JP2005091289A - Sensor - Google Patents

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contact member
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Satoshi Ishikawa
聡 石川
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor capable of reducing the complicatedness in the assembling work of a detection element and a lead frame and hard to peel the electrode terminal part of a detection element even if external force is applied to the lead frame. <P>SOLUTION: The total region air-fuel ratio sensor 2 is equipped with an insulating contact member 82 having a locking hole part 415 and a second locking hole part 425 on the contact surface with the lead frame and the lead frame 10 having a locking protruded part 18 and a narrow locking protruded part 218. It becomes unnecessary to hold the lead frame 10 for preventing the falling-off of the lead frame 10 from the insulating contact member 82 in work for integrally assembling the detection element 4 and the lead frame 10 with the insulating contact member 82 by locking the locking protruded part 18 and the narrow locking protruded part 218 with the locking hole part 415 and the second locking hole part 425 and the complicatedness of the assembling work can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、軸線方向に延びる板状形状をなし、後端側に電極端子部が形成される検出素子と、検出素子の電極端子部に電気的に接続されて電流経路を形成する金属端子部材と、絶縁性材料で形成され、電極端子部が形成される検出素子の後端側および金属端子部材を挟み込むように配置されると共に、金属端子部材の少なくとも一部が自身に当接する2つの絶縁コンタクト部材と、2つの絶縁コンタクト部材を保持する挟持固定部材と、を備えるセンサに関する。   The present invention has a plate-like shape extending in the axial direction, a detection element having an electrode terminal portion formed on the rear end side, and a metal terminal member that is electrically connected to the electrode terminal portion of the detection element to form a current path And two insulations that are arranged so as to sandwich the rear end side of the detection element on which the electrode terminal portion is formed and the metal terminal member, and at least a part of the metal terminal member abuts itself. The present invention relates to a sensor including a contact member and a holding and fixing member that holds two insulating contact members.

従来より、軸線方向に延びる板状形状をなすと共に、測定対象物に向けられる先端側に検出部が形成された検出素子(センサ素子)が組み付けられたセンサが知られている。このようなセンサとしては、λセンサ、全領域空燃比センサ、酸素センサ、NOxセンサなどのガスセンサや、温度検出を行う温度センサなどが挙げられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a sensor having a plate-like shape extending in the axial direction and a detection element (sensor element) in which a detection unit is formed on the tip side directed toward a measurement object. Examples of such sensors include gas sensors such as λ sensors, full-range air-fuel ratio sensors, oxygen sensors, and NOx sensors, and temperature sensors that perform temperature detection.

板型形状の検出素子は、一般に、軸線方向(長手方向)の先端側に検出部を備え、後端側に電極端子部を備えて構成されている。このような検出素子を備えるセンサとしては、導電性材料からなるリードフレーム(金属端子部材)を電極端子部に対して電気的に接続することで、検出素子と外部機器との間に流れる電流の電流経路の一部をリードフレームで形成する構造のものがある。なお、検出素子と外部機器とを電気的に接続する電流経路には、例えば、検出素子による検出結果に応じた検出電流(検出信号)や、検出素子がヒータを備える場合には、ヒータへの電力供給のための電流などが流れる。   The plate-shaped detection element is generally configured to include a detection unit on the front end side in the axial direction (longitudinal direction) and an electrode terminal unit on the rear end side. As a sensor having such a detection element, a lead frame (metal terminal member) made of a conductive material is electrically connected to the electrode terminal portion, so that a current flowing between the detection element and an external device can be reduced. There is a structure in which a part of the current path is formed by a lead frame. In addition, in the current path that electrically connects the detection element and the external device, for example, a detection current (detection signal) corresponding to the detection result by the detection element, or when the detection element includes a heater, Current for power supply flows.

そして、リードフレームと検出素子とを接続するための絶縁コンタクト部材としては、2つの部材からなり、検出素子の後端側および金属端子部材を挟み込むように配置される絶縁コンタクト部材が知られている(特許文献1)。   As an insulating contact member for connecting the lead frame and the detection element, an insulating contact member made of two members and arranged so as to sandwich the rear end side of the detection element and the metal terminal member is known. (Patent Document 1).

このように2つの絶縁コンタクト部材を用いて、検出素子およびリードフレームを挟持することで、リードフレームを検出素子の電極端子部に当接させることができる。
特開2001−343356号公報(図1、図4)
Thus, the lead frame can be brought into contact with the electrode terminal portion of the detection element by sandwiching the detection element and the lead frame using the two insulating contact members.
JP 2001-343356 A (FIGS. 1 and 4)

しかし、上述した2つの絶縁コンタクト部材を用いる場合には、検出素子とリードフレームとを組み付けるにあたり、リードフレームが絶縁コンタクト部材から脱落する可能性や、リードフレームが移動して検出素子とリードフレームとの相対位置が不適切となり、リードフレームと電極端子部との電気的接続が不良となる可能性がある。こうした脱落や接続不良を防止するためには、リードフレームの移動防止を目的としてリードフレームを保持する作業が必要となり、作業工数が増加するため、組み付け作業性が悪いという問題がある。   However, when the above-described two insulating contact members are used, in assembling the detection element and the lead frame, there is a possibility that the lead frame may drop off from the insulating contact member, and the detection element and the lead frame may be moved by moving the lead frame. The relative position of the lead frame becomes inappropriate, and the electrical connection between the lead frame and the electrode terminal portion may be poor. In order to prevent such dropping and connection failure, it is necessary to hold the lead frame for the purpose of preventing movement of the lead frame, and the number of work steps increases, so that the assembly workability is poor.

また、リードフレームが検出素子と絶縁コンタクト部材との間に単純に挟持されているだけの構造のセンサは、完成後おいて、例えば、リード線などからリードフレームに対して外力が印加されると、リードフレームの位置が移動してしまい、検出素子の電極端子部(メタライズ部)がリードフレームによって削り取られる場合がある。このような電極端子部の剥離が生じると、電極端子部とリードフレームとの電気的接触状態が不良となり、センサの正常動作が継続できないという問題が生じる。   In addition, a sensor having a structure in which the lead frame is simply sandwiched between the detection element and the insulating contact member is subjected to an external force applied to the lead frame, for example, from a lead wire after completion. In some cases, the position of the lead frame moves and the electrode terminal portion (metallized portion) of the detection element is scraped off by the lead frame. When such peeling of the electrode terminal portion occurs, the electrical contact state between the electrode terminal portion and the lead frame becomes poor, causing a problem that normal operation of the sensor cannot be continued.

そこで、本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、検出素子とリードフレームとの組み付け作業における煩雑さを軽減でき、リードフレームへ外力が印加された場合でも検出素子の電極端子部が剥離し難いセンサを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of these problems, and can reduce the complexity of the assembly work of the detection element and the lead frame, and the electrode terminal portion of the detection element is peeled even when an external force is applied to the lead frame. It is an object to provide a sensor that is difficult to perform.

かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、軸線方向に延びる板状形状をなし、先端側が測定対象物に向けられ、後端側に電極端子部が形成される検出素子と、検出素子の電極端子部に電気的に接続されて電流経路を形成する金属端子部材と、絶縁性材料で形成され、電極端子部が形成される検出素子の後端側および金属端子部材を挟み込むように配置されると共に、該金属端子部材の少なくとも一部が自身に当接する2つの絶縁コンタクト部材と、2つの絶縁コンタクト部材を保持する挟持固定部材と、を備えるセンサであって、絶縁コンタクト部材は、金属端子部材との当接面に形成された係合用孔部を備えており、金属端子部材は、絶縁コンタクト部材に向けて突出すると共に、係合用孔部の内側に配置される係合用突出部を備えており、係合用突出部は、係合用孔部の内面に対して付勢力を生じるように弾性変形した状態で当該係合用孔部に弾性保持されていること、を特徴とするセンサである。   The invention according to claim 1, which has been made to achieve the above object, has a plate-like shape extending in the axial direction, the front end side is directed to the measurement object, and the electrode terminal portion is formed on the rear end side. A metal terminal member that is electrically connected to the electrode terminal portion of the detection element to form a current path, a rear end side of the detection element that is formed of an insulating material and has the electrode terminal portion, and a metal terminal member A sensor comprising two insulating contact members arranged so as to be sandwiched and having at least a part of the metal terminal member in contact with itself, and a clamping fixing member holding the two insulating contact members. The member includes an engagement hole formed on a contact surface with the metal terminal member, and the metal terminal member protrudes toward the insulating contact member and is disposed inside the engagement hole. Together It has a protrusion, and the engagement protrusion is elastically held in the engagement hole in a state of being elastically deformed so as to generate a biasing force against the inner surface of the engagement hole. It is a sensor.

このセンサに備えられる金属端子部材の係合用突出部は、絶縁コンタクト部材の係合用孔部の内側に配置されて弾性変形することにより、係合用孔部の内面に対して付勢力を生じるように構成されている。   The protrusion for engagement of the metal terminal member provided in the sensor is disposed inside the engagement hole of the insulating contact member and elastically deforms to generate a biasing force against the inner surface of the engagement hole. It is configured.

つまり、係合用突出部を係合用孔部に配置すると、係合用突出部が発する付勢力により係合用突出部と係合用孔部との間に圧力が生じて、係合用突出部は、係合用孔部の内面に弾性保持される状態となり、係合用孔部から抜け落ちることがない。これにより、金属端子部材を絶縁コンタクト部材に組み付けることができ、金属端子部材が絶縁コンタクト部材から脱落するのを防止できる。   That is, when the engagement protrusion is disposed in the engagement hole, pressure is generated between the engagement protrusion and the engagement hole by the biasing force generated by the engagement protrusion, and the engagement protrusion is It will be in the state elastically held by the inner surface of a hole, and will not fall out from the hole for engagement. Thereby, a metal terminal member can be assembled | attached to an insulated contact member, and it can prevent that a metal terminal member falls off from an insulated contact member.

このように係合用突出部を係合用孔部に係合させることで、検出素子、金属端子部材および絶縁コンタクト部材を組み付ける作業において、絶縁コンタクト部材からの金属端子部材の脱落を防止するために、金属端子部材を保持する作業が必要では無くなり、組み付け作業の煩雑さを軽減することができる。   In order to prevent the metal terminal member from falling off from the insulating contact member in the operation of assembling the detection element, the metal terminal member, and the insulating contact member by engaging the engaging protrusion with the engaging hole in this way, The work of holding the metal terminal member is not necessary, and the complexity of the assembling work can be reduced.

また、係合用突出部が係合用孔部に係合保持されることにより、金属端子部材に外力が印加された場合でも、金属端子部材と絶縁コンタクト部材との相対位置が変化し難くなると共に、金属端子部材が移動するのを抑制できる。これにより、金属端子部材と検出素子との相対位置が変化するのを防止でき、金属端子部材の移動により検出素子の電極端子部が削り取られるのを防止できる。   Further, by engaging and holding the engaging protrusion in the engaging hole, even when an external force is applied to the metal terminal member, the relative position between the metal terminal member and the insulating contact member is difficult to change, The movement of the metal terminal member can be suppressed. Thereby, it can prevent that the relative position of a metal terminal member and a detection element changes, and it can prevent that the electrode terminal part of a detection element is scraped off by the movement of a metal terminal member.

よって、本発明によれば、検出素子と金属端子部材との組み付け作業における煩雑さを軽減でき、金属端子部材へ外力が印加された場合でも検出素子の電極端子部が剥離し難いセンサを実現できる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the complexity of the assembly operation of the detection element and the metal terminal member, and to realize a sensor in which the electrode terminal portion of the detection element is difficult to peel even when an external force is applied to the metal terminal member. .

次に、上述のセンサは、請求項2に記載のように、係合用突出部が、突出方向に平行な面における断面形状が略U字形に形成されており、当該略U字形の頂点部分が弾性変形することにより、係合用孔部の内面に対して付勢力を生じるとよい。   Next, in the above-described sensor, as described in claim 2, the engaging protrusion has a substantially U-shaped cross-section in a plane parallel to the protruding direction, and the apex portion of the substantially U-shaped It is preferable to generate an urging force against the inner surface of the engagement hole by elastic deformation.

つまり、略U字形に形成された係合用突出部の頂点部分が弾性変形すると、略U字形の開口側端部における開口間隔寸法が変化する。
このようなU字形形状の係合用突出部は、開口側端部の開口間隔寸法が縮小するように弾性変形した状態で係合用孔部に挿入配置されると、元の形状に戻ろうとする復元力により開口側端部の開口間隔寸法が拡大変形しようする。すると、係合用突出部が発する付勢力(復元力)により、係合用突出部と係合用孔部の内面との間に圧力を生じる。この圧力によって係合用突出部が係合用孔部に保持されることで、金属端子部材を絶縁コンタクト部材に組み付けることができる。
That is, when the apex portion of the engaging protrusion formed in a substantially U shape is elastically deformed, the opening interval dimension at the opening end portion of the substantially U shape changes.
When such a U-shaped engaging protrusion is inserted and arranged in the engaging hole in a state of being elastically deformed so that the opening interval size of the opening side end portion is reduced, the U-shaped protrusion is restored to return to the original shape. Due to the force, the opening interval dimension at the opening side end portion is expanded and deformed. Then, pressure is generated between the engaging protrusion and the inner surface of the engaging hole due to the biasing force (restoring force) generated by the engaging protrusion. The engagement protrusion is held in the engagement hole by this pressure, so that the metal terminal member can be assembled to the insulating contact member.

よって、本発明によれば、検出素子と金属端子部材との組み付け作業における煩雑さを軽減でき、金属端子部材へ外力が印加された場合でも検出素子の電極端子部が剥離し難いセンサを実現できる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the complexity of the assembly operation of the detection element and the metal terminal member, and to realize a sensor in which the electrode terminal portion of the detection element is difficult to peel even when an external force is applied to the metal terminal member. .

なお、金属端子部材に略U字形の係合用突出部を形成するには、例えば、金属端子部材のうち先端側から後端側に延びる長尺部分を曲げ加工により略U字形に変形させることで、略U字形の係合用突出部を形成できる。   In order to form a substantially U-shaped protrusion for engagement on the metal terminal member, for example, a long portion extending from the front end side to the rear end side of the metal terminal member is deformed into a substantially U shape by bending. A substantially U-shaped engagement protrusion can be formed.

また、略U字形の係合用突出部を備える金属端子部材の形状としては、例えば、U字形の開口側端部を絶縁コンタクト部材に向かう絶縁コンタクト部材側に配置し、U字形の頂点部分を金属端子部材の本体部分と連結される側(検出素子側)に配置する態様が挙げられる。反対に、金属端子部材の形状としては、U字形の開口側端部を検出素子側に配置し、U字形の頂点部分を絶縁コンタクト部材側に配置する態様も挙げられる。後者の金属端子部材は、係合用突出部のうち開口間隔寸法が小さい頂点部分から係合用孔部に挿入することから、開口間隔寸法が大きい開放側端部から係合用孔部に挿入する場合に比べて、係合用突出部を係合用孔部に挿入する作業が容易になるという利点がある。   Further, as the shape of the metal terminal member provided with the substantially U-shaped protrusion for engagement, for example, the U-shaped opening side end portion is disposed on the insulating contact member side facing the insulating contact member, and the U-shaped apex portion is made of metal. The aspect arrange | positioned at the side (detection element side) connected with the main-body part of a terminal member is mentioned. On the other hand, as the shape of the metal terminal member, there is also an aspect in which the U-shaped opening side end is disposed on the detection element side and the U-shaped apex portion is disposed on the insulating contact member side. Since the latter metal terminal member is inserted into the engaging hole from the apex portion having a small opening interval dimension among the engaging protrusions, the metal terminal member is inserted into the engaging hole from the open side end portion having a large opening interval dimension. In comparison, there is an advantage that the operation of inserting the engaging protrusion into the engaging hole is facilitated.

次に、上述のセンサは、請求項3に記載のように、係合用突出部が、絶縁コンタクト部材に向けて突出する複数の延設部を備えており、延設部が弾性変形して複数の延設部どうしの間隔寸法が変化することにより、係合用孔部の内面に対する付勢力を生じるとよい。   Next, in the above-described sensor, as described in claim 3, the engaging protrusion includes a plurality of extending portions protruding toward the insulating contact member, and the extending portions are elastically deformed to form a plurality. It is preferable to generate a biasing force against the inner surface of the engagement hole by changing the distance between the extended portions.

