(57)【要約】      （修正有）【課題】センサ素子への接続端子の嵌め込み深さを適切に保ち、接続端子の嵌め込みによるセンサ素子の電極取出し部の摩耗を防止すると共に、接続端子と電極取出し部との電気的接触を良好に維持することができるセンサ及びセンサの製造方法を提供する。【解決手段】後端側に電極取出し部３ＣＰが形成されたセンサ素子３と、端子部９３と端子部の後端側の本体部９４とを有する接続端子９１とを備え、端子部がセンサ素子に嵌め込まれるセンサにおいて、センサ素子には外周面から凹んだ収容部３Ｒが設けられ、端子部には収容部内に収容される端子側突出部９３Ｐと、端子側突出部よりも先端側に形成され、電極取出し部と接触する接触部９３Ｃと、が設けられ、接続端子の端子部と本体部との間には、軸線Ｏ方向と直交する方向に曲線で折り返す折り返し部９６ａを一カ所以上有し、軸線方向に弾性的に撓むバネ部９６が設けられている。【選択図】図２
2016017895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延び、先端側が閉じられた有底筒状をなすセンサ素子であって、先端側に、被検出体の検出を行うための検出部を有すると共に、後端側の外周面上に、前記検出部の出力を取り出すための電極取出し部が形成されたセンサ素子と、
当該センサ素子の後端側の周方向を覆い前記電極取出し部と電気的に接続される端子部と、前記端子部の後端側に接続される板状の本体部とを有し、前記検出部からの検出信号を外部回路に出力する接続端子と
を備え、前記端子部が前記センサ素子に嵌め込まれ、前記端子部と前記電極取出し部とが接触するセンサにおいて、
前記センサ素子には、前記電極取出し部よりも前記軸線方向の後端側に、外周面から凹んだ収容部が設けられると共に、
前記接続端子の前記端子部には、
内周面から内向きに突出されつつ前記収容部内に収容される端子側突出部と、
前記端子側突出部よりも先端側に形成され、前記電極取出し部と接触する接触部と、が設けられるか、
又は、前記センサ素子の前記電極取出し部よりも後端側に、前記電極取出し部の外表面より前記軸線方向と直交する方向の外側に突出する素子側凸部が周方向の少なくとも一部に設けられ、前記端子部の後端縁が前記素子側凸部の先端縁よりも先端側に位置してなり、
前記接続端子の前記端子部と前記本体部との間には、前記軸線方向と直交する方向に曲線で折り返す折り返し部を一カ所以上有し、前記軸線方向に弾性的に撓むバネ部が設けられているセンサ。
【請求項２】
前記接続端子の前記本体部の少なくとも一部を保持し、前記端子部の後端側に該端子部と離間して配置されるセパレータを備え、
前記セパレータを介して前記接続端子を前記軸線方向の先端側に押圧することで、前記端子部が前記センサ素子に嵌め込まれる請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記本体部には、該本体部から前記軸線方向と直交する方向に突出して前記セパレータの挿通孔に係止される係止部が設けられ、
前記バネ部は前記係止部よりも先端側に位置する請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
軸線方向に延び、先端側が閉じられた有底筒状をなすセンサ素子であって、先端側に、被検出体の検出を行うための検出部を有すると共に、後端側の外周面上に、前記検出部の出力を取り出すための電極取出し部が形成されたセンサ素子と、
当該センサ素子の後端側の周方向を覆い前記電極と電気的に接続される端子部と、前記端子部の後端側に接続される板状の本体部とを有し、前記検出部からの検出信号を外部回路に出力する接続端子と、
前記接続端子の前記本体部の少なくとも一部を保持し、前記端子部の後端側に該端子部と離間して配置されるセパレータと、
を備えたセンサの製造方法において、
前記センサ素子には、前記電極取出し部よりも前記軸線方向の後端側に、外周面から凹んだ収容部が設けられると共に、
前記接続端子の前記端子部には、
内周面から内向きに突出されつつ前記収容部内に収容される端子側突出部と、
前記端子側突出部よりも先端側に形成され、前記電極取出し部と接触する接触部と、が設けられるか、
又は、前記センサ素子の前記電極取出し部よりも後端側に、前記電極取出し部の外表面より前記軸線方向と直交する方向の外側に突出する素子側凸部が周方向の少なくとも一部に設けられ、前記端子部の後端縁が前記素子側凸部の先端縁よりも先端側に位置してなり、
前記接続端子の前記端子部と前記本体部との間には、前記軸線方向と直交する方向に曲線で折り返す折り返し部を一カ所以上有し、前記軸線方向に弾性的に撓むバネ部が設けられており、
