JP2005106645A

JP2005106645A - Gas sensor

Info

Publication number: JP2005106645A
Application number: JP2003340707A
Authority: JP
Inventors: Noboru Matsui; 登松井; Makoto Kume; 誠久米; Satoshi Ishikawa; 聡石川
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas sensor capable of preventing a damage of an insulating member even if an impact is imparted from the outside. <P>SOLUTION: A lead terminal 25 connected to a sensor element 14, and an insulating member 15 wherein an insertion hole for inseting a lead wire 50 connected to the lead terminal 25 is bored are arranged on the rear end side of an external cylinder 5 and arranged on the sensor rear end 142 side of the sensor element 14. Since an elastic buffer member 17 is arranged between the peripheral surface of the insulating member 15 and the external cylinder 5, even if an external impact is imparted onto a protective external cylinder 7, a compressive stress caused by the impact can be absorbed by the elastic buffer member 17. Hereby, since the compressive stress caused by the external impact onto the external cylinder 5 is not transferred directly to the insulating member 15, the damage of the insulating member 15 can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガスセンサに関し、詳しくは、ガスセンサ素子から導出される複数の導線を分離して絶縁および保護するセパレータの破損を防止できるガスセンサに関するものである。 The present invention relates to a gas sensor, and more particularly to a gas sensor that can prevent breakage of a separator that isolates and insulates and protects a plurality of conductive wires led out from a gas sensor element.

従来、自動車の排気ガス濃度を検出するガスセンサとして、固体電解質部材の両面に電極層が形成された短冊状の検出素子を、円筒状の外筒の内側に配設した構造のものが知られている。そして、検出素子の後端部には複数のリード線が接続され、そのリード線は、外筒の軸線方向の一端側の開口部から外部に引き出されている。さらに、その外筒の後端側には、円筒状の保護外筒が同軸上に接合されており、その内側に外筒から引き出されたリード線が配設される構造となっている。そして、このようなガスセンサにおいて、例えば、検出素子の後端部側に、複数の孔が挿通された略円柱状のセパレータ（絶縁部材）を配置させ、その孔に各リード線を通すように構成されたものが知られている。このようなセパレータを使用することにより、複数のリード線同士が互いに接触して短絡するのを防止したり、断線するのを防止することができる。 Conventionally, as a gas sensor for detecting the exhaust gas concentration of an automobile, a sensor having a structure in which strip-like detection elements having electrode layers formed on both surfaces of a solid electrolyte member are arranged inside a cylindrical outer cylinder is known. Yes. A plurality of lead wires are connected to the rear end portion of the detection element, and the lead wires are drawn to the outside from an opening portion on one end side in the axial direction of the outer cylinder. Further, a cylindrical protective outer cylinder is coaxially joined to the rear end side of the outer cylinder, and a lead wire led out from the outer cylinder is disposed inside thereof. In such a gas sensor, for example, a substantially cylindrical separator (insulating member) having a plurality of holes inserted therein is arranged on the rear end side of the detection element, and each lead wire is passed through the hole. Is known. By using such a separator, it is possible to prevent a plurality of lead wires from coming into contact with each other and short-circuiting or from being disconnected.

しかし、上記のセパレータは、ステンレス製の保護外筒の内側に配設されているため、飛石等が保護外筒に衝突した場合、その衝突による圧縮応力はセパレータに直接伝わる構造となっていた。よって、セパレータは耐衝撃性のある合成樹脂から形成されるのが一般的であるが、衝撃強度によってはセパレータが破損してしまうことがあった。このような問題に対処するため、例えば、セパレータの外周面に複数のリブを設け、セパレータと保護外筒との間に隙間を形成したガスセンサが提案されている（例えば、特許文献１，２および３参照）。このガスセンサでは、飛石が保護外筒に衝突した場合、その衝突による保護外筒の圧縮応力は、セパレータと保護外筒との間に形成された隙間によって吸収されるので、セパレータの破損を防止することができる。また、ガスセンサが高温に晒された場合、保護外筒の熱膨張による圧縮応力も、その隙間によって逃がすことができ、セパレータを圧縮することがないので、セパレータの破損を防止することができる。
特開２００３−４３００１号公報特開２００２−１８１７６０号公報特開２００２−１８１７６１号公報 However, since the separator is disposed inside the protective outer cylinder made of stainless steel, when a stepping stone or the like collides with the protective outer cylinder, the compressive stress due to the collision is directly transmitted to the separator. Therefore, the separator is generally formed from a synthetic resin having impact resistance, but the separator may be damaged depending on the impact strength. In order to deal with such problems, for example, gas sensors in which a plurality of ribs are provided on the outer peripheral surface of the separator and a gap is formed between the separator and the protective outer cylinder have been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2 and 3). In this gas sensor, when a stepping stone collides with the protective outer cylinder, the compressive stress of the protective outer cylinder due to the collision is absorbed by the gap formed between the separator and the protective outer cylinder, so that the separator is prevented from being damaged. be able to. Further, when the gas sensor is exposed to a high temperature, the compressive stress due to the thermal expansion of the protective outer cylinder can also be released by the gap, and the separator is not compressed, so that the separator can be prevented from being damaged.
JP 2003-43001 A JP 2002-181760 A JP 2002-181761 A

