JP4648781B2 - センサの製造方法 - Google Patents

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、電極端子部が形成される検出素子の後端側の周囲を取り囲む絶縁コンタクト部材と、検出素子と絶縁コンタクト部材との間に挟持されると共に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、を備えるセンサの製造方法に関する。

従来より、軸線方向に延びる板状形状をなすと共に、検出部を有す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。

そして、板状形状の検出素子を備えるセンサとしては、絶縁コンタクト部材が検出素子の後端側の周囲を取り囲む状態で配置され、金属端子部材が検出素子と絶縁コンタクト部材との間に挟持される構成のセンサがある。

金属端子部材は、弾性変形により電極端子部に電気的に接続されて、検出素子から出力される検出信号の電流経路を形成する弾性変形部を有する構成のものがある。このような金属端子部材としては、検出素子との確実な接触を図るために接触圧を大きく確保した構造のものがある。また、金属端子部材としては、検出素子との接触状態を良好にするために、検出素子との接触部として突起部を弾性変形部から突出する形態で備えるものがある（特許文献１、特許文献２参照）。
実開昭６１−７０７６３号公報（第１２図） 特開２００１−１８８０６０号公報（図６）

上述した接触圧を大きく確保した金属端子部材は、検出素子が配置されていない状態で絶縁コンタクト部材の端子配置部（対向する端子配置部）に配置されると、対向する金属端子部材どうしが接触することがある。そして、上記の突起部を備える金属端子部材どうしが接触する場合には、対向する金属端子部材の突起部同士が接触（干渉）することがある。

このように、突起部どうしが接触（干渉）する場合、とりわけ頂点どうしが接触する場合には、接触面積が小さすぎるために不安定な状態となるとともに、弾性変形による押し付け力の影響によって突起部どうしが互いの表面（曲面部分）を滑ることにより、対向する金属端子部材の配置位置がずれる虞がある。

このような金属端子部材の位置ズレが生じると、その後に検出素子を絶縁コンタクト部材の素子配置部に配置する際に、位置ズレ状態の金属端子部材が検出素子からの外力を受けて更に異常変形することがある。そして、金属端子部材が異常変形すると、金属端子部材と検出素子（電極端子部）とが接触不良な状態（あるいは、断線状態）となって、センサが不良品となる虞がある。

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、突起部どうしの干渉による金属端子部材の位置ズレに起因して、金属端子部材と検出素子とが接触不良となることのないセンサの製造方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明方法は、軸線方向に延びる板状形状をなし、先端側に検出部が形成され、後端側に電極端子部が形成される検出素子と、電極端子部が形成される検出素子の後端側の周囲を取り囲み、絶縁材料からなる絶縁コンタクト部材と、検出素子と絶縁コンタクト部材との間に挟持されると共に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、を備え、絶縁コンタクト部材は、金属端子部材を配置する端子配置部と、検出素子を配置する素子配置部と、を備え、端子配置部は、少なくとも素子配置部を挟んで対向する２カ所に形成されており、金属端子部材は、検出素子と絶縁コンタクト部材との間で弾性変形する弾性変形部と、弾性変形部から突出し検出素子の電極端子部に接触する突起部と、を備えるセンサの製造方法であって、検出素子、金属端子部材および絶縁コンタクト部材を一体に組み付ける組み付け作業において、検出素子が素子配置部に配置されていない段階では、対向する２個の端子配置部にそれぞれ配置された金属端子部材は、互いの突起部の頂点どうしが接触することなく、金属端子部材のうちいずれかの部位で互いに接触しており、このような状態の金属端子部材が備えられた絶縁コンタクト部材を検出素子と一体に組み付けること、を特徴とするセンサの製造方法である。

本発明方法に係るセンサにおいては、対向する２つの端子配置部に配置された金属端子部材は、検出素子が素子配置部に配置されていない場合においても、突起部の頂点どうしが接触しないため、突起部同士の干渉による金属端子部材の位置ズレが生じ難くなる。

このように、突起部どうしの干渉による金属端子部材の位置ズレを抑制することで、検出素子を絶縁コンタクト部材の素子配置部に配置する際に、検出素子からの外力により金属端子部材が異常変形するのを防止できる。

よって、本発明のセンサの製造方法によれば、突起部どうしの干渉による金属端子部材の位置ズレを抑制でき、金属端子部材の異常変形を抑制できることから、金属端子部材の位置ズレに起因する金属端子部材と検出素子との接触不良が生じるのを防止できる。

