JP2001056312A - 酸素センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端子金具に特別な発熱体把持手段を要せ
ず、組立も簡単なセンサ構造を提供する。 【解決手段】 発熱体３を酸素検出素子２の中空部２
ａの中心軸線と交差する方向に押圧する作用を有する押
圧部２３ｄ，２３ｅを端子金具２３に形成し、発熱体３
を保持する作用を有する保持手段を端子金具２３とは別
体に形成することになる。これにより、端子金具２３に
特別な発熱体把持手段を要せずに、発熱体３の少なくと
も一部を酸素検出素子２の中空部２ａ内壁面に接触させ
ることができ、さらには発熱体３を端子金具２３に予め
組み付けておくための治具等をなくして、コストダウン
を図ることができる。

Description

【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。
このようなタイプの酸素センサでは、基準ガスとしての
大気を酸素検出素子の内面（内部電極層）に導入する一
方、酸素検出素子の外面（外部電極層）には排気ガスが
接触し、その結果酸素検出素子には、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からリード線等を介して取り出
すことにより、排気ガス中の酸素濃度を検出できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかるタイプの酸素セ
ンサは、エンジン始動直後など排気ガス温度が低いとき
に、固体電解質部材で構成された酸素検出素子の活性が
充分でなく、測定可能な起電力を取り出せるまでにかな
りの時間を要する。そこで、発熱部を有する軸状の発熱
体を酸素検出素子の中空部に挿入し、エンジン始動時に
酸素検出素子を加熱して活性化させることにより、有害
成分の発生が比較的多い始動時に素早く測定出力（起電
力）を立ち上げるようにしている。

【０００４】ところで、発熱体で発生する熱量を効率よ
く酸素検出素子に伝達し、酸素検出素子の立ち上がりを
より活性化するため、発熱体の発熱部を酸素検出素子の
中空部内壁面に接触させるようにして酸素センサが構成
されることがある。かかる構成の酸素センサにあって
は、酸素検出素子の中空部に挿入され、酸素検出素子の
内面に形成された内部電極層と電気的に導通する端子金
具に、発熱体の周囲を把持するための、略Ｃ字状断面を
した把持部（把持手段）を一つあるいは複数設け、この
把持部に発熱体を組み付け把持した上で、発熱体の先端
部が酸素検出素子の中空部内壁面に接触するように設け
ている。そして、発熱体を強固に把持し、かつ発熱体の
先端部が酸素検出素子の中空部内壁面から離れないよう
に、把持部を含めた端子金具に曲げ加工を加える等の設
計上複雑な形状を要したり、発熱体を端子金具に予め組
み付けておくための治具等を要したりして、コストアッ
プの要因となっている。

【０００５】本発明の課題は、端子金具に特別な発熱体
把持手段を要せず、組立も簡単な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、第一番目の発明にかかる酸素センサ
は、先端部が閉じた中空軸状をなし、その中空部の内外
面にそれぞれ電極層を有する酸素検出素子と、前記酸素
検出素子の中空部に配置され、該酸素検出素子を加熱す
る軸状の発熱体と、前記発熱体を周方向に包囲するよう
に形成され、該酸素検出素子の内面に直接又は他部材を
介して間接的に固定される固定部を有する端子金具とを
備え、該端子金具には、前記発熱体を前記酸素検出素子
の中空部の中心軸線と交差する方向に押圧する押圧部が
少なくとも一箇所以上設けられ、前記発熱体は、前記端
子金具とは別体に形成された保持手段にて保持されると
ともに、前記押圧部により少なくともその一部が前記酸
素検出素子の中空部内壁面に接触していることを特徴と
する。

【０００７】上記第一発明によれば、発熱体を酸素検出
素子の中空部の中心軸線と交差する方向に押圧する作用
を有する押圧部を端子金具に形成し、発熱体を保持する
作用を有する保持手段を端子金具とは別体に形成する
（すなわち、端子金具とは独立して構成する）ことにな
る。これにより、端子金具に特別な発熱体把持手段を要
せずに、発熱体の少なくとも一部を酸素検出素子の中空
部内壁面に接触させることができ、さらには発熱体を端
子金具に予め組み付けておくための治具等をなくして、
コストダウンを図ることができる。

【０００８】なお、ここで「接触」の文言には、代表例
として、発熱体先端部に形成される発熱部の表面が酸素
検出素子の中空部内壁面に側方から押し付けられる、い
わゆる横当て接触方式について、次の三態様を考慮す
る。 （１）まず、発熱部表面の前端部のみが中空部内壁面に
接触する状態（いわゆる点接触、又はそれに近い状態）
が考えられる。この状態は、例えば発熱体の中心軸線と
酸素検出素子の中空部の中心軸線が交わる関係にあると
きに現れ、このとき発熱体の発熱部近傍において、発熱
体の中心軸線が酸素検出素子の中空部の中心軸線に対し
て片側に寄るように偏心（オフセット）して配置されて
いる。 （２）次に、発熱体の発熱部表面が酸素検出素子の中空
部内壁面に沿うように比較的長い距離で接触する状態
（いわゆる線接触、又はそれに近い状態）が考えられ
る。この状態は、例えば発熱体の中心軸線が酸素検出素
子の中空部の中心軸線に対して概ね平行となっている関
係にあるときに現れ、このとき発熱体の中心軸線が酸素
検出素子の中空部の中心軸線に対して片側に寄るように
偏心（オフセット）して配置されている。 （３）さらに、発熱体表面が酸素検出素子の中空部内壁
面に沿うようにほぼ全長で接触する状態（いわゆる全接
触、又はそれに近い状態）が考えられる。この状態は、
例えば発熱体の中心軸線が酸素検出素子の中空部の中心
軸線に対して先端部側ほど寄っていく関係にあるときに
現れ、このとき発熱体の中心軸線が酸素検出素子の中空
部の中心軸線に対して片側に寄るように偏心（オフセッ
ト）して配置されている。第一番目の発明においては、
点接触、線接触及び全接触すべての状態の横当て接触方
式が当てはまる。

【０００９】ところで、第一発明においては、発熱体を
保持する作用を有する保持手段が端子金具とは独立した
形態で構成されており、具体的には、内側に酸素検出素
子を収容する筒状の外筒と、端子金具に接続され、酸素
検出素子の出力を外部へ取り出すためのリード線と、内
部にリード線が挿通される軸状のリード線挿通孔を有
し、外筒の後端開口部に内嵌されることにより、外筒の
開口部内壁とリード線との間をシールするグロメットと
を備え、保持手段が、グロメットのリード線挿通孔に位
置するリード線と、グロメットとの間の摩擦力にて構成
されるとよい。これにより、グロメット及びリード線を
保持手段として有効利用して発熱体の保持が図れるとと
もに、コストダウンを図ることができる。