しかしながら、特許文献１乃至３に記載のガスセンサでは、セパレータは保護外筒から受ける弱い圧縮応力に耐えることが可能であっても、保護外筒が変形するほどの強い外部衝撃が保護外筒にあった場合、その外部衝撃による圧縮応力にセパレータが耐えられず、セパレータが破損するという問題点があった。また、保護外筒の熱膨張による圧縮応力を、セパレータと保護外筒とに形成された隙間によって吸収することができても、外部衝撃によって保護外筒が変形する程の強い圧縮応力は、セパレータの外周面に形成されたリブに直接伝わるため、セパレータが破損するという問題点があった。 However, in the gas sensors described in Patent Documents 1 to 3, even if the separator can withstand the weak compressive stress received from the protective outer cylinder, the protective outer cylinder has a strong external impact that can deform the protective outer cylinder. In such a case, there is a problem that the separator cannot withstand the compressive stress caused by the external impact and the separator is damaged. In addition, even if the compressive stress due to the thermal expansion of the protective outer cylinder can be absorbed by the gap formed between the separator and the protective outer cylinder, the strong compressive stress that causes the protective outer cylinder to be deformed by an external impact is Since it is directly transmitted to the rib formed on the outer peripheral surface of the separator, there is a problem that the separator is damaged.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、外部から衝撃が与えられても絶縁部材の破損を防止できるガスセンサを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gas sensor that can prevent damage to an insulating member even when an impact is applied from the outside.

上記目的を達成するために、請求項１に係るガスセンサでは、先端側が被測定ガスに向けられると共に、後端側に外部と電気的に接続するための複数の導線を有する棒状のガスセンサ素子と、当該ガスセンサ素子の径方向周囲を取り囲む筒状の主体金具と、当該主体金具の後端側に接続され、前記ガスセンサ素子の径方向周囲を取り囲む筒状の外筒と、前記ガスセンサ素子よりも後端側に配置されると共に、前記外筒の内側に配置され、前記ガスセンサ素子の導線が各々挿通するための穴部が穿設された絶縁部材とを備え、前記絶縁部材は、当該絶縁部材の外周面に弾性的に保持され、当該絶縁部材を保護する弾性緩衝部材を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the gas sensor according to claim 1, a rod-shaped gas sensor element having a plurality of conducting wires for electrically connecting the front end side to the gas to be measured and electrically connected to the outside on the rear end side; A cylindrical metallic shell surrounding the gas sensor element in the radial direction, a cylindrical outer cylinder connected to the rear end side of the metallic shell and surrounding the radial direction of the gas sensor element, and a rear end from the gas sensor element And an insulating member that is disposed inside the outer cylinder and that is provided with holes through which the conducting wires of the gas sensor elements are inserted, and the insulating member has an outer periphery of the insulating member. It has an elastic buffer member that is elastically held on the surface and protects the insulating member.

また、請求項２に係る発明のガスセンサでは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記外筒は軸線方向において前後方向に分割され、隣り合う先端側外筒と後端側外筒は同軸的に連結するように構成され、前記絶縁部材は、前記先端側外筒の後端側の開口部を閉塞するようにして当該先端側外筒の後端側に形成される絶縁部材支持部に支持され、前記弾性緩衝部材は、前記絶縁部材の外周面に沿って保持される略円筒状の第一緩衝部材と、前記絶縁部材支持部上に配設される略リング状の第二緩衝部材とから構成されていることを特徴とする。 In the gas sensor of the invention according to claim 2, in addition to the configuration of the invention of claim 1, the outer cylinder is divided in the longitudinal direction in the axial direction, and the adjacent front end side outer cylinder and rear end side outer cylinder are The insulating member is configured to be connected coaxially, and the insulating member is formed on the rear end side of the front end side outer cylinder so as to close the opening on the rear end side of the front end side outer cylinder. The elastic buffer member is supported by a substantially cylindrical first buffer member that is held along the outer peripheral surface of the insulating member, and a substantially ring-shaped second buffer disposed on the insulating member support portion. It is comprised from the member.

また、請求項３に係る発明のガスセンサでは、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記弾性緩衝部材は、ゴムにより形成されていることを特徴とする。 In the gas sensor of the invention according to claim 3, in addition to the configuration of the invention of claim 1 or 2, the elastic buffer member is made of rubber.

また、請求項４に係る発明のガスセンサでは、請求項２又は３に記載の発明の構成に加え、前記第一緩衝部材と前記第二緩衝部材とは、一体成形されていることを特徴とする。 In addition, in the gas sensor of the invention according to claim 4, in addition to the configuration of the invention of claim 2 or 3, the first buffer member and the second buffer member are integrally formed. .

また、請求項５に係る発明のガスセンサでは、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の構成に加え、前記絶縁部材は、セラミックにより形成されていることを特徴とする。 The gas sensor according to a fifth aspect of the invention is characterized in that, in addition to the configuration of the invention according to any one of the first to fourth aspects, the insulating member is made of ceramic.

また、請求項６に係る発明のガスセンサでは、請求項２乃至５の何れかに記載の発明の構成に加え、前記絶縁部材は、略円柱状の本体部と、当該本体部の前記ガスセンサ素子側の先端面に形成され、前記本体部と中心軸を共有し、かつ前記本体部の外径より小さい外径を有する略円柱状の凸部とから構成され、前記第一緩衝部材は、前記本体部と嵌合する略円筒状に形成され、前記第二緩衝部材は、前記第一緩衝部材の軸線方向、かつ前記ガスセンサ素子側の先端部の内周面から前記第一緩衝部材の内径方向に向けて略垂直に凸設された鍔状に形成されていることを特徴とする。 Further, in the gas sensor according to a sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the invention according to any of the second to fifth aspects, the insulating member includes a substantially cylindrical main body portion and the main body portion on the gas sensor element side. The first buffer member is formed of a substantially cylindrical convex portion having an outer diameter that is smaller than the outer diameter of the main body portion. The second buffer member is formed in the axial direction of the first buffer member and from the inner peripheral surface of the distal end portion on the gas sensor element side to the inner diameter direction of the first buffer member. It is characterized by being formed in a bowl shape projecting substantially vertically toward.

