(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部が閉じた中空軸状をなし、内面及び外面にそれぞれ内部電極層及び外部電極層が形成された酸素検出素子と、
該酸素検出素子の後方に配置されるとともに、前記内部電極層及び外部電極層にそれぞれ電気的に接続される第一接続金具及び第二接続金具をそれぞれ、自身の軸線方向において前方側から後方側へ挿入して保持する第一収容部及び第二収容部と、該両収容部の間に位置して両者を連通する中央連通部とを有する収容孔が形成されたセラミックセパレータとを備え、
前記両収容部はそれぞれ、前記中央連通部に面する開口部を有し、該中央連通部とは反対側の奥行き方向に向かって前記開口部よりも広幅となる横断面形状の隔壁で囲まれた空間として形成され、
前記両接続金具のうちの少なくとも一方は、前記開口部より広い幅を有する引出し線部と、該引出し線部から前記奥行き方向に向けて突設された突出部とを有することを特徴とする酸素センサ。
【請求項２】
前記引出し線部の左右側縁及び前記突出部が前記隔壁内面に接する形で、前記引出し線部が対応する収容部に保持される請求項１記載の酸素センサ。
【請求項３】
前記突出部は、前記収容部内にて圧縮変形することにより、前記引出し線部の左右側縁を前記隔壁内面に押しつける向きに弾性的に付勢するものとされている請求項２記載の酸素センサ。
【請求項４】
前記隔壁は、前記中央連通部に面する幅狭の前記開口部と、該中央連通部とは反対側に位置する幅広の底部と、該底部と開口部とを各々その幅方向両側にて連設する傾斜部とから形成されている請求項１記載の酸素センサ。
【請求項５】
前記セラミックセパレータの軸断面において前記収容部は、前記奥行方向における最大寸法をＤとし、同じくこれと直交する向きにおける最大幅寸法をＷ2として、Ｗ2＞Ｄとなっている請求項１記載の酸素センサ。
【請求項６】
前記引出し線部の左右側縁のうち少なくとも一方が、前記軸線方向における後方側から前方側へ向けて次第に幅広となる傾斜側縁に形成されている請求項２記載の酸素センサ。
【請求項７】
前記突出部は、基端部から所定の方向に延び、方向転換部を経て他方の端に至る切目が前記引出し線部に設けられ、該切目の内側に位置する舌片を前記奥行き方向に引き起こして形成されている請求項１記載の酸素センサ。
【請求項８】
前記突出部は、前記軸線方向における後方側に引起こし支点を位置させ、前記舌片の該引き起こし支点よりも前方側に位置する部分を引起こして形成されている請求項７記載の酸素センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば内燃機関の排気ガスなど、被測定ガス中の酸素を検出するための酸素センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような酸素センサの一形態として、先端部が閉じた中空軸状をなし、内外面にそれぞれ電極層を有する酸素検出素子を備えたものが知られている。近年は自動車産業の隆盛に伴い酸素センサに対する需要も増え、かつ価格低下に対する要望も年々強まりつつある。酸素センサは、自動車用電装部品の中でも部品点数が多く、組立工程の簡略化を如何にして図るかが製造コスト削減の重要な鍵を握っている。そのためには、組立工程の自動化など生産設備側の技術改良も必要であるが、工数削減に有利なセンサ構造を工夫することも重要である。
【０００３】
【発明が解決しようする課題】
例えば、上記タイプの酸素センサにおいては、酸素検出素子の内部電極層及び外部電極層に第一接続金具（内部電極接続金具）及び第二接続金具（外部電極接続金具）がそれぞれ電気的に接続され、両接続金具は酸素検出素子の後方（酸素検出素子の軸方向において先端部とは反対方向）に位置するセラミックセパレータの収容孔へと導かれる。両接続金具を収容孔の第一収容部（内部電極接続金具収容部）及び第二収容部（外部電極接続金具収容部）にそれぞれ前方側（酸素検出素子の軸方向先端部側）から後方側へ挿入して保持するとともに、コネクタを介してそれぞれのリード線に電気的に接続され、出力を取り出すようにしている。
【０００４】
しかし、このような酸素センサでは、上記した組み付け時に両接続金具が各々の収容部からはみ出して互いに接触し、又は他の電気配線等（例えば発熱体の端子部やリード線）に接触しショートしやすい問題があった。また、内燃機関の運転中（例えば自動車の走行中）においても、振動による金具飛び出し及びショートの問題や、繰り返し振動による両接続金具の断線の問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、組み付け時及び運転中における両接続金具のショートや断線を防止するセンサ構造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】
