JP4773161B2 - センサ - Google Patents

Description

本発明は、先端側に検出部が形成されると共に後端側に電極端子部が形成される検出素子と、電極端子部に電気的に接続されて電流経路を形成する複数の金属端子部材と、検出素子の後端側が挿通部に挿通された状態で、検出素子と金属端子部材とを金属端子部材同士が接触しないように支持する絶縁コンタクト部材と、を備えるセンサに関する。

従来より、この種のセンサとして、絶縁コンタクト部材の挿通部には、複数の金属端子部材を内部に収納して支持するための複数の溝部が形成され、金属端子部材には、溝部壁面に当接するフレーム本体部と、フレーム本体部から延出し、弾性変形（圧縮変形）可能な板バネとしての機能する弾性接触部と、が設けられたものが知られている。

このようなセンサの絶縁コンタクト部材において、各溝部の間に位置する壁面は、接続端子同士が接触しないよう隔離するため隔壁部として機能する。
また、金属端子部材は、弾性接触部が検出素子の電極端子部に押圧された状態で、検出素子と絶縁コンタクト部材との間で挟持されている。このため、金属端子部材と検出素子の電極端子部との接続状態は、接続不良を起こすことなく良好に保たれる（例えば、特許文献１、および特許文献２参照）。

ここで、特許文献１に記載のセンサにおいては、金属端子部材の弾性接触部は、フレーム本体部の先端側にて１点支持されている。
また、特許文献２に記載のセンサにおいては、金属端子部材の弾性接触部は、フレーム本体部の先端側および後端側にて２点支持されている。
特開２００１−１４１６８９号公報 特開２００５−０９１２８９号公報

ところが、特許文献１に記載のように、弾性接触部がフレーム本体部の先端側のみにより１点支持された金属端子部材を用いたセンサでは、金属端子部材の幅を狭くすると弾性接触部の剛性を維持できなくなるため、金属端子部材を小型化できないという問題点があった。

また、金属端子部材の幅を狭くして、金属端子部材を小型化するためには、特許文献２に記載のように、弾性接触部をフレーム本体部の先端側および後端側にて２点支持するよう構成すればよい。しかしながら、このセンサにおいては、弾性接触部の剛性は維持できているものの、金属端子部材全体の剛性は小型化したことにより弱くなっている。このため、センサの組み立て時、金属端子部材を絶縁コンタクト部材の溝部に配置させる際に、金属端子部材の後端部が絶縁コンタクト部材に接触すると、金属端子部材が変形してしまい、金属端子部材と検出素子の電極端子部との間で接続不良が発生する虞がある。

そこで、このような問題点を鑑み、センサにおいて、金属端子部材を小型化できるようにしつつ、金属端子部材が変形してしまうことによる不具合を防止できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の発明は、軸線方向に延びる板状形状をなし、軸線方向先端部が測定対象物に向けられ、軸線方向後端部に複数の電極端子部が形成される検出素子と、絶縁材料からなり、前記検出素子の後端部を挿通するための挿通部、および該挿通部の内壁面に形成された軸線方向に延びる複数の溝部を有する絶縁コンタクト部材と、前記複数の溝部のうちの複数に挿通された状態で、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ると共に、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複数の金属端子部材と、を備えるセンサであって、複数の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設され、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軸線方向に延び、前記検出素子の電極端子部に当接する素子当接部、および該素子当接部よりも後端側で前記フレーム本体部の検出素子側の面と当接する本体当接部、を有する折り返し部と、当該金属端子部材を前記検出素子側から見たとき、前記フレーム本体部の少なくとも軸線方向に対する左右何れかの端辺から延出され、前記折り返し部の後端部よりも軸線方向後端側まで前記溝部の側壁面に沿って延びるガイド部材と、を具備することを特徴としている。

つまり、金属端子部材には、溝部の側壁面に沿って延びるガイド部材を有している。これにより、絶縁コンタクト部材の溝部に配置された金属端子部材が検出素子と当接する際に、ガイド部材が金属端子部材の位置を規制し、金属端子部材の素子当接部と検出素子の電極端子部とを正確に当接させている。

そして、このガイド部材は、折り返し部の後端よりも軸線方向後端側まで延びている。
即ち、このセンサにおいては、センサ組み立て時、金属端子部材を絶縁コンタクト部材の溝部に配置させる際に、ガイド部材が絶縁コンタクト部材と接触するように金属端子部材を絶縁コンタクト部材に挿通することにより、折り返し部の後端部が絶縁コンタクト部材と接触し難くなるようにすることができる。

従って、このようなセンサによれば、金属端子部材を絶縁コンタクト部材に挿通する際に、この金属端子部材（具体的には折り返し部）が変形してしまうことを防止することができる。

また、このセンサにおいては、フレーム本体部の先端側と本体当接部との２箇所で素子当接部を支持しており、素子当接部の剛性を向上しているので、金属端子部材全体を小型化することができる。

なお、本発明でいう「折り返し部の後端部」とは、折り返し部において最も軸線方向後端側に位置する部分を意味する。
ところで、請求項１に記載のセンサにおいて、ガイド部材は、請求項２に記載のように、金属端子部材を検出素子側から見たときに、本体当接部より軸線方向後端側が、軸線方向後端側に向かうにつれて先細りとなることが望ましい。

このようなセンサによれば、金属端子部材を絶縁コンタクト部材に挿通する際に、ガイド部材が絶縁コンタクト部材と滑らかに接触するので、金属端子部材を絶縁コンタクト部材に挿通し易くすることができる。