請求項１に記載の発明のガスセンサでは、ガスセンサ素子の導線を挿通するための穴部が穿設された絶縁部材は、外筒の後端側に配置されると共に、ガスセンサ素子の後端側に配置されている。そして、絶縁部材の外周面と外筒との間には、弾性緩衝部材が配置されているので、外筒に外部衝撃があっても、その衝撃による圧縮応力を弾性緩衝部材によって吸収することができる。よって、外筒の外部衝撃による圧縮応力は、絶縁部材には直接伝わらないので、絶縁部材が破損するのを防止することができる。また、弾性緩衝部材はその弾性力によって、絶縁部材に保持されるので、接着剤等を使わなくても、容易に弾性緩衝部材を絶縁部材に取り付けることができる。 In the gas sensor according to the first aspect of the present invention, the insulating member having a hole for inserting the conducting wire of the gas sensor element is disposed on the rear end side of the outer cylinder and on the rear end side of the gas sensor element. Has been placed. And since the elastic buffer member is arranged between the outer peripheral surface of the insulating member and the outer cylinder, even if there is an external impact on the outer cylinder, the compressive stress due to the impact can be absorbed by the elastic buffer member. it can. Therefore, since the compressive stress due to the external impact of the outer cylinder is not directly transmitted to the insulating member, it is possible to prevent the insulating member from being damaged. Further, since the elastic buffer member is held by the insulating member by its elastic force, the elastic buffer member can be easily attached to the insulating member without using an adhesive or the like.

また、請求項２に係る発明のガスセンサでは、請求項１に記載の発明の効果に加え、外筒は、隣り合う先端側外筒と後端側外筒とが同軸的に連結して構成され、その先端側外筒の後端側には絶縁部材支持部が形成されているので、絶縁部材は、先端側外筒の後端側の開口部を気密に閉塞することができる。また、弾性緩衝部材は、第一緩衝部材と、第二緩衝部材とで構成され、第一緩衝部材は、絶縁部材の外周面に沿って配設されているので、外部衝撃から絶縁部材を保護することができる。一方、第二緩衝部材は、絶縁部材支持部に配設されているので、第二緩衝部材は、絶縁部材と、絶縁部材支持部とに弾性的に密着し、先端側外筒内を気密にシールすることができる。 In the gas sensor of the invention according to claim 2, in addition to the effect of the invention of claim 1, the outer cylinder is configured by coaxially connecting the adjacent front end side outer cylinder and rear end side outer cylinder. Since the insulating member support portion is formed on the rear end side of the front end side outer cylinder, the insulating member can airtightly close the opening portion on the rear end side of the front end side outer cylinder. Further, the elastic buffer member includes a first buffer member and a second buffer member, and the first buffer member is disposed along the outer peripheral surface of the insulating member, so that the insulating member is protected from an external impact. can do. On the other hand, since the second buffer member is disposed on the insulating member support portion, the second buffer member elastically adheres to the insulating member and the insulating member support portion, and the inside of the distal end side outer cylinder is airtight. Can be sealed.

また、請求項３に係る発明のガスセンサでは、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、前記弾性緩衝部材は、ゴムにより形成されているので、保護外筒から伝わる衝撃による圧縮応力を吸収して、絶縁部材を保護することができる。 Further, in the gas sensor of the invention according to claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 1 or 2, since the elastic buffer member is formed of rubber, compressive stress due to an impact transmitted from the protective outer cylinder is applied. Absorbing can protect the insulating member.

また、請求項４に係る発明のガスセンサでは、請求項２又は３に記載の発明の効果に加え、第一緩衝部材と第二緩衝部材とは一体成形されているので、部品コストを削減することができる。 Further, in the gas sensor of the invention according to claim 4, in addition to the effect of the invention of claim 2 or 3, since the first buffer member and the second buffer member are integrally formed, the cost of parts can be reduced. Can do.

また、請求項５に係る発明のガスセンサでは、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、絶縁部材はセラミックにより形成されているので、絶縁部材に耐熱性を付加することができ、また絶縁部材を安価に製造することができる。 Further, in the gas sensor of the invention according to claim 5, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 4, since the insulating member is formed of ceramic, heat resistance can be added to the insulating member. In addition, the insulating member can be manufactured at low cost.

また、請求項６に係る発明のガスセンサでは、請求項２乃至５の何れかに記載の発明の効果に加え、第一緩衝部材は、絶縁部材の本体部と嵌合するように略円柱状に形成されているので、絶縁部材を保護することができる。また、第二緩衝部材は、第一緩衝部材の軸線方向の一端部の内周面から第一緩衝部材の内径方向に向けて略垂直に凸設された鍔状に形成されているので、本体部の外径より小さい外径を有する凸部に嵌合する。したがって、第二緩衝部材は、先端側外筒内を気密にシールするとともに、凸部を保護することができる。さらに、第一緩衝部材と第二緩衝部材とが一体成形されている場合は、第二緩衝部材が、凸部に嵌合して係止されるため、本体部に嵌合する第一緩衝部材の嵌合位置がズレたりすることがない。 Moreover, in the gas sensor of the invention according to claim 6, in addition to the effect of the invention according to any of claims 2 to 5, the first buffer member has a substantially cylindrical shape so as to be fitted to the main body portion of the insulating member. Since it is formed, the insulating member can be protected. Further, the second buffer member is formed in a bowl shape projecting substantially perpendicularly from the inner peripheral surface of one end portion of the first buffer member in the axial direction toward the inner diameter direction of the first buffer member. It fits into the convex part which has an outer diameter smaller than the outer diameter of a part. Therefore, the second buffer member can hermetically seal the inside of the distal end side outer cylinder and protect the convex portion. Furthermore, when the 1st buffer member and the 2nd buffer member are integrally molded, since the 2nd buffer member is fitted and latched to a convex part, the 1st buffer member fitted to a main-body part The fitting position is not shifted.