前記接続端子を保持したセパレータを前記軸線方向の先端側に押圧し、前記突出部が前記収容部内に収容されるように前記端子部を前記センサ素子の後端側に嵌め込み、前記接触部を前記電極と電気的に接続するセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出体の検出を行うセンサ素子の出力を取り出すための接続端子がセンサ素子の後端側に嵌め込まれたセンサ及びセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検出体の検出を行うセンサ素子を備えたセンサの一例として、自動車の排気ガスに含まれる酸素の濃度を検出する酸素センサが知られている。図８に示すように、この酸素センサのセンサ素子３００としては、有底筒状に形成した固体電解質体の先端側に、固体電解質体を内側と外側から一対の電極で挟むようにして形成した検出部３００ＣＳを有するものが知られている（特許文献１）。このようなセンサ素子３００の後端側の外周面３００Ｓの表面には、検出部３００ＣＳからの検出信号を取り出すための電極取出し部３００ＣＰがリード部３００ＣＬを介して形成されている。そして、検出部３００ＣＳからの検出信号を外部回路に出力するためのリード線に、コネクタ部９５０を介して接続端子９１０が接続される。接続端子９１０はセンサ素子３００の後端側に装着され、接続端子９１０と電極取出し部３００ＣＬとが接触により電気的に接続されている。
【０００３】
ここで、特許文献１記載のセンサにおいて、センサ素子（酸素センサ素子）３００は筒状であり、その後端側に設けた電極取出し部３００ＣＰと接続端子９１０との接触を確実に行えるようにするため、接続端子９１０に筒状の端子部（把持部）９３０を設けている。又、端子部９３０の後端側には頸部９６０を介して板状の本体部９４０が接続され、本体部９４０の後端側に上記コネクタ部９５０が接続されて接続端子９１０が構成されている。さらに、接続端子９１０の後端側にセパレータ１２１０が配置され、本体部９４０をセパレータ１２１０の図示しない挿通孔内に保持すると共に、セパレータの先端向き面１２１０ｆが端子部９３０の後端縁９３０ｅに当接している。
そして、センサの組付け時には、セパレータ１２１０を介して接続端子９１０の端子部９３０を軸線Ｏ方向の先端側に押圧することで、端子部９３０を、センサ素子３００によって径方向外側へ押し広げながら、センサ素子３００の後端側に嵌め込む。嵌め込み後には、端子部９３０の弾性力によってセンサ素子３００が端子部９３０の内周面に包まれるように把持される形態となるので、接続端子９１０と電極取出し部３００ＣＰとの接触を良好に維持することができる。
【０００４】
又、センサ素子３００の電極取出し部３００ＣＰより後端側に、外周面から凹んだ収容部３００Ｒを設け、且つ端子部９３０には収容部３００Ｒ内に収容される突出部９３０Ｐを設けている。このため、センサ素子３００の後端側へ端子部９３０を嵌め込む際、突出部９３０Ｐが端子部９３０を押し広げてセンサ素子３００の外周面３００Ｓから遠ざけた状態としたまま、端子部９３０の嵌め込んだ後、所定の嵌め込み深さになったときに収容部３００Ｒ内に突出部９３０Ｐが収容され、接続端子９１０と電極取出し部３００ＣＰとを接触させることができる。これにより端子部９３０の嵌め込みの際、センサ素子３００の外周面３００Ｓの表面に設けられた電極取出し部３００ＣＰが端子部９３０の先端で削られたり、突出部９３０Ｐよりも先端側の端子部９３０に設けた接触部９３０Ｃと電極取出し部３００ＣＰとが摺擦し摩耗することを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９８５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セパレータ１２１０による接続端子９１０の押圧力が大きくなり過ぎると、端子部９３０が所定の位置を超えて先端側へ深く嵌め込まれ、センサ素子３００の収容部３００Ｒの先端側に設けた電極取出し部３００ＣＰを削ったり摩耗させるおそれがある。また、端子部９３０の突出部９３０Ｐが収容部３００Ｒを乗り越えるほど端子部９３０が深く押し込まれた場合、端子部９３０が再び拡径されてしまい、端子部９３０に設けた接触部９３０Ｃと電極取出し部３００ＣＰとが離間して電気的接続が不安定になるという問題がある。