また、請求項１または請求項２に記載のセンサにおいて、折り返し部には、請求項３に記載のように、本体当接部から軸線方向後端側に延びると共に、この金属端子部材を検出素子側から見たときに、軸線方向に延びる自身の端辺のうち少なくともガイド部材から離れた端辺が、後端側に向かうにつれて、この金属端子部材の中心線に近づく先細り部を備えていることが望ましい。

即ち、このセンサにおいては、ガイド部材がフレーム本体部の軸線方向に対する左右何れかのみに備えられている場合であっても、金属端子部材には先細り部が設けられているので、金属端子部材の折り返し部が絶縁コンタクト部材と接触したとしても、折り返し部は先細り部の端片に沿って滑らかに絶縁コンタクト部材と接触する。

従って、このようなセンサによれば、ガイド部材がフレーム本体部の軸線方向に対する左右何れかのみに備えられている場合であっても、センサ組み立て時に金属端子部材が変形してしまうことを確実に防止することができる。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
なお、以下に示す各実施形態では、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。

（１）空燃比センサ全体の構成
図１は、本発明を適用した実施形態の空燃比センサ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３９が外表面に形成された筒状の主体金具３８と、軸線方向（空燃比センサ２の長手方向：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、軸線方向に貫通するコンタクト挿通孔６８の内壁面が検出素子４の後端部の周囲を取り囲む状態で配置される絶縁コンタクト部材６６と、検出素子４と絶縁コンタクト部材６６との間に配置される５個（図１には２個のみ図示）の接続端子１０（本発明の金属端子部材に相当）と、を備えている。

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：軸線方向先端部）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：軸線方向後端部）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。接続端子１０は、検出素子４と絶縁コンタクト部材６６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、接続端子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。

主体金具３８は、軸線方向に貫通する貫通孔５４を有し、貫通孔５４の径方向内側に突出する棚部５２を有する略筒状形状に構成されている。また、主体金具３８は、検出部８を貫通孔５４の先端側外部に配置し、電極端子部３０，３１，３２，３４，３６を貫通孔５４の後端側外部に配置する状態で貫通孔５４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５２は、軸線方向に垂直な平面に対して傾きを有する内向きのテーパ面として形成されている。

なお、主体金具３８の貫通孔５４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５１、粉末充填層５３，５６（以下、滑石リング５３，５６ともいう）、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。また、セラミックスリーブ６と主体金具３８の後端部４０との間には、加締パッキン５７が配置されており、セラミックホルダ５１と主体金具３８の棚部５２との間には、滑石リング５３やセラミックホルダ５１を保持するための金属ホルダ５８が配置されている。なお、主体金具３８の後端部４０は、加締パッキン５７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。

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。

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。

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。
また、検出素子４のうち検出部８が形成される先端側の表面には、被毒防止用の保護層（図示省略）が形成される。

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。

一方、図１に示すように、主体金具３８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。

そして、主体金具３８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（図１では３本が図示）が挿通されるリード線挿通孔６１が形成されたグロメット５０が配置されている。

また、主体金具３８の後端部４０より突出された検出素子４の後端側（図１における上方）には、絶縁コンタクト部材６６が配置される。なお、この絶縁コンタクト部材６６は、検出素子４の後端側の表面に形成される電極端子部３０，３１，３２，３４，３６の周囲に配置されている。

（２）絶縁コンタクト部材６６の構成
次に、絶縁コンタクト部材６６について、図１、図３、図４および図７に基づいて説明する。図３は、先端側から見たときの絶縁コンタクト部材６６の外観を表す斜視図であり、図４は、後端側から見たときの絶縁コンタクト部材６６の外観を表す底面図であり、図７は、接続端子１０が配置された状態の絶縁コンタクト部材６６を後端側から見たときの外観を表す斜視図である。図４において破線で示している検出素子４は、５つの接続端子１０が所定の位置にそれぞれ配置された絶縁コンタクト部材６６に対して検出素子４を挿通し組み付けたときの、検出素子の配置状態を仮想的に示したものである。

図３に示すように、絶縁コンタクト部材６６は、アルミナからなり、軸線方向に貫通するコンタクト挿通孔６８を有する筒状形状に形成されると共に、外表面から径方向外向きに突出する鍔部６７が備えられている。絶縁コンタクト部材６６は、鍔部６７が保持部材６９を介して外筒４４の外筒側支持部６４に当接することで、外筒４４の内部に配置される。なお、外筒側支持部６４は、外筒４４において内向きに突出する形態で形成されている（図１参照）。

そして、コンタクト挿通孔６８のうち検出素子４の第２板面２３（図２参照）に対向する内壁面には、内向きに突出する第１リブ部７６が形成されている。第１リブ部７６は、２個の接続端子１０（詳細には第１接続端子１１ａおよび第２接続端子１１１）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つの溝状の端子配置溝（第１端子配置溝７１、第２端子配置溝７２）の境界を形成している。そして、各端子配置溝７１，７２は、それぞれ、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。

また、コンタクト挿通孔６８のうち検出素子４の第１板面２１（図２参照）に対向する内壁面には、内向きに突出する第２リブ部７７および第３リブ部７８がそれぞれ形成されている。図１では第２リブ部７７のみ示されている。

これら第２リブ部７７および第３リブ部７８は、３個の接続端子１０(詳細には第３接続端子２５１、第４接続端子２７１、第５接続端子２１１；後述の図８参照）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つの溝状の端子配置溝（第３端子配置溝７３、第４端子配置溝７４、第５端子配置溝７５）の境界を形成している。図１では第５端子配置溝７５のみ示されている。具体的には、第２リブ部７７が第４端子配置溝７４と第５端子配置溝７５との境界を形成し、第３リブ部７８が第５端子配置溝７５と第３端子配置溝７３との境界を形成している。そして、各端子配置溝７３，７４，７５は、それぞれ、検出素子４の第１板面２１における電極端子部３２，３０，３１に対応する位置に形成されている。