上記課題を解決するために、本発明の酸素センサは、
先端部が閉じた中空軸状をなし、内面及び外面にそれぞれ内部電極層及び外部電極層が形成された酸素検出素子と、
該酸素検出素子の後方に配置されるとともに、内部電極層及び外部電極層にそれぞれ電気的に接続される第一接続金具及び第二接続金具をそれぞれ、自身の軸線方向において前方側から後方側へ挿入して保持する第一収容部及び第二収容部と、該両収容部の間に位置して両者を連通する中央連通部とを有する収容孔が形成されたセラミックセパレータとを備え、
両収容部はそれぞれ、中央連通部に面する開口部を有し、該中央連通部とは反対側の奥行き方向に向かって開口部よりも広幅となる横断面形状の隔壁で囲まれた空間として形成され、
両接続金具のうちの少なくとも一方は、開口部より広い幅を有する引出し線部と、該引出し線部から奥行き方向に向けて突設された突出部とを有することを特徴とする。
【０００７】
上記本発明によれば、例えば、引出し線部の左右側縁及び突出部が隔壁内面に接することで、接続金具の引出し線部がその左右側縁及び突出部の計３点で確実に対応する収容部内に保持されるので、組み付け時に接続金具が収容部からはみ出して互いに又は他の電気配線等に接触しショートする不具合が生じにくくなる。また、接触防止のための絶縁被覆も省略でき、部品点数の削減にも貢献する。また、運転中の振動による収容部からの飛び出しに伴うショートも起こりにくくなり、繰り返し振動によって接続金具が断線する不具合も防止ないし抑制できる。
【０００８】
突出部は、収容部内にて圧縮変形することにより、引出し線部の左右側縁を隔壁内面に押しつける向きに弾性的に付勢するものとすることができる。突出部の弾性付勢力により、収容部内にて引出し線部がより安定に保持される。
【０００９】
隔壁は、中央連通部に面する幅狭の開口部と、該中央連通部とは反対側に位置する幅広の底部と、該底部と開口部とを各々その幅方向両側にて連設する傾斜部とから形成されたものとすることができる。引出し線部の左右縁を、対応する傾斜部に当接させる形にて、これをより安定的に保持させることができる。この場合、セラミックセパレータの軸断面において上記収容部は、奥行方向における最大寸法をＤとし、同じくこれと直交する向きにおける最大幅寸法をＷ2として、Ｗ2＞Ｄとすることができる。奥行き寸法よりも幅方向寸法を広くすることで、引出し線部を一層安定的に保持できる他、収容部の奥行方向寸法に対する引出し線部の幅も大きくできるので、開口部からの引出し線部の飛び出し等も一層効果的に防止できる。また、突出部を圧縮弾性変形させる場合には、奥行方向寸法が短くなる分だけ、その弾性変形量を稼ぎやすくなり、収容部内における引出し線部の保持安定性が一層向上する。
【００１０】
次に、引出し線部の左右側縁のうち少なくとも一方を、後方側から前方側へ次第に幅広となる傾斜側縁に形成することができる。これにより、両接続金具の組み付け時に引っかかりが生じにくくなり、スムーズに各々の収容部に挿入できる。また、運転中のねじれの発生も防止することができる。
【００１１】
突出部は、基端部から所定の方向に延び、方向転換部を経て他方の端に至る切目が引出し線部に設けられ、該切目の内側に位置する舌片を奥行き方向に引き起こして形成することができる。この構成によれば、簡単な構造でありながら弾性変形可能な突出部を容易に形成でき、該突出部への弾性付与により引出し線部を各々の収納部の隔壁へ確実に押し当てることができる。この場合、突出部は、軸線方向における後方側に引起こし支点を位置させ、舌片の該引き起こし支点よりも前方側に位置する部分を引起こして形成することができる。これによれば、収容部に軸線方向おいて前方側から後方側へ引出し線部を挿入して組み付ける際に、引き起こされた舌片が、収容部の挿入側となる開口端面縁に引っ掛かったりするトラブルが生じにくくなり、組立をスムースに行うことが可能となる。
【００１２】
【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に基づき説明する。
図１は本発明の酸素センサの内部構造を示し、図２は要部の拡大図である。酸素センサ１は、先端が閉じた中空軸状の固体電解質部材である酸素検出素子２と、酸素検出素子２の中空部２ａに挿入された発熱体３とを備える。酸素検出素子２は、ジルコニア等を主体とする酸素イオン伝導性固体電解質により中空に形成されている。また、この酸素検出素子２の中間部外側には、絶縁性セラミックから形成されたインシュレータ６、７及びタルクから形成されたセラミック粉末８を介して金属製のケーシング１０が設けられている。なお、以下の説明において、酸素検出素子２の軸方向先端部に向かう側（閉じている側）を「前方側」、これと反対方向に向かう側を「後方側」と称する。
【００１３】