【００１０】また、上記課題を解決するために、第二番
目の発明にかかる酸素センサは、先端部が閉じた中空軸
状をなし、その中空部の内外面にそれぞれ電極層を有す
る酸素検出素子と、前記酸素検出素子の中空部に配置さ
れ、該酸素検出素子を加熱する軸状の発熱体と、前記発
熱体を周方向に包囲するように形成され、該酸素検出素
子の内面に直接又は他部材を介して間接的に固定される
固定部を有する端子金具とを備え、該端子金具には、前
記発熱体を前記酸素検出素子の中空部の中心軸線と交差
する方向に押圧する押圧部が少なくとも一箇所以上設け
られ、前記発熱体は、前記押圧部により前記酸素検出素
子の中空部内壁面に沿うように接触していることを特徴
とする。

【００１１】上記第二発明によれば、端子金具に特別な
発熱体把持手段を設けることなく、端子金具に形成され
る押圧部にて発熱体を押圧することで、その発熱体が酸
素検出素子の中空部内壁面に沿うように直接接触するの
で、発熱体からの発生熱が酸素検出素子へ効率よく伝達
される。

【００１２】また、本発明において、端子金具に設けら
れて発熱体を押圧する機能を有する押圧部が軸線方向に
離れた形態で少なくとも二箇所に形成される場合には、
振動等による発熱体の抜け等を生じにくく、また発熱体
を安定して押圧することができる。これにより、発熱体
の酸素検出素子に対する接触状態を安定して維持するこ
とができる。

【００１３】さらに本発明は、内部にリード線が挿通さ
れる軸状のリード線挿通孔を有するセラミックセパレー
タが、酸素検出素子の後端部側に配置され、セラミック
セパレータには、その前端面に開口する発熱体端部収容
穴が形成され、発熱体端部収容穴の底面が、セラミック
セパレータの軸線方向中間部に位置して発熱体の位置決
め手段を構成する。これにより、既存部品であるセラミ
ックセパレータを発熱体後端部の位置決め手段として有
効利用することができ、さらに発熱体後端部を発熱体端
部収容穴に収容することで酸素センサの全体の長さを縮
小することができ小型化が図れる。

【００１４】さらに本発明の固定部には押圧部のうち少
なくとも一つ以上が形成されているとよい。押圧部の押
圧力が、酸素検出素子の内面に固定される固定部の内周
面に対して直接作用するので、発熱体を酸素検出素子の
中空部の中心軸線と交差する方向に確実に押圧して保持
するとともに、端子金具のガタツキや抜けの防止にも効
果的である。

【００１５】さらに本発明の固定部に形成される押圧部
は、固定部の周面の少なくとも一部を径方向内側へ突出
させて形成されているとよい。固定部の周面の一部を利
用して押圧部を設けることにより、押圧部が発熱体を酸
素検出素子の中空部の中心軸線と交差する方向に確実に
押圧することができ、また押圧部を端子金具に一体に設
けることができコストダウンが図れる。

【００１６】さらに本発明の押圧部には、発熱体を端子
金具に挿入する際、発熱体の少なくとも挿入先端部が円
滑に挿入されるようにガイドする押圧部ガイド体が一体
形成されているので、そのガイド作用により発熱体の挿
入がスムーズになり作業性が向上する。なお押圧部ガイ
ド体は、発熱体の外周面から離間する方向に連続的又は
段階的に拡開する形態を有することができる。

【００１７】さらに本発明では、固定部の周面のうち、
発熱体が酸素検出素子の中空部内壁面と接触する側に対
応して、発熱体の外周面に向けて突出する突出部が設け
られている。この突出部によって、発熱体の径方向への
移動の自由度（径方向のガタツキ幅）が制限されること
になり、発熱体の径方向へのガタツキが減少するととも
に、軸線方向へのズレも小さく抑えることができる。

【００１８】さらに本発明は、酸素検出素子の中空部の
後端開口部の端面から前端部側に向かってその軸線方向
に所定長さにわたり設けられ、酸素検出素子の中空部内
壁面の内径よりも大なる内径を有する座ぐり部に、固定
部が直接又は他部材を介して間接的に嵌入され、突出部
と前記発熱体との係合位置が酸素検出素子の中空部内壁
面の延長線上に設定される。これにより、端子金具が中
空部内壁面より径方向内側には入り込まずに、固定部の
外周面のほぼ全面が中空部内壁面と接触するので、発熱
体を中空部内壁面に沿うように設置するのが容易とな
り、ガタツキを防止できる。

【００１９】さらに本発明の突出部にも、発熱体を端子
金具に挿入する際、発熱体の少なくとも挿入先端部が円
滑に挿入されるようにガイドする突出部ガイド体が一体
形成されているので、そのガイド作用により発熱体の挿
入がスムーズになり作業性が向上する。なお突出部ガイ
ド体も、発熱体の外周面から離間する方向に連続的又は
段階的に拡開する形態を有することができる。

【００２０】

【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、
酸素イオン伝導性を有する固体電解質により中空に形成
されている。なお、このような固体電解質としては、Ｙ
_２Ｏ_３ないしＣａＯを固溶させたＺｒＯ_２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ＺｒＯ_２との固溶体を使用してもよい。
さらには、ベースとなるＺｒＯ_２にはＨｆＯ_２が含有さ
れていてもよい。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。

【００２１】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
部には酸素検出素子２の先端側（検出部）を覆うプロテ
クタ１１が装着されている。本発明の酸素センサ１はね
じ部９ｂより前方側が排気管等のエンジン内に位置し、
それより後方側は外部の大気中に位置して使用される。
図２及び図３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、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。

【００２２】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。酸素検出素子２の後方
側でケーシング１０とほぼ同軸的に配置されるセラミッ
クセパレータ１８には、酸素検出素子２用のリード線２
０，２１及び発熱体３用のリード線（図示せず）がそれ
ぞれ挿通される複数のリード線挿通孔７２が貫通して形
成されている。このセラミックセパレータ１８には、そ
の前端面が開口して、底面７２ｂがセラミックセパレー
タ１８の軸線方向中間部に位置するように、発熱体端部
収容穴７２ａが形成されている。

【００２３】フィルタアセンブリ１６は、セラミックセ
パレータ１８を覆った状態で、主筒１４（ケーシング１
０）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、壁部に複数の気体導入孔５２が形成
された第一フィルタ保持部５１を備える。そして、その
第一フィルタ保持部５１の外側には、上記気体導入孔５
２を塞ぐ筒状のフィルタ５３（例えばポリ四フッ化エチ
レンの多孔質体等で構成された撥水性樹脂フィルタ）が
配置される。さらに、そのフィルタ５３の外側には、壁
部に１ないし複数の気体導入孔５５が形成されるととも
に、フィルタ５３を第一フィルタ保持部５１との間で挟
み付けて保持する第二フィルタ保持部５４が配置され
る。ゴム等で構成されたグロメット１７は、第一フィル
タ保持部５１の後端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複
数のリード線挿通孔９１を有し、それらリード線２０，
２１等の外面と第一フィルタ保持部５１の開口部内面と
の間をシールする。なお、本実施例では主筒１４にフィ
ルタアセンブリ１６が固定された構造の外筒１３を構成
しているが、外筒１３はフィルタアセンブリを設けない
一重構造としてもよい。このように外筒１３にフィルタ
アセンブリを設けない場合には、グロメット１７に通気
部を形成することができる。

