよう構成することもできる。即ち、上記絶縁部材には、リード線の基端部だけでなく、リード線の一部を収納することもできる。
【００５９】
また、上記検出素子の表面には電極が形成されており、上記取り出し端子は、上記電極に対して押圧して接触状態を維持する押圧部を有していることが好ましい。この場合には、溶接等の接合工程を行うことなく、上記押圧部によって電極と取り出し端子の導通性、ひいては検出素子と取り出し端子との導通性を容易に得ることができる。
【００６０】
また、上記検出素子の表面には電極が形成されており、上記取り出し端子は、上記電極に対して接合された白金線よりなる構造を取ることもできる。この場合には、白金を取り出し端子として採用する場合に、上記のような押圧部等を形成することなく容易に上記電極との接触状態を得ることができる。ここで、接合方法としては、例えば溶接などがある。
【００６１】
また、上記第１取り出し端子には上記外側電極を外方から内方に向けて押圧する第１押圧部を、上記第２取り出し端子には上記内側電極を内方から外方に向けて押圧する第２押圧部を設けてあることが好ましい。この場合には、コップ形状の検出素子の外側および内側への第１取り出し端子および第２取り出し端子の取付けを、的確にかつ容易に行うことができる。
【実施例】
【００６２】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかるガスセンサにつき、図１〜図１５を用いて説明する。
本例のガスセンサ１は、自動車用内燃機関に用いられる酸素センサであって、図１に示すごとく、被測定ガスと接触する接ガス部１１を有する検出素子１０と、上記接ガス部１１を露出させた状態で検出素子１０を保持する主体金具４と、該主体金具４から設けられ上記検出素子１０の接ガス部１１を覆う保護カバー２と、上記検出素子１０と電気的に導通された２つの取り出し端子７１、７２と、該取り出し端子７１、７２の各々と電気的導通を図る複数のリード線８１、９１と、上記取り出し端子７１、７２間の絶縁を図る電気絶縁性の絶縁部材５と、該絶縁部材５を内部に収納する第１金属カバー３とを有する。
【００６３】
第１金属カバー３の上端側には、筒状の撥水フィルタ５７を介してカバー部材３９が設けられている。カバー部材３９と第１金属カバー３とには、それぞれ第１通気口５８と第２通気口５９をそれぞれ設けてある。これらの通気口５８、５９は、撥水５７を介して検出素子１０の基準ガス室１２に連通しており、該基準ガス室１２に大気を導入する役割を果たすよう構成されている。
また、カバー部材３９は、第１金属カバー３に対してかしめ固定されている。
【００６４】
上記絶縁部材３は、上記リード線の８１、９１基端部およびリード線８１、９１の一部を収納する本体部５１と該本体部５１よりも大径の鍔部５２とを有している。
上記第１金属カバー３は、上記絶縁部材５の本体部５１の外径よりも大きく鍔部５２の外径よりも小さい内径を有する小径部３１と、鍔部５２の外径よりも大きい内径を有する大径部３２と、小径部３１と大径部３２とを繋ぐ段部３３とを有している。
【００６５】
上記絶縁部材５は、鍔部５２の一方の面５２１を上記段部３３に当接させると共に上記鍔部の他方の面５２２を上記大径部３２に圧入された弾性部材６により押圧固定してある。つまり、絶縁部材５は、弾性部材６と第１金属カバー３の段部に挟まれて固定される状態となる。
かつ、上記第１金属カバー３は、上記主体金具４に直接接合されている。
【００６６】
以下、これを図２２に示した従来のガスセンサ９と適宜比較しながら詳説する。
図２（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、上記絶縁部材５は、本体部５１と本体部５１よりも大径の鍔部５２とを有してなる。また、鍔部５２の下方には、上記本体部５１よりは若干大径の下筒部５３を設けてある。図２（ｂ）に示すごとく、本体部５１には、検出素子１０に導通するリード線８１、９１および後述するヒータ１５に導通するリード線１７１を挿入配置するための貫通孔５１１〜５１４を有している。また、図２（ｃ）に示すごとく、上記鍔部５２及び下筒部５３の内部には、上記貫通孔５１１等に通ずる中空部５３１を設けてある。