各リブ部７６，７７，７８は、隣接する端子配置溝に配置される接続端子１０同士が接触するのを阻止する機能を有しており、隣接して配置される接続端子１０同士が電気的に導通するのを阻止することにより、電流経路が不良となるのを防止できる。

また、絶縁コンタクト部材６６の先端面（図３における下側の面）には、図４に示すように、コンタクト挿通孔６８の先端側開口部に繋がる形態で形成される５つの係止用溝部、即ち、第１係止用溝部８６、第２係止用溝部８７、第３係止用溝部８８、第４係止用溝部８９および第５係止用溝部９０を備えている。

絶縁コンタクト部材６６の先端面には、図４および図７に示すように、３つの突起部、即ち、第１突起部８１、第２突起部８２および第３突起部８３と、２つの凸条部、即ち、第１凸条部８４および第２凸条部８５が形成されている。

そして、第１係止用溝部８６は、第１突起部８１と第２突起部８２との間で第１端子配置溝７１に繋がるように形成されている。この第１係止用溝部８６は、５つの接続端子１０のうち後述する第１接続端子１１ａ（図５参照）の第１端子係止部１８の一部（第１端子本体部１２（本発明でいうフレーム本体部に相当）から径方向外側に向けて延設されている部分）を配置可能に形成されている。

第２係止用溝部８７は、第２突起部８２と第３突起部８３との間で第２端子配置溝７２に繋がるように形成されている。この第２係止用溝部８７は、５つの接続端子１０のうち後述する第２接続端子１１１の第２端子係止部１１８の一部（第２端子本体部から径方向外側に向けて延設されている部分）を配置可能に形成されている。

第３係止用溝部８８は、第３突起部８３と第１凸条部８４との間で第３端子配置溝７３に繋がるように形成されている。この第３係止用溝部８８は、５つの接続端子１０のうち後述する第３接続端子２５１（図８参照）の第３端子係止部２５８の一部（図示しない第３端子本体部から径方向外側に向けて延設されている部分）を配置可能に形成されている。

第４係止用溝部８９は、第２凸条部８５と第１突起部８１との間で第４端子配置溝７４に繋がるように形成されている。この第４係止用溝部８９は、５つの接続端子１０のうち後述する第４接続端子２７１（図８参照）の第４端子係止部２７８の一部（図示しない第４端子本体部から径方向外側に向けて延設されている部分）を配置可能に形成されている。

第５係止用溝部９０は、第１凸条部８４と第２凸条部８５との間で第５端子配置溝７５に繋がるように形成されている。この第５係止用溝部９０は、５つの接続端子１０のうち後述する第５接続端子２１１（図７参照）の第５端子係止部２１８の一部（第５端子本体部２１２から径方向外側に向けて延設されている部分）を配置可能に形成されている。

（３）接続端子１０の構成
次に、接続端子１０について説明する。本実施形態の空燃比センサ２が備える５つの接続端子１０は、端子係止部の形状および後述する固定ガイド部の形状・有無の違いで大きく分類することができる。即ち、端子係止部を有するものの固定ガイド部を有しない接続端子（第５接続端子２１１；図６参照）と、軸線方向後端側から先端側に向かって検出素子４を見たときに端子係止部および固定ガイド部がいずれも左側に延設されている接続端子１０（第１接続端子１１ａ（図５参照）および第３接続端子２５１（詳細は図示略。図８参照。））と、軸線方向後端側から先端側に向かって検出素子４を見たときに端子係止部および固定ガイド部がいずれも右側に延設されている接続端子１０（第２接続端子１１１（詳細は図示略。図８参照。）および第４接続端子２７１（詳細は図示略。図８参照。））との３種類に分類される。

ただし、端子係止部および固定ガイド部がいずれも左側に延設されている接続端子１０である第１接続端子１１ａおよび第３接続端子２５１についても、その形状は同じであるが、端子本体部などの寸法が若干異なっている。また、端子係止部および固定ガイド部がいずれも右側に延設されている接続端子１０である第２接続端子１１１および第４接続端子２７１についても、その形状は同じであるが、やはり端子本体部などの寸法が若干異なっている。

つまり、５つの接続端子１０は、厳密にいえば、それぞれ異なる５種類の接続端子として形成されている。以下、これらの各接続端子１０について、図５および図６に基づいて説明する。図５は、第１端子配置溝７１に配置される第１接続端子１１ａの外観を表す図であり、左側は正面図、右側は側面図である。図６は、第５端子配置溝７５に配置される第５接続端子２１１の外観を表す図であり、左側は正面図、右側は側面図である。なお、本実施形態の接続端子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。

まず、第１接続端子１１ａについて、図５に基づいて説明する。第１接続端子１１ａは、軸線方向に延びる長尺状の板状部材からなる第１端子本体部１２と、第１端子本体部１２の先端に延設され、自身の一部が第１端子本体部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第１素子当接部１５と、を備えている。