【００２４】次に、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、嵌合部２３ｃ（固定部）及び下方押圧部
２３ｄ（押圧部）とを有する内部電極接続金具２３（端
子金具）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、Ａｌ_２Ｏ_３を主とする芯材に抵抗発熱体（図示せ
ず）を有する発熱部３ａが、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を加熱する。

【００２５】なお、発熱体３に形成される発熱部３ａ
は、発熱体３の周方向に偏在することで、より小さな容
積に発熱エネルギーが集中することになり、ヒータ通電
時間の活性化時間を短縮する上で効果的である。また、
発熱部３ａを発熱体３の先端部に偏在させるようにすれ
ば、酸素検出素子２を速やかに加熱する上で有効であ
る。つまり、発熱部３ａを発熱体３の全体に広げること
もできるが、そうすると熱エネルギーが分散しやすくな
るため、むしろ発熱部３ａを発熱体３の先端部に偏在さ
せた方が局部的に発熱するために好ましい。そして、こ
のような発熱部３ａの形成と、後述するように少なくと
も発熱体３の先端部を酸素検出素子２の中空部２ａ内壁
面に接触させることとの組み合わせにより、酸素センサ
１の活性化時間をより短縮することができる。

【００２６】図３及び図４に示すように、発熱体３は内
部電極接続金具２３の内側において後方側から挿入され
る。そして、内部電極接続金具２３の先端側に形成され
た下方押圧部２３ｄの内面が発熱体３の外周面に接触
し、この下方押圧部２３ｄが発熱体３を酸素検出素子２
の中空部２ａの中心軸線Ｏ2と交差する方向に押圧し
て、少なくとも発熱体３の先端部を酸素検出素子２の中
空部２ａ内壁面に接触させるように機能する。下方押圧
部２３ｄ（押圧部）に続く嵌合部２３ｃは、酸素検出素
子２の中空部２ａに嵌合されることにより、内部電極接
続金具２３が酸素検出素子２に対して位置固定される。
また引出し線部２３ｂの一端が嵌合部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。なお、２３ｇは嵌合
部２３ｃが発熱体端部収容穴７２ａに入り込まないよう
にするための鍔である。

【００２７】ここで、嵌合部２３ｃと一体化されている
下方押圧部２３ｄは、曲げ加工により略Ｌ字状の横断面
形状を呈する板状体を用いて対をなす形態で形成されて
いる。そして、発熱体３の挿入に伴い弾性的に押し広げ
られ、その弾性復元力、すなわち押圧力により発熱体３
を酸素検出素子２の中空部２ａの中心軸線Ｏ2と交差す
る方向に押すように機能する。

【００２８】また、嵌合部２３ｃは、板状体を円筒状に
曲げ加工することにより、周方向の一部に開口を有し、
軸直交断面で見て略Ｃ字状又は略馬蹄形状の形態で形成
されている。

【００２９】酸素検出素子２の中空部２ａに、酸素検出
素子２の後端開口部の端面から嵌合部２３ｃの軸線方向
の嵌合長さＬよりも長く穿設された座ぐり穴２ｄが形成
されている。さらに、酸素検出素子２の中空部２ａ内壁
面には、固体電解質粉末の成形・焼成により製造する際
に、成形時の離型性を高める等の目的で、底部側が縮径
する僅かなテーパが付与されている。ここでは、嵌合部
２３ｃは酸素検出素子２の中空部２ａのうちの座ぐり穴
２ｄ内壁面に対して直接嵌合固定される。これにより、
酸素検出素子２に対して内部電極接続金具２３をスムー
ズにかつ確実に位置固定でき、嵌合部２３ｃを中空部２
ａ内壁面に形成される先細のテーパ状部分に押し込む必
要がなく、嵌合部２３ｃの変形や内部電極層２ｃのチッ
ピング等を防止できる。

【００３０】なお、酸素検出素子２の中空部２ａの後端
開口部内側に面取２ｇを設けることにより、酸素検出素
子２に欠け等の不具合を生じることなく、内部電極接続
金具２３の嵌入がスムーズに行える。また、嵌合部２３
ｃの外周面は、酸素検出素子２の中空部２ａ内壁面（座
ぐり穴２ｄ内壁面）との接触により内部電極層２ｃ内面
と導通するようになっている。さらに、嵌合部２３ｃは
他部材を介して間接的に、酸素検出素子２の中空部２ａ
内壁面（座ぐり穴２ｄ内壁面）に接触されていてもよ
い。

【００３１】図２に戻り、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３３
ａが一体化されている。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。なお、酸素検出素
子２の外面には、図３に示すように、後端部に外部側出
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、外部電極層２ｂが酸素検出素子２のほぼ中間部
に形成された係合フランジ部２ｓよりも前端側の要部全
面を覆うように形成されている。そして、導電層２ｆと
外部電極層２ｂとが直線状の接続パターン層２ｈを介し
て電気的に接続されている。

【００３２】上記酸素センサ１において、基準ガスとし
ての大気は外部連通口６８→溝部６９→気体滞留空間６
５→気体導入孔５５→フィルタ５３→気体導入孔５２→
隙間９２→隙間９８→隙間Ｋ→中空部２ａを経て酸素検
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（外部電極層２ｂ）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。

【００３３】再び図４によると、発熱体３は下方押圧部
２３ｄにより酸素検出素子２の中空部２ａの中心軸線Ｏ
2と交差する方向に押圧され、発熱体３の中心軸線Ｏ1が
酸素検出素子２の中空部２ａの中心軸線Ｏ2に対して片
側に寄るように偏心（オフセット）して配置されるとと
もに、発熱体３の少なくとも一部が酸素検出素子２の中
空部２ａ内壁面に接触している。ここで、図９を参照し
て酸素検出素子と発熱体の位置関係について説明する。

