(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延び、先端側が測定対象に向けられるセンサ素子と、
前記センサ素子の径方向周囲を取り囲み、該センサ素子を保持する主体金具と、
前記主体金具の後端側に設けられる筒状金属部材と、
前記筒状金属部材の内部から外部に向かって延び、前記センサ素子に電気的に接続される少なくとも１本のリード線と、
前記筒状金属部材の内側に配置されるとともに、前記リード線を挿通するためのリード線挿通孔を有する弾性シール部材と
を有するセンサであって、
前記筒状金属部材は、内側に向かって突出すると共に、自身の内側に配置された前記弾性シール部材を径方向に圧縮変形させた状態で固定する内側凸部を有しており、
前記弾性シール部材は、少なくとも後端側に、前記内側凸部により圧縮変形された際に内部に生じる圧縮応力を緩和する応力緩和溝を有しており、
前記応力緩和溝の底面は、前記内側凸部の底部の後端より後端側に配置されている
ことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記内側凸部は、前記筒状金属部材の後端から離れた位置に設けられ、
前記応力緩和溝の底面は、前記筒状金属部材の後端より先端側に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記応力緩和溝は、さらに先端側に設けられ、
前記応力緩和溝の底面は、前記内側凸部の底部の先端より先端側に配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記応力緩和溝は、前記弾性シール部材の外周につながる略十字状に形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセンサ。
【請求項５】
前記リード線は、４本以上設けられる一方、
前記弾性シール部材は、前記リード線の本数に対応した数の前記リード線挿通孔を有しており、
前記リード線挿通孔のうち１つは、前記弾性シール部材の中央に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセンサに関するものである。より詳細には、例えば内燃機関から排出される排気ガス中の特定ガス成分の濃度を検出するための酸素センサやＮＯｘセンサ、ＨＣセンサ等のガスセンサや排気ガスの温度を検出するための温度センサ等のセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の空燃比制御に排気ガス中の特定ガス成分の濃度に応じて電気的特性が変化するセンサ素子を備えたガスセンサが使用されている。このガスセンサとしては、例えば、酸素イオン伝導性を有する固体電解質よりなるセンサ素子と、センサ素子を加熱するためのヒータと、センサ素子を保持するための主体金具と、この主体金具の後端側に設けられる筒状金属部材と、センサ素子およびヒータと電気的に接続され、筒状金属部材の内部から外部に引き出されるリード線と、上記リード線を挿通するためのリード線挿通孔を有する円柱状の弾性シール部材を備えた構造のものが知られている。弾性シール部材は、筒状金属部材の内側に配置した後、筒状金属部材を径方向内側に向かって加締めることで、弾性シール部材を圧縮変形させて筒状金属部材の内側に固定している。これにより、弾性シール部材−筒状金属部材間およびリード線−弾性シール材間の気密性及び水密性（以下、総称してシール性ともいう）を確保している。（特許文献１、２参照）
【特許文献１】特開平９−２２９８９７号公報
【特許文献２】特開平９−５４０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、より良好なシール性を確保するには、筒状金属部材の内部に配置される弾性シール部材を加締める際に加える圧力を大きくすることが考えられる。しかし、加締める際の圧力を大きくすると、弾性シール部材の加締め部の境界付近に集中する圧縮応力も大きくなるため、ガスセンサ使用時に弾性シール部材が熱膨張を生じることと相俟って、弾性シール部材の加締め部の境界付近に過度な応力が掛かり、弾性シール部材に亀裂が生じることがある。また、弾性シール部材の加締め部の境界付近に集中する圧縮応力が過度に大きくなると、加締める際に、弾性シール部材に亀裂が生じることもある。