第１素子当接部１５には、その軸線方向における略中間部において、検出素子４の電極端子部３４側に突出するように屈曲された第１当接突起部１６が形成されている。
さらに、第１素子当接部１５は、先端側が第１端子本体部１２に連結されると共に屈曲して方向転換する第１連結側端部１３を有している。また、第１素子当接部１５は、その後端側に、第１素子本体部と当接する第１本体当接部１５ａを有しており、第１接続端子１１ａ自身の自由状態において、軸線方向後端部となる第１開放側端部１４が第１端子本体部１２から離れた状態となるように形成されている。この第１本体当接部１５ａは、第１接続端子１１ａが検出素子４と絶縁コンタクト部材６６との間に挟持されることにより第１連結側端部１３が弾性変形した場合に、第１端子本体部１２に当接する。

また、第１素子当接部１５は、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、凸側表面における第１当接突起部１６が、検出素子４に当接するように形成されている。

さらに、第１素子当接部１５は、第１接続端子１１ａを検出素子４側から見たときに、第１本体当接部１５ａより後端側が先細り形状とされている。より具体的には、第１接続端子１１ａを検出素子４側から見たときに、第１端子固定ガイド部１７から離れた端辺１４ａが軸線方向後端側に向かうにつれて中心線（図５（ａ）において一点鎖線にて表示：第１接続端子１１ａを検出素子４側から見たとき、軸線方向と平行な中心線）に近づくようにされている。つまり、第１開放側端部１４は、第１端子本体部１２において、後述する第１端子固定ガイド部１７が形成された端面とは反対側の端面側をテーパ状に切り欠いた先細り形状とされている。なお、上記の第１開放側端部１４、第１素子当接部１５、および第１当接突起部１６は、本発明でいう折り返し部に相当する。

また、第１接続端子１１ａは、第１端子本体部１２の後端部（図５における上端部）に、第１端子本体部１２よりも幅広に形成されたリード線接続部１９を一体に備えている。このリード線接続部１９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１参照）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。

さらに、本実施形態の第１接続端子１１ａは、第１端子本体部１２の軸線方向略中間部における、第１端子係止部１８が延設される側と同じ側に、第１端子固定ガイド部１７が形成されている。

この第１端子固定ガイド部１７は、図５に示すように、第１端子本体部１２の第１開放側端部１４の後端部分よりも軸線方向後端側の側面から、第１端子本体部１２の板面と同一平面となるように側方へ向けて延設されている。

そして、この第１端子固定ガイド部１７は、第１張り出し部２６と、第１固定接触部２７とにより構成される。
第１張り出し部２６は、第１端子本体部１２から一定長延設されたところで、第１端子本体部１２の板面に対して垂直方向であって検出素子４に近づく方向（即ち、第１素子当接部１５側）へ屈曲されて形成されている。

また、張り出し部２６は、軸線方向後端側の端部にテーパ部２６ａが形成されている。このテーパ部２６ａは、第１接続端子１１ａを検出素子４側から見たときに、第１本体当接部１５ａより軸線方向後端側に位置する張り出し部２６が後端側に向かうにつれて、第１端子本体部１２が第１接続端子１１ａの中心線（一点鎖線にて表示）に近づくような先細り形状となるように形成されている。また、このテーパ部２６ａは、この第１張り出し部２６のうち検出素子４側へ直角に屈曲した後の部分（以下この部分を「屈曲側延設部」ともいう）が、軸線方向後端側に向かうにつれて第１端子本体部１２に近づくような先細り形状となるように形成されている。

次に、第１固定接触部２７は、この第１張り出し部２６のうち検出素子４側へ直角に屈曲した後の部分（屈曲側延設部）における軸線方向先端側から延設されている。
また、第１固定接触部２７は、第１張り出し部２６における屈曲された後の部分（屈曲側延設部）の軸線方向先端側から、この屈曲側延設部の板面に対して所定の角度（例えば、約３０°）で第１端子本体部１２から離れるように屈曲し、且つ、先端側にかけて徐々に幅が狭くなるようなテーパ状の形状にて延設されている。テーパ状に延設されたこの第１固定接触部２７の先端部は円弧状に形成されている。

この第１固定接触部２７は、その先端側に対して第１端子本体部１２の幅方向のうち第１端子本体部１２へ向かう方向の外力が加わったときに、第１端子本体部１２側へ弾性変形できるように形成されている。なお、第１端子本体部１２の幅方向とは、軸線方向に垂直で、かつ第１素子当接部１５と第１端子本体部１２との隙間間隔方向に垂直となる方向である。

ところで、第１接続端子１１ａは、第１端子本体部１２の先端側より延出される第１端子係止部１８を備えている。
この第１端子係止部１８は、絶縁コンタクト部材６６の第１係止用溝部８６（図４参照）に配置される。そして、第１端子係止部１８は、第１端子本体部１２の先端側面から板面に対する垂直方向に向けて延設されると共に、一定長延設された所で、第１端子本体部１２から離れる方向へ直角に屈曲されることにより、当該第１端子本体部１２の板面に平行となる部分を有するよう構成されている。

この第１端子係止部１８は、より詳細には、その延設部分が第１係止用溝部８６に配置される。そして、延設部分の先端側から屈曲した、第１端子本体部１２の板面に平行な部分は、第１突起部８１と第２突起部８２との間に形成される凹部空間（第１係止用溝部８６を含む）において第１突起部８１の側面に沿うように配置される（後述する図８参照）。

次に、第２接続端子１１１について説明する。第２接続端子１１１が上述した第１接続端子１１ａと比べて異なる部分は、基本的には、端子本体部から延設される端子固定ガイド部および端子係止部の形成位置のみである。

