特許 5770663 ガスセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5770663

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】ガスセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/409 20060101AFI20150806BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/58 B

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-63754(P2012-63754)

(22)【出願日】2012年3月21日

(65)【公開番号】特開2013-195277(P2013-195277A)

(43)【公開日】2013年9月30日

【審査請求日】2014年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104178

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 尚

(72)【発明者】

【氏名】加藤 秀和

(72)【発明者】

【氏名】松尾 康司

【審査官】 櫃本 研太郎

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６０−１８３８５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−０３７４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１６３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１３３４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４７８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１４５９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３３７８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／４０９

Ｇ０１Ｎ ２７／４１

Ｇ０１Ｎ ２７／４１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線に沿って延び、先端側が閉じられた有底筒状をなし、内周面上と外周面上とに内側電極と外側電極とがそれぞれ形成されたセンサ素子であり、前記先端側に、検出対象物の検出を行う検出部を有し、前記内側電極と前記外側電極の後端側から前記検出部の出力が取り出されるセンサ素子と、
前記内側電極に接続する内側端子と、
前記外側電極に接続する外側端子と、
前記センサ素子の少なくとも前記後端側の周囲を囲うハウジングと、
前記ハウジングの後端を閉塞する弾性部材と、
前記弾性部材を貫通し、前記ハウジングの外部と前記内側端子および前記外側端子とをそれぞれ電気的に接続する２つのリード線と、
を備えるガスセンサにおいて、
前記内側端子は、
前記センサ素子の筒内に挿入されて、前記内側電極に少なくとも一部が接触する内嵌部と、
前記内嵌部の後端から前記軸線に沿って延びる内側中継部と、
前記内側中継部の後端に設けられ、前記リード線を圧着して前記内側中継部の後端に接続する内側圧着部と、
を有し、
前記外側端子は、
前記センサ素子の外側に嵌め込まれ、前記外側電極に少なくとも一部が接触する外嵌部と、
前記外嵌部の後端から前記軸線に沿って延びる外側中継部と、
前記外側中継部の後端に設けられ、前記リード線を圧着して前記外側中継部の後端に接続する外側圧着部と、
を有し、
前記内側中継部の後端で、前記リード線の、前記内側圧着部に圧着された部分を向く側の面は、前記軸線に対する径方向の外側に向けられ、
前記外側中継部の後端で、前記リード線の、前記外側圧着部に圧着された部分を向く側の面は、前記径方向の内側に向けられており、
且つ、
前記ハウジングは、
前記弾性部材が配置される後端部と、
該後端部よりも先端側に設けられ、当該後端部よりも大径な先端部と、
前記先端部と前記後端部との間に設けられる段部と、
を有しており、
前記ガスセンサは、軸線方向に貫通する貫通孔を有し、前記段部に位置決めされつつ前記ハウジングの前記先端部に配置された絶縁性セラミックからなるセパレータを更に備え、
前記内側中継部および前記外側中継部は、それぞれ前記セパレータの前記貫通孔に挿通され、互いに非接触の状態で保持されることを特徴とするガスセンサ。

【請求項2】

前記内側端子および前記外側端子は、前記外側中継部および前記内側中継部のそれぞれから突出し、前記セパレータに突き当てて、前記内側端子および前記外側端子を前記セパレータ内でそれぞれ位置決めする位置決部を備え、
前記位置決部が、前記軸線に対し、前記内側中継部から突出する向きと、前記外側中継部から突出する向きとは、互いに逆向きであることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。

【請求項3】

前記内側中継部が、前記内嵌部の後端から前記軸線に沿って真っ直ぐ延びることを特徴とする請求項１または２に記載のガスセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有底筒状のセンサ素子を備えるガスセンサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関から排出される排気ガス中の酸素の有無を検出するセンサ素子を備えるガスセンサが知られている（例えば特許文献１参照）。センサ素子は、固体電解質体を用いて有底筒状に形成され、内周面上と外周面上に、それぞれ内側電極と外側電極が形成されている。外側電極が接する排気ガス中の酸素濃度と、内側電極が接する大気中の酸素濃度との差に応じ、両極間に起電力が生ずる。外側電極と内側電極は、ガスセンサのハウジング内で、ガスセンサの出力を外部に取り出す２本のリード線の先端に設けられる外側端子と内側端子とにそれぞれ電気的に接続される。