つまり、複数の延設部がそれぞれ弾性変形して、突出方向に垂直な断面における延設部どうしの間隔寸法が変化する。
このような形状の係合用突出部は、延設部どうしの間隔寸法が縮小するように弾性変形した状態で係合用孔部に挿入配置されると、復元力により延設部どうしの間隔寸法が拡大しようとする。すると、係合用突出部が発する付勢力(復元力)により、係合用突出部と係合用孔部の内面との間に圧力を生じる。この圧力により、係合用突出部が係合用孔部に保持されることで、金属端子部材を絶縁コンタクト部材に組み付けることができる。
That is, the plurality of extending portions are elastically deformed, and the distance between the extending portions in the cross section perpendicular to the projecting direction changes.
When the protrusions for engagement having such a shape are inserted and arranged in the engagement holes in a state of being elastically deformed so that the distance between the extended parts is reduced, the distance between the extended parts is restored by the restoring force. Try to enlarge. Then, pressure is generated between the engaging protrusion and the inner surface of the engaging hole due to the biasing force (restoring force) generated by the engaging protrusion. With this pressure, the engaging protrusion is held in the engaging hole, so that the metal terminal member can be assembled to the insulating contact member.

よって、本発明によれば、検出素子と金属端子部材との組み付け作業における煩雑さを軽減でき、金属端子部材へ外力が印加された場合でも検出素子の電極端子部が剥離し難いセンサを実現できる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the complexity of the assembly operation of the detection element and the metal terminal member, and to realize a sensor in which the electrode terminal portion of the detection element is difficult to peel even when an external force is applied to the metal terminal member. .

次に、上述のセンサにおいては、請求項4に記載のように、金属端子部材は、軸線方向に延びる長尺形状のフレーム本体部と、該フレーム本体部の先端から延びると共に、自身の少なくとも一部がフレーム本体部と検出素子との間に配置されるように軸線方向に延び、検出素子の電極端子部に当接する素子当接部と、を備えており、素子当接部のうち、フレーム本体部の先端に連結されると共に径方向内側に屈曲して方向変換する連結側端部の少なくとも一部は、外力が印加されることで弾性変形するよう構成されており、金属端子部材は、自身の自由状態において、素子当接部のうち軸線方向後端側に位置する開放側端部がフレーム本体部に当接せず、検出素子と絶縁コンタクト部材との間に挟持されて連結側端部が弾性変形した場合には、素子当接部のうち開放側端部がフレーム本体部に当接する状態となるとよい。   Next, in the above-described sensor, as described in claim 4, the metal terminal member has an elongated frame main body extending in the axial direction, and extends from the front end of the frame main body, and at least one of itself. An element abutting portion extending in the axial direction so as to be disposed between the frame main body portion and the detection element, and abutting against an electrode terminal portion of the detection element. At least a part of the connecting side end portion that is connected to the front end of the main body portion and bends inward in the radial direction to change direction is configured to be elastically deformed by applying an external force, and the metal terminal member is In its own free state, the open end located on the rear end side in the axial direction of the element abutting portion does not abut against the frame main body, and is sandwiched between the detection element and the insulating contact member and connected to the connecting end. If the part is elastically deformed Element may open end portion of the contact portion in a state in contact with the frame main body.

このセンサにおいては、金属端子部材は、自身の自由状態において、素子当接部のうち軸線方向後端側に位置する開放側端部がフレーム本体部に当接せずに、素子当接部が1カ所(フレーム本体部の先端に連結される連結側端部)でフレーム本体部に支持される。このため、金属端子部材は、素子当接部の開放側端部がフレーム本体部に当接しない状態においては、連結側端部の弾性変形により生じる応力によって、素子当接部を検出素子の電極端子部に対して押し付けるように構成されている。   In this sensor, in the free state of the metal terminal member, the element contact portion does not contact the frame main body portion with the open end portion of the element contact portion located on the rear end side in the axial direction. It is supported by the frame main body at one place (the connecting side end connected to the tip of the frame main body). For this reason, in the state where the open end of the element contact portion does not contact the frame main body, the metal terminal member causes the element contact portion to be detected by the stress generated by the elastic deformation of the connection end. It is comprised so that it may press against a terminal part.

また、金属端子部材は、連結側端部(連結側端部の少なくとも一部)が弾性変形して素子当接部の開放側端部がフレーム本体部に当接すると、素子当接部が連結側端部および開放側端部の2カ所でフレーム本体部に支持されるよう構成されている。このように素子当接部が2カ所で支持された状態になると、金属端子部材は、連結側端部の弾性変形に加えて、素子当接部のうちで検出素子とフレーム本体部との間に位置する部位の弾性変形により生じる応力によって、素子当接部を検出素子の電極端子部に対して押し付けることとなる。   In addition, when the connection side end (at least a part of the connection side end) is elastically deformed and the open end of the element contact portion contacts the frame main body, the metal terminal member is connected to the element contact portion. It is configured to be supported by the frame main body at two locations, a side end and an open end. When the element contact portion is supported at two locations in this way, the metal terminal member is not only elastically deformed at the end on the connection side, but also between the detection element and the frame main body portion in the element contact portion. The element contact portion is pressed against the electrode terminal portion of the detection element by the stress generated by the elastic deformation of the portion located in the region.

つまり、この金属端子部材は、素子当接部の開放側端部がフレーム本体部に当接する場合と当接しない場合とで、検出素子に対して素子当接部を押圧する圧力が異なる大きさとなるように構成されている。より詳細には、金属端子部材は、素子当接部を検出素子の電極端子部に対して押し付ける圧力の大きさが、素子当接部の開放側端部がフレーム本体部に当接しない状態(1点支持状態)に比べて、素子当接部の開放側端部がフレーム本体部に当接する状態(2点支持状態)の方が大きくなるよう構成されている。   That is, the metal terminal member has different pressures for pressing the element contact portion against the detection element depending on whether the open end of the element contact portion is in contact with the frame main body portion or not. It is comprised so that it may become. More specifically, in the metal terminal member, the pressure of pressing the element contact portion against the electrode terminal portion of the detection element is such that the open end of the element contact portion does not contact the frame main body ( Compared to the one-point support state, the state in which the open end of the element contact portion abuts the frame main body (two-point support state) is configured to be larger.

このようにセンサの完成時点において2点支持状態となる素子当接部は、弾性変形により生じる応力が、1点支持状態の場合に比べて大きくなる。つまり、この金属端子部材は、より大きな応力で素子当接部を検出素子の電極端子部に押し付けることができ、金属端子部材と検出素子の電極端子部との電気的接続状態を良好にすることができる。   As described above, the element contact portion that is in the two-point support state at the time of completion of the sensor has a larger stress generated by elastic deformation than that in the one-point support state. In other words, the metal terminal member can press the element contact portion against the electrode terminal portion of the detection element with greater stress, and the electrical connection state between the metal terminal member and the electrode terminal portion of the detection element is improved. Can do.

なお、この金属端子部材は、素子当接部が2点支持状態となることで応力が増大することから、素子当接部が常に1点支持状態となる構造の金属端子部材に比べて、幅寸法や厚さ寸法を大きくする必要がなくなり、配置スペースの拡大を抑えることができ、小型化が要求されるセンサに使用することができる。   This metal terminal member has a width larger than that of a metal terminal member having a structure in which the element contact portion is always in the one-point support state because the stress increases when the element contact portion is in the two-point support state. There is no need to increase the size and thickness, the expansion of the arrangement space can be suppressed, and the sensor can be used for a sensor that is required to be downsized.

よって、本発明によれば、組み付け作業時の初期段階においては、素子当接部を1点支持状態に設定して、金属端子部材と検出素子との間に生じる圧力を小さく抑えることで、金属端子部材との組み付け作業時における検出素子の破損が生じ難くなる。このように、組み付け作業時における検出素子の破損が生じ難くなることで、検出素子が破損しないように注意を払う必要がなくなることから、組み付け作業の煩雑さを軽減できる。   Therefore, according to the present invention, in the initial stage during assembly work, the element contact portion is set to a one-point support state, and the pressure generated between the metal terminal member and the detection element is suppressed to a small level. The detection element is hardly damaged during the assembly work with the terminal member. Thus, since it becomes difficult to cause breakage of the detection element during the assembly work, it is not necessary to pay attention so that the detection element is not damaged, so that the complexity of the assembly work can be reduced.

また、センサの完成時点においては、素子当接部を2点支持状態に設定することで、金属端子部材と検出素子との間に生じる圧力を大きく確保できるため、金属端子部材と電極端子部との接続状態が良好となる。   In addition, at the time of completion of the sensor, by setting the element contact portion in a two-point support state, a large pressure can be secured between the metal terminal member and the detection element. The connection state of is improved.

次に、上述のセンサは、請求項5に記載のように、絶縁コンタクト部材が、検出素子の表面のうち電極端子部が形成される板面に対向する素子挟持部と、検出素子の表面のうち板面の側方に位置する側面に対向する素子ガイド部と、を備えるとよい。   Next, in the above-described sensor, as described in claim 5, the insulating contact member includes an element sandwiching portion facing a plate surface on which the electrode terminal portion is formed, and a surface of the detection element. It is preferable to include an element guide portion facing a side surface located on the side of the plate surface.

この絶縁コンタクト部材は、検出素子の表面のうち少なくとも異なる2面(板面および側面)にそれぞれ対向する部分(素子挟持部および素子ガイド部)を備えて構成されている。この絶縁コンタクト部材を2個用いて検出素子および金属端子部材を挟持する際には、2つの素子挟持部が、検出素子および金属端子部材を挟持することで、検出素子の電極端子部と金属端子部材とを接続すると共に、2つの素子ガイド部が、検出素子を側面から挟持することで、検出素子の配置位置を2つの素子挟持部の間に設定できる。   The insulating contact member is configured to include portions (element clamping portion and element guide portion) that face at least two different surfaces (plate surface and side surface) of the surface of the detection element. When sandwiching the detection element and the metal terminal member using the two insulating contact members, the two element clamping portions sandwich the detection element and the metal terminal member, so that the electrode terminal portion and the metal terminal of the detection element By connecting the members and holding the detection element from the side surfaces by the two element guide portions, the arrangement position of the detection element can be set between the two element holding portions.

つまり、2つの絶縁コンタクト部材を用いて検出素子および金属端子部材を挟持して各部材を組み付けるにあたり、2つの素子ガイド部により検出素子が幅方向の不適切な位置に移動するのを防止でき、検出素子を確実に素子挟持部の間で挟持することができる。このため、検出素子と金属端子部材との組み付け作業にあたり、絶縁コンタクト部材に対する検出素子の位置ズレを防止するために検出素子を押さえる作業が不要となる。   That is, when assembling each member by sandwiching the detection element and the metal terminal member using two insulating contact members, the two element guide portions can prevent the detection element from moving to an inappropriate position in the width direction. The detection element can be securely held between the element holding portions. For this reason, in the work of assembling the detection element and the metal terminal member, it is not necessary to hold the detection element in order to prevent displacement of the detection element with respect to the insulating contact member.

また、素子ガイド部が検出素子の側面に当接することで、完成後のセンサにおいて、検出素子が幅方向に移動するのを抑制できるため、外力の印加により検出素子が移動するのを防止できる。これにより、検出素子と金属端子部材との相対位置が変化するのを防止でき、検出素子へ外力が印加された場合でも検出素子の電極端子部が剥離し難くなる。   Further, since the element guide portion abuts against the side surface of the detection element, it is possible to prevent the detection element from moving in the width direction in the completed sensor, and thus it is possible to prevent the detection element from moving due to application of external force. Thereby, it can prevent that the relative position of a detection element and a metal terminal member changes, and even when an external force is applied to a detection element, the electrode terminal part of a detection element becomes difficult to peel.

よって、本発明によれば、検出素子と金属端子部材との組み付け作業において、位置ズレを防止するために検出素子を押さえる作業を省略できることから、センサの製造工程における組み付け作業の煩雑さを軽減することができる。また、センサに作用した外力がセンサ内部の部品(検出素子)に及んだ場合でも、検出素子の電極端子部が剥離するのを防止できる。   Therefore, according to the present invention, in the assembly work of the detection element and the metal terminal member, the work of pressing the detection element in order to prevent misalignment can be omitted, thereby reducing the complexity of the assembly work in the sensor manufacturing process. be able to. In addition, even when an external force acting on the sensor reaches a component (detection element) inside the sensor, it is possible to prevent the electrode terminal portion of the detection element from peeling off.

なお、素子ガイド部は、1つの絶縁コンタクト部材に2個備えても良く、この場合、2つの素子ガイド部が、検出素子の異なる2つの側面にそれぞれ対向するように、2つの素子ガイド部の間隔寸法を検出素子の幅寸法に応じて設定すると良い。   Two element guide portions may be provided in one insulating contact member. In this case, the two element guide portions are arranged so that the two element guide portions respectively face two different side surfaces of the detection element. The interval dimension may be set according to the width dimension of the detection element.

また、素子ガイド部を備える絶縁コンタクト部材を用いる場合には、例えば、請求項6に記載のように、素子ガイド部は、1つの絶縁コンタクト部材に1個備えられており、2つの絶縁コンタクト部材が検出素子を挟み込むよう配置されることにより、2つの素子ガイド部が検出素子を側面から挟み込むように配置されるとよい。   When an insulating contact member having an element guide portion is used, for example, as described in claim 6, one element guide portion is provided in one insulating contact member, and two insulating contact members are provided. It is preferable that the two element guide portions are arranged so as to sandwich the detection element from the side surface by arranging so as to sandwich the detection element.

このような絶縁コンタクト部材は、2つの絶縁コンタクト部材の相対位置を変更することで2つの素子ガイド部の間隔寸法を変更できることから、幅寸法が異なる多様な種類の検出素子に対して使用することができる。つまり、この絶縁コンタクト部材は、多種類の検出素子に対して適用できることから、種類の異なるセンサに対して広く使用できる共通部品(汎用部品)となり、この絶縁コンタクト部材を備えるセンサは、部品の共通化によるコスト低減を図ることができる。   Such an insulating contact member can be used for various types of detection elements having different width dimensions because the distance between the two element guide portions can be changed by changing the relative position of the two insulating contact members. Can do. In other words, since this insulating contact member can be applied to various types of detection elements, it becomes a common component (general-purpose component) that can be widely used for different types of sensors. A sensor equipped with this insulating contact member is a common component. The cost can be reduced by the conversion.

よって、本発明のセンサは、他の種類のセンサでも使用可能となるよう共通化された絶縁コンタクト部材を備えることから、部品の共通化によりコストを低減できるという利点がある。   Therefore, the sensor of the present invention includes an insulating contact member that is shared so that other types of sensors can be used. Therefore, there is an advantage that costs can be reduced by sharing components.

次に、上述のセンサにおいては、請求項7に記載のように、絶縁コンタクト部材の先端側に配置されて検出素子を支持する絶縁スリーブが備えられ、絶縁スリーブは、後端面に金属端子部材の先端部分を配置するための端子配置部を備えるとよい。   Next, in the above-described sensor, as described in claim 7, the insulating sleeve is provided on the front end side of the insulating contact member and supports the detection element, and the insulating sleeve is provided on the rear end surface of the metal terminal member. It is good to provide the terminal arrangement | positioning part for arrange | positioning a front-end | tip part.

このセンサにおいては、端子配置部を有する絶縁スリーブが絶縁コンタクト部材の先端側に配置されており、金属端子部材の先端部分が絶縁スリーブの端子配置部に配置されることで、金属端子部材の先端部分の移動範囲を一定範囲内に制限できる。これにより、金属端子部材に対して外力が印加された場合でも、金属端子部材の移動を制限でき、検出素子と金属端子部材との相対位置が変化するのを防止できる。   In this sensor, the insulating sleeve having the terminal arrangement portion is disposed on the distal end side of the insulating contact member, and the distal end portion of the metal terminal member is disposed on the terminal arrangement portion of the insulating sleeve, so that the distal end of the metal terminal member is disposed. The moving range of the part can be limited within a certain range. Thereby, even when an external force is applied to the metal terminal member, the movement of the metal terminal member can be restricted, and the relative position between the detection element and the metal terminal member can be prevented from changing.

よって、本発明によれば、検出素子と金属端子部材との相対位置が変化するのを防止でき、金属端子部材に外力が印加された場合でも検出素子の電極端子部が剥離するのを防止できる。   Therefore, according to the present invention, the relative position between the detection element and the metal terminal member can be prevented from changing, and the electrode terminal portion of the detection element can be prevented from peeling even when an external force is applied to the metal terminal member. .