【００６７】
上記第１金属カバー３は、図１、図３（ｂ）に示すごとく、上記小径部３１と大径部３２と段部３３とを有している。また小径部３１は絶縁部材５の本体部５１を収納できる大きさに、大径部３２には絶縁部材５の鍔部５２を収納できる大きさに設けてある。
【００６８】
また、上記弾性部材６は、図４に示すごとく、第１金属カバー３の大径部３２の内径よりも小さいリング状の本体部６１と、本体部６１の周縁において上記大径部３２の内径よりも大きい径の位置まで突出させた爪部６２とよりなる。爪部６２は３個以上設けることが好ましい。本例では６個設けた。また、同図に示すごとく、爪部６２の間には、ガイド６７が設けられている。このガイド６７は、弾性部材６を第１金属カバー３内部に挿入する際の挿入性を向上させると共に弾性部材６の剛性向上を図ることができる。
また、本例では、図４（ｂ）に示すごとく、すべての爪部６２を同一方向、すなわち第１金属カバー３に挿入した際にその開口部へ向く方向に折り曲げてある。
【００６９】
上記第１金属カバー３内への絶縁部材５の組み付けは、上記弾性部材６を用いて次のように行う。
即ち、まず図５〜図７に示すごとく、治具６９に弾性部材６と絶縁部材５をセットする。治具６９は、同図に示すごとく、中央に円柱状の突起部６９１を有していると共にその先端に上記絶縁部材５の下筒部５３を挿入可能の溝６９２を設けてある。また、図６、図７に示すごとく、この溝６９２の外周部６９３の先端部は、弾性部材６の本体部６１のみに当接し、爪部６２には接触しない幅に設けてある。
【００７０】
次に、図６、図８に示すごとく、治具６９にセットした絶縁部材５及び弾性部材６に対して、第１金属カバー１を上方から被せる。これにより、弾性部材６の爪部６２の作用により、弾性部材６及び絶縁部材５が第１金属カバー１の内部に固定される。
【００７１】
爪部６２は、鍔部３３と当接する面６２１と反対側に鈍角に折曲げた構造としてある。この構造によって、弾性部材６は、爪部６２の剛性に抗して第１金属カバー３の大径部３２内に押し込むことにより、径方向に押圧されると共に軸方向に向かう押圧力によって第１金属カバーに絶縁部材を固定する。
【００７２】
そして、図１、図３（ｂ）に示すごとく、上記絶縁部材５は、その本体部５１を第１金属カバー３の小径部３１内に、鍔部５２を大径部３２内にそれぞれ収納し、鍔部５２の一方の面５２１を段部に当接させ、他方の面５２２を上記弾性部材６により押圧された状態で、第１金属カバー３内に固定されている。
【００７３】
また、図３（ａ）には、従来のガスセンサ９の場合における、絶縁部材９５の固定構造を示してある。従来の絶縁部材９５も本例の絶縁部材５と概略同様の形状を有し、鍔部９５２を有している。一方、本例の第１金属カバー３に相当する部品は、第１金属カバーの内側カバー９３１と第１金属カバーの外側カバー９３２という２つの部品より構成されている。また、第１金属カバーの外側カバー９３２には、段部９３５を設けてある。
【００７４】
そして、従来のガスセンサ９においては、上記絶縁部材９５の鍔部９５２の一方の面を、スプリング９５６を介して段部９３５に当接させると共に、他方の面を第１金属カバーの内側カバー９３１の先端９３４に当接させて保持している。
図３（ａ）（ｂ）の比較から、本例の方が部品点数の低減化でき、（第１金属カバーの内側カバー９３１の廃止）、また、段部からカバーの下端までの距離Ｌ１を絶縁部材等の作製精度にかかわらず安定化できるということが分かる。つまり、ガスセンサ全体の高さを絶縁部材等の精度にかかわらず安定化できることになる。
【００７５】
