JP2012141180A - センサ - Google Patents

Abstract

【目的】センサの組み立てにおいて、素子の電極端子が端子金具と擦れてキズが付いたり、素子の折損を生じさせない、簡易な組立て方が得られる構造を得る。
【解決手段】センサ素子２１をその両表面側からそれぞれ端子金具５１を介して挟むように配置された２つの絶縁部材７１、７１が、それ自身を包囲するように筒状体８１内で、バネ性を有する環状の挟み付け部材９１にて挟み付けられることで、電気的接続が保持されるもので、筒状体８１の部位８２が縮径状に加締められることによって挟み付け部材９１が変形して、両絶縁部材７１を外側から挟み付け、端子金具５１がセンサ素子２１の電極端子２５に押付けられて電気的接続が保持されるものとした。センサの組み立ての最終段階で、素子２１の圧入でなく、筒状体８１の部位８２の加締めにより、端子金具５１が素子２１の電極２５に電気的に接続される構造が得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排気ガスなどの被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するための酸素センサやＮＯｘセンサ、ＨＣセンサといったガスセンサ、或いは被測定ガスの温度を検出するための温度センサなどのように、測定対象検出用のセンサ素子を備えてなるセンサに関する。

従来より、ガスセンサ素子、或いは温度センサの感温素子のように、軸線方向に延びる長寸の板状或いは棒状をなす各種のセンサ素子（以下、単に素子ともいう）を用いた各種のセンサがある。このようなセンサ（例えば酸素センサ）は、例えばエンジンの排気ガス管に取付けられるネジ部を備えて筒状に形成された金具本体（主体金具）の内部に、センサ素子を、その先端側に形成された検出部を金具本体の先端から突出させ、後端寄り部位を同金具本体の後端側から突出させるようにして固定し、これを金具本体の後方に同軸状で固定された筒状体（金属製カバー）内に配置している構造を有している。このようなセンサでは、通常、その素子の後端寄り部位の対向する両表面（両側面）に、検出出力の取り出し用の電極端子や、素子に形成されたヒーターへの通電用などの電極端子を含めた複数の電極端子（以下、単に電極とも言う）を、例えば、素子の幅方向（横方向）に絶縁間隔をおいて備えている。そして、これらの各電極端子と、筒状体の後方からセンサの外部に引き出されるリード線との電気的な接続は、従来は次のような構成とされていた。

例えば、金具本体の後方の筒状体内において、その素子の各電極端子に、各リード線の先端に接続された端子金具（金属端子又はリードフレーム）を、端子金具のバネ性を利用して押付けるようにして当接ないし圧接するようにしたものがある。具体的には、金具本体の後方に配置された筒状体内に、セラミック等の絶縁材からなり、例えば筒状に形成された端子金具保持部材（セパレータともいわれる。以下、端子保持用の絶縁部材、又は単に絶縁部材）を配置し、複数のリード線の各先端にそれぞれ接続した端子金具に形成されたバネ性を有する圧接部を、その端子保持用の絶縁部材の内側に互いに絶縁を保持して対向状に（向き合う形で）配置しておき、その対向する端子金具（バネ性を有する圧接部）の相互間に、上記したセンサ素子を、その後端側から同素子の長手方向に相対的に挿入するようにしたものである。すなわち、この挿入によって、各端子金具の圧接部を外向きに変形（弾性変形で圧縮）させ、同素子の表面（単に面ともいう）に形成された各電極端子に押付けるようにしたものである（特許文献１（図１）参照）。

すなわち、このような端子接続構造においては、その組立て過程で、素子を、その後端（基端）側から、絶縁部材内で対向するように組み付けられていた端子金具の圧接部（以下、単に端子金具ともいう）相互間に圧入し、これによってその素子に形成された電極端子（メタライズ層）と圧接させて電気的導通を保持する、というものである。したがって、このものでは、その圧入時には、端子金具にて素子の電極（メタライズ層）が強く擦られる形となることから、その電極にキズが付くことになるため、電気的接合が不安定となることがあった。また、その圧入時の抵抗（圧入抵抗）により素子が折れるなどの損傷を受けることもあった。