次に、上述のセンサにおいては、請求項8に記載のように、絶縁コンタクト部材が、外周側面から径方向外向きに突出する鍔部を備えており、挟持固定部材が鍔部に当接するとよい。   Next, in the above-described sensor, as described in claim 8, the insulating contact member includes a flange portion that protrudes radially outward from the outer peripheral side surface, and the sandwich fixing member contacts the flange portion. Good.

このように、絶縁コンタクト部材に鍔部を備えて、この鍔部に挟持固定部材を当接させることで、絶縁コンタクト部材と挟持固定部材との相対位置を容易に一定位置に定めることができる。   As described above, the insulating contact member is provided with the flange portion, and the relative position between the insulating contact member and the sandwich fixing member can be easily determined at a fixed position by bringing the sandwich fixing member into contact with the flange portion.

そして、絶縁コンタクト部材と挟持固定部材との相対位置が適切な位置となるように、絶縁コンタクト部材における鍔部の形成位置を予め設定することで、絶縁コンタクト部材に対する挟持固定部材の配置位置を容易に適切な位置に設定できる。なお、適切な相対位置とは、挟持固定部材が2つの絶縁コンタクト部材を確実に挟持できる位置を意味する。   Then, by setting in advance the formation position of the flange portion in the insulating contact member so that the relative position between the insulating contact member and the holding and fixing member is an appropriate position, the arrangement position of the holding and fixing member with respect to the insulating contact member is easy. Can be set to an appropriate position. The appropriate relative position means a position where the holding and fixing member can reliably hold the two insulating contact members.

これにより、容易に挟持固定部材を絶縁コンタクト部材の適正位置に配置でき、この結果、挟持固定部材に挟まれた2つの絶縁コンタクト部材は、適正に検出素子および金属端子部材を挟持できることから、検出素子と金属端子部材との接続状態が良好となる。   As a result, the clamping and fixing member can be easily arranged at an appropriate position of the insulating contact member. As a result, the two insulating contact members sandwiched between the clamping and fixing members can properly sandwich the detection element and the metal terminal member, thereby detecting The connection state between the element and the metal terminal member becomes good.

よって、本発明によれば、挟持固定部材および絶縁コンタクト部材を用いて検出素子と金属端子部材とを組み付けるにあたり、絶縁コンタクト部材に対する挟持固定部材の位置決め作業が容易であることから、組み付け作業の煩雑さを軽減することができる。   Therefore, according to the present invention, when the detection element and the metal terminal member are assembled using the clamping and fixing member and the insulating contact member, the positioning operation of the clamping and fixing member with respect to the insulating contact member is easy. Can be reduced.

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、本実施例では、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を検出する検出素子(ガスセンサ素子)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2(以下、空燃比センサ2ともいう)について説明する。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
In this embodiment, a detection element (gas sensor element) for detecting a specific gas in exhaust gas to be measured is assembled to be used for air-fuel ratio feedback control in automobiles and various internal combustion engines. The full-range air-fuel ratio sensor 2 (hereinafter also referred to as the air-fuel ratio sensor 2) mounted on the exhaust pipe of the internal combustion engine will be described.

図1は、本発明を適用した実施例の空燃比センサ2の全体構成を示す断面図である。
空燃比センサ2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検出素子4と、検出素子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、検出素子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5個のリードフレーム10と、リードフレーム10および検出素子4の後端部を挟み込む状態で配置されるアルミナ製の2つの絶縁コンタクト部材82と、を備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an air-fuel ratio sensor 2 of an embodiment to which the present invention is applied.
The air-fuel ratio sensor 2 includes a cylindrical metal shell 102 having a screw portion 103 formed on the outer surface for fixing to an exhaust pipe, and a detection element 4 having a plate shape extending in the axial direction (vertical direction in the figure). The cylindrical ceramic sleeve 6 arranged so as to surround the circumference of the detection element 4 and the electrode terminal portions 30, 31, 32, 34, 36 of the detection element 4 are electrically connected to form a current path. 5 lead frames 10 and two insulating contact members 82 made of alumina arranged with the lead frame 10 and the rear end of the detection element 4 sandwiched therebetween.

検出素子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)に保護層に覆われた検出部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、検出素子4と絶縁コンタクト部材82との間に配置されることで、検出素子4の電極端子部30,31,32,34,36にそれぞれ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にも電気的に接続されており、リード線46が接続される外部機器と電極端子部30,31,32,34,36との間に流れる電流の電流経路を形成する。   The detection element 4 has a plate-like shape extending in the axial direction, and a detection portion 8 covered with a protective layer is formed on the front end side (downward in the figure) directed to the gas to be measured, and the rear end side (in the figure) Electrode terminal portions 30, 31, 32, 34, and 36 are formed on the first plate surface 21 and the second plate surface 23, which are in a positional relationship between the front and back surfaces of the upper outer surface. The lead frame 10 is electrically connected to the electrode terminal portions 30, 31, 32, 34, and 36 of the detection element 4 by being disposed between the detection element 4 and the insulating contact member 82. The lead frame 10 is also electrically connected to a lead wire 46 disposed inside the sensor from the outside, and an external device to which the lead wire 46 is connected and the electrode terminal portions 30, 31, 32, 34. , 36 is formed.

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の径方向内側に突出して後端側に対向する棚部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に挿通された検出素子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後端側向き拡径状のテーパ面を有している。   The metal shell 102 has a substantially cylindrical shape having a through hole 109 penetrating in the axial direction, and having a shelf 107 protruding radially inward of the through hole 109 and facing the rear end side. In addition, the metal shell 102 has the detection portion 8 arranged outside the front end side of the through hole 109 and the electrode terminal portions 30, 31, 32, 34, 36 arranged outside the rear end side of the through hole 109. The detection element 4 inserted through 109 is held. Furthermore, the shelf 107 has a tapered surface with a diameter increasing toward the rear end side that is inclined with respect to a plane perpendicular to the axial direction.

なお、主体金具102の貫通孔109の内部には、検出素子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)、補助スリーブ110,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。   In addition, inside the through hole 109 of the metal shell 102, an annular ceramic holder 106, a powder-filled layer 108 (hereinafter also referred to as a talc ring 108), and an auxiliary sleeve 110, surrounding the detection element 4 in the radial direction. The second powder filling layer 111 and the ceramic sleeve 6 are laminated in this order from the front end side to the rear end side.

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、段部113を有する略円筒形状のコンタクト支持部材112が配置されており、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保護カバー129が配置されている。   A substantially cylindrical contact support member 112 having a stepped portion 113 is disposed between the ceramic sleeve 6 and the rear end portion 104 of the metal shell 102, and the shelf 107 of the ceramic holder 106 and the metal shell 102. A protective cover 129 functioning as a packing for maintaining airtightness is disposed between the two.

なお、保護カバー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形状に形成されている。保護カバー129の底面部は、中央部分に検出素子4を挿通可能な大きさの中央開口部を有している。   The protective cover 129 is made of a metal material (for example, stainless steel) and has a bottom surface portion that covers the side surfaces of the ceramic holder 106, the talc ring 108, and the auxiliary sleeve 110 and covers the peripheral edge portion of the ceramic holder 106. It is formed in a cylindrical shape. The bottom surface portion of the protective cover 129 has a central opening having a size that allows the detection element 4 to be inserted into the central portion.

また、コンタクト支持部材112は、段部113がセラミックスリーブ6と主体金具102の後端部104との間に挟まれるように配置されている。そして、主体金具102の後端部104は、コンタクト支持部材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。   Further, the contact support member 112 is disposed so that the stepped portion 113 is sandwiched between the ceramic sleeve 6 and the rear end portion 104 of the metal shell 102. The rear end portion 104 of the metal shell 102 is crimped so as to press the ceramic sleeve 6 against the front end side via the contact support member 112.

ここで、検出素子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検出素子4を表している。
検出素子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2として用いられる検出素子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。
Here, a perspective view showing a schematic structure of the detection element 4 is shown in FIG. In FIG. 2, the detection element 4 is shown by omitting an intermediate portion in the axial direction.
The detection element 4 has a rectangular shape in which an element portion 20 formed in a plate shape extending in the axial direction (left-right direction in FIG. 2) and a heater 22 formed in a plate shape extending in the axial direction are stacked. It is formed in a plate shape having an axial cross section. Since the detection element 4 used as the air-fuel ratio sensor 2 is a conventionally known element, a detailed description of its internal structure and the like is omitted, but the schematic configuration is as follows.

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。   First, the element unit 20 includes an oxygen concentration cell element in which a porous electrode is formed on both sides of a solid electrolyte substrate, an oxygen pump element in which a porous electrode is formed on both sides of the solid electrolyte substrate, and a gap between these elements. The spacers are stacked to form a hollow measurement gas chamber. This solid electrolyte substrate is made of zirconia in which yttria is dissolved as a stabilizer, and the porous electrode is mainly made of Pt. The spacer forming the measurement gas chamber is mainly composed of alumina, and inside the hollow measurement gas chamber is one porous electrode of the oxygen concentration cell element and one porous electrode of the oxygen pump element. It arrange | positions so that an electrode may be exposed. The measurement gas chamber is formed so as to be positioned on the distal end side of the element portion 20, and a diffusion rate controlling portion made of porous ceramic for communicating the measurement gas chamber and the outside is provided on the distal end side of the spacer. The portion where the measurement gas chamber is formed corresponds to the detection unit 8.

ついで、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、検出素子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、耐被毒防止用の多孔質状のセラミック(例えば、アルミナ系セラミックなど)からなる保護層(図示省略)が形成される。なお、本実施形態では、検出素子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保護層にて覆っている。
Next, the heater 22 is formed by sandwiching a heating resistor pattern mainly composed of Pt between insulating substrates mainly composed of alumina.
The element unit 20 and the heater 22 are joined to each other via a ceramic layer (for example, zirconia ceramic or alumina ceramic). The detection element 4 has a porous ceramic for preventing poisoning (for example, an alumina-based ceramic, etc.) on at least the surface of the electrode exposed to the measurement object (exhaust gas in this embodiment) on the tip side. ) Is formed. In the present embodiment, the entire front end side of the detection element 4 including the surface of the electrode exposed to the exhaust gas is covered with a protective layer.

このような検出素子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のうち残りの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(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。   In such a detection element 4, as shown in FIG. 2, three electrode terminal portions 30, 31, 32 are formed on the rear end side (right side in FIG. 2) of the first plate surface 21, and the second plate surface. Two electrode terminal portions 34, 36 are formed on the rear end side of 23. The electrode terminal portions 30, 31, and 32 are formed in the element portion 20. One electrode terminal portion is one porous electrode and oxygen pump element of the oxygen concentration cell element exposed inside the measurement gas chamber. Are electrically connected in common with one of the porous electrodes. The remaining two electrode terminal portions of the electrode terminal portions 30, 31, and 32 are electrically connected to the other porous electrode of the oxygen concentration cell element and the other porous electrode of the oxygen pump element, respectively. . The electrode terminal portions 34 and 36 are formed in the heater 22 and are respectively connected to both ends of the heating resistor pattern via vias (not shown) that cross in the thickness direction of the heater.

このように構成された検出素子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。   As shown in FIG. 1, the detection element 4 configured in this way protrudes from the front end of the metal shell 102 on the front end side (downward in FIG. 1) fixed to the exhaust pipe, and also on the rear end side. The electrode terminal portions 30, 31, 32, 34, and 36 are fixed to the inside of the metal shell 102 in a state of protruding from the rear end of the metal shell 102.

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、検出素子4の突出部分を覆うと共に、複数の孔部を有する金属製(例えば、ステンレスなど)の二重の外部プロテクタ42および内部プロテクタ43が、溶接等によって取り付けられている。   On the other hand, as shown in FIG. 1, a metal (for example, stainless steel) having a plurality of holes and covering the protruding portion of the detection element 4 on the outer periphery of the front end side (downward in FIG. 1) of the metal shell 102. A double external protector 42 and an internal protector 43 are attached by welding or the like.

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。また、外筒44の後端側(図1における上方)の開口部には、検出素子4の各電極端子部30,31,32,34,36とそれぞれ電気的に接続される5本のリード線46が挿通されるリード線挿通孔61が形成されたセラミックセパレータ48とグロメット50とが配置されている。   An outer cylinder 44 is fixed to the outer periphery of the rear end side of the metal shell 102. Further, in the opening on the rear end side (upper side in FIG. 1) of the outer cylinder 44, five leads electrically connected to the electrode terminal portions 30, 31, 32, 34, and 36 of the detection element 4, respectively. A ceramic separator 48 and a grommet 50 each having a lead wire insertion hole 61 through which the wire 46 is inserted are disposed.

また、主体金具102の後端部104より突出する検出素子4の後端側(図1における上方)には、2つの絶縁コンタクト部材82が配置されている。
次に、絶縁コンタクト部材82について説明する。
Two insulating contact members 82 are arranged on the rear end side (upper side in FIG. 1) of the detection element 4 protruding from the rear end portion 104 of the metal shell 102.
Next, the insulating contact member 82 will be described.

絶縁コンタクト部材82は、絶縁性材料(セラミックなど)で形成されており、検出素子4の後端部分およびリードフレーム10を挟み込むように2個備えられている。
なお、空燃比センサ2は、絶縁コンタクト部材82として、検出素子4の第1板面21に対向して配置される第1絶縁コンタクト部材401と、検出素子4の第2板面23に対向して配置される第2絶縁コンタクト部材402と、を備えている。
The insulating contact members 82 are made of an insulating material (ceramic or the like), and two insulating contact members 82 are provided so as to sandwich the rear end portion of the detection element 4 and the lead frame 10.
The air-fuel ratio sensor 2 is opposed to the first insulating contact member 401 disposed opposite to the first plate surface 21 of the detection element 4 and the second plate surface 23 of the detection element 4 as the insulating contact member 82. And a second insulating contact member 402 disposed.

図4に、2つの絶縁コンタクト部材82(第1絶縁コンタクト部材401、第2絶縁コンタクト部材402)の斜視図を示す。図4では、検出素子4およびリードフレーム10を挟持する前の単体状態の絶縁コンタクト部材82を表している。   FIG. 4 is a perspective view of two insulating contact members 82 (first insulating contact member 401 and second insulating contact member 402). FIG. 4 shows the insulating contact member 82 in a single state before sandwiching the detection element 4 and the lead frame 10.

まず、第1絶縁コンタクト部材401は、図4に示すように、検出素子4の表面のうち電極端子部30,31,32が形成される第1板面21に対向する素子挟持部411と、検出素子4の表面のうち第1板面21の側方に位置する側面に対向する素子ガイド部413と、を備えている。   First, as shown in FIG. 4, the first insulating contact member 401 includes an element clamping portion 411 facing the first plate surface 21 on which the electrode terminal portions 30, 31, and 32 are formed on the surface of the detection element 4, An element guide portion 413 facing a side surface of the surface of the detection element 4 located on the side of the first plate surface 21.

また、第1絶縁コンタクト部材401は、素子挟持部411のうちリードフレーム10との当接面に3つの係合用孔部415を備えている。係合用孔部415は、素子挟持部411において、検出素子4の第1板面21に対して垂直な方向に貫通する貫通孔として形成されている。   The first insulating contact member 401 includes three engagement hole portions 415 on the contact surface of the element sandwiching portion 411 with the lead frame 10. The engagement hole 415 is formed as a through hole penetrating in the direction perpendicular to the first plate surface 21 of the detection element 4 in the element clamping part 411.

さらに、第1絶縁コンタクト部材401は、素子挟持部411のうちリードフレーム10との当接面となる内面に、検出素子4に向けて突出する2つの第1リブ部87を備えている。第1リブ部87は、3個のリードフレーム10をそれぞれ電気的に絶縁した状態で個別に配置するための3つの第1フレーム配置溝86の境界を形成するリードフレーム境界部として備えられる。そして、3つの第1フレーム配置溝86は、検出素子4の第1板面21における電極端子部30,31,32に対応する位置に形成されている。   Furthermore, the first insulating contact member 401 includes two first rib portions 87 that protrude toward the detection element 4 on the inner surface of the element sandwiching portion 411 that serves as a contact surface with the lead frame 10. The first rib portion 87 is provided as a lead frame boundary portion that forms a boundary between the three first frame arrangement grooves 86 for individually arranging the three lead frames 10 in an electrically insulated state. The three first frame arrangement grooves 86 are formed at positions corresponding to the electrode terminal portions 30, 31, 32 on the first plate surface 21 of the detection element 4.