また、本例においては、後述する図９（ｂ）に示すごとく、従来必要であった第１金属カバーの内側カバー９３１（図９（ａ））を廃止できるので、第１金属カバー３の内部寸法を従来よりも大きくすることができる。そのため、後述する測定電極と電気的に導通する信号取出し用金属端子７１のリード部７１１との距離Ｌ２を従来よりも大きくすることができる。それ故、本例では、上記リード部７１１と第１金属カバー３との間の短絡の可能性をこれまで以上に低くすることができる。
【００７６】
次に、図１、図９（ｂ）に示すごとく、本例の主体金具４は、検出素子１０を挿入配置するための内孔４０を有していると共に該内孔４０内に配置した検出素子１０を固定するための素子かしめ部４１を有している。
また、上記主体金具４の上記内孔４０内には、上記検出素子１０に設けた突起部１０９と当接する当接段部４９を設けてある。そして、当接段部４９に上記突起部１０９が当接するように検出素子１０を主体金具４の内孔４０内に挿入すると共に、突起部１０９における当接段部４９との当接面と反対側に金属リング４１２を介在させた状態で該金属リング４１２を押圧するように素子かしめ部４１をかしめ加工することにより、検出素子１０の突起部１０９を主体金具４の当接段部４９と素子かしめ部４１との間に挟持した。
【００７７】
素子かしめ部４１は、検出素子１０との間に絶縁部材４１１、シール材４１３、およびリング形状を有する金属リング４１２を介在させた状態で、金属リング４１２を押圧するようにかしめ加工してある。なお、主体金具４と検出素子１０との先端側の当接部、即ち、上記当接段部４９と突起部１０９との間には、シール用のパッキン１８を介在させてある。
【００７８】
一方、図９（ａ）に示すごとく、従来のガスセンサ９における主体金具９４は、本例と同様の素子かしめ部９４０を有しているが、固定構造が異なる。即ち、主体金具９４の素子かしめ部９４０の内部には、検出素子９１０との間にシール材９４１、パッド９４２、絶縁部材９４３を介在させていると共に、更にその上方に第１金属カバーの内側カバー９３１の下端に設けた拡開したフランジ部９３９を配置してある。そして、このフランジ部９３９を押さえつけるように、さらに金属リング９４６を介在させた状態で上記素子かしめ部９４０を内方にかしめ加工してある。なお、検出素子９１０と主体金具９４との先端側の当接部には、シール用のパッキン９１８を介在させてある。
【００７９】
これらの構造の違いから、本例の場合には、上記主体金具４の内部への素子かしめ部４１を上記第１金属カバー３により覆うことができ、素子かしめ部４１の耐食性を従来よりも向上させることができる。
【００８０】
また、図９（ａ）に示すごとく、従来のガスセンサ９は、シール材９４１、パッド９４２、絶縁部材９４３を介在させて、第１金属カバーの内側カバー９３１のフランジ部９３９を配置してあるので、例えばシール材９４１の充填量にばらつきが出た場合には、主体金具９４の素子かしめ部９４０に対する上記フランジ部９３９の位置がばらついてしまう。
【００８１】
即ち、上記金属リング９４６が位置すべき空間が、一定にならない。そのため、上記素子かしめ部９４０のかしめ加工を健全に行うために、金属リング９４６の厚みを変えて調整する必要があった。
さらに、上記フランジ部９３９の位置ばらつきは、ガスセンサ９の全長寸法のばらつきに影響するので、これを補正するために、上記絶縁部材９５と第１金属カバーの外側カバー９３２との間のスプリング９５６の厚みを変化させることも行っていた。
【００８２】
これに対し、図９（ｂ）に示すごとく、本発明品のガスセンサ１においては、主体金具４と第１金属カバー３が直接当接、接合されるので、上記シール材の充填量のばらつき等は全く寸法に影響を及ぼさない。それ故、上記のような金属リング等の厚みを調整するという煩雑な作業も不要となる。
【００８３】
また、図１０に示すごとく、金属リング４１２は、円形断面を有する所定長さの線材を円形状に曲げ加工してなる。即ち、金属リング４１２には、切れ目４１８が残存している。一方、図１１に示すごとく、従来の金属リング９４６は、断面形状が楕円形状であり、切れ目のないリング状にするため切削加工が必要である。