以下、本発明をガスセンサ１に適用した一実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態であるガスセンサ１の正面図であり、図２は、図１に示すガスセンサ１の縦断面図である。このガスセンサ１は、ガス濃度を検出可能な検出素子１１を備えたものであり、同ガスセンサ１を自動車の排気管に取り付けることにより、検出素子１１の検出部１１１を排気ガスが流れる排気管内に配置させて、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）濃度を検出するために使用するものである。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a gas sensor 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a gas sensor 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the gas sensor 1 shown in FIG. This gas sensor 1 is provided with a detection element 11 capable of detecting a gas concentration. By attaching the gas sensor 1 to an exhaust pipe of an automobile, the detection unit 111 of the detection element 11 is arranged in an exhaust pipe through which exhaust gas flows. Thus, the nitrogen oxide (NO _x ) concentration in the exhaust gas is detected.

はじめに、図１および図２を参照して、ガスセンサ１の概略構成について説明する。図１および図２に示すように、ガスセンサ１は、２枚の短冊状素子からなる略角柱状のセンサ素子１４、当該センサ素子１４の先端側（図２に示す下端側）以外を内挿して保持し、センサ素子１４の軸線方向に沿って延びる略円筒状のセラミックホルダ１３、当該セラミックホルダ１３の先端側（図２に示す下端側）を内挿して保持する略円筒状の主体金具３、当該主体金具３の先端側（図１および図２に示す下端側）に設けられた有底円筒状のプロテクタ１９、主体金具３の後端側（図１および図２に示す上端側）に接合され、セラミックホルダ１３の後端側（図２に示す上端側）を囲繞して保護する外筒５、当該外筒５の上方（図２に示す上方側）の開口部を閉塞するように配設され、絶縁部材１５および弾性緩衝部材１７からなる略円柱状の導線セパレータ１６、当該導線セパレータ１６の外周面を囲繞し、外筒５の後端側（図１および図２に示す上端側）に接合された保護外筒７等から構成されている。また、ガスセンサ１は、上記構成に加え、センサ素子１４に装着された絶縁碍管２７、セラミックホルダ１３の内部に形成された第一充填層３０および第二充填層３１、保護外筒７の上方（図２に示す上方側）の開口部を閉塞するために配設されたゴムキャップ２０等を各々備えている。なお、以下の説明において、センサ素子１４の先端部（図２に示す下端側）を「センサ先端部１４１」、後端部（図２に示す上端側）を「センサ後端部１４２」と呼ぶことにする。 First, the schematic configuration of the gas sensor 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the gas sensor 1 is interpolated except for a substantially prismatic sensor element 14 composed of two strip-shaped elements and the tip end side (lower end side shown in FIG. 2) of the sensor element 14. A substantially cylindrical ceramic holder 13 that holds and extends along the axial direction of the sensor element 14, and a substantially cylindrical metal shell 3 that interpolates and holds the tip side (the lower end side shown in FIG. 2) of the ceramic holder 13. Joined to the bottom end cylindrical protector 19 provided on the front end side (lower end side shown in FIGS. 1 and 2) of the metal shell 3 and the rear end side (upper side shown in FIGS. 1 and 2) of the metal shell 3 The outer cylinder 5 surrounding and protecting the rear end side (upper end side shown in FIG. 2) of the ceramic holder 13 and the opening above the outer cylinder 5 (upper side shown in FIG. 2) are closed. A substantially circular circle comprising an insulating member 15 and an elastic buffer member 17 Jo conductor separator 16, surrounding the outer peripheral surface of the wire separator 16, the rear end of the outer cylinder 5 and a protective outer cylinder 7 and the like which is joined to the (upper side shown in FIGS. 1 and 2). In addition to the above-described configuration, the gas sensor 1 includes an insulating rod 27 attached to the sensor element 14, a first filling layer 30 and a second filling layer 31 formed inside the ceramic holder 13, and an upper side of the protective outer cylinder 7 ( Each is provided with a rubber cap 20 or the like disposed to close the opening on the upper side shown in FIG. In the following description, the front end portion (lower end side shown in FIG. 2) of the sensor element 14 is called “sensor front end portion 141”, and the rear end portion (upper end side shown in FIG. 2) is called “sensor rear end portion 142”. I will decide.