また、第1絶縁コンタクト部材401は、検出素子4とは対向しない外周側面から径方向外向きに突出する鍔部83を備えている。
次に、第2絶縁コンタクト部材402は、図4に示すように、検出素子4の表面のうち電極端子部34,36が形成される第2板面23に対向する第2素子挟持部421と、検出素子4の表面のうち第2板面23に直交する側面に対向する第2素子ガイド部423と、を備えている。
The first insulating contact member 401 includes a flange 83 that protrudes radially outward from the outer peripheral side surface that does not face the detection element 4.
Next, as shown in FIG. 4, the second insulating contact member 402 includes a second element sandwiching portion 421 facing the second plate surface 23 on which the electrode terminal portions 34 and 36 are formed on the surface of the detection element 4. And a second element guide portion 423 facing the side surface orthogonal to the second plate surface 23 of the surface of the detection element 4.

また、第2絶縁コンタクト部材402は、第2素子挟持部421のうちリードフレーム10との当接面に2つの第2係合用孔部425を備えている。第2係合用孔部425は、第2素子挟持部421において、検出素子4の第2板面23に対して垂直な方向に貫通する貫通孔として形成されている。   The second insulating contact member 402 includes two second engagement holes 425 on the contact surface of the second element holding portion 421 with the lead frame 10. The second engagement hole 425 is formed as a through hole penetrating in the direction perpendicular to the second plate surface 23 of the detection element 4 in the second element clamping portion 421.

さらに、第2絶縁コンタクト部材402は、第2素子挟持部421のうちリードフレーム10との当接面となる内面に、検出素子4に向けて突出する第2リブ部89を備えている。第2リブ部89は、2個のリードフレーム10をそれぞれ電気的に絶縁した状態で個別に配置するための2つの第2フレーム配置溝88の境界を形成するリードフレーム境界部として備えられる。そして、2つの第2フレーム配置溝88は、検出素子4の第2板面23における電極端子部34,36に対応する位置に形成されている。   Further, the second insulating contact member 402 includes a second rib portion 89 that protrudes toward the detection element 4 on the inner surface of the second element sandwiching portion 421 that serves as a contact surface with the lead frame 10. The second rib portion 89 is provided as a lead frame boundary portion that forms a boundary between two second frame placement grooves 88 for individually placing the two lead frames 10 in an electrically insulated state. The two second frame arrangement grooves 88 are formed at positions corresponding to the electrode terminal portions 34 and 36 on the second plate surface 23 of the detection element 4.

また、第2絶縁コンタクト部材402は、検出素子4とは対向しない外周側面から径方向外向きに突出する鍔部83が形成されている。
次に、リードフレーム10について説明する。リードフレーム10の外観を表す斜視図を図3に示す。
Further, the second insulating contact member 402 is formed with a flange 83 that protrudes radially outward from an outer peripheral side surface that does not face the detection element 4.
Next, the lead frame 10 will be described. A perspective view showing the appearance of the lead frame 10 is shown in FIG.

なお、本実施例の空燃比センサ2は、検出素子4と当接する素子当接部の幅寸法が異なる2種類のリードフレーム10(図3にて左側に示す第1リードフレーム11と、右側に示す第2リードフレーム211)を備えて構成されている。また、リードフレーム10は、高温に繰り返し晒されても、弾性(バネ弾性)を維持可能な周知の材料(例えば、インコネルやステンレス鋼等)にて形成されている。   Note that the air-fuel ratio sensor 2 of this embodiment has two types of lead frames 10 (the first lead frame 11 shown on the left side in FIG. The second lead frame 211) shown in FIG. The lead frame 10 is formed of a well-known material (for example, Inconel, stainless steel, etc.) that can maintain elasticity (spring elasticity) even when repeatedly exposed to high temperatures.

まず、第1リードフレーム11について説明する。
第1リードフレーム11は、軸線方向に延びる長尺状の板状部材からなるフレーム本体部12と、フレーム本体部12の先端から延びると共に、自身の一部がフレーム本体部12と検出素子4との間に配置されるように軸線方向に延びる素子当接部16と、フレーム本体部12から軸線方向に対する垂直方向に突出する係合用突出部18と、を備えると共に、素子当接部16の一部が検出素子4の電極端子部に当接するように構成されている。
First, the first lead frame 11 will be described.
The first lead frame 11 extends from the front end of the frame main body 12, which is a long plate-like member extending in the axial direction, and a part of the first lead frame 11 includes the frame main body 12 and the detection element 4. An element abutting portion 16 extending in the axial direction so as to be disposed between and an engaging projection 18 projecting in a direction perpendicular to the axial direction from the frame main body portion 12, and one of the element abutting portions 16. The portion is configured to contact the electrode terminal portion of the detection element 4.

係合用突出部18は、フレーム本体部12の一部を曲げ加工することで、突出方向に平行な面における断面形状が略U字形に形成されており、当該略U字形の頂点部分が弾性変形するよう構成されている。   The projecting portion 18 for engagement is formed by bending a part of the frame main body portion 12 so that a cross-sectional shape in a plane parallel to the projecting direction is formed in a substantially U shape, and the vertex portion of the substantially U shape is elastically deformed. It is configured to

そして、係合用突出部18は、弾性変形しない場合には、略U字形の開口側端部における開口間隔寸法が、絶縁コンタクト部材82の係合用孔部(詳細には、第2絶縁コンタクト部材402の第2係合用孔部425)の内径寸法よりも大きく形成されている。また、係合用突出部18は、弾性変形により開口間隔寸法が縮小することで、絶縁コンタクト部材82の係合用孔部に挿入可能となると共に、係合用孔部の内部に配置できる。   When the engagement protrusion 18 is not elastically deformed, the opening interval dimension at the substantially U-shaped opening side end is set to the engagement hole of the insulation contact member 82 (specifically, the second insulation contact member 402). The second engagement hole 425) is formed to be larger than the inner diameter. In addition, the engagement protrusion 18 can be inserted into the engagement hole of the insulating contact member 82 and can be disposed inside the engagement hole by reducing the size of the opening interval due to elastic deformation.

フレーム本体部12は、軸線方向における略中間位置に幅寸法変更部13を有しており、幅寸法変更部13よりも先端に位置する先端側部分と、幅寸法変更部13よりも後端に位置する後端側部分とが、幅寸法が異なるように構成されている。また、フレーム本体部12のうち、係合用突出部18から僅かに先端側となる部分には湾曲部19が形成されており、フレーム本体部12は、湾曲部19よりも先端の部分と、湾曲部19よりも後端の部分とが、板面の厚さ方向における位置が異なる位置となるように構成されている。   The frame main body 12 has a width dimension changing portion 13 at a substantially intermediate position in the axial direction, and a front end portion located at the front end of the width dimension changing portion 13 and a rear end of the width dimension changing portion 13. The rear end portion located is configured to have a different width dimension. In addition, a curved portion 19 is formed in a portion of the frame main body 12 that is slightly on the distal end side from the engagement protrusion 18, and the frame main body 12 is curved with a portion at the distal end rather than the curved portion 19. The rear end portion of the portion 19 is configured so that the position in the thickness direction of the plate surface is different.

また、フレーム本体部12は、幅寸法変更部13よりも先端側部分における板面の幅寸法W1が1.2[mm]、厚さが0.2[mm]に形成されている。
ここで、幅寸法とは、軸線方向に垂直で、かつ素子当接部16とフレーム本体部12との隙間間隔方向に垂直となる方向の寸法である。また、リードフレーム10(第1リードフレーム11および第2リードフレーム211)は、従来のリードフレームに比べて、幅寸法が細く、厚さ寸法が薄く形成されている。
Further, the frame main body 12 is formed such that the width dimension W1 of the plate surface at the front end side portion relative to the width dimension changing part 13 is 1.2 [mm] and the thickness is 0.2 [mm].
Here, the width dimension is a dimension in a direction perpendicular to the axial direction and perpendicular to the gap interval direction between the element contact portion 16 and the frame main body portion 12. Further, the lead frame 10 (the first lead frame 11 and the second lead frame 211) is formed to have a narrower width and a smaller thickness compared to a conventional lead frame.

素子当接部16は、フレーム本体部12の先端に連結されると共に径方向内側に屈曲して方向変換する連結側端部14を備え、第1リードフレーム11自身の自由状態において、素子当接部16のうち軸線方向後端側に位置する開放側端部15がフレーム本体部12から離れた状態となるように形成されている。また、素子当接部16は、軸線方向中間部からフレーム本体部12までの間隙寸法が、開放側端部15からフレーム本体部12までの間隙寸法に比べて長くなるように湾曲した円弧状形状に形成されており、円弧状形状のうち凸側表面が検出素子4に当接するように形成されている。   The element contact portion 16 includes a connection side end portion 14 that is connected to the distal end of the frame main body portion 12 and bends inward in the radial direction to change the direction. In the free state of the first lead frame 11 itself, the element contact portion 16 is provided. An open side end 15 located on the rear end side in the axial direction of the portion 16 is formed so as to be separated from the frame main body portion 12. The element abutting portion 16 is curved in an arc shape so that the gap dimension from the axial intermediate portion to the frame main body portion 12 is longer than the gap dimension from the open side end portion 15 to the frame main body portion 12. The convex surface of the arcuate shape is in contact with the detection element 4.

なお、素子当接部16の連結側端部14は、外力が印加されることで弾性変形するよう構成されており、第1リードフレーム11は、連結側端部14が弾性変形することで、フレーム本体部12と素子当接部16との隙間間隔が変化するよう構成されている。また、第1リードフレーム11は、絶縁コンタクト部材82に組み付けられた場合に、第1リードフレーム11の先端部分(本実施例では、連結側端部14)が絶縁コンタクト部材82の先端よりも先端側に配置される大きさに構成されている。   The connection-side end 14 of the element abutting portion 16 is configured to be elastically deformed by applying an external force, and the first lead frame 11 is configured such that the connection-side end 14 is elastically deformed. The gap between the frame main body 12 and the element contact portion 16 is configured to change. In addition, when the first lead frame 11 is assembled to the insulating contact member 82, the tip portion of the first lead frame 11 (in this embodiment, the connecting side end portion 14) is more distal than the tip of the insulating contact member 82. The size is arranged on the side.

また、素子当接部16は、連結側端部14が弾性変形して開放側端部15がフレーム本体部12に近接することにより、開放側端部15がフレーム本体部12に当接するよう構成されている。   Further, the element contact portion 16 is configured such that the open side end portion 15 comes into contact with the frame main body portion 12 when the connection side end portion 14 is elastically deformed and the open side end portion 15 approaches the frame main body portion 12. Has been.

また、第1リードフレーム11は、外力が印加されず連結側端部14が弾性変形しない場合には、素子当接部16の開放側端部15とフレーム本体部12との間隙寸法(軸線方向に対して直交する向きの寸法)が、絶縁コンタクト部材82の第1フレーム配置溝86の深さ寸法よりも小さくなるよう構成されている。   Further, the first lead frame 11 has a gap dimension (axial direction) between the open end 15 of the element contact portion 16 and the frame body 12 when no external force is applied and the connecting end 14 is not elastically deformed. The dimension in the direction orthogonal to the first frame arrangement groove 86 of the insulating contact member 82 is smaller than the depth dimension of the first frame arrangement groove 86.

なお、第1リードフレーム11は、検出素子4と絶縁コンタクト部材82との間に挟持されて連結側端部14が弾性変形した場合には、素子当接部16の開放側端部15がフレーム本体部12に当接すると共に、素子当接部16のうち少なくとも一部が第1フレーム配置溝86の外部に配置されて検出素子4の電極端子部に当接するよう構成されている。   When the first lead frame 11 is sandwiched between the detection element 4 and the insulating contact member 82 and the connecting end 14 is elastically deformed, the open end 15 of the element contact portion 16 is the frame. While being in contact with the main body portion 12, at least a part of the element contact portion 16 is arranged outside the first frame arrangement groove 86 and is in contact with the electrode terminal portion of the detection element 4.

さらに、第1リードフレーム11は、フレーム本体部12の後端部(図における上端部)に、フレーム本体部12よりも幅広に形成されたリード線接続部17を一体に備えている。このリード線接続部17は、曲げ加工により略筒状形状に形成された後、リード線46(図示省略)の芯線が内部に挿通された状態で径方向内向きに加締められることで、リード線46と接続される。   Further, the first lead frame 11 is integrally provided with a lead wire connecting portion 17 formed wider than the frame main body portion 12 at the rear end portion (upper end portion in the drawing) of the frame main body portion 12. The lead wire connecting portion 17 is formed into a substantially cylindrical shape by bending, and then crimped radially inward with the core wire of the lead wire 46 (not shown) inserted thereinto. Connected to line 46.

次に、第2リードフレーム211は、第1リードフレーム11のフレーム本体部12に比べて、幅寸法変更部13よりも先端側部分の幅寸法が狭く形成された第2フレーム本体部212と、第1リードフレーム11の素子当接部16よりも幅寸法が狭く形成された第2素子当接部216と、第1リードフレーム11の連結側端部14よりも幅寸法が狭く形成された狭小連結側端部214と、第1リードフレーム11の係合用突出部18よりも幅寸法が狭く形成された狭小係合用突出部218と、第1リードフレーム11の湾曲部19よりも幅寸法が狭く形成された狭小湾曲部219と、を備えて構成されている。なお、狭小連結側端部214は、第2フレーム本体部212の先端と第2素子当接部216の先端とを連結する形態で構成されている。   Next, the second lead frame 211 includes a second frame body 212 having a width dimension narrower than the width dimension changing unit 13 in comparison with the frame body 12 of the first lead frame 11; A second element abutting portion 216 having a width dimension narrower than that of the element abutting portion 16 of the first lead frame 11 and a narrowness having a width dimension narrower than that of the connection side end portion 14 of the first lead frame 11. The connection-side end portion 214, the narrow engagement protrusion 218 formed to be narrower than the engagement protrusion 18 of the first lead frame 11, and the width dimension narrower than the curved portion 19 of the first lead frame 11. And a narrow bend portion 219 formed. The narrow connection side end 214 is configured to connect the distal end of the second frame main body 212 and the distal end of the second element contact portion 216.

第2フレーム本体部212は、狭小湾曲部219よりも先端側部分における板面の幅寸法W2が0.8[mm]、厚さが0.2[mm]に形成されており、第1リードフレーム11のフレーム本体部12と比べて板面の幅寸法は異なるが、軸線方向に平行かつ板面に垂直な平面における断面形状は、フレーム本体部12と略同様の形状に形成されている。   The second frame main body 212 is formed such that the width W2 of the plate surface at the tip side portion relative to the narrow curved portion 219 is 0.8 [mm] and the thickness is 0.2 [mm]. Although the width dimension of the plate surface of the frame 11 is different from that of the frame main body portion 12, the cross-sectional shape in a plane parallel to the axial direction and perpendicular to the plate surface is substantially the same as that of the frame main body portion 12.

第2素子当接部216は、第1リードフレーム11の素子当接部16と比べて板面の幅寸法は異なるが、軸線方向に平行かつ板面に垂直な平面における断面形状は、素子当接部16と略同様の円弧状形状に形成されており、開放側端部15に対応する第2開放側端部215と、を備えている。狭小連結側端部214は、第1リードフレーム11の連結側端部14と比べて板面の幅寸法は異なるが、軸線方向に平行かつ板面に垂直な平面における断面形状は、連結側端部14と略同様の円弧状形状に形成されている。狭小係合用突出部218は、第1リードフレーム11の係合用突出部18と比べて板面の幅寸法は異なるが、軸線方向に平行かつ板面に垂直な平面における断面形状は、係合用突出部18と略同様の円弧状形状に形成されている。   The second element abutting portion 216 has a plate surface having a width dimension different from that of the element abutting portion 16 of the first lead frame 11, but the cross-sectional shape in a plane parallel to the axial direction and perpendicular to the plate surface is It is formed in an arc shape substantially the same as the contact portion 16, and includes a second open side end 215 corresponding to the open side end 15. The narrow connection side end 214 has a plate surface width dimension different from that of the connection side end 14 of the first lead frame 11, but the cross-sectional shape in a plane parallel to the axial direction and perpendicular to the plate surface is the connection side end. It is formed in an arc shape substantially similar to the portion 14. The narrow engagement protrusion 218 is different in the width of the plate surface from the engagement protrusion 18 of the first lead frame 11, but the cross-sectional shape in a plane parallel to the axial direction and perpendicular to the plate surface is the engagement protrusion. It is formed in an arc shape substantially the same as the portion 18.

