(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素系樹脂であるＰＴＦＥ樹脂を主体とする耐熱性樹脂にて構成されたグロメットにより筒状部の端に形成された開口部が封止され、かつリード線が前記筒状部の内方側から前記グロメットを貫いて外部に延出する構造を有するとともに、
前記グロメットは、前記開口部に対応して配置されるとともに、前記リード線を挿通させるリード線挿通孔が形成された本体部と、該本体部に一体化されるとともに、該開口部の縁を経て前記筒状部の外周面側に回り込む形で配置される側方部とを有し、
前記グロメットの前記側方部の内周面と前記筒状部の外周面とは、ＰＴＦＥ樹脂よりも軟化しやすく流動性のよいフッ素系樹脂であるＰＦＡ樹脂を主体として形成される補助層を介して間接的に熱融着されていることを特徴とするリード線封止構造。
【請求項２】
前記グロメットを構成する前記耐熱性樹脂は、軟化温度が２００℃以上のものが使用される請求項１記載のリード線封止構造。
【請求項３】
前記筒状部の外周面のうち、少なくとも前記グロメットの前記側方部の内周面にて覆われる部分に面荒らし処理が施されている請求項１又は２に記載のリード線封止構造。
【請求項４】
前記筒状部の端部には、前記グロメットの少なくとも前記側方部を外側から覆う形で保護カバーが配置されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のリード線封止構造。
【請求項５】
前記保護カバーには、少なくとも該保護カバーの内周面と前記側方部の外周面とを圧着するグロメット加締め部が形成されている請求項４に記載のリード線封止構造。
【請求項６】
前記筒状部の軸線方向において前記開口部に向かう側を後方側として、前記保護カバーの前端部が、前記グロメットの前記側方部の縁よりも前方側に位置し、当該前端部において前記保護カバーの内周面が前記筒状部の外周面に対し前方加締め部によって圧着されている請求項４又は５に記載のリード線封止構造。
【請求項７】
前記リード線は芯線と、その芯線の外側を覆う外被とを有し、前記グロメットの前記リード線挿通孔の内周面と前記外被の外周面とが直接又は他部材を介して間接的に熱融着されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載のリード線封止構造。
【請求項８】
前記グロメットと前記外被とが同材質の耐熱性樹脂にて構成されている請求項７に記載のリード線封止構造。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のリード線封止構造の製造方法であって、
前記グロメットの前記本体部となるべき本体成形部と、同じく前記側方部となるべき側方成形部とが一体連結されたグロメット成形体を前記耐熱性樹脂により形成し、
該グロメット成形体の前記本体成形部には、前記リード線を挿通する一方、前記側方成形部の内側には、前記開口部側の端部外周面に前記補助層が形成された前記筒状部を当該端部側から挿入して組立体を構成し、
該組立体を前記耐熱性樹脂の軟化温度以上に加熱し、その後冷却することにより、前記側方成形部を前記筒状部の外周面に対して前記補助層を介して間接的に熱融着させることを特徴とするリード線封止構造の製造方法。
【請求項１０】
前記組立体を構成する前記グロメット成形体の外側に、少なくとも前記側方成形部の外周面を覆う保護カバーを被せてから、前記側方成形部を前記加熱により径方向に熱膨張させ、その後冷却することにより、前記側方成形部を前記筒状部の外周面に対して前記補助層を介して間接的に熱融着させる請求項９に記載のリード線封止構造の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のリード線封止構造を有し、かつ前記リード線は測定対象となるガス中の被検出成分を検出するための検出素子に導通していることを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば各種ガスセンサを始めとして、セラミックヒータ、グロープラグ等のように、高温下で使用される応用電子機器に適用されるリード線封止構造及びその製造方法に関する。また、本発明は、例えば酸素センサ、ＨＣセンサ、ＮＯｘセンサ等のように、リード線が測定対象となるガス中の被検出成分を検出するための検出素子に導通し、かつ上記リード線封止構造を用いたガスセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より応用電子機器の一例として、例えば自動車等の内燃機関から排出される排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサが知られている。このような酸素センサでは、ジルコニア（ＺｒＯ２）等の固体電解質や金属酸化物半導体により構成された検出素子（電気素子）が用いられている。検出素子は開口部を有する金属製の筒状部の内側に配置され、その出力は検出素子に接続されたリード線により筒状部の外側に取り出される。また、リード線が引き出される筒状部の開口部内側には、筒状部内へ水等が浸入することを阻止するためにゴム製のグロメットがはめ込まれ、リード線はこのグロメットに形成されるリード線挿通孔を貫いて筒状部の外側に延出されている。そして、グロメットの弾性力によりリード線と筒状部との間を封止（シール）していた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、上記酸素センサは作動温度が３００℃以上と高く、ヒータにより検出素子を強制加熱する構造が一般に採用されている。その結果、ヒータによる発熱にエンジンや排ガスからの熱も重なって筒状部の温度が上昇し、筒状部からの熱伝導を受けてグロメットも高温（例えば２００℃前後）に晒される。そのため、ゴム製のグロメットは高温下に長時間晒されると熱劣化を起こすことがあり、シール性が低下してしまうおそれがあった。
【０００４】
そこで、ゴム製に代わり、例えばフッ素系樹脂等の耐熱性樹脂を用いてグロメットを構成することが考えられてきている。しかしながら、封止構造自体は依然として、筒状部の開口部内側にグロメットを配置する従来からの方式を踏襲している。このため、グロメットが高温状態から冷却される際に筒状部の開口部内側にて熱収縮を起こし、グロメットの外周面と筒状部の開口部内周面との間に隙間が生じて両面間のシール性が不充分となることが懸念される。
【０００５】
本発明の第一の課題は、耐熱性樹脂製のグロメットを構成するにあたり、熱収縮の際にグロメットと筒状部との間に隙間を生ずることなく、さらに、グロメットの熱融着によって、グロメットを筒状部に対して確実に封着してシール性を確保できるリード線封止構造及びそれを用いたガスセンサを提供することにある。また、本発明の第二の課題は、耐熱性樹脂製のグロメット成形体を用いて、熱融着により上記のようなシール性を有するリード線封止構造が容易に実現できる製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
