JP2011257198A - センサ - Google Patents

Abstract

【課題】センサを構成する筒状体内配置されたゴム状弾性体からなるシール部材を、外周面から縮径状に圧縮変形して、その内部の挿通孔内を通されたリード線のシールが保持されてなるセンサで、そのシール性の寿命を延ばす。
【解決手段】シール部材１２１のリード線挿通孔１２５の横断面形状を、自由状態で、シール部材の半径方向が短軸となる楕円形状とした。その横断面形状が自由状態で円断面である従来技術では、シール部材が圧縮されると、その半径方向に直交する方向が相対的に短軸となる方に大きく変形するため、リード線の樹脂被覆層は、その短軸方向に強く圧縮されるためにシール性が早く低下した。本発明では、自由状態では直交方向を長軸とする楕円としたため、圧縮後の挿通孔を円に近づけるように変形させることで、リード線の樹脂被覆層が直交方向に強く圧縮されるのを防げるため、シール性を延命できる。
【選択図】 図４

Description

本発明はセンサに関し、詳しくは、例えば内燃機関（エンジン）から排出される排気ガス中の特定ガス成分の濃度を検出するための酸素センサやＮＯｘセンサ、ＨＣセンサ等のガスセンサ、或いは排気ガスの温度を検出するための温度センサ等のセンサに関し、特に、高温環境下（雰囲気下）で使用されるセンサに関する。

例えば、ガスセンサとしては特定ガス成分の濃度に応じて電気的特性が変化するセンサ素子を備えたものがある。このようなガスセンサ（以下、センサとも言う）は、酸素イオン導電性を有する固体電解質よりなるセンサ素子（以下、単に素子ともいう）と、この素子を包囲して保持するように形成された筒状又は環状をなす主体金具（金具本体）と、素子の後端に形成された電極に接続された端子金具と、この端子金具に接続されて後方から外部に引き出される電気信号取り出し用のリード線（電線）と、これら端子金具等を包囲して保護するために主体金具の後端から後方に延びるように設けられた円筒状の筒状体等から構成されている（特許文献１）。なお、本願において、主体金具や素子、或いはシール部材等の部品、あるいはそれらの部分について、先端とは、特許文献１の図１におけるそれらの下端をいい、後端とはその逆の端をいう。

このようなセンサは、その後端のリード線の引出し部におけるシール性（気密性、液密性）を保持するため、筒状体の後端寄り部位の内側にゴム状弾性体からなるシール部材が配置され、リード線は径方向に圧縮されたこのシール部材中を通されて外部に引き出される。すなわち、筒状体の後端寄り部位を全周にわたり半径方向に縮径状に加締めることで、シール部材を縮径状に圧縮し、その弾性変形を利用してシール部材に貫通形成されたリード線挿通孔（以下、単に挿通孔ともいう）に通されたリード線を締め付け、これにより、筒状体の後端におけるシール性を保持している。以下、本願において単に「シール」というときは、シール部材のリード線挿通孔の内周面とそこに通されているリード線の外周面（絶縁表皮材をなす樹脂被覆層）との間におけるシールを意味するものとする。

このようなセンサのリード線引き出し部においてシールを構成するシール部材は、通常、筒状体の後端寄り部位内に配置される。このシール部材の基本形状は、自由状態（圧縮される前）においては、横断面が円形（後端から見た形状が円形）をなす円柱状のものとされるのが普通である。図７は、このシール部材１２１をを示した斜視図であり、このシール部材１２１に形成されるリード線挿通孔１２５は、そこに通される各リード線が、シール部材中で均等に締め付けられるべきであることから、図８に示したように、シール部材１２１の端面（円）と同心の１円（周）Ｅ上に、例えば、等角度間隔で４箇所、配置、形成され、その挿通孔１２５の形状（横断面）はリード線（断面）に合わせて円形とされていた。また、各リード線挿通孔１２５の大きさ（直径）は通されるリード線の外径と略同じとされるのが普通である。すなわち、従来のセンサでは、このようなシール部材のこの円形の各挿通孔に各リード線を通して、上記のようにして筒状体の後端寄り部位を縮径状に加締めることで、シール部材をその外周面から半径方向に圧縮し、それによって、リード線引き出し部におけるシールを保持していた。

