JP2000028572A

JP2000028572A - ガスセンサ

Info

Publication number: JP2000028572A
Application number: JP10199291A
Authority: JP
Inventors: Shoji Akatsuka; 正二赤塚; Satoshi Ishikawa; 聡石川
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-01-28
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: JP3607817B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ゴムグロメット等の弾性シール部材とセラミ
ックセパレータとの間に所定量の隙間を形成しつつも、
ゴムグロメットを安定的に位置決めあるいは保持するこ
とができるガスセンサを提供する。【解決手段】酸素センサ１は、複数のセパレータ側リ
ード線挿通孔７２が軸方向に貫通して形成されたセラミ
ックセパレータ１８が、後方側がフィルタ保持部５１の
内側に入り込み、前方側がケーシングの内側に入り込む
ように配置される。また、フィルタ保持部５１の後方側
開口部に対しその内側には、リード線２０，２１の外面
とフィルタ保持部５１の内面との間をシールする弾性シ
ール部材１７がはめ込まれる。そして、セラミックセパ
レータ１８の後端面は隙間規定突出部９６が形成され、
弾性シール部材１８との間に所定量の隙間９８が形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸素センサ、ＨＣ
センサ、ＮＯ_Ｘセンサなど、測定対象となるガス中の被
検出成分を検出するためのガスセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車エンジン等の内燃機関にお
いて、その空燃比制御等に使用される酸素センサとして
代表的なものには、ＺｒＯ_２等の酸素イオン伝導性固体
電解質により先端部が閉じた中空軸状に形成された酸素
検出素子を筒状のケーシング内に収容し、該酸素検出素
子の先端外面を被検出雰囲気と接触させるとともに、そ
の内側空間に基準ガスとしての大気を導入して、該検出
素子に生ずる酸素濃淡電池起電力により被検出雰囲気中
の酸素濃度を測定するようにした構造のものが広く使用
されている。

【０００３】該酸素センサにおいては、酸素検出素子あ
るいはそれを加熱するための発熱体からのリード線をケ
ーシングから取り出すための構造として、セラミックセ
パレータをケーシング内に配置し、その個別のリード線
挿通孔に各リード線を通すようにしたものが一般的であ
る。このようなセラミックセパレータを使用することに
より、例えばリード線間あるいはリード線に続く端子部
間で短絡が生じることが防止ないし抑制される。ここ
で、各リード線はケーシングの後方側開口部から外側に
延伸するとともに、リード線とケーシングとの間は上記
開口部に嵌め込まれるゴムグロメットにより密封され
る。

【０００４】ところで、セラミックセパレータとゴムグ
ロメットとに形成されるリード線挿通孔は、いずれも各
々その中心が仮想的な円周経路（ピッチ円）上に位置し
て配列される。この場合、ゴムグロメットのピッチ円
は、リード線をケーブル状に束ねてセンサの外に取り出
すために、弾性シール部材側のピッチ円よりも小さく設
定したい場合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような場合、ゴ
ムグロメットとセラミックセパレータとが密着している
と、そのピッチ円径の差によりリード線に強い屈曲が生
じ、断線等の不具合が生じやすくなる問題がある。これ
を防止するためには、ゴムグロメットとセラミックセパ
レータとの間に隙間を形成して、ピッチ円の径差を該隙
間にて吸収させることが有効である。しかしながら、セ
ラミックセパレータとゴムグロメットとの間に隙間が形
成されると、ゴムグロメットがセパレータ端面からいわ
ば浮き上がった形で支持されるため不安定であり、例え
ば組付け後にゴムグロメットがセラミックセパレータ側
に押し込まれたりすると、隙間が減じてリード線に屈曲
が生じて、これを痛めてしまいやすい問題がある。ま
た、隙間量の調整も面倒である。さらに、ケーシングの
後端側へのゴムグロメットの固定は、ケーシングにゴム
グロメットを嵌め込み、さらにケーシングを径方向に加
締めることにより行われているが、上記のような隙間が
形成されていると、セラミックセパレータの端面を利用
してグロメットを位置決めすることができなくなるの
で、加締め時にゴムグロメットが隙間側へ逃げて、加締
め不良を生じる場合がある。