即ち、第２接続端子１１１は、軸線方向に対して平行な任意の平面を対称軸として、第１接続端子１１ａを線対称に投影した形状になっている。
つまり、第１接続端子１１ａは、背面側（第１端子本体部１２と直交する方向であって、第１素子当接部１５とは反対側）から見たとき、第１端子固定ガイド部１７および第１端子係止部１８がいずれも、第１端子本体部１２の左側面側から延設されている。これに対して第２接続端子１１１は、図示は省略するが、背面側から見たとき、第２端子固定ガイド部１１７および第２端子係止部１１８がいずれも、第２端子本体部の右側面側から延設されている。このように、端子固定ガイド部および端子係止部の延設位置が異なることを除けば、第２接続端子１１１は第１接続端子１１ａと形状・寸法ともに同じである。

次に、第３接続端子２５１について簡単に説明する。第３接続端子２５１は、後述する図７や図８にその一部が示されているように、絶縁コンタクト部材６６の第３端子配置溝７３に配置されるものであり、その形状は第１接続端子１１ａ（図５）と全く同じである。

即ち、詳細な構成図は省略したものの、第１接続端子１１ａと同じように、第３端子本体部（第１端子本体部１２に対応）と、この第３端子本体部の先端から延びると共に、自身の一部が第３端子本体部と検出素子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（第１素子当接部１５に対応）とを備えている。第３素子当接部には、その軸線方向における略中間部において、検出素子４の電極端子部３２側に突出するように屈曲された第３当接突起部（第１当接突起部１６に対応）が形成されている。

そして、第３端子本体部の先端側には、絶縁コンタクト部材６６の第３係止用溝部８８（図４参照）に配置可能に形成された第３端子係止部２５８（第１端子係止部１８に対応；図７、図８参照）が形成されている。また、本実施形態の第３接続端子２５１は、第３端子本体部の軸線方向略中間部における、第３端子係止部２５８が延設される側と同じ側に、第３端子固定ガイド部２５７（第１端子固定ガイド部１７に対応；図７、図８参照）が形成されている。

この第３端子固定ガイド部２５７も、第３端子本体部から側方へ延設された第３張り出し部２６６（第１張り出し部２６に対応；図８参照）と、この第３張り出し部２６６からさらに延設された第３固定接触部２６７（第１固定接触部２７に対応；図８参照）とにより構成される。また、第３固定接触部２６７の先端側と第３当接突起部とが軸線方向において相対的にほぼ同じ位置となるように形成されていることも、第１接続端子１１ａと同様である。

次に、第４接続端子２７１について簡単に説明する。第４接続端子２７１は、後述する図７や図８にその一部が示されているように、絶縁コンタクト部材６６の第４端子配置溝７４に配置されるものであり、その形状は第２接続端子１１１と全く同じである。

次に、第５接続端子２１１について、図６に基づいて説明する。第５接続端子２１１も、他の各接続端子と同様、第５端子本体部２１２と、第５素子当接部２１５とを備えて構成されている。

第５端子本体部２１２は、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、第１端子本体部１２（図５参照）と略同様の形状に形成されている。
第５素子当接部２１５は、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、第１素子当接部１５（図５参照）と略同様の円弧状形状に形成されており、第１連結側端部１３に対応する第５連結側端部２１３と、第１開放側端部１４に対応する第５開放側端部２１４とを備えている。

ここで、第５開放側端部２１４は、第５接続端子２１１を検出素子４側から見たときにおいて、第５本体当接部２１５ａより後端側が先細り形状とされている。より具体的には、第５接続端子２１１を検出素子４側から見たときに、第５開放側端部２１４は、軸線方向に沿って延びる端辺２１４ａ，２１４ｂが、軸線方向後端側に向かうにつれて中心線（図６（ａ）において一点鎖線にて表示：第５接続端子２１１を検出素子４側から見たとき、軸線方向と平行な中心線）に近づくようにされている。つまり、第５開放側端部２１４は、両端面をテーパ状に切り欠いた先細り形状とされている。

また、第５接続端子２１１は、第５端子本体部２１２の先端側に、絶縁コンタクト部材６６の第５係止用溝部９０に配置可能に形成された２個の第５端子係止部２１８を備えている。第５端子係止部２１８は、第５端子本体部２１２から板面に対する垂直方向に向けて延設されると共に、第５端子本体部２１２の板面に平行となる部分を有するよう外向きに折り曲げられて、断面形状が略Ｌ字形となるように構成されている。

さらに、第５接続端子２１１は、第５端子本体部２１２の後端部に、第５端子本体部２１２よりも幅広に形成されたリード線接続部２１７を一体に備えている。このリード線接続部２１７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、図１に示すようにリード線４６と接続される。

このように構成された５つ接続端子１０のうち、第１接続端子１１ａおよび第２接続端子１１１が、第１リブ部７６により互いに絶縁された状態で、絶縁コンタクト部材６６のコンタクト挿通孔６８に配置される。このとき、第１接続端子１１ａは検出素子４の電極端子部３４に対応する第１端子配置溝７１に配置され、第２接続端子１１１は検出素子４の電極端子部３６に対応する第２端子配置溝７２に配置される。

また、第３接続端子２５１、第４接続端子２７１および第５接続端子２１１が、第２リブ部７７および第３リブ部７８により互いに絶縁された状態で、絶縁コンタクト部材６６のコンタクト挿通孔６８に配置される。このとき、第３接続端子２５１は検出素子４の電極端子部３２に対応する第３端子配置溝７３に配置され、第４接続端子２７１は検出素子４の電極端子部３０に対応する第４端子配置溝７４に配置され、第５接続端子２１１は検出素子４の電極端子部３１に対応する第５端子配置溝７５に配置される。