次に、センサ素子１４について説明する。図２に示すように、センサ素子１４は、ガス濃度を検出する短冊状の検出素子１１と、当該検出素子１１を加熱する短冊状のヒータ素子１２とが互いに接着され、一本の積層体として構成されている。一般的なガスセンサに使用される検出素子は、検出対象に応じて様々な型式の素子が用いられている。例えば、接触した被検出ガスの濃度に応じて起電力が変化するもの（起電力変化型）や、抵抗値が変化するもの（抵抗値変換型）等が広く用いられている。なお、本実施の形態のガスセンサ１の検出素子１１は、起電力変化型のジルコニア製セラミック素子である。 Next, the sensor element 14 will be described. As shown in FIG. 2, the sensor element 14 includes a strip-shaped detection element 11 that detects a gas concentration and a strip-shaped heater element 12 that heats the detection element 11. It is configured. As a detection element used in a general gas sensor, various types of elements are used depending on a detection target. For example, those in which the electromotive force changes according to the concentration of the gas to be detected (electromotive force change type) and those in which the resistance value changes (resistance value conversion type) are widely used. The detection element 11 of the gas sensor 1 according to the present embodiment is an electromotive force change type zirconia ceramic element.

そして、検出素子１１の先端側（図２に示す下端側）には、ガス濃度を検出する検出部１１１が設けられている。さらに、検出素子１１の後端側（図２に示す上端側）には、検出部１１１の検出信号を外部に出力する電極部１１２が設けられている。本実施の形態の検出素子１１は、特開２０００−２５８３８８号などに開示された従来公知の構造を有するものであり、窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）濃度を測定する素子である。 A detection unit 111 that detects the gas concentration is provided on the distal end side (the lower end side shown in FIG. 2) of the detection element 11. Furthermore, an electrode unit 112 that outputs a detection signal of the detection unit 111 to the outside is provided on the rear end side (the upper end side shown in FIG. 2) of the detection element 11. The detection element 11 of the present embodiment has a conventionally known structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-258388 and is an element that measures nitrogen oxide (NO _x ) concentration.

また、図２に示すように、検出素子１１は、温度が低いと活性化しないため、センサ素子１４には、検出素子１１を加熱するためのヒータ素子１２が備えられている。このヒータ素子１２は、アルミナ製セラミック素子であり、検出素子１１と同じ短冊状に形成されている。そして、ヒータ素子は、耐熱性セメント（例えば、リン酸セメント）により検出素子１１に貼り合わされて接着されている。また、ヒータ素子１２の後端側（図２に示す上端側）には、ヒータ素子１２に電圧を印加する電極部１２２が設けられている。なお、本実施の形態のセンサ素子１４は、検出素子１１とヒータ素子１２とが互いに接着されて一体構成されているが、検出素子とヒータ素子とが一体焼成されたセンサ素子を用いてもよい。また、図２に示すガスセンサ１の縦断面図のセンサ素子１４が、「ガスセンサ素子」に相当する。 Further, as shown in FIG. 2, since the detection element 11 is not activated when the temperature is low, the sensor element 14 is provided with a heater element 12 for heating the detection element 11. The heater element 12 is an alumina ceramic element and is formed in the same strip shape as the detection element 11. The heater element is bonded and bonded to the detection element 11 with heat-resistant cement (for example, phosphate cement). Further, an electrode portion 122 for applying a voltage to the heater element 12 is provided on the rear end side (upper end side shown in FIG. 2) of the heater element 12. The sensor element 14 of the present embodiment is integrally configured by bonding the detection element 11 and the heater element 12 to each other, but a sensor element in which the detection element and the heater element are integrally fired may be used. . Further, the sensor element 14 in the longitudinal sectional view of the gas sensor 1 shown in FIG. 2 corresponds to a “gas sensor element”.

次に、センサ素子１４のセンサ後端部１４２について説明する。図２に示すように、センサ素子１４のセンサ後端部１４２は、検出素子１１の電極部１１２と、ヒータ素子１２の電極部１２２とから構成されている。そして、検出素子１１の電極部１１２からは、四本の電極端子２２が引き出され、一方、ヒータ素子１２の電極部１２２からは、二本の電極端子２２が引き出されている。さらに、各電極端子２２の一端部にはリード端子２５の一端部が各々接続され、各リード端子２５の当該一端部とは反対の他端部にはリード線５０が接続されている。また、それらのリード線５０は、保護外筒７の上方側（図２に示す上方側）の開口部から上方に引き出されている。こうして、検出素子１１の検出部１１１が検出した検出値は、検出信号として電極部１１２から出力され、電極端子２２、リード端子２５およびリード線５０を通過して図示外の制御装置等に出力される。一方、ヒータ素子１２の電極部１２２には、制御装置の制御信号に基づいて、リード線５０、リード端子２５および電極端子２２を通じて電圧が印加され、ヒータ素子１２が加熱することにより、検出素子１１が加熱されるようになっている。また、後述するが、リード端子２５とリード線５０との接続部とは、互いに接触して短絡したり、外部衝撃によって破損するのを防ぐため、導線セパレータ１６が配設されている。 Next, the sensor rear end 142 of the sensor element 14 will be described. As shown in FIG. 2, the sensor rear end 142 of the sensor element 14 includes an electrode part 112 of the detection element 11 and an electrode part 122 of the heater element 12. The four electrode terminals 22 are drawn from the electrode part 112 of the detection element 11, while the two electrode terminals 22 are drawn from the electrode part 122 of the heater element 12. Further, one end of each lead terminal 25 is connected to one end of each electrode terminal 22, and a lead wire 50 is connected to the other end of each lead terminal 25 opposite to the one end. Further, those lead wires 50 are drawn upward from the opening on the upper side (upper side shown in FIG. 2) of the protective outer cylinder 7. Thus, the detection value detected by the detection unit 111 of the detection element 11 is output from the electrode unit 112 as a detection signal, passes through the electrode terminal 22, the lead terminal 25, and the lead wire 50, and is output to a control device (not shown). The On the other hand, a voltage is applied to the electrode portion 122 of the heater element 12 through the lead wire 50, the lead terminal 25, and the electrode terminal 22 based on the control signal of the control device, and the heater element 12 is heated, whereby the detection element 11 is heated. Is to be heated. In addition, as will be described later, a conductor separator 16 is disposed in order to prevent the connection portion between the lead terminal 25 and the lead wire 50 from coming into contact with each other and short-circuiting or being damaged by an external impact.

次に、センサ素子１４に装着される絶縁碍管２７について説明する。図２に示すように、この絶縁碍管２７は、センサ素子１４を、セラミックホルダ１３の内側の所定位置に保持させるために、センサ素子１４に装着される有底円筒形状の係合部材である。そして、絶縁碍管２７は、その絶縁碍管２７の円筒の開口する側をセンサ素子１４のセンサ後端部１４２側に向けた状態で、センサ素子１４の中間よりもややセンサ先端部１４１側に装着されている。また、絶縁碍管２７の底部の略中央には、センサ素子１４が挿通する挿通孔（図示外）が設けられている。そして、この挿通孔にセンサ素子１４が挿入された絶縁碍管２７の内側には耐熱性のセメント２８が充填されているので、絶縁碍管２７はセンサ素子１４に強固に接着されて装着されている。そして、後述するが、センサ素子１４に装着された絶縁碍管２７は、セラミックホルダ１３の内周面に立設するフランジ１３１に係合するようになっている。 Next, the insulating soot tube 27 attached to the sensor element 14 will be described. As shown in FIG. 2, the insulated soot tube 27 is a bottomed cylindrical engagement member attached to the sensor element 14 in order to hold the sensor element 14 at a predetermined position inside the ceramic holder 13. The insulating soot tube 27 is attached to the sensor front end portion 141 side slightly from the middle of the sensor element 14 with the cylindrical opening side of the insulating soot tube 27 facing the sensor rear end portion 142 side of the sensor element 14. ing. Further, an insertion hole (not shown) through which the sensor element 14 is inserted is provided in the approximate center of the bottom of the insulating rod 27. And since the heat-resistant cement 28 is filled inside the insulating rod 27 in which the sensor element 14 is inserted into the insertion hole, the insulating rod 27 is attached firmly to the sensor element 14. As will be described later, the insulating rod 27 attached to the sensor element 14 engages with a flange 131 erected on the inner peripheral surface of the ceramic holder 13.

次に、セラミックホルダ１３について説明する。図２に示すように、セラミックホルダ１３は、アルミナを主成分とする略円筒状のセラミック体であり、センサ素子１４を内挿して保護する保護部材である。このセラミックホルダ１３の先端側（図２の下端側）の内周面には、フランジ１３１がセラミックホルダ１３の内側に向かって立設している。そして、セラミックホルダ１３の後端側（図２の上端側）から、セラミックホルダ１３の内側に向かって、上述したセンサ素子１４が差し込まれている。そして、センサ素子１４に装着された絶縁碍管２７は、セラミックホルダ１３のフランジ１３１に係合することにより、セラミックホルダ１３の先端側から、センサ素子１４のセンサ先端部１４１が突出するようになっている。こうして、センサ素子１４はセラミックホルダ１３と同軸上に保持され、セラミックホルダ１３に保持された位置からズレないようになっている。 Next, the ceramic holder 13 will be described. As shown in FIG. 2, the ceramic holder 13 is a substantially cylindrical ceramic body mainly composed of alumina, and is a protective member that inserts and protects the sensor element 14. A flange 131 is erected toward the inner side of the ceramic holder 13 on the inner peripheral surface on the tip side (the lower end side in FIG. 2) of the ceramic holder 13. The sensor element 14 described above is inserted from the rear end side (the upper end side in FIG. 2) of the ceramic holder 13 toward the inside of the ceramic holder 13. The insulating soot tube 27 attached to the sensor element 14 is engaged with the flange 131 of the ceramic holder 13 so that the sensor front end portion 141 of the sensor element 14 protrudes from the front end side of the ceramic holder 13. Yes. Thus, the sensor element 14 is held coaxially with the ceramic holder 13 so as not to be displaced from the position held by the ceramic holder 13.

次に、第一充填層３０および第二充填層３１について説明する。図２に示すように、セラミックホルダ１３とセンサ素子１４との隙間には、第一充填層３０および第二充填層３１が形成されている。この第一充填層３０は、センサ素子１４の、セラミックホルダ１３内に内挿された部分を保持する。そして、第一充填層３０の形成において、センサ素子１４の熱膨張・収縮による体積変化に対応できない材料を使用すると、センサ素子１４にクラックが生じてしまうことがある。したがって、第一充填層３０の充填材は、高い耐熱性を有しながらも、適度な柔軟性を有する材料を選択するのが望ましい。このような材料としては、滑石、マグネシア、アルミナおよびジルコニア等の粉末のうち一種以上の粉末と、ガラス粉末との混合物が一般的に用いられる。そして、この混合物をセラミックホルダ１３内に充填後、加熱、溶融および冷却処理を行うことにより、セラミックホルダ１３内に第一充填層３０が形成される。なお、本実施の形態の第一充填層３０の充填材は、滑石とガラス粉末との滑石混合物（ガラス含有率１２％）である。このように、第一充填層３０は、高い耐熱性を有しながらも適度な柔軟性を備えているので、センサ素子１４の熱膨張・熱収縮による体積変化に柔軟に対応することができる。 Next, the first packed bed 30 and the second packed bed 31 will be described. As shown in FIG. 2, a first filling layer 30 and a second filling layer 31 are formed in the gap between the ceramic holder 13 and the sensor element 14. The first filling layer 30 holds a portion of the sensor element 14 that is inserted into the ceramic holder 13. In the formation of the first filling layer 30, if a material that cannot cope with the volume change due to thermal expansion / contraction of the sensor element 14 is used, the sensor element 14 may be cracked. Therefore, it is desirable to select a material having appropriate flexibility as the filler of the first packed layer 30 while having high heat resistance. As such a material, a mixture of one or more powders of talc, magnesia, alumina, zirconia, and the like and glass powder is generally used. Then, after filling the mixture in the ceramic holder 13, the first filling layer 30 is formed in the ceramic holder 13 by performing heating, melting, and cooling treatment. In addition, the filler of the 1st filled layer 30 of this Embodiment is a talc mixture (glass content rate 12%) of talc and glass powder. Thus, since the 1st filling layer 30 is equipped with moderate softness | flexibility, while having high heat resistance, it can respond flexibly to the volume change by the thermal expansion / contraction of the sensor element 14.