【０００６】本発明の課題は、ゴムグロメット等の弾性
シール部材とセラミックセパレータとの間に所定量の隙
間を形成しつつも、ゴムグロメットを安定的に位置決め
あるいは保持することができるガスセンサを提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上述の課
題を解決するために、本発明のガスセンサは、軸状をな
す検出素子と、該検出素子を収容する筒状のケーシング
と、ケーシングの後端側内部に配置され、検出素子から
のリード線がそれぞれ挿通される複数のセパレータ側リ
ード線挿通孔が軸方向に貫通して形成されたセラミック
セパレータと、ケーシングの後端側開口部に対しその内
側に弾性的に嵌め込まれ、各リード線を挿通するための
シール側リード線挿通孔を有するとともに、それらリー
ド線外面とケーシング内面との間をシールする弾性シー
ル部材とを備え、弾性シール部材とセラミックセパレー
タとの間に所定量の隙間を形成するための隙間規定突出
部が、セラミックセパレータの後端面に形成されている
ことを特徴とする。なお、本明細書においては、検出素
子の軸方向においてその検出部に向かう側を「前方
側」、これと反対方向に向かう側を「後方側」とする。

【０００８】上記構成によれば、セラミックセパレータ
の隙間規定突出部において弾性シール部材の端面が当接
するので、該セラミックセパレータとの間に隙間を形成
しつつも弾性シール部材を安定に固定することができ
る。また、弾性シール部材とセラミックセパレータとの
間に所定量の隙間が形成されるので、例えば両者の間に
おいてリード線挿通孔のピッチ円径に差が生ずる場合で
も、その径差が隙間で吸収されてリード線に強い屈曲が
生じにくく、ひいてはセンサ組立時等においてリード線
の損傷や断線等が起こりにくい。また、形成されるべき
隙間量も隙間規定突出部の高さに応じて自動的に定まる
ので面倒な隙間調整が不要であり、弾性シール部材組み
付け後において隙間量が変化し、リード線に強い屈曲等
が生じたりする心配もない。

【０００９】なお、ゴムグロメット側にも隙間規定突出
部を設けることができるが、セラミックセパレータに設
けた隙間規定突出部は、軸方向の圧縮力を受けても弾性
変形しないので、隙間量を一定の値に保持する上での効
果が大きい。また、ゴムグロメットは、例えば円柱形な
ど、軸線方向において向きを反転させても使用可能な形
状に構成しておくことが組立時等においては有利である
が、隙間規定突出部を形成したグロメットの場合、固定
時において、その都度嵌込みの向きを確認しなければな
らなくなるから面倒である。

【００１０】次に、上記ガスセンサにおいては、ケーシ
ングの後端部に、壁部に１ないし複数の気体導入孔が形
成された筒状のフィルタ保持部と、該フィルタ保持部の
気体導入孔を塞ぐように配置され、液体の透過は阻止し
気体の透過は許容するフィルタとを有し、気体導入孔及
びフィルタを経て外気をケーシング内に導入させる気体
導入構造部を形成することができる。この場合、セラミ
ックセパレータは、検出素子の軸方向において、その後
方側がフィルタ保持部の内側に入り込み、同じくその前
方側がケーシングの内側に入り込むように配置すること
ができる。

【００１１】このように、液体の透過は阻止し気体の透
過は許容するフィルタを用いて気体導入構造部を構成す
ることで、ケーシング内に水滴等が侵入することは阻止
しつつ、基準ガスとしての外気はケーシング内に十分に
導入することができる。さらに、セラミックセパレータ
の後端面位置を気体導入孔よりも後方側に設定すること
で、気体導入孔から仮に気体導入構造部内に水滴等が侵
入しても、セラミックセパレータが該水滴の進路を妨げ
る形となるので、ケーシング内へは該水滴等が一層流れ
込みにくくなる。そして、セラミックセパレータは、後
端面が気体導入孔よりも後方側に位置するようにフィル
タ保持部内に入り込んで配置されるので、気体導入構造
部に外部から強い衝撃が加わった場合でも、内側のセラ
ミックセパレータがその衝撃を受ける役割を果たすので
フィルタ保持部は大きな変形を免れ、ひいてはフィルタ
のシール性が損なわれるといった問題も生じにくくな
る。