本発明者らは、上記諸課題を解決すべく、グロメットの熱収縮が筒状部の外面側に生じるよう、グロメットの少なくとも一部を筒状部の外面側に配置することを着想し、以下に述べるような本願各発明を完成させるに至ったのである。
【０００７】
すなわち、上記第一の課題を解決するために第一番目の発明に係るリード線封止構造（以下、単に封止構造ともいう）は、
フッ素系樹脂であるＰＴＦＥ樹脂を主体とする耐熱性樹脂にて構成されたグロメットにより筒状部の端に形成された開口部が封止され、かつリード線が前記筒状部の内方側から前記グロメットを貫いて外部に延出する構造を有するとともに、
前記グロメットは、前記開口部に対応して配置されるとともに、前記リード線を挿通させるリード線挿通孔が形成された本体部と、該本体部に一体化されるとともに、該開口部の縁を経て前記筒状部の外周面側に回り込む形で配置される側方部とを有し、
前記グロメットの前記側方部の内周面と前記筒状部の外周面とは、ＰＴＦＥ樹脂よりも軟化しやすく流動性のよいフッ素系樹脂であるＰＦＡ樹脂を主体として形成される補助層を介して間接的に熱融着されていることを特徴とする。
【０００８】
上記第一番目の発明に係るリード線封止構造によれば、耐熱樹脂製のグロメットの側方部（側方部の内周面）が筒状部の外周面に対して熱融着するので、グロメットの熱収縮は筒状部の外周面側に向かって生じることになる。その結果、熱収縮の際にグロメットの側方部の内周面と筒状部の外周面との間に隙間が生じにくく、この熱融着によって耐熱樹脂性のグロメットによる安定したシール性を確保することができる。
【０００９】
なお、本明細書において「主体」とは、最も重量含有率の高い成分を意味し、必ずしも「５０重量％以上を占める成分」を意味するものではない。また、本明細書において「熱融着」には、「グロメットを加熱・冷却により軟化・硬化させて筒状部外周面へ封着すること」を意味する場合と、「グロメットとリード線の外被とを加熱・冷却により軟化・硬化させて両者を接合させること」を意味する場合とがある。
【００１０】
本発明のグロメットを構成する耐熱性樹脂は、軟化温度が２００℃以上のものを使用することができる。ここで軟化温度は、ＪＩＳ  Ｋ７２０６に準じて測定されたビカット軟化温度を用いるものとする。
【００１１】
さらに本発明では、グロメットの側方部の内周面と筒状部の外周面との間に補助層を形成することができる。例えばグロメットを樹脂製とし筒状部を金属製とする場合のように両者を異種の材質で構成するときには、両者が密着しにくいことがある。このようなときでも、補助層がグロメットの側方部の内周面の凹凸と筒状部の外周面の凹凸との間に形成される微小な隙間を少なくとも部分的に埋めるように入り込んでそのアンカー効果により両者の馴染みを良くし、グロメットの側方部の内周面と筒状部の外周面との融着強度を向上させてシール性を向上させることができる。なお、補助層の形成は、筒状部の外周面又は側方部の内周面への樹脂や金属のコーティング、メッキ、溶射等による他、密着補助部材を側方部の内周面と筒状部の外周面との間に介挿させてもよい。
【００１２】
この補助層は、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（パーフルオロアルコキシアルカン；以下、ＰＦＡと略記する）樹脂又はポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと略記する）樹脂を主体として形成することができる。補助層に使用されるこれらの樹脂は耐熱性に優れ、グロメットを構成する樹脂に匹敵する融点を有するので、例えば上記酸素センサ使用時においても補助層は軟化せず、グロメットの側方部の内周面と筒状部の外周面とのシール性を高温下においても長期にわたって維持できる。
【００１３】
なお、ＰＦＡ樹脂はＰＴＦＥ樹脂よりも融解しやすく流動性もよいので、グロメットの側方部の内周面の凹凸及び／又は筒状部の外周面の凹凸に入り込みやすくアンカー効果が大きいと考えられる。ＰＦＡ樹脂は、化１に示す一般構造式を有する。ただし、（−Ｏ−Ｒｆ）は（−Ｏ−ＣＦ３）、（−Ｏ−Ｃ２Ｆ５）等のアルキルエーテル基（パーフルオロアルコキシ基）である。
【００１４】
【化１】
0004190126.tif 000002
【００１５】
さらに本発明では、筒状部の外周面のうち、少なくともグロメットの側方部の内周面にて覆われる部分に面荒らし処理を施すことができる。これによって側方部の内周面が、筒状部の外周面に面荒らしによって形成された粗面部の凹凸に食い込みやすくなり、そのアンカー効果により融着強度を向上させてシール性を向上させることができる。また上記補助層が側方部の内周面と筒状部の外周面との間に形成される場合には、補助層が両面の凹凸に入り込みやすくなり、グロメットの側方部の内周面と筒状部の外周面とのシール性がさらに強固になる。なお、筒状部表面の面荒らし処理としては、ショットブラストのほか、ねじ切り、ローレット、スプライン、セレーション等も採用できる。
【００１６】
さらに本発明の筒状部の端部には、グロメットの少なくとも側方部を外側から覆う形で保護カバーが配置されていてもよい。側方部の外周面を覆う保護カバーにより外部からの衝撃による側方部の損傷が防止できるとともに、グロメットが高温下に晒された際の側方部の径方向外側への熱膨張を保護カバーにより抑制することで、グロメットの側方部と筒状部の外周面との間に隙間が生じにくく、安定したシール性が確保される。
【００１７】
ここで、保護カバーには、少なくとも保護カバーの内周面と側方部の外周面とを圧着するグロメット加締め部を形成することができる。グロメット加締め部の形成により側方部の内周面と筒状部の外周面との間のシール性がより一層安定し、かつこのシール性が長期にわたって維持できる。
【００１８】
また、筒状部の軸線方向において開口部に向かう側を後方側として、保護カバーの前端部が、グロメットの側方部の縁よりも前方側に位置し、前端部において保護カバーの内周面が筒状部の外周面に対し前方加締め部によって圧着されることにより、グロメットの側方部を保護する保護カバーの固定を確実なものとすることができる。
【００１９】
さらに本発明のリード線は芯線と、その芯線の外側を覆う外被とを有し、グロメットのリード線挿通孔の内周面と外被の外周面とが直接又は他部材を介して間接的に熱融着させることができる。これによって、グロメットの側方部を筒状部の外周面に対して熱融着させてシール性を確保するときに、グロメットのリード線挿通孔内面とリード線の外被の外周面との間のシール性、すなわちリード線周りのシール性をも同時に確保することが可能となる。つまり、１回の加熱・冷却操作でグロメットの側方部の内周面と筒状部の外周面との間のシール性確保と、グロメットのリード線挿通孔内面とリード線の外被の外周面との間のシール性確保とが同時に達成される。