こうした組立て上の問題を解決するため、絶縁部材を、素子の両面から挟み付けるような２つ割りのものとしておき、その各側の絶縁部材と素子の各面との間に端子金具を介在させて素子を挟み付けておき、その２つ割の両絶縁部材の外側（外面）から、これをバネで挟みつける構成のものがある（特許文献２（図１３−図１７）参照）。そして、これでは、次のようにしてその組立が行われている。まず、素子を挟み付ける前において、すなわち、２つ割の絶縁部材の対向する面に、それぞれ端子金具をセットしておき、この状態で、バネで両絶縁部材を圧縮するように外側から挟みつける。次に、この２つの絶縁部材の対向する面相互間の間隙を広げることができるような対をなすジグを、その面相互間に絶縁部材の両側から、それぞれ挿入して、そのバネに抗してジグを広げる。こうすることで、両絶縁部材間の間隙を広げ、対向する端子金具相互間の間隙を素子の厚みより大きいものに保持する。この状態の下で、その間隙に素子を挿入し、その挿入後にジグを抜き取る。こうすることで、対向する絶縁部材を挟み付けていたバネの力で、内部に配置された各端子金具を素子の電極に圧接させる、というものである。このようにして組付けてなる端子接続構造においては、その接続過程では、素子の電極が端子金具と擦りあうことはないので、その電極にキズが付くこともない。また、素子を端子金具間に圧入するものでないため、圧入抵抗により素子が折れるなど問題もない。

特開２００１−１８８０６０号公報 特開２００９−１１５７８４号公報

ところが、前記した２つ割の絶縁部材を用いた端子接続構造においては、バネで、その両絶縁部材を挟み付けて、端子金具を収容した絶縁部材組付け体とした後で、重ねられた両絶縁部材の両側から、上記したようなジグを挿入して、両絶縁部材の間隔を広げることや、ジグの抜き取りといった工程を要する。このため、その組立工程が複雑化するといった問題がある。

しかも、このような端子接続構造を得たとしても、その後、そのような仕掛かり品を組み込んだセンサの最終的な組立てに至るまでの過程において、その組立て途中の仕掛品は、さまざまなハンドリングに伴う移動工程にのせられる。また、この仕掛品は、その後、端子接続構造を包囲する筒状体と、金具本体との固定や、筒状体の後端部内に嵌合されるシール部材の固定のための加締め工程等において不可避的に大きな振動、衝撃を受ける。このため、結果として、センサの最終的な組立てに至るまでの間に、素子の電極と端子金具とが擦りあうことがある。このように、上記したようにして２つ割の絶縁部材を用いた端子接続構造を得たとしても、センサの組立て（製造）完了までの間に、電極が損傷を受けることがあるといった問題もある。

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、端子接続構造を得るのに素子を、絶縁部材内に配置された対向する端子金具相互間に圧入することによって、素子の電極が擦られることや、その圧入抵抗によって折損したりすることもなく、しかも、上記したようなジグを用いることなく、簡易な組立工程で、端子金具と素子の電極との圧接による電気的接続を確保し得る端子接続構造を有するセンサを得ることをその目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、測定対象に向けられる先端側に検出部を備え、かつ後端寄り部位の対向する両表面にそれぞれ電極端子を備えてなる板状又は棒状のセンサ素子の該後端寄り部位が筒状体内に配置され、その各電極端子に、それぞれ端子金具が押付けられることによって電気的接続が保持されてなる端子接続構造を有するセンサであって、
前記端子接続構造は、前記センサ素子をその両表面側からそれぞれ該端子金具を介して挟むように配置された２つの絶縁部材が、その両絶縁部材を包囲するように前記筒状体内においてバネ性を有する挟み付け部材にて挟み付けられる構成を有しており、
前記筒状体が縮径状に加締められることによって該挟み付け部材が変形して前記両絶縁部材を外側から挟み付け、前記端子金具が前記センサ素子の電極端子に押付けられて電気的接続が保持されてなる端子接続構造を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記挟み付け部材は前記筒状体の軸線回りに環状をなし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、前記挟み付け部材は、帯板にて形成され、その一方の板面が前記筒状体の軸線側を向くように無端環状に形成されたものであ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４に記載の発明は、前記挟み付け部材は、前記センサ素子の両表面に対向する２箇所が近接するように内向きに凸となす内向き突出部を有しており、この内向き突出部が前記両絶縁部材を外側から挟み付けるように形成されていることを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載のセンサである。請求項５に記載の発明は、前記絶縁部材の外側面に、前記内向き突出部の先端が嵌り込み可能の凹部を有していることを特徴とする請求項４に記載のセンサである。