【0003】

内側端子は、先端側に、センサ素子の筒内に挿入して内側電極に接触する内嵌部を有する。また、内側端子は、後端側に、リード線を圧着して接続する内側圧着部を有する。そして、内嵌部と内側圧着部とは、内側中継部によって軸線方向に接続されている。リード線は、ガスセンサの後端に設けられる封止部材を挿通してハウジング内に配置される。ハウジング内で、センサ素子の外周面の位置とリード線が配置される位置とは径方向に位置ずれしている。特許文献１では、内嵌部と内側圧着部の径方向における位置ずれに合わせ、内側中継部を屈曲させて、位置を合わせている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−１３３４３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、単純に内側中継部を屈曲させるだけでは内側端子の強度低下を招く虞があるので、剛性の高い端子材料を用いて内側端子を形成すると、内側端子の加工に手間がかかるという問題がある。そこで、封止部材におけるリード線の挿通位置をずらし、内嵌部と内側圧着部の径方向における位置ずれを小さくし、内側中継部の屈曲の度合いを、より小さくすることを検討する。しかし、センサ素子に厚みがあるため、外側端子においても内側端子と同様に構成した場合、外側端子に接続するリード線の挿通位置と、内側端子に接続するリード線の挿通位置とを、軸線に対して等間隔に配置できなくなる。封止部材はガスセンサの後端に加締め保持されるため、位置ずれによって挿通孔内におけるリード線の保持のバランスを保ちにくいという問題があった。

【0006】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、内側端子の内嵌部と内側圧着部の径方向における位置合わせを行う上で、内側中継部の屈曲の度合いをより小さくできるガスセンサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１態様によれば、軸線に沿って延び、先端側が閉じられた有底筒状をなし、内周面上と外周面上とに内側電極と外側電極とがそれぞれ形成されたセンサ素子であり、前記先端側に、検出対象物の検出を行う検出部を有し、前記内側電極と前記外側電極の後端側から前記検出部の出力が取り出されるセンサ素子と、前記内側電極に接続する内側端子と、前記外側電極に接続する外側端子と、前記センサ素子の少なくとも前記後端側の周囲を囲うハウジングと、前記ハウジングの後端を閉塞する弾性部材と、前記弾性部材を貫通し、前記ハウジングの外部と前記内側端子および前記外側端子とをそれぞれ電気的に接続する２つのリード線と、を備えるガスセンサにおいて、前記内側端子は、前記センサ素子の筒内に挿入されて、前記内側電極に少なくとも一部が接触する内嵌部と、前記内嵌部の後端から前記軸線に沿って延びる内側中継部と、前記内側中継部の後端に設けられ、前記リード線を圧着して前記内側中継部の後端に接続する内側圧着部と、を有し、前記外側端子は、前記センサ素子の外側に嵌め込まれ、前記外側電極に少なくとも一部が接触する外嵌部と、前記外嵌部の後端から前記軸線に沿って延びる外側中継部と、前記外側中継部の後端に設けられ、前記リード線を圧着して前記外側中継部の後端に接続する外側圧着部と、を有し、前記内側中継部の後端で、前記リード線の、前記内側圧着部に圧着された部分を向く側の面は、前記軸線に対する径方向の外側に向けられ、前記外側中継部の後端で、前記リード線の、前記外側圧着部に圧着された部分を向く側の面は、前記径方向の内側に向けられており、且つ、前記ハウジングは、前記弾性部材が配置される後端部と、該後端部よりも先端側に設けられ、当該後端部よりも大径な先端部と、前記先端部と前記後端部との間に設けられる段部と、を有しており、前記ガスセンサは、軸線方向に貫通する貫通孔を有し、前記段部に位置決めされつつ前記ハウジングの前記先端部に配置された絶縁性セラミックからなるセパレータを更に備え、前記内側中継部および前記外側中継部は、それぞれ前記セパレータの前記貫通孔に挿通され、互いに非接触の状態で保持されることを特徴とするガスセンサが提供される。

【0008】

第１態様では、内側電極の内側中継部が、内嵌部の後端から軸線に沿って延びるので、内側圧着部に圧着されるリード線がハウジングの外部から引っ張られる外力を受けた場合に内側中継部が引っ張られても、内嵌部にかかる応力の成分が軸線方向に大きく、径方向には小さいか、あるいはないため、内嵌部にも径方向の応力がかかりにくい。よって、内嵌部が内側中継部の引っ張りに伴い、径方向に回動してしまうことを抑制できる。ゆえに、ガスセンサの製造過程で、内嵌部をセンサ素子の筒穴内に挿入する際に、軸線に対し内嵌部が沿っているかについて細心の注意を払う手間を軽減できる。