【０００４】
そこで、本発明では、弾性シール部材−筒状金属部材間およびリード線−弾性シール材間のシール性を十分に確保しながら、弾性シール部材に亀裂が生じることを防ぐことができるセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達するために、本発明は、軸線方向に延び、先端側が測定対象に向けられるセンサ素子と、前記センサ素子の径方向周囲を取り囲み、該センサ素子を保持する主体金具と、前記主体金具の後端側に設けられる筒状金属部材と、前記筒状金属部材の内部から外部に向かって延び、前記センサ素子に電気的に接続される少なくとも１本のリード線と、前記筒状金属部材の内側に配置されるとともに、前記リード線を挿通するためのリード線挿通孔を有する弾性シール部材と
を有するセンサであって、前記筒状金属部材は、内側に向かって突出すると共に、自身の内側に配置された前記弾性シール部材を径方向に圧縮変形させた状態で固定する内側凸部を有しており、前記弾性シール部材は、少なくとも後端側に、前記内側凸部により圧縮変形された際に内部に生じる圧縮応力を緩和する応力緩和溝を有しており、前記応力緩和溝の底面は、前記内側凸部の底部の後端より後端側に配置されていることを特徴とするセンサである。
【０００６】
本発明では、応力緩和溝が、弾性シール部材の少なくとも後端側に設けられている。
これにより、弾性シール部材を加締めて、筒状金属部材の内側に固定配置させる際に生じる圧縮応力を緩和することができ、弾性シール部材に亀裂が生じることを防ぐことができる。そして、弾性シール部材−筒状金属部材間およびリード線−弾性シール部材間のシール性を十分に得られる。
また、センサ使用時に、主体金具、筒状金属部材を伝達して弾性シール部材に熱がかかり、弾性シール部材が熱膨張を生じても、応力緩和溝によって加締め部の境界付近の圧縮応力を緩和させているので、弾性シール部材に過度なストレスがかかるのを抑制することができ、弾性シール部材に亀裂が生じることを防ぐことができる。
【０００７】
とりわけ、本発明では、応力緩和溝は後端側に設けられ、その応力緩和溝の底面は、内側凸部の底部の後端より後端側に配置されている。
なお、内側凸部の底部とは、内側凸部のうち径方向に最も窪んでいる部分のことである。
これにより、応力緩和溝の底面が、弾性シール部材のうちで加締め部の形成位置に対応した部位に配置されないので、弾性シール部材の加締め部にかかる応力が逆に低下して、弾性シール部材−筒状金属部材間およびリード線−弾性シール部材間のシール性が確保できなくなる事態を防ぐことができる。
【０００８】
なお、内側凸部を筒状金属部材の後端から先端側に向かって離れた位置に設けるタイプのセンサにあっては、応力緩和溝の底面を、筒状金属部材の後端より先端側に配置させつつ内側凸部の底部の後端より後端側に配置することで、シール性を十分に確保しながら、弾性シール部材に生じる圧縮応力をより効果的に緩和することができる。
【０００９】
さらに、本発明では、応力緩和溝は先端側に設けられ、その応力緩和溝の底面は、内側凸部の底部の先端より先端側にも配置されていることが望ましい。
これにより、弾性シール部材の先端側においても、応力緩和溝の底面が、弾性シール部材のうちで加締め部形成位置に対応した部位に配置されていないので、弾性シール部材の加締め部にかかる応力が逆に低下して、シール性が確保できなくなる事態を防ぐことができる。
さらに、本発明では、応力緩和溝は、弾性シール部材の外周につながる略十字状に形成されていることが望ましい。
【００１０】
また、本発明では、リード線は、４本以上設けられる一方、弾性シール部材は、そのリード線の本数に対応した数のリード線挿通孔を有しており、そのリード線挿通孔のうち１つは、前記弾性シール部材の中央に配置されていることが望ましい。