さらに、第2リードフレーム211は、第2フレーム本体部212の後端部に、第1リードフレーム11のリード線接続部17と略同様の形状に形成された第2リード線接続部217を備えている。   Further, the second lead frame 211 includes a second lead wire connecting portion 217 formed in a shape substantially the same as the lead wire connecting portion 17 of the first lead frame 11 at the rear end portion of the second frame main body portion 212. ing.

次に、リードフレーム10(第1リードフレーム11および第2リードフレーム211)が組み付けられた状態の絶縁コンタクト部材82(第2絶縁コンタクト部材402および第1絶縁コンタクト部材401)の一部断面斜視図を図5に示す。   Next, a partial cross-sectional perspective view of the insulating contact member 82 (second insulating contact member 402 and first insulating contact member 401) in a state where the lead frame 10 (first lead frame 11 and second lead frame 211) is assembled. Is shown in FIG.

図5に示すように、リードフレーム10のうち第1リードフレーム11は、絶縁コンタクト部材82(第2絶縁コンタクト部材402)の第2フレーム配置溝88に配置されると共に、係合用突出部18が第2係合用孔部425に嵌合されることで、絶縁コンタクト部材82に組み付けられる。なお、第2絶縁コンタクト部材402に組み付けられた2つの第1リードフレーム11は、第2リブ部89により互いに絶縁された状態で、第2フレーム配置溝88に配置される。このとき、2本の第1リードフレーム11は、検出素子4の電極端子部34,36に対応する位置に配置される。   As shown in FIG. 5, the first lead frame 11 of the lead frame 10 is arranged in the second frame arrangement groove 88 of the insulating contact member 82 (second insulating contact member 402), and the engaging protrusion 18 is provided. The insulating contact member 82 is assembled by being fitted into the second engagement hole 425. The two first lead frames 11 assembled to the second insulating contact member 402 are arranged in the second frame arrangement groove 88 while being insulated from each other by the second rib portion 89. At this time, the two first lead frames 11 are arranged at positions corresponding to the electrode terminal portions 34 and 36 of the detection element 4.

また、リードフレーム10のうち第2リードフレーム211は、絶縁コンタクト部材82(第1絶縁コンタクト部材401)の第1フレーム配置溝86に配置されると共に、狭小係合用突出部218が係合用孔部415に嵌合されることで、絶縁コンタクト部材82に組み付けられる。なお、第1絶縁コンタクト部材401に組み付けられた3つの第2リードフレーム211は、第1リブ部87により互いに絶縁された状態で、第1フレーム配置溝86に配置される。このとき、3本の第2リードフレーム211は、検出素子4の電極端子部30,31,32に対応する位置に配置される。   The second lead frame 211 of the lead frame 10 is disposed in the first frame disposition groove 86 of the insulating contact member 82 (first insulating contact member 401), and the narrow engagement protrusion 218 has an engagement hole. By being fitted to 415, the insulating contact member 82 is assembled. Note that the three second lead frames 211 assembled to the first insulating contact member 401 are disposed in the first frame disposition groove 86 in a state of being insulated from each other by the first rib portion 87. At this time, the three second lead frames 211 are arranged at positions corresponding to the electrode terminal portions 30, 31, and 32 of the detection element 4.

このようにリードフレーム10が組み付けられた2つの絶縁コンタクト部材82(第1絶縁コンタクト部材401および第2絶縁コンタクト部材402)を、検出素子4の後端部分を挟み込むように配置することで、リードフレーム10の素子当接部16(第2素子当接部216)と検出素子4の電極端子部30,31,32,34,36とを当接させつつ電気的に接続することができる。   By arranging the two insulating contact members 82 (the first insulating contact member 401 and the second insulating contact member 402) with the lead frame 10 assembled in this manner so as to sandwich the rear end portion of the detection element 4, the lead The element contact portion 16 (second element contact portion 216) of the frame 10 and the electrode terminal portions 30, 31, 32, 34, and 36 of the detection element 4 can be electrically connected while being in contact with each other.

次に、セラミックスリーブ6について説明する。
図6に、セラミックスリーブ6の外観を表す斜視図を示す。
図6に示すように、セラミックスリーブ6は、軸線方向に貫通する素子挿通孔71を有する略円筒形状に形成されており、後端面(図における上側面)にリードフレーム10の先端部分を配置するための端子配置部73を備えている。
Next, the ceramic sleeve 6 will be described.
In FIG. 6, the perspective view showing the external appearance of the ceramic sleeve 6 is shown.
As shown in FIG. 6, the ceramic sleeve 6 is formed in a substantially cylindrical shape having an element insertion hole 71 penetrating in the axial direction, and the leading end portion of the lead frame 10 is disposed on the rear end surface (upper side surface in the drawing). The terminal arrangement | positioning part 73 for this is provided.

素子挿通孔71は、検出素子4を挿通可能な大きさに形成されている。また、端子配置部73は、セラミックスリーブ6の後端面から先端側に向けて穿設されて形成されており、素子挿通孔71のうち検出素子4の第1板面21が配置される側に3個形成され、素子挿通孔71のうち検出素子4の第2板面23が配置される側に2個形成されている。   The element insertion hole 71 is formed in a size that allows the detection element 4 to be inserted. The terminal arrangement portion 73 is formed by being drilled from the rear end surface of the ceramic sleeve 6 toward the front end side, and on the side where the first plate surface 21 of the detection element 4 is disposed in the element insertion hole 71. Three of the element insertion holes 71 are formed on the side where the second plate surface 23 of the detection element 4 is disposed.

また、セラミックスリーブ6は、軸線方向に垂直な断面の直径寸法が小さく形成された縮径部が後端側に形成されており、直径寸法が変化する境界部分には、後端側に対向する段差係合部75が形成されている。セラミックスリーブ6は、この段差係合部75がコンタクト支持部材112を介して主体金具102の後端部104に係合するよう構成されている。   Further, the ceramic sleeve 6 is formed with a reduced diameter portion having a small diameter dimension in a cross section perpendicular to the axial direction on the rear end side, and a boundary portion where the diameter dimension changes is opposed to the rear end side. A step engaging portion 75 is formed. The ceramic sleeve 6 is configured such that the step engaging portion 75 is engaged with the rear end portion 104 of the metal shell 102 via the contact support member 112.

次に、リードフレーム10が組み付けられた2つの絶縁コンタクト部材82(第1絶縁コンタクト部材401および第2絶縁コンタクト部材402)を、検出素子4の後端部分に組み付けた後、セラミックセパレータ48や外筒44を組み付けて空燃比センサ2を組み立てる作業について説明する。   Next, after the two insulating contact members 82 (the first insulating contact member 401 and the second insulating contact member 402) to which the lead frame 10 is assembled are assembled to the rear end portion of the detection element 4, the ceramic separator 48 and the outer An operation for assembling the air-fuel ratio sensor 2 by assembling the cylinder 44 will be described.

図7に、空燃比センサ2の組み立て作業の各工程を表す説明図を示す。なお、図7では、コンタクト支持部材112やセラミックスリーブ6などを介して検出素子4が主体金具102に組み付けられた後の作業工程を表している。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing each step of the assembly work of the air-fuel ratio sensor 2. FIG. 7 shows a work process after the detection element 4 is assembled to the metal shell 102 via the contact support member 112, the ceramic sleeve 6 or the like.

まず、図7における第1段階では、リードフレーム10(第1リードフレーム11および第2リードフレーム211)が組み付けられた2つの絶縁コンタクト部材82(第1絶縁コンタクト部材401および第2絶縁コンタクト部材402)を、検出素子4を挟み込むように配置する作業を行う。これにより、リードフレーム10は、検出素子4の電極端子部30,31,32,34,36に当接すると共に電気的に接続される。   First, in a first stage in FIG. 7, two insulating contact members 82 (first insulating contact member 401 and second insulating contact member 402) assembled with the lead frame 10 (first lead frame 11 and second lead frame 211) are assembled. ) Is arranged so as to sandwich the detection element 4. As a result, the lead frame 10 is in contact with and electrically connected to the electrode terminal portions 30, 31, 32, 34, 36 of the detection element 4.

このとき、絶縁コンタクト部材82の鍔部83の先端面をコンタクト支持部材112の後端に当接させるとともに、絶縁コンタクト部材82の先端部分をコンタクト支持部材112の内部に配置するよう作業を行う。   At this time, the front end surface of the flange portion 83 of the insulating contact member 82 is brought into contact with the rear end of the contact support member 112, and the front end portion of the insulating contact member 82 is disposed inside the contact support member 112.

また、第1段階では、3本の第2リードフレーム211が組み付けられた第1絶縁コンタクト部材401を、検出素子4の第1板面21に対向する側に配置して、第2リードフレーム211の先端部分をセラミックスリーブ6の端子配置部73に配置する作業を行う。同様に、2本の第1リードフレーム11が組み付けられた第2絶縁コンタクト部材402を、検出素子4の第2板面23に対向する側に配置して、第1リードフレーム11の先端部分をセラミックスリーブ6の端子配置部73に配置する作業を行う。   In the first stage, the first insulating contact member 401 assembled with the three second lead frames 211 is disposed on the side facing the first plate surface 21 of the detection element 4, and the second lead frame 211. The operation of arranging the tip portion of the terminal on the terminal arrangement portion 73 of the ceramic sleeve 6 is performed. Similarly, the second insulating contact member 402 assembled with the two first lead frames 11 is arranged on the side facing the second plate surface 23 of the detection element 4, and the tip portion of the first lead frame 11 is arranged. The operation of arranging the terminals on the terminal arrangement portion 73 of the ceramic sleeve 6 is performed.

このとき、視認などにより、検出素子4の2つの板面に近接する端子配置部73の形成個数を確認し、端子配置部73の形成個数に基づき、検出素子4の第1板面21および第2板面23を識別することで、第1絶縁コンタクト部材401と第2絶縁コンタクト部材402とを誤った位置に配置するのを防止できる。   At this time, the number of formed terminal arrangement portions 73 adjacent to the two plate surfaces of the detection element 4 is confirmed by visual recognition or the like, and the first plate surface 21 and the first number of the detection element 4 are determined based on the number of formed terminal arrangement portions 73. By identifying the two plate surfaces 23, it is possible to prevent the first insulating contact member 401 and the second insulating contact member 402 from being placed in the wrong positions.

なお、第1段階よりも早い段階で実行される素子保持作業(セラミックスリーブ6により検出素子4を保持する作業)においては、検出素子4の板面方向を十分に確認した上で、第1板面21が3個の端子配置部73が形成される側に向かい、かつ第2板面23が2個の端子配置部73が形成される側に向かうように、セラミックスリーブ6に対する検出素子4の方向を定めている。   In the element holding work (work for holding the detection element 4 by the ceramic sleeve 6) performed at an earlier stage than the first stage, the first plate is sufficiently confirmed after the plate surface direction of the detection element 4 is sufficiently confirmed. The detection element 4 with respect to the ceramic sleeve 6 is arranged such that the surface 21 faces the side where the three terminal arrangement portions 73 are formed and the second plate surface 23 faces the side where the two terminal arrangement portions 73 are formed. The direction is determined.

次の第2段階では、コンタクト支持部材112を周方向にわたり内向きに加締め変形させる作業を行う。この結果、コンタクト支持部材112が、検出素子4およびリードフレーム10を挟持するように配置された2つの絶縁コンタクト部材82を保持することとなり、第1絶縁コンタクト部材401と第2絶縁コンタクト部材402との隙間距離が短縮する。   In the next second stage, an operation of caulking and deforming the contact support member 112 inward in the circumferential direction is performed. As a result, the contact support member 112 holds the two insulating contact members 82 arranged so as to sandwich the detection element 4 and the lead frame 10, and the first insulating contact member 401 and the second insulating contact member 402 The gap distance of is shortened.

続く第3段階では、セラミックセパレータ48を絶縁コンタクト部材82の後端部分に配置する作業を行う。このとき、セラミックセパレータ48の先端側には、円筒部材49が一体に組み付けられている。   In the subsequent third stage, an operation of placing the ceramic separator 48 at the rear end portion of the insulating contact member 82 is performed. At this time, the cylindrical member 49 is integrally assembled on the tip side of the ceramic separator 48.

次の第4段階では、絶縁コンタクト部材82およびセラミックセパレータ48を覆うように外筒44を配置するとともに、外筒44を主体金具102に固定し、外筒44の後端側開口部にグロメット50を固定する作業を行う。   In the next fourth stage, the outer cylinder 44 is disposed so as to cover the insulating contact member 82 and the ceramic separator 48, the outer cylinder 44 is fixed to the metal shell 102, and the grommet 50 is formed in the rear end side opening of the outer cylinder 44. Work to fix.

このとき、外筒44は、径方向内向きの加締め作業とレーザ溶接により、主体金具102に固定される。また、外筒44のうち、セラミックセパレータ48、円筒部材49およびグロメット50に対応する部分を径方向内向きに加締めることで、セラミックセパレータ48、円筒部材49およびグロメット50を外筒44に固定する。   At this time, the outer cylinder 44 is fixed to the metal shell 102 by caulking work inward in the radial direction and laser welding. In addition, the ceramic separator 48, the cylindrical member 49, and the grommet 50 are fixed to the outer cylinder 44 by caulking portions corresponding to the ceramic separator 48, the cylindrical member 49, and the grommet 50 inward in the radial direction. .

このようにして、リードフレーム10、絶縁コンタクト部材82および検出素子4を一体に組み付けたあとに、外筒44などを主体金具102に対してレーザー溶接などにより接合すると共に、グロメット50を加締め加工により外筒44に固定する固定作業などを実行することで、空燃比センサ2が完成し、空燃比センサ2の製造工程が完了する。   In this way, after the lead frame 10, the insulating contact member 82 and the detection element 4 are assembled together, the outer tube 44 and the like are joined to the metal shell 102 by laser welding and the grommet 50 is crimped. Thus, the air-fuel ratio sensor 2 is completed by performing a fixing operation for fixing to the outer cylinder 44, and the manufacturing process of the air-fuel ratio sensor 2 is completed.

ここで、コンタクト支持部材112を加締めて、2つの絶縁コンタクト部材82を検出素子4に組み付ける際の、リードフレーム10の変形状態を表す説明図を図8に示す。なお、図8では、1個のリードフレーム10および検出素子4を図示しており、絶縁コンタクト部材82については図示を省略している。   Here, FIG. 8 is an explanatory diagram showing a deformed state of the lead frame 10 when the contact support member 112 is crimped and the two insulating contact members 82 are assembled to the detection element 4. In FIG. 8, one lead frame 10 and the detection element 4 are illustrated, and the insulating contact member 82 is not illustrated.

まず、リードフレーム10自身が自由状態となる第1ステップにおいては、リードフレーム10には外力が印加されておらず、連結側端部14は弾性変形していないことから、素子当接部16の開放側端部15は、フレーム本体部12に当接していない。   First, in the first step in which the lead frame 10 itself is in a free state, no external force is applied to the lead frame 10 and the connecting side end 14 is not elastically deformed. The open end 15 does not contact the frame body 12.

次の第2ステップでは、コンタクト支持部材112の内部に2つの絶縁コンタクト部材82を配置して、2つの絶縁コンタクト部材82で検出素子4を挟み込むことで、リードフレーム10の素子当接部16に外力を印加することにより、連結側端部14が弾性変形すると共に、素子当接部16の開放側端部15がフレーム本体部12に当接する。これにより、素子当接部16は、連結側端部14および開放側端部15の2カ所でフレーム本体部12に支持される状態となる。   In the next second step, the two insulating contact members 82 are arranged inside the contact support member 112 and the detection element 4 is sandwiched between the two insulating contact members 82, so that the element abutting portion 16 of the lead frame 10 is sandwiched. By applying an external force, the connection-side end portion 14 is elastically deformed, and the open-side end portion 15 of the element contact portion 16 contacts the frame main body portion 12. As a result, the element contact portion 16 is supported by the frame main body portion 12 at two locations of the connection side end portion 14 and the open side end portion 15.

続く第3ステップでは、コンタクト支持部材112を加締めて、2つの絶縁コンタクト部材82の隙間寸法を短縮することで、リードフレーム10の素子当接部16にさらに外力を印加する。このとき、素子当接部16は、検出素子4の板面に沿うように軸線方向中間部が弾性変形しており、検出素子4の電極端子部に対して広い面積で当接するとともに、2点支持状態であるため大きな圧力を発揮しつつ検出素子4に当接する状態となる。   In the subsequent third step, the contact support member 112 is crimped to shorten the gap between the two insulating contact members 82, thereby further applying an external force to the element contact portion 16 of the lead frame 10. At this time, the element contact portion 16 is elastically deformed in the axial direction along the plate surface of the detection element 4, and is in contact with the electrode terminal portion of the detection element 4 in a wide area and has two points. Since it is in the support state, it comes into contact with the detection element 4 while exerting a large pressure.