【００１２】隙間規定突出部は、セラミックセパレータ
の後端面のうち、セパレータ側ピッチ円上に配列したセ
パレータ側リード線挿通孔よりも内側に形成する構成と
してもよい。ここで、セパレータ側ピッチ円とは、セラ
ミックセパレータにおける各リード線を挿通するための
３以上のセパレータ側リード線挿通孔の、各中心が描く
仮想的な円周経路のことである。また、弾性シール部材
の先端面において、シール側リード線挿通孔の中心が描
く円周経路についても同じくシール側ピッチ円とする。
この場合も、隙間規定突出部が弾性シール部材の前端面
のほぼ中央に形成されるので、セラミックセパレータと
弾性シール部材との間の安定な当接状態を実現でき、ひ
いては弾性シール部材の軸方向の位置ずれや傾斜等も生
じにくくなる。また、シール側ピッチ円の直径が、隙間
規定突出部の外径よりも大きくなっていれば、弾性シー
ル部材の後端面に対する隙間規定突出部の当接領域を、
シール側リード線挿通孔に取り囲まれた位置に容易に確
保できる。一方、隙間規定突出部についても、当接面の
面積が大きいものほどセラミックセパレータと弾性シー
ル部材の当接を安定化できるため、両者のピッチ円の直
径及び隙間規定突出部の後端面の面積はできる限り大き
い構成とするのがよい。

【００１３】次に、上記構成においてセラミックセパレ
ータには、セパレータ側リード線挿通孔とは別に、隙間
側からケーシング内側へ気体を導くための気体導入部が
軸方向に形成されている。これにより、例えばフィルタ
を介して導入された基準ガスとしての外気が、セラミッ
クセパレータの後端面側から気体導入部を経てケーシン
グ内にスムーズに導かれるので、より安定なガスセンサ
の出力を得ることが可能となる。

【００１４】他方、セパレータ側リード線挿通孔の内面
と、これに挿通されるリード線との間には気通用隙間を
形成することができる。この構成では、気体導入孔から
導入された外気は、該気通用隙間を通ってケーシング内
の検出素子へ導かれる。この場合、別途気体導入部を設
けなくとも、セパレータ側リード線挿通孔の孔径を大き
くして気通用隙間を形成するだけで、基準ガスとしての
外気が、セラミックセパレータの後端面側から該気通用
隙間を経てケーシング内にスムーズに導かれる。よっ
て、この構成の採用により気体導入部を形成する手間が
省かれ、コストを削減できる利点がある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例に基づき説明する。図１は本発明のガスセ
ンサの一実施例としての酸素センサ１を示している。該
酸素センサ１は、先端が閉じた中空軸状の固体電解質部
材である酸素検出素子２と、軸状のセラミックヒータで
ある発熱体３とを備えて構成される。酸素検出素子２は
酸素イオン伝導性を有する固体電解質により構成されて
いる。そのような固体電解質としては、Ｙ_２Ｏ_３ないし
ＣａＯを固溶させたＺｒＯ_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ＺｒＯ_２との固溶体を使用してもよい。また、ベース
となるＺｒＯ_２にはＨｆＯ_２が含有されていてもよい。
なお、以下においては、酸素検出素子２の軸方向におい
てその閉じた先端部に向かう側を「前方側（あるいは先
端側）」、これと反対方向に向かう側を「後方側（ある
いは後端側）」として説明を行う。

【００１６】この酸素検出素子２の中間部外側には、絶
縁性セラミックから形成されたインシュレータ６，７、
並びにタルクから形成されたセラミック粉末８を介して
金属製のケーシング１０が設けられ、酸素検出素子２は
ケーシング１０と電気的に絶縁された状態で貫通してい
る。ケーシング１０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９ｂを有する主体金具９、
その主体金具９の一方の開口部に内側が連通するように
結合された主筒１４、該主筒１４とは反対側から主体金
具９に取り付けられたプロテクタ１１等を備える。ま
た、図２に示すように、酸素検出素子２の内面及び外面
には、そのほぼ全面を覆うように一対の電極層２ｂ，２
ｃが設けられている。これら電極層２ｂ，２ｃはいずれ
も、酸素分子の解離・再結合反応に対する可逆的な触媒
機能（酸素解離触媒機能）を有する多孔質電極、例えば
Ｐｔ多孔質電極として構成されている。