従って、本発明は、センサ素子への接続端子の嵌め込み深さを適切に保ち、接続端子がセンサ素子から抜けにくくなり、さらに接続端子の嵌め込みによるセンサ素子の電極取出し部の摩耗を防止すると共に、接続端子と電極取出し部との電気的接触を良好に維持することができるセンサ及びセンサの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のセンサは、軸線方向に延び、先端側が閉じられた有底筒状をなすセンサ素子であって、先端側に、被検出体の検出を行うための検出部を有すると共に、後端側の外周面上に、前記検出部の出力を取り出すための電極取出し部が形成されたセンサ素子と、当該センサ素子の後端側の周方向を覆い前記電極取出し部と電気的に接続される端子部と、前記端子部の後端側に接続される板状の本体部とを有し、前記検出部からの検出信号を外部回路に出力する接続端子とを備え、前記端子部が前記センサ素子に嵌め込まれ、前記端子部と前記電極取出し部とが接触するセンサにおいて、前記センサ素子には、前記電極取出し部よりも前記軸線方向の後端側に、外周面から凹んだ収容部が設けられると共に、前記接続端子の前記端子部には、内周面から内向きに突出されつつ前記収容部内に収容される端子側突出部と、前記端子側突出部よりも先端側に形成され、前記電極取出し部と接触する接触部と、が設けられるか、又は、前記センサ素子の前記電極取出し部よりも後端側に、前記電極取出し部の外表面より前記軸線方向と直交する方向の外側に突出する素子側凸部が周方向の少なくとも一部に設けられ、前記端子部の後端縁が前記素子側凸部の先端縁よりも先端側に位置してなり、前記接続端子の前記端子部と前記本体部との間には、前記軸線方向と直交する方向に曲線で折り返す折り返し部を一カ所以上有し、前記軸線方向に弾性的に撓むバネ部が設けられている。
【０００８】
このセンサによれば、センサ素子の後端側へ端子部を嵌め込んで電極取出し部と接触させる際、接続端子のバネ部より後端側の本体部への押圧力が大きくなり過ぎても、バネ部の弾性力により押圧力を吸収し、バネ部より先端側の端子部へ過大な押圧力が掛かるのを抑制するので、センサ素子への接続端子の嵌め込み深さを適切に保ち、端子部がそれ以上先端側へ押し込まれて電極取出し部を削ったり摩耗させることを抑制することができる。又、接続端子に端子側突出部を設けた場合に、端子部への押圧力が過大になって端子部が深く嵌め込まれることで、端子部が拡径して接触部と電極取出し部とが離間し、電気的接続が不安定になることをも抑制することができる。
また、端子部に端子側突出部を設け、又はセンサ素子に素子側凸部を設けているので、端子側突出部又は素子側凸部が端子部を押し広げてセンサ素子の外周面から遠ざける、その結果、端子部を外周面に設けられた電極取出し部に接触させないようにして端子部を嵌め込むことができる。さらには、端子側突出部又は素子側凸部は、接続端子がセンサ素子から抜けるのを防止する抜け止め部としても作用する。
【０００９】
本発明のセンサは、前記接続端子の前記本体部の少なくとも一部を保持し、前記端子部の後端側に該端子部と離間して配置されるセパレータを備え、前記セパレータを介して前記接続端子を前記軸線方向の先端側に押圧することで、前記端子部が前記センサ素子に嵌め込まれてもよい。
このセンサによれば、センサが備えるセパレータにより接続端子を押圧するので、接続端子を押圧する他部材が不要となり、生産性が向上する。
【００１０】
本発明のセンサにおいて、前記本体部には、該本体部から前記軸線方向と直交する方向に突出して前記セパレータの挿通孔に係止される係止部が設けられ、前記バネ部は前記係止部よりも先端側に位置してもよい。
このセンサによれば、端子部の後端側にセパレータを確実に離間させることができ、バネ部の弾性力によりセパレータの押圧力を確実に吸収し、端子部がそれ以上先端側へ押し込まれることをより一層抑制することができる。
【００１１】
本発明のセンサの製造方法は、軸線方向に延び、先端側が閉じられた有底筒状をなすセンサ素子であって、先端側に、被検出体の検出を行うための検出部を有すると共に、後端側の外周面上に、前記検出部の出力を取り出すための電極取出し部が形成されたセンサ素子と、当該センサ素子の後端側の周方向を覆い前記電極と電気的に接続される端子部と、前記端子部の後端側に接続される板状の本体部とを有し、前記検出部からの検出信号を外部回路に出力する接続端子と、前記接続端子の前記本体部の少なくとも一部を保持し、前記端子部の後端側に該端子部と離間して配置されるセパレータと、を備えたセンサの製造方法において、前記センサ素子には、前記電極取出し部よりも前記軸線方向の後端側に、外周面から凹んだ収容部が設けられると共に、前記接続端子の前記端子部には、内周面から内向きに突出されつつ前記収容部内に収容される端子側突出部と、前記端子側突出部よりも先端側に形成され、前記電極取出し部と接触する接触部と、が設けられるか、又は、前記センサ素子の前記電極取出し部よりも後端側に、前記電極取出し部の外表面より前記軸線方向と直交する方向の外側に突出する素子側凸部が周方向の少なくとも一部に設けられ、前記接続端子の前記端子部と前記本体部との間には、前記軸線方向と直交する方向に曲線で折り返す折り返し部を一カ所以上有し、前記軸線方向に弾性的に撓むバネ部が設けられており、前記接続端子を保持したセパレータを前記軸線方向の先端側に押圧し、前記端子