本発明では、素子を端子金具間に圧入するものでもないため、素子の電極が絶縁部材内に配置された対向する端子金具に擦られることもないし、素子自体が圧入抵抗によって折損したりすることもない。しかも、従来のようにジグを用いて両絶縁部材間の間隔を広げるなどの工程を要することなく、センサの組立ての最終的な工程で、従来行われていた筒状体を縮径状に加締めることで、素子の電極と端子金具との電気的導通を確保できる。このため、簡易な組立工程で、その電気的接続を確保できる。すなわち、筒状体の加締め工程の前においては、素子の電極に対して端子金具を圧接しておく必要がなく、その加締め工程においてこれを圧接でき、しかも、このような加締め工程は、センサの組立ての最終工程（最終工程に近い工程）で行うことになるため、本発明のセンサによれば、その組付け過程で素子の電極が端子金具と擦れあうことを効率的に防止することができる。

前記挟み付け部材の形状は特に限定されるものではないが、請求項２に記載の本発明のように、前記筒状体の軸線回りに環状をなしているものが好ましい。また、前記挟み付け部材は、線材でも形成できるが、請求項３に記載の本発明のように、帯板にて形成され、その一方の板面が前記筒状体の軸線側を向くように無端環状に形成されたものであるのが好ましい。さらに、前記挟み付け部材は、対向する２箇所が近接するように内向きに凸となす前記内向き突出部を有しており、この内向き突出部が前記両絶縁部材を外側から挟み付けるように形成されているものとすると、両絶縁部材の挟み付けが安定して効果的に行うことができるので好ましい。すなわち、このような内向き突出部を有しているものでは、前記筒状体を周方向に均等に、例えば、８分割された金型（ダイス）で、丸加締めすることでも、両絶縁部材の挟み付けに関して、効率的に押付け力を付与できるため、加締め工程が簡易となる。

さらに、請求項５に記載の本発明では、該凹部に、加締められる前において、前記挟み付け部材の前記内向き突出部の先端が嵌り込ませることができることから、前記絶縁部材に対する該挟み付け部材の相対的な動きが規制できるため、該挟み付け部材の前記絶縁部材に対する位置決め、およびその組み付けの簡易化が図られる。

本発のセンサを具体化した実施形態例の縦断面図、及びその部分横断面図。 図１のＡ部の拡大図。 図２のＢ−Ｂ線断面図。 本例のセンサの上部の半組立体の分解斜視図。 図４のＣ部の素子を含めた拡大図。 両絶縁部材を組み合わせた説明用斜視図、及び挟み付け部材の斜視図。 図６において挟み付け部材を、組み合わせた両絶縁部材に組付けたときの斜視図。 図６において端子金具を両絶縁部材に組付けたときの平断面図。 本例のセンサの上部の半組立体と、下部の半組立体とを組付ける前の説明用縦断面図。 図９の状態から、上部の半組立体と、下部の半組立体とを組付けた後のカシメ工程前の縦断面図。 図１０のＤ−Ｄ線断面図。