【００２０】
なお、グロメットのリード線挿通孔の内周面とリード線の外被の外周面との間に、例えばＰＦＡ樹脂を主体とする封着樹脂層を介在させ、この封着樹脂層をリード線挿通孔の内周面及びリード線の外被の外周面に対し熱融着させることができる。このように構成すれば、封着樹脂層がリード線挿通孔の内周面の凹凸に食い込んでそのアンカー効果により、融着強度が向上してリード線周りのシール性が強固となる。
【００２１】
そして、グロメットとリード線の外被とは同材質の耐熱性樹脂（例えばＰＴＦＥ樹脂を主体とする耐熱性樹脂）で構成することができる。グロメット本体部とリード線の外被とが同じ材質であれば、上記した軟化が略同時に進行し、かつ両者は一体となった形態で熱融着されるので、グロメット本体部のリード線挿通孔の内周面とリード線の外被の外周面との間のシール性、すなわちリード線周りのシール性は強固となる。
【００２２】
そして本発明にいう耐熱性樹脂として、フッ素系樹脂又はポリイミド（以下、ＰＩと略記する）樹脂を主体とするものが好適に使用される。このような耐熱樹脂製グロメットを所定温度（例えば軟化温度以上）に加熱すれば、これらの樹脂にある程度の流動性（例えば、溶融粘度にて１０３〜１０５ポアズ程度）が付加されて側方部の内周面の凹凸が筒状部の外周面の凹凸に食い込みやすくなる。それより、アンカー効果が高められて、筒状部の外周面に対してグロメットの側方部の内周面を隙間なく止め付ける（熱融着）ことができる。また、グロメットを構成するこれらの樹脂は耐熱性にも優れ、その融点は、例えば上記酸素センサ使用時におけるグロメットの上昇温度よりも高いので、グロメットによる筒状部の開口部のシール性を高温下においても長期にわたって維持できる。
【００２３】
なお、グロメットを構成する耐熱性樹脂として、次のようなフッ素系樹脂を例示できる。
・ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
・テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（パーフルオロアルコキシアルカン；ＰＦＡ）
・テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）
・ポリクロロ−トリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）
・エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）
・クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）
・ポリふっ化ビニリデン（ポリビニリデンフルオライド；ＰＶＤＦ）
・ポリふっ化ビニル（ポリビニルフルオライド；ＰＶＦ）
【００２４】
これらの中でもＰＴＦＥ樹脂は、「テフロン」（デユポン社商標）等の商品名でも知られ、融点３２７℃、連続使用温度２６０℃以上と、フッ素系樹脂の中でもとりわけ耐熱性に優れ、化学的に安定であるので、本発明のグロメットを構成する耐熱性樹脂として好適に使用できる。
【００２５】
次に、上記第二の課題を解決するために第二番目の発明に係るリード線封止構造の製造方法は、
前記グロメットの前記本体部となるべき本体成形部と、同じく前記側方部となるべき側方成形部とが一体連結されたグロメット成形体を前記耐熱性樹脂により形成し、
該グロメット成形体の前記本体成形部には、前記リード線を挿通する一方、前記側方成形部の内側には、前記開口部側の端部外周面に前記補助層が形成された前記筒状部を当該端部側から挿入して組立体を構成し、
該組立体を前記耐熱性樹脂の軟化温度以上に加熱し、その後冷却することにより、前記側方成形部を前記筒状部の外周面に対して前記補助層を介して間接的に熱融着させることを特徴とする。
【００２６】
上記第二番目の発明に係るリード線封止構造の製造方法によれば、グロメットの本体部が筒状部の開口部を少なくとも外側から塞ぐとともに、その側方部が筒状部の外周面を覆うことによって、筒状部の開口部を封止して、良好なシール性を有するリード線封止構造が容易に得られる。なお、１回の加熱・冷却操作で、２カ所の熱融着（すなわち、グロメットの側方部の筒状部の外周面への熱融着と、グロメットの本体部とリード線の外被との熱融着）が同時に完成できる場合がある。この場合には、２カ所のシール性確保（すなわち、グロメットの側方部の内周面と筒状部の外周面との間のシール性確保と、グロメットの本体部のリード線挿通孔内周面とリード線の外被の外周面との間のシール性確保）が同時に達成されるので製造コストを低く抑えることができる。
【００２７】
そして、本発明方法は、組立体を構成するグロメット成形体の外側に、少なくとも側方成形部の外周面を覆う保護カバーを被せてから、側方成形部を加熱により径方向に熱膨張させ、その後冷却することにより、側方成形部を筒状部の外周面に対して補助層を介して間接的に熱融着させることができる。側方成形部の径方向の外方側と内方側への熱膨張によって、筒状部の外周面と保護カバーの内周面との間が封着される。そして、側方成形部の外方側への熱膨張は、保護カバーでせき止められるため、冷却過程において反転して内方側に作用（収縮作用）し、その結果、側方部の内周面と筒状部の外周面とは隙間なく密着（熱融着）することができる。
【００２８】
さて、前提となるリード線封止構造として、
筒状部の端に形成された開口部が、該筒状部よりも大なる熱膨張率を有するグロメットにより封止され、かつリード線が前記筒状部の内方側から前記グロメットを貫いて外部に延出する構造を有するとともに、
前記グロメットが、前記開口部に対応して配置されるとともに、前記リード線の挿通孔が形成された本体部と、該本体部に一体化されるとともに、該開口部の縁を経て前記筒状部の外周面側に回り込んでこれに接する側方部とを有する場合がある。
【００２９】
上記のようなリード線封止構造によれば、本体部と側方部とを有するグロメットを用いて、筒状部の開口部を少なくとも外側から上記本体部にて塞ぐとともに、筒状部の外周面を上記側方部にて覆うことによって、開口部に対してグロメットをキャップ状に被冠させている。これにより、筒状部の開口部はグロメットの本体部と側方部とによって全体として包み込まれるように封止されている。そして、グロメットは筒状部よりも熱膨張率が大きい材質で構成されるため、熱収縮の際に側方部の内周面が筒状部の外周面に対して外側から充分に密着させて封止することができる。
【００３０】
そして、筒状部の端部にグロメットの少なくとも側方部を外側から覆う形で保護カバーが配置され、保護カバーに形成された周方向のグロメット加締め部において、グロメットの側方部が保護カバーと筒状部との間で挟圧されることにより、これら保護カバーと筒状部との間を封着することができる。グロメット加締め部を形成することにより、グロメットが熱収縮する際の側方部の内周面と筒状部の外周面との密着がさらに確実になる。