【0009】

また、第１態様は、内側端子の内側圧着部に圧着されたリード線の部分を向く側の面が、軸線に対する径方向外側を向き、外側端子の外側圧着部に圧着されたリード線の部分を向く側の面が、軸線に対する径方向内側を向く構成である。ゆえに、ガスセンサの製造過程においては、内側端子と外側端子とにそれぞれリード線の圧着を行う場合に、内側端子の上記の面と、外側端子の上記の面とを、同じ側に向けることができる。このため、リード線の圧着作業を、同一方向から行うことができるので、作業効率を高め、ピースタイムを短縮することができる。

【0010】

また、第１態様の前記内側端子および前記外側端子は、前記外側中継部および前記内側中継部のそれぞれから突出し、前記セパレータに突き当てて、前記内側端子および前記外側端子を前記セパレータ内でそれぞれ位置決めする位置決部を備えてもよい。第１態様では、前記位置決部が、前記軸線に対し、前記内側中継部から突出する向きと、前記外側中継部から突出する向きとは、互いに逆向きであってもよい。

【0011】

内側端子の位置決部と、外側端子の位置決部とが、軸線に対して互いに逆向きに、それぞれ内側中継部と外側中継部とから突出するので、ガスセンサに内側端子と外側端子とを組み付けた際には、同じ向きに揃って突出する。よって、ガスセンサ内において、内側端子の内側中継部の軸線に対する配置位置と、外側端子の外側中継部の軸線に対する配置位置とを、圧着するリード線の芯線の太さ分、互いに位置ずらしすることができる。このため、センサ素子の厚みに相当する分の位置ずらしを行うことができ、内側中継部の屈曲をごくわずかにすることができる。

【0012】

また、第１態様は、前記内側中継部が、前記内嵌部の後端から前記軸線に沿って真っ直ぐ延びる構成であることが好ましい。この場合、内側圧着部に圧着されるリード線がハウジングの外部から引っ張られる外力を受けた場合に内側中継部が引っ張られても、内嵌部にかかる応力の成分が径方向にはかからない。よって、内嵌部が内側中継部の引っ張りに伴い、径方向に回動してしまうことをより抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】ガスセンサ１の縦断面図である。

【図2】内側端子７０および外側端子８０の製造過程における配置向きの関係を説明するための斜視図である。

【図3】内側端子７０の内側圧着部７３が引っ張られた場合に内嵌部７１にかかる応力Ａについて説明するための図である。

【図4】セパレータ１９０の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明を具体化したガスセンサの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１，図２を参照し、本実施の形態のガスセンサ１の構造について説明する。以下では、ガスセンサ１の軸線Ｏを基準に、排気管内に挿入されるセンサ素子６の先端側（閉じている側であり図中下側）をガスセンサ１の先端側とし、これと反対側（図中上側）を後端側として説明する。

【0015】

図１に示すガスセンサ１は、自動二輪車の排気管（図示外）に取り付けられ、排気管内を流通する排気ガス中の酸素の有無を検出する酸素センサである。ガスセンサ１は、細長で先が閉じられた筒状のセンサ素子６を、筒状の主体金具５で取り囲んで保持した構造を有する。センサ素子６は、ジルコニアを主成分とし、軸線Ｏに沿って延びる有底筒状に形成した固体電解質体６１の外周面上および内周面上に、それぞれ外側電極６２および内側電極６３を設けたものである。固体電解質体６１は、固体電解質体６１を挟む一対の電極、すなわち外側電極６２と内側電極６３とがそれぞれ晒される雰囲気間の酸素濃度差に応じ、両電極間に起電力を発生するものである。本実施の形態では、外側電極６２が排気ガスに晒され、内側電極６３が大気に晒される。

【0016】

固体電解質体６１は、軸線Ｏに沿う方向において略中央の位置に、径方向外側へ向けて突出する鍔状のフランジ部６５を有する。フランジ部６５よりも先端側の先端部６４は先端へ向けて徐々に縮径し、先端部分が球面状に閉じている。先端部６４における固体電解質体６１の外周側の表面には、ＰｔまたはＰｔ合金からなる多孔質状の外側電極６２が、そのほぼ全面を覆って形成されている。固体電解質体６１の内周側の表面にも同様に、ＰｔまたはＰｔ合金からなる多孔質状の内側電極６３が、そのほぼ全面を覆って形成されている。すなわち、センサ素子６は先端部６４において外側電極６２と内側電極６３とが固体電解質体６１を挟んで対向しており、この部分（つまり先端部６４）が酸素の有無を検出可能な部位として機能する。また、外側電極６２は、排気ガスによる被毒から保護するための多孔質状の保護層（図示外）に覆われている。