本発明のセンサを具体化した実施形態例（第１実施形態例）について、図１〜図１１に基づいて詳細に説明する。ただし、本形態では、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサにおいて具体化したものであり、したがって、まずこのガスセンサ（以下、センサともいう）１０１の全体について詳細に説明する。図中、１０１は酸素センサであり、筒状をなす金具本体１１（以下、単に本体１１ともいう）の内側に、測定対象に向けられる先端側（図示下側）に検出部（図示せず）２１ａを備えた長寸で、横断面が矩形をなす板状又は棒状のセラミックを主体として形成されたセンサ素子２１が気密を保持して固定されている。金具本体１１は、その内周面が、下方が同心で小径の段付円筒状に形成されており、外周面の下端寄り部位にはエンジンの排気管への固定用のネジ１２が形成されている。このような本体１１の内側であってセンサ素子２１の外側には同素子２１を気密を保持して固定する気密保持、固定手段が充填状に設けられている。この気密保持、固定手段は、本体１１の内側の下方の段部の上に、下からアルミナから形成されたホルダ３１、シール材（本例では滑石）３２、３３が配置されている。そして、シール材３３の上には固定板３５が配置され、本体１１の後端寄り部位の、後述する筒状体８１を外嵌して固定するための円筒部１５に連設された薄肉のカシメ用円筒部１６を内側に折り曲げかつ先端側に圧縮し、内部のシール材３２、３３等を圧縮することで、素子２１を金具本体１１の内側に気密状に固定している。なおホルダ３１等の内側中央は、軸線Ｇ方向からみて横断面が素子２１の横断面に対応する矩形（長方形）穴とされ、素子２１が本体１１内において同軸状に固定されている。

なお、このように固定されている素子２１は、検出部２１ａのある先端側（図１下側）を本体１１の先端より所定量（長さ）突出させ、後端寄り部位２３を金具本体１１の後端より所定量（長さ）突出させている。なお、金具本体１１の先端から突出している素子２１の先端（検出部２１ａ）は、本形態では、その周囲を包囲するように、複数の穴の設けられた二重構造からなるプロテクタ（保護カバー）１８が本体１１の先端に固定されている。ただし、内側のプロテクタは、本体１１の先端の内側の段部に、その後端のフランジを係止するようにして配置されている。なお、本体１１の軸線Ｇ方向の中間部において外周に突出状に形成された大径部１９は、センサ１０１の排気管（図示せず）への取付けにおいて、本体１１のねじ１２をねじ込む際のねじ込み用の多角形部であり、この多角形部の下面にはシール用のガスケット２０が取着されている。

ここで、このように本体１１内に固定された素子２１について説明する。本形態に使用されている素子２１は、そのうち、本体１１の後端から突出している後端寄り部位２３には、その幅広面をなす各側部表面（以下、単に表面、又は面ともいう）２６に、２つの電極端子２５が横に並んで形成されている（図５中の２点鎖線図示、参照。なお、図５には片側部の表面２６のみ図示）。これらの電極端子２５は、検出部２１ａからの検出出力取り出し用のものと、素子２１に形成された図示しないヒーターへの電圧印加用のものであり、いずれも、素子２１の長手方向に沿って細長い矩形状を呈している。なお、この電極端子２５は、印刷されたメタライズペーストを素子２１と同時焼成により形成されてなるものである。なお、本形態のセンサ１０１は、図９に示したように、素子２１が本体１１内に固定されている下部の半組立体１００と、次に説明する、それ以外の部品からなる上部の半組立体１０２とを、後述するように製造の最終工程の直前において組み付けた後、カシメ等の所要の工程を経ることで製造される。

さて次に、上記において説明したセンサ１０１の下部の半組立体１００以外の部位、すなわち、図９において上部の半組立体１０２をなす部位に相当する部位について、図１、図２等に基づいて説明する。すなわち、センサ１０１の図示上端である筒状体８１の後端から外部にはリード線６１が、詳細には図示しないが、本形態では４本引き出されており、センサ１０１内に位置するその各先端の芯線にはカシメによって、端子金具５１がそれぞれ取り付けられている（図４、図５参照）。なお、筒状体８１は本例では、図示上端側が小径の小径筒部８３を有する異径円筒状をなし、その先端（図１下端）側が、上記したように、本体１１の後端寄り部位の円筒部１５に外嵌され、カシメや溶接で固定されている。

端子金具５１は、素子２１をなす各面２６に横に並んで形成されたそれぞれ２つの電極２５，２５に押付けられるもので、その各面２６側において存在するように配置され、それぞれ次のように形成されている。すなわち、この端子金具５１は、それぞれ、芯線にカシメによって圧着固定されるバレル部５２から図示下方は、平板材からなり、下向きに延びているが、バレル部５２の直ぐ下でクランク状に、各側のものとも若干、左右の端子金具５１が近接するように横に曲げられて軸線Ｇ側に折り曲げられ、その折り曲げ部５３から下向きに真っ直ぐに延びる直線部５５と、その直線部５５の下端において、軸線Ｇ側と反対側（外側）を向くように折り曲げられた折り曲げ片部５７を有している。そして、直線部５５の中間部位のうち、軸線Ｇ側を向く面には、上記した素子２１の電極２５にスポット的に押付けられるように突出する凸部５９を備えている（図２〜図５、図８等参照）。