これにより、リード線挿通孔が４つ以上存在するセンサにおいて、リード線挿通孔の弾性シール部材の断面における占有面積を、リード線挿通孔を弾性部材の中央に配置させない場合と比較して、小さくすることができる。よって、弾性シール部材のシール性を確保しながら、より小径な弾性シール部材を用いることができるので、より小径なセンサを得ることができる。
また、より小径な弾性シール部材を用いると、弾性シール部材を加締める際に加える圧力が大きくなるので、弾性シール部材に亀裂が生じやすい。そこで、弾性シール部材に応力緩和溝を設けることにより、弾性シール部材に生じる圧縮応力を応力緩和溝により緩和することができるので、弾性シール部材に亀裂が生じることを防ぐことができる。
なお、リード線挿通孔を弾性シール部材の中央に配置させるということは、センサ軸方向に垂直な面において、リード線挿通孔の中心（または重心）が弾性シール部材の中心（または重心）と略一致する位置に配置させるということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を適用した実施例を図面と共に説明する。
なお、本実施形態では、ガスセンサの一種であって、自動車や各種内燃機関における空燃比フィードバック制御に使用するために、測定対象となる排ガス中の特定ガス（具体的には、酸素）の濃度を検出するセンサ素子が組み付けられるとともに、内燃機関の排気管に装着される全領域空燃比センサ１（以下、空燃比センサ１ともいう）について説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用した実施形態の空燃比センサ１の全体構成を示す断面図である。
空燃比センサ１は、排気管に固定するためのネジ部１０３が外表面に形成された筒状の主体金具１０２と、軸線方向（図中上下方向）に延びる板状形状をなすセンサ素子４と、センサ素子４の径方向周囲を取り囲むように配置される筒状のセラミックスリーブ６と、センサ素子４の電極端子部３０、３１、３２、３４、３６に電気的に接続されて電流経路を形成するリードフレーム１０と、絶縁性材料で形成され、センサ素子４の電極端子部３０、３１、３２、３４、３６に接続されるリードフレーム１０をセンサ素子４との間で保持するセパレータ８２と、リードフレーム１０とセンサ外部との間の電流経路を形成するリード線４６とを備えている。なお、リード線４６は、導電性を有する芯線と、芯線を被覆する絶縁性の樹脂製被覆材とで構成されると共に、芯線の先端側および後端側が樹脂製被覆材から露出するように構成されている。
【００１３】
センサ素子４は、軸線方向に延びる板状形状をなし、測定対象となるガスに向けられる先端側（図中下方）に電極保護層にて覆われた検出部８が形成され、後端側（図中上方）の外表面のうち表裏の位置関係となる第１板面２１および第２板面２３に電極端子部３０、３１、３２、３４、３６が形成されている。リードフレーム１０は、センサ素子４とセパレータ８２との間に配置されることで、センサ素子４の電極端子部３０、３１、３２、３４、３６にそれぞれ当接し、電気的に接続される。また、リードフレーム１０は、外部からセンサの内部に配設されるリード線４６にも電気的にかつ機械的に接続されており、リード線４６が接続される外部機器（例えば、ＥＣＵ）と電極端子部３０、３１、３２、３４、３６との間に流れる電流の電流経路を形成する。
【００１４】
主体金具１０２は、軸線方向に貫通する貫通孔１０９を有し、貫通孔１０９の内部に径方向内側に突出する棚部１０７を有する略筒状形状に構成されている。また、主体金具１０２は、検出部８を貫通孔１０９の先端側外部に配置し、電極端子部３０、３１、３２、３４、３６を貫通孔１０９の後端側外部に配置する状態で貫通孔１０９に挿通されたセンサ素子４を保持するよう構成されている。さらに、棚部１０７は、軸線方向に垂直な平面に対して傾きを有する内向きのテーパ面として形成されている。
【００１５】