なお、本発明のセンサの製造方法においては、対向する金属端子部材に関して、一方の金属端子部材における突起部の頂点部分と、他方の金属端子部材における突起部の頂点部分以外の部位とが、互いに接触する構成であってもよい。つまり、互いの突起部の頂点どうしが接触しない構成であればよい。

そして、上述のセンサの製造方法においては、例えば、対向して配置される金属端子部材の突起部は、軸線方向に垂直な平面上において互いの頂点どうしの接触を避けるように配置してもよい。

このように突起部を配置することで、軸線方向に垂直な平面上における突起部の位置をそれぞれ異なる位置に設定することができ、対向する突起部の軸線方向における位置が同一であっても、突起部の干渉が生じない
これにより、突起部同士の干渉に起因する金属端子部材の位置ズレが生じるのを防止でき、金属端子部材の位置ズレに起因する金属端子部材と検出素子との接触不良が生じるのを防止できる。

次に、上述のセンサの製造方法においては、絶縁コンタクト部材の対向する２個の端子配置部は、検出素子の板面に平行かつ素子配置部を軸線方向に横切る平面に対して面対称となる位置に配置されており、対向する２個の端子配置部にそれぞれ配置される金属端子部材は、互いに同一形状であると共に、突起部の頂点が金属端子部材の幅方向中央位置以外の位置に形成されるようにしてもよい。

このセンサの製造方法においては、対向する２個の金属端子部材は面対称に配置されるが、突起部の頂点が金属端子部材の幅方向中央位置とは異なる位置に形成されていることから、対向する突起部どうしは異なる位置に配置される。このため、検出素子が素子配置部に配置されていない場合においても、突起部の頂点どうしが接触しないため、突起部同士の干渉による金属端子部材の位置ズレが生じ難くなる。

また、対向する金属端子部材どうしが同一形状でよいことから、部品の共通化を図ることができ、センサ全体としての製造コストの低減を図る事ができる。
よって、本発明のセンサの製造方法によれば、金属端子部材の位置ズレに起因する金属端子部材と検出素子との接触不良が生じるのを防止できると共に、センサ全体としての製造コストを低減することができる。

なお、金属端子部材の幅方向とは、検出素子の板面に対して平行かつ軸線方向に垂直な方向であり、また、幅方向中央位置とは、金属端子部材の幅方向における両端の中間点である。

次に、上述のセンサの製造方法においては、絶縁コンタクト部材は、対向する２個の端子配置部を２組以上備えるようにしてもよい。
このように２組以上の端子配置部（換言すれば、４個以上の端子配置部）を有するセンサにおいては、４個以上の金属端子部材が備えられるため、金属端子部材の位置ズレに伴い、近接する金属端子部材同士が接触する可能性がある。

これに対して、本発明のセンサの製造方法は、突起部の頂点どうしの干渉に起因する金属端子部材の位置ズレが生じがたい事から、位置ズレに起因して近接する金属端子部材同士が接触するのを防止でき、センサの電流経路（信号経路）が不良となるのを防止できる。

よって、本発明によれば、金属端子部材と検出素子との接触不良だけではなく、金属端子部材同士の不正な接触を防止することができる。

以下に、本発明を適用した実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態では、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空燃比センサ２（以下、酸素センサ２ともいう）について説明する。

なお、空燃比センサ２は、測定対象ガス中の酸素濃度変化を検出可能に構成されており、排ガス中の酸素濃度変化に基づき空燃比を検出する用途に用いられる。
図１は、本発明を適用した空燃比センサ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の周囲（詳細には、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８４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アルミナ製の絶縁コンタクト部材８２と、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４個のリードフレーム１０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）に保護層９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３０，３２，３４，３６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３０，３２，３４，３６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３０，３２，３４，３６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、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おり、検出素子４は、検出部８が貫通孔１０９の先端側外部に配置され、電極端子部３０，３２，３４，３６が貫通孔１０９の後端側外部に配置される状態で保持される。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内向きのテーパ面として形成されている。

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）、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１０２の後端部１０４との間には、加締リング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、金属ホルダ１２９が配置されている。なお、主体金具１０２の後端部１０４は、加締リング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。

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、固体電解質基板の先端側（図２の左側）に多孔質電極（検知電極および基準電極）を配置させた検出部８が設けられている。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。

ヒータ２２は、アルミナを主体とする２つの絶縁基板の間に、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、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２では図示省略）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９（図１参照）にて覆っている。

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２個の電極端子部３０，３２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３０，３２は、素子部２０に形成されるものであり、１つの電極端子部は検知電極と接続され、他方の電極端子部は基準電極と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。

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３０，３２，３４，３６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。

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。

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３０，３２，３４，３６とそれぞれ電気的に接続される４本のリード線４６が挿通されるリード線挿通孔６１が形成されたグロメット５０が配置されている。

また、主体金具１０２の後端部１０４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８２が配置される。尚、この絶縁コンタクト部材８２は、検出素子４の後端側の径方向外側（後端側に形成される電極端子部３０，３２，３４，３６の周囲）に配置されている。

次に、絶縁コンタクト部材８２について説明する。図４に、絶縁コンタクト部材８２の外観を表す斜視図を示す。
図４に示すように、絶縁コンタクト部材８２は、軸線方向に貫通するコンタクト挿通孔８４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８３が備えられている。絶縁コンタクト部材８２は、鍔部８３が外筒４４の内部に備えられる外筒側支持部材６４に当接することで、外筒４４の内部に配置される（図１参照）。なお、外筒側支持部材６４は、外筒４４の内周に沿った略筒状形状である。

そして、コンタクト挿通孔８４のうち検出素子４の第１板面２１および第２板面２３（図示省略）に対向する２つの内壁面には、それぞれ内向きに突出するリブ部８７が形成されている。リブ部８７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つのフレーム配置溝８６の境界を形成する挿通孔内リードフレーム境界部として備えられている。つまり、検出素子４の第１板面２１に対応するフレーム配置溝８６は、電極端子部３０，３２に接続される２個のリードフレーム１０の配置領域を形成しており、検出素子４の第２板面２３に対応するフレーム配置溝８６は、電極端子部３４，３６に接続される２個のリードフレーム１０の配置領域を形成している。

また、絶縁コンタクト部材８２は、先端面に、コンタクト挿通孔８４の先端側開口部に繋がる形態で形成される第１係止用溝部９０を備えている。第１係止用溝部９０は、絶縁コンタクト部材８２の先端側から見たときに略Ｌ字形に形成されており、リードフレーム１０の後述するフレーム係止部１９を配置可能に形成されている。

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の外観を表す側面図を図３に示し、正面図を図５に示す。なお、図３では、リード線４６が加締め接続されていない状態のリードフレーム１０を表しており、図５では、リード線４６が加締め接続された状態のリードフレーム１０を表している。

本実施形態の空燃比センサ２は、検出素子４と接触する突起部の形成位置が異なる２種類のリードフレーム１０（図５において、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。

まず、リードフレーム１０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、を備えている。そして、素子当接部１６には突起部１３が形成されており、突起部１３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。

なお、リードフレーム１０は、フレーム本体部１２の先端側に、絶縁コンタクト部材８２の第１係止用溝部９０に配置可能に形成されたフレーム係止部１９を備えている。フレーム係止部１９は、フレーム本体部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、フレーム本体部１２の板面に平行となる部分を有するよう折り曲げられて構成されている。

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転換する連結側端部１４を有する一方、リードフレーム１０の自由状態（外力が加えられていない状態）において、軸線方向後端部となる開放側端部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。なお、素子当接部１６の連結側端部１４は、上記したように弾性変形するよう構成されており、素子当接部１６の突起部１３は、連結側端部１４の弾性変形によって生じる押圧力により検出素子４に対して押しつけられる。

そして、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、突起部１３の形成位置が素子当接部１６の幅方向中央位置よりも左側である。このため、絶縁コンタクト部材８２の対向するフレーム配置溝８６にそれぞれ配置された２つのリードフレーム１０は、検出素子４がコンタクト挿通孔８４の中央部分（素子配置部８５）に配置されていない場合には、互いの突起部１３の頂点どうしが接触しない状態で配置される。

ここで、フレーム配置溝８６にリードフレーム１０が配置された状態の絶縁コンタクト部材８２を、図６に示す。
なお、対向して配置されるリードフレームについて、突起部の頂点部どうしが接触する場合には、当接面積の小さい頂点部どうしの接触であるため、リードフレームのうち素子当接部の配置位置が不安定な状態となる。このため、検出素子４が配置されていない状態において、絶縁コンタクト部材の素子配置部における素子当接部の配置位置が一定位置に定まらず、この後に検出素子が挿入配置される際に、リードフレームが異常変形して、リードフレームと検出素子４との電気的接続状態が不良となる事がある。

これに対して、本実施形態では、図６に示すように、対向して配置されるリードフレーム１０に関して、突起部１３の頂点部どうしが接触することなく、リードフレーム１０のうち突起部１３の頂点部以外の部位で互いに接触しているため、リードフレーム１０の素子当接部１６の配置位置が不安定になるのを防止できる。このため、検出素子４が挿入配置される際に、リードフレーム１０が異常変形するのを防止でき、リードフレーム１０と検出素子４との電気的接続状態が良好となる。

なお、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のうち少なくとも突起部１３がフレーム配置溝８６の外部に配置されて検出素子４の電極端子部に当接されるよう構成されている。

また、リードフレーム１０がコンタクト挿通孔８４に配置される場合には、リードフレーム１０のフレーム係止部１９は、絶縁コンタクト部材８２の第１係止用溝部９０に配置される。

さらに、リードフレーム１０は、フレーム本体部１２の後端部（図３および図５における上端部）に、フレーム本体部１２よりも幅方向寸法が大きく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。

なお、第１リードフレーム１１と第２リードフレーム２１１とでは、フレーム本体部１２の形状が異なっており、素子当接部１６に対するリード線接続部１７の相対位置がそれぞれ異なっている。

また、リードフレーム１０は、リード線接続部１７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８２のコンタクト挿通孔８４に挿通される状態で、コンタクト挿通孔８４に配置される。

このようにリードフレーム１０が配置された状態の絶縁コンタクト部材８２のコンタクト挿通孔８４に対して、検出素子４の後端部を挿入することで、リードフレーム１０の素子当接部１６の突起部１３と検出素子４の電極端子部３０，３２，３４，３６とを当接させつつ電気的に接続することができる。

なお、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１０８、セラミックホルダ１０６および主体金具１０２などからなる中間組立部品１０５の組み立て作業を実行している。図７に、検出素子４の後端側を主体金具１０２の後端部１０４およびセラミックスリーブ６の後端部から突出させた状態にある中間組立部品１０５を斜視図にて示す。

空燃比センサ２の製造工程では、中間組立部品１０５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、リードフレーム１０および絶縁コンタクト部材８２を検出素子４に組み付けることができる。

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、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が完成する。

なお、本実施形態においては、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、フレーム配置溝８６が端子配置部に相当し、絶縁コンタクト部材８２のコンタクト挿通孔８４の中央部分（素子配置部８５）が素子配置部に相当し、リードフレーム１０のフレーム本体部１２，連結側端部１４，素子当接部１６が弾性変形部に相当する。

以上、説明したように、本実施形態の空燃比センサ２においては、図６に示すように、対向して配置されるリードフレーム１０の突起部１３は、空燃比センサ２の軸線方向に垂直な平面上（図６の紙面に平行な平面上）において、頂点どうしの接触を避けるように配置される。

このように、軸線方向に垂直な平面上（図６の紙面に平行な平面上）において頂点どうしの接触を避けるように突起部１３の形成位置を設定することで、対向する突起部１３の軸線方向における位置が同一であっても、突起部１３の頂点どうしの干渉が生じない。

このため、空燃比センサ２においては、対向する２つのフレーム配置溝８６に配置されたリードフレーム１０は、検出素子４がフレーム配置溝８６に配置されていない場合においても、突起部１３の頂点どうしが接触しないため、突起部１３どうしの干渉によるリードフレーム１０の位置ズレが生じ難くなる。

このように、突起部１３どうしの干渉によるリードフレーム１０の位置ズレを抑制することで、検出素子４を絶縁コンタクト部材８２のコンタクト挿通孔８４の中央部分（素子配置部８５）に配置する際に、検出素子４からの外力によりリードフレーム１０が異常変形するのを防止できる。

よって、本実施形態の空燃比センサ２によれば、突起部１３どうしの干渉によるリードフレーム１０の位置ズレを抑制でき、リードフレーム１０の異常変形を抑制できることから、リードフレーム１０の位置ズレに起因するリードフレーム１０と検出素子４（詳細には、電極端子部３０，３２，３４，３６）との接触不良が生じるのを防止できる。

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、対向する２個のフレーム配置溝８６を２組備えており、検出素子４の同一板面（第１板面２１、第２板面２３）に対して、２個のリードフレーム１０が隣接して配置される。このように２個のリードフレーム１０が隣接して配置される構成においては、リードフレーム１０の位置ズレに伴い、隣接するリードフレーム１０どうしが接触する可能性がある。

しかし、空燃比センサ２においては、リードフレーム１０の位置ズレが生じがたい構成である事から、位置ズレに起因して近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、空燃比センサ２の電流経路（信号経路）が不良となるのを防止できる。

よって、空燃比センサ２によれば、リードフレーム１０と検出素子４（詳細には、電極端子部３０，３２，３４，３６）との接触不良だけではなく、リードフレーム１０どうしの不正な接触を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、リードフレームにおける突起部の形成位置は、上述した位置に限られることはなく、対向するリードフレームにおける突起部の頂点どうしが接触しない位置に形成されていればよい。

具体的には、図８に示すように、対向する２個のリードフレーム１０として、突起部１３の形成位置が軸線方向における後端側（図における上側）寄りに設定された第３リードフレーム２１２と、突起部１３の形成位置が軸線方向における先端側（図における下側）寄りに設定された第４リードフレーム２１３と、を用いても良い。なお、図８は、第３リードフレーム２１２、第４リードフレーム２１３の正面図である。

この第３リードフレーム２１２および第４リードフレーム２１３を用いることで、対向する突起部１３どうしは、素子当接部１６の幅方向位置は同じであるものの、軸線方向位置が異なる位置となるため、互いの頂点どうしが接触することが無く、素子当接部１６の位置ズレ（リードフレーム１０の位置ズレ）を防止できる。

また、図９に示すように、対向する２個のリードフレーム１０として、突起部１３の形成位置が軸線方向における後端側（図における上側）寄りであり、かつ素子当接部１６の幅方向中央位置よりも左側に設定された第５リードフレーム２１５と、突起部１３の形成位置が軸線方向における先端側（図における下側）寄りであり、かつ素子当接部１６の幅方向中央位置よりも左側に設定された第６リードフレーム２１６と、を用いても良い。なお、図９は、第５リードフレーム２１５、第６リードフレーム２１６の正面図である。

この第５リードフレーム２１５および第６リードフレーム２１６を用いることで、対向する突起部１３どうしは、軸線方向位置が異なり、かつ素子当接部の幅方向位置が異なる位置となるため、互いの頂点どうしが接触することが無く、素子当接部１６の位置ズレ（リードフレーム１０の位置ズレ）を防止できる。

さらに、対向するリードフレームは、互いに異なる形状に限られることはなく、突起部の位置が異なるのであれば同一形状であっても良い。
例えば、図１０に示すように、突起部１３の形成位置を素子当接部１６の幅方向中央位置よりも左側（あるいは右側）に設定すると共に、フレーム本体部１２やリード線接続部１７などを含めた全体の形状を統一した第７リードフレーム２３０を用いても良い。なお、図１０は、第７リードフレーム２３０の正面図である。

このように構成された第７リードフレーム２３０を対向するリードフレーム１０として用いることで、対向する突起部１３どうしは、素子当接部１６の幅方向位置が異なる位置となるため、互いの頂点どうしが接触することが無く、素子当接部１６の位置ズレ（リードフレーム１０の位置ズレ）を防止できる。さらに、対向するリードフレーム１０として同一部材（第７リードフレーム２３０）を用いることで、部品の共通化を図ることができ、センサ全体としての製造コストの低減を図る事ができる。

なお、第７リードフレーム２３０を用いる場合の絶縁コンタクト部材としては、図１１に示すように、全てのフレーム配置溝８６に対して同一形状のリードフレーム１０（第７リードフレーム２３０）を配置できるように第２係止用溝部９２が形成された第２絶縁コンタクト部材１８２を用いる。つまり、第２絶縁コンタクト部材１８２は、全ての第２係止用溝部９２の形成位置が、第７リードフレーム２３０のフレーム係止部１９を配置可能な位置に設定されている。

なお、図１１は、フレーム配置溝８６に第７リードフレーム２３０が配置された状態の第２絶縁コンタクト部材１８２の説明図である。
また、第２絶縁コンタクト部材１８２の対向するフレーム配置溝８６は、平面２３１（検出素子４の板面に平行かつ素子配置部８５を軸線方向に横切る平面）に対して面対称となる位置に配置されている。

つまり、この第２絶縁コンタクト部材１８２を備えるセンサにおいては、対向する２個の第７リードフレーム２３０は面対称に配置されるが、突起部１３の頂点が第７リードフレーム２３０の幅方向中央位置とは異なる位置（図１０における左側）に形成されていることから、対向する突起部１３どうしは異なる位置に配置される。このため、検出素子４が素子配置部８５に配置されていない場合においても、突起部１３の頂点どうしが接触しないため、突起部１３どうしの干渉による第７リードフレーム２３０の位置ズレを防止できる。

また、上述した実施形態では、酸素濃度を検出可能なガスセンサの１つである空燃比センサ２について説明したが、本発明を適用可能なセンサは、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に限られず、温度検出を行う温度センサなどを挙げることができる。つまり、本発明は、リードフレーム（金属端子部材）を備えるセンサに対して適用することができる。

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。 リードフレームの側面図である。 絶縁コンタクト部材の斜視図である。 リード線が接続された状態のリードフレーム（第１リードフレーム、第２リードフレーム）の正面図である。 フレーム配置溝にリードフレームが配置された状態の絶縁コンタクト部材の説明図である。 検出素子の後端側を主体金具の後端部およびセラミックスリーブの後端部から突出させた状態にある中間組立部品の斜視図である。 第３リードフレーム、第４リードフレームの正面図である。 第５リードフレーム、第６リードフレームの正面図である。 第７リードフレームの正面図である。 フレーム配置溝にリードフレームが配置された状態の第２絶縁コンタクト部材の説明図である。

符号の説明

２…空燃比センサ、４…検出素子、１０…リードフレーム、１１…第１リードフレーム、１３…突起部、１４…連結側端部、１６…素子当接部、３０，３２，３４，３６…電極端子部、８２…絶縁コンタクト部材、８４…コンタクト挿通孔、８５…素子配置部、８６…フレーム配置溝、１８２…第２絶縁コンタクト部材、２１１…第２リードフレーム、２１２…第３リードフレーム、２１３…第４リードフレーム、２１５…第５リードフレーム、２１６…第６リードフレーム、２３０…第７リードフレーム。

Claims (4)

1. 軸線方向に延びる板状形状をなし、先端側に検出部が形成され、後端側に電極端子部が形成される検出素子と、
   前記電極端子部が形成される前記検出素子の後端側の周囲を取り囲み、絶縁材料からなる絶縁コンタクト部材と、
   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金属端子部材と、
   を備え、
   前記絶縁コンタクト部材は、前記金属端子部材を配置する端子配置部と、前記検出素子を配置する素子配置部と、を備え、
   前記端子配置部は、少なくとも前記素子配置部を挟んで対向する２カ所に形成されており、
   前記金属端子部材は、前記検出素子と前記絶縁コンタクト部材との間で弾性変形する弾性変形部と、前記弾性変形部から突出し前記検出素子の前記電極端子部に接触する突起部と、を備えるセンサの製造方法であって、
   前記検出素子、前記金属端子部材および前記絶縁コンタクト部材を一体に組み付ける組み付け作業において、
   前記検出素子が前記素子配置部に配置されていない段階では、前記対向する２個の端子配置部にそれぞれ配置された前記金属端子部材は、互いの前記突起部の頂点どうしが接触することなく、前記金属端子部材のうちいずれかの部位で互いに接触しており、
   このような状態の前記金属端子部材が備えられた前記絶縁コンタクト部材を前記検出素子と一体に組み付けること、
   を特徴とするセンサの製造方法。
2. 前記対向して配置される前記金属端子部材の前記突起部は、前記軸線方向に垂直な平面上において、互いの前記頂点どうしの接触を避けるように配置されること、
   を特徴とする請求項１に記載のセンサの製造方法。
3. 前記絶縁コンタクト部材の前記対向する２個の前記端子配置部は、前記検出素子の板面に平行かつ前記素子配置部を前記軸線方向に横切る平面に対して面対称となる位置に配置されており、
   前記対向する２個の端子配置部にそれぞれ配置される前記金属端子部材は、互いに同一形状であると共に、前記突起部の頂点が前記金属端子部材の幅方向中央位置以外の位置に形成されること、
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサの製造方法。
4. 前記絶縁コンタクト部材は、前記対向する２個の前記端子配置部を２組以上備えること、
   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の製造方法。

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