このような端子金具５１は、その直線部５５における凸部５９が、素子２１の後端寄り部位の各面２６の電極端子２５に圧接される圧接部をなすように、次に説明するように配置されている。すなわち、これら４つの端子金具５１は、その直線部５５を、それぞれ外側から挟み付ける配置で、対をなすブロック状の絶縁部材（例えば、アルミナ製）７１，７１に挟まれるように、素子２１を挟んで、その片側に２つづつ、凸部５９相互が向き合う配置で設けられている。すなわち、各端子金具５１の直線部５５は、その凸部５９を素子２１の電極の形成された面２６を向き、素子２１と絶縁部材７１とで挟み付けられるように配置されている。なお、各側の絶縁部材７１は、それが素子２１側を向く面に上下に延びる溝部７２を有する横断面がＵ字状をなし、同一構造のものとされており、両方の絶縁部材７１を互いの溝部７２側を対向させるようにして組み合わせたとき、その両溝部７２で形成される横断面が略矩形の空孔７３をなすように形成されている（図６〜図８参照）。そして、この空孔７３の中央に素子２１の後端寄り部位２３を位置させ、その素子２１の各面２６と溝部７２の溝底面との間に、それぞれ端子金具５１の直線部５５が位置するように設定されている。

本例では、直線部５５の上端の折り曲げ部５３と、下端の折り曲げ片部５７とが、各絶縁部材７１の上端と下端に切り込まれた凹部７４，７５に嵌合して（図２、図４、図５参照）、横方、及び上下方向きへの移動が規制されると共に、隣り合う端子金具５１間が触れ合うのが防止されている。また、各絶縁部材７１の溝部７２を形成するよう左右において軸線Ｇ側に隆起するように形成された側壁部７６、７７には、両絶縁部材７１を対向して組み合わせたとき、互いに嵌合する凹部７６ｂ又は凸部７７ｂが形成されており（図４〜図８参照）、両者の溝部７２の中央の空孔７３に素子２１を位置させて、端子金具５１の直線部５５を上記したように介在させて、両側から各絶縁部材７１で強く挟み付ける場合において、素子２１の各電極２５に、端子金具５１における直線部５５に形成した凸部（圧接部）５９が圧接されると同時に、両絶縁部材７１の位置決めがなされるように設定されている。なお、両絶縁部材７１の側壁７６，７７のうち、互いに向き合う端面は、両部材で端子金具５１を素子２１の各面２５の電極２５に押付けた際でも、図３に示したように、隙間Ｓ１が保持されるように設定されており、これによって端子金具７１が電極２５に確実に押付けられるように設定されている。また、本例では、各絶縁部材７１とも、その向き合う面（溝部７２のある面）と反対側の外側面７８の略中央に矩形で、若干、凹んだ凹部７９を備えている。

このように端子金具５１を素子２１の各面２６の電極２５に対面させ、その端子金具５１の外側から、これを両絶縁部材７１で挟み付けるようにした絶縁部材７１組付け体は、その外側において、図７、図８に示したように、この両部材７１を包囲するように、環状をなすように形成された挟み付け部材９１が配置されている。ただし、この挟み付け部材９１は、本例では、帯板にて環状に形成されており、その片方の面（板面）９２が、筒状体８１の軸線Ｇ側を向くように無端環状に形成されている。そして、金具本体１１の後方においてそれと同軸で配置、固定された筒状体８１（円筒体）の内側に配置されている。ただし本例の挟み付け部材９１は、対向する２箇所が近接するように、内向きに突出する内向き突出部９３を備えており、この内向き突出部９３の内面（板面）９２が、両絶縁部材７１の外側面７８を挟み付けるように配置されている。すなわち、本例の挟み付け部材９１は、図３、図８等に示したように、これを軸線Ｇ側から見たとき、略円リング状の弾性体を、１８０度で対向する２箇所において径が小さくなるように変形させた形（又はこれに近い形、いわばピーナッツの殻形）を呈しており、例えば、バネ性のある金属（例えば、インコネル（ＩＮＣＯ社の登録商標））帯板で、成形されている。そして、本例では、その内向き突出部９３の先端が、両絶縁部材７１の外側面７８の凹部７９に入り込むように形成されている。