【0017】

ところで、センサ素子６は、先端部６４のうち、主体金具５（後述）の先端より先側に突出する部位が、主に、プロテクタ４（後述）を介して排気ガスに晒される。そして、当該部位が、排気ガス中の酸素の有無を検出する部位として、主に、機能する。そこで、本実施の形態では、この部位を、便宜上、排気ガス中の酸素の有無を検出する検出部６８とする。

【0018】

センサ素子６は、ガスセンサ１を排気管（図示外）に取り付けるための金具である筒状の主体金具５に保持される。主体金具５は、筒孔５５内で軸線Ｏに沿う方向の略中央付近に、段部５９を有する。段部５９には、パッキン１３を介してセンサ素子６（固体電解質体６１）のフランジ部６５が係止されている。さらに筒孔５５内に、滑石の粉末からなるシール材１４が、フランジ部６５の後端側から装填されている。そして、シール材１４を後端側から押さえるように、アルミナ製のスリーブ１５が、筒孔５５内に挿入されている。主体金具５の後端に設けられた加締部５７が、金属製のリング１６を介し、スリーブ１５を先端側に向けて押圧するように加締められている。このように、主体金具５の段部５９と加締部５７との間に、パッキン１３、フランジ部６５、シール材１４、スリーブ１５およびリング１６が挟まれて、センサ素子６が主体金具５に一体に保持されている。

【0019】

主体金具５は、外周に、ガスセンサ１を排気管に取り付けるためのねじ山が形成された取付部５２を有する。取付部５２の先端側には、後述するプロテクタ４を組み付ける先端組付部５６が形成されている。取付部５２の後端側には、排気管への取り付けの際に使用される工具が係合される工具係合部５３が設けられている。工具係合部５３と取付部５２との間には、排気管の取付孔（図示外）を介したガス抜けを防止するための環状のガスケット１１が嵌挿されている。工具係合部５３の後端側には、後述する外筒３を組み付ける後端組付部５８が形成されている。後端組付部５８の後端側に、上記の加締部５７が設けられている。

【0020】

センサ素子６は、上記したように、先端部６４の一部（上記の検出部６８）が、主体金具５の先端（先端組付部５６）から先方に突出している。先端組付部５６には、センサ素子６の先端部６４を保護する筒状のプロテクタ４の基端部４５が、パッキン５４を挟んで加締められて組み付けられている。プロテクタ４は、排気管内に突き出されるセンサ素子６の先端部６４を、排気ガス中に含まれる水滴や異物等の衝突から保護する。プロテクタ４の外周面には、内部に排気ガスを導入し、センサ素子６の検出部６８へ導く複数の導入孔４２が開口されている。

【0021】

次に、センサ素子６の後端部６６は、主体金具５の後端（加締部５７）よりも後方に突出している。後端部６６には、外側端子８０と内側端子７０とが嵌められ、それぞれ、外側電極６２と内側電極６３とに電気的に接続されている。外側端子８０と内側端子７０は、それぞれ、センサ素子６に生ずる起電力を出力として外部に取り出す２本のリード線１８に接続されている。

【0022】

図２に示すように、外側端子８０は、１枚の板材を打ち抜き、折り曲げ加工して形成した端子である。なお、便宜上、一方の板面を主面８４、他方の板面を裏面８５とする。外側端子８０は、センサ素子６の外側電極６２と電気的に接続する外嵌部８１を備える。また、外嵌部８１の軸線Ｒに沿って後端側に、外嵌部８１に接続する外側中継部８２と、外側中継部８２に接続する外側圧着部８３とを備える。

【0023】

外嵌部８１は、主面８４側を内側にして軸線Ｒを取り囲むように板材を折り曲げ、後端部６６の外径よりやや小さな内径の筒状に形成した部位である。外嵌部８１は、軸線Ｒと直交する断面がＣ字状となるように、軸線Ｒに沿う切れ目を有する。外嵌部８１は、後端部６６の外周に外嵌めされる場合に、切れ目の幅を広げることにより内径が拡大されて嵌められる。そして、弾性力によって、主面８４が外側電極６２に当接され、外嵌部８１と外側電極６２との電気的な接続が維持される。

【0024】

外側圧着部８３は、軸線Ｒと直交する方向の両側が外向きにクシ歯状に形成された板材を、主面８４側を内側にして折り曲げ、リード線１８の芯線１９を圧着できるように形成された部位である。外側圧着部８３は、主面８４側に配置される芯線１９を包むようにクシ歯の部分を内向きに加締めることで、芯線１９を圧着する。図１に示すように、外側端子８０の主面８４（図２参照）は、軸線Ｏ側、すなわち径方向内側を向いて、ガスセンサ１に組み付けられる。