【００１７】図１に戻って、主体金具９の前方側開口部
には筒状のプロテクタ装着部９ａが形成され、ここに、
酸素検出素子２の先端側（検出部）を所定の空間を隔て
て覆うようにキャップ状のプロテクタ１１が装着されて
いる。プロテクタ１１には、複数のガス透過口１２（本
実施例では４つ）が貫通形態で形成されている。

【００１８】主体金具９の後方側の開口部には、前述の
主筒１４がインシュレータ６との間にリング１５を介し
て加締められ、この主筒１４に筒状のフィルタアセンブ
リ１６が外側から嵌合・固定されている。このフィルタ
アセンブリ１６の後端側の開口はゴム等で構成されたグ
ロメット（弾性シール部材）１７で封止され、またこれ
に続いてさらに内方にセラミックセパレータ１８が設け
られている。そして、それらセラミックセパレータ１８
及びグロメット１７を貫通するように、酸素検出素子２
用のリード線２０，２１及び発熱体３用のリード線（リ
ード線２０，２１の影になって見えない）が配置されて
いる。

【００１９】次に、図３に示すように、セラミックセパ
レータ１８には、各リード線２０，２１を挿通するため
の複数のセパレータ側リード線挿通孔７２が軸方向に貫
通して形成されており、その軸方向中間位置には、外周
面から突出する形態でフランジ状のセパレータ側支持部
７３が形成されている。そして、該セラミックセパレー
タ１８は、セパレータ側支持部７３よりも前方側に位置
する部分を主筒１４の後端部内側に入り込ませた状態
で、該セパレータ側支持部７３において主筒１４の後端
面に当接するとともに、セパレータ側支持部７３よりも
後方側に位置する部分を主筒１４の外側に突出させた状
態で配置される。

【００２０】図１に戻り、酸素検出素子２用の一方のリ
ード線２０は、固定金具２３のコネクタ部２４及びこれ
に続く引出し線部２５、並びに固定金具２３の内部電極
接続部２６を経て、前述の酸素検出素子２の内側の電極
層２ｃ（図２）と電気的に接続されている。一方、他方
のリード線２１は、別の固定金具３３のコネクタ部３４
及びこれに続く引出し線部３５並びに外部電極接続部３
５ｂを経て、酸素検出素子２の外側の電極層２ｂ（図
２）と電気的に接続されている。

【００２１】ここで、酸素検出素子２は、排気ガス温が
十分高温となっている場合には当該排気ガスで加熱され
て活性化されるが、エンジン始動時など排気ガス温が低
温である場合には前述の発熱体３で強制的に加熱するこ
とで活性化される。発熱体３は例えばセラミックヒータ
であり、先端部内部に発熱部４２が設けられ、ヒータ端
子部４０から延びるリード線を経て通電されるようにな
っている。該発熱体３は、固定金具２３の発熱体把持部
２７により把持されて、酸素検出素子２の中空部内に保
持される。他方、固定金具２３の内部電極接続部２６
は、酸素検出素子２の中空部内壁面２ａ（図２）との間
の摩擦力によって発熱体３を該中空部に対し軸線方向に
位置決めする役割を果たすとともに、電極層２ｃ（図
２）と接触・導通するようになっている。

【００２２】次に、図３に示すように、フィルタアセン
ブリ１６は、主筒１４（ケーシング１０）に対し後方外
側からほぼ同軸的に連結される筒状形態をなすととも
に、内部が主筒１４の外部と連通し、かつ壁部に複数の
気体導入孔５２が形成されたフィルタ保持部５１を備え
る。そして、そのフィルタ保持部５１の外側には、上記
気体導入孔５２を塞ぐ筒状のフィルタ５３が配置され、
さらに、そのフィルタ５３の外側には、壁部に１ないし
複数の補助気体導入孔５５が形成されるとともに、フィ
ルタ５３をフィルタ保持部５１との間で挟み付けて保持
する補助フィルタ保持部５４が配置される。具体的に
は、気体導入孔５２及び補助気体導入孔５５は、フィル
タ保持部５１及び補助フィルタ保持部５４に対し、各軸
方向中間部において互いに対応する位置関係で周方向に
沿って所定の間隔で形成されており、フィルタ５３は、
フィルタ保持部５１を周方向に取り囲むように配置され
ている。