この挟み付け部材９１を含む絶縁部材７１との組付け体は、上記したように、金具本体１１の後方にそれと同軸で配置、固定された筒状体８１内に配置されるものであり、筒状体８１における軸線Ｇ方向のうち、挟み付け部材９１に対応する部位８２が、周方向において縮径状に加締められ、そのカシメ部位８２の筒状体８１の内周面で、挟み付け部材９１を軸線Ｇ側に圧縮するように変形させることで、対向する内向き突出部９３が、両絶縁部材７１をその外側面７８から挟み付けるように構成されている。なお、このカシメによるその挟み付け前は、素子２１の各面２６において、その電極端子２５に、端子金具５１における直線部５５の凸部５９が圧接されておらず、空隙が保持されているか、単に緩く当接している状態にあるように、挟み付け部材９１はその対向する内向き突出部９３相互間の寸法が設定されている。そして、筒状体８１のうち、挟み付け部材９１に対応する部位８２を縮径状に加締めたときに、その部位８２の変形により、挟み付け部材９１に縮径状の変形（弾性変形）が付与され、その変形で対向する内向き突出部９３が、両絶縁部材７１を強く挟み付けるようにされている。これにより、本例センサ１０１では、そのカシメ後は、素子２１の各面２６の電極端子２５に、端子金具５１における直線部５５の凸部５９が圧接されて、その間の電気的導通が保持される端子接続構造を有している。

なお、筒状体８１は、上記したように、その後端（図示端）寄り部位が若干小径の小径筒部８３をなしており、その内側には、端子金具５１のカシメ用のバレル部５２に固定されたリード線６１が、軸線Ｇ方向からも見て角度間隔をおいて通された円筒状の弾性シール材（ゴムなどからなるシール部材）８５が配置されており、この弾性シール材８５は外筒８１の上端部の小径筒部８３を縮径するように圧縮することで、センサ１０１の後端部のシールが保持されるように構成されている。また、弾性シール材８５の後端部中央空孔には、撥水性及び疎水性のある外気取入れ用のフィルタ４０が嵌め込まれており、このフィルタ４０の先端側には、絶縁材からなり断面凸形（径違い円柱体）をなすフィルタ支持部材４１のその後端側の小径部４３が嵌合されており、その小径部４３の後端向き面をフィルタ４０の先端に当接させて、それを支持するようにして配置されている。なお、リード線６１はこのフィルタ支持部材４１における大径部４５に、先後に貫通された通孔を通されている。

しかして、本例のセンサ１０１の組立においては、フィルタ４０をはめ込んだ弾性シール材８５、及びフィルタ支持部材４１の通孔に、後端側からリード線６１の先端を通して引き出しておき、そのリード線６１の先端に、端子金具５１のバレル部５２を圧着しておく。そして、上記したようにして絶縁部材７１に端子金具５１の直線部５５、及び折り曲げ部５３及び折り曲げ片部５７を組付けるようし、両絶縁部材７１をその溝部７２を向き合わせて位置決め、嵌合する。次に、この状態の両絶縁部材７１を包囲するように挟み付け部材９１を外嵌めして、その内向き突出部９３が各絶縁部材７１の外側面７８の凹部７９に嵌り込むようにする。そして、弾性シール材８５側の後方から筒状体８１を被せるとともに、リード線６１の後端側を引張り、フィルタ支持部材４１の小径部４３を弾性シール材８５の空孔内に押込み、内部のフィルタ４０を支持する。こうして図９の上に示したように、筒状体８１内に、先後方向の位置決めをして各部材を収容してなる上部の半組立体１０２を得る。