これらの構造の違いにより、本例の場合には、金属リング４１２の製造コストを従来よりも低減することができ、ひいてはガスセンサ１全体のコストダウンを図ることができる。なお、本例の切れ目のある金属リング４１２の採用は、上記のごとく、主体金具４の外方に第１金属カバー３を装着して全周溶接することによる密封性の向上によって実現できたものである。
【００８４】
次に、図１、図１２に示すごとく、本例の主体金具４の一端には、保護カバー２を固定するためのカバーかしめ部４２を設けてある。カバーかしめ部４２は、環状の溝部４２０と、溝部４２０の外周部に位置するリング状のスカート部４２１と、溝部４２０の内周部に位置するガイド部４２２とよりなる。
【００８５】
一方、保護カバー２は、円筒形状を有すると共にその開口端に外方へ拡開したフランジ部２１９、２２９を有する外管２１と内管２２とを重ねた二重管構造を有している。外管２１と内管２２とは、互いのフランジ部２１９、２２９を重ね合わせた状態でカバーかしめ部４２の溝部４２０に挿入し、フランジ部２１９、２２９を、内方にかしめられたスカート部４２１により押圧された状態でかしめ固定されている。
【００８６】
この構造を採用したことにより、１重管の場合よりも検出素子１０の保護機能を強化することができ、また、二重構造の外管２１、内管２２をカバーかしめ部４２のかしめ加工によって一度に容易に固定することができる。そのため、予め外管２１と内管２２とを固定する必要がなく、保護カバー２の固定作業工数を少なくすることができ、ガスセンサ１の製造コストの低減をも図ることができる。
【００８７】
次に、図１、図１２に示すごとく、本例のガスセンサ１においては、上記第１金属カバー３は、主体金具４の外方に装着されており、主体金具４と第１金属カバー３とは第１金属カバー３の外周面から全周にわたって溶接部３００において溶接してある。この溶接は、レーザ溶接により行っている。
【００８８】
本例は、この構造を採用することによって、従来のように上記主体金具を大気側カバーの外方に位置させてかしめ加工する場合（図９（ａ）、図２２）に比べて、主体金具４と第１金属カバー３との間の接合状態の密閉性が向上し、第１金属カバー３内部における気密性を向上させることができる。
【００８９】
また、本例においては、図１３に示すごとく、上記溶接により溶接部３００に形成された溶融凝固部３４の軸方向の断面形状は、第１金属カバー３の部分に位置する広幅部３４１と主体金具４の部分に位置する狭幅部３４２とよりなり、広幅部３４１の最大幅寸法をＡ、狭幅部３４２の最大幅寸法をＢ、溶込み深さをＤ、第１金属カバー３の厚みをＴとした場合、Ｂ≧０．６Ａ、Ｄ≧Ｔという関係を有するようにした。具体的には、上記Ａは１．０ｍｍ、Ｂは０．６ｍｍ、Ｄは０．６ｍｍ、Ｔは０．６ｍｍとした。
その結果、主体金具３と第１金属カバー３との間には、十分な接合強度が得られた。
【００９０】
また、図１、図１２に示すごとく、本例の主体金具４には、主体金具４の外方に装着した第１金属カバー３の先端に当接する当接面４８を設けてある。これにより、主体金具４と第１金属カバー３との接続位置精度及び両者の同軸度を向上させてある。
【００９１】
次に、図１、図１２に示すごとく、検出素子１０は内部に中空部１００を有するコップ形状を呈しており、上記中空部１００には、検出素子１０を加熱するためのヒータ１５を挿入配置してある。そして、上記中空部１００を基準ガス室１２に、検出素子１０の外方を被測定ガス室１３としてある。また、検出素子１０の接ガス部１１側には白金よりなる外側電極１３０を、中空部側には白金よりなる内側電極１２０を設けてある。
【００９２】
そして、図１４（ａ）に示すごとく、耐熱ばね鋼材よりなると共に外側電極１３０と電気的に導通する信号取出し用の第１取り出し端子７１（以下、適宜、金属端子７１という）を、また耐熱ばね鋼よりなると共に内側電極１２０と電気的に導通する信号取出し用の第２取り出し端子７２（以下、適宜、金属端子７２という）を設けてある。外側電極１３０と電気的に金属端子７１および金属端子７２にはリード線８１、９１と電気的導通を図るためのリード部７１１、７２１をそれぞれ設けてある。リード部７１１、７２１は上記絶縁部材５の内部において、コネクタ７５、７６を介してリード線８１、９１の基端部にそれぞれ電気的に接続されている。