【0025】

図２に示す、外側中継部８２は、軸線Ｒに沿って延び、外嵌部８１と外側圧着部８３とを接続する部位である。外側中継部８２は、軸線Ｒと直交する方向の両側に、外向き且つ幅広に突出する突部８６を有する。また、外側中継部８２は、略中央に、軸線Ｒに沿って平行に延びる２本の切り込みを外嵌部８１側において接続した切欠きを、外嵌部８１側を自由端として裏面８５側に折り込んだ位置決部８７を有する。外側中継部８２は、外側圧着部８３を外嵌部８１と外側中継部８２との接続部位よりも軸線Ｒに近づけるように、突部８６よりも外嵌部８１側の部位が主面８４側に折り曲げられている。

【0026】

内側端子７０も同様に、１枚の板材を打ち抜き、折り曲げ加工して形成した端子である。なお、便宜上、一方の板面を主面７４、他方の板面を裏面７５とする。内側端子７０は、センサ素子６の内側電極６３と電気的に接続する内嵌部７１を備える。また、内嵌部７１の軸線Ｑに沿って後端側に、内嵌部７１に接続する内側中継部７２と、内側中継部７２に接続する内側圧着部７３とを備える。

【0027】

内嵌部７１は、外嵌部８１とは異なり、裏面７５側を内側にして軸線Ｑを取り囲むように板材を折り曲げ、後端部６６の内径よりやや大きな外径の筒状に形成した部位である。内嵌部７１も、軸線Ｑと直交する断面がＣ字状となるように、軸線Ｑに沿う切れ目を有する。内嵌部７１は、センサ素子６の後端部６６の筒穴６９の内周に内嵌めされる場合に、切れ目の幅を縮めることにより外径が縮小されて挿入される。そして、弾性力によって、外周側に向けられた主面７４が内側電極６３に当接され、内嵌部７１と内側電極６３との電気的な接続が維持される。また、内嵌部７１は、後端に、後述するセパレータ９０の先端面に当接する当接片７８が設けられている。

【0028】

内側圧着部７３は、外側圧着部８３と同様に、クシ歯状の板材を、主面７４側を内側にして折り曲げ、リード線１８の芯線１９を圧着できるように形成された部位である。内側圧着部７３は、主面７４側に配置される芯線１９を包むようにクシ歯の部分を内向きに加締めることで、芯線１９を圧着する。図１に示すように、内側端子７０の主面７４（図２参照）は、軸線Ｏとは反対側、すなわち径方向外側を向いて、ガスセンサ１に組み付けられる。

【0029】

図２に示す、内側中継部７２は、軸線Ｑに沿って延び、内嵌部７１と内側圧着部７３とを接続する部位である。内側中継部７２も同様に、軸線Ｑと直交する外向きに幅広に突出する突部７６と、切欠きの自由端側を裏面７５側に折り込んだ位置決部７７を有する。内側中継部７２は、内嵌部７１の内側電極６３に接触する部分の外壁の位置から、軸線Ｑ方向後端側へ向けて真っ直ぐ、あるいは若干軸線Ｑから遠ざける位置にずらして、延びている。言い換えると、図１に示すように、内嵌部７１の当接片７８を除く最大外径を有する部位の後端から、内嵌部７１の軸線Ｑ（図２参照）に沿って後端側へ向け、ほぼ真っ直ぐに、あるいは、わずかに屈曲して、内側中継部７２が延びている。本実施の形態では、内側中継部７２は、内嵌部７１の外壁から軸線Ｑの径方向外向きに若干ずれた状態で、軸線Ｑ方向の後端側へ延びている。

【0030】

次に、図１に示すように、センサ素子６の後方には、絶縁性セラミックスからなるセパレータ９０が配置されている。図２に示すように、セパレータ９０は、セパレータ９０の軸線Ｐと直交する断面が円形で、軸線Ｐ方向の後端側の外径が後述する外筒３（図１参照）の内径に略等しく、先端側の外径が後端側よりも小径に形成された、二段の円柱状をなす。セパレータ９０は、軸線Ｏ方向に貫通する貫通孔９１と貫通孔９６とを備える。貫通孔９１，９６内にはそれぞれ内側端子７０と外側端子８０とが挿通され、互いに接触しないようにセパレータ９０に位置決めされる。

【0031】

貫通孔９１は、軸線Ｐと直交する断面が略矩形に貫通する孔であり、軸線Ｐに近い側の壁面には、軸線Ｐ側に凹み、且つ軸線Ｐに沿って延びる細幅の溝９２が形成されている。また、溝９２が形成された壁面に接続する両側の側面に、軸線Ｐと直交する方向に凹み、且つ軸線Ｐに沿って延びる細幅の溝９３が、それぞれ形成されている。溝９３は、それぞれ、溝９２が形成された壁面を溝の一方の側壁として形成されている。貫通孔９１に内側端子７０が挿通された場合に、２つの溝９３内には、内側中継部７２の２つの突部７６がそれぞれ配置される。そして、溝９２内には、位置決部７７が配置される。位置決部７７は、付勢力で、溝９２の底に自由端を押しつけた状態に維持する。これにより、突部７６が溝９３の側壁に押しつけられ、内側中継部７２が、セパレータ９０の貫通孔９１内で位置決めされる。

【0032】

貫通孔９６も貫通孔９１と同形状でセパレータ９０を軸線Ｐ方向に貫通する孔であり、軸線Ｐに遠い側の壁面に、軸線Ｐから離れる側に凹み、且つ軸線Ｐに沿って延びる細幅の溝９７が形成されている。そして同様に、溝９７が形成された壁面に接続する両側の側面に、軸線Ｐと直交する方向に凹み、且つ軸線Ｐに沿って延びる細幅の溝９８が、それぞれ形成されている。貫通孔９６に外側端子８０が挿通された場合に、２つの溝９８内には、外側中継部８２の２つの突部８６がそれぞれ配置される。そして、溝９７内には、位置決部８７が配置される。位置決部８７は、付勢力で、溝９７の底に自由端を押しつけた状態に維持する。これにより、突部８６が溝９８の側壁に押しつけられ、外側中継部８２が、セパレータ９０の貫通孔９１内で位置決めされる。

【0033】

図１に示すように、外側中継部８２の突部８６が配置される貫通孔９６の溝９８は、ガスセンサ１の軸線Ｏに対する径方向において、センサ素子６の後端部６６における外周面の位置とほぼ同じ位置に形成されている。また、内側中継部７２の突部７６が配置される貫通孔９１の溝９３は、径方向において、センサ素子６の後端部６６における筒穴６９の内周面の位置に近い位置に形成されている。

【0034】

次に、センサ素子６の後端部６６とセパレータ９０の周囲を囲うように、筒状の外筒３が配設されている。外筒３は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を軸線Ｏに沿って延びる筒状に形成し、略中央より先端側の先端部３１（図１において下側）を、後端部３２よりも大径に形成したものである。先端部３１と後端部３２の間には段部３３が設けられている。先端部３１の開口は、主体金具５の後端組付部５８の外周に外嵌めした状態で外周側から加締められ、さらに外周を一周してレーザ溶接が施されており、外筒３と主体金具５とが一体に固定されている。上記のセパレータ９０は外筒３内に収容され、段部３３と、セパレータ９０の先端側に配置され外筒３の先端部３１内で加締め保持される保持金具３８との間に後端側の大径の部分が挟まれて、外筒３内で位置決め保持される。

【0035】

外筒３の後端部３２の開口にはフッ素系ゴムからなる円柱状のグロメット８が配置されている。グロメット８は後端に、鍔状に拡径する部位を有し、外筒３の後端部３２の開口端に当接させて、自身を位置決めする。グロメット８には軸線Ｏに沿う方向に延びる２つの貫通孔９が設けられている。２つの貫通孔９には、内側端子７０と外側端子８０とのそれぞれに接続された２本のリード線１８がそれぞれ挿通され、グロメット８を介してガスセンサ１の外部に引き出されている。

【0036】

外筒３の後端部３２の側面には周方向に４つの連通孔３４（図１ではそのうちの３つを図示）が等間隔に形成されており、セパレータ９０とグロメット８との間の中空状の部分と外部とを連通する。外筒３の後端部３２の径方向外周には、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂を筒状に形成した撥水性のフィルタ３５が被せられており、連通孔３４ごと後端部３２の外周を覆う。さらに、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を筒状に形成した保護外筒３６が、フィルタ３５ごと外筒３の後端部３２の径方向外周を覆って保護する。

【0037】

保護外筒３６の側面には、周方向に４つの導入孔３７（図１ではそのうちの２つを図示）が等間隔に形成されており、フィルタ３５および連通孔３４を介し、外筒３の内部と外部との間で大気を連通する。保護外筒３６は、後端側の外周が外筒３ごと加締められており、外筒３の後端部３２の開口に配置されたグロメット８がその加締めによって外筒３に保持されている。

【0038】

このような構造を有する本実施の形態のガスセンサ１では、上記したように、内側端子７０の内側中継部７２が、内嵌部７１の当接片７８を除く最大外径を有する部位の後端から、内嵌部７１の軸線Ｑに沿って後端側へ向け、わずかに屈曲して、内側中継部７２が延びている。当接片７８は、セパレータ９０の先端面に当接しており、すなわち内嵌部７１の後端が、ほぼ一周にわたって、当接片７８を介してセパレータ９０の先端面に接した状態となっている。

【0039】

この状態で、例えば、リード線１８がガスセンサ１の外部側へ引っ張られ、これに伴い、内側端子７０の内側圧着部７３および内側中継部７２が軸線Ｏ方向の後端側へ引かれた場合を考える。図３に示すように、内側中継部７２が軸線Ｏ方向の後端側へ引かれることによって、内嵌部７１も、軸線Ｏ方向の後端側へ引かれるが、内嵌部７１の後端は、当接片７８を介してセパレータ９０の先端面に当接している。ゆえに、内嵌部７１は、セパレータ９０の先端面よりも軸線Ｏ方向の後端側へ移動しないため、内側中継部７２と内嵌部７１との接続部分が、内側中継部７２の引っ張りに伴う応力（図中矢印Ａで示す）を受ける。

【0040】

ここで、内嵌部７１の最大外径部位（図中一点鎖線Ｘで示す）から後端側へ延びる内側中継部７２は、最大外径部位Ｘよりも径方向にわずかにオフセット（図中矢印ＯＦで示す）した位置に延びるように、内側中継部７２をわずかに屈曲させている。このため、内側中継部７２の後端側への引っ張りにおいて、内側中継部７２と内嵌部７１との接続部分（図中点Ｔで示す）に加わる応力Ａの方向は、セパレータ９０の先端面に直交する方向以外の方向成分を有する。具体的に、応力Ａは、引っ張り方向である軸線Ｏ方向への成分（図中矢印Ｂで示す）だけでなく、内側中継部７２を伸ばす方向にオフセットＯＦがある分、径方向への成分（図中矢印Ｃで示す）も有する。

【0041】

しかし、上記のように、内側中継部７２のオフセットＯＦによる屈曲はごくわずかであるため、引っ張りによる軸線Ｏ方向への成分Ｂに対し、径方向への成分Ｃは、ごく小さい。よって、内嵌部７１が応力Ａの成分Ｃを受けて点Ｔを支点に回動するのに十分な応力が、内嵌部７１にはかからない。ゆえに、本実施の形態のように、内嵌部７１の最大外径部位Ｘから後端側へ向け軸線Ｏ方向にわずかにオフセットＯＦがあり、内側中継部７２がわずかに屈曲して延びる構造であれば、内側中継部７２が後端側へ引っ張られても、内嵌部７１が点Ｔを支点に回動することはない。これにより、ガスセンサ１の製造過程においては、内嵌部７１をセンサ素子６の筒穴６９内に挿入する際に、軸線Ｏに対する内嵌部７１の軸線Ｑが沿っているかについて細心の注意を払う手間が軽減される。そして、内嵌部７１の最大外径部位Ｘに対する内側中継部７２の延びる方向のオフセットＯＦが小さいほど、点Ｔにかかる応力Ａの成分Ｃは小さくなる。ゆえに、オフセットＯＦがない、すなわち、内嵌部７１の最大外径部位Ｘから真っ直ぐ軸線Ｏ方向の後端側へ向けて内側中継部７２が延びる構造であれば、なおよい。

【0042】

このように、内嵌部７１の最大外径部位Ｘからの内側中継部７２の延びる方向のオフセットＯＦを小さくする上で、本実施の形態では、図１に示すように、グロメット８を挿通するリード線１８の貫通孔９の位置が、軸線Ｏに対して等間隔である状態を維持できるようにしている。具体的には、図２に示すように、内側端子７０の内側圧着部７３のクシ歯部分を折り曲げる向きを、主面７４を内側にして折り曲げる一方で、内嵌部７１を形成する場合には、裏面７５を内側にして、軸線Ｑを取り囲むように折り曲げている。こうすることにより、内側圧着部７３が、軸線Ｑ側に裏面７５側を向けた状態で主面７４側にリード線１８の芯線１９を圧着し、芯線１９の太さ分、内側圧着部７３の主面７４を径方向内側の位置（より軸線Ｑに近い位置）に配置した。これにより、芯線１９の太さ分、内嵌部７１の最大外径部位Ｘに対する内側中継部７２の延びる方向のオフセットＯＦを小さくすることができ、センサ素子６の厚みに相当する分の位置ずらしを行うことができ、内側中継部７２の屈曲をごくわずかにすることができたのである。