ケーシング１０は、酸素センサ１を排気管等の取付部に取り付けるためのねじ部９ｂを有する主体金具９、その主体金具９の後方側開口部に内側が連通するように結合された主筒１４、主体金具９の前方側開口部を覆うように取り付けられたプロテクタ１１等を備える。本発明の酸素センサ１はねじ部９ｂより前方（図１の下方）が排気管等のエンジン内に位置し、それより後方（図１の上方）は外部の大気中に位置して使用される。図２に示すように、酸素検出素子２の外面及び中空部２ａの内面には、そのほぼ全面を覆うように、例えばＰｔあるいはＰｔ合金により多孔質に形成された外部電極層２ｂ及び内部電極層２ｃが設けられている。
【００１４】
主体金具９の後方側の開口部には、前述の主筒１４が絶縁体６との間にリング１５を介して加締められ、この主筒１４に筒状のフィルタアセンブリ１６が外側から嵌合・固定されている。このフィルタアセンブリ１６の後端側開口部はゴム等で構成されたグロメット１７で封止され、またこれに続いてさらに内方にセラミックセパレータ１８が設けられている。そして、それらセラミックセパレータ１８及びグロメット１７を貫通するように、酸素検出素子２用のリード線２０，２１及び発熱体３用のリード線（図示せず）が配置されている。
【００１５】
フィルタアセンブリ１６は、主筒１４（ケーシング１０）に対し後方外側からほぼ同軸的に連結される筒状形態をなすとともに、気体導入孔５２を有する第一フィルタ保持部５１と、同じく気体導入孔５５を有する第二フィルタ保持部との間で、撥水性フィルタ（例えばポリテトラフルオロエチレンの多孔質繊維構造体等）として構成された筒状のフィルタ５３を、フィルタ加締め部５６，５７において挟み付けて保持する構造を有している。一方、グロメット１７は、第一フィルタ保持部５１の後方側開口部に対しその内側に弾性的にはめ込まれ、各リード線２０，２１等を挿通するためのシール側リード線挿通孔９１を有するとともに、それらリード線２０，２１等の外面と第一フィルタ保持部５１の内面との間をシールする。図４は、フィルタアセンブリ１６の組立状態を示している。フィルタアセンブリ１６の第一フィルタ保持部５１は、セラミックセパレータ１８の後方側突出部分を第二部分６２の内側まで進入させてこれを覆うとともに、段付き部６０においてセパレータ側支持部７３に対し、主筒１４とは反対側から波形座金７４を介して当接するように配置される。他方、該第一フィルタ保持部５１の先端側、すなわち第一部分６１において主筒１４（ケーシング１０）に対し外側からこれに重なりを生じるように配置され、その重なり部には、第一フィルタ保持部５１を主筒１４に対し気密状態となるように連結するケーシング加締め部７６が形成されている。
【００１６】
次に、セラミックセパレータ１８には、各リード線２０，２１等を挿通するための複数のセパレータ側リード線挿通孔７２が軸方向に貫通して形成されており、その軸方向中間位置には、外周面から突出する形態でフランジ状のセパレータ側支持部７３が形成されている。そして、図２に示すように、セラミックセパレータ１８は、セパレータ側支持部７３よりも前方側に位置する部分を主筒１４の後端部内側に入り込ませ、セパレータ側支持部７３の前端面７３ａを主筒１４の後端面（主筒側支持部９０）に当接させることにより、セパレータ側支持部７３よりも後方側に位置する部分は主筒１４の外側に突出させた状態で配置される。
【００１７】
酸素検出素子２用の一方のリード線２０は、互いに一体に形成されたコネクタ２３ａ、引出し線部２３ｂ、金具本体部２３ａ及び発熱体把持部２３ｄからなる内部電極接続金具２３（第一接続金具）を経て前述の酸素検出素子２の内部電極層２ｃ（図２）と電気的に接続されている。一方、他方のリード線２１は、互いに一体に形成されたコネクタ３３ａ、引出し線部３３ｂ及び金具本体部３３ｃとを有する外部電極接続金具３３（第二接続金具）を経て、酸素検出素子２の外部電極層２ｂ（図２）と電気的に接続されている。酸素検出素子２は、その内側に配置された発熱体３で加熱することで活性化される。発熱体３は棒状のセラミックヒータであり、抵抗発熱線部（図示せず）を有する発熱部３ａが、＋極側及び−極側の発熱体端子部３ｂ、３ｂに接続されるリード線（図示せず）を経て通電されることにより、酸素検出素子２の先端部（検出部）を加熱する。
【００１８】
図３に示すように、内部電極接続金具２３は、先端側に形成された発熱体把持部２３ｄの内面で発熱体３の外面を把持するとともに、金具本体部２３ｃの外面と酸素検出素子２の内面との接触により内部電極接続金具２３及び発熱体３を軸方向に位置固定する役割を果たす。また引出し線部２３ｂの一端が金具本体部２３ｃの周方向の１ケ所に接続する形で一体化され、さらにその他端にコネクタ２３ａが一体化されている。
【００１９】
発熱体把持部２３ｄは、発熱体３の周囲を包囲するＣ字状の横断面形状を有している。そして、発熱体３を未挿入の状態では該発熱体３の外径よりは少し小さい内径を有し、発熱体３の挿入にともない弾性的に拡径してその摩擦力により発熱体３を把持する。