【００９３】
また、第２取り出し端子７２（金属端子７２）は、図１４に示すごとく、ヒータ１５を保持するためのヒータ保持部７２５を有している。また、第１取り出し端子７１には外側電極１３０を外方から内方に向けて押圧する第１押圧部７１７を、第２取り出し端子７２には内側電極１２０を内方から外方に向けて押圧する第２押圧部７２７を設けてある。そして、第１取り出し端子７１は、上記外側電極１３０に対して上記第１押圧部７１７の押圧力により接触状態を維持している。同様に、第２取り出し端子７２は、上記内側電極１２０に対して上記第２押圧部７２７の押圧力により接触状態を維持している。
また、これら金属端子７１および金属端子７２を構成する材質は、耐熱ばね鋼として例えばＮｉを主成分とする合金であるインコネル（商品名）等を用いることができる。
【００９４】
この耐熱ばね鋼の採用によって、第１取り出し端子７１（金属端子７１）および第２取り出し端子７２（金属端子７２）の耐久性を向上させることができると共に、金属端子７２にヒータ保持部７２５を設けることによってヒータ１５の保持のみを目的とする保持部材を無くすことができ、部品点数の削減および組付け性の向上を図ることができる。
【００９５】
また、図１６に示すごとく、ヒータ１５はシート状のセラミック基板と発熱体とを積層してなる断面四角形の本体部１５０を有する角板ヒータである。本体部１５０の表裏両面には、内部の発熱体に導通した金属端子部１５３をそれぞれ配設してあり、さらに各金属端子部１５３に外部導通線１５４をそれぞれ配設してある。
【００９６】
また、図１５に示すごとく、上記第１金属カバー３の小径部３１の上端にはリード線８１、９１、１７１を保持する弾性絶縁部材４５が配設されている。また、上記第１金属カバー３の上端側には、カバー部材３９を被せ、これをかしめてある。そして弾性絶縁部材４５の外径Ｅと、絶縁部材５の本体部５１の外径Ｆとは、Ｅ≧Ｆの関係にしてある。具体的には、上記Ｅは１０．１ｍｍ、Ｆは９．８ｍｍとした。これにより、図１５（ａ）に示すごとく、弾性絶縁部材４５におけるリード線挿入穴の間隔ｄと、絶縁部材５におけるリード線挿入穴間隔Ｄはほぼ等しくなった。
【００９７】
一方、図１５（ａ）に示すごとく、従来の第１金属カバー９においては、上記ＥがＦよりも小さい。具体的には、Ｅが６．５ｍｍ、Ｆが９．８ｍｍであり、Ｅ＜Ｆの関係にある。この場合には、リード線挿入穴の間隔ｄとＤに差があるため、絶縁部材９５から伸びたリード線９８１等を弾性絶縁部材９４５の位置において内方に曲げて該弾性絶縁部材を通す必要がある。また、リード線９８１等を急激に曲げることは品質上望ましくないので、絶縁部材９５と弾性絶縁部材９４５との間隔Ｌ３を広めにとる必要があり、ガスセンサ全体を大型化させていた。
【００９８】
これに対し、本例は、上記のごとくＥ≧Ｆの関係を得ることにより、リード線８１等の曲げ量を小さくすることができるので、その分絶縁部材５と弾性絶縁部材４５との間隔Ｌ３を従来よりも小さくすることができる。それ故、本例は、従来よりも全長を短くすることができ、コンパクト化を図ることができる。
【００９９】
このように、本例のガスセンサ１は、絶縁部材５の第１金属カバー３内への固定構造の改善、第１金属カバー３と主体金具４との接続構造の改善、その他の種々の改善によって、従来のガスセンサ９に比べて部品点数の減少、コンパクト化、低コスト化、信頼性の向上を図ることができる。
そして、本例によれば、次世代に適応できる優れたガスセンサを提供することができる。
【０１００】
なお、本例では、上記ヒータとして角板ヒータを用いた例について説明したが、これに代えて丸棒タイプのヒータを用いることもできる。