一方、別途、組みつけてある上記した素子２１を含む下方の半組立体１００と、前記した上方の半組立体１０２とを、図９に示したように、上下に同軸状に配置する。そして下方の半組立体１００において突出する素子２１の後端寄り部位２３を、端子金具５１を収容している両絶縁部材７１内のうち、その対向する端子金具５１の凸部５９相互間、相対的に挿入し、同時に、筒状体８１の先端部を金具本体１１の後端寄り部位の円筒部１５の外周面に嵌合させる。こうすることで、図１０に示した仕掛品１０３となる。

このように素子２１の後端寄り部位２３を、両絶縁部材７１内の対向する端子金具５１相互間に相対的に挿入したとき、この対向する端子金具５１の直線部５５の凸部５９相互間の空間の設定寸法は、素子２１の後端寄り部位２３における板圧の厚さと同じか、それより大きく設定されている。したがって、この挿入段階では、素子２１の電極２５に、端子金具５１における直線部５５の凸部５９が圧接状態で擦りあうことはない。したがって、素子２１の後端寄り部位２３は、対向する端子金具５１の直線部５５の凸部５９相互間の空間内に、抵抗なく入り込ませることができる。すなわち、この段階で、素子２１の電極２５が擦られることはないし、触れることはあるとしても圧入抵抗は発生しないから素子２１が折損することも、電極２５が傷付くこともない。

そして、この挿入後の仕掛品１０３においては、素子２１はその後端寄り部２３が対向する端子金具５１の直線部５５の凸部５９相互間の空間内に位置しているが、この段階では、筒状体８１における先後位置のうち挟み付け部材９１に対応する部位８２を縮径状に加締める前であるから、図１１に示したように、挟み付け部材９１はまだ圧縮を受けていない。そこで、この状態の下で、筒状体８１における先後位置のうち挟み付け部材９１に対応する部位８２を、図１１中、矢印で示したように、放射状方向からダイス（図示せず）で縮径状に丸カシメして、内部の挟み付け部材９１を縮径状に圧縮する。すると、その対向する内向き突出部９３が、その両者間にある両絶縁部材７１相互を強くはさみつけるようになり、したがって、内向き突出部９３を含む挟み付け部材９１は変形する。かくして、この段階で、端子金具５１の直線部５５の凸部５９は、素子２１の電極２５に押付けられる形で圧接されることになり、その間の電気的導通が保持される。

以後は、図１０中、例えば、筒状体８１の先端部のうち、金具本体１１の後端寄り部位の円筒部１５の外周面に嵌合させた部位（矢印部位）をカシメて、周方向に全周レーザ溶接し、また、弾性シール材８５に対応する筒状体８１の小径筒部８３の外周面部位（矢印部位）を縮径状にかしめてシールを確保する。こうすることで図１のセンサ１０１が得られる。

このように本形態のセンサ１０１は、組立ての最終工程又は最終工程に近い工程である筒状体８１のカシメ工程までの間は、素子２１の電極２５は、端子金具５１に圧接状態にならない。そして、組立ての最終工程又は最終工程に近い工程である上記したカシメ工程で、筒状体８１を縮径状に加締めることで、初めてその圧接状態を得て、電気的導通を確保できる。このため、従来の工程より格別多くの工程を要することもなく、端子金具５１と素子２１の電極２５との圧接による電気的接続を確保できる。したがって、従来の挿入ないし圧入方式におけるような電極のこすれも素子の折損も招かないし、従来のように、端子金具を挟みつけている両絶縁部材の両側からジグを挿入し、その間隔を広げたり、さらにはその後ジグを抜き取るなどの工程を要することなく、いわば従来と同様又はそれに近い工程を経ることで、すなわち、センサの組立ての最終工程での加締め工程により、初めて圧接による電気的接続をとることができるため、素子の電極端子の傷付きや、その折損の危険性もなく所望とする端子接続構造が得られる上に、センサの組立ての簡易化も図られる。