【００３１】
また、上記第一の課題を解決するために第三番目の発明に係るガスセンサは、上記リード線封止構造を有し、かつ前記リード線は測定対象となるガス中の被検出成分を検出するための検出素子に導通していることを特徴とする。
【００３２】
上記第三番目の発明に係るガスセンサによれば、既に第一発明において述べた如く、グロメットの側方部の内周面と筒状部の外周面との間に隙間が生じにくく、安定したシール性が確保できるリード線封止構造を有している。とりわけガスセンサが自動車用として使用される場合には、その取り付け場所が車両の足回り部分に近い排気管等であるため、雨中走行時や洗車時等に水滴を浴びることがあるが、上記リード線封止構造を有することにより、筒状部内への水滴の浸入を防止できる。したがって、検出素子は作動不良や作動不能に陥ることなく機能することができ、検出素子からの電気的出力が安定した状態で得られるようになる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例を参照して説明する。
図１には、この発明のリード線封止構造を用いて構成された応用電子機器の一実施例として、自動車等の内燃機関から排出される排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ１を示している。この酸素センサ１はλ型酸素センサと通称されるガスセンサの代表的なもので、検出素子２（電気素子）が、筒状の主体金具３の内側に設けられた軸状の挿通孔３１内にて固定された構造を有している。そして、主体金具３の外周面に形成された取付ねじ部３ａにより、検出素子２の先端側の検出部Ｄが排気管内に位置するように取り付けられ、排気管内を流れる高温の排気ガスに晒される。なお、主体金具３には、挿通孔３１の軸線方向においてその中間部に所定幅で、かつ外周面から突出する形態で六角断面形状の鍔部３ｄが形成されている。よって、この鍔部３ｄにレンチ等の工具を嵌合させ回転させると、酸素センサ１はガスケット３ｂを介して取付ねじ部３ａにより排気管内の所定位置に取り付けられる。
【００３４】
検出素子２は方形状断面を有する長尺状のもので、図２（ａ）に示すように、それぞれ横長板状に形成された酸素濃淡電池素子２０と、酸素濃淡電池素子２０を所定の活性化温度に加熱するセラミックヒータ２２とが積層されたものとして構成されている。酸素濃淡電池素子２０は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質により構成された素子本体層２１を有する。そのような固体電解質としては、Ｙ２Ｏ３ないしＣａＯを固溶させたＺｒＯ２が代表的なものであるが、それ以外のアルカリ土類金属ないし希土類金属の酸化物とＺｒＯ２との固溶体を使用してもよい。また、ベースとなるＺｒＯ２にはＨｆＯ２が含有されていてもよい。
【００３５】
一方、セラミックヒータ（以下、単にヒータともいう）２２は、高融点金属あるいは導電性セラミックで構成された抵抗発熱体パターン２３をセラミック基体中に埋設した構成を有する。具体的には、ヒータ２２は、第一絶縁層２４と、抵抗発熱体パターン２３と、第一ヒータ本体層２８及び第二ヒータ本体層２９とを備えた多層構造となっている。このうち、第一絶縁層２４は、絶縁性セラミックとしてのアルミナを主体とするアルミナ系セラミックにより、ヒータ２２の板厚方向中間位置に形成されている。また、抵抗発熱体パターン２３は、第一絶縁層２４中に埋設される形でヒータ２２の板面方向に沿って形成されている。そして、第一ヒータ本体層２８及び第二ヒータ本体層２９は、第一絶縁層２４を厚さ方向両側から挟む形で形成されるとともに、それぞれジルコニアを主成分とする酸素イオン伝導性固体電解質で構成されている。
【００３６】
酸素濃淡電池素子２０には、その長手方向における一方の端部（主体金具３の先端より突出する部分）寄りにおいてその両面に、酸素分子解離能を有した多孔質電極２５，２６が形成されている。そして、それら電極２５，２６及びそれらの間に挟まれる固体電解質部分とが検出部Ｄを形成することとなる。なお、以下の記載において、検出素子２の軸方向（長手方向）における主体金具３から突出する側を「前方側（あるいは先端側）」、これと反対側を「後方側（あるいは後端側）」として説明を行う。
【００３７】
酸素濃淡電池素子２０において、多孔質電極２５，２６には、素子本体層２１の長手方向に沿って酸素センサ１の取付基端側（後端側）に向けて延びる電極リード部２５ａ，２６ａがそれぞれ一体に形成されている。このうち、ヒータ２２と対向しない側の電極２５からの電極リード部２５ａは、その末端が電極端子部７として使用される。一方、ヒータ２２に対向する側の電極２６の電極リード部２６ａは、図２（ｃ）に示すように、素子本体層２１を厚さ方向に横切るビア２６ｂにより反対側の素子面に形成された電極端子部７と接続されている。すなわち、酸素濃淡電池素子２０は、両多孔質電極２５，２６の電極端子部７が電極２５側の板面末端に並んで形成される形となっている。上記各電極２５，２６、電極端子部７及びビア２６ｂは、Ｐｔ又はＰｔ合金など、酸素分子解離反応の触媒活性を有した金属粉末のペーストを用いてスクリーン印刷等によりパターン形成し、これを焼成することにより得られるものである。
【００３８】
一方、ヒータ２２の抵抗発熱体パターン２３に通電するためのリード部２３ａ，２３ａも、図２（ｄ）に示すように、ヒータ２２の酸素濃淡電池素子２０と対向しない側の板面末端に形成された電極端子部７，７に、それぞれビア２３ｂを介して接続されている。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、ヒータ２２は、第一ヒータ本体層２８側において、アルミナ系セラミックにより構成される第二絶縁層２７を介して、酸素濃淡電池素子２０の多孔質電極２６側に接合されている。そして、その接合側の多孔質電極２６には、電極リード部２６ａの一端が接続されるとともに、反対側の多孔質電極２５との間には、多孔質電極２６側に酸素が汲み込まれる方向に微小なポンピング電流が印加される。ここで、電極リード部２６ａは接合された酸素濃淡電池素子２０とヒータ２２との間に挟まれる形で、セラミック素子２の内部に位置し、その末端面はセラミック素子２の取付基端側の端面に露出して、ガス放出口を形成している。そして、上記ポンピングされた酸素は電極リード部２６ａを経てガス放出口から大気中に放出される。これにより、多孔質電極２６内の酸素濃度は大気よりも若干高い値に保持され、酸素基準電極として機能することとなる。一方、反対側の多孔質電極２５は排気ガスと接触する測定電極となる。
【００４０】