ところで、上記したようなガスセンサは、３００℃〜６００℃といった高温環境下（雰囲気下）で使用される。このため、シール部材には耐熱性に優れるゴム、例えば、フッ素ゴム製のものが使用される。また、リード線もその樹脂被覆層には耐熱性に優れるＰＴＦＥ等の樹脂が使用される。しかしながら、シールの保持が、シール部材の圧縮変形によるものであることから、経年によるそれらの弾性の劣化ないし低下はさけられず、シール性が低下する。とくに、このようなセンサを構成するシール部材は、単に圧縮されているだけでなく、高温環境下に長時間おかれることになることから弾性が低下しやすく、したがって、比較的早期にシール性が低下する。

特開２０００−２８５７１号公報

こうした中、本願発明者は、そのシール性が早期に低下する原因等について、各種の検討をしてきた結果、次のことを知るに至った。それは以下のようである。従来のリード線が通されるシール部材１２１におけるリード線挿通孔１２５は、自由状態において円形のものであり、シールは次のようにして保持される。すなわち、図９−Ａに示したように、自由状態のシール部材１２１の挿通孔にリード線１１１を通す。次に、筒状体７１を全周にわたり半径方向に縮径するように圧縮する。すると、図９−Ｂに示したように、シール部材１２１は半径方向に圧縮される。これにより、そこに通されているリード線１１１がリード線挿通孔の内周面にて締付けられ、シールが保持される。ところが、このような圧縮状態では、各リード線１１１がその周方向（外周面）において受ける圧縮力は、意外にも、シール部材１２１の半径方向（図９の破線矢印Ｓ方向）の圧縮力Ｓより、これに直交する方向（図９−Ｂの矢印Ｔ方向。以下、単に直交方向という）の圧縮力Ｔの方が相対的に大きく作用する。すなわち、リード線１１１は、シール部材１２１の外周面からその中心に向かって半径方向（加締め方向。破線矢印Ｓ方向）に強い圧縮力を受けているわけではなく、それと直交方向（矢印Ｔ方向）に強い圧縮力を受けているのである。

このことは、このような圧縮状態のシール構造が高温環境下でに長時間おかれると、図１０に示したように、リード線挿通孔及びここに通されているリード線１１１が、シール部材１２１の半径方向（図１０の破線矢印Ｓ方向）に長軸を有する楕円形状に変形することから判明している。明確な理由は不明であるが、このような圧縮状態のシール構造が高温環境下に長時間おかれると、シール部材１２１はその弾性が大きく低下する。一方、このようになっても、圧縮力についてみると、Ｔ＞Ｓの関係は保持されるが、ともにその圧縮力は大きく低下する。他方、リード線１１１は、芯線１１３が多数の金属細線の束であり、これを包囲するようにその外側を絶縁用の樹脂被覆層１１５が覆う構造を呈しているため、本来、変形し難いのであるが、その樹脂被覆層１１５は、高温、高圧環境下に長時間さらされることで軟化し変形しやすくなる（クリープ現象）。こうしたことから、高温環境下でに長時間おかれると、図１０に示したように、リード線１１１は、シール部材１２１の半径方向（破線矢印Ｓ方向）に長軸を有する楕円形状に変形する、と考えられる。このことは、シール部材を、そのリード線挿通孔に何も通すことなく、それを縮径状に圧縮した場合にも、図１０に示したのと同様、リード線挿通孔がシール部材の半径方向に長軸を有する楕円形状に明確に変形することからも確認される。

従来のリード線引き出し部におけるシール構造では、各リード線１１１に、シール部材１２１の半径方向（（図１０の破線矢印Ｓ方向。）よりも、これに直交する方向（図９、図１０の矢印Ｔ方向。直交方向）に強い圧縮力がかかっており、この圧縮力、Ｔ＞Ｓの関係は、このような圧縮状態のシール構造が高温環境下に長時間おかれた後も同様に続く。すなわち、各リード線挿通孔の内周面部位、及びここに通されている各リード線の外周面部位には、その内、外周面に、周方向において均一ではなく、シール部材の半径方向に直交する方向（矢印Ｔ方向）に、部分的ないし局所的に強い圧縮力がかかっているのである。したがって、シール部材においては、その１つの挿通孔、及びそこに通されたリード線についてみると、その内周面のうち、矢印Ｔ方向に強く圧縮される部分が局所的に早く劣化する。このように、ゴム製のシール部材におけるその挿通孔の内周面における圧縮応力が作用する、矢印Ｔ方向に対応する部位が局所的に早期に劣化するため、従来のシール構造では、シール部材全体としてのシール性能が早期に低下している考えられる。