（４）絶縁コンタクト部材６６に接続端子１０が配置された状態の説明
次に、コンタクト挿通孔６８に５つの接続端子１０が配置された状態の絶縁コンタクト部材６６について、図７および図８に基づいて説明する。図７は、接続端子１０が配置された状態の絶縁コンタクト部材６６を後端側から見たときの外観を表す斜視図であり、図８は、図７と同じ状態における絶縁コンタクト部材６６の底面図である。

第１接続端子１１ａがコンタクト挿通孔６８に配置される場合には、第１接続端子１１ａの第１端子係止部１８は、絶縁コンタクト部材６６の第１係止用溝部８６に配置される。この結果、第１端子係止部１８における第１突起部８１の側面と対向する面は、第１突起部８１の側面に係合する状態となる。

また、第２接続端子１１１がコンタクト挿通孔６８に配置される場合には、第２接続端子１１１の第２端子係止部１１８は、絶縁コンタクト部材６６の第２係止用溝部８７に配置される。この結果、第２端子係止部１１８における第３突起部８３の側面と対向する面は、第３突起部８３の側面に係合する状態となる。

また、第３接続端子２５１がコンタクト挿通孔６８に配置される場合には、第３接続端子２５１の第３端子係止部２５８は、絶縁コンタクト部材６６の第３係止用溝部８８に配置される。この結果、第３端子係止部２５８における第３突起部８３の側面と対向する面は、第３突起部８３の側面に係合する状態となる。

また、第４接続端子２７１がコンタクト挿通孔６８に配置される場合には、第４接続端子２７１の第４端子係止部２７８は、絶縁コンタクト部材６６の第４係止用溝部８９に配置される。この結果、第４端子係止部２７８における第１突起部８１の側面と対向する面は、第１突起部８１の側面に係合する状態となる。

また、第５接続端子２１１がコンタクト挿通孔６８に配置される場合には、第５接続端子２１１の第５端子係止部２１８は、絶縁コンタクト部材６６の第５係止用溝部９０に配置される。この結果、第５端子係止部２１８における、第１凸条部８４の側面および第２凸条部８５の側面と対向する面は、それぞれ、対向する第１凸条部８４又は第２凸条部８５の側面に係合する状態となる。

なお、５つの接続端子１０は、各々が備えるリード線接続部（第５接続端子２１１の場合は図１に示すリード線接続部２１７）にリード線４６が接続された後に、リード線４６と共に絶縁コンタクト部材６６のコンタクト挿通孔６８に挿通される状態で、コンタクト挿通孔６８に配置される。

そして、図８に示すように、第１接続端子１１ａが絶縁コンタクト部材６６の第１端子配置溝７１に配置された状態では、検出素子４の第１板面２１あるいは第２板面２３（図４参照）に垂直な面に対して、第１接続端子１１ａにおける第１端子本体部１２および第１素子当接部１５の板面はいずれも垂直となる。

即ち、第１接続端子１１ａの第１端子本体部１２の背面が第１背壁９１に当接すると共に、第１端子固定ガイド部１７の第１張り出し部２６のうち、第１端子本体部１２からその板面と同一平面上に延設されている部分も第１背壁９１に当接している。第１張り出し部２６のうち屈曲された以後の部分（屈曲側延設部）における第１側壁９２と対向する面は、第１側壁９２の壁面とほぼ平行となっている。

（５）組み付け作業の説明
次に、検出素子４を、５つの接続端子１０が配置された状態のコンタクト挿通孔６８に挿通して、検出素子４、各接続端子１０および絶縁コンタクト部材６６を一体に組み付ける組み付け作業について説明する。

まず、組み付け作業の開始直後の第１ステップでは、検出素子４を絶縁コンタクト部材６６の先端側に配置したあと、コンタクト挿通孔６８の先端側開口部に検出素子４を挿通すると共に、検出素子４を接続端子１０の各素子当接部（第１素子当接部１５、第５素子当接部２１５、図示しない第２素子当接部、第３素子当接部および第４素子当接部）に当接させる。そして、検出素子４を上記各素子当接部に押し付けて外力を印加することで、各素子当接部における各連結側端部（第１連結側端部１３、第５連結側端部２１３、図示しない第２連結側端部、第３連結側端部および第４連結側端部）を弾性変形させると共に、各素子当接部の開放側端部を各端子本体部に近接させる作業を行う。

次の第２ステップでは、各素子当接部に対して検出素子４を更に押し付けて各連結側端部を弾性変形させると共に、各素子当接部の開放側端部を端子本体部に当接させる作業を行う。これにより、各素子当接部は、連結側端部および開放側端部の２カ所で端子本体部に支持される状態となる。第１接続端子１１ａでいえば、第１素子当接部１５の第１開放側端部１４が第１端子本体部１２に当接することで、第１素子当接部１５が、第１連結側端部１３および第１開放側端部１４の２カ所で第１端子本体部１２に支持される状態となる。

続く第３ステップでは、コンタクト挿通孔６８の内部後端側に検出素子４を更に挿入することで、絶縁コンタクト部材６６のコンタクト挿通孔６８の内壁面が検出素子４の電極端子部３０，３１，３２，３４，３６に対向するように、検出素子４と絶縁コンタクト部材６６との相対位置を移動させる作業を行う。このとき、第１接続端子１１ａの第１素子当接部１５は、軸線方向中間部が弾性変形しており、第１当接突起部１６が検出素子４の電極端子部３４に対して当接する状態となる。他の各接続端子１１１，２５１，２７１，２１１についても同様である。