【００２３】フィルタ５３は、例えばポリテトラフルオ
ロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）の未焼成成形体
を、ＰＴＦＥの融点よりも低い加熱温度で１軸以上の方
向に延伸することにより得られる多孔質繊維構造体（商
品名：例えばゴアテックス（ジャパンゴアテックス
（株）））により、水滴等の水を主体とする液体の透過
は阻止し、かつ空気及び／又は水蒸気などの気体の透過
は許容する撥水性フィルタとして構成されている。これ
により、補助気体導入孔５５からフィルタ５３を経て気
体導入孔５２より、基準ガスとしての大気（外気）が主
筒１４（ケーシング１０）内に導入されるとともに、水
滴等の液体状態の水は主筒１４内に侵入することが阻止
されるようになっている。

【００２４】図４に示すように、補助フィルタ保持部５
４には、補助気体導入孔５５の列を挟んでその軸方向両
側に、フィルタ５３を介して該補助フィルタ保持部５４
をフィルタ保持部５１に対して結合する環状のフィルタ
加締め部５６，５７（以下、単に加締め部５６，５７と
もいう）が形成されており、フィルタ保持部５１の外面
とフィルタ５３との間には隙間５８が形成されている。

【００２５】他方、フィルタ保持部５１は、自身の軸方
向中間部に形成された段付き部６０により、該段付き部
６０に関して軸方向前方側を第一部分６１、同じく軸方
向後方側を第二部分６２として、該第二部分６２が第一
部分６１よりも径小となるように構成されており、気体
導入孔５２はその第二部分６２の壁部に形成されてい
る。さらに、補助フィルタ保持部５４はフィルタ保持部
５１の第一部分６１の外径よりも小さい内径を有する。

【００２６】図３に戻り、フィルタ保持部５１は、セラ
ミックセパレータ１８の突出部分を第二部分６２の内側
まで進入させてこれを覆うとともに、段付き部６０にお
いてセパレータ側支持部７３に対し、主筒１４とは反対
側から金属弾性部材７４を介して当接するように配置さ
れる。他方、該フィルタ保持部５１の先端側、すなわち
第一部分６１において主筒１４（ケーシング１０）に対
し外側からこれに重なりを生じるように配置され、その
重なり部には、フィルタ保持部５１を主筒１４に対し気
密状態となるように連結するケーシング加締め部７６が
形成されている。

【００２７】補助フィルタ保持部５４の外側には、筒状
の防護カバー６４がこれを覆うように設けられている。
この防護カバー６４は、図３に示すように気体滞留空間
６５を生じるように配置され、フィルタ保持部５１に対
し、加締め部６６，６７により接合されている。なお、
図４に示すように、フィルタ保持部５１の第一部分６１
の外周面には、外部連通部を形成する溝部６９が周方向
に沿って所定の間隔で複数形成されている。

【００２８】次に、図３に示すように、セラミックセパ
レータ１８は、酸素検出素子２の軸方向において後方側
がフィルタ保持部５１の内側に入り込み、同じく前方側
が主筒１４（ケーシング１０）の内側に入り込むように
配置され、各リード線２０，２１等がセパレータ側リー
ド線挿通孔７２において軸方向に挿通される。一方、ゴ
ムグロメット１７は、フィルタ保持部５１の後方側開口
部５１ａに対しその内側に弾性的にはめ込まれ、各リー
ド線２０，２１等を挿通するためのシール側リード線挿
通孔９１を有するとともに、それらリード線２０，２１
等の外面とフィルタ保持部５１の内面との間をシールす
る。