側突出部が前記収容部内に収容されるよう、又は前記端子部の後端縁が前記素子側凸部の先端縁よりも先端側に位置するように前記端子部を前記センサ素子の後端側に嵌め込み、前記接触部を前記電極と電気的に接続する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、センサ素子への接続端子の嵌め込み深さを適切に保ち、接続端子がセンサ素子から抜けにくくなり、さらに接続端子の嵌め込みによるセンサ素子の電極取出し部の摩耗を防止すると共に、接続端子と電極取出し部との電気的接触を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るセンサを軸線方向に沿う面で切断した断面図である。
【図２】センサ素子及び接続端子の構造を示す斜視図である。
【図３】接続端子のセパレータへの保持状態を示す斜視図である。
【図４】バネ部の弾性力により隙間Ｇを減少させながらセパレータの押圧力を吸収する機構を示す図である。
【図５】センサを製造する態様を示す図である。
【図６】端子部をセンサ素子に嵌め込む過程を示す工程図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るセンサのセンサ素子及び接続端子の構造を示す斜視図である。
【図８】従来のセンサ素子及び接続端子の構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るセンサ１００を軸線方向（先端から基端に向かう方向）に沿う面で切断した断面構造を示す。図２はセンサ素子及び接続端子の構造を示す斜視図である。
この実施形態において、センサ１００は自動車の排気管内に挿入されて先端（図１の矢印Ｆ側）が排気ガス中に曝され、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサになっている。センサ素子３は、酸素イオン伝導性の固体電解質体に一対の電極を積層した酸素濃淡電池を構成し、酸素量に応じた検出値を出力する公知の酸素センサ素子である。図３は接続端子９１のセパレータ１２１への保持状態を示す斜視図である。図４はバネ部９６の弾性力により隙間Ｇを減少させながらセパレータ１２１の押圧力を吸収する機構を示す図である。
なお、図１の下側（矢印Ｆ側）をセンサ１００の先端側とし、図１の上側をセンサ１００の基端側とする。
【００１５】
センサ１００は、先端が閉じた略円筒状(中空軸状)のセンサ素子（この例では酸素センサ素子）３を、筒状の金具本体（主体金具）２０の内側に挿通して保持するよう組み付けられている。センサ素子３は、先端に向かってテーパ状に縮径する筒状の固体電解質体と、固体電解質体の内周面と外周面にそれぞれ形成された内側電極３Ｂ及び外側電極３Ｃとからなる。そして、センサ素子３の内部空間を基準ガス雰囲気とし、センサ素子３の外面に被検出ガスを接触させてガスの検知を行うようになっている。又、センサ素子３の中空部には丸棒状のヒータ１５が挿入され、固体電解質体を活性化温度に昇温するようになっている。さらに、詳しくは後述するが、センサ素子３の後端側に収容部３Ｒが形成され、外側端子９１には収容部３Ｒに収容される端子側突出部９３Ｐが形成されている。
金具本体２０の基端部には、センサ素子３の基端側に設けられたリード線や端子（後述）を保持し、センサ素子３の基端部を覆う筒状の外筒４０が接合されている。さらに、センサ素子３の基端側の外筒４０内側には、絶縁性で円柱状のセパレータ１２１が加締め固定されている。一方、センサ素子３先端の検出部はプロテクタ７で覆われている。そして、このようにして製造されたセンサ１００の金具本体２０の雄ねじ部２０ｄを排気管等のネジ孔に取付けることで、センサ素子３先端の検出部を排気管内に露出させて被検出ガス（排気ガス）を検知している。なお、金具本体２０の中央付近には、六角レンチ等を係合するための多角形の鍔部２０ｃが設けられ、鍔部２０ｃと雄ねじ部２０ｄとの間の段部には、排気管に取付けた際のガス抜けを防止するガスケット１４が嵌挿されている。
【００１６】
センサ素子３の中央側に鍔部３ａが設けられ、金具本体２０の先端寄りの内周面には内側に縮径する段部が設けられている。又、段部の基端向き面にワッシャ１２を介して筒状のセラミックホルダ５が配置されている。そして、センサ素子３が金具本体２０及びセラミックホルダ５の内側に挿通され、セラミックホルダ５に基端側からセンサ素子３の鍔部３ａが当接している。
さらに、鍔部３ａの基端側におけるセンサ素子３と金具本体２０との径方向（軸線方向と直交する方向）の隙間に、筒状の滑石粉末６、及び筒状のセラミックスリーブ１０が配置されている。そして、セラミックスリーブ１０の基端側に金属リング３０を配し、金具本体２０基端部を内側に屈曲して加締め部２０ａを形成することにより、セラミックスリーブ１０が先端側に押し付けられる。これにより滑石リング６を押し潰し、セラミックスリーブ１０及び滑石粉末６が加締め固定されるとともに、センサ素子３と金具本体２０の隙間がシールされている。