なお、主体金具１０２の貫通孔１０９の内部には、センサ素子４の径方向周囲を取り囲む状態で、環状形状のセラミックホルダ１０６、粉末充填層１０８（以下、滑石リング１０８ともいう）、第２粉末充填層１１１および上述のセラミックスリーブ６が、この順に先端側から後端側にかけて積層されている。また、セラミックスリーブ６と主体金具１０２の後端部１０４との間には、加締パッキン加締パッキン１１２が配置されており、主体金具１０２の後端部１０４は、加締パッキン１１２を介してセラミックスリーブ６を先端側に押し付けるように加締められている。
【００１６】
さらに、セラミックホルダ１０６と主体金具１０２の棚部１０７との間には、気密性を維持するためのパッキンとして機能する素子カップ１２９が配置されている。なお、素子カップ１２９は、金属材料（例えば、ステンレス鋼等）からなり、セラミックホルダ１０６、滑石リング１０８および補助スリーブ１１０の側面を覆うと共に、セラミックホルダ１０６の先端側周縁部を覆う底面部を有する筒状に形成されている。素子カップ１２９の底面部は、中央部分にセンサ素子４を挿通可能な大きさの中央開口部を有している。
【００１７】
ここで、センサ素子４の概略構造を表す斜視図を、図２に示す。なお、図２では、軸線方向における中間部分を省略してセンサ素子４を表している。センサ素子４は、軸線方向（図２における左右方向）に延びる板状形状に形成された素子部２０と、同じく軸線方向に延びる板状形状に形成されたヒータ２２とが積層されて、長方形状の軸断面を有する板状形状に形成されている。なお、空燃比センサ１として用いられるセンサ素子４は従来公知のものであるため、その内部構造等の詳細な説明は省略するが、その概略構成は以下のようである。
【００１８】
まず、素子部２０は、固体電解質基板の両側に多孔質電極を形成した酸素濃淡電池素子と、同じく固体電解質基板の両側に多孔質電極を形成した酸素ポンプ素子と、これらの両素子の間に積層され、中空の測定ガス室を形成するためのスペーサとから構成される。この固体電解質基板は、イットリアを安定化剤として固溶させたジルコニアから形成され、多孔質電極は、Ｐｔを主体に形成される。また、測定ガス室を形成するスペーサは、アルミナを主体に構成されており、中空の測定ガス室の内側には、酸素濃淡電池素子の一方の多孔質電極と、酸素ポンプ素子の一方の多孔質電極が露出するように配置されている。なお、測定ガス室は、素子部２０の先端側に位置するように形成されると共に、スペーサの先端側には測定ガス室と外部とを連通するための多孔質のセラミックからなる拡散律速部が形成されており、この測定ガス室が形成される部分が検出部８に相当する。一方、ヒータ２２は、アルミナを主体とする絶縁基板の間に、Ｐｔを主体とする発熱抵抗体パターンが挟み込まれて形成されている。そして、素子部２０とヒータ２２とは、セラミック層（例えば、ジルコニア系セラミックやアルミナ系セラミック）を介して互いに接合される。また、センサ素子４は、先端側のうち少なくとも測定対象物（本実施形態では排ガス）に晒される電極の表面上には、被毒防止用の多孔質のセラミックからなる電極保護層（図示省略）が形成される。なお、本実施形態では、センサ素子４のうち排ガスに晒される電極の表面を含む先端側全面を電極保護層にて覆っている。
【００１９】
このようなセンサ素子４では、図２に示すように、第１板面２１の後端側（図２における右側）に３個の電極端子部３０、３１、３２が形成され、第２板面２３の後端側に２個の電極端子部３４、３６が形成されている。電極端子部３０、３１、３２は、素子部２０に形成されるものであり、１つの電極端子部は、測定ガス室の内側に露出する酸素濃淡電池素子の一方の多孔質電極と酸素ポンプ素子の一方の多孔質電極と共用する形で電気的に接続される。また、電極端子部３０、３１、３２のうち残り２つの電極端子部は、酸素濃淡電池素子の他方の多孔質電極と酸素ポンプ素子の他方の多孔質電極と各々電気的に接続されている。また、電極端子部３４、３６は、ヒータ２２に形成されるものであり、ヒータの厚さ方向に横切るビア導体（図示せず）を介して発熱抵抗体パターンの両端に各々接続されている。
【００２０】