本発明は、上記した知見に基づいてなされたもので、その目的は、上記のようなリード線引き出し部におけるシール構造を有するセンサにおいて、そのシール性の耐久性を高めることにある。

前記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、センサ素子を内側に保持した主体金具と、この主体金具に取付けられた筒状体と、この筒状体内に配置されたゴム状弾性体からなるシール部材であって自身の中心ではなく外周面寄り部位に偏在して先後に貫通するように形成されたリード線挿通孔を備えたシール部材と、該リード線挿通孔を通されて後方に引き出された樹脂被覆層を有する横断面円形のリード線と、を含んでおり、
前記筒状体が縮径状に加締められることで、前記シール部材が外周面から縮径状に圧縮変形されて、前記リード線挿通孔の内周面と前記リード線の外周面との間のシールが保持されたシール構造を有するセンサにおいて、
前記シール部材は、そのリード線挿通孔の横断面形状が、自由状態において、該シール部材の半径方向と略同方向が短軸となる楕円形状とされていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記短軸の長さが、前記シール部材の自由状態において、前記リード線の外径より小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサである。請求項３に記載の発明は、前記シール部材は自由状態においてその横断面が円形断面を有しており、その円と同心円上に前記リード線挿通孔がその中心をおき、かつ周方向に角度間隔をおいて複数、設けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のセンサである。

請求項４に記載の発明は、前記角度間隔が等角度間隔である請求項３に記載のセンサである。請求項５に記載の発明は、前記センサが、エンジン用のガスセンサであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサである。

上記したように、従来のリード線引き出し部におけるシール構造のように、リード線挿通孔が円形で、それが中心から偏在して設けられており、そこにリード線が挿通されているシール部材が縮径状に圧縮される場合には、その挿通孔は、シール部材が縮径される半径方向よりも、それと直交する方向（直交方向）に潰されるように変形する。すなわち、半径方向に長軸を有する楕円形状に変形する。

これに対して、本発明では、そのリード線挿通孔は、そのシール部材が縮径される前の自由状態では、シール部材の半径方向と略同方向（以下、シール部材の半径方向ともいう）に短軸を有する楕円形状を有しており、したがって、その半径方向と直交する方向に長軸を有していたものである。このため、例えば、この短軸より外径が大きく、リード線挿通孔の内周面の周長と同程度の横断面の外周長を有するようなリード線をそのリード線挿通孔に通したとき、その段階（シール部材が縮径される前）では、そのリード線はシール部材の半径方向（変形前の短軸方向）の方が、直交方向よりも、リード線挿通孔内においてゴムの弾性で強い圧縮を受けているが、その段階のリード線の横断面は略円のままである。

一方、その後、センサとして組立てられる段階で、シール部材が筒状体内に配置されて、その筒状体が縮径されるように加締められるときには、リード線挿通孔は、シール部材の半径方向よりもその直交方向が大きく潰されるように変形するから、その横断面形状は自由状態における楕円形に比べると円形に近づく。すなわち、筒状体の加締めに従い、直交方向に長軸があった楕円形から、加締め工程においてその長軸の径（長径）を小さくして、その挿通孔の横断面形状を円形に近づかせることができるから、挿通孔が加締め前において円形であった従来のシール部材を用いたシール構造に比べると、加締め後における前記直交方向においてリード線を局所的に圧縮する力を低減できる。すなわち、従来に比べると、リード線を締付ける力を、挿通孔内においてその周方向において平均化させることができるから、シール性の耐久性を高めることができ、センサの長寿命化を図ることができる。したがって、高温環境下におかれて使用されるセンサであるエンジン用のガスセンサに好適のシール構造をなすことができる。

本発明では、加締め後において、リード線の外周面を平均的に圧縮するように、これが通されている挿通孔が加締め後に円断面に近い形に変形されるように、自由状態における挿通孔の楕円の楕円率（楕円の短径（短軸の長さ）と長径（長軸の長さ）の比）等を設定するとよい。これは、シール部材やリード線の絶縁被覆層の弾性係数、硬度ないし柔軟性、さらには、シール部材の圧縮代等を考慮して設定すればよい。なお、本願において、楕円や円は、数学又は図学上のその図形を意味するものではなく、工業製品として具体化される場合の円、楕円を意味する。

なお、本発明のセンサでは 前記シール部材は自由状態においてその横断面が円形断面を有しており、その円と同心円上に、前記リード線挿通孔がその中心をおいてその周方向に角度間隔をおいて複数、設けられるのが普通であるが、これに限定されるものではない。すなわち、そのシール部材は、自身の中心ではなく外周面寄り部位に偏在して先後に貫通するように形成されたリード線挿通孔を備えたものであればよい。

本発明を具体化したセンサの縦断面図、及びそのシール部材を含む要部の拡大図。 シール部材の自由状態における拡大縦半断面図。 図３の平面図。 Ａは、自由状態のシール部材のリード線挿通状態にリード線を通したときの拡大平面図、Ｂは、筒状体の小径筒部を加締めることで、シール部材を縮径状に圧縮した状態の図。 センサを組立てる工程の説明図。 センサを組立てる工程中、筒状体を加締める前の縦断面図も及び要部の拡大図。 従来のセンサにおけるリード線の引き出し部に使用されるシール部材の斜視図。 図７の平面図。 Ａは、図７のシール部材におけるリード線挿通孔にリード線を挿通し、そのシール部材をセンサをなす筒状体内に配置した状態の説明用拡大平面図、Ｂは、筒状体を縮径状に加締めてシール部材を半径方向に縮径して圧縮した状態の説明図。 筒状体を縮径状に加締めてシール部材を半径方向に縮径して圧縮した後における挿通孔及びリード線の変形を説明する図。

本発明を具体化したセンサの実施の形態例について、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。本発明の要部は、実質的にセンサにおけるリード線の引き出し部のシール構造に関するものであるが、まず、そのセンサの全体構成から説明する。図中、１０１は、本形態例のセンサ（ガスセンサ）であり、このものは、酸素イオン導電性を有する固体電解質よりなる有底筒状のセンサ素子（素子）２１と、このセンサ素子２１を包囲して保持するように形成された筒状又は環状をなす主体金具（金具本体）１１等から形成されている。素子２１は主体金具１１の内側に、円環状をなす電気的な絶縁部材５２，５４やシール部材５３を介して配置、固定され、その先端部分２３を主体金具１１の先端より突出させて検出対象をなすガスに晒されるように設けられている。ただし、この素子２１の先端部分２３には、これを覆って保護するため、有底キャップ形状をなすプロテクタ４１が被せられており、主体金具１１の先端寄り部位において縮径円筒状に形成された円筒部１６に、その開口側を外嵌めして溶接により取り付けられている。

主体金具１１は、センサ１０１をエンジンの排気系部位にねじ込み方式で取付けるための取付けネジ１４を、プロテクタ４１を取付けている円筒部１６の後方（図１上方）の外周面に備えている。そして、取付けネジ１４より後方（図１上方）であって、主体金具１１の後方（図示上方）には、内部保護用の金属製の筒状体（外筒）６０が、主体金具１１と同心配置で取り付けられており、主体金具１１の後端から突出するセンサ素子２１の後端寄り部位等を保護している。ただし、この筒状体６０は、本形態では２部品から構成されており、そのうち、先端側に位置する第１筒状体６１における先端の外向き突出状に形成された円環フランジ６３を、主体金具１１内の後端側に配置された円環状の絶縁部材５４の後方に配置された環状板バネ５６に当接している。そして、シールリング５７を介して、主体金具１１の後端寄り部位の加締め用円筒部１８の端部を内側に曲げ、かつ先端側に圧縮する形で、主体金具１１の後端に第１筒状体６１を同心状にして固定している。また、この第１筒状体６１の後端寄り部位には、第２筒状体７１が同軸状に外嵌され、縮径状に加締められて固定されている。ただし、この第１筒状体６１の後端寄り部位は、若干他より径が小さい小径部６５とされている。

そして、この第１筒状体（外筒）６１の内側には、素子２１の先端寄り部位２３の内、外面に形成された電極（図示せず）に連なって形成されている電極端子（図示せず）に接続された各端子金具８１，８５が、後方（図１の上方）に向けて延びる形で、円柱状をなす絶縁部材（セパレータ）９１内に配置されている。この絶縁部材９１は、その後端側外周に突出状に形成されたフランジ９３を、第１筒状体（外筒）６１の後端に、パッキン９５を介して係止させて配置されている。そして、絶縁部材９１は、内部に先後に貫通する端子金具等の収容空間を有しており、この収容空間内に、各端子金具８１，８５のうち、後方に延びる中継部とこれに連なる圧着部８３、８７が配置されている。そして、この各圧着部８３、８７には、電気信号取り出し用のリード線（一対）１１１の先端（芯線）部分が圧着されており、リード線１１１が第２筒状体７１の後端から外部に引出されている。ただし、リード線１１１は、内部の芯線１１３を被覆する樹脂被覆層１１５を有する横断面円形のものであり、第２筒状体７１の後端の小径筒部７３内において、その小径筒部７３の後端寄り部位を全周にわたって縮径状に加締めることで、本発明の要部をなすシール部材１２１中を先後に通されて外部に引き出されている。なお、シール部材１２１は、セパレータ９１の後端（フランジ９３の後端）に接して配置されていると共に径方向に圧縮された縦断面凸形の円柱状とされている。このシール部材１２１及びその内部を通されているリード線１１１の詳細については後述する。

また、本形態では、第１筒状体６１と、第２筒状体７１が重なる部位において、上記もしたように、第２筒状体７１をその外周面から圧縮して加締めることで、一体的に固定されているが、第１筒状体６１と、第２筒状体７１の重なる部位には、それぞれ外部の基準ガス取入れ用の通気孔６７，７７が設けられていると共に、両筒の間には筒状のフィルタ７９が配置されている。また、本形態のセンサ１０１では、素子２１の内側には棒状の電気ヒータ３０が配置されており、これへの電流印加用のリード線（一対）１１１も、上記した電気信号取り出し用のリード線１１１と同様にして、シール部材１２１内を通されて第２筒状体７１の後端から外部に引出されている。

さて、本形態のセンサ１０１では、上記もしたように、第２筒状体７１の後端の小径筒部７３内には、円柱状をなすシール部材１２１が配置されており、このシール部材１２１に先後に貫通して設けられたリード線挿通孔１２５内に、上記した各リード線（４本）１１１が通されて、その後端面１２７から外部に引き出されている。ただし、本例では、シール部材１２１は、その小径筒部７３の特に後端寄り部位を周方向にわたり縮径状に圧縮して加締めることで径方向に圧縮されている。それにより、小径筒部７３の内周面とシール部材１２１の外周面１２２との間のシールが保持されていると共に、リード線挿通孔１２５の内周面がリード線１１１の外周面（樹脂被覆層１１５の表面）を締付けるように圧縮して、その間のシールが保持されている。

なお、このようなシール部材１２１は、本例では、耐熱性の高い合成ゴム製（例えば、フッ素系ゴムで、硬度：５０〜９０）で、センサとして組み付けられる前、すなわち、圧縮されていない自由状態では、円柱状をなしている。ただし、本形態では、その先端面１２３の外周に同心で円環状をなすフランジ１２４を備えたものとされており、この円環状をなすフランジ１２４は、小径筒部７３を縮径状に圧縮する際に、第２筒状体７１におけるその小径筒部７３と、相対的に大径をなす主筒部との境界に位置する円環板部７５を、先端側に押すことで、この円環板部７５とセパレータ９１の後端のフランジ９３との間で挟み込まれて、その間のシールを保持するよう形成されている。

さて次に、シール部材１２１及びそのシール構造についてさらに詳述する。このシール部材１２１は図２に示したように、センサとして組み付けられる前（自由状態）にあるときは、上記もしたように、先端面（図２下面）１２３の外周に同心で円環状をなすフランジ１２４を備えた円柱状をなしている。そして、これを軸線方向（端面）からみたときは、図３に示したように、その円と同心の１円Ｅ周上であって、中心（軸線）回りに等角度間隔で４箇所、先後に貫通するリード線挿通孔１２５を備えている。ただし、このリード線挿通孔１２５の横断面形状は、いずれも同じ大きさで図３に示したように、シール部材１２１を後端面（図２上面）１２７から見たとき、その円Ｅにおける半径方向を短軸Ｇ１とする楕円をなしている。

また、リード線挿通孔１２５は、その短径が自由状態で、そこに通される樹脂被覆層１１５付きのリード線１１１の外径（樹脂被覆層１１５を含む断面円形のリード線１１１における外径。以下、単に外径）より、若干、小さく、そして、長径がリード線１１１の外径より、若干、大きく、しかも、内周面の周長がリード線１１１の外周の長さと略同一となるように設定されている。一方、リード線１１１は、シール部材１２１をなすゴムに比べると、樹脂被覆層１１５含め、内部は芯線１１３であるから、その横断面は変形し難い構成を有している。これにより、シール部材１２１におけるこのリード線挿通孔１２５にリード線１１１を通したときは、図４−Ａに示したように、リード線挿通孔１２５は、その短軸方向の内径（短径）が、図３における自由状態におけるそれより、リード線１１１の外径によって押し広げられるように変形し、長径は逆に小さくなるように変形する。すなわち、本形態では、リード線１１１をリード線挿通孔１２５に通した段階では、リード線１１１はシール部材より変形し難いから、殆ど変形しない。これにより、リード線挿通孔１２５は、その内周面がリード線１１１の外周面のうち、短径側がなじんで、長径側は微小空隙を有するように変形する（図４−Ａ参照）。

上記したように自由状態にあるシール部材１２１のリード線挿通孔１２５にリード線１１１を通した段階（筒状体７１の小径筒部７３を縮径状に加締める前）では、そのリード線１１１は、シール部材１２１の半径方向、すなわち、リード線挿通孔１２５の短軸Ｇ１方向に圧縮されているが、その長軸Ｇ２方向には圧縮されていない。しかして、センサの組み立て工程では、このようにリード線１１１をリード線挿通孔１２５に通したシール部材１２１は、上記のように第２筒状体７１の後端の小径筒部７３内に配置されて、図４−Ｂに示したように、その外周面１２２を縮径状態に加締める。こうすることで、リード線挿通孔１２５の内周面が、リード線１１１の外周面を締め付け、これによりその間のシール性が保持される。このとき、シール部材１２１におけるリード線挿通孔１２５は、自由状態における短軸方向（図４−Ｂの破線矢印Ｓ方向）より、長軸方向（矢印Ｔ方向）が小さくなるように変形するから、リード線挿通孔１２５は図４−Ｂに示したように、リード線１１１の横断面である円に近づいている。

このように、本形態のセンサ１０１では、その後端の小径筒部７３が加締められて縮径され、リード線１１１が挿通されていたシール部材１２１が外周面１２２から縮径されると、リード線挿通孔１２５は横断面が直交方向を長軸とする楕円から円に近い形に変形する。すなわち、従来のように挿通孔が自由状態のときに円断面であるシール部材を使用した場合には、シール部材を半径方向に縮径することで、リード線挿通孔１２５内のリード線の外周面（樹脂被覆層）には、シール部材の半径方向に直交する方向（図９−Ｂの矢印Ｔ方向）に相対的に強い圧縮力Ｔを受ける。これに対して、本形態では、リード線挿通孔１２５は、自由状態においてシール部材１２１の半径方向に直交する方向（図中矢印Ｔ方向）に長軸を有する楕円形とされていたことから、縮径過程で矢印Ｔ方向に大きく変形して円に近づく。このため、そのような変形過程を経る分、リード線１１１の外周面が直交方向（図中矢印Ｔ方向）に潰されるように受ける力（圧縮力）Ｔを小さくできる。

前記したように本形態のセンサ１０１では、上記のように第２筒状体７１の小径筒部７３が縮径状に加締められて、シール部材１２１が縮径された状態において、そのリード線挿通孔１２５の内周面が、リード線１１１の外周面に及ぼす力のうち、直交方向（矢印Ｔ方向）に作用する力Ｔを従来より小さくできる。すなわち、従来よりも、リード線挿通孔１２５の内周面がリード線を締付ける力を、直交方向（矢印Ｔ方向）に作用する力Ｔと、半径方向（図中破線矢印Ｓ方向）に作用する力Ｓとの均等化が図られている。したがって、その内周面における周方向の、ゴムの局所的な弾性の劣化の防止が図られるため、シール部材１２１の部分的な劣化防止が図られる。かくして、このような圧縮状態にあるシール構造が高温環境下に長時間おかれて、シール部材１２１におけるリード線挿通孔１２５の内周面がリード線１１１の外周面に及ぼす力、Ｔ，Ｓがともに低下したとしても、両者の差はもともと小さいため、リード線挿通孔１２５の横断面形状を、圧縮状態当初の円から大きく変形することがない。これにより、シール性能の延命化が図られる。