このような検出素子２が、図１に示すように、主体金具３に形成された挿通孔３１に挿通されるとともに、挿通孔３１の内面と検出素子２の外面との間が、ガラス（例えば結晶化亜鉛シリカほう酸系ガラス）を主体に構成される封着材層３２により封着されている。そして、検出素子２は、上記封着材層３２等により、先端の検出部Ｄが、排気管に固定される主体金具３の先端より突出した状態で該主体金具３内に固定される。主体金具３の先端部３ｈ外周には、検出素子２の突出部分を覆う金属製の二重のプロテクトカバー６ａ、６ｂがレーザー溶接等によって固着されている。このカバー６ａ、６ｂは、キャップ状を呈するもので、その先端や周囲に、排気管内を流れる高温の排気ガスをカバー６ａ、６ｂ内に導く開口６ｃ、６ｄが形成されている。一方、主体金具３の後端部はステンレススチール等の金属製外筒１８（筒状部）の前端部１８Ａ内側に挿入され、その重なり部において周方向に環状に形成された結合部としての溶接部（例えばレーザー溶接部）３５により互いに気密状態で接合されている。
【００４１】
検出素子２の各電極端子部７（４極を総称する）には、第一コネクタＡ、導線８（長手状金属薄板）、さらに第二コネクタ部１３を介して、リード線１４が電気的に接続されている。そして、都合４本のリード線１４は、外筒１８の後端に形成された開口部１８ｃに対してキャップ状に被冠されてこれを封止するグロメット５１を貫通して外筒１８の外側に延び、それらの後端に図示しないコネクタプラグが連結されている。さらに各リード線１４のグロメット５１より外部に延びる部分には、これらを収束して保護する保護チューブ１７が被せられている。
【００４２】
図３に、リード線封止構造５０の一例を示す。図３の実施例では、封止構造５０は、グロメット５１、補助層５２及び保護カバー５３等より構成される。グロメット５１は、本体部５１Ａと環状に形成された側方部５１Ｂ（以下、環状部５１Ｂという）とを有し、全体としてキャップ状を呈する。グロメット５１の本体部５１Ａは、リード線１４が挿通されるリード線挿通孔５１ａを軸方向に貫通した形態で有し、外筒１８の開口部１８ｃと同心状に設けられている。側方部５１Ｂは、本体部５１Ａと一体的に連結され、その内周面が外筒１８の後端部１８Ｃ外周面に接している。一方、外筒１８は上記前端部１８Ａと、前端部１８Ａの後方に位置する中間部１８Ｂと、後端に開口部１８ｃを有する後端部１８Ｃと、中間部１８Ｂと後端部１８Ｃとを連結する縮径部１８Ｄとを有し、全体として細長い筒状を呈する。後端部１８Ｃは、中間部１８Ｂよりも小径に形成され、その外周面がグロメット５１の環状部５１Ｂの内周面に接しつつグロメット５１の軸線方向に挿入されている。
【００４３】
そして、グロメット５１の本体部５１Ａが外筒１８の開口部１８ｃを少なくとも外側から塞ぐとともに、環状部５１Ｂの内周面が外筒１８の後端部１８Ｃの外周面と接することによって、グロメット５１が開口部１８ｃに対してキャップ状に被冠されて開口部１８ｃを封止している。
【００４４】
グロメット５１の本体部５１Ａと環状部５１Ｂとは、外筒１８の後端部１８Ｃの外側において一体的に連結されており、かつ、ＰＴＦＥ樹脂を用いた加圧成形によって一体構成されている。ＰＴＦＥ樹脂は、融点３２７℃でフッ素系樹脂の中でも耐熱性が良好で、化学的にも安定であるといった優れた物性を備えており、加熱によりある程度の流動性を付加できる。
【００４５】
外筒１８は、自身の後端部１８Ｃ外周面がグロメット５１の環状部５１Ｂの内周面と接しながら、グロメット５１と中心軸線同士が略一致する形態で挿入されて、外筒１８の後端部１８Ｃ内周面の内側には広い内部空間１８１（空間部）が形成されている。この内部空間１８１には、検出素子２の各電極端子部７とリード線１４とを接続するために、既に述べた第一コネクタＡ、導線８、第二コネクタ部１３等が収容され、これらの組立用又は配置用のスペースとして利用される。なお、組立時のグロメット５１の環状部５１Ｂの内径と外筒１８の後端部１８Ｃの外径とのはめ合いが締まりばめで行われる場合に、外筒１８の後端部１８Ｃ外周面が環状部５１Ｂの内周面にスムーズに挿入されるように、外筒１８の外周面後端にその周方向に沿ってアール状（曲面状）又はテーパ状（平面状）の面取り１８ｅを設けている。
【００４６】
そして、このように外筒１８が挿入されたグロメット５１を軟化温度以上に加熱すれば、ＰＴＦＥ樹脂に流動性が付加されて環状部５１Ｂの内周表面部分の凹凸が外筒１８の外周表面部分の凹凸に食い込みやすくなり、アンカー効果が高められて、加熱後に冷却されることで外筒１８に対してグロメット５１の環状部５１Ｂを熱融着させることができる。そして、ＰＴＦＥ樹脂（グロメット５１）はステンレススチール（外筒１８）よりも熱膨張率が大きいので、グロメット５１の環状部５１Ｂは、加熱後の冷却時の熱収縮の際外筒１８との熱膨張率の差により外筒１８の外周面を隙間なく覆い、環状部５１Ｂの内周面と外筒１８の外周面との接触部において、安定したシール性が確保される。さらに、グロメット５１をＰＴＦＥ樹脂で構成しているので、その熱融着によってグロメット５１の環状部５１Ｂ内周面と外筒１８の外周面との密着性が確保され、外筒１８の開口部１８ｃを容易に封止することができる。なお熱収縮の際グロメット５１には、外筒１８との熱膨張率の差に基づき外筒１８の外周面を加圧するように、詳しくは外筒１８の外周面を径方向内側に加圧するように作用する収縮力（締付力）が発生する場合がある。この収縮力によっても、環状部５１Ｂの内周面と外筒１８の外周面との接触部において、一層安定したシール性が確保される。
【００４７】
次に図３（ｂ）に示すように、リード線１４は都合４本あり、それぞれのリード線１４は、芯線１４Ａの外側をＰＴＦＥ樹脂チューブ製の外被１４Ｂで覆った形態である。グロメット５１の本体部５１Ａには、各リード線１４が個別に挿通される４個のリード線挿通孔５１ａがそれぞれ軸方向に貫通し、かつリード線挿通孔５１ａの軸直交断面において、各リード線１４の中心が単一のピッチ円Ｐ上に等間隔で配置されている。そして、リード線外被１４Ｂはグロメット５１と同材質のＰＴＦＥ樹脂で構成されている。
【００４８】
各リード線挿通孔５１ａの内面とこれに対応するリード線１４の外被１４Ｂ外面とは熱融着されている。グロメット本体部５１Ａとリード線外被１４ＢとについてはがともにＰＴＦＥ樹脂製なので、グロメット５１を所定温度（例えば軟化温度以上）に加熱した後冷却すると、軟化が両者略同時に進行し、かつ両者は熱融着され、グロメット本体部５１Ａのリード線挿通孔５１ａ内面とリード線１４の外被１４Ｂ外面との間のシール性が強固となる。
【００４９】
外筒１８の後端部１８Ｃ外周面のうちグロメット５１の環状部５１Ｂの内周面に覆われる部分の表面にショットブラストによる面荒らし処理を施し、粗面部１８ｄ（面荒らし部）を形成している。これによって環状部５１Ｂの内周面が外筒１８の外周面の粗面部１８ｄの凹凸に食い込みやすくなり、そのアンカー効果により熱融着による融着強度を向上させている。
【００５０】
なお、上記アンカー効果を高めるためにはこれらの面荒らし処理によって、外筒１８の粗面部１８ｄの表面粗さが最大高さＲｙで１５μｍＲｙ以上（基準長さと評価長さとはいずれもＪＩＳ  Ｂ０６０１−1994の標準値を採用）とするのが好ましい。
【００５１】
外筒１８の粗面部１８ｄにはＰＦＡ樹脂の補助層５２がコーティングされている。この補助層５２は、環状部５１Ｂ（樹脂製）と外筒１８（金属製）とで材質を異にするときでも、補助層５２が環状部５１Ｂの内周面の凹凸と外筒１８の粗面部１８ｄの凹凸との間に形成される微小な隙間を埋めるように入り込んで両者の馴染みが良くなり、アンカー効果が発揮され、熱融着による融着強度が向上する。このとき、ＰＦＡ樹脂はＰＴＦＥ樹脂よりも軟化しやすく流動性もよいので、グロメット５１の環状部５１Ｂの内周表面の凹凸及び外筒１８の外周表面の凹凸に入り込みやすくアンカー効果が大きくなると予測される。
【００５２】
グロメット５１の外側には、グロメット５１の本体部５１Ａの後端面の一部と環状部５１Ｂの外周面とを覆い、全体としてキャップ状を呈する保護カバー５３が被せられている。そして、保護カバー５３の後端寄りには、保護カバー５３の内周面と環状部５１Ｂの外周面とを圧着する、断面円環状のグロメット加締め部５３ａを保護カバー５３の周方向に沿って全周にわたり連続的に形成している。また、保護カバー５３の前端部がさらに前方に延びて外筒１８の中間部１８Ｂ外周面を覆うとともに、グロメット加締め部５３ａの前方側において、保護カバー５３の内周面と外筒１８の中間部１８Ｂ外周面とを圧着する、断面円環状の外筒加締め部５３ｂ（前方加締め部）を保護カバー５３の周方向に沿って全周にわたり連続的に形成している。
【００５３】
グロメット５１の環状部５１Ｂの外周面と外筒１８の中間部１８Ｂの外周面とを覆う保護カバー５３を設けることにより、外部からの衝撃による環状部５１Ｂの損傷が防止されるとともに、環状部５１Ｂが高温下に晒された際に径方向外側へ向かって熱膨張するのを抑制している。そして、グロメット加締め部５３ａの形成によりグロメット５１の環状部５１Ｂの内周面と外筒１８の後端部１８Ｃの外周面との間のシール性が向上し、かつこのシール性が長期にわたって維持できる。また、外筒加締め部５３ｂを形成することにより、保護カバー５３の固定を確実なものにすることができる。
【００５４】
なお、グロメット加締め部５３ａと外筒加締め部５３ｂとはともに断面円環状に形成したが、断面多角形状に形成してもよい。断面円環状の場合には、保護カバー５３と環状部５１Ｂ又は外筒１８との接触面が円筒状面になるのでシール性（気密性）に優れており、断面多角形状の場合には、保護カバー５３と環状部５１Ｂ又は外筒１８との接触面が角筒状面になるので接触面でのズレ（相対回転）が生じにくい利点がある。したがって、両者の長所を活かすため、グロメット加締め部５３ａと外筒加締め部５３ｂとで断面円環状と断面多角形状とを組み合わせて使用してもよい。また、両加締め部５３ａ，５３ｂは周方向に沿って断続的に形成することもできるが、保護カバー５３の固定を確実にするため、全周にわたり形成するのが望ましい。
【００５５】
このような封止構造５０は、例えば次のような製造工程によって形成することができる。
＜成形工程＞
まず、グロメット５１は、ＰＴＦＥ樹脂粉末Ｔの加圧一体成形により形成される。図４（ａ）に示すように、金型Ｍの中央部に形成された加圧室に下部パンチＬＰを挿入し、グロメット５１を構成する樹脂として、ＰＴＦＥ粉末Ｔを金型Ｍの加圧室に充填する。充填完了後金型Ｍの加圧室に上部パンチＵＰを上方から挿入する。このとき、台座Ｂに固定された４本のピンＦＰがＰＴＦＥ粉末Ｔの充填層を貫通し、この固定ピンＦＰは下部パンチＬＰ及び加圧室を経て上部パンチＵＰをも貫通している。各々の固定ピンＦＰは、リード線１４を挿通するためのリード線挿通孔５１ａに対応する形状を有している。
【００５６】
そして上部パンチＵＰを加圧すると、図４（ｂ）に示すように、全体がＰＴＦＥ樹脂で構成され、キャップ状形態のグロメット成形体５１１が得られる。このグロメット成形体５１１は、４個のリード線挿通孔５１ａを有する本体成形部５１１Ａと、その本体成形部５１１Ａと一体的に形成される環状成形部５１１Ｂ（側方成形部）とから構成されている。
【００５７】
＜外筒挿入工程＞
次いで、図５（ａ）に示すように、グロメット成形体５１１の環状成形部５１１Ｂの内周面と外筒１８の後端部１８Ｃ外周面とを接触させながら、外筒１８をグロメット成形体５１１に中心軸線同士が略一致するようにして挿入する。このとき、外筒１８の後端部１８Ｃ外周面には、ショットブラストによる面荒らし処理を施し粗面部１８ｄを形成するとともに、この粗面部１８ｄにＰＦＡ樹脂の補助層５２がコーティングされている。また、加熱後の常温での締め代を確保するために、図５（ａ）におけるグロメット成形体５１１の環状成形部５１１Ｂの内径と外筒１８の後端部１８Ｃの外径とのはめ合いを締まりばめで行う場合がある。そこで、外筒１８の外周面後端にその周方向に沿ってアール状（曲面状）又はテーパ状（平面状）の面取り１８ｅを設け、外筒１８の後端部１８Ｃ外周面が環状成形部５１１Ｂの内周面にスムーズに挿入されるようにしている。
【００５８】
＜リード線挿通工程＞
さらに、図５（ｂ）に示すように、グロメット成形体５１１の本体成形部５１１Ａに形成された４個のリード線挿通孔５１ａに、芯線１４Ａの外側をＰＴＦＥ樹脂チューブ製の外被１４Ｂで覆った形態の４本のリード線１４をそれぞれ軸方向に挿通する。これにより、グロメット成形体５１１に外筒１８とリード線１４とが組み合わされて組立体６００となる。なお、外筒１８の後端部１８Ｃ内周面の内側には内部空間１８１が形成されている。
【００５９】
＜保護カバー被覆及び加締め工程＞
次に、図６（ａ）に示すように、グロメット成形体５１１に対してキャップ状形態の保護カバー５３を軸線方向後方外側から被せる。そして、保護カバー５３の後端寄りに、断面円環状のグロメット加締め部５３ａを保護カバー５３の周方向に沿って形成し、保護カバー５３の内周面と環状部５１Ｂの外周面とを圧着する。また、グロメット加締め部５３ａの前方側において、断面円環状の外筒加締め部５３ｂを保護カバー５３の周方向に沿って形成し、保護カバー５３の内周面と外筒１８の中間部１８Ｂ外周面とを圧着する。以上により、組立体６００に保護カバー５３が被せられるとともに保護カバー５３には加締め部５３ａ，５３ｂが形成され、加締め組立体６５０ができあがる。
【００６０】
＜熱融着工程＞
以上のようにして組み立てられた加締め組立体６５０を、加熱炉においてＰＴＦＥ樹脂の軟化温度以上（例えば３４０〜３５０℃）に所定時間（例えば２〜３時間）加熱し、その後徐冷すると、封止構造５０が完成する。これによって、図６（ｂ）に示すように、グロメット成形体５１１はＰＴＦＥ粉末Ｔが軟化して焼結しグロメット５１となる。このとき、補助層５２のＰＦＡ樹脂はＰＴＦＥ樹脂よりも軟化しやすく流動性もよいので、環状部５１Ｂの内周面の凹凸と外筒１８の粗面部１８ｄの凹凸との間に形成される微小な隙間を埋めるように入り込んで両者の馴染みを良くし、アンカー効果を発揮する。さらに、ＰＴＦＥ樹脂はステンレススチールよりも熱膨張率が大きいので、グロメット５１の環状部５１Ｂは、熱収縮の際熱膨張率の差により外筒１８の外周面を隙間なく覆い、環状部５１Ｂの内周面と外筒１８の外周面との接触部（熱融着部）において、安定したシール性が確保される。なお、この収縮作用によってグロメット５１の環状部５１Ｂは外筒１８に対して締まりばめ状態となる場合もある。また、グロメット５１の本体部５１Ａとリード線１４の外被１４ＢとがともにＰＴＦＥ樹脂製なので、熱融着により両者は一体となっている。