【００２０】
また、金具本体部２３ｃは、左右両側の縁に鋸刃状の接触部２３ｅがそれぞれ複数形成された板状部分を円筒状に曲げ加工することにより、発熱体３を包囲する形態で形成されている（すなわち、発熱体３が挿通される）。そして、金具本体部２３ｃの外周面及び接触部２３ｅと酸素検出素子２の中空部２ａの内壁面（内部電極層２ｃ内面）との間の摩擦力によって内部電極接続金具２３及び発熱体３を中空部２ａに対し軸線方向に位置決めする役割を果たすとともに、複数の接触部２３ｅの各先端部において内部電極層２ｃ内面と接触・導通するようになっている。
【００２１】
一方、外部電極接続金具３３は、円筒状の金具本体部３３ｃを有するとともに、引出し線部３３ｂの一端が金具本体部３３ｃの周方向の１ケ所に接続する形で一体化され、さらにその他端にコネクタ３３ａが一体化されている。他方、その中心軸線を挟んで引出し線部３３ｂの接続点と反対側には、軸線方向のスリット３３ｅが形成されている。このような金具本体部３３ｃの内側に、酸素検出素子２の後端部がこれを弾性的に押し広げる形で内側から挿入されている。具体的には、酸素検出素子２の外周面後端部には外部側出力取出部としての導電層２ｆが、周方向に沿って帯状に形成されている。外部電極層２ｂは、例えば無電解メッキ等により、酸素検出素子２の係合フランジ部２ｓよりも前端側の要部全面を覆うものとされている。他方、導電層２ｆは、例えば金属ペーストを用いたパターン形成・焼き付けにより形成されるもので、同様に形成される軸線方向の接続パターン層２ｄを介して外部電極層２ｂと電気的に接続されている。
【００２２】
なお、金具本体部３３ｃの酸素検出素子２挿入側の開口部には、例えばその周方向に沿って外向きに開く挿入ガイド部３３ｆを形成しておけば、挿入時の引っ掛かり等が生じにくく、一層スムーズな組付けが可能となる。また、同様の目的で、酸素検出素子２の開口部外縁に面取部２ｇを形成することもできる。
【００２３】
酸素センサ１において、セラミックセパレータ１８の後端面は、軸方向において気体導入孔５２よりも後方側に位置するとともに、グロメット１７とセラミックセパレータ１８との間には所定量の隙間９８が形成されている。また、第一フィルタ保持部５１の内周面とセラミックセパレータ１８の外周面との間にも隙間９２が形成されている。そして、気体導入孔５２からの気体は隙間９２内に供給され、さらにセパレータ側リード線挿通孔７２とリード線との間に形成された隙間Ｋを通ってケーシング１０内に導かれ、酸素検出素子２の内面（内部電極層２ｃ）に導入される。一方、酸素検出素子２の外面にはプロテクタ１１のガス透過口１２を介して導入された排気ガスが接触し、酸素検出素子２には、その内外面の酸素濃度差に応じて酸素濃淡電池起電力が生じる。そして、この酸素濃淡電池起電力を、排気ガス中の酸素濃度の検出信号として内外電極層２ｃ，２ｂ（図２）から接続金具２３、３３及びリード線２０、２１を介して取り出すことにより、排気ガス中の酸素濃度を検出できる。
【００２４】
図５にセラミックセパレータ１８の詳細を示す。セラミックセパレータ１８には、後端部側（図５（ｃ）上端側）から４つのリード線挿通孔７２が、中心軸線Ｏを中心とするピッチ円Ｐに沿って略９０°間隔で貫通されている。また、同図（ｃ）及び（ｄ）に示すように、セラミックセパレータ１８の軸線方向前端（図５では下端）から軸線方向に沿って全長のほぼ中央部（すなわちセパレータ側支持部７３の中間部）に位置する底面１８ｅまで、収容孔７２ａが形成されている。収容孔７２ａは、内部電極接続金具２３の引出し線部２３ｂ、外部電極接続金具３３の引出し線部３３ｂ、＋極側の発熱体端子部３ｂ、−極側の発熱体端子部３ｂ及び発熱体３がそれぞれ挿入される各収容部に隔壁１８ａで区分されている（隔壁１８ａ及び収容孔７２ａの詳細形状は図８で後述する）。引出し線部２３ｂ、３３ｂ及び発熱体端子部３ｂ、３ｂと電気的に接続された４本のリード線２０、２１等が各々のリード線挿通孔７２を経て後方へ引き出される。なお、底面１８ｅは四角柱状の立ち上がりの先端を形成し、周囲に面取りがされているが、これは、例えば次のような事情による。すなわち、セラミックセパレータ１８の焼成前の成形体を金型成形により製造する場合、収容孔７２ａとリード線挿通孔７２とは別体のマンドレルにより形成されることが多い。このとき、底面１８ｅの外周縁には、これらマンドレルの合わせ面が位置し、合わせ面の隙間に粉末が圧入されて成形体にバリが発生することがある。そこで、底面１８ｅの周囲に面取を施しておけば、仮にバリが発生しても、その破片等が底面１８ｅ上に付着して不要な突起等が形成される不具合を生じにくくすることができる。
【００２５】
そして、図５（ｂ）に示すように、外部電極接続金具３３の金具本体部３３ｃの後端縁は、セラミックセパレータ１８の収容孔７２ａの開口側端面（前端面）において、隔壁１８ａの前端面に当接している。一方、内部電極接続金具２３の金具本体部２３ｃの後端縁は、外部電極接続金具３３の金具本体部３３ｃ及びピッチ円Ｐよりも内側にて、隔壁１８ａの前端面に当接している。また、隣接するリード線挿通孔７２，７２の間に形成される隔壁１８ａは、各々ピッチ円Ｐよりも内側に張り出して形成されている。なお、発熱体３の後端部は、収容孔７２ａの前端側から軸心に沿って底面１８ｅ付近まで挿入されており、これにより酸素センサ１の全長が短くなり、センサ寸法のコンパクト化が実現されている。
【００２６】
図６に内部電極接続金具２３（第一接続金具）の詳細を示す。厚さｔの電導性薄板を同図（ｃ）の展開図に示すように打ち抜き、コネクタ２３ａ、引出し線部２３ｂ、金具本体部２３ｃ及び発熱体把持部２３ｄが一体の内部電極接続金具２３を形成する。金具本体部２３ｃは接触部２３ｅとともに酸素検出素子２の内壁面と摩擦力を生じるように円筒状に、発熱体把持部２３ｄは発熱体３の外径より少し小さい内径を有するＣ字状に、コネクタ２３ａは周辺部を起立状にそれぞれ曲げ加工される。
【００２７】
セラミックセパレータ１８の内部電極接続金具収容部７２ｂ（第一収容部）に挿入される引出し線部２３ｂは、コネクタ２３ａに連なる上部２３ｌ、金具本体部２３ｃに連なる下部２３ｎ及びその両者をつなぐ中央部２３ｍから構成され、次のような形状を有している。上部２３ｌから中央部２３ｍにかけては両側で緩やかに幅が広がる拡大縁部２３ｋ（傾斜側縁）が形成され、中央部２３ｍはその幅ｗが下方（前方）ほど広くなる傾斜縁部２３ｔ（傾斜側縁）をもち、中央部２３ｍと下部２３ｎとの間及び下部２３ｎと金具本体部２３ｃとの間には両側から幅が縮小する縮小縁部２３ｓ及び２３ｓ’がそれぞれ設けられている。さらに中央部２３ｍには、上部が開口し下方に方向転換部を有する（図では上向きコ字状）切目２３ｈ’が打ち抜きの際にあらかじめ中心線に沿い長さｌ、幅ｗ’にわたって設けられており、曲げ加工後金具本体部２３ｃの曲げ方向とは反対側へ切目２３ｈ’の舌片を開口上部中心に下部を角度θ1だけ引起こして突出部２３ｈを形成する。引出し線部２３ｂがセラミックセパレータ１８の内部電極接続金具収容部７２ｂに挿入されたとき、中央部２３ｍの左右の拡大縁部２３ｋ又は傾斜縁部２３ｔが接続金具収容部７２ｂを形成する隔壁１８ａの一部分に係合するとともに、突出部２３ｈの下端部が隔壁１８ａの他の部分に係合する（図８参照）。
【００２８】
図７に外部電極接続金具３３（第二接続金具）の詳細を示す。厚さｔの電導性薄板を同図（ｃ）の展開図に示すように打ち抜き、コネクタ３３ａ、引出し線部３３ｂ及び金具本体部３３ｃが一体の外部電極接続金具３３を形成する。金具本体部３３ｃは酸素検出素子２の後端部外径より少し小さい内径を有する円筒状に、コネクタ３３ａは周辺部を起立状にそれぞれ曲げ加工される。中心軸線を挟んで引出し線部３３ｂの接続点と反対側には、軸線方向のスリット３３ｅが形成される。金具本体部３３ｃの酸素検出素子２挿入側の開口部には、周方向に沿って挿入ガイド部３３ｆが外向きに開いて形成される。
【００２９】
セラミックセパレータ１８の外部電極接続金具収容部７２ｃ（第二収容部）に挿入される引出し線部３３ｂは、コネクタ３３ａに連なる上部３３ｌ、金具本体部３３ｃに連なる下部３３ｎ及びその両者をつなぐ中央部３３ｍから構成され、次のような形状を有している。上部３３ｌから中央部３３ｍにかけては両側で緩やかに幅が広がる拡大縁部３３ｋ（傾斜側縁）が形成され、中央部３３ｍはその幅ｗが下方（前方）ほど広くなる傾斜縁部３３ｔ（傾斜側縁）をもち、中央部３３ｍと下部３３ｎとの間には両側から幅が縮小する縮小縁部３３ｓが設けられている。さらに中央部３３ｍには、上部が開口し下方に方向転換部を有する（図では上向きコ字状）切目３３ｈ’が打ち抜きの際にあらかじめ中心線に沿い長さｌ、幅ｗ’にわたって設けられており、曲げ加工後の金具本体部３３ｃの曲げ方向とは反対側へ切目３３ｈ’の舌片を開口上部中心に下部を角度θ1だけ引起こして突出部３３ｈを形成する。引出し線部３３ｂがセラミックセパレータ１８の外部電極接続金具収容部７２ｃに挿入されたとき、中央部３３ｍの左右の拡大縁部３３ｋ又は傾斜縁部３３ｔが接続金具収容部７２ｃを形成する隔壁１８ａの一部分に係合するとともに、突出部３３ｈの下端部が隔壁１８ａの他の部分に係合する（図８参照）。なお、図７（ａ）で示されるように、外部電極接続金具３３の引出し線部３３ｂ及びコネクタ３３ａは金具本体部３３ｃの中心線に対して傾斜角θ2を有している。このように内部電極接続金具２３にはない傾斜角θ2を付与する理由は、セラミックセパレータ１８への挿入時に、外部電極接続金具３３の浮きを防止し、酸素検出素子２への挿入をよりスムーズなものとするためである。
【００３０】