このように構成されたセンサ素子４は、図１に示すように、先端側（図１における下方）の検出部８が排気管に固定される主体金具１０２の先端より突出すると共に、後端側の電極端子部３０、３１、３２、３４、３６が主体金具１０２の後端より突出した状態で、主体金具１０２の内部に固定される。一方、図１に示すように、主体金具１０２の先端側（図１における下方）外周には、センサ素子４の突出部分を覆うと共に、複数の孔部を有する有底筒状の外部プロテクタ４２および内部プロテクタ４３が、レーザー溶接等によって取り付けられている。
【００２１】
また、主体金具１０２の後端部１０４より突出するセンサ素子４の後端側（図１における上方）には、電極端子部３０、３１、３２、３４、３６が形成されるセンサ素子４の径方向周囲を取り囲むように、セパレータ８２が配置される。なお、セパレータ８２は、保持金具２００によって弾性シール部材６０の先端面５２に接触するように後端側に付勢され、弾性シール部材６０の先端面５２と保持金具２００との間で挟持される状態で、且つ外筒４４の内周面に接触せずに外筒４４内に保持される。
【００２２】
そして、主体金具１０２の後端側外周には、外筒４４が固定されている。外筒４４は、図１に示すように、主体金具１０２と接合される第１外筒部５４と、これよりも後端側に位置し第１外筒部５４よりも小径の第２外筒部５６と、これらの間に位置する第１段部４９と、第２外筒部５６よりも後端側に位置し、第２外筒部５６よりも小径の第３外筒部５８と、これらの間に位置する第２段部４８とを有している。また、外筒４４の後端側の開口部（換言すれば、第３外筒部５８の内側）には、センサ素子４の各電極端子部３０、３１、３２、３４、３６とリードフレーム１０を介してそれぞれ電気的に接続される５本のリード線４６が挿通するためのリード線挿通孔６１と、径方向外側に向かって突出する突出部６２とを含むゴム製の弾性シール部材６０が、配置されている。
また、弾性シール部材６０は、第３外筒部５８のうちで弾性シール部材６０の周囲に位置する部位を、径方向内側に向かって加締めて内側凸部９９を形成することにより、圧縮変形した状態で第３外筒部５８に固定される。このとき、弾性シール部材６０は、後端側が第３外筒部５８の後端から突出するように、第３外筒部５８に対して固定される。また、内側凸部９９は、第３外筒部５８の後端から先端側に離れた位置にある。
なお、内側凸部９９とは、加締めによって径方向内側に窪んだ部分のことである。そして、内側凸部９９は、径方向に対して最も窪んでいる底部９０と、底部９０から後端側に向かって傾斜する後端側テーパ部９１と、底部９０から先端側に向かって傾斜する先端側テーパ部９２とを備えている。
【００２３】
次に本発明の主要部である弾性シール部材６０について詳細に説明する。
弾性シール部材６０は、耐熱性に優れるフッ素ゴムからなるものである。図３に圧縮変形前の弾性シール部材の上方斜視図を、図４に圧縮変形前の弾性シール部材の下方斜視図を示す。
図３、４に示すように、弾性シール部材６０には、軸線方向に貫通する５つのリード線挿通孔６１、先端より外周にて径方向外側に向かって突出する突出部６２、後端側（図３、４における上方）において先端に向かって窪んだ略十字状の第１応力緩和６３と、先端側（図３、４における下方）において後端に向かって窪んだ略十字状の第２応力緩和溝６５とを有している。また、第１応力緩和溝６３には、その中心部に、先端に向かって窪んだ円状の凹部６４を有している。
【００２４】
弾性シール部材６０には、第１応力緩和溝６３が後端側に、第２応力緩和溝６５が先端側に、設けられている。なお、応力緩和溝６３、６５は、弾性シール部材６０を加締める際に、略径方向に変形する。そして、その変形に応力を要するので、弾性シール部材６０を加締めて固定する際に生じる圧縮応力を緩和（低減）することができる。
【００２５】
また、第１応力緩和溝６３の凹部６４は、自身の底面が第３外筒部５８の後端５０と内側凸部９９の底部９０の後端９３との間に配置するように、形成する。