【００３４】発熱体３の中心軸線Ｏ1と酸素検出素子２
の中空部２ａの中心軸線Ｏ2との位置関係、及び発熱体
３の発熱部３ａ表面と酸素検出素子２の中空部２ａ内壁
面との位置関係については、次のように表せる。 （１）発熱体３の中心軸線Ｏ1と酸素検出素子２の中空
部２ａの中心軸線Ｏ2が交わる状態である。これにより
発熱体３の発熱部３ａ近傍において、発熱体３の中心軸
線Ｏ1が酸素検出素子２の中空部２ａの中心軸線Ｏ2に対
して片側に寄るように偏心（オフセット）して配置され
ている。また、発熱体３の発熱部３ａ表面が酸素検出素
子２の中空部２ａ内壁面に側方から押し付けられる、い
わゆる横当て接触方式において、発熱部３ａ表面の前端
部のみが中空部２ａ内壁面に接触する状態（いわゆる点
接触状態）となっている。（図９（ａ）参照） （２）発熱体３の中心軸線Ｏ1が酸素検出素子２の中空
部２ａの中心軸線Ｏ2に対して概ね平行となっている状
態である。これにより、発熱体３の中心軸線Ｏ1が酸素
検出素子２の中空部２ａの中心軸線Ｏ2に対して片側に
寄るように偏心（オフセット）して配置されている。ま
た、発熱体３の発熱部３ａ表面が酸素検出素子２の中空
部２ａ内壁面に側方から押し付けられる、いわゆる横当
て接触方式において、発熱体３の発熱部３ａ表面が酸素
検出素子２の中空部２ａ内壁面に沿うように比較的長い
距離で接触する状態（いわゆる線接触状態）となってい
る。（図９（ｂ）参照） （３）発熱体３の中心軸線Ｏ1が酸素検出素子２の中空
部２ａの中心軸線Ｏ2に対して前方側（図の下方）ほど
寄っていく状態である。これにより、発熱体３の中心軸
線Ｏ1が酸素検出素子２の中空部２ａの中心軸線Ｏ2に対
して片側に寄るように偏心（オフセット）して配置され
ている。また、発熱体３の発熱部３ａ表面が酸素検出素
子２の中空部２ａ内壁面に側方から押し付けられる、い
わゆる横当て接触方式において、発熱体３表面が酸素検
出素子２の中空部２ａ内壁面に沿うようにほぼ全長で接
触する状態（いわゆる全接触状態）となっている。（図
９（ｃ）及び図４参照）

【００３５】なお、前述の点接触状態又は線接触状態に
ついて、実際上は内部電極接続金具２３の下方押圧部２
３ｄの押圧力等によって発熱体３の発熱部３ａ表面は酸
素検出素子２の中空部２ａ内壁面に対していずれも少な
からず面接触状態になるが、便宜上上記の呼称を用い
る。さらに、全接触状態について、発熱体３表面全体が
酸素検出素子２の中空部２ａ内壁面に接触することはな
いが、点接触状態又は線接触状態との対比上上記の呼称
を用いる。また、酸素検出素子２の中空部２ａ内壁面に
は、上述したように底部側が縮径する僅かなテーパが付
与されているが、図９（ｃ）の全接触状態における、酸
素検出素子２の中空部２ａの中心軸線Ｏ2に対する発熱
体３の中心軸線Ｏ1の傾斜角はこのテーパにほぼ一致す
る。ここまでの説明で明らかなように、特に第一番目の
発明においては、点接触、線接触及び全接触すべての状
態の横当て接触方式が当てはまる。

【００３６】図５は本発明の要部を示す縦断面図、図６
は図５の横断面図を示す。酸素検出素子２の開口後端か
ら挿入される内部電極接続金具２３は、嵌合部２３ｃの
外面が座ぐり穴２ｄ内壁面に嵌合することにより、酸素
検出素子２に対して位置固定される。内部電極接続金具
２３の先端側に形成された下方押圧部２３ｄ（押圧部）
は、曲げ加工により二面２３ｄ１，２３ｄ２（図７参
照）が交差して略Ｌ字状の横断面形状を有する板状体を
用いて対をなす形態で形成されている。そして、内部電
極接続金具２３（嵌合部２３ｃ）に対する発熱体３の後
方側からの挿入に伴い、下方押圧部２３ｄを構成する面
２３ｄ１が弾性的に押し広げられる。そして、その際の
弾性復元力、すなわち押圧力Ｐ1により発熱体３を酸素
検出素子２の中空部２ａの中心軸線Ｏ2と交差する方向
に押すことによって、発熱体３の少なくとも一部が酸素
検出素子２の中空部２ａ内壁面に接触することになる
（図６（ｃ）参照）。なお、他方の面２３ｄ２は発熱体
３の挿入によっても発熱体３とは接触しない。したがっ
て、下方押圧部２３ｄは、発熱体３を酸素検出素子２の
中空部２ａの中心軸線Ｏ2と交差する方向に押圧するも
のであって、発熱体３を把持するものではない。

【００３７】下方押圧部２３ｄと連結する嵌合部２３ｃ
は、軸直交断面で見てその周方向の一部に開口２３ｃ１
を有し、この開口２３ｃ１と軸線を挟んで反対側に方向
転換部２３ｃ４を形成し、全体として略Ｃ字状又は略馬
蹄形状の形態に形成される。嵌合部２３ｃは、図６
（ｂ）に示すように、開口２３ｃ１から各々周方向に約
９０゜を隔てた互いに対向する略平行な直線状部２３ｃ
２と、開口２３ｃ１の両縁部２３ｃ３と、開口２３ｃ１
と軸線を挟んで反対側に位置する方向転換部２３ｃ４と
から構成されている。この結果嵌合部２３ｃは、酸素検
出素子２の中空部２ａ内壁面に対して、開口２３ｃ１の
両縁部分２３ｃ３及び開口２３ｃ１と軸線を挟んで反対
側に位置する円弧状部分２３ｃ４の３カ所において密着
し、これと交差する方向においては両側に隙間が生ずる
形態で固定されることとなる（図６（ｂ）参照）。

【００３８】次いで、酸素検出素子２の後端開口部の端
面から先端部に向かってその軸線方向における嵌合長さ
Ｌの範囲内に配置される嵌合部２３ｃの周面の一部に、
径方向内側へ突出する上方押圧部２３ｅ，２３ｅ（押圧
部）が開口２３ｃ１を挟んで対向するように設けられて
いる。そして、嵌合部２３ｃへの発熱体３の後方側から
の挿入に伴い、上方押圧部２３ｅは発熱体３によって弾
性的に押し広げられ、その弾性復元力、すなわち押圧力
Ｐ2により発熱体３の外面を酸素検出素子２の中空部２
ａの中心軸線Ｏ2と交差する方向に押すことによって、
発熱体３の少なくとも一部が酸素検出素子２の中空部２
ａ内壁面に接触することになる（図６（ａ）参照）。上
方押圧部２３ｅは、嵌合部２３ｃの周面の一部が直接発
熱体３を押圧するものであって、嵌合部２３ｃの内側に
挿入される発熱体３のガタツキや抜けの防止にも効果的
である。また、押圧部としての上方押圧部２３ｅ及び下
方押圧部２３ｄが軸線方向に離れた形態で二箇所に設け
られていると、発熱体３を酸素検出素子２の中空部２ａ
内壁面に沿うように接触させることが可能である。ま
た、発熱体３への押圧作用が二箇所にわたることから、
振動等による発熱体３の抜け等を生じにくく、発熱体３
の酸素検出素子２の中空部２ａ内壁面に対する接触状態
を安定して維持することができる。