図８は図２におけるＣ−Ｃ横断面図及びその拡大図で、収容孔７２ａと両接続金具２３、３３との位置関係を示す。セラミックセパレータ１８には軸方向に貫通して４つのセパレータ側リード線挿通孔７２が形成されているが、セラミックセパレータ１８の前半部においては収容孔７２ａと内部において重なり合っている。収容孔７２ａは、内部電極接続金具２３（第一接続金具）及び外部電極接続金具３３（第二接続金具）をそれぞれ前方側から後方側へ挿入して保持する内部電極接続金具収容部７２ｂ（第一収容部）及び外部電極接続金具収容部７２ｃ（第二収容部）と、＋極側及び−極側発熱体端子３ｂ、３ｂをそれぞれ前方側から後方側へ挿入して保持する発熱体端子収容部７２ｄ、７２ｄと、これら４つの収容部の間に位置して４者を連通する中央連通部７２ｅとから形成されている。両接続金具収容部７２ｂ、７２ｃ及び両発熱体端子収容部７２ｄ、７２ｄは互いに中央連通部７２ｅを挟んで向かい合う状態にありピッチ円Ｐに沿って略９０゜間隔で並ぶセパレータ側リード線挿通孔７２と同様の位置関係を有するとともに、前端部側からみて各収容部に対応する各挿通孔が重なり合う（含まれる）状態となっている。中央連通部７２ｅは図８の実施例の場合発熱体収容部を兼ねており、発熱体３が底面１８ｅの手前まで挿入され、酸素センサ１のコンパクト化に貢献している。
【００３１】
内部電極接続金具収容部７２ｂは、中央連通部７２ｅに面する幅狭の開口部１８ｄと、中央連通部７２ｅとは反対側の外周方向（奥行き方向）に広がる幅広の底部１８ｂと、開口部１８ｄから底部１８ｂへとその開口幅（壁間距離）を徐々に広くして両者を連設する傾斜部１８ｃとからなる隔壁１８ａで囲まれた空間として形成されている（図８（ｂ）参照）。内部電極接続金具収容部７２ｂは全体として、一部が中央連通部７２ｅに開口された貝殻状あるいはオムスビ状を呈しており、楕円にも近い形状を有している。その奥行方向最大寸法Ｄは、これと直交する幅方向最大寸法ｗ2よりも小さく設定されている。
【００３２】
内部電極接続金具収容部７２ｂに内部電極接続金具２３を挿入したとき、ちょうど引出し線部２３ｂが収容部７２ｂ内に留まることになる（図２参照）。このとき中央部２３ｍの幅ｗが開口部１８ｄの幅（最小幅）Ｗ1よりも大きく、また底部１８ｂの幅（最大幅）Ｗ2よりも小さいので、拡大縁部２３ｋ又は傾斜縁部２３ｔが隔壁１８ａの傾斜部１８ｃに接当して収容部７２ｂの前端部から後方側へ（紙面の手前から背後方向へ）移動する。収容部７２ｂの前端部で引出し線部２３ｂを挿入する際、引出し線部２３ｂから底部１８ｂへ向けて突設された突出部２３ｈが底部１８ｂの外周部分で押圧されることで反発力（バネ力）を生み、引出し線部２３ｂは拡大縁部２３ｋ又は傾斜縁部２３ｔの両側縁と突出部２３ｈの下縁（前縁）の３点で確実に支持されるので、組み付け時に内部電極接続金具２３がその収容部７２ｂからはみ出して、外部電極接続金具３３やその他の電気配線等に接触しショートする不具合が生じにくくなる。また、接触防止のための絶縁被覆の必要もなくなる。さらに、運転中の振動による収容部７２ｂからの飛び出しに伴うショートも起こりにくくなり、繰り返し振動によって接続金具２３が断線する事も防止できる。
【００３３】
図８（ｂ）で、最大幅Ｗ2／最小幅Ｗ1＝１．６〜２．３、全奥行（最大奥行）Ｄ／有効奥行ｄ＝１．６〜２．２程度が望ましい。図示のようにＤ／ｄ＝２すなわちピッチ円近傍に引出し線部２３ｂが位置する状態であると接続金具２３からリード線２０への電気的接続に無理がかからず断線の恐れも少なくなる。ここまでは内部電極接続金具収容部７２ｂと内部電極接続金具２３についてのみ説明してきたが、外部電極接続金具収容部７２ｃと外部電極接続金具３３の関係についても同様であるから説明は省略する。ただし、図８（ａ）のようにすべて対称にする必要はなく、たとえば外部電極接続金具収容部７２ｃを発熱体端子収容部７２ｄのように少し角張った断面形状にしたり、外部電極接続金具３３の引出し線部３３ｂ及び突出部３３ｈを、内部電極接続金具２３の引出し線部２３ｂ及び突出部２３ｈとは異なる形状や大きさにしたりするなど、本発明の範囲内で適宜変更しても勿論差し支えない。このような変更を加えたときは結線ミスの未然防止にもなる。また発熱体端子収容部７２ｄ、７２ｄについては本発明を実施してもしなくてもよい。
【００３４】