このようにして組み付け作業を行うことで、検出素子４、接続端子１０および絶縁コンタクト部材６６を一体に組み付けることができる。なお、検出素子４、接続端子１０および絶縁コンタクト部材６６を一体に組み付ける組み付け作業は、空燃比センサ２の製造工程の途中段階で実行される。そして、空燃比センサ２の製造工程では、この組み付け作業の前段階で、検出素子４、セラミックスリーブ６、滑石リング５３、セラミックホルダ５１および主体金具３８などからなる中間組立部品の組み立て作業を実行している。

空燃比センサ２の製造工程では、中間組立部品を構成する状態の検出素子４に対して、上述のような組み付け作業を行うことで、接続端子１０および絶縁コンタクト部材６６を検出素子４に組み付けることができる。

接続端子１０、絶縁コンタクト部材６６および検出素子４を一体に組み付けたあと、外筒４４などを主体金具３８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が完成すると共に、空燃比センサ２の製造工程が完了する。

（６）実施例の効果
以上説明したように、本実施形態の空燃比センサ２は、５つの接続端子１０（第１接続端子１１ａ、第２接続端子１１１、第３接続端子２５１、第４接続端子２７１および第５接続端子２１１を備えている。そして、各接続端子はいずれも、端子本体部、素子当接部、および連結側端部を有している。第１接続端子１１ａの場合（以後、第１接続端子１１ａを例に挙げて説明する。）、第１端子本体部１２、第１素子当接部１５および第１連結側端部１３を有し、第１連結側端部１３の弾性変形による復元力により第１素子当接部１５が検出素子４の電極端子部３４に当接することで、電流経路の一部を形成するよう構成されている。

そして、第１接続端子１１ａは、第１素子当接部１５から軸線方向後端側に延び、第１端子本体部１２の検出素子４側の面と当接する第１本体当接部１５ａを備えている。また、この第１接続端子１１ａは、第１接続端子１１ａを検出素子４側から見たときに、第１端子本体部１２の少なくとも軸線方向に対する左右何れかの端辺から延出され、折り返し部の後端部よりも軸線方向後端側まで溝部の側壁面に沿って延びる第１端子固定ガイド部１７を有する。

即ち、この空燃比センサ２においては、空燃比センサ２組み立て時に第１接続端子１１ａを絶縁コンタクト部材６６の第１端子溝７１に配置させる際に第１端子固定ガイド部１７が絶縁コンタクト部材６６と接触するように第１接続端子１１ａを絶縁コンタクト部材６６に挿通するようにすれば、折り返し部の後端部が絶縁コンタクト部材６６と接触し難くすることができる。

従って、このような空燃比センサ２によれば、第１接続端子１１ａを絶縁コンタクト部材６６に挿通する際に、この第１接続端子１１ａ（具体的には先細り部１４）が変形してしまうことを防止することができる。

また、この空燃比センサ２によれば、第１端子固定ガイド部１７が折り返し部の後端部と絶縁コンタクト部材６６との接触を防止するので、第１接続端子１１ａが隔壁部（各リブ部７６〜７８）に乗り上げ難くすることができる。

さらに、この第１接続端子１１ａと絶縁コンタクト部材とを組み立てる際に、第１端子固定ガイド部１７を溝部の側壁面に沿って挿通することができるので、絶縁コンタクト部材６６に対する第１接続端子１１ａの位置決めを容易に行うことができる。

また、この空燃比センサ２においては、第１端子本体部１２の先端側と第１本体当接部１５ａとの２箇所で第１素子当接部１５を支持しており、第１素子当接部１５の剛性を向上しているので、第１接続端子１１ａ全体を小型化することができる。

また、本実施例の空燃比センサ２においては、第１接続端子１１ａを検出素子４側から見たときに、第１端子固定ガイド部１７が軸線方向後端側に向かうにつれて先細り形状とされている。

このような空燃比センサ２によれば、第１接続端子１１ａを絶縁コンタクト部材６６に挿通する際に、第１接続端子１１ａの先細り形状にされた部分が絶縁コンタクト部材６６と滑らかに接触するので、第１接続端子１１ａを絶縁コンタクト部材６６に挿通し易くすることができる。

加えて、本実施例の空燃比センサ２においては、第１本体当接部１５ａから軸線方向後端側に延び、この第１接続端子１１ａを検出素子４側から見たときに、軸線方向に延びる端辺のうち、少なくとも第１端子固定ガイド部１７から離れた端辺が、軸線方向後端側に向かうにつれて、この第１接続端子１１ａの中心線に近づく形状とされた先細り部を備えている。

即ち、この空燃比センサ２においては、第１端子固定ガイド部１７が第１端子本体部１２の軸線方向に対する左右何れかのみに備えられている場合であっても、第１接続端子１１ａには先細り部が設けられているので、第１接続端子１１ａの折り返し部が絶縁コンタクト部材６６と接触したとしても、第１接続端子１１ａは先細り部の端片に沿って滑らかに絶縁コンタクト部材６６と接触する。

従って、このような空燃比センサ２によれば、第１端子固定ガイド部１７が第１端子本体部１２の軸線方向に対する左右何れかのみに備えられている場合であっても、空燃比センサ２組み立て時に第１接続端子１１ａが変形してしまうことを確実に防止することができる。

また、このような空燃比センサ２によれば、隔壁部と第１開放側端部１４とが接触する位置に拘わらず、第１開放側端部１４が隔壁部に乗り上げないように逃げるときの逃げ角度が一定になるので、第１接続端子１１ａが隔壁部により乗り上げ難くすることができる。