【００２９】セラミックセパレータ１８の後端面は、軸
方向において気体導入孔５２よりも後方側に位置すると
ともに、その後端面中央に形成された隙間規定突出部９
６の頂面は、ゴムグロメット１７の前端面と密着してい
る。その隙間規定突出部９６により、ゴムグロメット１
７とセラミックセパレータ１８との間には所定量の隙間
９８が形成されている。また、フィルタ保持部５１の内
周面とセラミックセパレータ１８の外周面との間にも隙
間９２が形成されている。そして、気体導入孔５２から
の気体は該隙間９２内に供給され、さらにセラミックセ
パレータ１８に形成された気体導入部９３を通ってケー
シング１０内に導かれる。具体的には、セラミックセパ
レータ１８には、セパレータ側リード線挿通孔７２とは
別に軸方向の気通用貫通孔９５が形成されており、また
その後端面には、一端が貫通孔９５に連通し、他端側が
セラミックセパレータ１８の外周面に開放する気通用溝
部９４が形成されている。すなわち、これら気通用貫通
孔９５及び気通用溝部９４が気体導入部９３を形成して
いる。

【００３０】図６（ａ）及び図８（ａ）に示すように、
セラミックセパレータ１８には、酸素検出素子２及び発
熱体３からの各リード線を挿通するための４つのセパレ
ータ側リード線挿通孔７２が、各々その中心が仮想的な
円周経路（以下、セパレータ側ピッチ円という）Ｃ1上
に位置して配列するように形成されている。また、気通
用貫通孔９５は、セラミックセパレータ１８の中央部に
おいて、それら４つのセパレータ側リード線挿通孔７２
により囲まれる領域に形成されている。さらに、気通用
溝部９４は、セラミックセパレータ１８の後端面におい
て、４つのセパレータ側リード線挿通孔７２と干渉しな
い位置に十字形態で形成されている。なお、図６（ｅ）
に示すように、気通用溝部９４には、その上面側におい
て幅方向両縁に面取り部９４ａが形成されている。

【００３１】次に、図７に示すように、ゴムグロメット
１７においては、前述のシール側リード線挿通孔９１
が、各々その中心が仮想的な円周経路（以下、シール側
ピッチ円という）Ｃ2上に位置して配列するように形成
されており、前述のセパレータ側ピッチ円Ｃ1（図６：
直径Ｄ1）とシール側ピッチ円Ｃ2（直径Ｄ2）とは、そ
の一方が他方よりも直径が大きくなるように設定され
る。例えば図３においてはＤ1＞Ｄ2となっており、図６
（ａ）に示すように、隙間規定突出部９６は、セパレー
タ側ピッチ円Ｃ1上に配列したセパレータ側リード線挿
通孔７２よりも内側に位置する領域に形成されている。

【００３２】なお、フィルタアセンブリ１６の主筒１４
に対する組付け方法は、例えば以下のようにして行う。
すなわち、図５（ａ）に示すように、セラミックセパレ
ータ１８に金属弾性部材７４を外挿し、さらにそのセラ
ミックセパレータ１８の前端側を主筒１４に挿入する。
一方、フィルタアセンブリ１６は図４に示すように予め
組み立てておき、これを図５（ａ）に示すように、その
フィルタ保持部５１においてセラミックセパレータ１８
及び主筒１４の外側から被せる。なお、酸素検出素子２
及び発熱体３等（図１）は主筒１４内に予め組み付けて
おき、それらからのリード線２０，２１等はセラミック
セパレータ１８のセパレータ側リード線挿通孔７２（図
３）に通し、さらにフィルタ保持部５１の後端側開口部
から外側に延出した状態にしておく。

【００３３】続いて、図５（ｂ）に示すように、主筒１
４とフィルタアセンブリ１６とに軸方向の圧縮力を付加
する。これにより、金属弾性部材７４はフィルタ保持部
５１とセラミックセパレータ１８のセパレータ側支持部
７３との間で圧縮変形し、セラミックセパレータ１８を
主筒１４とフィルタ保持部５１との間で挟み付けるため
の付勢力を発生する。そして、この状態を維持しつつ、
図５（ｃ）に示すように、フィルタ保持部５１と主筒１
４とにケーシング加締め部７６を形成し、両者を結合す
る。次いで、図５（ｄ）に示すように、フィルタ保持部
５１の後端側開口部にゴムグロメット１７を嵌め入れ、
さらに防護カバー６４を被せるとともに、同図（ｅ）に
示すように加締め部６６及び６７を形成して本発明に属
する酸素センサの組立てが完了する。