このようにして組み付け作業を行うことで、検出素子4、リードフレーム10および絶縁コンタクト部材82を一体に組み付けることができる。ここでは、組み付け作業時における第1リードフレーム11の弾性変形状態について説明したが、第2リードフレーム211についても、第1リードフレーム11と同様の変形状態を示す。   By performing the assembling work in this manner, the detection element 4, the lead frame 10, and the insulating contact member 82 can be assembled together. Here, the elastic deformation state of the first lead frame 11 during the assembly work has been described, but the second lead frame 211 also shows a deformation state similar to that of the first lead frame 11.

なお、本実施例においては、リードフレーム10が特許請求の範囲に記載の金属端子部材に相当し、コンタクト支持部材112が挟持固定部材に相当し、セラミックスリーブ6が絶縁スリーブに相当している。   In this embodiment, the lead frame 10 corresponds to the metal terminal member described in the claims, the contact support member 112 corresponds to the clamping member, and the ceramic sleeve 6 corresponds to the insulating sleeve.

以上、説明したように、本実施例の空燃比センサ2は、リードフレーム10との当接面に係合用孔部415,第2係合用孔部425を有する絶縁コンタクト部材82(第1絶縁コンタクト部材401、第2絶縁コンタクト部材402)と、係合用突出部18,狭小係合用突出部218を有するリードフレーム10(第1リードフレーム11、第2リードフレーム211)と、を備えて構成されている。   As described above, the air-fuel ratio sensor 2 of this embodiment has the insulating contact member 82 (first insulating contact) having the engaging hole portion 415 and the second engaging hole portion 425 on the contact surface with the lead frame 10. Member 401, second insulating contact member 402), and lead frame 10 (first lead frame 11 and second lead frame 211) having a protrusion 18 for engagement and a protrusion 218 for narrow engagement. Yes.

係合用突出部18および狭小係合用突出部218は、略U字形に形成されており、当該略U字形の頂点部分が弾性変形する。そして、係合用突出部18および狭小係合用突出部218は、弾性変形しない場合には、略U字形の開口側端部における開口間隔寸法が係合用孔部415,第2係合用孔部425の内径寸法よりも大きく形成されており、弾性変形により開口間隔寸法が縮小することで、係合用孔部415,第2係合用孔部425に挿入できるよう構成されている。   The engagement protrusion 18 and the narrow engagement protrusion 218 are formed in a substantially U shape, and the vertex portion of the approximately U shape is elastically deformed. When the engagement protrusion 18 and the narrow engagement protrusion 218 are not elastically deformed, the opening interval dimension at the substantially U-shaped opening side end portion is the engagement hole 415, the second engagement hole 425. It is formed to be larger than the inner diameter dimension, and is configured to be able to be inserted into the engagement hole part 415 and the second engagement hole part 425 by reducing the opening interval dimension by elastic deformation.

このセンサに備えられるリードフレーム10の係合用突出部18,狭小係合用突出部218は、絶縁コンタクト部材82の係合用孔部415,第2係合用孔部425に配置されて弾性変形することにより開口間隔寸法が縮小すると、元の形状に戻ろうとする復元力を発生する。   The engagement protrusion 18 and the narrow engagement protrusion 218 of the lead frame 10 provided in the sensor are disposed in the engagement hole 415 and the second engagement hole 425 of the insulating contact member 82 and elastically deformed. When the opening interval size is reduced, a restoring force is generated to return to the original shape.

つまり、係合用突出部18,狭小係合用突出部218を係合用孔部415,第2係合用孔部425に配置すると、係合用突出部18,狭小係合用突出部218が発する付勢力(復元力)により係合用突出部18,狭小係合用突出部218と係合用孔部415,第2係合用孔部425との間に圧力が生じて、係合用突出部18,狭小係合用突出部218は、係合用孔部415,第2係合用孔部425の内面に保持される状態となる。これにより、リードフレーム10と絶縁コンタクト部材82とを組み付けることができ、リードフレーム10が絶縁コンタクト部材82から脱落するのを防止できる。   That is, when the engagement protrusion 18 and the narrow engagement protrusion 218 are arranged in the engagement hole 415 and the second engagement hole 425, the urging force (restoration) generated by the engagement protrusion 18 and the narrow engagement protrusion 218 is generated. Force) generates a pressure between the engagement protrusion 18 and the narrow engagement protrusion 218 and the engagement hole 415 and the second engagement hole 425, and the engagement protrusion 18 and the narrow engagement protrusion 218. Is held on the inner surface of the engagement hole 415 and the second engagement hole 425. As a result, the lead frame 10 and the insulating contact member 82 can be assembled, and the lead frame 10 can be prevented from falling off the insulating contact member 82.

このように係合用突出部18,狭小係合用突出部218を係合用孔部415,第2係合用孔部425に係合させることで、検出素子4、リードフレーム10および絶縁コンタクト部材82を組み付ける作業において、絶縁コンタクト部材82からのリードフレーム10の脱落を防止するために、リードフレーム10を保持する必要が無くなり、組み付け作業の煩雑さを軽減することができる。   As described above, the engagement protrusion 18 and the narrow engagement protrusion 218 are engaged with the engagement hole 415 and the second engagement hole 425, thereby assembling the detection element 4, the lead frame 10, and the insulating contact member 82. In the work, it is not necessary to hold the lead frame 10 in order to prevent the lead frame 10 from falling off from the insulating contact member 82, and the complexity of the assembling work can be reduced.

また、完成後の全領域空燃比センサ2においては、係合用突出部18,狭小係合用突出部218が係合用孔部415,第2係合用孔部425に係合保持されることにより、リードフレーム10に外力が印加された場合でも、リードフレーム10と絶縁コンタクト部材82との相対位置が変化し難くなると共に、リードフレーム10が移動するのを抑制できる。これにより、リードフレーム10と検出素子4との相対位置が変化するのを防止でき、リードフレーム10の移動により検出素子4の電極端子部30,31,32,34,36が削り取られるのを防止できる。   In the completed full-range air-fuel ratio sensor 2, the engagement protrusion 18 and the narrow engagement protrusion 218 are engaged with and held in the engagement hole 415 and the second engagement hole 425. Even when an external force is applied to the frame 10, the relative position between the lead frame 10 and the insulating contact member 82 is difficult to change, and the lead frame 10 can be prevented from moving. As a result, the relative position between the lead frame 10 and the detection element 4 can be prevented from changing, and the electrode terminal portions 30, 31, 32, 34, and 36 of the detection element 4 can be prevented from being scraped off due to the movement of the lead frame 10. it can.

なお、リードフレーム10の移動を抑制でき、隣接するリードフレーム10どうしが接触するのを防止できることから、全領域空燃比センサ2は、隣接するリードフレーム10どうしの接触による電流経路の不良が発生するのを防止できる。   In addition, since the movement of the lead frames 10 can be suppressed and the adjacent lead frames 10 can be prevented from coming into contact with each other, the entire region air-fuel ratio sensor 2 causes a failure in the current path due to the contact between the adjacent lead frames 10. Can be prevented.

よって、本実施例の全領域空燃比センサ2は、検出素子4とリードフレーム10との組み付け作業における煩雑さを軽減でき、リードフレーム10へ外力が印加された場合でも検出素子4の電極端子部30,31,32,34,36が剥離し難いセンサとなる。   Therefore, the full-range air-fuel ratio sensor 2 of the present embodiment can reduce the complexity of the assembly work of the detection element 4 and the lead frame 10, and the electrode terminal portion of the detection element 4 even when an external force is applied to the lead frame 10. 30, 31, 32, 34, and 36 are sensors that are difficult to peel off.

また、空燃比センサ2においては、リードフレーム10は、リードフレーム10自身の自由状態において、素子当接部16のうち軸線方向後端側に位置する開放側端部15がフレーム本体部12に当接せずに、素子当接部16が1カ所でフレーム本体部に支持される。このため、リードフレーム10は、素子当接部16の開放側端部15がフレーム本体部12に当接しない状態においては、連結側端部14の弾性変形により生じる応力によって、素子当接部16を検出素子4の電極端子部に対して押し付けるように構成されている。   In the air-fuel ratio sensor 2, the lead frame 10 is configured so that the open end 15 located on the rear end side in the axial direction of the element contact portion 16 contacts the frame main body 12 in the free state of the lead frame 10 itself. Without contact, the element contact portion 16 is supported by the frame main body portion at one location. For this reason, in the state where the open side end 15 of the element contact portion 16 does not contact the frame main body portion 12, the lead frame 10 has the element contact portion 16 due to the stress generated by the elastic deformation of the connection side end portion 14. Is pressed against the electrode terminal portion of the detection element 4.

また、リードフレーム10は、連結側端部14が弾性変形して素子当接部16の開放側端部15がフレーム本体部12に当接すると、素子当接部16が連結側端部14および開放側端部15の2カ所でフレーム本体部12に支持されるよう構成されている。このように素子当接部16が2カ所で支持された状態になると、リードフレーム10は、連結側端部14の弾性変形に加えて、素子当接部16における軸線方向中間部の弾性変形により生じる応力によって、素子当接部16を検出素子4の電極端子部に対して押し付けることとなる。   Further, when the connecting side end 14 is elastically deformed and the open side end 15 of the element abutting portion 16 abuts the frame main body portion 12 of the lead frame 10, the element abutting portion 16 is connected to the connecting side end 14 and It is configured to be supported by the frame body 12 at two locations on the open end 15. Thus, when the element contact portion 16 is supported at two locations, the lead frame 10 is not only elastically deformed at the connection side end portion 14 but also elastically deformed at the intermediate portion in the axial direction of the element contact portion 16. Due to the generated stress, the element contact portion 16 is pressed against the electrode terminal portion of the detection element 4.

つまり、このリードフレーム10は、素子当接部16の開放側端部15がフレーム本体部12に当接する場合と当接しない場合とで、検出素子4に対して素子当接部16を押圧する圧力が異なる大きさとなるように構成されている。より詳細には、リードフレーム10は、素子当接部16を検出素子4の電極端子部に対して押し付ける圧力の大きさが、素子当接部16の開放側端部15がフレーム本体部12に当接しない状態(1点支持状態)に比べて、素子当接部16の開放側端部15がフレーム本体部12に当接する状態(2点支持状態)の方が大きくなるよう構成されている。   That is, the lead frame 10 presses the element contact portion 16 against the detection element 4 depending on whether the open end 15 of the element contact portion 16 is in contact with the frame main body portion 12 or not. It is comprised so that a pressure may become a different magnitude | size. More specifically, the lead frame 10 has a pressure that presses the element contact portion 16 against the electrode terminal portion of the detection element 4, and the open end 15 of the element contact portion 16 is applied to the frame main body portion 12. The state in which the open end 15 of the element contact portion 16 contacts the frame main body 12 (two-point support state) is larger than the state in which the element contact portion 16 does not contact (one-point support state). .

このようにセンサの完成時点において2点支持状態となる素子当接部16は、弾性変形により生じる応力が、1点支持状態の場合に比べて大きくなる。つまり、このリードフレーム10は、より大きな応力で素子当接部16を検出素子4の電極端子部に押し付けることができ、リードフレーム10と検出素子4の電極端子部との電気的接続状態を良好にすることができる。   As described above, the element contact portion 16 that is in the two-point support state at the time of completion of the sensor has a larger stress generated by elastic deformation than that in the one-point support state. That is, the lead frame 10 can press the element contact portion 16 against the electrode terminal portion of the detection element 4 with a greater stress, and the electrical connection state between the lead frame 10 and the electrode terminal portion of the detection element 4 is good. Can be.

なお、このリードフレーム10は、素子当接部16が2点支持状態となることで応力が増大することから、素子当接部16が常に1点支持状態となる構造のリードフレーム10に比べて、幅寸法や厚さ寸法を大きくする必要がなくなり、配置スペースの拡大を抑えることができ、全領域空燃比センサ2の小型化を図ることができる。   The lead frame 10 has a stress that increases when the element abutting portion 16 is in a two-point support state, so that the lead frame 10 has a structure in which the element abutting portion 16 is always in a one-point support state. Therefore, it is not necessary to increase the width dimension and the thickness dimension, the expansion of the arrangement space can be suppressed, and the entire area air-fuel ratio sensor 2 can be reduced in size.

よって、本実施例の全領域空燃比センサ2によれば、組み付け作業時の初期段階においては、素子当接部16を1点支持状態に設定して、リードフレーム10と検出素子4との間に生じる圧力を小さく抑えることで、リードフレーム10との組み付け作業時における検出素子4の破損が生じ難くなる。このように、組み付け作業時における検出素子4の破損が生じ難くなることで、検出素子4が破損しないように注意を払う必要がなくなることから、組み付け作業の煩雑さを軽減できる。   Therefore, according to the full-range air-fuel ratio sensor 2 of the present embodiment, the element abutting portion 16 is set to the one-point support state in the initial stage during the assembly work, and the space between the lead frame 10 and the detection element 4 is set. By suppressing the pressure generated at the time, the detection element 4 is hardly damaged during the assembly work with the lead frame 10. Thus, since it becomes difficult to cause the detection element 4 to be damaged during the assembly work, it is not necessary to pay attention so that the detection element 4 is not damaged, so that the complexity of the assembly work can be reduced.

また、センサの完成時点においては、素子当接部16を2点支持状態に設定することで、リードフレーム10と検出素子4との間に生じる圧力を大きく確保できるため、リードフレーム10と電極端子部30,31,32,34,36との接続状態が良好となる。   In addition, when the sensor is completed, since the element contact portion 16 is set in a two-point support state, a large pressure can be secured between the lead frame 10 and the detection element 4, so that the lead frame 10 and the electrode terminal The connection state with the parts 30, 31, 32, 34, and 36 becomes good.

次に、全領域空燃比センサ2においては、第1絶縁コンタクト部材401は、検出素子4の表面のうち電極端子部30,31,32,34,36が形成される表面(板面)に対向する素子挟持部411と、検出素子4の表面のうち板面の側方に位置する表面(側面)に対向する素子ガイド部413と、を備えている。つまり、第1絶縁コンタクト部材401は、検出素子4の表面のうち少なくとも異なる2面(板面および側面)にそれぞれ対向する部分(素子挟持部411および素子ガイド部413)を備えて構成されている。   Next, in the full-range air-fuel ratio sensor 2, the first insulating contact member 401 faces the surface (plate surface) on which the electrode terminal portions 30, 31, 32, 34, and 36 are formed, of the surface of the detection element 4. And a device guide portion 413 facing the surface (side surface) located on the side of the plate surface of the surface of the detection device 4. That is, the first insulating contact member 401 is configured to include portions (an element clamping part 411 and an element guide part 413) respectively facing at least two different surfaces (plate surface and side surface) of the surface of the detection element 4. .

同様に、第2絶縁コンタクト部材402は、検出素子4の表面のうち少なくとも異なる2面(板面および側面)にそれぞれ対向する部分(第2素子挟持部421および第2素子ガイド部423)を備えて構成されている。   Similarly, the second insulating contact member 402 includes portions (second element sandwiching portion 421 and second element guide portion 423) respectively facing at least two different surfaces (plate surface and side surface) of the surface of the detection element 4. Configured.

このような第1絶縁コンタクト部材401および第2絶縁コンタクト部材402を用いて検出素子4およびリードフレーム10を挟持する際には、素子挟持部411および第2素子挟持部421が、検出素子4およびリードフレーム10を挟持することで、検出素子4の電極端子部とリードフレーム10とを接続すると共に、素子ガイド部413および第2素子ガイド部423が、検出素子4を側面から挟持することで、検出素子4の配置位置を素子挟持部411および第2素子挟持部421の間に設定できる。   When the detection element 4 and the lead frame 10 are clamped using the first insulating contact member 401 and the second insulating contact member 402, the element clamping unit 411 and the second element clamping unit 421 By sandwiching the lead frame 10, the electrode terminal part of the detection element 4 and the lead frame 10 are connected, and the element guide part 413 and the second element guide part 423 hold the detection element 4 from the side surface. The arrangement position of the detection element 4 can be set between the element clamping unit 411 and the second element clamping unit 421.