また、空燃比センサ２において、第５接続端子２１１のように、端子固定ガイド部を備えていない場合には、第５開放側端部２１４は、第５接続端子２１１を検出素子４側から見たときに、軸線方向に沿って延びる両方の端辺２１４ａ，２１４ｂが、軸線方向後端側に向かうにつれて第５接続端子２１１の中心線に近づくよう構成されている。

従って、このような空燃比センサ２によれば、端子固定ガイド部を備えていない場合であっても、より第５接続端子２１１が隔壁部に乗り上げ難くすることができる。
なお、本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

例えば、本実施例において、第１開放側端部１４には、第１端子本体部１２における軸線方向左右何れかの端面の一部分を切り欠いたテーパを設けたが、例えば、後端部側が先細り形状となるような曲面加工（Ｒ加工）を施しておいてもよい。

また、本実施例においては、検出素子４と絶縁コンタクト部材６６と接続端子１０とを備えたセンサとして、全領域空燃比センサ２に本発明を適用した実施形態について説明したが、特にこの構成に限らず、λ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に本発明を適用してもよい。このようにしても、本実施例の効果と同様の効果が得られる。

また、本実施例の空燃比センサ２においては、検出素子４側から見たときに、第１本体当接部１５ａより軸線方向後端側にテーパ部２６ａを備えた先細り形状とした張り出し部２６を有する第１接続端子１１ａを使用したが、この第１接続端子１１ａの代わりに、図９に示すような第１接続端子１１ｂを使用してもよい。即ち、図９に示す第１接続端子１１ｂにおいては、張り出し部２６の軸線方向後端側の端部にテーパ部２６ａは形成されておらず、この端部がこの第１接続端子１１ｂの中心線（一点鎖線にて表示）に対して垂直な辺（面）を有するよう構成されている。

このようにしても、第１接続端子１１ｂの折り返し部（第１開放側端部１４、第１素子当接部１５、および第１当接突起部１６）の変形を防止することができる。
また、この変形例においては、第１接続端子１１ａ（１１ｂ）のみを例に挙げて説明したが、他の接続端子に上記の構成を採用することができることはいうまでもない。

さらに、本実施例の空燃比センサ２では、それぞれ異なる５種類の接続端子にて形成されていたが、これに限らず、第１接続端子１１ｂと第３接続端子２５１とが同形状かつ同寸法であり、第２接続端子１０と第４接続端子２７１とが同形状かつ同寸法であるような、３種類の接続端子にて形成されていてもよい。さらに空燃比センサ２は、第１接続端子１１ｂと同形状かつ同寸法の１種類の接続端子にて構成されていてもよい。

空燃比センサの全体構成を示す断面図である。 検出素子の概略構造を表す斜視図である。 先端側から見たときの絶縁コンタクト部材の外観を表す斜視図である。 後端側から見たときの絶縁コンタクト部材の外観を表す底面図である。 実施例の第１接続端子の外観を表す説明図である。 第５接続端子の外観を表す説明図である。 接続端子が配置された状態の絶縁コンタクト部材を後端側から見たときの外観を表す斜視図である。 接続端子が配置された状態の絶縁コンタクト部材を後端側から見たときの絶縁コンタクト部材の底面図である。 変形例の第１接続端子の外観を表す説明図である。

符号の説明

２…空燃比センサ、４…検出素子、８…検出部、１０…接続端子、１１ａ，１１ｂ…第１接続端子、１２…第１端子本体部、１３…第１連結側端部、１４…第１開放側端部、１５…第１素子当接部、１５ａ…第１本体当接部、１６…第１当接突起部、１７…第１端子固定ガイド部、１８…第１端子係止部、１９…リード線接続部、２６ａ…テーパ部、６６…絶縁コンタクト部材、７６…第１リブ部、７７…第２リブ部、７８…第３リブ部、２１１…第５接続端子、２１２…第５端子本体部、２１３…第５連結側端部、２１４…第５開放側端部、２１５…第５素子当接部、２１７…リード線接続部、２１８…第５端子係止部。

Claims (3)

1. 軸線方向に延びる板状形状をなし、軸線方向先端部が測定対象物に向けられ、軸線方向後端部に複数の電極端子部が形成される検出素子と、
   絶縁材料からなり、前記検出素子の後端部を挿通するための挿通部、および該挿通部の内壁面に形成された軸線方向に延びる複数の溝部を有する絶縁コンタクト部材と、
   前記複数の溝部のうちの複数に挿通された状態で、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ると共に、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複数の金属端子部材と、
   を備えるセンサであって、
   複数の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設され、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軸線方向に延び、前記検出素子の電極端子部に当接する素子当接部、および該素子当接部よりも後端側で前記フレーム本体部の検出素子側の面と当接する本体当接部、を有する折り返し部と、
   当該金属端子部材を前記検出素子側から見たとき、前記フレーム本体部の少なくとも軸線方向に対する左右何れかの端辺から延出され、前記折り返し部の後端部よりも軸線方向後端側まで前記溝部の側壁面に沿って延びるガイド部材と、
   を具備することを特徴とするセンサ。
2. 前記ガイド部材は、当該金属端子部材を前記検出素子側から見たときに、前記本体当接部より軸線方向後端側が、軸線方向後端側に向かうにつれて先細りとなることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
3. 前記折り返し部には、前記本体当接部から軸線方向後端側に延びると共に、当該金属端子部材を前記検出素子側から見たときに、軸線方向に延びる自身の端辺のうち少なくとも前記ガイド部材から離れた端辺が、後端側に向かうにつれて、当該金属端子部材の中心線に近づく先細り部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ。