WO2004010130A1 - センサ、センサの製造方法、セパレータと付勢部材の組立体 - Google Patents

Abstract

本発明の課題は、信頼性の高いセンサ、及び、信頼性が高く製造容易なセンサの製造方法を提供する。ヒータの折損等を生じ難いセンサの製造方法を提供する。本発明において、酸素センサ(1)は、酸素センサ素子(2)、主体金具(3)、第1,第2センサ端子金具(11),(12)、ヒータ(15)、ヒータ端子金具(16),(17)、金属外筒(21)、金属外筒(21)の内部に収容され、各端子金具(11)等やヒータ(15)を内部に保持し、各端子金具(11)等の間を絶縁するセパレータ(31)、を有する。セパレータ(31)の鍔部(34)には外筒当接面(34a)が形成され、金属外筒(21)は外筒当接面(34a)には当接する鍔部当接面(24b)が形成されている。外筒当接面(34a)と鍔部当接面(24b)とは、いずれも先端側ほど径方向外側に位置する斜面をなし、セパレータ(31)が後端側に付勢されてなる。付勢は、金属外筒(21)を変形させると共に、セパレータ(31)の先端側部(33)の周囲に配置した付勢金具(41)を変形させて行う。

Description

明 細 書 センサ、 センサの製造方法、 セパレータと付勢部材の組立体 く技術分野 >

本発明は、 センサ素子を主体金具等に組み付けたセンサ、 及びセンサの製造方 法に関する。 ぐ背景技術 >

例えば、内燃機関においては、排気ガス中の酸素濃度、空燃比状態等を検出し、 その検出値に基づいて燃焼制御を行うこと力 省エネルギー化、 排ガス浄化等に 非常に有効であることが知られている。 上記排気ガス （被測定ガス） 中の酸素濃 度等を検出するセンサとしては、 ジルコユア等の固体電解質よりなる検出素子を 用いたガスセンサが知られており、 様々な改良がなされている。

例えば、 特開 200 1— 14721 3号には、 図 1に示すガスセンサ 100 1 が開示されている。 このガスセンサ 100 1は、 自動車用内燃機関に用いられる 酸素センサであって、 被測定ガスと接触する接ガス部 1 0 1 1を有する検出素子 1010と、 接ガス部 1 0 1 1を露出させた状態で検出素子 1 0 10を保持する 主体金具 1004と、 この主体金具 1004から設けられ検出素子 1010の接 ガス部 101 1を覆う保護カバー 1002とを有する。 また、 検出素子 101 0 と電気的に導通された 2つの取り出し端子 1071 , 1 072と、 これらと各々 電気的導通を図る複数のリード線 108 1, 109 1と、取り出し端子 1071， 1 072とリード線 108 1, 1 09 1とを接続するコネクタ 1075， 10 7 6と、 コネクタ 10 75， 1076間の絶縁を図る電気絶縁性の絶緣部材 100 5と、 この絶縁部材 1005を内部に収納する第 1金属カバー 1003とを有す る。 また、 検出素子 10 1 0を加熱するために、 この検出素子 1010の内側に 配置されるヒータ 1 0 1 5は、 リード線 1 1 71と図示しない他のリード線とに より外部と導通している。 また、 この絶縁部材 1 0 0 5は、 リード線 1 0 8 1 , 1 0 9 1 , 1 1 7 1の一 部やコネクタ 1 0 7 5， 1 0 7 6などを収納する本体部 1 0 5 1と、 この本体部 1 0 5 1よりも大径の鍔部 1 0 5 2とを有している。 また、 第 1金属カバー 1 0 0 3は、 絶縁部材 1 0 0 5の本体部 1 0 5 1の外径よりも大きく鍔部 1 0 5 2の 外径よりも小さい内径を有する小径部 1 0 3 1と、 鍔部 1 0 5 2の外径よりも大 きい内径を有する大径部 1 0 3 2と、 小径部 1 0 3 1と大径部 1 0 3 2とを繋ぐ 段部 1 0 3 3とを有している。

そして、 絶縁部材 1 0 0 5は、 鍔部 1 0 5 2の一方の面 （図中上方の面） 1 5 2 1を段部 1 0 3 3に当接させると共に、 鍔部 1 0 5 2の他方の面 （図中下方の 面） 1 5 2 2を大径部 1 0 3 2に圧入された弾性部材 1 0 0 6により押圧固定し てある。 つまり、 絶緣部材 1 0 0 5は、 弾性部材 1 0 0 6と第 1金属カバー 1 0 0 3の段部 1 0 3 3に挟まれて固定されている。

このようにしたため、 このガスセンサ 1 0 0 1では、 従来のような複数のカバ 一を組合わせて絶縁部材を固定するという構造をとる必要がない。 また、 弾性部 材 1 0 0 6を用いて絶縁部材 1 0 0 5を固定するので、 絶縁部材 1 0 0 5のサイ ズばらつきがあっても、 第 1金属カバー 1 0 0 3と主体金具 1 0 0 4との接合位 置等に影響がないからガスセンサ 1 0 0 1の全長の寸法精度を向上させることが できるなどの利点がある。

このガスセンサ 1 0 0 1では、 上述したように、 絶緣部材 1 0 0 5の鍔部 1 0 5 2のうち、 軸線方向 （図 1中上下方向） に略直交する面 1 5 2 1と、 第 1金属 カバー 1 0 0 3のうち同じく軸線方向の直交する段部 1 0 3 3とを当接させて、 絶縁部材 1 0 0 5を固定している。 しかしながら、 第 1金属カバー 1 0 0 3の大 径部 1 0 3 2の内径よりも絶縁部材 1 0 0 5の鍔部 1 0 5 2の外径が小さいので、 第 1金属カバー 1 0 0 3の軸と、 絶縁部材 1 0 0 5の軸とがー致せず不適切にズ レた状態で、 絶縁部材 1 0 0 5が第 1金属カバー 1 0 0 3に対して固定される虞 がある。 すると、 この絶縁部材 1 0 0 5内に保持されているリード線 1 0 8 1 , 1 0 9 1 , 1 1 7 1の一部やコネクタ 1 0 7 5 , 1 0 7 6なども本来の配置され るべき位置から位置ズレした状態で保持されるため、 リード線 1 0 8 1， 1 0 9 1， 1 1 7 1やコネクタ 1 0 7 5， 1 0 7 6などに不要な応力が掛かる。 このた め、 検出素子 1 0 1 0やヒータ 1 0 1 5の折損などの破壊や、 リード線 1 0 8 1 等、 コネクタ 1 0 7 5等の破断や断線等の不具合を生じる虞があった。

また、 このガスセンサ 1 0 0 1を製造するには、 まず、 内部にリード線 1 0 8 1等やコネクタ 1 0 7 5等を収納していない状態の絶縁部材 1 0 0 5を、 弾性部 材 1 0 0 6を用いて、 予め第 1金属カバー 1 0 0 3の内部に固定する。 その後、 絶縁部材 1 0 0 5内にリード線 1 0 8 1等やコネクタ 1 0 7 5等を収納する。 さ らに、 ヒータ 1 0 1 5を検出素子 1 0 1 0の内部に揷入し、 第 1金属カバー 1 0 0 3を主体金具 1 0 0 4に固定する。

しかしながら、 第 1金属カバー 1 0 0 3の内部に絶縁部材 1 0 0 5が固定され た状態で、 この絶縁部材 1 0 0 5内にリード線 1 0 8 1等やコネクタ 1 0 7 5等 を収納するのは作業が面倒であり、 リード線 1 0 8 1等やコネクタ 1 0 7 5等を 絶縁部材 1 0 0 5内の適切な位置に収納することが難しい。 しかも、 これらが適 切な位置に収納できていない場合には、 上述の位置ズレが生じた場合と同様、 リ ード線 1 0 8 1 , 1 0 9 1， 1 1 7 1やコネクタ 1 0 7 5， 1 0 7 6などに不要 な応力が掛かり、 破断や断線等の不具合を生じる虞があつた。

逆に、 予め絶緣部材 1 0 0 5内の適切な位置にリード線 1 0 8 1等やコネクタ 1 0 7 5等を収納しておき、 その後、 絶縁部材 1 0 0 5を第 1金属カバー 1 0 0 3の内部に固定することが考えられる。 しかし、 絶縁部材 1 0 0 5内に既にリー ド線 1 0 8 1等やコネクタ 1 0 7 5等が収納されているので、 これらが無い上述 の場合に比して、 弾性部材 1 0 0 6を第 1金属カバー 1 0 0 3の内部に圧入によ り押し込み難く、 絶縁部材 1 0 0 5を第 1金属カバー 1 0 0 3の内部に固定する のが面倒になる。

また、 ガスセンサ 1 0 0 1を製造するには、 上述のように、 まず、 内部にリー ド線 1 0 8 1等を収納していない絶縁部材 1 0 0 5を、 弾性部材 1 0 0 6により 第 1金属カバー 1 0 0 3の内部に固定する。 その後、 絶縁部材 1 0 0 5内にリー ド線 1 0 8 1等やコネクタ 1 0 7 5等を収納する。 さらに、 ヒータ 1 0 1 5を検 出素子 1 0 1 0の内部に揷入し、 第 1金属カバー 1 0 0 3を主体金具 1 0 0 4に 固定する。 ところで、 絶縁部材 1 0 0 5に収納されたリ一ド線 1 1 7 1等の収納 状態によっては、 これに接続するヒータ 1 0 1 5が絶縁部材 1 0 0 5の軸線に対 して傾いた状態になるのが、 最も安定な場合があり得る。

しかしながら、 この製造方法では、 絶縁部材 1 0 0 5が第 1金属カバー 1 0 0 3の内部に固定された状態で、 ヒータ 1 0 1 5を検出素子 1 0 1 0の內部に揷入 する。 このため、 揷入によって、 ヒータ 1 0 1 5の傾きが強制的に変えられるこ とになる。 すると、 ヒータ 1 0 1 5やその取り出し端子、 リード線 1 1 7 1など に不要な応力が掛かり、 破断や断線、 ヒータの折損等の不具合を生じる虞があつ た。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、 上述の絶縁部材と第 1 金属カバーのように、 コネクタなどの端子部材を収納しつつこれらの間などを絶 縁するセパレータを内部に収納固定する金属外筒を有するセンサにおいて、 信頼 性の高いセンサ、 及び、 信頼性が高く製造容易なセンサの製造方法を提供するこ とを目的とする。 さらには、 ヒータの折損等を生じ難いセンサの製造方法を提供 することを目的とする。 さらに、 センサの製造に適するセパレータと付勢部材の 組立体を提供することを目的とする。

<発明の開示 >

そしてその解決手段は、センサ素子と、上記センサ素子を保持する主体金具と、 上記センサ素子と電気的に導通し、 上記センサ素子より後端側に延びる 1または 複数のセンサ端子部材と、 自身の先端部で上記主体金具と接続する金属外筒と、 上記金属外筒の内部に収容された電気絶縁性のセパレータであって、 上記センサ 端子部材が内部に位置し、 少なくとも上記センサ端子部材間及び上記センサ端子 部材と上記金属外筒との間のいずれかを絶縁するセパレータと、 を有するセンサ であって、 上記セパレータは、 後端側部及びこの後端側部よりも先端側に位置し 上記後端側部よりも大径の鍔部を有し、 上記金属外筒は、 上記セパレータの鍔部 に当接する段部または内側凸部を有し、 上記セパレータの鍔部のうち上記金属外 筒の段部または内側凸部に当接する外筒当接部と、 上記金属外筒の段部または内 側凸部のうち上記セパレータの鍔部の上記外筒当接部に当接する鍔部当接部とは、 少なくともいずれか一方が先端側ほど径方向外側に位置する斜面をなし、 上記セ パレータが、 後端側に付勢された状態で上記金属外筒に保持されてなるセンサで ある。

本発明のセンサでは、 セパレータの鍔部が、 金属外筒の段部または内側凸部の 当接する外筒当接部を有する一方、 金属外筒の段部または内側凸部が、 セパレー タの外筒当接部と当接する鍔部当接部を有しており、 この外筒当接部および鍔部 当接部の少なくとも一方が先端側ほど径方向外側に位置する斜面をなしている。 しかも、 セパレータが後端側に付勢されている。 つまり、 この外筒当接部と鍔部 当接部とが互いに近接する方向にセパレータが付勢されている。 しかも、 その状 態でセパレータが金属外筒の内部に保持されている。

もし、 このセンサの組み付け途中において、 セパレータの軸線が金属外筒の軸 線に対してズレてセットされたとしても、 セパレータが後端側に付勢されると、 両者の軸間のズレが少なくなるように、 セパレータが外筒当接部および鍔部当接 部の少なくとも一方の斜面に倣って移動する。 従って、 金属外筒に対してセパレ 一タの位置を適切に定めることができるから、 セパレータ内に位置するセンサ端 子部材の位置も正しく決めることができる。 このため、 センサ端子部材の位置や 姿勢ずれにより、 センサ端子部材自身ゃセンサ端子部材とセンサ素子との間など に応力が掛かるために生じる、 センサ素子の破壌やセンサ端子部材の破断等の不 具合を防止し、 かつセパレータを金属外筒内において安定して固定することがで き、 信頼性の高いセンサとなし得る。

ここで、 外筒当接部と鍔部当接部とは、 上述したように少なくとも一方が先端 側ほど径方向外側に位置する斜面をなしていればよく、 例えば外筒当接部が先端 側に向かうほど拡径するテーパ面をなしている場合、 鍔部当接部としては、 この テーパ面に面接触ないし点接触する状態で当接するテーパ面であってもよいし、 その他の形態であってもよい。 また、 鍔部当接部が先端側に向かうほど拡径する テーパ面をなしている場合、 外筒当接部としては、 このテーパ面に面接触ないし 点接触する状態で当接するテーパ面や、 その他の形態であってもよい。 また、別の解決手段は、センサ素子と、上記センサ素子を保持する主体金具と、 上記センサ素子と電気的に導通し、 上記センサ素子より後端側に延びる 1または 複数のセンサ端子部材と、 自身の先端部で上記主体金具と接続する金属外筒と、 上記金属外筒の内部に収容された電気絶縁性のセパレータであって、 上記センサ 端子部材が内部に位置し、 少なくとも上記センサ端子部材間及び上記センサ端子 部材と上記金属外筒との間のいずれかを絶縁するセパレータと、 を有するセンサ であって、 上記セパレータは、 後端側部及びこの後端側部よりも先端側に位置し 上記後端側部よりも大径の鍔部を有し、 上記金属外筒は、 上記セパレータの鍔部 に当接する段部または内側凸部を有し、 上記セパレータの鍔部のうち上記金属外 筒の段部または内側凸部に当接し後端側を向く外筒当接面と、 上記金属外筒の段 部または内側凸部のうち上記セパレータの鍔部の上記外筒当接面に当接する鍔部 当接面とは、 いずれも先端側ほど径方向外側に位置する斜面をなし、 上記セパレ ータが、後端側に付勢された状態で上記金属外筒に保持されてなるセンサである。 本発明のセンサでは、 セパレータの鍔部は、 後端側を向いて金属外筒の段部ま たは内側凸部の当接すると共に、先端側に向かうほど径方向外側に位置する斜面、 例えば先端側に向かうほど拡径するテーパ面をなす外筒当接面を有する。 また、 金属外筒の段部または内側凸部も、 先端側を向いてセパレータの外筒当接面と当 接し、 先端側ほど径方向外側に位置する斜面、 例えば先端側に向かうほど拡径す るテーパ面、 をなす鍔部当接面を有している。 しかも、 セパレータが後端側に付 勢されている。 つまり、 この外筒当接面と銬部当接面とが互いに近接する方向に セパレータが付勢されている。 しかも、 その状態でセパレータが金属外筒の内部 に保持されている。

もし、 このセンサの組み付け途中において、 セパレータの軸線が金属外筒の軸 線に対してズレてセットされたとしても、 セパレータが後端側に付勢されると、 両者の軸間のズレが少なくなるように、 互いの斜面に倣ってセパレータが移動す る。 従って、 金属外筒に対してセパレータの位置を適切に定めることができるか ら、セパレータ内に位置するセンサ端子部材の位置も正しく決めることができる。 このため、 センサ端子部材の位置や姿勢ずれにより、 センサ端子部材自身やセン サ端子部材とセンサ素子との間などに応力が掛かるために生じる、 センサ素子の 破壌やセンサ端子部材の破断等の不具合を防止し、 かつセパレータを金属外筒内 において安定して固定することができ、 信頼性の高いセンサとなし得る。

なお、 上述に説明したセンサにおいては、 センサ素子に導通するセンサ端子部 材は、 1または複数有ればよい。 センサ端子部材が 1つ有る場合としては、 一方 のセンサ信号をセンサ端子部材によって出力すると共に、 センサ信号の他方は主 体金具や金属外筒を通じて接地電位とする場合が挙げられる。 この場合には、 セ パレータにより、センサ端子部材と金属外筒との間の絶縁が図られることとなる。 また、複数有る場合としては、 +と一のセンサ信号を出力する場合が挙げられる。 この場合には、 セパレータにより、 センサ端子部材間の絶縁が図られることとな る。

セパレータの付勢には、 セパレータを後端側に付勢するいずれの機構をも採用 できる。 例えば、 外周に歯車状の突出する爪部を形成したリング状の金属板を金 属外筒内に圧入し、 爪部を金属外筒の内壁に圧接すると共に、 リング状の本体部 をセパレータの鍔部の先端側面に当接させて、 セパレータを後端側に付勢するこ とができる。

また、 センサとしては、 センサ素子や主体金具、 金属外筒ゃセパレータなどを 有するものであればいずれのものでも良いが、 例えば、 酸素センサや N O Xセン サ、 H Cセンサなどのガスセンサや温度センサ等が挙げられる。

さらに、 上記センサであって、 前記セパレータの鍔部は、 前記先端側を向く先 端側面を有し、 上記金属外筒内に保持され、 上記鍔部の先端側面に当接して、 上 記セパレータを後端側に付勢する付勢部材であって、 上記先端側面に対し径方向 に見て点接触する付勢部材を備えるセンサとすると良い。

センサ端子部材の取付位置や形態、 さらには、 センサ端子部材に接続されたリ 一ド線の配置、 金属外筒內を気密にするため金属外筒の後端側開口内に嵌入され るグロメットの形状ゃグロメット周りの金属外筒の加締めなど気密封止の形態な どによっては、センサの組み付け時に、センサ端子部材ゃリ一ド線などを通じて、 セパレータに様々な力が働き、 その姿勢を変えようとする。 しかるに、 セパレータが強固に金属外筒に固定されていると、 セパレータの姿 勢が変わらないので、 逆にセンサ端子部材ゃセンサ素子、 リード線に応力がかか り、 センサ端子部材ゃリ一ド線が破断するなどの不具合を生じることがある。 これに対し、 本発明のセンサでは、 付勢部材が、 例えば、 リング状、 各所が破 断したリング状など、 先端側面と径方向に見て点接触する。 このため、 セパレー タを後端側に付勢することは同じであるが、 当接箇所が幅を持ったリング状に広 がっている場合に比して、 センサの組み付け時にセパレータの姿勢 （例えば、 金 属外筒の軸に対するセパレータの軸のズレ、 軸の傾き、 回転など） が比較的容易 に変わる。 このため、 センサの組み付け時に、 センサ端子部材、 リード線などに 応力がかかりにくくなる。 かくして、 センサ素子の割れ、 センサ端子部材ゃリー ド線の破断などの不具合を防止し、 信頼性の高いセンサとなし得る。

さらに、 上記いずれかに記載のセンサであって、 前記センサ素子は、 先端側を 閉じた筒型のガスセンサ素子であり、 上記ガスセンサ素子の有底孔內に挿入され てなる棒状のヒータと、 上記ヒータと電気的に導通する 1または複数のヒータ端 子部材と、 を有し、 前記セパレータは、 前記センサ端子部材及び上記ヒータ端子 部材の相互間を絶縁するセパレータであるセンサとすると良い。

本発明のセンサは、 センサ素子として先端側を閉じた筒型のガスセンサ素子を 用い、 このガスセンサ素子の有底孔内に挿入した棒状のヒータと、 このヒータと 導通するヒータ端子部材を有し、 セパレータは、 センサ端子部材のほかヒータ端 子部材の相互間を絶縁する。 このようにセンサ素子のみならず、 ヒータやヒータ 端子部材を有するセンサ （ガスセンサ） では、 セパレータの金属外筒内での位置 がヒータ端子部材ゃヒータなどの配置や姿勢などによっても影響を受けるから、 センサの組み付け途中において、 セパレータの軸線が金属外筒の軸線に対してズ レてセットされやすい。

これに対して、本発明のセンサでは、前述したように、セパレータの鍔部には、 先端側に向かうほど径方向外側に位置する斜面をなす外筒当接面を備え、 金属外 筒の段部または内側凸部にも先端側ほど径方向外側に位置する斜面をなす鍔部当 接面を有している。 しかも、 セパレータが後端側に付勢されている。 従って、 前 述したのと同様に、 金属外筒に対してセパレータの位置を適切に定めることがで きるから、 セパレータが保持するセンサ端子部材ゃヒータ端子部材の位置も正し く決めることができる。 このため、 センサ端子部材ゃヒータ端子部材の位置や姿 勢ずれにより、 センサ端子部材自身やセンサ端子部材とセンサ素子との間、 ヒー タ端子部材自身やヒータ端子部材とヒータとの間などに応力が掛かるために生じ る、 センサ素子の破壊やセンサ端子部材の破断、 ヒータの破壌 （折損） やヒータ 端子部材の破断等の不具合を防止し、 信頼性の高いセンサとなし得る。

他の解決手段は、 センサ素子と、 上記センサ素子を保持する主体金具と、 上記 センサ素子と電気的に導通し、 上記センサ素子より後端側に延びる 1または複数 のセンサ端子部材と、 自身の先端部で上記主体金具と接続する金属外筒と、 上記 金属外筒の内部に収容された電気絶縁性のセパレータであって、 後端側に位置す る後端側部、 先端側に位置する先端側部、 及び、 上記後端側部及び先端側部の中 間に位置し上記後端側部及び先端側部よりも大径であり、 上記先端側部との間に 先端側を向く先端側面、 及び、 上記後端側部との間に後端側を向く後端側面を有 する鍔部、 を含み、 上記センサ端子部材が内部に位置し、 少なくとも上記センサ 端子部材間及び上記センサ端子部材と上記金属外筒との間のいずれかを絶縁する セパレータと、 を有し、 上記金属外筒は、 上記セパレータの鍔部の後端側に当接 する段部または内側凸部を含み、 上記セパレータを後端側に付勢する付勢部材を 有する.センサの製造方法であって、 上記センサ端子部材が上記セパレータの内部 に位置し、 かつ、 上記付勢部材を上記セパレータの先端側部の外周に保持し、 上 記セパレータの鍔部と上記金属外筒の段部または内側凸部とが当接した状態で、 上記金属外筒と上記主体金具の少なくともいずれかを互いに近づく方向に移動さ せて、 上記金属外筒の先端部を上記主体金具に当接させる当接工程と、 内部に上 記センサ端子部材が位置し、 その先端側部の外周に上記付勢部材を保持した上記 セパレータの鍔部と上記金属外筒の段部または内側凸部とが当接し、 かつ、 上記 付勢部材が上記セパレータの鍔部の先端側面に当接した状態で、 上記金属外筒の うち上記付勢部材の径方向外側に位置する部位を径方向内側に押圧して、 内側に 凸となる変形部を成型すると共に、 上記付勢部材が上記セパレータを後端側に付 勢するように上記付勢部材をも変形させる変形工程と、 を備えるセンサの製造方 法である。

前述した従来技術では、 絶縁部材 1 0 0 5にリード線 1 0 8 1等を通さない状 態で、 弾性部材 1 0 0 6を用いて絶縁部材 1 0 0 5を第 1金属カバー 1 0 0 3内 に組み付け固定している。 このため、 その後に第 1金属カバー 1 0 0 3内に保持 された状態の絶縁部材 1 0 0 5にリード線 1 0 8 1等を通し、 取り出し端子 1 0 7 1等やコネクタ 1 0 7 5等を絶縁部材 1 0 0 5の内部に配置する必要があり、 作業が面倒である上、 取り出し端子 1 0 7 1等やコネクタ 1 0 7 5等の配置がず れると、 センサ組み付け時に取り出し端子等に応力が掛かりやすい。

逆に、 絶縁部材 1 0 0 5にリード線 1 0 8 1を通し、 取り出し端子 1 0 7 1等 やコネクタ 1 0 7 5等を絶縁部材 1 0 0 5の内部に配置してから、 この状態の絶 縁部材 1 0 0 5を第 1金属カバー 1 0 0 3内に組み付けることも考えられる。 し かし、 この場合には、 絶縁部材 1 0 0 5内に取り出し端子 1 0 7 1等やリード線 1 0 8 1などが有るため、 弾性部材 1 0 0 6を絶縁部材 1 0 0 5と第 1金属カバ - 1 0 0 3との間に適切に圧入するのが難しい。

これに対し、 本発明のセンサの製造方法では、 予め、 セパレータ内部にセンサ 端子部材を位置させ、 その先端側部に付勢部材を装着保持したセパレータを用意 しておく。 その後、 当接工程と変形工程をいずれかを先に残りを後にして行う。 ここで当接工程は、 このセパレータの鍔部と金属外筒の段部または内側凸部と が当接した状態で、 金属外筒または主体金具の少なくともいずれかを互いに近づ く方向に移動させて、 金属外筒の先端部を主体金具に当接させる。 一方、 変形ェ 程は、 セパレータの鍔部と金属外筒の段部または内側凸部とが当接した状態で、 変形部を成型すると共に付勢部材も変形させて、 付勢部材でセパレータを後端側 に付勢し、 セパレータの鍔部と金属外筒の段部または内側凸部とを密着させる。 このようにすれば、 セパレータの内部にセンサ端子部材を配置するのに、 金属 外筒が邪魔にならず容易に行える。 しかも、 上記した従来技術のように、 金属外 筒の先端部を主体金具に当接させる前に、 金属外筒の内部に弾性部材を圧入して おく必要が無い。 つまり、 セパレータの固定は金属外筒と主体金具とを当接させ た前でも後でも良い。 しかも金属外筒の外側から変形部を成形すれば、 セパレー タを後端側に付勢することができるから、 セパレータ内に配置したセンサ端子部 材などの影響を受けず、 容易に行うことができる。

さらに、 金属外筒の先端部を主体金具に当接させるので、 主体金具に対する金 属外筒ゃセパレータの前後方向の位置を定めることができる。

なお、 当接させた金属外筒の先端部と主体金具とは、 カシメ加工やレーザ溶接 によって接続することができる。 また、 カシメ加工によって、 金属外筒の先端部 と主体金具とを仮止めし、 変形工程などを経た後に、 レーザ溶接によって両者を 接続することもできる。 あるいは、 金属外筒の先端部を主体金具に押しつけたま ま、 仮止めや溶接なしに工程を進め、 変形工程で付勢部材を変形させるなどして から、 レーザ溶接などより、 金属外筒の先端部と主体金具とを接続することもで きる。

また、 上記センサの製造方法であって、 前記セパレータの鍔部のうち前記後端 側面は、 先端側に向かうほど径方向外側に位置する斜面をなし、 前記金属外筒の 段部または内側凸部は、 前記セパレータの前記後端側面に当接するとともに、 先 端側に向かうほど径方向外側に位置する斜面をなす鍔部当接面を有するセンサの 製造方法とすると良い。

本発明のセンサの製造方法では、 セパレータの鍔部の後端側面が金属外筒の段 部または内側凸部の鍔部当接面に当接する構成をなしており、 この鍔部の後端側 面 （この後端側面は外筒当接面に相当する） と金属外筒の鍔部当接面とは、 いず れも先端側に向かうほど径方向外側に位置する斜面をなしている。.このため、 変 形工程において、 付勢部材によってセパレータを後端側に押圧すると、 セパレー タの軸線が金属外筒の軸線に一致する方向に、 斜面に倣ってセパレータが移動す るから、 金属外筒に対してセパレータの位置を適切に定めることができる。 従つ て、 金属外筒に対してセパレータの位置を適切に定めることができるから、 セパ レータが保持するセンサ端子部材の位置も正しく決めることができる。このため、 センサ端子部材の位置や姿勢ずれにより、 センサ端子部材自身やセンサ端子部材 とセンサ素子との間などに応力が掛かるために生じる、 センサ素子の破壊ゃセン サ端子部材の破断等の不具合を防止し、 かつセパレータを金属外筒内において安 定して固定することができ、 信頼性の高いセンサとなし得る。

また、 上記いずれかに記載のセンサの製造方法であって、 前記付勢部材は、 そ の内径が前記セパレータの先端側部の外径より大径で、 その外径が前記金属外筒 の内径よりも小さい金属筒部と、 上記金属筒部を上記セパレータの先端側部に装 着したとき、 上記金属筒部の内側において、 弾性的に上記セパレータの先端側部 に当接して、 上記金属筒部を上記セパレータに保持する弾性保持部と、 を有し、 前記変形工程における上記金属外筒の変形部の成型と共に上記金属筒部の後端で 上記セパレータの鍔部の先端側面を後端側に付勢するセンサの製造方法とすると 良い。

本発明のセンサの製造方法では、 金属筒部と弾性保持部を持つ簡単な構造の付 勢部材を用いた。 この付勢部材はセパレータの先端側部へ容易に装着できる。 ま た、 安価にできる。 しかも、 金属外筒に変形部を形成すると、 金属筒部のうちこ れに伴って変形する部分より後端側の部分が、若干後端側に移動する。このため、 セパレータの鍔部の先端側面を金属筒部の後端が後端側に押圧して付勢する。 つ まり、 セパレータの鍔部の先端側面において、 この付勢部材との当接箇所がリン グ状に存在することとなり、 径方向に見ると互いに点接触することになる。 この ため、センサ組み付け時に、セパレータを後端側に付勢することは同じであるが、 当接箇所が幅のあるリング状に広がっている場合に比して、セパレータの姿勢（例 えば、 金属外筒の軸に対するセパレータの軸のズレ、 軸の傾き、 回転など） を比 較的容易に変えることができる。 このため、 センサの組付け時にセパレータが姿 勢を変えることで、 センサ端子部材、 リ一ド線などに応力がかかりにくくなる。 かくして、 センサ端子部材ゃリード線の破断などの不具合を防止し、 信頼性の高 いセンサとなし得る。

さらに、 上記センサの製造方法であって、 前記付勢部材の前記弾性保持部は、 前記金属筒部の周方向に等間隔で 3箇所以上形成されてなるセンサの製造方法と するのが好ましい。

付勢部材の弾性保持部が周方向等間隔に 3箇所以上に形成されているため、 セ パレータの鍔部の先端側面を、 適切に後端側に押圧することができる。 さらに、 上記センサの製造方法であって、 前記付勢部材の金属筒部は、 径方向 の内側または外側に湾曲する後端部を有するセンサの製造方法とすると良い。 金属筒部の後端は、 セパレータの鍔部の先端側面と当接する。 このため、 セパ レータが姿勢を変える場合に、 セパレータの先端側面と金属筒部の後端の端面と の間に摩擦が生じて、 セパレータの姿勢変更を妨げがちである。 本発明では、 金 属筒部の後端部を内側または外側に湾曲する形状としたので、 セパレータの先端 面と、 湾曲した後端部が当接する。 このため、 セパレータの先端側面との摩擦を 減少させることができるから、 セパレータの姿勢変更がより容易になる。

さらに、 上記いずれか 1項に記載のセンサの製造方法であって、 前記付勢部材 の前記弾性保持部は、 前記金属筒部の後端に位置し、 径方向内側に延びると共に 徐々に方向転換して先端側に延びて略 J字状に湾曲してなる J型弾性保持部であ るセンサの製造方法とすると良い。

本発明のセンサの製造方法では、 弾性保持部が略 J字状の J型弾性保持部であ る付勢部材をもちいる。 弾性保持部を J型弾性保持部とすると、 湾曲部分の半径 や幅などの調整により適切な弾性を容易に得ることができる。

また、 上記いずれか 1項に記載のセンサの製造方法であって、 前記セパレータ の鍔部は、 前記セパレータの外筒当接面と前記金属外筒の鍔部当接面とが当接し た状態において、 上記金属外筒のうちこの鍔部の周囲部分よりも小径であり、 前 記付勢部材の金属筒部のうち、 前記変形工程で形成された前記金属筒部の変形部 よりも後端側に位置する部分は、 上記金属外筒のうちこの部分の周囲部分よりも 小径でありかつ上記鍔部よりも大径であるセンサの製造方法とするのが好ましい。 このセンサの製造方法によれば、 金属外筒のうち、 鍔部の周囲部分やこれと変 形部との間の部分に石などが当たって、 金属外筒が大きく凹んだ場合でも、 凹ん だ金属外筒が鍔部に当たる前に、 鍔部より大径の金属筒部の一部が、 先に金属外 筒に当たって衝撃を吸収する。このため、凹んだ金属外筒が鍔部に激しく衝突し、 鍔部を含むセパレータが割れるなどの破損が防止できる。

あるいは、 前記センサの製造方法であって、 前記付勢部材は、 内径が前記セパ レータの先端側部の外径より小径で、上記セパレータの先端側部に装着したとき、 その外径が前記金属外筒の内径よりも小さい円筒状ゴム部材であり、 前記変形ェ 程における上記金属外筒の変形部の成型と共に、 変形して上記セパレータの鍔部 の先端側面を後端側に付勢するセンサの製造方法とするのが好ましい。

このセンサの製造方法では、 付勢部材として円筒状ゴム部材を用いるので、 取 り扱いが容易である。

さらに、 上記いずれか 1項に記載のセンサの製造方法であって、 前記センサ素 子は、 先端側を閉じた筒型のガスセンサ素子であり、 上記ガスセンサ素子の有底 孔内に挿入されてなる棒状のヒータと、 上記ヒータと電気的に導通する 1または 複数のヒータ端子部材と、 を有し、 前記セパレータは、 上記センサ端子部材及び ヒータ端子部材の相互間の絶縁を保持し、 前記当接工程は、 上記セパレータが前 記金属外筒内に遊挿された状態で、 上記金属外筒と前記主体金具との少なくとも いずれかを互いに近づく方向に移動させて、 上記金属外筒の先端部を前記主体金 具に当接させると共に、 上記主体金具に保持された上記ガスセンサ素子內に上記 ヒータを揷入し、 前記変形工程は、 上記当接工程の後に行うセンサの製造方法と すると良い。

本発明のセンサの製造方法では、 センサ素子として先端側が閉じた筒型のガス センサ素子を用い、 ヒータを備えており、 当接工程で、 金属外筒の先端部を主体 金属に当接させるだけでなく、 ヒータをガスセンサ素子に挿入する。

ここでもし、 当接工程に先立って変形工程を行ったとすると、 セパレータが金 属外筒に対して固定されるため、 ヒータ接続端子のセパレータ内の配置のズレな どにより、 ヒータがガスセンサ素子の有底孔に大きく傾いて揷入された場合など に、 ヒータに応力が掛かり折損したり、 ヒータとヒータ接続端子との接続部分が 破断するなどの不具合を生じることがある。

これに対し本発明の製造方法では、 当接工程においてヒータをガスセンサ素子 内に挿入した後に変形工程を行う。 そして当接工程においては、 セパレータは金 属外筒に対して遊揷された状態としているから、 ヒータの挿入に伴ってヒータや ヒータ端子部材などに応力が掛かると、 これを小さくするように、 セパレータの 位置や軸の傾きなどが調整される。 その後、 変形工程でセパレータが金属外筒に 付勢部材で付勢されて固定されるので、 ヒータやヒータ端子部材に生じる応力が 少なく、 ヒータの折損や破断等の不具合を生じ難く、 信頼性の高いセンサ （ガス センサ） となす事ができる。 なお、 ヒータとしては、 断面円形状、 断面四角形状 などの棒状ヒータを挙げることができる

さらに、 上記センサの製造方法であって、 前記当接工程は、 前記金属外筒の先 端部よりも先端側に突出する前記ヒータの先端を前記ガスセンサ素子の後端側開 口内に導くように位置決めして挿入する揷入位置決め工程を含むセンサの製造方 法とすると良い。

本発明のセンサの製造方法では、 当接工程は揷入位置決め工程を含み、 ヒータ の先端をガスセンサ素子の後端側開口内に導くので、ヒータの揷入が容易であり、 ヒータの先端がガスセンサ素子の後端部に当接して、 ヒータが折損するなどの不 具合も解消できる。

さらに、 上記センサの製造方法であって、 挿入位置決め工程は、 チャック装置に より、 前記ヒータのうち前記金属外筒の先端部よりも先端側に突出する部分の一 部を把持して、 上記ヒータの先端の位置を調整して行うセンサの製造方法とする と良い。

このセンサの製造方法では、 挿入位置決め工程で、 チャック装置によってヒー タの先端を導くので、 容易で確実にヒータの先端をガスセンサ素子の後端開口に 揷入することができる。

さらに他の解決手段は、センサ素子と、上記センサ素子を保持する主体金具と、 上記センサ素子と電気的に導通し、 上記センサ素子より後端側に延びる 1または 複数のセンサ端子部材と、 自身の先端部で上記主体金具と接続する金属外筒と、 上記金属外筒の内部に収容された電気絶縁性のセパレータであって、 後端側に位 置する後端側部、 先端側に位置する先端側部、 及び、 上記後端側部及び先端側部 の中間に位置し上記後端側部及び先端側部よりも大径であり、 上記先端側部との 間に先端側を向く先端側面、 及び、 上記後端側部との間に後端側を向く外筒当接 面を有する鍔部、 を含み、 上記センサ端子部材が内部に位置し、 少なくとも上記 センサ端子部材間及び上記センサ端子部材と上記金属外筒との間のいずれかを絶 縁するセパレータと、 を有し、 上記金属外筒は、 上記セパレータの鍔部の外筒当 接面に当接する鍔部当接面を有する段部または内側凸部を含み、 上記セパレータ を後端側に付勢する付勢部材を有するセンサに用いるセパレータと付勢部材の組 立体であって、 上記付勢部材は、 その内径が前記セパレータの先端側部の外径よ り大径で、 その外径が前記金属外筒の内径よりも小さい金属筒部と、 上記金属筒 部の内側に配置された弾性保持部とを有し、 上記セパレータの先端側部に、 上記 弾性保持部が弾性的に当接して、 上記付勢部材が上記セパレータに保持されてな るセパレータと付勢部材の組立体である。

本発明の組立体は、 セパレータに付勢部材が自身の弾性力によつて保持されて いる。 このため、 センサの製造に際して、 この組立体を用いれば、 セパレータと 付勢部材とを別に組み付ける場合に比して、 手間が掛からず、 安価に製造するこ とが可能となる。 ぐ図面の簡単な説明 >

図 1は、 従来技術にかかるガスセンサの全体構成を示す説明図である。

図 2は、 実施形態にかかるガスセンサの全体構成を示す説明図である。

図 3は、 セパレータの、 （ a ) は側面図、 （b ) は平面図、 （c ) は底面図、 （d ) は A— A断面図、 （e ) は B— B断面図である。

図 4は、 セパレータへの酸素センサ素子及びヒータの組み付け状態を示す分解 斜視図である。

図 5は、 金属外筒の部分破断側面図である。

図 6は、 付勢金具の部分破断側面図である。

図 7は、 センサ端子金具等を内部に保持したセパレータを金属外筒内に配置し た状態を示す説明図である。

図 8は、 ヒータを酸素センサ素子の後端側開口に導いて揷入する様子を示す説 明図である。

図 9は、 セパレータの鍔部の外筒当接面と、 金属外筒の内側凸部の鍔部当接面 とをテーパにしなかった場合 （a) と、 テーパにした場合 （b) とを対比して示 す説明図である。

図 1 0は、 金属外筒と主体金具とを加締めて仮接続する様子を示す説明図であ る。

図 1 1は、 金属外筒を外周から押圧して変形部を形成すると共に、 付勢金具を も変形させる変形工程を示す説明図である。

図 1 2は、 変形工程における金属外筒及び付勢金具の変形の様子を示す部分拡 大説明図であり、 （a ) は変形前、 （b) は変形後である。

図 1 3は、 グロメットを加締める様子を示す説明図である。

図 1 4は、 金属外筒と主体金具とをレーザ溶接する様子を示す説明図である。 なお、 図中の符号は以下のとおりである。

1 酸素センサ （ガスセンサ、 センサ）

2 酸素センサ素子 (ガスセンサ素子、 センサ素子）

2 a 有底孔

2 b センサ外部電極層

2 c センサ内部電極層

2 h 後端側開口

3 主体金具

3 d 接続部

1 1 第 1センサ端子金具 （センサ端子部材）

1 2 第 2センサ端子金具 （センサ端子部材）

1 3， 14 センサ出力リード線

1 5 ヒータ

1 5 d 後端面

1 6, 1 7 ヒータ端子金具 （ヒータ端子部材）

1 8， 1 9 ヒータリ一ド線

2 1 金属外筒

2 2 a 先端部 2 4 内側凸部

2 4 鐸部当接面

3 1 セパレータ

3 3 先端側部

3 4 鍔部

3 4 a 外筒当接面

3 4 b 先端側面

3 9 組立体 （セパレータと付勢部材の組立体）

4 1 付勢金具 （付勢部材）

4 2 金属筒部

4 2 b (金属筒部の） 後端部

4 3 J型弾性保持部

4 3 a 当接部

C H チャック機構

<発明を実施するための最良の形態 >

本発明の実施の形態を図 2〜図 1 4を参照して説明する。 図 2は本実施形態に かかり酸素センサ 1の内部構造を示す説明図である。 酸素センサ 1は、 先端が閉 じた中空軸状の酸素センサ素子 2と、 酸素センサ素子 2の有底孔 2 aに挿入され たヒータ 1 5とを備える。 酸素センサ素子 2は、 酸素イオン伝導性を有する固体 電解質により中空軸状に形成されている。

なお、 このような固体電解質としては、 Y 2 O 3ないし C a Oを固溶させた Z r O 2が代表的なものであるが、 それ以外のアルカリ土類金属ないし希土類金属 の酸化物と Z r O 2との固溶体を使用してもよい。 さらには、 ベースとなる Z r O 2には H ί O 2が含有されていてもよい。

この酸素センサ素子 2の有底孔 2 aの内面には、 そのほぼ全面を覆うように、 例えば P tあるいは P t合金により多孔質に形成されたセンサ内部電極層 2 cが、 形成されている。 一方、 酸素センサ素子 2の外面のうち先端部には同様な多孔質 のセンサ外部電極層 2 bがそれぞれ設けられている （図 4参照）。 また、 この酸素 センサ素子 2の軸方向の中間部には、 径方向外側に突出する係合フランジ部 2 s が設けられている。 絶縁性セラミックからなるインシユレータ 5 , 7及びタルク から形成されたセラミック粉末 6によつて係合フランジ部 2 sが係合保持される ことにより、 酸素センサ素子 2は中心にこの酸素センサ素子 2を揷通する揷通孔 を有する筒状の主体金具 3に気密に保持されている。 なお、 本明細書において、 酸素センサ素子 2の軸に沿う方向 （図 2中、 上下方向） のうち、 先端部 （閉じて いる側、 図 2中下方） に向かう側を 「先端側」 とし、 これと反対方向 （図 2中上 方） に向かう側を 「後端側」 ということとする。

主体金具 3は、 酸素センサ 1を排気管等の取付部に取り付けるためのねじ部 3 bや六角部 3 cを有し、 プロテクタ 4がプロテクタ接続部 3 aにレーザ溶接で接 続されている。 このプロテクタ 4は、 主体金具 3の先端側開口部から突出する酸 素センサ素子 2の先端部を覆うように取り付けられている。 この酸素センサ 1は ねじ部 3 bより先端側が排気管等のエンジン内に位置し、 それより後端側は外部 の大気中に位置して使用される。 プロテクタ 4には、 排気ガスを透過させる複数 のガス透過口が形成されている。

—方、 主体金具 3の後端部 3 eは、 インシュレータ 7との間にリングパッキン 9を介して加締められて気密保持されている。 また六角部 3 cの後端側の接続部 3 dには、 筒状の金属外筒 2 1の先端部 2 2 aが外側からレーザ溶接により固着 されている。 また、 この金属外筒 2 1の後端側開口部にはゴム等で構成されたグ ロメッ卜 5 1を嵌入させて加締めることにより封止されている。 グロメット 5 1 の中心部には、 大気を金属外筒 2 1内に導入する一方、 水分の進入を防ぐフィル タ部材 5 2が配置されている。 またこのグロメット 5 1の先端側には、 絶縁性の アルミナセラミックからなるセパレータ 3 1が設けられている。 そして、 セパレ ータ 3 1及びグロメット 5 1を貫通してセンサ出力リード線 1 3， 1 4及ぴヒー タリード,線 1 8， 1 9が配置されている （図 2、 図 4参照）。

図 3に示すこのセパレータ 3 1は、 その側面図 （図 3 ( a ) 参照） に示すよう に、 後端側部 3 2、 先端側部 3 3、 及びこれらの間に位置し、 これらよりも大径 の鍔部 34とを有する。 鍔部 3 4のうち、 後端側部 3 2との間には、 先端側 （図 中下方）ほど拡径してテーパ面をなす外筒当接面 34 aが形成されている。一方、 先端側部 3 3との間は、 階段状の段差をなす先端側面 34 bが形成されている。 また、 このセパレータ 3 1には、 図 2 (b), (c) に示すように、 各リード線 1 3， 1 4, 1 8， 1 9を揷通するためのリード線揷通孔 3 1 a , 3 1 bが軸方向 に貫通して形成されている。 また、 後端側の端面には、 通気溝 3 1 cが 4個のリ 一ド線揷通孔 3 1 a， 3 1 bと干渉しない位置に十字形態で軸線と直交する方向 に形成されている。 また、 セパレータ 3 1の先端面に開口する有底状の保持孔 3 1 dが軸線方向に形成されている。

図 2及び図 4に示すように、 この保持孔 3 1 d及びリード線揷入孔 3 1 a , 3 1 bには、 各リード線 1 3， 1 4， 1 8， 1 9が揷通され、 第 1， 第 2センサ端 子金具 1 1 , 1 2のコネクタ部 1 1 a , 1 2 a、 及びヒータ端子部材 1 6, 1 7 が互いに絶縁されつつセパレータ 3 1内に保持される。

なお、 図 3 (d) に示すように、 保持孔 3 1 dの底面 3 1 eはセパレータ 3 1 の軸線方向中間部に位置している。 ヒータ 1 5の後端部 1 5 cは、 セパレータ 3 1の軸線方向先端側から保持孔 3 1 dに揷入され、 ヒータ 1 5の後端面 1 5 が 保持孔 3 1 dの底面 3 1 eに当接することでセパレータ 3 1に対するヒータ 1 5 の軸線方向の位置決めがなされる。

図 4に示すように、 第 1センサ端子金具 1 1は、 一体に成形されたコネクタ部 1 1 a、 セパレータ当接部 1 1 b、 揷入部 1 1 cを有する。 このうち、 コネクタ 部 1 1 aは、 センサ出力リード線 1 3の芯線を把持して、 第 1センサ端子金具 1 1とセンサ出力リード線 1 3とを電気的に接続する。 また、 セパレータ当接部 1 1 bは、セパレータ 3 1の保持孔 3 1 dに弾性的に当接して （図 2参照）、第 1セ ンサ端子金具 1 1をセパレータ 3 1内に保持する。 また、 揷入部 1 1 cは、 酸素 センサ素子 2の有底孔 2 a內に挿入されて、 センサ内部電極層 2 cと導通する。 また、 この挿入部 1 1 cは、 下方押圧部 1 1 d及び上方押圧部 1 1 eを含み、 こ の揷入部 1 1 cが酸素センサ素子 2の有底孔 2 a内に挿入されることにより、 揷 入部 1 1 cが包囲するヒータ 1 5を押圧して、 ヒータ 1 5の軸線が酸素センサ素 子 2の中心軸線に対して偏心して、 発熱部 1 5 aが酸素センサ素子 2の有底孔 2 aの内壁 （センサ内側電極層 2 c ) に接触するように、 ヒータ 1 5の姿勢を調整 する。 また、 揷入部 1 1 cの後端側には、 揷入部 1 1 cが酸素センサ素子 2の有 底孔 2 a内に没入するのを防ぐため、 鍔部 1 1 gが設けられている。

なお、 ヒータ 1 5に形成される発熱部 1 5 aが偏心して、 酸素センサ素子 2の 有底孔 2 aの内壁に接することで、 より小さな容積に熱エネルギーを集中するこ とになり、 酸素センサ 1の活性化時間を短縮する上で効果的である。

一方、 第 2センサ端子金具 1 2は、 一体に形成されたコネクタ部 1 2 a、 セパ レータ当接部 1 2 b、 把持部 1 2 cを有する。 このうち、 コネクタ部 1 2 aは、 センサ出力リード線 1 4の芯線を把持して、 第 2センサ端子金具 1 2とセンサ出 力リード線 1 4を電気的に接続する。 また、.セパレータ当接部 1 2 bは、 セパレ ータ 3 1の保持孔 3 1 dに弾性的に当接して（図 2参照）、第 2センサ端子金具 1 2をセパレータ 3 1内に保持する。 また、 把持部 1 2 cは、 酸素センサ素子 2の 後端付近の外周を把持する。

ここで、 酸素センサ素子 2は、 図 4に示すように、 後端部に形成され、 引き出 し層 2 dを通じてセンサ外部電極層 2 bに導通する接続層 2 f を有する。 把持部 1 2 cは、 この接続層 2 f と導通することにより、 センサ外部電極層 2 bとも導 通する。 また、 把持部 1 2 cの先端側には、 把持部 1 2 c内にガスセンサ素子 2 の後端部を揷入しやすくするため、 鍔部 1 2 f が設けられている。 なお、 引き出 し層 2 d及び接続層 2 f は、 焼き付けにより形成されている。

また、 図 2及び図 4に示すように、 ヒータ 1 5は棒状のセラミックヒータであ り、 アルミナを主とする芯材に抵抗発熱体 （図示せず） を有する発熱部 1 5 aが 形成されている。 電極パッド 1 5 e， 1 5 f にろう付け接続されるヒータ端子金 具 1 6 , 1 7及びヒータリード線 1 8， 1 9と通じて、 このヒータ 1 5に通電す ると、 酸素センサ素子 2の先端部が加熱される。 ヒータ端子金具 1 7には、 ヒー タリード線 1 8の芯線を把持して、 このヒータ端子金具 1 7とヒータリード線 1 8を電気的に接続するコネクタ部 1 7 aを有している。 なお、 図 4には示さない が、 ヒータ端子金具 1 6も同様にコネクタ部によりヒータリード線 1 9の芯線を 把持するコネクタ部を有している。

金属外筒 2 1 (図 5参照） は、 金属製で略円筒形状を成し、 先端側 （図中下側） に位置し、 上述したようにその先端側の先端部 2 2 aが主体金具 3と接合される 第 1外筒部 2 2と、 これよりも後端側に位置し第 1外筒部よりも小径の第 2外筒 部 2 3とを有している。 この第 2外筒部 2 3の軸方向中間部分には、 周方向に均 等に 4箇所、 径方向内側に凸部頂面 2 4 aが四角形状となって突出する内側凸部 (第 1縮径部） 2 4が形成されている。 この内側凸部 2 4のうち、 この凸部頂面 2 4 aより先端側には、 斜面をなす鍔部当接面 2 4 bが形成されている。 この鍔 部当接面 2 4 bは、 図 2に示すように、 セパレータ 3 1の外筒当接面 3 4 aと当 接する。

さらに、 図 2に示すように、 セパレータ 3 1の先端側部 3 3の周囲には、 付勢 金具 4 1が装着されている。 この付勢金具 4 1は、 図 6に示すように、 円筒状の 金属筒部 4 2のほか、 この金属筒部 4 2の後端部 4 2 aに、 金属筒部 4 2と一体 に形成された J型弾性保持部 4 3及び筒部延在部 4 4を有する。 この J型弾性保 持部 4 3は、 周方向に等間隔に 4箇所点在しており、 径方向内側に延びると共に 徐々に方向転換して先端側に延びて略 J字状に湾曲してなる。 この J型弾性保持 部 4 3は、 付勢金具 4 1をセパレータ 3 1の先端側部 3 3に装着すると、 弾性変 形して付勢金具 4 1を先端側部 3 3に保持する （図 7参照）。保持の強さは、 J型 弾性保持部 4 3の幅や形状等によって調整することができる。 また、 筒部延在部 4 4は、 J型弾性保持部 4 3同士の間に形成され、 J型弾性保持部 4 3と同様に 内側に J字状に湾曲している。 但し、 J型弾性保持部 4 3の方が、 筒部延在部 4 4より径方向内側に突出するように、 曲率が調整されている。 そして後述するよ うにして、 金属外筒 2 1の第 2外筒部 2 3に変形部 （第 2縮径部） 2 3 bを成形 するのに伴って、 金属筒部 4 2にも変形部 4 2 aを形成することにより、 金属筒 部 4 2でセパレータ 3 1の先端側面 3 4 bを、 従って、 セパレータ 3 1を後端側 に付勢する。 なお、 このように金属筒部 4 2の後端部 4 2 aに湾曲した筒状延在 部 4 4や J型弾性保持部 4 3を設けたため、 後述するように、 酸素センサ 1を製 造するに当たり、 セパレータ 3 1の先端側面 3 4 bに当接した場合に、 セパレー タ 3 1の姿勢変化を妨げにくくなつている。

この酸素センサ 1は、 以下のようにして製造される。 予め、 第 1 , 第 2センサ 端子金具 1 1， 1 2のコネクタ部 1 1 a , 1 2 aにそれぞれセンサ出力リード 1 3， 1 4を接続し、 ヒータ端子金具 1 6， 1 7のコネクタ部 1 7 a等にヒータリ ード線 1 8， 1 9を接続しておく。 そして、 図 4の右下に示すように、 ヒータ 1 5を第 1センサ端子金具 1 1の揷入部 1 1 c内に位置させた状態で、 各リード線 1 3, 1 4， 1 8, 1 9をセパレータ 3 1の保持孔 3 1 d及びリード線揷通孔 3 1 a , 3 1 bに揷通する。 そして、図 7に示すように、保持孔 3 1 d内に、第 1， 第 2センサ端子金具 1 1， 1 2の一部、 ヒータ端子金具 1 6， 1 7の全体、 及び ヒータ 1 5の後端部 1 5 cが互いに絶縁して保持された状態としておく。 また、 図 9 (b) に示すように、 セパレータ 3 1の先端側部 3 3の外周に、 J型弹性保 持部 4 3の当接部 4 3 a (金属筒部 4 2の後端部 4 2 b) が鍔部 34の先端側面 34 bに当接するようにして、付勢金具 4 1を装着して、組立体 3 9 (図 7参照） としておく。 本実施形態では、 予め組立体 3 9としてセパレータ 3 1と付勢金具 4 1とを一体に扱えるようにしているので、 以下に説明する工程において、 セパ レータ 3 1と付勢金具 4 1との取り扱いが容易である。

なお、 図 4の左下部には、 酸素センサ素子 2と第 2センサ端子金具 1 2とが接 続されている状態を示しているが、 後述するようにして、 酸素センサ素子 2と第 2センサ端子金具 1 2とは接続されるのであり、 この段階では、 第 2センサ端子 金具 1 2は酸素センサ素子 2と接続していない。

このように、 内部にリード線 1 3等を揷通し、 第 1センサ端子金具 1 1等を保 持したセパレータ 3 1を、 金属外筒 2 1に遊揷し、 各リード線 1 3等をグロメッ ト 5 1に揷通する。

図 8に示すように、 予め主体金具に 3に酸素センサ素子 2を固着し、 また、 主 体金具 3にプロテクタ 4を溶接しておく。

酸素センサ素子 2の軸線と、 金属外筒 2 1の軸線が一致するように両者の位置 を調整し、 以下の当接工程を行う。 即ち、 金属外筒 2 1を先端側 （図中下方） に 移動させ、 セパレータ 3 1の外筒当接面 3 4 aと金属外筒 2 1の鍔部当接面 24 bとが当接し、 かつセパレータ 3 1が金属外筒 2 1に遊挿された状態とし、 金属 外筒 2 1の後端部にグロメット 5 1を嵌め込む。 さらに、 金属外筒 2 1を先端側 (図中下方） に移動させる。 そして、 ヒータ 1 5が酸素センサ素子 2の有底孔 2 a内に挿入され、 金属外筒 2 1の先端部 2 2 aが主体金具 3の六角部 3 cに当接 するまで金属外筒 2 1を先端側に移動させる。 なお、 酸素センサ素子 2や主体金 具 3と、 金属外筒 2 1やヒータ 1 5， セパレータ 3 1とを相対的に近づける方向 に移動させればよく、上記とは逆に、酸素センサ素子 2や主体金具 3を後端側（図 中上方） に移動させても良い。

これにより、 ヒータ 1 5と共に第 1センサ端子金具 1 1の揷入部 1 1 cも酸素 センサ素子 2の有底孔 2 aに揷入され、センサ内側電極層 2 cと導通する。また、 揷入部 1 1 cが酸素センサ素子 2の有底孔 2 a内に挿入されることにより、 ヒー タ 1 5の軸線が酸素センサ素子 2の軸線に対して傾きかつ偏心して、 ヒータ 1 5 の発熱部 1 5 aが有底孔 2 aの内壁に接するようにするように調整される。また、 第 2センサ端子金具 1 2の把持部 1 2 cが酸素センサ素子 2の後端部分を把持し、 接続層 2 f と導通する。

特に、 本実施形態では、 セパレータ 3 1の保持孔 3 1 dの底面 3 1 eで、 ヒー タ 1 5の後端面 1 5 dを押して、 ヒータ 1 5を酸素センサ素子 2の有底孔 2 a内 に挿入する。 そしてこのセパレータ 3 1は、 金属外筒 2 1に押されて移動してい る。 このため、 金属外筒 2 1の先端部 2 2 aが主体金具 3の六角部 3 cに当接す るまで金属外筒 2 1を先端側に移動させることで、 ヒータ 1 5の酸素センサ素子 2の有底孔 2 aへの揷入深さが、 金属外筒 2 1， セパレータ 3 1及ぴヒータ 1 5 の寸法で一意に決められるため、 挿入深さの調節が不要である。

さらに、 セパレータ 3 1に外筒当接面 3 4 aを設け、 金属外筒 2 1に鍔部当接 面 2 4 bを設けたため、 この当接工程では、 以下の利点が得られる。 図 9を用い て説明する。

図 9 ( a ) は、 本実施形態と異なり、 セパレータ S Pの鍔部 S P Tにテーパ面 を設けないで、 階段状の後端側面 S P T aを形成する一方、 金属外筒 G Tの段部 G T Dにも階段状の先端側面 G T D aを設けた場合を示す説明図である。 なお、 セパレータ S P内にはリード線ゃヒータが保持されているが、 図示を省略してい る。

セパレータ S Pの鍔部 S PTの外径は金属外筒の内径より小さいから、 セパレ ータ S Pは金属外筒 GTの軸 GT Xに対して、 その軸 S P Xがずれるように配置 されることが許容される。 しかるに、 この状態で、 金属外筒 GTを先端側 （図中 下方） に移動させ、 図示しないヒータを酸素センサ素子内に挿入しても、 両者の 軸 GT Xと S P Xとが一致させる力は働かない。 むしろ、 セパレータ S Pの後端 側面 S PT aと金属外筒 GTの先端側面 GTD aとの間の摩擦により、 セパレー タ S Pの移動が阻止される。 すると、 セパレータ S Pの軸 S P Xが金属外筒 GT の軸 GT Xに対してずれたまま、 従って、 セパレータ S Pの軸 S P Xが酸素セン サ素子の軸ともずれたまま、 ヒータが酸素センサ素子の有底孔内に挿入されるこ ととなる。 このため、 ヒータと第 1センサ端子金具が酸素センサ素子の有底孔内 へ揷入され、 第 2センサ端子金具が酸素センサ素子を把持すると、 セパレータ S Pの位置ズレにより、 ヒータや第 1, 第 2センサ端子金具、 ヒータ端子金具とセ パレータとの間に応力が発生した状態で、 酸素センサが製造されることとなる。 すると極端な場合には、 この応力により各端子金具が破断したり、 酸素センサ素 子が破壌したり、 ヒータが折損したり、 ヒータとヒータ端子金具との間のロウ付 け部分が破損したりする不具合を生じる可能性がある。

これに対し、 図 9 (b) に示す本実施形態の場合には、 セパレータ 3 1に斜面 を成す外筒当接面 34 aを設け、 金属外筒 2 1にも斜面をなす鍔部当接面 24 b を設けた。 このため、 金属外筒 2 1を先端側 （図中下方） に移動させ、 ヒータ 1 5や第 1センサ端子金具 1 1の揷入部 1 1 cが酸素センサ素子 2の有底孔 2 aの 挿入され、 あるいは第 2センサ端子金具 1 2の把持部 1 2 cに酸素センサ素子 2 が揷入されると、 これらの間に生じる摩擦抵抗により、 セパレータ 3 1に外筒当 接面 34 aが金属外筒 21の鍔部当接面 24 bに押しつけられる。 すると、 セパ レ一タ 31の軸 31 Xが金属外筒 21の軸 2 1 Xに一致するようにセパレータ 3 1が移動する。 このため、 上述のような、 セパレータの位置ズレに伴う応力がヒ ータ 1 5や第 1， 第 2センサ端子金具 1 1， 1 2， ヒータ端子金具 1 6， 1 7に 発生することが解消あるいは軽減される。 このため、 各端子金具やヒータ、 酸素 センサ素子の破損や折損が防止され、 信頼性の高い酸素センサ 1とすることがで さる。

また、 前述した従来技術では、 絶縁部材 1 0 0 5が弾性部材 1 0 0 6によって 第 1金属カバー 1 0 0 3に固定されていた （図 1参照）。 これとは異なり、 ヒータ 1 5を酸素センサ素子 2内に揷入するこの当接工程においては、 このセパレータ 3 1は、 金属外筒 2 1に固定されず遊揷された状態にある。 このため、 ヒータ 1 5や第 1センサ端子金具 1 1を酸素センサ素子 2の有底孔 2 a内へ揷入し、 第 2 センサ端子金具 1 2で酸素センサ素子 2を把持する際に、 これらの部材が摩擦抵 抗などを受け、 これがセパレータ 3 1に伝わっても、 セパレータ 3 1が適宜傾く など移動することが可能である。このため、ヒータ 1 5や各端子金具 1 1 , 1 2 , 1 6， 1 7とセパレータ 3 1との間に応力が生じ難く、 この点でも、 ヒータや各 端子金具の破損を防止できる。

なお、 この当接工程においては、 図 8に示すように、 その当初において、 ヒー タ 1 5のうち、金属外筒 2 1から突出している部分をチャック機構 C Hで把持し、 その先端 1 5' bの位置を調整して、 酸素センサ素子 2の後端側開口 2 h内に揷入 できるように導く挿入位置決め工程を含むようにすると良い。このようにすると、 寸法公差やヒータ端子金具 1 6 , 1 7の曲がりなどの影響で、 ヒータ 1 5の先端 1 5 bの位置が所定の位置からずれていた場合でも、 確実にヒータ 1 5を有底孔 2 aに挿入できる。 なお、 ヒータ 1 5の先端 1 5 bが後端側開口 2 h内に挿入で きた後には、 チャック機構 C Hを解除する。

その後、 図 1 0に示すように、 主体金具 3の接続部 3 eとこの外周側に位置す る金属外筒 2 1の先端部 2 2 aとを、 金属外筒 2 1を先端側に押圧しながら、 加 締め治具 C L 1によって加締めて仮接続する。

さらに、 図 1 1 , 図 1 2に示すように変形工程において、 金属外筒 2 1を押圧 治具 P Uを用いて変形させると共に、 その内部に位置する付勢金具 4 1をも変形 させることで、 セパレータ 3 1を金属外筒 2 1内に固定する。 図 1 2 ( a ) に、 変形前の金属外筒 2 1、 セパレータ 3 1、 及び付勢金具 4 1の状態を示す。 前述 したように、 セパレータ 3 1の鍔部 3 4のうちテーパ面となっている外筒当接面 3 4 aと、 金属外筒 2 1の内側凸部 2 4のうち斜面を形成する鍔部当接面 2 4 b とが互いに当接し、 付勢金具 4 1の J型弾性保持部 4 3の当接部 4 3 a (金属筒 部 4 2の後端部 4 2 b ) が鍔部 3 4の先端側面 3 4 bに当接した状態となってい る。

そこで、 この変形工程では、 金属外筒 2 1の第 2外筒部 2 3のうち、 付勢金具 4 1の外側に位置する付勢金具周囲部 2 3 aの一部を変形させる。 具体的には、 付勢金具周囲部 2 3 aの一部を押圧治具 P Uを用いて縮径するように押圧して、 図 1 2 ( b ) に示すように、 変形部 2 3 bを環状に形成する。 これに伴い、 付勢 金具 4 1の金属筒部 4 2の一部も縮径するように変形して変形部 4 2 aが形成さ れる。 これにより、 金属外筒 2 1の変形部 2 3 bと付勢金具 4 1の変形部 4 2 a とが密着し、 金属外筒 2 1に付勢金具 4 1が保持、 固定される。

さらにこのようにして付勢金具 4 1に変形部 4 2 aを形成することで、 金属筒 部 4 2のうちこの変形部 4 2 aよりも後端側 （図中上方） の部分は若干後端側に 移動する。 このため、 湾曲した金属筒部 4 2の後端部 4 2 bで、 セパレータ 3 1 の鰐部 3 4を後端側 （図中上方） に付勢することとなる。 かく して、 鍔部 3 4が 金属筒部と鍔部当接面 2 4 bとの間に挟まれて、 セパレータ 3 1が金属外筒 2 1 に固定される。 しかも、 鍔部 3 4の外筒当接面 3 4 aが金属外筒 2 1の鍔部当接 面 2 4 bに押しつけられるように付勢されることとなるため、 何らかの理由でセ パレータ 3 1の軸 3 1 Xが金属外筒 2 1の軸 2 1 Xとずれていたとしても、 この 変形工程により、 セパレータ 3 1の軸 3 1 Xが金属外筒 2 1の軸 2 1 Xと一致す るように、 セパレータ 3 1が移動させられ、 固定される。

特に、 この付勢金具 4 1には、 J型弾性保持部 4 3や筒部延在部 4 4を備えて いるため、 先端側面 3 4 bと付勢金具 4 1 ( J型弾性保持部 4 3およぴ筒部延在 部 4 4 ) との当接箇所が、 幅のごく細い破断したリング状になる。 すると、 当接 箇所が幅広のリング状に広がっている場合に比して、 セパレータ 3 1の姿勢 （例 えば、 金属外筒 2 1の軸 2 1 Xに対するセパレータ 3 1の軸 3 1 Xのズレ、 軸 3 l xの傾き、 回転など） を比較的容易に変えられる。 従って、 この変形工程によっても、 セパレータ 3 1の位置ズレによって、 応力 がヒータ 1 5や第 1 , 第 2センサ端子金具 1 1， 1 2, ヒータ端子金具 1 6 , 1 7に発生することが解消されあるいは軽減される。 このため、 各端子金具やヒー タの破損や折損が防止され、 信頼性の高い酸素センサ 1とすることができる。 また、 本実施形態では、 付勢金具 4 1を用いたことにより、 ,ヒータ 1 5を酸素 センサ素子 2の有底孔 2 aに挿入し、 酸素センサ素子 2と第 1， 第 2センサ端子 金具 1 1 , 1 2と電気的に接続し、金属外筒 2 1を主体金具 3に当接させた後に、 金属外简 2 1を変形させてセパレータ 2 1を固定した。

先に変形工程を行ってから当接工程を行う場合、 既にセパレータ 3 1が金属外 筒 2 1に固定された状態で当接工程が行われる。 このため、 当接工程で、 第 1， 第 2センサ端子金具 1 1 , 1 2やヒータ端子金具 1 6， 1 7のセパレータ 3 1内 の配置のズレゃ変形などにより、 第 1， 第 2センサ端子金具 1 1 , 1 2やヒータ 端子金具 1 6， 1 7、 ヒータ 1 5などに応力が掛かっても、 セパレータ 3 1が固 定されて適切に移動できないため、 第 1， 第 2センサ端子金具 1 1， 1 2が破断 したり、 ヒータ 1 5が折損したり、 ヒータ 1 5の電極パッド 1 5 e， 1 5 f とヒ ータ端子金具 1 6， 1 7との間の接続が破壌するなどの不具合を生じることがあ る。

これに対し本実施形態のように、 当接工程を先に行い、 変形工程を後に行うこ とで、 当接工程において、 第 1 , 第 2センサ端子金具 1 1 , 1 2やヒータ端子金 具 1 6, 1 7、 ヒータ 1 5などに応力が掛かっても、 遊揷状態にあるセパレータ 3 1が適切に移動して、 応力を解消あるいは軽減するので、 ヒータの折損や各端 子金具の破断等の不具合を生じ難い。

次いで、 図 1 3に示すように、 金属外筒 2 1の第 2外筒部 2 3のうち、 グロメ ット 5 1の周囲に位置する部分を加締め治具 C L 2によって加締め、 金属外筒 2 1及び各リード線 1 3等を気密に封止する。

さらに、 図 1 4に示すように、 既に仮接続した主体金具 3の接続部 3 dと金属 外筒 2 1の先端部 2 2 aとをレーザ溶接により気密に接続して、 酸素センサ 1を 完成させる。 なお、 本実施形態の酸素センサ 2では、 図 1 2 ( b ) に示すように、 セパレー タ 3 1の鍔部 3 4と、 金属外筒 2 1のうちこの鍔部 3 4の周囲に位置する鍔部周 囲部 2 3 cの間には隙間が形成される。 ところで、 付勢金具 4 1の金属筒部 4 2 の外径 d 2 ( = 1 4 mm φ ) は、 鍔部 3 4の外径 d 1 ( = 1 3 . 4 mm φ ) より も若干大きくしてある。 このため、 この酸素センサ 1を自動車に装着して使用し ていた場合に、 石はねにより金属外筒 2 1のうち銬部周囲部 2 3 cに石が衝突し て金属外筒 2 1が大きく凹んだ場合、 凹んだ金属外筒 2 1は、 セラミックからな る鍔部 3 4に衝突する前に、 付勢金具 4 1の金属筒部 4 2に衝突するので、 衝突 が緩衝され、 この部分に石が当たることによってセパレータ 3 1が割れたり欠け たりする不具合を防止することができる。

以上において、 本発明を実施形態に即して説明したが、 本発明は上記実施形態 に限定されるものではなく、 その要旨を逸脱しない範囲で、 適宜変更して適用で きることはいうまでもない。

例えば、 上記実施形態では、 金属外筒 2 1の周方向に 4ケ所、 内側凸部 2 4を 設けた例を示したが、 最低 3ケ所あれば足りる。 一方、 金属外筒の周方向全周に わたつて斜面が形成されるように段部を設けることもできる。

また、 上記実施形態では、 付勢金具 4 1として、 金属筒部 4 2の後端に J型弾 性保持部 4 3を周方向に 4ケ所形成した例を示したが、 3ケ所以上等間隔に形成 すればよい。 また J型弾性保持部に代えて、 金属筒部 4 2の後端から径方向内側 に延び、 さらに折れ曲がって先端側に延びる L型弾性保持部を有する付勢金具を 用いることもできる。 あるいは、 付勢金具に代えて、 内径がセパレータ 3 1の先 端側部 3 3の外径より小径で、 この先端側部 3 3に装着したとき、 その外径が金 属外筒 2 1の内径よりも小さい円筒状ゴム部材を用いることもできる。 この円筒 状ゴム部材を用い、変形工程における金属外筒 2 1の変形部 2 3 bの成型と共に、 変形してセパレータ 3 1の鍔部 3 4の先端側面 3 4 bを後端側に付勢する。 この 円筒状ゴム部材を用いると取り扱いが容易になる。

さらに、 前述した従来技術で用いた弾性部材 1 0 0 6を用いてもよい。 この場 合でも、 セパレータ 3 1に先端側ほど拡径する外筒当接面 3 4 aを設け、 金属外 筒 2 1に先端側ほど径方向外側に位置する斜面をなす鍔部当接面 2 4 bを設ける ことで、 セパレータ 3 1を金属外筒 2 1に固定する際、 セパレータ 3 1の軸 3 1 Xが金属外筒 2 1の軸 2 1 Xに一致するように移動させることができる効果を得 ることができる （図 9参照）。

上記実施形態では、 酸素センサ 1について説明したが、 N O xセンサゃH Cセ ンサなど他のガスセンサについて、 本発明を適用することもできる。 また、 上記 実施形態では、酸素センサ素子 2として先端を閉じた形状のセンサ素子を用いた。 し力、し、 検知対象などに応じて形状を適宜変更しても良く、 板状のセンサ素子を 用いることもできる。 また、 セパレータ 3 1に外筒当接面 3 4 aを形成でき、 金 属外筒 2 1に鍔部当接面 2 4 bを形成できればよいから、 ヒータを用いないセン サに適用することもできる。 さらに、 上記実施形態では、 セパレータ 3 1の外筒 当接面 3 4 aおよび金属外筒 2 1の鍔部当接面 2 4 bのいずれもが先端側に向か うほど拡径するテーパ面に形成されるものであつたが、 セパレータ 3 1および金 属外筒 2 1の一方に先端側に向かうほど拡径するテーパ面を形成しつつ、 他方を このテーパ面に当接するさせるように構成することで、 金属外筒 2 1に対してセ パレータ 3 1の位置を適切に定める効果を期待することができる。 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、 本発明の精神と範 囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にと つて明らかである。

本出願は、 2002年 7月 19 13出願の日本特許出願 （特願 2002— 211687) に基づ くものであり、 その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . センサ素子と、

上記センサ素子を保持する主体金具と、

上記センサ素子と電気的に導通し、 上記センサ素子より後端側に延びる 1また は複数のセンサ端子部材と、

自身の先端部で上記主体金具と接続する金属外筒と、

上記金属外筒の内部に収容された電気絶縁性のセパレータであって、 上記セン サ端子部材が内部に位置し、 少なくとも上記センサ端子部材間及び上記センサ端 子部材と上記金属外筒との間のいずれかを絶縁するセパレータと、

を有するセンサであって、

上記セパレータは、 後端側部及びこの後端側部よりも先端側に位置し上記後端 側部よりも大径の鰐部を有し、

上記金属外筒は、上記セパレータの鍔部に当接する段部または内側凸部を有し、 上記セパレータの鍔部のうち上記金属外筒の段部または内側凸部に当接し後端 側を向く外筒当接面と、 上記金属外筒の段部または内側凸部のうち上記セパレー タの鍔部の上記外筒当接面に当接する鍔部当接面とは、 いずれも先端側ほど径方 向外側に位置する斜面をなし、

上記セパレータが、 後端側に付勢された状態で上記金属外筒に保持されてなる センサ。

2 . 請求項 1に記載のセンサであって、

前記セパレータの鍔部は、 前記先端側を向く先端側面を有し、

上記金属外筒内に保持され、 上記鍔部の先端側面に当接して、 上記セパレータ を後端側に付勢する付勢部材であって、 上記先端側面に対し径方向に見て点接触 する付勢部材を備える

センサ。

3 . 請求項 1または請求項 2に記載のセンサであって、

前記センサ素子は、 先端側を閉じた筒型のガスセンサ素子であり、

上記ガスセンサ素子の有底孔内に挿入されてなる棒状のヒータと、

上記ヒータと電気的に導通する 1または複数のヒータ端子部材と、 を有し、 前記セパレータは、 前記センサ端子部材及び上記ヒータ端子部材の相互間を絶 緣するセパレータである

センサ。

4 . センサ素子と、

上記センサ素子を保持する主体金具と、

上記センサ素子と電気的に導通し、 上記センサ素子より後端側に延びる 1また は複数のセンサ端子部材と、

自身の先端部で上記主体金具と接続する金属外筒と、

上記金属外筒の内部に収容された電気絶縁性のセパレータであって、 上記セン サ端子部材が内部に位置し、 少なくとも上記センサ端子部材間及び上記センサ端 子部材と上記金属外筒との間のいずれかを絶縁するセパレータと、

を有するセンサであって、

上記セパレータは、 後端側部及びこの後端側部よりも先端側に位置し上記後端 側部よりも大径の鍔部を有し、

上記金属外筒は、上記セパレータの鍔部に当接する段部または内側凸部を有し、 上記セパレータの鍔部のうち上記金属外筒の段部または内側凸部に当接し後端 側に位置する外筒当接部と、 上記金属外筒の段部または内側凸部のうち上記セパ レータの鍔部の上記外筒当接部に当接する鍔部当接部とは、 少なくともいずれか 一方が先端側ほど径方向外側に位置する斜面をなし、

上記セパレータが、 後端側に付勢された状態で上記金属外筒に保持されてなる センサ。

5 . センサ素子と、 上記センサ素子を保持する主体金具と、

上記センサ素子と電気的に導通し、 上記センサ素子より後端側に延びる 1また は複数のセンサ端子部材と、

自身の先端部で上記主体金具と接続する金属外筒と、

上記金属外筒の内部に収容された電気絶縁性のセパレータであって、 上記セン サ端子部材が内部に位置し、 少なくとも上記センサ端子部材間及び上記センサ端 子部材と上記金属外筒との間のいずれかを絶縁するセパレータと、

を有するセンサであって、

上記セパレータを上記金属外筒に対し軸方向後方側に付勢しつつ、 上記セパレ ータを保持する付勢部材を有し、

上記金属外筒は、 径方向内側に対して突出し、 上記セパレータと当接する第 1 縮径部と、 上記付勢部材と当接する第 2縮径部とを有し、

上記セパレータは、 上記第 1縮径部および第 2縮径部との間において、 上記付 勢部材と先端側において当接しつつ、 上記金属外筒と後端側において当接する鍔 部を有し、

上記金属外筒の第 1縮径部および上記セパレータの鍔部の少なくとも一方は、 先端側ほど径方向外側に位置する斜面によって、他方に対し当接してなるセンサ。

6 . センサ素子と、

上記センサ素子を保持する主体金具と、

上記センサ素子と電気的に導通し、 上記センサ素子より後端側に延びる 1また は複数のセンサ端子部材と、

自身の先端部で上記主体金具と接続する金属外筒と、

上記金属外筒の内部に収容された電気絶縁性のセパレータであって、 上記セン サ端子部材が内部に位置し、 少なくとも上記センサ端子部材間及び上記センサ端 子部材と上記金属外筒との間のいずれかを絶縁するセパレータと、

を有するセンサであって、

上記セパレータを上記金属外筒に対し軸方向後方側に付勢しつつ、 上記セパレ 一タを保持する付勢部材を有し、

上記金属外筒は、 径方向内側に対して突出し、 上記セパレータと当接する第 1 縮径部と、 上記付勢部材を径方向内側に押圧しつつ上記付勢部材を保持する第 2 縮径部とを有し、

上記セパレータは、 上記第 1縮径部および第 2縮径部との間において、 上記付 勢部材と先端側において当接しつつ、 上記金属外筒と後端側において当接する銬 部を有するセンサ。

7 . センサ素子と、

上記センサ素子を保持する主体金具と、

上記センサ素子と電気的に導通し、 上記センサ素子より後端側に延びる 1また は複数のセンサ端子部材と、

自身の先端部で上記主体金具と接続する金属外筒と、

上記金属外筒の内部に収容された電気絶縁性のセパレータであって、

後端側に位置する後端側部、

先端側に位置する先端側部、 及び、

上記後端側部及び先端側部の中間に位置し上記後端側部及び先端側部よりも 大径であり、 上記先端側部との間に先端側を向く先端側面、 及び、 上記後端側部 との間に後端側を向く後端側面を有する鍔部、 を含み、

上記センサ端子部材が内部に位置し、

少なくとも上記センサ端子部材間及び上記センサ端子部材と上記金属外筒と の間のいずれかを絶縁する

セパレータと、 を有し、

上記金属外筒は、 上記セパレータの鍔部の後端側に当接する段部または内側凸 部を含み、

上記セパレータを後端側に付勢する付勢部材を有する

センサの製造方法であって、

上記センサ端子部材が上記セパレータの内部に位置し、 かつ、 上記付勢部材を 上記セパレータの先端側部の外周に保持し、 上記セパレータの鍔部と上記金属外 筒の段部または内側凸部とが当接した状態で、 上記金属外筒と上記主体金具の少 なくともいずれかを互いに近づく方向に移動させて、 上記金属外筒の先端部を上 記主体金具に当接させる当接工程と、

内部に上記センサ端子部材が位置し、 その先端側部の外周に上記付勢部材を保 持した上記セパレータの鍔部と上記金属外筒の段部または内側凸部とが当接し、 かつ、 上記付勢部材が上記セパレータの鍔部の先端側面に当接した状態で、 上記 金属外筒のうち上記付勢部材の径方向外側に位置する部位を径方向内側に押圧し て、 内側に凸となる変形部を成型すると共に、 上記付勢部材が上記セパレータを 後端側に付勢するように上記付勢部材をも変形させる変形工程と、 を備える センサの製造方法。

8 . 請求項 7に記載のセンサの製造方法であって、

前記セパレータの鍔部のうち前記後端側面は、 先端側に向かうほど径方向外側 に位置する斜面をなし、 前記金属外筒の段部または内側凸部は、 前記セパレータ の前記後端側面に当接するとともに、 先端側に向かうほど径方向外側に位置する 斜面をなす鍔部当接面を有する

センサの製造方法。

9 . 請求項 7または請求項 8に記載のセンサの製造方法であって、 前記付勢部材は、

その内径が前記セパレータの先端側部の外径より大径で、 その外径が前記金 属外筒の内径よりも小さい金属筒部と、

上記金属筒部を上記セパレータの先端側部に装着したとき、 上記金属筒部の 内側において、 弹性的に上記セパレータの先端側部に当接して、 上記金属筒部を 上記セパレータに保持する弾性保持部と、 を有し、

前記変形工程における上記金属外筒の変形部の成型と共に上記金属筒部の後 端で上記セパレータの鐸部の先端側面を後端側に付勢する センサの製造方法。

1 0 . 請求項 9に記載のセンサの製造方法であって、

前記付勢部材の金属筒部は、 径方向の内側または外側に湾曲する後端部を有す る

センサの製造方法。

1 1 . 請求項 9または請求項 1 0に記載のセンサの製造方法であって、 前記付勢部材の前記弾性保持部は、

前記金属筒部の後端に位置し、 径方向内側に延びると共に徐々に方向転換し て先端側に延びて略 J字状に湾曲してなる J型弾性保持部である

センサの製造方法。

1 2 . 請求項 7〜請求項 1 1のいずれか 1項に記載のセンサの製造方法で あって、

前記センサ素子は、 先端側が閉じた筒型のガスセンサ素子であり、

上記ガスセンサ素子の有底孔内に挿入されてなる棒状のヒータと、

上記ヒータと電気的に導通する 1または複数のヒータ端子部材と、 を有し、 前記セパレータは、 上記センサ端子部材及びヒータ端子部材の相互間の絶縁を 保持し、

前記当接工程は、 上記セパレータが前記金属外筒内に遊挿された状態で、 上記 金属外筒と前記主体金具との少なくともいずれかを互いに近づく方向に移動させ て、 上記金属外筒の先端部を前記主体金具に当接させると共に、 上記主体金具に 保持された上記ガスセンサ素子内に上記ヒータを揷入し、

前記変形工程は、 上記当接工程の後に行う

センサの製造方法。

1 3 . 請求項 1 2に記載のセンサの製造方法であって、 前記当接工程は、 前記金属外筒の先端部よりも先端側に突出する前記ヒータの 先端を前記ガスセンサ素子の後端側開口内に導くように位置決めして揷入する揷 入位置決め工程を含む

センサの製造方法。

1 4 . 請求項 1 3に記載のセンサの製造方法であって、

揷入位置決め工程は、

チャック装置により、 前記ヒータのうち前記金属外筒の先端部よりも先端側 に突出する部分の一部を把持して、 上記ヒータの先端の位置を調整して行う センサの製造方法。

1 5 · センサ素子と、

上記センサ素子を保持する主体金具と、

上記センサ素子と電気的に導通し、 上記センサ素子より後端側に延びる 1また は複数のセンサ端子部材と、

自身の先端部で上記主体金具と接続する金属外筒と、

上記金属外筒の内部に収容された電気絶縁性のセパレータであって、

後端側に位置する後端側部、

先端側に位置する先端側部、 及び、

上記後端側部及び先端側部の中間に位置し上記後端側部及び先端側部よりも 大径であり、 上記先端側部との間に先端側を向く先端側面、 及び、 上記後端側部 との間に後端側を向く外筒当接面を有する鍔部、 を含み、

上記センサ端子部材が内部に位置し、

少なくとも上記センサ端子部材間及ぴ上記センサ端子部材と上記金属外筒と の間のいずれかを絶縁する

セパレータと、 を有し、

上記金属外筒は、 上記セパレータの鍔部の外筒当接面に当接する鍔部当接面を 有する段部または内側凸部を含み、 上記セパレータを後端側に付勢する付勢部材を有する

センサに用いるセパレータと付勢部材の組立体であって、

上記付勢部材は、

その内径が前記セパレータの先端側部の外径より大径で、 その外径が前記金 属外筒の内径よりも小さい金属筒部と、

上記金属筒部の内側に配置された弾性保持部とを有し、

上記セパレータの先端側部に、 上記弾性保持部が弹性的に当接して、 上記付勢 部材が上記セパレータに保持されてなる

セパレータと付勢部材の組立体。