以下、酸素センサ１の製造方法について説明する。まず、図９（ａ）に示すように、セラミックセパレータ１８に金属弾性部材７４を外挿する。そして、図４に示す如く予め組み立てておいたフィルタアセンブリ１６の前方側にセラミックセパレータ１８、内部電極接続金具２３、外部電極接続金具３３及び発熱体３等を、後方側にグロメット１７等を組み付ける。このとき、両接続金具２３，３３のコネクタ２３ａ，３３ａに接続されたリード線２０、２１及び＋極側と−極側の発熱体端子部３ｂ、３ｂに接続されたリード線（図示せず）は、それぞれセラミックセパレータ１８のセパレータ側リード線挿通孔７２に挿通され、さらに第一フィルタ保持部５１の後端側開口部に嵌め込まれたグロメット１７のシール側リード線挿通孔９１を経て後方側に延出されている。セラミックセパレータ１８を前方側へ移動して、収容孔７２ａの前端部で引出し線部２３ｂ、３３ｂを挿入する際、引出し線部２３ｂ、３３ｂから隔壁１８ａ（底部１８ｂ）へ向けて突設された突出部２３ｈ、３３ｈが隔壁１８ａ（底部１８ｂ）の外周部分で押圧されることで反発力（バネ力）を生み、引出し線部２３ｂ、３３ｂは拡大縁部２３ｋ、３３ｋ又は傾斜縁部２３ｔ、３３ｔの両側縁と突出部２３ｈの下縁（前縁）の３点で確実に支持される。
【００３５】
続いて、図９（ｂ）に示すように、フィルタアセンブリ１６を、グロメット１７のシール側リード線挿通孔９１内にてリード線２０，２１等を滑らせながら、段部６０の内面がリング状の金属弾性部材７４に当たる位置まで移動させ、セラミックセパレータ１８の外側に被せる。例えば、リード線２０，２１等の束の上をフィルタアセンブリ１６を多少傾けて滑らせても、第一フィルタ保持部５１の開口部内縁とリード線２０，２１等との間にはゴム製のグロメット１７が介在しているので、開口縁にてリード線２０，２１等の外被が削られる心配がない。
【００３６】
この状態で、図９（ｃ）に示すように、防護カバー６４及び第一フィルタ保持部５１の第二部分６２の後端側重なり部を周方向に沿って内側のグロメット１７に向けて加締めることにより、グロメット加締部６７を形成する。他方、酸素検出素子２は主筒１４内に予め組み付けておく。
【００３７】
そして、図１０（ａ）に示すように、発熱体３を先端側から酸素検出素子２の中空部２ａ内に挿入し、フィルタアセンブリ１６の第一フィルタ保持部５１を主筒１４に被せ、セラミックセパレータ１８を酸素検出素子２の後端部に向けて軸線方向に接近させる。これにより、外部電極接続金具３３の金具本体部３３ｃと、内部電極接続金具２３の金具本体部２３ｃとが、酸素検出素子２の開口部に位置決めされた形となる。そして、その状態でセラミックセパレータ１８の前端面（図５の隔壁１８ａの下端面）に、両金具本体部３３ｃ、２３ｃの後端縁を当接させつつ、セラミックセパレータ１８を酸素検出素子２に向けて軸線方向にさらに接近させる。
【００３８】
これにより、図２に示すように、酸素検出素子２の後端部が金具本体部３３ｃの内側に相対的に押し込まれるとともに、金具本体部２３ｃは酸素検出素子２の内側に押し込まれる。このとき、両金具本体部３３ｃ，２３ｃの後端縁はセラミックセパレータ１８の前端面に当接しているので、軸線方向の押込力による引出し線部３３ｂ，２３ｂの挫屈といった不具合を生じることなく、スムーズな組立てが可能となっている。
【００３９】
そして、図１０（ｂ）において、第一フィルタ保持部５１と主筒１４とを軸線方向に加圧して金属弾性部材７４を圧縮変形させ、その状態で第一フィルタ保持部５１と主筒１４とにケーシング加締部７６を形成して両者を結合することにより組立てが終了する。
【００４０】
本発明に係る収容孔７２ａと両接続金具２３、３３との位置関係について次のような変更が考えられる。
▲１▼収容孔７２ａは、セラミックセパレータ１８の前半部においてのみ、軸方向に貫通して設けられている４つのセパレータ側リード線挿通孔７２と内部において重なり合う状態で形成された例を示したが、収容孔７２ａはセラミックセパレータ１８の軸方向（前後方向）全長にわたり形成されていてもよい。
▲２▼隔壁１８ａは、軸方向（前後方向）に傾斜を有していてもよい。このときの傾斜は後方側から前方側へ次第に拡大するものとし、引出し線部２３ｂ、３３ｂの拡大縁部２３ｋ、３３ｋ及び傾斜縁部２３ｔ、３３ｔと同じ向きである。隔壁１８ａの傾斜は、セラミックセパレータ１８製造の際の型抜きテーパをそのまま利用するか型抜きテーパの勾配を少し大きくして適用することができる。隔壁１８ａ又は引出し線部２３ｂ、３３ｂへ傾斜（直線状か曲線状かを問わない）を設けることにより、引出し線部１８ａの収容孔７２ａへの挿入がスムーズに行える。
▲３▼中央連通部７２ｅが発熱体収容部に兼用される例、及び収容孔７２ａに発熱体端子収容部７２ｄ、７２ｄが含まれる例を示したが、これらに限定されない（図１１（ａ）参照）。
▲４▼両接続金具収容部７２ｂ、７２ｃの形状は、貝殻状に限らず、直線で囲われた台形状、円形状、楕円状、その他の曲線状又はこれらの組み合わせでもよい。セラミックセパレータ１８を貫通するセパレータ側リード線挿通孔７２を前端部側においてほぼそのまま両接続金具収容部７２ｂ、７２ｃとして利用することも可能である（図１１（ａ）参照）。
▲５▼隔壁１８ａと引き出し線部２３ｂ、３３ｂとは点（線）接触よりも面接触にすれば、保持がより安定する（図１１（ｂ）参照）。
【００４１】