一方、第二充填層３１の充填材は、第一充填層３０より気密性が高く、かつ耐熱性に優れた材料を選択するのが望ましい。このような材料としては、ガラス粉末（例えば、ホウサン塩系ガラス）が一般的に用いられる。そして、このガラス粉末を、第一充填層３０が形成されたセラミックホルダ１３内に充填後、加熱、溶融および冷却処理を行うことにより、セラミックホルダ１３内に第二充填層３１が形成される。なお、本実施の形態の第二充填層３１の充填材は、ガラス粉末である。そして、第二充填層３１は、センサ素子１４のセンサ後端部１４２を封着しているので、センサ素子１４の気密性をより確実に確保することができる。 On the other hand, as the filler for the second packed layer 31, it is desirable to select a material having higher airtightness than the first packed layer 30 and excellent in heat resistance. As such a material, glass powder (for example, borosan salt glass) is generally used. And after filling this glass powder in the ceramic holder 13 in which the 1st filling layer 30 was formed, the 2nd filling layer 31 is formed in the ceramic holder 13 by performing a heating, a fusion | melting, and a cooling process. In addition, the filler of the 2nd filling layer 31 of this Embodiment is glass powder. And since the 2nd filled layer 31 has sealed the sensor rear-end part 142 of the sensor element 14, the airtightness of the sensor element 14 can be ensured more reliably.

次に、主体金具３について説明する。主体金具３は、ステンレス（ＳＵＳ４３０）製の略円筒状の取付部材である。この主体金具３には、センサ素子１４を備えたセラミックホルダ１３が取り付けられ、被検出ガスが流通する排気管（例えば、自動車の排気管）等に取り付けられる。図２に示すように、主体金具３は、主体金具３の内側にセラミックホルダ１３の先端側を収容している。そして、この主体金具３の先端側の開口部からは、センサ素子１４のセンサ先端部１４１が突出している。さらに、主体金具３の先端側の開口部には、突出するセンサ素子１４のセンサ先端部１４１を被うように、二重の有底円筒状のプロテクタ１９が設けられている。このプロテクタ１９は、主体金具３の先端側から突出するセンサ先端部１４１が、凝縮水の被水により破損しないように、センサ先端部１４１を被って保護している。そして、プロテクタ１９の外周面には、複数の侵入孔１９１が設けられている。こうして、被測定ガスは、この侵入孔１９１を通過し、プロテクタ１９内に侵入して、検出部１１１に接触できるようになっている。 Next, the metal shell 3 will be described. The metal shell 3 is a substantially cylindrical mounting member made of stainless steel (SUS430). A ceramic holder 13 having a sensor element 14 is attached to the metal shell 3 and attached to an exhaust pipe (for example, an automobile exhaust pipe) through which a gas to be detected flows. As shown in FIG. 2, the metal shell 3 accommodates the tip end side of the ceramic holder 13 inside the metal shell 3. And the sensor front-end | tip part 141 of the sensor element 14 protrudes from the opening part of the front-end | tip side of this metal shell 3. FIG. Furthermore, a double bottomed cylindrical protector 19 is provided at the opening on the front end side of the metal shell 3 so as to cover the sensor front end portion 141 of the protruding sensor element 14. The protector 19 covers and protects the sensor tip 141 so that the sensor tip 141 protruding from the tip of the metal shell 3 is not damaged by the exposure of condensed water. A plurality of intrusion holes 191 are provided on the outer peripheral surface of the protector 19. Thus, the gas to be measured passes through the intrusion hole 191, enters the protector 19, and can come into contact with the detection unit 111.

そして、主体金具３の後端側（図２に示す上端側）から、セラミックホルダ１３が挿入されており、セラミックホルダ１３と主体金具３との隙間に滑石２４が充填されている。さらに、その後方（図２に示す上方側）には、略リング状の留め具２３が嵌め込まれている。そして、主体金具３と、留め具２３との間に、外筒５の一端側が嵌め込まれ、主体金具３の後端部（図２に示す上端側）が加締められている。こうして、セラミックホルダ１３および外筒５は、主体金具３に取り付けられている。 And the ceramic holder 13 is inserted from the rear end side (upper end side shown in FIG. 2) of the metal shell 3, and a talc 24 is filled in the gap between the ceramic holder 13 and the metal shell 3. Further, a substantially ring-shaped fastener 23 is fitted on the rear side (upper side shown in FIG. 2). Then, one end of the outer cylinder 5 is fitted between the metal shell 3 and the fastener 23, and the rear end portion (the upper end side shown in FIG. 2) of the metal shell 3 is crimped. Thus, the ceramic holder 13 and the outer cylinder 5 are attached to the metal shell 3.