なお、本形態のセンサ１０１は、次のようにしてその組み立てが行われる。すなわち、リード線１１１の先端寄り部位を自由状態にあるシール部材１２１のリード線挿通孔１２５内を通しておき、そのリード線１１１の先端をセパレータ９１の先端から引き出しておく。そして、各リード線１１１の先端を、端子金具８１，８５やヒータ３０の端子に接続する。その後、シール部材１２１に対し、リード線１１１を後方（外部側）に引き戻す。そして、シール部材１２１の後方に配置されている第２筒状体７１をこれらに被せておくなど図５の右図に示したように、必要部品を組付けたリード線側仕掛かり体として組み立てておく。

他方、別途、図５の左図に示したように、主体金具１１内に上記のようにしてセンサ素子２１を保持、固定し、その後、第１筒状体６１等を主体金具１１の後端側に固定してなる素子側仕掛かり体を組立てておく。そして、この素子側仕掛かり体に対し、ヒータ３０や端子金具８１，８５が位置決めされるようにし、図５の右図に示したリード線側仕掛かり体を、その第２筒状体７１が第１筒状体６１にその後方から被せるようにして組付ける。こうして、図６に示した加締め工程前のセンサ組立て仕掛品１００を得、第２筒状体７１を第１筒状体６１の外周面に対して固定するための縮径状に加締め加工を行う。そして、第２筒状体７１の後端（図６上端）の小径筒部７３を加締めて縮径し、内側のシール部材１２１をその外周面から縮径状に圧縮する。こうすることで、図１に示したセンサ１０１が得られる。

以上説明したことから理解されるが、本発明では、そのシール部材のリード線挿通孔は、その内周面においてリード線を均等に圧縮するように、シール部材がその外周面側から半径方向に縮径されたときに、円に近づくようにその楕円形の楕円率を設定するとよい。これは、シール部材の半径方向の圧縮代（変形量）、シール部材とリード線及びその絶縁被膜層の変形容易性等に基づいて設定すればよい。したがって、ゴム等の弾性や硬度に基づいて、或いは、シール部材の外径やリード線挿通孔の大きさ、配置、数等に基づいて設計すればよい。

本発明は、上記したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない限りにおいて適宜に変更して具体化できる。上記例では、シール部材が自由状態で円柱状（径違い円柱状）のものにおいて、リード線挿通孔は、その横断面（円形断面）と同心の１円周上において等角度間隔で配置されているものとして具体化したが、本発明を構成するシール部材は、これに限定されるものではない。すなわち、シール部材は多角形柱状のものであってもよいし、リード線挿通孔はそのように１円周上になくとも、その中心（軸線）よりも外周面寄り部位に偏在して配置されていればよい。また、等角度間隔で配置されているものでなくともよい。さらに、上記例では、センサが、エンジン用のガスセンサガスセンサで具体化したが、温度センサにおけるリード線の引き出し構造におけるシール保持のためにも適用できることは明らかであり、本発明は広くセンサに適用できる。

１１ 主体金具
２１ センサ素子
７１ 筒状体（第２筒状体）
１０１ センサ
１１１ リード線
１１５ 樹脂被覆層
１２１ シール部材
１２２ シール部材の外周面
１２５ リード線挿通孔
Ｇ１ 短軸

Claims (5)

1. センサ素子を内側に保持した主体金具と、この主体金具に取付けられた筒状体と、この筒状体内に配置されたゴム状弾性体からなるシール部材であって自身の中心ではなく外周面寄り部位に偏在して先後に貫通するように形成されたリード線挿通孔を備えたシール部材と、該リード線挿通孔を通されて後方に引き出された樹脂被覆層を有する横断面円形のリード線と、を含んでおり、
   前記筒状体が縮径状に加締められることで、前記シール部材が外周面から縮径状に圧縮変形されて、前記リード線挿通孔の内周面と前記リード線の外周面との間のシールが保持されたシール構造を有するセンサにおいて、
   前記シール部材は、そのリード線挿通孔の横断面形状が、自由状態において、該シール部材の半径方向と略同方向が短軸となる楕円形状とされていることを特徴とするセンサ。
2. 前記短軸の長さが、前記シール部材の自由状態において、前記リード線の外径より小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
3. 前記シール部材は自由状態においてその横断面が円形断面を有しており、その円と同心円上に前記リード線挿通孔がその中心をおき、かつ周方向に角度間隔をおいて複数、設けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のセンサ。
4. 前記角度間隔が等角度間隔である請求項３に記載のセンサ。
5. 前記センサが、エンジン用のガスセンサであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサ。

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