【００６１】
この熱融着工程における挙動をさらに詳細に示したのが、図１４である。図１４（ａ）の加締め組立体６５０において、環状成形部５１１Ｂの内周面と外筒１８の外周面（又は補助層５２のコーティング外面）との間には、外筒１８の環状成形部５１１Ｂへの挿入に伴い径方向の隙間ｔ1（以下、内側の隙間という）が形成される。一方、環状成形部５１１Ｂの外周面と保護カバー５３の内周面との間には、保護カバー５３による組立体６００の被覆及びグロメット加締め部５３ａの形成に伴う径方向の隙間ｔ2（以下、外側の隙間という）が形成されている。なお、外筒挿入工程において、環状成形部５１１Ｂの内径と外筒１８の後端部１８Ｃの外径とのはめ合いを締まりばめ（圧入）で行う場合は、内側の隙間ｔ1は０となる。ただし、内外の隙間ｔ1，ｔ2には、それぞれ粗面部１８ｄに代表されるような表面上の凹凸の山と谷の間の空間等も含まれるものとする。
【００６２】
加熱炉におけるＰＴＦＥ樹脂の軟化温度以上への加熱によって、グロメット成形体５１１は軟化して焼結し、図１４（ｂ）に示すグロメット５１となる。このときグロメット５１の環状部５１Ｂは、熱膨張により上記隙間ｔ1，ｔ2を埋めて外筒１８の外周面と保護カバー５３の内周面との間を封着（熱融着）する。しかも、外側の隙間ｔ2を埋めてさらに外側へ熱膨張しようとする環状部５１Ｂは、保護カバー５３でせき止められるため内側の隙間ｔ1を埋めるように作用する。したがって、環状部５１Ｂの内側へ向かう上記膨張力と、補助層５２の介在とが、環状部５１Ｂの熱融着に相乗的に作用して、内側の隙間ｔ1は、面荒らしによる粗面部１８ｄ等の表面の凹凸を含めて確実に埋められ、環状部５１Ｂの内周面と外筒１８の外周面とは隙間なく密着する。
【００６３】
その後の冷却によっても、グロメット５１と外筒１８との熱膨張率の差により、環状成形部５１Ｂの内周面と外筒１８の外周面との間には隙間は発生せず、図１４（ｃ）に示すように両面が密着した状態を維持する。なお、環状部５１Ｂの外周面と保護カバー５３の内周面との間には、グロメット５１の熱収縮に伴う径方向の隙間ｔ2’が再び形成される場合があるが、この隙間ｔ2’は酸素センサ１の気密性とは関係しないので、加締め組立体６５０から保護カバー５３が外れたりしない限り問題とはならない。
【００６４】
例えば、グロメット加締め部５３ａの形成によって内側の隙間ｔ1を充分小さくできれば、外筒挿入工程において、環状成形部５１１Ｂの内径と外筒１８の後端部１８Ｃの外径とのはめ合いを締まりばめ（圧入）で行わなくても済む場合がある。また例えば、保護カバー５３による組立体６００の被覆によって外側の隙間ｔ2を充分小さくできれば、グロメット加締め部５３ａの形成を省略できる場合がある。このように、グロメットに用いる材料（材質）の選定、グロメットの形状及び外筒とのはめ合い等の工夫により、総熱膨張代ｔと内外の隙間ｔ1，ｔ2とを適切に管理すれば、製造工程を簡略化することができる。
【００６５】
以上の製造工程において、図５（ａ）の＜外筒挿入工程＞と、図５（ｂ）の＜リード線挿通工程＞とは順序を入れ替えても差し支えない。また、＜保護カバー被覆工程＞は、＜外筒挿入工程＞及び＜リード線挿通工程＞の少なくとも一方よりも先行して実施することができる。なお、図４（ｂ）において、グロメット成形体５１１の４個のリード線挿通孔５１ａは、型成形時に固定ピンＦＰを貫通させておく以外に、型成形後にドリル等によって穴開けしてもよい。
【００６６】
次に、図１に戻り、検出素子２の軸線方向において、封着材層３２の少なくとも一方の側に隣接する形で（本実施例では封着材層３２の、検出部Ｄに近い端面側に隣接して）、多孔質無機物質で構成された緩衝層３８が形成されている。該緩衝層３８は、層３２から軸方向に突出するセラミック素子２を外側から包むように支持し、過度の曲げ応力や熱応力が検出素子２に加わるのを抑制する役割を果たす。
【００６７】
また、挿通孔３１の内面と外筒１８の内面との間には、封着材層３２の周囲を取り囲む空隙部３３が、主体金具３の一部を切り欠く形態で形成されている。上記空隙部３３は、主体金具３の挿通孔３１の周方向に形成された環状形態をなし、かつ主体金具３の肉厚方向中間部において挿通孔３１の形成方向に延びる溝部とされている（以下、溝部３３という）。なお、本実施例において溝部３３の底面３３ａは、検出素子２の軸線方向において封着材層３２の対応する端面よりも先端側に位置するものとされている。
【００６８】
この溝部（空隙部）３３は、センサ１に急激な温度変化等が加わった場合に断熱層の役割を果たし、その熱衝撃の影響が封着材層３２に及びにくくなる。また、溝部３３の外側壁部を形成する主体金具部分３ｇが、自身の変形により衝撃を吸収する緩衝部として作用しうるので、封着材層３２への影響を緩和することができる。溝部３３の底面３３ａは、検出素子２の軸線方向において、主体金具３の鍔部３ｄの後端縁３ｅよりも先端側に延びて形成されている。これにより溝部３３は、主体金具３の後端側の外筒１８が接合される肉薄部分３ｆの全長に渡るように形成されることとなる。この場合、溝部３３の底面３３ａは、検出素子２の軸線方向において溶接部３５よりも先端側に位置するものとなる。
【００６９】
図７〜図１３に、図３のリード線封止構造及び図４〜図６の製造工程の変形例を示す。まず第一変形例について、図７にその封止構造を、図８及び図９にその製造工程の変更部分をそれぞれ示す。図７のリード線封止構造６０では、図３のグロメット５１の形状を次のように変更している。すなわち、グロメット５１の本体部５１Ａが軸方向前方側に延長され、外筒１８の開口部１８ｃ内に深く入り込んでいる。さらに、外筒１８の後端部１８Ｃがグロメット５１の軸線方向に挿入されると、外筒１８の後端部１８Ｃ内周面とグロメット５１の本体部５１Ａ外周面との間には、内部空間１８１に代わって環状の隙間１８２が形成される。この環状の隙間１８２は、酸素センサ１が長時間高温下に晒されたりあるいは熱サイクルが繰返し付加されたりしてグロメット本体部５１Ａが熱膨張したときの膨張代として機能する。また、グロメット５１の本体部５１Ａが外筒１８の開口部１８ｃ内に深く入り込んでいるので、リード線挿通孔５１ａを長く設けることができ、リード線１４同士の短絡や絡みつき等をより確実に防止できる。図７（ａ）では、リード線挿通孔５１ａを第二コネクタ部１３の収納スペースとしても利用した場合を例示している。なお、図３の実施例と共通する部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図７のリード線封止構造６０を得るため、図４及び図５の製造工程を図８及び図９の如く変更している。図４（ａ）における金型Ｍの加圧室の形状を図８（ａ）の如く変更すると、図８（ｂ）に示すように本体成形部５１１Ａが軸方向に延長された形状のグロメット成形体５１１が得られる。グロメット成形体５１１の環状成形部５１１Ｂの内周面と密着させながら、外筒１８の後端部１８Ｃ外周面をグロメット成形体５１１の軸線方向後方側に挿入すると、外筒１８の後端部１８Ｃ内周面とグロメット成形体５１１の本体成形部５１１Ａ外周面との間に環状の隙間１８２が形成される。なお、以後の組立は図６と同様に行う（図９参照）。