これにより、シール性を十分に確保しながら、弾性シール部材６０を加締める際に生じる圧縮応力を効果的に緩和することができ、弾性シール部材６０に亀裂が生じることを防ぐことができる。また、ガスセンサ使用時に、主体金具１０２、外筒部５４、５６、５８を伝達して弾性シール部材６０に熱が掛かり、弾性シール部材６０が熱膨張しても、加締め部の境界付近の圧縮応力を緩和させているので、弾性シール部材６０に過度なストレスがかかるのを抑制することができ、弾性シール部材６０に亀裂が生じることを防ぐことができる。
また、弾性シール材６０に生じる圧縮応力をより効果的に緩和させるためには、第１応力緩和溝６３の凹部６４の底面は、出来る限り加締め部の境界に近づくように、配置させる方が良い。よって、第１応力緩和溝６３の凹部６４の底面は、内側凸部９９の底部９０の後端９３と内側凸部９９の後端９５との間に配置させることが好ましい。
【００２６】
また、第２応力緩和溝６５は、自身の底面が内側凸部９９の底部９０の先端９４より先端側に配置するように、形成する。
これにより、弾性シール部材６０の先端側においても、シール性を十分に確保しながら、加締める際に生じる圧縮応力を緩和することができ、弾性シール部材６０に亀裂が生じることを防ぐことができる。
また、弾性シール材６０に生じる圧縮応力をより効果的に緩和させるためには、第２応力緩和溝６５の底面は、出来る限り加締め部の境界に近づくように、配置させる方が良い。よって、第２応力緩和溝６５の底面は、内側凸部９９の底部９０の先端９４と内側凸部９９の先端９６との間に配置させることが好ましい。
【００２７】
弾性シール材６０には、リード線４６と組になったリード線挿通孔６１が５つ形成され、リード線挿通孔６１のうち１つは、弾性シール材６０の中央に配置されている。
これにより、リード線挿通孔６１を弾性部材６０の中央に配置させない場合と比較して、リード線挿通孔６１の弾性シール部材６０の断面における占有面積を、小さくすることができる。つまり、弾性シール部材６０のシール性を確保しながら、より小径な弾性シール部材６０を用いることができので、より小径な空燃比センサ１を得ることができる。
また、より小径な弾性シール部材６０を用いると、弾性シール部材６０を加締める際に加える圧力が大きくなるので、弾性シール部材６０に亀裂が生じやすいが、応力緩和溝６３、６５が設けられているので、弾性シール部材６０に亀裂が生じることを有効に防ぐことができる。
【００２８】
また、弾性シール部材６０は、第３外筒部５８の後端から突出させた状態で、第３外筒部５８の内側に配置させたほうが良い。これにより、リード線４６を折り曲げた際に、第３外筒部５８の後端のエッジないしバリに当接してリード線４６（詳細には、リード線の樹脂製被覆材）が損傷することを防止することができる。
【００２９】
次に、空燃比センサ１を組み立てる作業について、説明する。
リード線４６が各々接続された５本のリードフレーム１０を、セパレータ８２の内側に配置する。また、このとき、セパレータ８２の先端側部３０１の外周に対して、Ｊ型保持部２０３が鍔部８３の先端側面に当接するようにして保持金具２００を装着しておく。ついで、セパレータ８２の後端面３０５上に弾性シール部材６０を載置して、その状態で弾性シール部材６０側から外筒４４を移動させる。そして、外筒４４の第２段部４８が弾性シール部材６０の突出部６２に当接するまで、外筒４４を移動させ、外筒４４内にセパレータ８２及び弾性シール部材６０を収容する。なお、このときセパレータ８２は、外筒４４の内周面に非接触の状態に収容される。
【００３０】
ついで、外筒４４の第２外筒部５６のうちで保持金具２００の筒部２０１の径方向外側に位置する部位を、押圧治具を用いて径方向内側に加締めて変形部７５を形成すると共に、その内部に位置する保持金具２００をも変形させることで、セパレータ８２を保持金具２００によって後端側に付勢する。このようにして、まず上部アッセンブリを作製する。なお、変形部７５は、八方丸加締めによって形成した。また、セパレータ８２を弾性シール部材６０の先端面に接触させた状態で、保持金具２００を変形させるにあたり、弾性シール部材６０の位置ズレが大きく生じないように、弾性シール部材６０の後端側から先端側に向けて小さな負荷（約５Ｎ）を加えた状態で、保持金具２００を変形させるようにした。