また、本例では酸素センサについて説明したが、ＮＯｘセンサ、ＣＯ２センサ等に適用した場合にも同様の作用効果が得られる。
さらに、上記検出素子としても、上記のコップ型素子に代えて板状素子に代えることもできる。
【０１０１】
また、本例では、絶縁部材５は、第１金属カバー３の段部３３に直接当接され、弾性部材６で押圧することにより上記第１金属カバー３に固定されている。これを変更し、金属リングや別部材を介して上記絶縁部材５が第１金属カバー３の段部３３に押圧されることにより固定されても勿論よい。
【０１０２】
実施形態例２
本例は、図１７に示すごとく、上記実施形態例１のガスセンサ１の製造方法につき、その第１金属カバー３と主体金具４との溶接工程を中心に説明する。
本例の製造方法における第１金属カバー３と主体金具４との溶接は、主体金具４に第１金属カバー３を組付けた中間材１００をその軸芯１０１を中心に回転させ、回転速度が一定速度になった後に、溶接ガン８０から発射したレーザ光８８を第１金属カバー３の溶接部３００に照射することにより行う。
【０１０３】
具体的には、上記溶接工程の前に、上記第１金属カバー３と主体金具４との組付け工程を行った。本例では、予め、主体金具４の溶接部の外径を第１金属カバー３の溶接部の内径よりも０．１ｍｍ大きく製造しておき、両者を圧入することにより組付けて上記中間材１００を得た。
【０１０４】
次いで、図１７に示すごとく、上記中間材１００の第１金属カバー３を回転可能に支持する支持治具８５１と、主体金具４を保持してこれを回転させる回転治具８５２とよりなる溶接治具８５を用いる。そして、この溶接治具８５に対して、主体金具４を上方に、第１金属カバー３を下方に向けてセットする。
【０１０５】
次に、上記中間材１００を回転させ、第１金属カバー３の溶接部３００の周速が１５００ｍｍ／分一定になった後に、上記のごとく、溶接ガン８０からレーザ光８８照射して溶接を行った。
この方法により得られたガスセンサ１は、非常に優れた耐久性、寸法精度等が得られた。その他、実施形態例１と同様の作用効果が得られた。
なお、上記レーザ光８８は、連続式でもパルス式でもよい。
また、上記レーザ光８８の強度、ワーク（上記中間材）の回転数等については、溶接部強度、溶接状態を損なわない範囲で任意に設定することができる。
【０１０６】
実施形態例３
本例では、実施形態例１における弾性部材６の形状を表裏対称にした例を示す。
即ち、図１８は、本体部６１、爪部６２、ガイド６７のすべてを同一平面上に設け、爪部６７を折り曲げない形状とした例である。
図１９は、爪部６２の折り曲げ方向を交互に逆方向とした例である。
これらの弾性部材６は、いずれも上記のごとく表裏対称な形状を有しているので、上記第１金属カバー３内への絶縁部材５の組み付け作業を行う際に治具６９（図５）へ弾性部材６をセットする方向に方向性がなくなる。それ故、弾性部材６の表裏を判断する必要がなく、組み付け作業を容易化することができる。
その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【０１０７】
実施形態例４
本例では、実施形態例１における弾性部材６の形状を表裏非対称な状態で変更し、かつ、その表裏判断を容易にした例を示す。
即ち、図２０は、爪部６２を一方の面に向けて曲げ、かつ、その曲げ角度を４５度以上とした例である。
また、図２１は、本体部６１の２箇所において、上記爪部６２の曲げ方向と同じ側に突出させた突起部６１８を設けた例である。
また、図示していないが、弾性部材の表面又は裏面の少なくとも一方を着色することによりに両面を異なる色に設けることもできる。
【０１０８】
これらの弾性部材６は、いずれの場合であっても、その表裏を容易に判断することができ、第１金属カバー３への組み付け方向を容易に判断することができる。その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【０１０９】