【0043】

一方、外側端子８０の外側圧着部８３は、同じく主面８４を内側にしてクシ歯部分を折り曲げているが、外嵌部８１も、主面８４を内側に、軸線Ｒを取り囲むように折り曲げて形成している。このため、ガスセンサ１の製造過程において、内側端子７０と外側端子８０とにそれぞれリード線１８の圧着を行う場合に、ガスセンサ１の軸線Ｏに対し、内側圧着部７３が裏面７５を向け、主面７４は径方向外側を向く一方、外側圧着部８３は軸線Ｏに主面８４を向ける（すなわち径方向内側を向く）ように配置した上で、作業を行うこととなる。すると、内側端子７０の主面７４と、外側端子８０の主面８４とは、同一方向を向くことになり、リード線１８の圧着作業を、同一方向から、内側圧着部７３と外側圧着部８３との両方に行うことができるので、作業効率を高め、ピースタイムを短縮することができる。

【0044】

また、外側端子８０は、外側圧着部８３においてリード線１８の芯線１９を圧着する上で、芯線１９を主面８４側に配置し、さらに、センサ素子６の後端部６６に外嵌めする上で、外側電極６２に向けて主面８４を当接させる構成である。そして、内側端子７０も同様に、内側圧着部７３においてリード線１８の芯線１９を圧着する上で、芯線１９を主面７４側に配置し、さらに、センサ素子６の後端部６６の筒穴６９内に内嵌めする上で、内側電極６３に向けて主面７４を当接させる構成である。すなわち、外側端子８０および内側端子７０は、芯線１９、外側電極６２および内側電極６３に対し、それぞれ主面８４，７４を向ける構成である。したがって、内側端子７０および外側端子８０を作製する過程において、板材の打ち抜きを行った後の処理や、打ち抜き方について、芯線１９、外側電極６２および内側電極６３に向ける側の面に施すべき処理（例えばバリ処理など）を、主面８４，７４側に対して行い、裏面８５，７５側に対しては省略してもよく、手間を軽減することができる。

【0045】

なお、本発明は上記各実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。例えば、上記したように、内嵌部７１の最大外径部位Ｘから真っ直ぐ軸線Ｏ方向の後端側へ向けて内側中継部７２が延びる構造（オフセットＯＦのない構造）であってもよい。

【0046】

また、外側端子８０および外側端子に接続されたリード線１８は、なくてもよい。この場合、センサ素子６の外側電極６２を、例えばパッキン１３を介して主体金具５と電気的に接続し、排気管を介して主体金具５をグランドに接続すればよい。そして、グランドと内側電極６３との間の電位差をセンサ素子６の出力として得る構成とすればよい。

【0047】

また、図４に示す、セパレータ１９０のように、軸線Ｐと直交する貫通孔１９１の断面の形状が、軸線Ｐに近い側も遠い側も同じ対称な形状となるように形成してもよい。すなわち、貫通孔１９１を、軸線Ｐと直交する断面が略矩形に貫通する孔として形成し、軸線Ｐに近い側の壁面に、軸線Ｐ側に凹み、且つ軸線Ｐに沿って延びる細幅の溝９２を形成するとともに、軸線Ｐに遠い側の壁面にも、軸線Ｐと反対側に凹む同一形状の溝９２を形成する。さらに、溝１９２が形成された壁面に接続する両側の側面に、軸線Ｐと直交する方向に凹み、且つ軸線Ｐに沿って延びる細幅の溝１９３を、２つの溝１９２それぞれに対して一組ずつ形成する。この貫通孔１９１を、軸線Ｐを挟んで反対側にも同一形状に形成する。このような貫通孔１９１を備えるセパレータ１９０を用いることにより、２つの貫通孔１９１のどちらにでも内側端子７０を挿通させ、あるいは外側端子８０を挿通させることができるので、ガスセンサ１の製造過程においてセパレータ１９０の向きを考慮することなく組み立てを行うことができ、作業効率を高め、ピースタイムを短縮することができる。

【符号の説明】

【0048】

１ ガスセンサ
３ 外筒
６ センサ素子
８ グロメット
１８ リード線
１９ 芯線
６２ 外側電極
６３ 内側電極
６６ 後端部
６８ 検出部
７０ 内側端子
７１ 内嵌部
７２ 内側中継部
７３ 内側圧着部
７４ 主面
７７ 位置決部
８０ 外側端子
８１ 外嵌部
８２ 外側中継部
８３ 外側圧着部
８４ 主面
８７ 位置決部
９０，１９０ セパレータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】