【００１７】
ガスセンサ素子３の後端側にセパレータ１２１が配置され、セパレータ１２１と外筒４０との間隙には保持金具８０が配置されている。そして、保持金具８０の内部にセパレータ１２１が保持されている。
セパレータ１２１には、挿通孔（この例では４個）が設けられ、そのうち２個の挿通孔にそれぞれ内側端子７１、外側端子９１の板状基部７４、９４が挿入されて固定されている。各板状基部７４、９４の後端にはそれぞれコネクタ部７５、９５が形成され、コネクタ部７５、９５にそれぞれリード線４１、４１が加締め接続されている。又、セパレータ１２１の図示しない２個の挿通孔（ヒータリード孔）に、ヒータ１５から引き出されたヒータリード線４３（図１では１個のみ図示）が挿通されている。
セパレータ１２１の後端側の外筒４０内側には筒状のグロメット１３１が加締め固定され、グロメット１３１の４個の挿通孔からそれぞれ２個のリード線４１、及び２個のヒータリード線４３が外部に引き出されている。
なお、グロメット１３１の中心には貫通孔１３１ａが形成され、ガスセンサ素子３の内部空間に連通している。そして、グロメット１３１の貫通孔１３１ａに撥水性の通気フィルタ１４０が介装され、外部の水を通さずにガスセンサ素子３の内部空間に基準ガス（大気）を導入するようになっている。
又、外側端子９１が特許請求の範囲の「接続端子」に相当し、板状基部９４が特許請求の範囲の「本体部」に相当する。
【００１８】
一方、金具本体２０の先端側には筒状のプロテクタ７が外嵌され、金具本体２０から突出するセンサ素子３の先端側がプロテクタ７で覆われている。プロテクタ７は、複数の孔部（図示せず）を有する有底筒状で金属製（例えば、ステンレスなど）二重の外側プロテクタ７ｂおよび内側プロテクタ７ａを、溶接等によって取り付けて構成されている。
【００１９】
図２に示すように、外側電極（検知電極）３Ｃはガスセンサ素子３の外周面３Ｓの先端側に形成され、さらに外側電極３Ｃは、外周面３Ｓの先端側の全周に亘って設けられる検出部３ＣＳと、検出部３ＣＳから後端に延びる線状のリード部３ＣＬと、外周面３Ｓの後端側に周方向の一部に延びるように設けられてリード部３ＣＬ（検出部３ＣＳ）と接続する電極取出し部３ＣＰとを有している。なお、電極取出し部３ＣＰは周方向にリード部３ＣＬより広幅で形成され、電極取出し部３ＣＰとリード部３ＣＬとがＴ字状をなしている。又、内側電極３Ｂ（図１参照）は、外周面３Ｓの先端部から後端部３ｅの内孔３ｄの表面に設けられている。なお、後端部３ｅは面取りされた角部となっている。
さらに、センサ素子３の電極取出し部３ＣＰよりも後端側で後端部３ｅよりも先端側に、外周面３Ｓより径方向内側に凹んだ収容部３Ｒが設けられている。収容部３Ｒは、例えば収容部３Ｒの概形を有するセンサ素子３を、固体電解質体を含む粉末からプレス成形して焼成した後、切削加工によって仕上げて形成することができる。
【００２０】
一方、外側端子（接続端子）９１は、先端から後端に細長く延び、所定の形状に打ち抜かれた金属薄板（耐食耐熱超合金板）を曲げ加工して一体に形成されている。外側端子９１の後端側には板状基部９４が形成され、板状基部９４の後端側にはリード線４１の芯線に加締め接続される接続端部９５が配置されている。板状基部９４の先端側には、板状基部９４より狭幅のバネ部９６を介して筒状の端子部９３が接続されている。
バネ部９６は、端子部９３の外面に面一に後端側に延びた後、径方向外側に屈曲し、さらに後端側で径方向内側に曲線で折り返される折り返し部９６ａを一カ所有し、折り返し部の後端側で軸線方向に屈曲して板状基部９４に繋がっている。そして、バネ部９６は、折り返し部９６ａで軸線方向に弾性的に撓むようになっている。
さらに板状基部９４の軸線方向中央側には、他の部位より広幅の広幅部９４ｗが形成され、広幅部９４ｗの中央部は後端側が固定されたコ字状に打ち抜かれ、広幅部９４ｗの背面側（前面と反対側の面）に切起こされた切り起こし部９４Ｙが設けられている。
【００２１】
そして、図３に示すように、接続端子９１をセパレータ１２１の挿通孔１２１ｈの先端側から挿入すると、広幅部９４ｗの後端側の肩部９４ｓが挿通孔１２１内の先端側に向くテーパ部１２１ｔに当接し、接続端子９１がセパレータ１２１内に位置決めされる。又、上記した切起こし部９４Ｙが挿通孔１２１ｈの外端壁に当接し、そのバネ力によって板状基部９４を挿通孔１２１ｈ内に保持している。又、端子部９３の後端側にセパレータ１２１が隙間Ｇを設けて離間するようにして、接続端子９１がセパレータ１２１に保持されている。
従って、図４に示すように、セパレータ１２１を過度の押圧力で先端側に押し込んだ場合でも、バネ部９６の弾性力により隙間Ｇを減少させながらセパレータ１２１の押圧力を吸収し、端子部９３がそれ以上先端側へ押し込まれることを抑制するようになっている。
なお、本実施形態では、バネ部９６はセパレータ１２１の挿通孔１２１ｈ内に収容されている。又、肩部９４ｓが特許請求の範囲の「係止部」に相当する。
【００２２】
また、端子部９３は軸線Ｏを中心とする筒状をなし、かつ板状基部９４と反対側に母線に沿ったスリットＭを有する断面Ｃ字形状をなしている。そして、端子部９３の内径は、ガスセンサ素子３（外周面３Ｓ）の後端部の外径より小さく、端子部９３をガスセンサ素子３に外嵌して拡開した際にバネ力によって端子部９３が縮まり、ガスセンサ素子３の外側電極３Ｃ（電極取出し部３ＣＰ）に押圧されるようになっている。
又、端子部９３には、内周面から内向きに突出されつつ収容部３００Ｒ内に収容される半球状の端子側突出部９３Ｐが合計４個（図２では３つのみ図示）設けられ、端子側突出部９３Ｐよりも先端側の端子部９３の内面は電極取出し部３ＣＰと接触する接触部９３Ｃを構成している。
さらに、端子部９３における先端側には、先端縁９３ｆで端子部９３を径方向外側に向かって折り返した片状のガイド片９８が周方向に断続的に、かつ放射状に合計８個（図２では３つのみ図示）形成されている。ガイド片９８は径方向外側に広がりつつ、先端縁９３ｆから先端に向かって延び、端子部９３をセンサ素子３に外嵌する際のガイドとなっている。
【００２３】
このセンサ１００は、図５に示すようにして製造される。まず、センサ素子３を主体金具２０の内側に保持してセンサ素子アセンブリＢを組み付ける。具体的には、センサ素子３を主体金具２０内に配置されたセラミックホルダ５上に配置する。その後、主体金具２０とセンサ素子３との間隙に滑石（タルク）６を充填し、セラミックスリーブ１０、金属パッキン３０を順に滑石６上に配置し、主体金具２０の後端側を加締めてセンサ素子アセンブリＢを組み付ける。
一方で、外筒４０内に、内側の内側端子７１及び外側の外側端子９１を組み付けたセパレータ１２１をグロメット１３１と共に外筒４０を配置し、セパレータアセンブリＡを組み付ける。具体的には、リード線４１に接続された内側端子７１及び外側端子９１をセパレータ１２１内に挿入し、その後、セパレータ１２１を外筒４０の段部４０ｄに当接する。
その後、セパレータ１２１と外筒４０との間隙に保持金具８０を挿入すると共に、グロメット１３１を外筒４０の後端側に配置し、セパレータアセンブリＡを組み付ける。なお、内側端子７１にはヒータ１５が既に取付けられている。
【００２４】
そして、セパレータアセンブリＡと素子アセンブリＢとの軸線を合わせ、セパレータアセンブリＡをセンサ素子アセンブリＢの後端に被せると、センサ素子３内にヒータ１５が挿入されると共に、センサ素子３の内側電極３Ｂ及び外側電極３Ｃがそれぞれ内側端子７１及び外側端子９１と電気的に接続される。その後、外筒４０のうち、保持金具８０の外周部、グロメット１３１の外周部、主体金具２０との重なり部をそれぞれ加締めると共に、外筒４０と主体金具２０との重なり部をレーザ溶接等によって主体金具２０の後端に外筒４０を接続させ、センサ１００を製造する。
セパレータアセンブリＡをセンサ素子アセンブリＢに押し込む際には、加圧装置（図示せず）を用い、セパレータ１２１を所定ストロークで押し込む。このとき、セパレータ１２１と端子部９３とは離間しており、図４で説明したように、バネ部９６の弾性力によりセパレータ１２１の押圧力を吸収しながら、一定の力で端子部９３が先端側へ押し込まれる。これにより、端子部９３の先端側が、センサ素子３の収容部３Ｒを乗り越えて自身の弾性力で拡径することを利用して、センサ素子３の後端部寄り（外側電極３Ｃの電極取出し部３ＣＰの形成部分）に外嵌する。
このようにして、センサ素子３の後端側の外周面に、外側端子９１の端子部９３を外嵌し、電極取出し部３ＣＰと端子部９３とを電気的に接続する。これにより、外側電極３Ｃ（検出部３ＣＳ）の検出信号を外側端子９１からリード線４１を介して外部に取り出すようになっている。
【００２５】
次に、図６を参照し、製造時に端子部９３をセンサ素子３に嵌め込む過程について説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、端子部９３を先端側からセンサ素子３の後端側に外嵌すると、ガイド片９８の内面がセンサ素子３の後端部３ｅに接し、ガイド片９８をガイドとして端子部９３が拡径しつつ、センサ素子３の先端側に嵌め込まれてゆく。
端子部９３をさらにセンサ素子３の先端側に外嵌すると（図６（ｂ））、端子部９３の内面が後端部３ｅを乗り越え、端子部９３をハの字に押し広げる。ここで、さらに端子部９３をセンサ素子３の先端側に外嵌すると（図６（ｃ））、端子部９３の先端縁９３ｆが、センサ素子３の外周面３Ｓに設けられた電極取出し部３ＣＰに近接する。