【００３９】嵌合部２３ｃの周面の一部にはさらに、発
熱体３が酸素検出素子２の中空部２ａ内壁面と接触する
側に対応して、発熱体３の外周面に向けて突出する突出
部２３ｆが設けられている。この突出部２３ｆによっ
て、内部電極接続金具２３の内周面と発熱体３の外周面
との間の隙間が埋められ、このことは発熱体３の径方向
への移動の自由度（径方向のガタツキ幅）が制限される
ことになり、発熱体３の径方向へのガタツキが減少し、
軸線方向へのズレも小さく抑えられる。この突出部２３
ｆは２個の上方押圧部２３ｅに対して、発熱体３の中心
軸線Ｏ1を挟んだ反対側に、かつ軸線方向においてほぼ
同位置（同高さ）に設けられており、上方押圧部２３ｅ
の押圧力Ｐ2を突出部２３ｆで受ける形態になってい
る。図５のように、突出部２３ｆが発熱体３の外周面と
接触するときは、突出部２３ｆには発熱体３を上方押圧
部２３ｅとは反対方向に押圧する押圧力Ｐ3が発生す
る。このとき発熱体３は、上方押圧部２３ｅと突出部２
３ｆとによって両側から挟み込まれて、その径方向への
移動が制限され、発熱体３の軸線方向へのズレを小さく
抑えることができる。

【００４０】このような上方押圧部２３ｅと突出部２３
ｆとによる挟持作用は、例えば、外筒１３に跳ね石が当
たって外筒１３が変形したり、取付時にセラミックセパ
レータ１８が径方向に若干変動したりすることによっ
て、発熱体３に下方及び上方押圧部２３ｄ，２３ｅによ
る押圧力Ｐ1，Ｐ2とは逆方向の力が作用した場合等に効
果を発揮する。ただし、突出部２３ｆが上述の隙間を埋
める形態でのみ位置し、押圧力Ｐ3が発生しない場合又
は押圧力Ｐ3がかなり小さい場合もある。なお、突出部
２３ｆと発熱体３との係合位置が酸素検出素子２の中空
部２ａ内壁面の延長線上に設けられており、内部電極接
続金具２３が中空部２ａ内壁面より径方向内側には入り
込まず、発熱体３を中空部２ａ内壁面に沿うように設置
するのが容易となる。

【００４１】内部電極接続金具２３は嵌合部２３ｃ、引
出し線部２３ｂ、コネクタ２３ａを経てリード線２０と
接続される。リード線２０は、グロメット１７のリード
線挿通孔９１において保持され、リード線２０の外面と
第一フィルタ保持部５１の開口部内面との間でシールさ
れる。酸素センサ１が後方側を上にしているとき、リー
ド線２０とグロメット１７との間には内部電極接続金具
２３や発熱体３の重力に抗して摩擦力（スラスト力）Ｆ
が発生する。そして、この両者間の摩擦力Ｆが、発熱体
３を保持（位置固定）する保持手段を構成する。なお、
発熱体３と嵌合部２３ｃ又は酸素検出素子２の中空部２
ａ内壁面等との間にも摩擦力ｆ1又はｆ2等が発生する
が、摩擦力Ｆに比べると相対的に小さいと考えられる。

【００４２】セラミックセパレータ１８には、上述した
ように発熱体端部収容穴７２ａが形成されている。この
収容穴７２ａの内径は発熱体３の外径よりも大きく設定
されており、発熱体３の酸素検出素子２の中空部２ａに
対する偏心配置に伴い、発熱体３の後端部の傾きが一定
の範囲内で許容されるようになっている。

【００４３】図７に内部電極接続金具２３の詳細を示
す。導電性薄板を同図（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、嵌合部２３
ｃ及び下方押圧部２３ｄが一体の内部電極接続金具２３
を形成する。嵌合部２３ｃは、円筒状に曲げ加工するこ
とにより、周方向の一部に開口２３ｃ１を有する、軸直
交断面で見て略Ｃ字状又は略馬蹄形状の形態に形成され
る。下方押圧部２３ｄは、略Ｌ字状の横断面形状を有す
るように、コネクタ２３ａは周辺部を起立状に、それぞ
れ曲げ加工することにより形成される。

【００４４】嵌合部２３ｃの中央部には、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）切れ
目２３ｆ’が打ち抜きの際にあらかじめ中心線に沿って
設けられている。また切れ目２３ｆ’の両側には、中心
線寄りが開口し外寄りに方向転換部を有する（図では横
向きコ字状）２個の切れ目２３ｅ’も打ち抜きの際にあ
らかじめ中心線を挟んで設けられている。

【００４５】上記切れ目２３ｆ’を作成し、突出部２３
ｆを形成する方法の詳細は次の通りである。まず、発熱
体３の内部電極接続金具２３への挿入基端側を始端部２
３ｆ１’とし、挿入先端側に形成される方向転換部２３
ｆ２’を経て挿入基端側の終端部２３ｆ３’に至る切れ
目２３ｆ’を作成する。次に、内部電極接続金具２３の
曲げ加工後、切れ目２３ｆ’の開口上部側（発熱体挿入
基端側）の折曲基準線２３ｆ０’中心に下部（発熱体挿
入先端側）を嵌合部２３ｃの径方向内側へ押し込み、切
れ目２３ｆ’により生ずる爪状部２３ｆ”を折り込んで
突出部２３ｆを形成する。

【００４６】一方、上記切れ目２３ｅ’を作成し、上方
押圧部２３ｅを形成する方法の詳細は次の通りである。
まず、発熱体３の内部電極接続金具２３への挿入基端側
を始端部２３ｅ１’とし、挿入中間部に形成される方向
転換部２３ｅ２’を経て挿入先端側の終端部２３ｅ３’
に至る切れ目２３ｅ’を作成する。次に、内部電極接続
金具２３の曲げ加工後、切れ目２３ｅ’の開口側（中心
線側）の折曲基準線２３ｅ０’中心に切れ目２３ｅ’に
より生ずる爪状部２３ｅ”を嵌合部２３ｃの径方向内側
へ押し込み、２個の上方押圧部２３ｅを形成する。

【００４７】なお、突出部２３ｆ及び上方押圧部２３ｅ
について、切れ目２３ｆ’，２３ｅ’の形状をＵ字状等
適宜選択できるのは勿論、その個数を増減でき、プレス
により膨出部を一体成型したり、別体の突出部を取り付
けたりすることもできる。