つまり、第1絶縁コンタクト部材401および第2絶縁コンタクト部材402を用いて検出素子4およびリードフレーム10を挟持して各部材を組み付けるにあたり、素子ガイド部413および第2素子ガイド部423により検出素子4が幅方向の不適切な位置に移動するのを防止でき、検出素子4を確実に素子挟持部411および第2素子挟持部421の間で挟持することができる。   That is, when the detection element 4 and the lead frame 10 are sandwiched using the first insulation contact member 401 and the second insulation contact member 402 and the respective members are assembled, the detection element 4 is detected by the element guide portion 413 and the second element guide portion 423. Can be prevented from moving to an inappropriate position in the width direction, and the detection element 4 can be securely clamped between the element clamping part 411 and the second element clamping part 421.

このため、検出素子4とリードフレーム10との組み付け作業にあたり、絶縁コンタクト部材82に対する検出素子4の位置ズレを防止するために検出素子4を押さえる作業が不要となる。   For this reason, when the detection element 4 and the lead frame 10 are assembled, it is not necessary to hold the detection element 4 in order to prevent displacement of the detection element 4 with respect to the insulating contact member 82.

また、素子ガイド部413および第2素子ガイド部423が検出素子4の側面に当接することで、完成後の空燃比センサ2において、検出素子4が幅方向に移動するのを抑制できるため、外力の印加により検出素子4が移動するのを防止できる。これにより、検出素子4とリードフレーム10との相対位置が変化するのを防止でき、検出素子4へ外力が印加された場合でも検出素子4の電極端子部が剥離し難くなる。   Moreover, since the element guide part 413 and the 2nd element guide part 423 contact | abut to the side surface of the detection element 4, since it can suppress that the detection element 4 moves to the width direction in the air-fuel ratio sensor 2 after completion, external force It is possible to prevent the detection element 4 from moving due to the application of. Thereby, it is possible to prevent the relative position between the detection element 4 and the lead frame 10 from changing, and even when an external force is applied to the detection element 4, the electrode terminal portion of the detection element 4 is difficult to peel off.

よって、全領域空燃比センサ2によれば、検出素子4とリードフレーム10との組み付け作業において、位置ズレを防止するために検出素子4を押さえる作業を省略できることから、センサの製造工程における組み付け作業の煩雑さを軽減することができる。また、全領域空燃比センサ2に作用した外力がセンサ内部の部品(検出素子4やリードフレーム10など)に及んだ場合でも、検出素子4の電極端子部が剥離するのを防止できる。   Therefore, according to the full-range air-fuel ratio sensor 2, in the assembly work of the detection element 4 and the lead frame 10, the work of pressing the detection element 4 in order to prevent displacement can be omitted. Can be reduced. In addition, even when an external force acting on the full-range air-fuel ratio sensor 2 reaches parts (such as the detection element 4 and the lead frame 10) inside the sensor, it is possible to prevent the electrode terminal portion of the detection element 4 from peeling off.

なお、第1絶縁コンタクト部材401および第2絶縁コンタクト部材402は、それぞれに1個ずつ素子ガイド部(素子ガイド部413および第2素子ガイド部423)が備えられており、検出素子4を挟み込むよう配置されることにより、それぞれの素子ガイド部(素子ガイド部413および第2素子ガイド部423)が検出素子4を側面から挟み込むように配置される。   Note that each of the first insulating contact member 401 and the second insulating contact member 402 is provided with one element guide portion (element guide portion 413 and second element guide portion 423) so as to sandwich the detection element 4 therebetween. By being arranged, each element guide part (element guide part 413 and second element guide part 423) is arranged so as to sandwich the detection element 4 from the side surface.

第1絶縁コンタクト部材401および第2絶縁コンタクト部材402は、互いの相対位置を変更することで2つの素子ガイド部(素子ガイド部413および第2素子ガイド部423)の間隔寸法を変更できることから、幅寸法が異なる多様な種類の検出素子に対して使用することができる。   Since the first insulating contact member 401 and the second insulating contact member 402 can change the distance between the two element guide portions (the element guide portion 413 and the second element guide portion 423) by changing the relative position of each other, It can be used for various types of detection elements having different width dimensions.

つまり、第1絶縁コンタクト部材401および第2絶縁コンタクト部材402は、幅寸法の異なる多種類の検出素子に対して適用できることから、種類の異なるセンサに対して広く使用できる共通部品(汎用部品)となる。一般に、共通部品(汎用部品)は、安価に製造できることから、本実施例の全領域空燃比センサ2は、部品の共通化によるコスト低減を図ることができる。   That is, since the first insulating contact member 401 and the second insulating contact member 402 can be applied to various types of detection elements having different width dimensions, common components (general-purpose components) that can be widely used for different types of sensors. Become. In general, since common parts (general-purpose parts) can be manufactured at low cost, the full-range air-fuel ratio sensor 2 of the present embodiment can achieve cost reduction by sharing parts.

また、全領域空燃比センサ2は、絶縁コンタクト部材82の先端側に配置されて検出素子4を支持するセラミックスリーブ6を備えており、セラミックスリーブ6の後端面には、リードフレーム10の先端部分を配置するための端子配置部73が形成されている。   The full-range air-fuel ratio sensor 2 includes a ceramic sleeve 6 that is disposed on the distal end side of the insulating contact member 82 and supports the detection element 4. The rear end surface of the ceramic sleeve 6 has a distal end portion of the lead frame 10. The terminal arrangement | positioning part 73 for arrange | positioning is formed.

このため、全領域空燃比センサ2においては、リードフレーム10の先端部分(本実施例では、連結側端部14)がセラミックスリーブ6の端子配置部73に配置されることで、リードフレーム10の先端部分の移動範囲を一定範囲内に制限できる。これにより、リードフレーム10に対して何らかの外力が印加された場合でも、リードフレーム10の移動を制限でき、検出素子4とリードフレーム10との相対位置が変化するのを防止できる。   For this reason, in the full-range air-fuel ratio sensor 2, the tip portion of the lead frame 10 (in the present embodiment, the connecting side end portion 14) is arranged in the terminal arrangement portion 73 of the ceramic sleeve 6. The moving range of the tip portion can be limited within a certain range. Thereby, even when some external force is applied to the lead frame 10, the movement of the lead frame 10 can be restricted, and the relative position between the detection element 4 and the lead frame 10 can be prevented from changing.

よって、全領域空燃比センサ2によれば、検出素子4とリードフレーム10との相対位置が変化するのを防止でき、リードフレーム10に外力が印加された場合でも検出素子4の電極端子部30,31,32,34,36が剥離するのを防止できる。   Therefore, according to the full-range air-fuel ratio sensor 2, it is possible to prevent the relative position between the detection element 4 and the lead frame 10 from changing, and even when an external force is applied to the lead frame 10, the electrode terminal portion 30 of the detection element 4. , 31, 32, 34, 36 can be prevented from peeling off.

また、空燃比センサ2においては、絶縁コンタクト部材82が、外周側面から径方向外向きに突出する鍔部83を備えており、コンタクト支持部材112が絶縁コンタクト部材82の鍔部83に当接するよう構成されている。   In the air-fuel ratio sensor 2, the insulating contact member 82 includes a flange portion 83 that protrudes radially outward from the outer peripheral side surface, and the contact support member 112 is in contact with the flange portion 83 of the insulating contact member 82. It is configured.

このように、絶縁コンタクト部材82の鍔部83にコンタクト支持部材112を当接させることで、絶縁コンタクト部材82とコンタクト支持部材112との相対位置を容易に一定位置に定めることができる。   In this way, by bringing the contact support member 112 into contact with the flange 83 of the insulating contact member 82, the relative position between the insulating contact member 82 and the contact support member 112 can be easily set at a fixed position.

そして、絶縁コンタクト部材82とコンタクト支持部材112との相対位置が適切な位置となるように、絶縁コンタクト部材82における鍔部83の形成位置を予め設定することで、絶縁コンタクト部材82に対するコンタクト支持部材112の配置位置を容易に適切な位置に設定できる。なお、適切な相対位置とは、コンタクト支持部材112が2つの絶縁コンタクト部材82を確実に挟持できる位置を意味する。   And the contact support member with respect to the insulation contact member 82 is set in advance by setting the formation position of the flange 83 in the insulation contact member 82 so that the relative position between the insulation contact member 82 and the contact support member 112 is an appropriate position. 112 can be easily set to an appropriate position. The appropriate relative position means a position where the contact support member 112 can reliably hold the two insulating contact members 82.

これにより、容易にコンタクト支持部材112を絶縁コンタクト部材82の適正位置に配置でき、この結果、コンタクト支持部材112に挟まれた2つの絶縁コンタクト部材82は、適正に検出素子4およびリードフレーム10を挟持できることから、検出素子4とリードフレーム10との接続状態が良好となる。   As a result, the contact support member 112 can be easily disposed at an appropriate position of the insulating contact member 82. As a result, the two insulating contact members 82 sandwiched between the contact support members 112 properly connect the detection element 4 and the lead frame 10 to each other. Since it can be clamped, the connection state between the detection element 4 and the lead frame 10 becomes good.

よって、全領域空燃比センサ2によれば、コンタクト支持部材112および絶縁コンタクト部材82を用いて検出素子4とリードフレームとを組み付けるにあたり、絶縁コンタクト部材82に対するコンタクト支持部材112の位置決め作業が容易であることから、組み付け作業の煩雑さを軽減することができる。   Therefore, according to the full-range air-fuel ratio sensor 2, when the detection element 4 and the lead frame are assembled using the contact support member 112 and the insulating contact member 82, the positioning operation of the contact support member 112 with respect to the insulating contact member 82 is easy. Therefore, the complexity of the assembling work can be reduced.

また、全領域空燃比センサ2においては、コンタクト支持部材112が主体金具102に固定されており、絶縁コンタクト部材82がコンタクト支持部材112により支持されている。このため、全領域空燃比センサ2に対して何らかの衝撃力が印加された場合であっても、絶縁コンタクト部材82と主体金具102との相対位置が変化し難くなる。また、検出素子4は、セラミックスリーブ6などにより主体金具102に固定されている。   In the full-range air-fuel ratio sensor 2, the contact support member 112 is fixed to the metal shell 102, and the insulating contact member 82 is supported by the contact support member 112. For this reason, even if some impact force is applied to the full-range air-fuel ratio sensor 2, the relative position between the insulating contact member 82 and the metal shell 102 is difficult to change. The detection element 4 is fixed to the metal shell 102 by a ceramic sleeve 6 or the like.

これらのことから、全領域空燃比センサ2は、外力(衝撃)が印加された場合であっても、検出素子4と絶縁コンタクト部材82との相対位置が変化し難いことから、絶縁コンタクト部材82の揺動により検出素子4が折れてしまうのを防ぐことができる。   For these reasons, the entire area air-fuel ratio sensor 2 is unlikely to change the relative position between the detection element 4 and the insulating contact member 82 even when an external force (impact) is applied. It is possible to prevent the detection element 4 from being broken due to the swinging of.

さらに、全領域空燃比センサ2は、コンタクト支持部材112と外筒44との間に隙間が設けられていることから、何らかの外力により外筒44が変形した場合でも、変形量が隙間寸法よりも小さい場合には、その影響がコンタクト支持部材112に及ぶことはない。このため、外筒44が変形した場合でも、その影響がコンタクト支持部材112を介して絶縁コンタクト部材82に及ぶのを避けることができ、外筒44の変形による絶縁コンタクト部材82の移動に起因して検出素子4が破損するのを防止できる。   Furthermore, since the air-fuel ratio sensor 2 is provided with a gap between the contact support member 112 and the outer cylinder 44, even when the outer cylinder 44 is deformed by some external force, the deformation amount is larger than the gap dimension. If it is small, the influence does not reach the contact support member 112. For this reason, even when the outer cylinder 44 is deformed, it is possible to avoid the influence of the influence on the insulating contact member 82 via the contact support member 112. Thus, the detection element 4 can be prevented from being damaged.

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例(以下、第1実施例ともいう)に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、リードフレームは、略U字形の係合用突出部を備えるものに限られることはなく、図9に示すような、複数の延設部321からなる第3係合用突出部318を備える第3リードフレーム311を用いることもできる。
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example (henceforth 1st Example), It can take a various aspect.
For example, the lead frame is not limited to one having a substantially U-shaped engagement protrusion, and a third engagement protrusion 318 including a plurality of extending portions 321 as shown in FIG. A lead frame 311 can also be used.

なお、図9は、第3リードフレーム311の斜視図である。
第3リードフレーム311は、軸線方向に延びる長尺状の板状部材からなる第3フレーム本体部312と、第3フレーム本体部312の先端から延びると共に、自身の一部が第3フレーム本体部312と検出素子4との間に配置されるように軸線方向に延びる第3素子当接部316と、第3フレーム本体部312から軸線方向に対する垂直方向に突出する第3係合用突出部318と、を備えると共に、第3素子当接部316の一部が検出素子4の電極端子部に当接するように構成されている。
FIG. 9 is a perspective view of the third lead frame 311.
The third lead frame 311 extends from the tip of the third frame main body 312 and the third frame main body 312 made of a long plate-like member extending in the axial direction, and part of the third lead frame 311 is the third frame main body. A third element abutting portion 316 extending in the axial direction so as to be disposed between 312 and the detection element 4, and a third engaging protruding portion 318 protruding from the third frame main body portion 312 in a direction perpendicular to the axial direction. , And a part of the third element contact part 316 is configured to contact the electrode terminal part of the detection element 4.

第3素子当接部316は、第3フレーム本体部312の先端に連結されると共に径方向内側に屈曲して方向変換する第3連結側端部314を備え、第3連結側端部314は、外力が印加されることで弾性変形するよう構成されており、第3リードフレーム311は、第3連結側端部314が弾性変形することで、第3フレーム本体部312と第3素子当接部316との隙間間隔が変化するよう構成されている。   The third element contact portion 316 includes a third connection side end 314 that is connected to the tip of the third frame main body 312 and bends radially inward to change the direction. The third lead frame 311 is configured to be elastically deformed when an external force is applied, and the third connection side end 314 is elastically deformed, so that the third frame main body 312 and the third element abut on each other. The gap interval with the portion 316 is configured to change.

第3係合用突出部318は、第3フレーム本体部312の軸線方向における略中央位置から延設される2つの延設部321からなり、2つの延設部321は、第3フレーム本体部312から軸線方向に対して垂直となる方向に突出すると共に、一定間隔と隔てて互いに略平行となるように備えられている。そして、第3係合用突出部318は、延設部321が弾性変形して2つの延設部321どうしの間隔寸法が変化するよう構成されている。   The third engaging protrusion 318 includes two extending portions 321 extending from a substantially central position in the axial direction of the third frame main body 312, and the two extending portions 321 include the third frame main body 312. And projecting in a direction perpendicular to the axial direction from each other and being substantially parallel to each other with a predetermined interval. The third engaging protrusion 318 is configured such that the extension portion 321 is elastically deformed and the distance between the two extension portions 321 changes.

そして、第3係合用突出部318は、延設部321が弾性変形しない場合には、延設部321どうしの間隔寸法が、絶縁コンタクト部材82の係合用孔部(詳細には、第2絶縁コンタクト部材402の第2係合用孔部425)の内径寸法よりも大きく形成されている。また、第3係合用突出部318は、弾性変形により間隔寸法が縮小することで、絶縁コンタクト部材82の係合用孔部に挿入可能となると共に、係合用孔部の内部に配置できる。   When the extended portion 321 is not elastically deformed, the third engaging protrusion 318 has an interval between the extended portions 321 so that the engagement hole of the insulating contact member 82 (specifically, the second insulating portion The contact member 402 is formed larger than the inner diameter of the second engagement hole 425). In addition, the third engagement protrusion 318 can be inserted into the engagement hole of the insulating contact member 82 and can be disposed inside the engagement hole by reducing the distance dimension by elastic deformation.

このような第3係合用突出部318は、延設部321どうしの間隔寸法が縮小するように弾性変形した状態で係合用孔部に挿入配置されると、復元力により延設部321どうしの間隔寸法が拡大しようとする。すると、第3係合用突出部318が発する付勢力(復元力)により、第3係合用突出部318と係合用孔部の内面との間に圧力を生じる。この圧力により、第3係合用突出部318が係合用孔部に保持されることで、第3リードフレーム311と絶縁コンタクト部材82とを組み付けることができる。   When the third engaging protrusions 318 are inserted and arranged in the engagement holes in a state of being elastically deformed so that the distance between the extending portions 321 is reduced, the third engaging protrusions 318 are restored by the restoring force. Try to increase the spacing dimension. Then, pressure is generated between the third engagement protrusion 318 and the inner surface of the engagement hole due to the urging force (restoring force) generated by the third engagement protrusion 318. By this pressure, the third engaging protrusion 318 is held in the engaging hole, whereby the third lead frame 311 and the insulating contact member 82 can be assembled.