【００７１】
次に第二変形例について、図１０にその封止構造を、図１１にその製造工程の変更部分をそれぞれ示す。図１０のリード線封止構造７０では、図３のグロメット５１の形状を次のように変更している。すなわち、グロメット５１の本体部５１Ａが軸方向前方側に延長され、本体部５１Ａの一部が外筒１８の開口部１８ｃに入り込んでいる。したがって、外筒１８の後端部１８Ｃがグロメット５１の軸線方向に挿入されると、外筒１８の後端部１８Ｃ内周面とグロメット５１の本体部５１Ａ外周面との間には、内部空間１８１に代わって環状の隙間１８２が形成される。図１０の環状の隙間１８２も図７と同様に、グロメット本体部５１Ａが熱膨張したときの膨張代として機能する。なお、図３の実施例と共通する部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図１０のリード線封止構造７０を得るため、図５の製造工程を図１１の如く変更している。図４で得られたグロメット成形体５１１の環状成形部５１１Ｂは、図１１（ａ１）に示すように、その本体成形部５１１Ａと環状成形部５１１Ｂとの連結部を中心として外側方向へ略１８０度にわたってラッパ状に開くように曲げ（折り返し）加工される。その結果、図１１（ａ２）に示すように本体成形部５１１Ａが軸方向に延長された形状のグロメット成形体５１１が得られる。グロメット成形体５１１の環状成形部５１１Ｂの内周面と密着させながら、外筒１８の後端部１８Ｃ外周面をグロメット成形体５１１の軸線方向後方側に挿入すると、外筒１８の後端部１８Ｃ内周面とグロメット成形体５１１の本体成形部５１１Ａ外周面との間に環状の隙間１８２（図１０参照）が形成される。なお、以後の組立は図５（ｂ）及び図６と同様に行う。
【００７３】
さらに第三変形例について、図１２にその封止構造を、図１３にその製造工程の変更部分をそれぞれ示す。図１２のリード線封止構造８０では、図３のグロメット５１の形状を次のように変更している。すなわち、グロメット５１の本体部５１Ａが軸方向前方側に延長され、本体部５１Ａの一部が外筒１８の開口部１８に入り込んでいる。したがって、外筒１８の後端部１８Ｃがグロメット５１の軸線方向に挿入されると、外筒１８の後端部１８Ｃ内周面とグロメット５１の本体部５１Ａ外周面との間には、内部空間１８１に代わって環状の隙間１８２が形成される。図１２の環状の隙間１８２も図１０と同様に、グロメット本体部５１Ａが熱膨張したときの膨張代として機能する。ただし、図１２における環状の隙間１８２の径方向寸法（外筒１８の後端部１８Ｃ内周面とグロメット５１の本体部５１Ａ外周面との間の距離）は図１０よりも小に形成されている。なお、図３の実施例と共通する部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図１２のリード線封止構造８０を得るため、図５の製造工程を図１３の如く変更している。図１３（ａ）に示すように、図４で得られたグロメット成形体５１１の環状成形部５１１Ｂの内周面と密着させながら、外筒１８の後端部１８Ｃ外周面をグロメット成形体５１１の軸線方向後方側に挿入するとき、外筒１８の後端がグロメット成形体５１１の本体成形部５１１Ａの前方側端面よりもさらに後方側に至る迄挿入する（図１３（ｂ））。すなわち、外筒１８の後端はグロメット成形体５１１の本体成形部５１１Ａに刺さり込むまで挿入される。そして、組立後の加熱・徐冷の際、外筒１８（ステンレススチール）とグロメット成形体５１１（ＰＴＦＥ樹脂）との熱膨張率の差に応じて、外筒１８の後端部１８Ｃ内周面とグロメット５１の本体部５１Ａ外周面との間に環状の隙間１８２（図１２参照）が形成される。なお、以後の組立は図６と同様に行う。
【００７５】
以上の各実施例において、側方部５１Ｂは円環状を呈する環状部として形成したが、外筒１８の外形に対応して角筒状、楕円筒状等他の形状であってもよい。
【００７６】
なお、第四番目の発明は、酸素センサ以外にＨＣセンサ、ＮＯｘセンサ、ＣＯセンサ、ＣＯ２センサ等他のガスセンサにも適用できる。さらに、第一番目ないし第三番目の発明が適用される応用電子機器としては、これらのガスセンサの他、セラミックヒータ、グロープラグ等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリード線封止構造が適用される応用電子機器の一実施例である酸素センサの一例を示す縦断面図。
【図２】図１における検出素子の構造を示す説明図。
【図３】リード線封止構造の一例を示す縦半断面図及び横断面図。
【図４】図３のリード線封止構造の製造工程の説明図。
【図５】図４に続く説明図。
【図６】図５に続く説明図。
【図７】リード線封止構造の第一変形例を示す縦半断面図。
【図８】図７のリード線封止構造の製造工程の説明図。
【図９】図８に続く説明図。
【図１０】リード線封止構造の第二変形例を示す縦半断面図。
【図１１】図１０のリード線封止構造の製造工程の説明図。
【図１２】リード線封止構造の第三変形例を示す縦半断面図。
【図１３】図１２のリード線封止構造の製造工程の説明図。
【図１４】図６（ｂ）における熱融着工程の詳細説明図。
【符号の説明】
１        酸素センサ（ガスセンサ；応用電子機器）
２        検出素子（電気素子）
２０      酸素濃淡電池素子
２２      セラミックヒータ（ヒータ）
１４      リード線
１４Ａ    芯線
１４Ｂ    外被
１８      外筒（筒状部）
１８１    内部空間（空間部）
１８２    隙間
１８ｃ    開口部
１８ｄ    粗面部（面荒らし部）
５０，６０，７０，８０  リード線封止構造
５１      グロメット
５１ａ    リード線挿通孔
５１Ａ    本体部
５１Ｂ    環状部（側方部）
５２      補助層
５３      保護カバー
５３ａ    グロメット加締め部
５３ｂ    外筒加締め部（前方加締め部）
５１１    グロメット成形体
５１１Ａ  本体成形部
５１１Ｂ  環状成形部（側方成形部）
６００    組立体
【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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