【００３４】さて、上記構成のセンサ１においては、ゴ
ムグロメット１７及びセラミックセパレータ１８に対
し、互いに異なるピッチ円径で各リード線が挿通される
構造となっているので、各リード線にはゴムグロメット
１７とセラミックセパレータ１８との間で曲がりが生ず
る。しかしながら、ゴムグロメット１７とセラミックセ
パレータ１８との間には、セラミックセパレータ１８側
の隙間規定突出部９６により適度な隙間９８が形成され
ており、この隙間９８において各リード線を比較的緩や
かに曲げることができる。これにより、センサ１の組立
て時等にリード線が強く曲げられて痛んだり、断線した
りするトラブルが生じにくくなる。また、ゴムグロメッ
ト１７に軸方向の押込力が作用しても、隙間規定突出部
９６によりゴムグロメット１７の移動が止められるので
隙間量が変化しにくく、リード線に強い屈曲等が生じる
ことが防止される。

【００３５】なお、図１１（ａ）に示すように、フラン
ジ状のセパレータ側支持部７３（フランジ部）に、これ
を軸方向に貫通する気通用貫通部９７を形成してもよ
い。本実施例では該気通用貫通部９７は、セパレータ側
支持部７３の外周面に対し、所定の角度間隔で複数形成
された溝部（あるいは切欠き部）とされている。この場
合は、気通用溝部９４と気通用貫通部９７との２つの気
通経路が形成されるので、基準ガスのケーシング１０内
への流通をより確実なものとすることができる。なお、
気通用貫通部９７を形成する場合は、（ｂ）に示すよう
に気通用溝部９４を省略することができる。

【００３６】以下、上記酸素センサのセラミックセパレ
ータの変形例について説明する。まず、図８（ｂ）に示
すセラミックセパレータ１８は、同図（ａ）のような気
通用溝部９４あるいは気通用貫通孔９５等を含む気体導
入部９３が形成されていない。また、セラミックセパレ
ータ１８の後端面の中央部に隙間規定突出部９６が形成
されている。この場合、図９に示すように、セパレータ
側リード線挿通孔７２と各リード線２０，２１等との間
に、周方向に沿って気通用隙間９９が形成されており、
気体導入孔５２から導入された外気が、隙間９８から該
気通用隙間９９を通って検出素子２へ導かれる構成とな
っている。こうすれば、気体導入部９３を形成する手間
が省かれ、また、図８（ａ）のように隙間規定突出部９
６にまたがる溝部９４等も形成されないので形状も単純
であり、製造が容易である。

【００３７】なお、図８（ｂ）に示したセラミックセパ
レータ１８においては、図１０に示すように、その後端
面外周縁から各セパレータ側リード線挿通孔７２に向け
て気通用溝部９４を形成してもよい。これにより、ケー
シング内部の検出素子への外気の流通がより一層効果的
に行われるようになる。

【００３８】一方、図１１（ｂ）は、図８（ｂ）の態様
において、セパレータ側支持部７３（フランジ部）の外
周面に、軸方向の気通用貫通部９７を形成した例であ
る。この場合も、図９と同様の気通用隙間９９と気通用
貫通部９７との２つの気通経路が形成されるので、基準
ガスとしての外気のケーシング１０内への流通をより確
実なものとすることができる。

【００３９】さらに、図１２に示すように隙間規定突出
部９６は、セラミックセパレータ１８の後端面の中央部
でなく、つまりセパレータ側ピッチ円Ｃ1上あるいはそ
れよりも外側に、例えば所定の間隔で複数形成するよう
にしてもよい。図示の例では、図９と同様に、セパレー
タ側リード線挿通孔７２と各リード線等との間の気通用
隙間から外気を検出素子２へ導く構成となっている。他
方、図１３は、セラミックセパレータ１８の中央を軸方
向に貫く気体導入部９５及び気通用貫通部９７を形成し
た例である。