【００４８】図８は、酸素センサの組立方法の一例を示
す工程説明図である。まず、発熱体３が内部電極接続金
具２３の後方側から前方側へ挿入され、内部電極接続金
具２３の下方押圧部２３ｄ，上方押圧部２３ｅ及び突出
部２３ｆとで発熱体３は径方向に保持される。この状態
で、内部電極接続金具２３に接続されたリード線２０
が、セラミックセパレータ１８のリード線挿通孔７２と
グロメット１７のリード線挿通孔９１とに順次挿通され
て外部へ引き出される。内部電極接続金具２３の鍔２３
ｇがセラミックセパレータ１８の前端面に当接するよう
に配置され、かつ発熱体３の後端部が、発熱体端部収容
穴７２ａの底面７２ｂで受け止められ、軸線方向の位置
決めがなされる。なお、外部電極接続金具３３に接続さ
れたリード線２１も、リード線挿通孔７２，９１に順次
挿通して外部へ引き出される。一方、ケーシング１０に
酸素検出素子２を組み込んで別途組み立てておく。そし
て、酸素検出素子２が組み込まれたケーシング１０の後
端部側と、両電極接続金具２３，３３及び発熱体３が組
み込まれたフィルタアセンブリ１６の前端部側とを相対
的に接近させると、酸素検出素子２の中空部２ａ内壁面
をガイドとして発熱体３が徐々に挿入される（図８
（ａ））。ここで、「相対的に接近」とは、ケーシング
１０とフィルタアセンブリ１６との間で、いずれか一方
を固定し他方を移動させるか、又は両者を互いに逆方向
に移動させることにより、両者を接近させることを表し
ている。

【００４９】やがて、酸素検出素子２の中空部２ａの後
端開口部から内部電極接続金具２３の嵌合部２３ｃの外
面が座ぐり穴２ｄ内壁面に嵌入され、ほぼ同時に酸素検
出素子２の外周面が外部電極接続金具３３に挿入され
る。このとき、発熱体３は上方押圧部２３ｅ及び下方押
圧部２３ｄにより、酸素検出素子２の中空部２ａの中心
軸線Ｏ2と交差する方向に押圧され酸素検出素子２の中
空部２ａ内壁面に全接触状態で接触することになる。所
定の挿入位置において、グロメット１７と第一フィルタ
保持部５１とを加締めて、グロメット加締部６７を形成
する。このとき形成されるグロメット１７とリード線２
０との間の摩擦力Ｆが発熱体３を保持する保持手段とな
る。最後にケーシング加締部７６を形成する（図８
（ｂ））。

【００５０】なお、図８（ａ）で、ケーシング１０とフ
ィルタアセンブリ１６とを組立てるとき、両電極接続金
具２３，３３及び発熱体３を組み込んだ状態で、セラミ
ックセパレータ１８の前端部を主筒１４の後端開口部よ
り挿入する方法もある。この場合には、酸素検出素子２
の中空部２ａ内壁面をガイドとして発熱体３が徐々に挿
入されてゆき、内部電極接続金具２３の嵌合部２３ｃの
外面が座ぐり穴の内壁面２ｄに嵌入され、ほぼ同時に酸
素検出素子２の外周面が外部電極接続金具３３に挿入さ
れる。このとき、発熱体３の外面は上方押圧部２３ｅ及
び下方押圧部２３ｄにより酸素検出素子２の中空部２ａ
の中心軸線Ｏ2と交差する方向に押圧され酸素検出素子
２の中空部２ａ内壁面に全接触状態で接触することにな
る。その後、両リード線２０，２１をグロメット１７の
リード線挿通孔９１から外部へ引き出しながら、フィル
タアセンブリ１６の前端部側をケーシング１０の後端部
側に対して相対的に接近させ、ケーシング１０にかぶせ
る。

【００５１】次に、本発明の酸素センサにおいて、図７
とは異なる内部電極接続金具を用いた場合の実施例につ
いて説明する。図１０及び図１１に示す内部電極接続金
具の他の実施例では、図７のものに対して下記（１）〜
（４）の点で変更を加えてある。なお、図７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。 （１）下方押圧部２３ｄ（押圧部）を形成する面２３ｄ
１の後端部に、発熱体３の少なくとも挿入先端部を内部
電極接続金具２３の軸線方向に沿うようにガイドする第
一ガイド体２３ｄ３（押圧部ガイド体）が一体形成され
ている。具体的には、下方押圧部２３ｄを形成する面２
３ｄ１の後端部に斜め方向の折り目２３ｄ００（折曲基
準線２３ｄ００’）を形成し、この折り目２３ｄ００か
ら後方側を径方向外側に折り曲げる。これにより、発熱
体３の内部電極接続金具２３への挿入基端側において、
発熱体３の外周面から離間する方向（径方向外側）に拡
開された第一ガイド体２３ｄ３が、上記面２３ｄ１の後
端部に一体形成される（図１１（ａ）参照）。このよう
に、発熱体３の挿入方向基端側に位置する第一ガイド体
２３ｄ３が発熱体３の外周面から離間する方向（径方向
外側）に広がっているので、そのガイド作用により発熱
体３の挿入がスムーズになる。

【００５２】（２）上方押圧部２３ｅ（押圧部）を形成
する本体部２３ｅ１の後端部に、発熱体３の少なくとも
挿入先端部を内部電極接続金具２３の軸線方向に沿うよ
うにガイドする第二ガイド体２３ｅ２（押圧部ガイド
体）が一体形成されている。具体的には、上方押圧部２
３ｅを形成する本体部２３ｅ１（爪状部２３ｅ”）の後
端部に斜め方向の折り目２３ｅ００（折曲基準線２３ｅ
００’）を形成し、この折り目２３ｅ００から後端側を
径方向外側に折り曲げる。これにより、発熱体３の内部
電極接続金具２３への挿入基端側において、発熱体３の
外周面から離間する方向（径方向外側）に拡開された第
二ガイド体２３ｅ２が、本体部２３ｅ１に連続してその
後方側に一体形成される（図１１（ｂ）参照）。このよ
うに、発熱体３の挿入方向基端側に位置する第二ガイド
体２３ｅ２が発熱体３の外周面から離間する方向（径方
向外側）に広がっているので、そのガイド作用により発
熱体３の挿入がスムーズになる。

【００５３】（３）嵌合部２３ｃにおいて、まず第一切
れ目２３ｆ’を作成する。具体的には、発熱体３の内部
電極接続金具２３への挿入先端側を第一始端部２３ｆ
１’とし、挿入基端側に形成される第一方向転換部２３
ｆ２’を経て挿入先端側の第一終端部２３ｆ３’に至
る、茸状又は舌状の第一切れ目２３ｆ’を作成する（図
１０（ｃ）参照）。そして、この第一切れ目２３ｆ’の
内側に生ずる爪状部２３ｆ”を、折曲線２３ｆ０（折曲
基準線２３ｆ０’）を中心として径方向内側へ折り曲げ
て突出部２３ｆが形成される。したがって、突出部２３
ｆは発熱体３の外周面に向けて折曲形成されることにな
る（図１１（ｃ）参照）。

【００５４】次に、同じく嵌合部２３ｃにおいて、第一
切れ目２３ｆ’の外側に第二切れ目２３ｈ’を作成す
る。具体的には、第一切れ目２３ｆ’の外側で発熱体３
の内部電極接続金具２３への挿入先端側を第二始端部２
３ｈ１’とし、挿入基端側に形成され第一方向転換部２
３ｆ２’よりも大径の第二方向転換部２３ｈ２’を経
て、第一切れ目２３ｆ’の外側で挿入先端側の第二終端
部２３ｈ３’に至る、蒲鉾状またはドーム状の第二切れ
目２３ｈ’を作成する（図１０（ｃ）参照）。