上記工程では、端子金具５１は、その圧接部として、その直線部５５に１つの凸部５９を設けたものを用いた場合で説明したが、端子金具５１の形状、構造は適宜のものとして具体化できる。また、挟み付け部材９１は、板面９２が軸線Ｇの内外を向く形の環状のものとしたため、その成形が容易となるが、本発明の挟み付け部材は、線材であっても、或いは、断面がアングル状や、チャンネル状等の溝形材であってよい。すなわち、筒状体８１のカシメにより、適度の変形が得られて、それによって、両絶縁部材７１，７１を挟み付けることで、素子２１の電極２５に端子金具５１を適度の力で押付ける（圧接する）ことで、電気的接続が得られるものであれば良く、その形状、構造は適宜のものとして具体化できる。

なお、センサを構成する筒状体８１（筒状部材）は、横断面が円形をなす円筒体とされるのが普通であり、それを縮径状に安定して加締めるには、多数のダイスからなる丸加締めが好ましい。一方、本発明では、挟み付け部材９１が変形して両絶縁部材７１，７１を外側から挟み付け、それによって、端子金具５１がセンサ素子２１の電極端子２５に押付けられて電気的接続が保持されて端子接続構造となればよく、したがって、対向する２箇所において、それぞれ軸線側に向けて筒状体８１の部分（一部又は適度の部分）を凹ますようなカシメ（圧縮変形）を行うようにしても良い。また、筒状体８１と挟み付け部材９１との間、或いは挟み付け部材９１と絶縁部材７１との間には、別の部材が介在されていても良いし、介在されていなくとも良い。さらには、絶縁部材７１と、端子金具５１との間にも、別の絶縁部材７１が介在されていても良い。

なお、本発明のセンサを構成する端子金具５１及び絶縁部材７１、さらには素子２１は、上記のものに限定されるものではなく、適宜の構成のものとして具体化できる。すなわち、本発明は、端子金具や絶縁部材の形状、構造、及びその数に関係なく具体化できるなど、適宜に設計変更して具体化できる。例えば、絶縁部材は、センサ素子をその両表面側から端子金具を介して挟むように配置された２つの絶縁部材を少なくとも有していればよく、３以上のものからなるものとしても具体化できる。また、本発明は素子における電極端子の数に関係なく具体化できることは言うまでもない。

この他、本発明のセンサは、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜にその構造、構成を設計変更して具体化できる。また、上記においては酸素センサにおいて具体化したが、本発明に係るセンサは、全領域空燃比センサ、温度センサなどその他のセンサにおいても具体化できる。

２１ センサ素子
２１ａ 検出部
２３ 後端寄り部位
２５ 電極端子
５１ 端子金具
７１ 絶縁部材
７８ 絶縁部材の外側面
７９ 絶縁部材の外側面の凹部
８１ 筒状体
９１ 挟み付け部材
９２ 帯板の一方の板面
９３ 内向き突出部
１０１ センサ
Ｇ 筒状体の軸線

Claims (5)

1. 測定対象に向けられる先端側に検出部を備え、かつ後端寄り部位の対向する両表面にそれぞれ電極端子を備えてなる板状又は棒状のセンサ素子の該後端寄り部位が筒状体内に配置され、その各電極端子に、それぞれ端子金具が押付けられることによって電気的接続が保持されてなる端子接続構造を有するセンサであって、
   前記端子接続構造は、前記センサ素子をその両表面側からそれぞれ該端子金具を介して挟むように配置された２つの絶縁部材が、その両絶縁部材を包囲するように前記筒状体内においてバネ性を有する挟み付け部材にて挟み付けられる構成を有しており、
   前記筒状体が縮径状に加締められることによって該挟み付け部材が変形して前記両絶縁部材を外側から挟み付け、前記端子金具が前記センサ素子の電極端子に押付けられて電気的接続が保持されてなる端子接続構造を有することを特徴とするセンサ。
2. 前記挟み付け部材は前記筒状体の軸線回りに環状をなしていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
3. 前記挟み付け部材は、帯板にて形成され、その一方の板面が前記筒状体の軸線側を向くように無端環状に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
4. 前記挟み付け部材は、前記センサ素子の両表面に対向する２箇所が近接するように内向きに凸となす内向き突出部を有しており、この内向き突出部が前記両絶縁部材を外側から挟み付けるように形成されていることを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載のセンサ。
5. 前記絶縁部材の外側面に、前記内向き突出部の先端が嵌り込み可能の凹部を有していることを特徴とする請求項４に記載のセンサ。

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