図１１は主な変更例を示す。図１１（ａ）では、セラミックセパレータ１８を貫通するセパレータ側リード線挿通孔７２を前端部側においてほぼ円形のまま両接続金具収容部７２ｂ、７２ｃとして利用するとともに、収容孔７２ａに発熱体端子収容部７２ｄ、７２ｄが含まれない例を示した。隔壁１８ａの肉厚を充分にとることができ強度・耐久性に優れる。図１１（ｂ）では、隔壁１８ａの傾斜部１８ｃの両側に幅Ｗ’、深さＤ’の浅い溝１８ｆ、１８ｆを設けるとともに、底部１８ｂにも幅Ｗ”、深さＤ”の浅い溝１８ｇを設けてある。引出し線部２３ｂ、３３ｂは溝１８ｆ、１８ｆを、突出部２３ｈ、３３ｈは溝１８ｇをそれぞれガイドとして収容部７２ｂ、７２ｃにがたつきなく挿入でき、保持力も大きい。なお、溝１８ｆと１８ｇはいずれか一方のみ設けてもよい。幅ｗの異なる引出し線部２３ｂ、３３ｂに対応するためには両側の溝１８ｆ、１８ｆをそれぞれ階段状に形成するとよい。幅ｗ’の異なる突出部２３ｈ、３３ｈに対応するためには溝１８ｇの幅Ｗ”を少し広めに取っておけばよい。
【００４２】
さらに本発明に係る引出し線部２３ｂ、３３ｂ及び突出部２３ｈ、３３ｈの形状についても次のような変更が考えられる。
▲１▼両接続金具２３、３３のうちいずれか一方にのみ本発明を適用すること、または引出し線部及び突出部の形状を互いに異ならせて適用することは可能である。
▲２▼引出し線部２３ｂ、３３ｂの傾斜縁部２３ｔ、３３ｔ及び拡大縁部２３ｋ、３３ｋはなくてもよく、あるいは左右のうち片側だけ設けてもよく、その形状も直線状、曲線状等を問わない。
▲３▼突出部２３ｈ、３３ｈの形状について、切目を用いずプレスや絞りで一体的に膨出部を設けたり、あるいは別体の突出部をハンダ付したりしてもよい（図１２（ｄ）参照）。
▲４▼突出部２３ｈ、３３ｈの引起こし形態について、多段折れや曲線（面）状折れ、左右方向への引起こし等も可能である（図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）。
▲５▼突出部２３ｈ、３３ｈの切目２３ｈ’、３３ｈ’について、コ字状以外にＵ字状等の変更が可能である。
【００４３】
図１２は主な変更例を示す。図１２（ａ）は、傾斜角θ1の第一突出部２３ｈ1と傾斜角θ1'の第二突出部２３ｈ1'を二段折れ状に設けたもので、第二突出部２３ｈ1'の接触面積がより広くなり、引出し線部２３ｂの保持が安定する。
同（ｂ）は、曲線状の突出部２３ｈ2を設けた例でバネ効果により保持力が増す。
同（ｃ）は、中心線上にＩ字状の切目を設け、２枚の矩形状舌片を左右に押し開いて突出部２３ｈ3とした例である。切目をＴ字状又は逆Ｔ字状とし、２枚の三角形状舌片を左右に押し開くようにしてもよい。また、切目をコ字状とし、左右いずれか一方に押し開いてもよい。同（ｄ）は、プレス等により突出部２３ｈ4を一体的に膨出させた例を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の酸素センサの縦断面図。
【図２】図１の酸素センサの要部を示す縦断面図。
【図３】セラミックセパレータへの組み付け状態を示す分解斜視図。
【図４】組立状態のフィルタアセンブリの部分縦断面図。
【図５】セラミックセパレータの平面図、底面図、Ａ−Ａ縦断面図及びＢ−Ｂ縦断面図。
【図６】内部電極接続金具の左側面図、正面図及び展開図。
【図７】外部電極接続金具の正面図、右側面図及び展開図。
【図８】図２におけるＣ−Ｃ横断面図及びその拡大図。
【図９】図１の酸素センサの組立方法の一例を示す工程説明図。
【図１０】図９に続く工程説明図。
【図１１】図８の変更例を示し、（ａ）は第１変更例のＣ−Ｃ横断面図、（ｂ）は第２変更例のＣ−Ｃ横断面拡大図。
【図１２】図６の突出部の変更例を示し、（ａ）は第１変更例の正面図、（ｂ）は第２変更例の正面図、（ｃ）は第３変更例の斜視図、（ｄ）は第４変更例の斜視図。
【符号の説明】
１      酸素センサ
２      酸素検出素子
２ａ    中空部
２ｂ    外部電極層
２ｃ    内部電極層
１８    セラミックセパレータ
１８ａ  隔壁
１８ｂ  底部
１８ｃ  傾斜部
１８ｄ  開口部
２３    内部電極接続金具（第一接続金具）
２３ｂ  引出し線部
２３ｈ  突出部
２３ｈ’切目
２３ｔ  傾斜縁部（傾斜側縁）
３３ｋ  拡大縁部（傾斜側縁）
３３    外部電極接続金具（第二接続金具）
３３ｂ  引出し線部
３３ｈ  突出部
３３ｈ’切目
３３ｔ  傾斜縁部（傾斜側縁）
３３ｋ  拡大縁部（傾斜側縁）
７２ａ  収容孔
７２ｂ  内部電極接続金具収容部（第一収容部）
７２ｃ  外部電極接続金具収容部（第二収容部）
７２ｅ  中央連通部
Ｄ      収容部の最大奥行寸法
Ｗ2     収容部の最大幅寸法
【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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