【００５５】そして、第一始端部２３ｆ１’と第二始端
部２３ｈ１’とが始端接続切れ目２３ｉ’で結ばれ、第
一終端部２３ｆ３’と第二終端部２３ｈ３’とが終端接
続切れ目２３ｊ’で結ばれると、第一切れ目２３ｆ’，
第二切れ目２３ｈ’，始端接続切れ目２３ｉ’及び終端
接続切れ目２３ｊ’で囲まれた領域が切り取られて空間
部２３ｈ”が形成される（図１０（ｃ）参照）。

【００５６】突出部２３ｆは、発熱体３の内部電極接続
金具２３への挿入先端側に位置する第一始端部２３ｆ
１’と第一終端部２３ｆ３’とを結ぶ線（図１１（ｃ）
では折曲線２３ｆ０）を支軸として、その緩衝作用によ
り発熱体３からの衝撃力を緩和するので、発熱体３の切
損の防止に効果を発揮する。空間部２３ｈ”は、押圧力
Ｐ1と押圧力Ｐ2とに対して、突出部２３ｆの緩衝効果を
高める（径方向の移動可能範囲が大きくなる）ことによ
り、これらの押圧力Ｐ1，Ｐ2が大きくなったり、発熱体
３が振動を生じたりしても、発熱体３の切損等を発生し
にくくしている。なお、第一切れ目２３ｆ’及び第二切
れ目２３ｈ’の形状については図示以外に適宜選択でき
る。

【００５７】（４）突出部２３ｆを形成する本体部２３
ｆ１の後端部に、発熱体３の少なくとも挿入先端部を内
部電極接続金具２３の軸線方向に沿うようにガイドする
第三ガイド体２３ｆ２（突出部ガイド体）が一体形成さ
れている。具体的には、突出部２３ｆを形成する本体部
２３ｆ１（爪状部２３ｆ”）の後端部（先端部）に幅方
向の折り目２３ｆ００（折曲基準線２３ｆ００’）を形
成し、この折り目２３ｆ００から後方側を径方向外側に
折り曲げる。これにより、発熱体３の内部電極接続金具
２３への挿入基端側において、発熱体３の外周面から離
間する方向（径方向外側）に拡開された第三ガイド体２
３ｆ２が、本体部２３ｅ１に連続してその後方側に一体
形成される。したがって突出部２３ｆは、径方向内側に
折り曲げられた本体部２３ｆ１と、径方向外側に折り曲
げられたガイド体２３ｆ２とで正面視くの字状又はＶ字
状を呈する（図１１（ｃ）参照）。折り目２３ｆ００か
ら後方側を径方向外側に折り曲げるだけで、発熱体３の
外周面から離間する方向に拡開される第三ガイド体２３
ｆ２を容易に得ることができ、発熱体３の挿入がスムー
ズになって作業性が向上する。

【００５８】なお、図１２及び図１３は、それぞれ図１
０の内部電極接続金具を組み付けた状態を示し、第一実
施例の図５及び図６に相当する。

【００５９】さらに、図１１（ｃ）及び（ｄ）の突出部
に代わる他の実施例を図１４に示す。図１４（ａ）は、
突出部２３ｆを略矩形状に形成した例を表している。図
１４（ｂ）は、突出部２３ｆを略矩形状に形成するとと
もに、本体部２３ｆ１と第三ガイド体２３ｆ２との間に
正面視略円弧状の径方向内側への溝状折曲部２３ｆ３を
設けた例を表している。折曲部２３ｆ３を設けたため、
折曲線２３ｆ０が第一切目２３ｆ’における第一始端部
２３ｆ１’と第一終端部２３ｆ３’とを結ぶ線の位置
（図１０（ｃ）参照）から、突出部２３ｆの軸線方向中
間位置へ移動している。図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）
の変更に加えてさらに、本体部２３ｆ１に径方向内側へ
略半球状に突出する膨出部２３ｆ４を設けている。した
がって、図１４（ｂ）の例と同様に、折曲線２３ｆ０が
突出部２３ｆの軸線方向中間位置へ移動している。そし
て、図１４（ｃ）の断面図に示すように、発熱体３が膨
出部２３ｆ４と折曲部２３ｆ３との２カ所の内面側で支
持される場合がある。

【００６０】次に、図１１（ａ）の下方押圧部に代わる
他の実施例を図１５に示す。図１５（ａ）は、下方押圧
部２３ｄを構成する面２３ｄ１が傾斜を有することによ
り、交差する二面２３ｄ１，２３ｄ２が略Ｖ字状の横断
面形状を呈する例を示し、図１５（ｂ）では、下方押圧
部２３ｄを構成する面２３ｄ４が略円弧状の横断面形状
を有する場合を例示している。下方押圧部２３ｄを構成
するこれらの面２３ｄ１，２３ｄ４を用いて、発熱体３
を酸素検出素子２の中空部２ａの中心軸線Ｏ2と交差す
る方向に押すことによって、発熱体３の少なくとも一部
を酸素検出素子２の中空部２ａ内壁面に対して有効に接
触させることができる。また、図１５（ｃ）に示す下方
押圧部２３ｄは、曲げ加工により二面２３ｄ１，２３ｄ
２が交差して略Ｌ字状の横断面形状を有する一枚の板状
体で形成されている。そして図１５（ｃ）では、下方押
圧部２３ｄを構成する面２３ｄ１が緩やかな曲面を有し
ているので、発熱体３の外周面と広い面で接することが
できる。その結果、下方押圧部２３ｄ一箇所のみで発熱
体３を酸素検出素子２の中空部２ａの中心軸線Ｏ2と交
差する方向に押圧する場合でも、発熱体３の少なくとも
一部を酸素検出素子２の中空部２ａ内壁面に接触させる
ことが可能になる。

【００６１】以上の説明において、ガイド体構造とし
て、下方押圧部２３ｄ、上方押圧部２３ｅ及び突出部２
３ｆはそれぞれ異なる形態を採用したが、各形態を相互
に交換して使用可能であり、またいずれかの形態に統一
して用いることも差し支えない。さらに、例示した以外
のガイド体構造を採用することもできる。

【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の酸素センサの一部拡大縦断面図。

【図３】酸素検出素子への組み付け状態を示す分解斜視
図。

【図４】図３の組み付け後の縦断面図。

【図５】図４の要部を示す一部拡大縦断面図。

【図６】図５の横断面図。

【図７】内部電極接続金具の左側面図、正面図及び展開
図。

【図８】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９】酸素検出素子と発熱体の位置関係を説明する概
念図。