上記実施の形態は、検知素子がコップ形状の素子である場合について説明したが、本願発明の検知素子は、コップ形状に限定されるものではなく、積層型の検知素子においても同様の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施形態例１における、ガスセンサの全体構成を示す説明図。
【図２】実施形態例１における、絶縁部材の、（ａ）正面図、（ｂ）Ａ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）Ｂ−Ｂ線矢視断面図。
【図３】実施形態例１における、絶縁部材の固定構造を示す、（ａ）従来品、（ｂ）本発明品、の説明図。
【図４】実施形態例１における、弾性部材の、（ａ）平面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ線矢視断面図。
【図５】実施形態例１における、絶縁部材の第１金属カバーへの組み付け作業の準備段階を示す説明図。
【図６】実施形態例１における、治具に絶縁部材及び弾性部材をセットした状態を示す説明図。
【図７】実施形態例１における、治具と弾性部材及び絶縁部材の接触状態を示す説明図。
【図８】実施形態例１における、絶縁部材の第１金属カバーへの組み付け作業が完了した状態を示す説明図。
【図９】実施形態例１における、ガスセンサの軸方向中央近傍の構造を示す、（ａ）従来品、（ｂ）本発明品、の説明図。
【図１０】実施形態例１における、金属リングを示す、（ａ）斜視図、（ｂ）Ｄ−Ｄ線矢視断面図。
【図１１】実施形態例１における、従来品の金属リングを示す、（ａ）斜視図、（ｂ）Ｅ−Ｅ線矢視断面図。
【図１２】実施形態例１における、ガスセンサの保護カバー側の構造を示す説明図。
【図１３】実施形態例１における、溶融凝固部の断面構造を示す説明図。
【図１４】実施形態例１における、（ａ）測定電極と電気的に導通する信号取出し用金属端子の斜視図、（ｂ）基準電極と電気的に導通する信号取出し用金属端子の斜視図。
【図１５】実施形態例１における、ガスセンサのリード線側の構造を示す、（ａ）従来品、（ｂ）本発明品、の説明図。
【図１６】実施形態例１における、ヒータの斜視図。
【図１７】実施形態例２における、溶接方法を示す説明図。
【図１８】実施形態例３における、弾性部材の、（ａ）平面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ線矢視断面図。
【図１９】実施形態例３における、別例の弾性部材の、（ａ）平面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ線矢視断面図。
【図２０】実施形態例４における、弾性部材の、（ａ）平面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ線矢視断面図。
【図２１】実施形態例４における、別例の弾性部材の、（ａ）平面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ線矢視断面図。
【図２２】従来例における、ガスセンサのガスセンサの全体構成を示す説明図。
【符号の説明】
【０１１１】
１  ガスセンサ
１０  検出素子
１１  接ガス部
１５  ヒータ
２  保護カバー
３  第１金属カバー
３１  小径部
３２  大径部
３３  段部
４  主体金具
４１  素子かしめ部
４１２  金属リング
４２  カバーかしめ部
４５  弾性絶縁部材
５  絶縁部材
５１  本体部
５２  鍔部
６  弾性部材
７１  第１取り出し端子（金属端子）
７１７  第１押圧部
７２  第２取り出し端子（金属端子）
７２５  ヒータ保持部
７２７  第２押圧部
８１、９１、１７１  リード線
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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