さらに端子部９３をセンサ素子３の先端側に外嵌すると（図６（ｄ））、端子部９３の端子側突出部９３Ｐが後端部３ｅを乗り越える。このとき、端子側突出部９３Ｐが端子部９３をさらにハの字に押し広げ、端子部９３をセンサ素子３の外周面３Ｓから遠ざけるので、端子部９３の先端縁９３ｆが電極取出し部３ＣＰに接触させないようにしつつ、端子部９３をさらに深く嵌め込むことができる。
端子部９３をさらにセンサ素子３の先端側に外嵌すると（図６（ｅ））、端子部９３の端子側突出部９３Ｐが後端部３ｅを乗り越えて小径の収容部３Ｒに収容され、これに伴って端子部９３全体が自身の弾性力により縮径し、端子部９３と電極取出し部３ＣＰとが電気的に接触する。
【００２６】
ここで、図５で説明したように、セパレータアセンブリＡをセンサ素子アセンブリＢに押し込む際には、加圧装置（図示せず）を用い、セパレータ１２１を所定ストロークで押し込む。
このとき、図６（ｅ）のように、既に端子部９３が所定の深さまで嵌め込まれ、端子部９３と電極取出し部３ＣＰとが電気的に接触しているにも関わらず、セパレータ１２１が端子部９３をさらに先端側へ押圧することがある。
このような場合であっても、図４で説明したように、バネ部９６の弾性力によりセパレータ１２１の押圧力が一定の力（バネ部９６の弾性力に等しい力）を超えないように押圧力を吸収するので、端子部９３がそれ以上先端側へ押し込まれることを抑制することができる。その結果、図６（ｆ）に示すように、センサ素子３への接続端子９１の嵌め込み深さを一定に保ち、端子部９３が所定の位置を超えて先端側へ深く嵌め込まれて電極取出し部３ＣＰを削ったり摩耗させることを抑制することができる。又、端子部９３の端子側突出部９３Ｐが収容部３Ｒを乗り越えて深く嵌め込まれることで、端子部９３が拡径して接触部９３Ｃと電極取出し部３ＣＰとが離間し、電気的接続が不安定になることをも抑制することができる。
【００２７】
また、端子部９３に端子側突出部９３Ｐを設けているので、端子側突出部９３Ｐが端子部９３を押し広げてセンサ素子３の外周面３Ｓから遠ざける、その結果、端子部９３をセンサ素子３の外周面３Ｓに設けられた電極取出し部３ＣＰに接触させないようにして端子部９３を嵌め込むことができる。
さらには、端子側突出部９３Ｐは、外側端子９１（端子部９３）がセンサ素子３から抜けるのを防止する抜け止め部としても作用する。
なお、外側端子９１をセンサ素子３に嵌め込む際には、バネ部９６に軸線Ｏ方向に荷重（押圧力）が加わるが、外側端子９１がセンサ素子３に嵌め込まれた完成品のセンサ１００においては、バネ部９６に軸線Ｏ方向に荷重（押圧力）が加わっていてもよく、加わっていなくてもよい。
【００２８】
なお、図８に示したように、従来の接続端子９１０においては、端子部９３０と本体部９４０とを繋ぐ頸部９６０は、端子部９３０から軸線方向後端側へまっすぐ伸びた後、径方向内側へ屈曲して本体部９４０へ繋がっており、径方向に曲線で折り返す折り返し部を有していない。このため、セパレータ１２１０が接続端子９１０を先端側へ過度に押圧した際に、必ずしも頸部８６０の位置で撓むとは限らないので、頸部９６０はセパレータ１２１の押圧力を十分に吸収することが困難である。又、そもそもセパレータ１２１０と端子部９３０とが離間していないので、セパレータ１２１０の押圧力は端子部９３０に直接加わり、セパレータ１２１の押圧力が途中で吸収されることはない。
【００２９】
また、本実施形態では、広幅部９４ｗの後端側の肩部９４ｓを介して、接続端子９１がセパレータ１２１内に保持される。このため、端子部９３の後端側にセパレータ１２１を確実に離間させることができ、バネ部９６の弾性力によりセパレータ１２１の押圧力を確実に吸収し、端子部９３がそれ以上先端側へ押し込まれることをより一層抑制することができる。
【００３０】
次に、図７を参照して本発明の第２の実施形態に係るセンサについて説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係るセンサ１００Ｚのセンサ素子３Ｚ及び接続端子９１Ｚの構造を示す斜視図である。なお、第２の実施形態に係るセンサ１００Ｚは、センサ素子３Ｚ及び外側端子９１Ｚ以外の構成は第１の実施形態と同一であるので、第１の実施形態に係るセンサ１と同一の構成部分については、図示を省略したり同一符号を付して説明を省略する。
接続端子９１Ｚは、素子側凸部を有しておらず、一般的な形状の接続端子をそのまま使用することができる。
一方、センサ素子３Ｚは、電極取出し部３ＣＰよりも後端側に、外周面３Ｓ及び電極取出し部３ＣＰの外表面より径方向外側に突出する素子側凸部３Ｐを有する。図７の例では、素子側凸部３Ｐは、センサ素子３の後端縁から先端側に向かってテーパ状に拡径する拡径部３Ｐ１と、拡径部３Ｐ１から先端側に延びるストレート部３Ｐ２とを有している。又、凸部３Ｐ（ストレート部３Ｐ２）の先端縁３Ｐｆは段部を形成して外周面３Ｓと繋がっている。