【００４０】以上説明した本発明のセンサの構造は、酸
素センサ以外のガスセンサ、例えばＨＣセンサやＮＯ_Ｘ
センサなどにも同様に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスセンサの一実施例たる酸素センサ
を示す縦断面図。

【図２】その酸素検出素子部分を拡大して示す断面図。

【図３】図１の要部を拡大して示す断面図。

【図４】フィルタアセンブリの正面部分断面図。

【図５】フィルタアセンブリのケーシングへの組付け工
程を示す説明図。

【図６】セラミックセパレータの説明図。

【図７】ゴムグロメットの説明図。

【図８】セラミックセパレータをいくつかの変形例とと
もに示す斜視図。

【図９】図８（ｂ）のセラミックセパレータを用いた酸
素センサの要部を示す縦断面図。

【図１０】図８（ｂ）に示したセラミックセパレータの
更なる変形例を示す斜視図。

【図１１】セラミックセパレータのいくつかの変形例を
示す斜視図。

【図１２】図１１に続く変形例を示す斜視図及び断面
図。

【図１３】図１２に続く変形例を示す斜視図及び断面
図。

【符号の説明】

１酸素センサ（ガスセンサ）２酸素検出素子（検出素子）１０ケーシング１６フィルタアセンブリ（気体導入構造部）１７ゴムグロメット（弾性シール部材）１８セラミックセパレータ２０，２１リード線５１フィルタ保持部５２気体導入孔５３フィルタ７２セパレータ側リード線挿通孔９１シール側リード線挿通孔９３気体導入部９６隙間規定突出部９８隙間９９気通用隙間Ｃ1 セパレータ側ピッチ円

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸状をなす検出素子と、該検出素子を収容する筒状のケーシングと、前記ケーシングの後端側内部に配置され、前記検出素子
からのリード線がそれぞれ挿通される複数のセパレータ
側リード線挿通孔が軸方向に貫通して形成されたセラミ
ックセパレータと、前記ケーシングの後端側開口部に対しその内側に弾性的
に嵌め込まれ、前記各リード線を挿通するためのシール
側リード線挿通孔を有するとともに、それらリード線外
面と前記ケーシング内面との間をシールする弾性シール
部材とを備え、前記弾性シール部材と前記セラミックセパレータとの間
に所定量の隙間を形成するための隙間規定突出部が、前
記セラミックセパレータの後端面に形成されていること
を特徴とするガスセンサ。
【請求項２】前記ケーシングの後端部には、壁部に１
ないし複数の気体導入孔が形成された筒状のフィルタ保
持部と、該フィルタ保持部の前記気体導入孔を塞ぐよう
に配置され、液体の透過は阻止し気体の透過は許容する
フィルタとを有し、前記気体導入孔及び前記フィルタを
経て外気を前記ケーシング内に導入させる気体導入構造
部が形成され、前記セラミックセパレータは、前記検出素子の軸方向に
おいて、その後方側が前記フィルタ保持部の内側に入り
込み、同じくその前方側が前記ケーシングの内側に入り
込むように配置されている請求項１記載のガスセンサ。
【請求項３】前記セラミックセパレータには、前記各
リード線を挿通するための３以上の前記セパレータ側リ
ード線挿通孔が、各々その中心が仮想的な円周経路（以
下、セパレータ側ピッチ円という）上に位置して配列す
るように形成され、前記隙間規定突出部は、前記セラミックセパレータの後
端面上において、前記セパレータ側ピッチ円上に配列し
た前記セパレータ側リード線挿通孔よりも内側に形成さ
れている請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項４】前記セラミックセパレータには、前記セ
パレータ側リード線挿通孔とは別に、前記隙間側から前
記ケーシングの内側へ気体を導くための気体導入部が軸
方向に形成されている請求項１ないし３のいずれかに記
載のガスセンサ。
【請求項５】前記セパレータ側リード線挿通孔の内面
と、これに挿通される前記リード線との間には気通用隙
間が形成されており、前記気体導入孔から導入された外
気が該気通用隙間を通って前記検出素子へ導かれること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のガス
センサ。