【図１０】図７の内部電極接続金具の変更例を示す左側
面図、正面図及び展開図。

【図１１】図１０（ｂ）におけるＸ部，Ｙ部及びＺ部の
詳細図。

【図１２】図１０の内部電極接続金具の酸素検出素子へ
の組み付け状態を示す縦断面図。

【図１３】図１２の横断面図。

【図１４】図１１（ｃ）及び（ｄ）の突出部に代わる他
の実施例を示す斜視図及び断面図。

【図１５】図１１（ａ）の下方押圧部に代わる他の実施
例を示す斜視図。

【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 ２ｄ 座ぐり穴（座ぐり部） ３ 発熱体 ３ａ 発熱部 １０ ケーシング １３ 外筒 １７ グロメット １８ セラミックセパレータ ２０，２１ リード線 ２３ 内部電極接続金具（端子金具） ２３ｃ 嵌合部（固定部） ２３ｄ 下方押圧部（押圧部） ２３ｄ００ 折り目 ２３ｄ３ 第一ガイド体（押圧部ガイド体） ２３ｅ 上方押圧部（押圧部） ２３ｅ００ 折り目 ２３ｅ２ 第二ガイド体（押圧部ガイド体） ２３ｅ’ 切れ目 ２３ｅ” 爪状部 ２３ｆ 突出部 ２３ｆ００ 折り目 ２３ｆ２ 第三ガイド体（突出部ガイド体） ２３ｆ’ 第一切れ目 ２３ｆ” 爪状部 ２３ｈ’ 第二切れ目 ２３ｈ” 空間部 ２３ｉ’ 始端接続切れ目 ２３ｊ’ 終端接続切れ目 ７２，９１ リード線挿通孔 ７２ａ 発熱体端部収容穴 ７２ｂ 底面（位置決め手段） Ｆ 摩擦力（保持手段） Ｏ1 発熱体の中心軸線 Ｏ2 酸素検出素子の中空部の中心軸線

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部が閉じた中空軸状をなし、その中
   空部の内外面にそれぞれ電極層を有する酸素検出素子
   と、 前記酸素検出素子の中空部に配置され、該酸素検出素子
   を加熱する軸状の発熱体と、 前記発熱体を周方向に包囲するように形成され、該酸素
   検出素子の内面に直接又は他部材を介して間接的に固定
   される固定部を有する端子金具とを備え、 該端子金具には、前記発熱体を前記酸素検出素子の中空
   部の中心軸線と交差する方向に押圧する押圧部が少なく
   とも一箇所以上設けられ、 前記発熱体は、前記端子金具とは別体に形成された保持
   手段にて保持されるとともに、前記押圧部により少なく
   ともその一部が前記酸素検出素子の中空部内壁面に接触
   していることを特徴とする酸素センサ。
2. 【請求項２】 内側に前記酸素検出素子を収容する筒状
   の外筒と、 前記端子金具に接続され、前記酸素検出素子の出力を外
   部へ取り出すためのリード線と、 内部に前記リード線が挿通される軸状のリード線挿通孔
   を有し、前記外筒の後端開口部に内嵌されることによ
   り、該外筒の開口部内壁と該リード線との間をシールす
   るグロメットとを備え、 前記保持手段が、前記グロメットの前記リード線挿通孔
   に位置する前記リード線と、当該グロメットとの間の摩
   擦力である請求項１記載の酸素センサ。
3. 【請求項３】 先端部が閉じた中空軸状をなし、その中
   空部の内外面にそれぞれ電極層を有する酸素検出素子
   と、 前記酸素検出素子の中空部に配置され、該酸素検出素子
   を加熱する軸状の発熱体と、 前記発熱体を周方向に包囲するように形成され、該酸素
   検出素子の内面に直接又は他部材を介して間接的に固定
   される固定部を有する端子金具とを備え、 該端子金具には、前記発熱体を前記酸素検出素子の中空
   部の中心軸線と交差する方向に押圧する押圧部が少なく
   とも一箇所以上設けられ、 前記発熱体は、前記押圧部により前記酸素検出素子の中
   空部内壁面に沿うように接触していることを特徴とする
   酸素センサ。
4. 【請求項４】 前記押圧部は、前記端子金具の軸線方向
   に離れた形態で少なくとも二箇所に設けられている請求
   項１ないし３のいずれかに記載の酸素センサ。
5. 【請求項５】 内部に前記リード線が挿通される軸状の
   リード線挿通孔を有するセラミックセパレータが、前記
   酸素検出素子の後端部側に配置され、 該セラミックセパレータには、その前端面に開口する発
   熱体端部収容穴が形成され、 該発熱体端部収容穴の底面が、前記セラミックセパレー
   タの軸線方向中間部に位置して前記発熱体の位置決め手
   段を構成する請求項１ないし４のいずれかに記載の酸素
   センサ。
6. 【請求項６】 前記固定部に前記押圧部のうち少なくと
   も一つ以上が形成されている請求項１ないし５のいずれ
   かに記載の酸素センサ。
7. 【請求項７】 前記固定部に形成される押圧部は、前記
   固定部の周面の少なくとも一部を径方向内側へ突出させ
   て形成され、前記発熱体の外周面に係合されている請求
   項６記載の酸素センサ。
8. 【請求項８】 前記押圧部には、前記発熱体を前記端子
   金具に挿入する際、前記発熱体の少なくとも挿入先端部
   が円滑に挿入されるようにガイドする押圧部ガイド体が
   一体形成されている請求項１ないし７のいずれかに記載
   の酸素センサ。
9. 【請求項９】 前記押圧部ガイド体は、前記発熱体の外
   周面から離間する方向に連続的又は段階的に拡開する形
   態を有する請求項８記載の酸素センサ。
10. 【請求項１０】 前記固定部の周面のうち、前記発熱体
    が前記酸素検出素子の中空部内壁面と接触する側に対応
    して、前記発熱体の外周面に向けて突出する突出部が設
    けられている請求項１ないし９のいずれかに記載の酸素
    センサ。
11. 【請求項１１】 前記酸素検出素子の中空部の後端開口
    部の端面から前端部側に向かってその軸線方向に所定長
    さにわたり設けられ、前記酸素検出素子の中空部内壁面
    の内径よりも大なる内径を有する座ぐり部に、前記固定
    部が直接又は他部材を介して間接的に嵌入され、 前記突出部と前記発熱体との係合位置が、前記酸素検出
    素子の中空部内壁面の延長線上にある請求項１０記載の
    酸素センサ。
12. 【請求項１２】 前記突出部には、前記発熱体を前記端
    子金具に挿入する際、前記発熱体の少なくとも挿入先端
    部が円滑に挿入されるようにガイドする突出部ガイド体
    が一体形成されている請求項１０又は１１記載の酸素セ
    ンサ。
13. 【請求項１３】 前記突出部ガイド体は、前記発熱体の
    外周面から離間する方向に連続的又は段階的に拡開する
    形態を有する請求項１２記載の酸素センサ。