【００３１】
ついで、センサ素子４、セラミックスリーブ６、滑石リング１０８、セラミックホルダ１０６、主体金具１０２及び外部プロテクタ４２などからなる下部アッセンブリの組立て作業を別途実行する。この下部アッセンブリでは、センサ素子４の後端側を主体金具１０２の後端側より突出するようにして適宜作製した。
【００３２】
そして、このようにして作製された上部アッセンブリと下部アッセンブリとを相対的に移動させることにより、リードフレーム１０が内部に配置された状態のセパレータ８２のコンタクト挿通孔８４に対して、センサ素子４の後端側を挿通する。これにより、リードフレーム１０の素子当接部１６とセンサ素子４の電極端子部３０、３１、３２、３４、３６とが当接し、互いに電気的に接続されることになる。ついで、主体金具１０２の径方向外側に配置される外筒４４（第１外筒部５４）を径方向内側に加締める。次に、外筒４４における第３外筒部５８のうち、弾性シール部材６０の周囲に位置する部位を加締め治具を用いて径方向内側に加締めて内側凸部９９を形成し、外筒４４及び各リード線６４に対して、応力緩和溝６３、６５を備えた弾性シール部材６０を固定する。その後、主体金具１０２に対して外筒４４を径方向内側に加締めた部位を全周レーザー溶接して、主体金具１０２と外筒４４との接合を行う。これによって、セパレータ８２は、外筒４４の内周面に接触することなく、後端面３０５の周縁側が弾性シール部材６０の先端面５２に当接した状態で、保持金具２００と弾性シール部材６０との間で大きな挟持力にて最終的に挟持されることになる。このようにして空燃比センサ１が完成する。
なお、弾性シール部材６０は第３外筒部５８の後端から突出する状態で配置され、内側凸部９９は第３外筒部５８の後端から先端側に離れた位置にある。
【００３３】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の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で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、本発明の適用対象となるセンサは、リード線を５本備えるガスセンサに限られることはなく、４本以下または６本以上のリード線を備えるガスセンサに適用することもできる。また、本実施例では、センサ素子は板状のものを用いたが、有底筒状の素子を用いることもできる。
さらに、本実施例では、弾性シール部材を筒状金属部材の内側に固定する方法として、筒状金属部材に内側凸部を設けた後に、弾性シール部材を圧入することで筒状金属部材の内側に固定する方法を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態の全領域空燃比センサの全体を示す断面図である。
【図２】全領域空燃比センサを構成するセンサ素子の概略構造を表す斜視図である。
【図３】圧縮変形前の弾性シール部材の上方斜視図。
【図４】圧縮変形前の弾性シール部材の下方斜視図。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・全領域空燃比センサ（ガスセンサ）、４・・・センサ素子、８・・・検出部、１０・・・リードフレーム（電極取出し端子）、３０、３１、３２、３４、３６・・・電極端子部、４４・・・外筒、４６・・・リード線、５４・・・第１外筒部、５６・・・第２外筒部、５８・・・第３外筒部、６０・・・弾性シール部材、６１・・・リード線挿通孔、６３・・・第１応力緩溝、６４・・・凹部、６５・・・第２応力緩和溝、９９・・・内側凸部、１０２・・・主体金具、２００・・・保持金具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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