【００３１】
第２の実施形態においても、外側端子９１Ｚをセンサ素子３に嵌め込む際、バネ部９６の弾性力により押圧力を吸収するので、端子部９３がそれ以上先端側へ押し込まれることを抑制することができる。その結果、センサ素子３Ｚへの外側端子９１Ｚの嵌め込み深さを一定に保ち、端子部９３が所定の位置を超えて先端側へ深く嵌め込まれて電極取出し部３ＣＰを削ったり摩耗させることを抑制することができる。
【００３２】
また、センサ素子３Ｚに素子側凸部３Ｐを設けているので、素子側凸部３Ｐが端子部９３を押し広げてセンサ素子３Ｚの外周面３Ｓから遠ざける、その結果、端子部９３をセンサ素子３Ｚの外周面３Ｓに設けられた電極取出し部３ＣＰに接触させないようにして端子部９３を嵌め込むことができる。
さらには、素子側凸部３Ｐは、外側端子９１Ｚ（端子部９３）がセンサ素子３Ｚから抜けるのを防止する抜け止め部としても作用する。
【００３３】
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、外側端子９１を予めセパレータ１２１に保持し、セパレータを介して外側端子９１をセンサ素子３に嵌め込むようにしたが、外側端子９１の本体部９４をセパレータ１２１と異なる別部材で保持し、センサ素子３に嵌め込んでもよい。
また、上記実施形態では、バネ部９６が折り返し部９６ａを一カ所有したが、複数箇所の折り返し部を有してもよい。なお、複数箇所の折り返し部を有する場合、各折り返し部はそれぞれ軸線方向に並ぶことになる。折り返し部及びバネ部の形状も上記実施形態に限定されない。
端子部９３に設けられた端子側突出部９３Ｐの形状、位置及び個数も上記実施形態に限定されない。又、センサ素子３の収容部３Ｒの形状も上記実施形態に限定されない。なお、上記実施形態では、端子側突出部９３Ｐの軸線方向の長さよりも収容部３Ｒの軸線方向の長さを長くしている。これは、センサ素子３の製造における収容部３Ｒの寸法バラツキ（公差）を考慮し、端子側突出部９３Ｐを収容部３Ｒに確実に収容させるためである。
【００３４】
又、センサ素子３Ｚの素子側凸部３Ｐの形状も上記実施形態に限定されない。なお、上記実施形態では、素子側凸部３Ｐの周方向の一部が切欠かれて切欠き部３Ｘを形成し、切欠き部３Ｘの外表面は外周面３Ｓと軸線方向に面一になっている。そして、切欠き部３Ｘの周方向の内側に頸部９６が位置するように、端子部９３をセンサ素子３Ｚに嵌め込むことにより、外周面３Ｓ及び電極取出し部３ＣＰの外表面より突出した凸部３Ｐに頸部９６が干渉することを防止している。但し、これに限らず、素子側凸部３Ｐが全周にわたって形成されていてもよい。
さらに、端子部９３は、センサ素子３の後端側を覆う筒状の形状であって、径方向外側に押し広げられる形状があればよく、上記した端子部９３の軸線方向にスリットが１つ入り軸線方向に垂直な断面がＣ字形状をなすものの他、軸線方向にスリットが複数入った形状をなすものでもよい。
【符号の説明】
【００３５】
３、３Ｚ                  センサ素子
３ＣＳ                    検出部
３ＣＰ                    電極取出し部
３Ｒ                      収容部
３Ｓ                      センサ素子の外周面
３Ｐ                      素子側凸部
９１、９１Ｚ              接続端子
９３                      端子部
９３Ｃ                    接触部
９３Ｐ                    端子側突出部
９４                      本体部
９４ｓ                    係止部
９６                      バネ部
９６ａ                    折り返し部
１００、１００Ｚ          センサ
１２１                    セパレータ
Ｏ                        軸線
Ｇ                        端子部とセパレータの隙間
【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】
2016017895.tif 000007
【図６】
2016017895.tif 000008
【図７】
2016017895.tif 000009
【図８】
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