よって、第3リードフレーム311を用いる場合には、検出素子とリードフレームとの組み付け作業における煩雑さを軽減でき、リードフレームへ外力が印加された場合でも検出素子の電極端子部が剥離し難いセンサを実現できる。   Therefore, when the third lead frame 311 is used, it is possible to reduce the complexity of the assembling work of the detection element and the lead frame, and the electrode terminal portion of the detection element is difficult to peel off even when an external force is applied to the lead frame. Can be realized.

なお、第3リードフレーム311は、幅寸法W3が1.2[mm]、厚さが0.2[mm]に形成されており、第1リードフレーム11の代替部品として使用できる。そして、第3リードフレーム311のうち第3幅寸法変更部313は、第1リードフレーム11の幅寸法変更部13に相当し、第3リードフレーム311のうち第3開放側端部315は、第1リードフレーム11の開放側端部15に相当し、第3リードフレーム311のうち第3リード線接続部317は、第1リードフレーム11のリード線接続部17に相当し、第3リードフレーム311のうち第3湾曲部319は、第1リードフレーム11の湾曲部19に相当する。   The third lead frame 311 has a width W3 of 1.2 [mm] and a thickness of 0.2 [mm], and can be used as a substitute part for the first lead frame 11. The third width dimension changing unit 313 of the third lead frame 311 corresponds to the width dimension changing unit 13 of the first lead frame 11, and the third open-side end 315 of the third lead frame 311 is the first lead frame 311. The first lead frame 11 corresponds to the open end 15, and the third lead wire connection portion 317 of the third lead frame 311 corresponds to the lead wire connection portion 17 of the first lead frame 11, and the third lead frame 311. Among these, the third bending portion 319 corresponds to the bending portion 19 of the first lead frame 11.

また、第3リードフレーム311と略同様の形状であって、幅寸法が0.8[mm]、厚さが0.2[mm]に形成されたリードフレームは、第2リードフレーム211の代替部品として使用することができる。   A lead frame having substantially the same shape as the third lead frame 311 and having a width dimension of 0.8 [mm] and a thickness of 0.2 [mm] is an alternative to the second lead frame 211. Can be used as a part.

なお、延設部を備える係合用突出部は、2つの延設部を備える形態に限られることはなく、延設部どうしの間隔寸法が変化する構成であれば、3個以上の延設部を備える態様であっても良い。例えば、係合用突出部の断面形状が三角形となるように配置された3つの延設部を備える態様や、係合用突出部の断面形状が四角形となるように配置された4つの延設部を備える態様などが挙げられる。   In addition, the protrusion part for an engagement provided with an extending part is not restricted to the form provided with two extending parts, If it is the structure from which the space | interval dimension of extending parts changes, it will be three or more extending parts It may be a mode provided with. For example, an aspect including three extending portions arranged so that the cross-sectional shape of the engaging protrusion is a triangle, or four extending portions arranged so that the cross-sectional shape of the engaging protrusion is a quadrangle The aspect provided is mentioned.

また、上記実施例では、絶縁コンタクト部材の係合用孔部として、絶縁コンタクト部材を貫通する貫通孔としての係合用孔部を説明したが、絶縁コンタクト部材に形成される係合用孔部は、貫通孔に限られることはなく、係合用突出部を配置するための領域を備えていれば、深さ寸法が有限となる態様で形成しても良い。   In the above embodiment, the engagement hole as a through hole penetrating the insulation contact member has been described as the engagement hole of the insulation contact member. However, the engagement hole formed in the insulation contact member is penetrated. It is not restricted to a hole, and if it has the area | region for arrange | positioning the protrusion part for engagement, you may form in the aspect from which a depth dimension becomes finite.

さらに、上記実施例では、1つの絶縁コンタクト部材に1つの素子ガイド部が備えられる態様の絶縁コンタクト部材について説明したが、1つの絶縁コンタクト部材に2個の素子ガイド部を形成しても良い。この場合、2つの素子ガイド部が、検出素子の異なる2つの側面にそれぞれ対向するように、2つの素子ガイド部の間隔寸法を検出素子の幅寸法に応じて設定すると良い。   Furthermore, in the above embodiment, the insulating contact member in which one element guide portion is provided in one insulating contact member has been described, but two element guide portions may be formed in one insulating contact member. In this case, the distance dimension between the two element guide portions may be set according to the width dimension of the detection element so that the two element guide portions respectively face two different side surfaces of the detection element.

また、リードフレームは、表面に導電性金属によるメッキ層を設けることで、検出素子の電極端子部との接触面における酸化などを抑制でき、酸化などに起因して接触抵抗値が上昇するのを防止できる。なお、メッキ層は、必ずしもリードフレームの表面全体に形成する必要はなく、少なくとも検出素子の電極端子部と当接する部分を含むように形成することが望ましい。   In addition, by providing a plating layer with a conductive metal on the surface of the lead frame, it is possible to suppress oxidation on the contact surface with the electrode terminal portion of the detection element, and the contact resistance value increases due to oxidation and the like. Can be prevented. Note that the plating layer is not necessarily formed on the entire surface of the lead frame, and is preferably formed so as to include at least a portion in contact with the electrode terminal portion of the detection element.

さらに、上記実施例では、第1板面に3個の電極端子部を備え、第2板面に2個の電極端子部を備える検出素子について説明したが、電極端子部の個数は上記の態様に限定されることはなく、任意の個数の電極端子部を備える検出素子を用いることができる。その場合、絶縁コンタクト部材としては、対応する板面の電極端子部に応じた個数のリードフレームを組み付けられる絶縁コンタクト部材を用いることになる。   Furthermore, in the said Example, although the detection element provided with three electrode terminal parts on the 1st board surface and two electrode terminal parts on the 2nd board surface was demonstrated, the number of electrode terminal parts is the said aspect. However, the detection element having an arbitrary number of electrode terminal portions can be used. In that case, as the insulating contact member, an insulating contact member to which a number of lead frames corresponding to the electrode terminal portions on the corresponding plate surface can be assembled is used.

例えば、第1板面及び第2板面にそれぞれ3個ずつ電極端子部が形成された検出素子については、第1絶縁コンタクト部材401を2個用いるとよく、また、第1板面及び第2板面にそれぞれ2個ずつ電極端子部が形成された検出素子については、第2絶縁コンタクト部材402を2個用いるとよい。   For example, for a detection element in which three electrode terminal portions are formed on each of the first plate surface and the second plate surface, two first insulating contact members 401 may be used, and the first plate surface and the second plate surface may be used. For the detection element in which two electrode terminal portions are formed on the plate surface, two second insulating contact members 402 may be used.

2つの絶縁コンタクト部材を用いて検出素子およびリードフレームを組み付ける構成のセンサは、電極端子部の個数に応じて第1板面および第2板面に配置する絶縁コンタクト部材の形態をそれぞれ設定することで、電極端子部の個数が異なる多種類の検出素子に対応できるという利点がある。また、絶縁コンタクト部材は、異なる種類のセンサにおいて共通部品として利用できるため、製造コストの低減を図ることができる。   In the sensor configured to assemble the detection element and the lead frame using two insulating contact members, the form of the insulating contact member disposed on the first plate surface and the second plate surface is set according to the number of electrode terminal portions, respectively. Thus, there is an advantage that it is possible to cope with various kinds of detection elements having different numbers of electrode terminal portions. In addition, since the insulating contact member can be used as a common component in different types of sensors, the manufacturing cost can be reduced.

空燃比センサの全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of an air fuel ratio sensor. 検出素子の概略構造を表す斜視図である。It is a perspective view showing the schematic structure of a detection element. リードフレームの外観を表す斜視図である。It is a perspective view showing the appearance of a lead frame. 絶縁コンタクト部材(第1絶縁コンタクト部材、第2絶縁コンタクト部材)の斜視図である。It is a perspective view of an insulation contact member (a 1st insulation contact member, a 2nd insulation contact member). リードフレームが組み付けられた状態の絶縁コンタクト部材の一部断面斜視図である。It is a partial cross section perspective view of the insulation contact member in the state where a lead frame was assembled. セラミックスリーブの外観を表す斜視図である。It is a perspective view showing the external appearance of a ceramic sleeve. 全領域空燃比センサの組み立て作業の各工程を表す説明図である。It is explanatory drawing showing each process of the assembly operation | work of a full area air fuel ratio sensor. コンタクト支持部材を加締めて、2つの絶縁コンタクト部材を検出素子に組み付ける際のリードフレームの変形状態を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the deformation | transformation state of a lead frame at the time of crimping a contact support member and attaching two insulation contact members to a detection element. 第3リードフレームの斜視図である。It is a perspective view of a 3rd lead frame.

符号の説明Explanation of symbols

2…全領域空燃比センサ、4…検出素子、6…セラミックスリーブ、10…リードフレーム、11…第1リードフレーム、18…係合用突出部、21…第1板面、23…第2板面、30,31,32,34,36…電極端子部、44…外筒、73…端子配置部、82…絶縁コンタクト部材、83…鍔部、112…コンタクト支持部材、211…第2リードフレーム、218…狭小係合用突出部、311…第3リードフレーム、318…第3係合用突出部、321…延設部、401…第1絶縁コンタクト部材、402…第2絶縁コンタクト部材、411…素子挟持部、413…素子ガイド部、415…係合用孔部、421…第2素子挟持部、423…第2素子ガイド部、425…第2係合用孔部。   2 ... All-range air-fuel ratio sensor, 4 ... detection element, 6 ... ceramic sleeve, 10 ... lead frame, 11 ... first lead frame, 18 ... projection for engagement, 21 ... first plate surface, 23 ... second plate surface , 30, 31, 32, 34, 36 ... electrode terminal part, 44 ... outer cylinder, 73 ... terminal arrangement part, 82 ... insulating contact member, 83 ... collar part, 112 ... contact support member, 211 ... second lead frame, 218 ... Narrow engagement protrusion, 311 ... third lead frame, 318 ... third engagement protrusion, 321 ... extension, 401 ... first insulation contact member, 402 ... second insulation contact member, 411 ... element clamping 413 ... element guide part, 415 ... engagement hole part, 421 ... second element clamping part, 423 ... second element guide part, 425 ... second engagement hole part.

Claims (8)

軸線方向に延びる板状形状をなし、先端側が測定対象物に向けられ、後端側に電極端子部が形成される検出素子と、
前記検出素子の前記電極端子部に電気的に接続されて電流経路を形成する金属端子部材と、
絶縁性材料で形成され、前記電極端子部が形成される前記検出素子の後端側および前記金属端子部材を挟み込むように配置されると共に、該金属端子部材の少なくとも一部が自身に当接する2つの絶縁コンタクト部材と、
2つの前記絶縁コンタクト部材を保持する挟持固定部材と、
を備えるセンサであって、
前記絶縁コンタクト部材は、前記金属端子部材との当接面に形成された係合用孔部を備えており、
前記金属端子部材は、前記絶縁コンタクト部材に向けて突出すると共に、前記係合用孔部の内側に配置される係合用突出部を備えており、
前記係合用突出部は、前記係合用孔部の内面に対して付勢力を生じるように弾性変形した状態で当該係合用孔部に弾性保持されていること、
を特徴とするセンサ。
A plate-like shape extending in the axial direction, a detection element in which the front end side is directed to the measurement object and the electrode terminal portion is formed on the rear end side;
A metal terminal member that is electrically connected to the electrode terminal portion of the detection element to form a current path;
2 formed of an insulating material and disposed so as to sandwich the rear end side of the detection element on which the electrode terminal portion is formed and the metal terminal member, and at least a part of the metal terminal member abuts against itself 2 Two insulated contact members;
A clamping and fixing member that holds the two insulating contact members;
A sensor comprising:
The insulating contact member includes an engagement hole formed on a contact surface with the metal terminal member,
The metal terminal member protrudes toward the insulating contact member and includes an engagement protrusion disposed inside the engagement hole,
The engagement protrusion is elastically held in the engagement hole in a state of being elastically deformed so as to generate a biasing force against the inner surface of the engagement hole;
Sensor characterized by.
前記係合用突出部は、突出方向に平行な面における断面形状が略U字形に形成されており、当該略U字形の頂点部分が弾性変形することにより、前記係合用孔部の内面に対して付勢力を生じること、
を特徴とする請求項1に記載のセンサ。
The engaging protrusion has a substantially U-shaped cross-section in a plane parallel to the protruding direction, and the substantially U-shaped apex portion is elastically deformed, so that the engaging protrusion protrudes from the inner surface of the engaging hole. Creating a biasing force,
The sensor according to claim 1.
前記係合用突出部は、前記絶縁コンタクト部材に向けて突出する複数の延設部を備えており、前記延設部が弾性変形して前記複数の延設部どうしの間隔寸法が変化することにより、前記係合用孔部の内面に対する付勢力を生じること、
を特徴とする請求項1に記載のセンサ。
The engaging protrusion includes a plurality of extending portions that protrude toward the insulating contact member, and the extension portion is elastically deformed to change a distance between the extending portions. Generating an urging force against the inner surface of the engaging hole,
The sensor according to claim 1.
前記金属端子部材は、
軸線方向に延びる長尺形状のフレーム本体部と、
該フレーム本体部の先端から延びると共に、自身の少なくとも一部が前記フレーム本体部と前記検出素子との間に配置されるように軸線方向に延び、前記検出素子の前記電極端子部に当接する素子当接部と、を備えており、
前記素子当接部のうち、前記フレーム本体部の先端に連結されると共に径方向内側に屈曲して方向変換する連結側端部の少なくとも一部は、外力が印加されることで弾性変形するよう構成されており、
前記金属端子部材は、自身の自由状態において、前記素子当接部のうち軸線方向後端側に位置する開放側端部が前記フレーム本体部に当接せず、
前記検出素子と前記絶縁コンタクト部材との間に挟持されて前記連結側端部が弾性変形した場合には、前記素子当接部のうち前記開放側端部が前記フレーム本体部に当接する状態となること、
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のセンサ。
The metal terminal member is
An elongated frame main body extending in the axial direction;
An element that extends from the front end of the frame main body and extends in the axial direction so that at least a part of the frame main body is disposed between the frame main body and the detection element, and is in contact with the electrode terminal portion of the detection element A contact portion, and
Of the element abutting portions, at least a part of the connecting side end portion that is connected to the tip of the frame main body portion and bends inward in the radial direction to change the direction is elastically deformed by applying an external force. Configured,
In the free state of the metal terminal member, the open side end located on the rear end side in the axial direction of the element contact part does not contact the frame body part,
A state where the open side end of the element abutting portion abuts on the frame main body when the connecting side end is elastically deformed by being sandwiched between the detecting element and the insulating contact member; To become a,
The sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記絶縁コンタクト部材は、
前記検出素子の表面のうち前記電極端子部が形成される板面に対向する素子挟持部と、
前記検出素子の表面のうち前記板面の側方に位置する側面に対向する素子ガイド部と、を備えること、
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のセンサ。
The insulating contact member is
An element clamping part facing the plate surface on which the electrode terminal part is formed, of the surface of the detection element;
An element guide portion facing a side surface located on a side of the plate surface of the surface of the detection element,
The sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記素子ガイド部は、1つの前記絶縁コンタクト部材に1個備えられており、
2つの前記絶縁コンタクト部材が前記検出素子を挟み込むよう配置されることにより、2つの前記素子ガイド部が前記検出素子を側面から挟み込むように配置されること、
を特徴とする請求項5に記載のセンサ。
One of the element guide portions is provided in one of the insulating contact members,
The two insulating contact members are arranged so as to sandwich the detection element, so that the two element guide portions are arranged so as to sandwich the detection element from the side surface;
The sensor according to claim 5.
前記絶縁コンタクト部材の先端側に配置されて前記検出素子を支持する絶縁スリーブが備えられ、
前記絶縁スリーブは、後端面に前記金属端子部材の先端部分を配置するための端子配置部を備えること、
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のセンサ。
An insulating sleeve that is disposed on the distal end side of the insulating contact member and supports the detection element;
The insulating sleeve includes a terminal arrangement portion for arranging a tip portion of the metal terminal member on a rear end surface;
The sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein:
前記絶縁コンタクト部材は、外周側面から径方向外向きに突出する鍔部を備えており、
前記挟持固定部材は、前記鍔部に当接すること、
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載のセンサ。
The insulating contact member includes a flange that protrudes radially outward from the outer peripheral side surface,
The clamping member is in contact with the flange,
The sensor according to claim 1, wherein:
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