次に、外筒５および保護外筒７について説明する。図２に示すように、略円筒状の外筒５は、ステンレス製（ＳＵＳ３０４）であり、主体金具３の後端側（図２の示す上端側）に取り付けられている。そして、外筒５は、セラミックホルダ１３の中間から後端側を保護している。また、外筒５の後端側（図３に示す上端側）の周縁部には、外筒５の内側に略直角に折れ曲がって立設された絶縁部材支持部５１が設けられている。この絶縁部材支持部５１は、外筒５の後端側の開口部を閉塞するように配設された導線セパレータ１６を、導線セパレータ１６の下方から（図３に示す下方）支持している。したがって、導線セパレータ１６は、外筒５の内側に落下するのを防止することができる。 Next, the outer cylinder 5 and the protective outer cylinder 7 will be described. As shown in FIG. 2, the substantially cylindrical outer cylinder 5 is made of stainless steel (SUS304), and is attached to the rear end side (upper end side shown in FIG. 2) of the metal shell 3. The outer cylinder 5 protects the rear end side from the middle of the ceramic holder 13. In addition, an insulating member support portion 51 is provided at the rear end side (the upper end side shown in FIG. 3) of the outer cylinder 5 so as to be bent and erected at a substantially right angle inside the outer cylinder 5. The insulating member support 51 supports the conductor separator 16 disposed so as to close the opening on the rear end side of the outer cylinder 5 from below the conductor separator 16 (downward in FIG. 3). Therefore, the conductive wire separator 16 can be prevented from falling inside the outer cylinder 5.

一方、略円筒状の保護外筒７は、ステンレス製（ＳＵＳ３０４）であり、外筒５の後端側（図２に示す上方側）から、略円筒状の保護外筒７を嵌着することにより取り付けられている。そして、外筒５と、保護外筒７との嵌着部が加締められることにより、外筒５と、保護外筒７とが強固に接続されている。 On the other hand, the substantially cylindrical protective outer cylinder 7 is made of stainless steel (SUS304), and the substantially cylindrical protective outer cylinder 7 is fitted from the rear end side (the upper side shown in FIG. 2) of the outer cylinder 5. It is attached by. And the outer cylinder 5 and the protective outer cylinder 7 are firmly connected by crimping the fitting part of the outer cylinder 5 and the protective outer cylinder 7.

また、保護外筒７の内側には、上述したリード端子２５とリード線５０との接続部を収容して保護する導線セパレータ１６が配設されている。そして、保護外筒７の後方側（図２に示す上方側）の開口部には、その開口部を気密に閉塞するための略円柱状のゴムキャップ２０が配設されている。このゴムキャップ２０は、保護外筒７の後端側（図２に示す上端側）の内側に挿入された状態で、保護外筒７の後端側の外側面から加締められることにより、保護外筒７の後端側に固定されている。そして、ゴムキャップ２０には、挿通孔（図示外）が複数設けられ、その挿通孔には導線セパレータ１６から引き出されるリード線５０が気密に内挿されている。なお、図２に示すガスセンサ１の縦断面図の外筒５および保護外筒７が「外筒」に相当し、外筒５が、「先端側外筒」に相当し、保護外筒７が、「後端側外筒」に相当する。 In addition, a conductor separator 16 that houses and protects the connecting portion between the lead terminal 25 and the lead wire 50 described above is disposed inside the protective outer cylinder 7. A substantially cylindrical rubber cap 20 for airtightly closing the opening is disposed in the opening on the rear side (upper side shown in FIG. 2) of the protective outer cylinder 7. The rubber cap 20 is inserted into the inner side of the rear end side (the upper end side shown in FIG. 2) of the protective outer cylinder 7 and is swaged from the outer surface on the rear end side of the protective outer cylinder 7 to protect the rubber cap 20. It is fixed to the rear end side of the outer cylinder 7. The rubber cap 20 is provided with a plurality of insertion holes (not shown), and lead wires 50 drawn from the conductor separator 16 are air-tightly inserted into the insertion holes. The outer cylinder 5 and the protective outer cylinder 7 in the longitudinal sectional view of the gas sensor 1 shown in FIG. 2 correspond to an “outer cylinder”, the outer cylinder 5 corresponds to a “tip outer cylinder”, and the protective outer cylinder 7 , "Rear end side outer cylinder".

次に、導線セパレータ１６について図３および図４を参照して説明する。図３は、図２に示すガスセンサ１の導線セパレータ１６近傍の部分拡大図であり、図４は、導線セパレータ１６の斜視図である。図３および図４に示すように、この導線セパレータ１６は、略円筒状の弾性緩衝部材１７の内側に、径の異なる２つの円柱を同軸状に重ねて揃えた形状を有する絶縁部材１５が、同軸上に嵌合することにより構成されている。そして、導線セパレータ１６は、外筒５の上方側（図２に示す上方側）の開口部に配設されて、当該開口部を閉塞しつつ、保護外筒７の内側に配設されている。 Next, the conductor separator 16 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 is a partially enlarged view of the vicinity of the conductor separator 16 of the gas sensor 1 shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a perspective view of the conductor separator 16. As shown in FIGS. 3 and 4, the conductor separator 16 includes an insulating member 15 having a shape in which two columns having different diameters are coaxially overlapped and aligned inside a substantially cylindrical elastic buffer member 17. It is configured by fitting on the same axis. And the conducting wire separator 16 is arrange | positioned in the opening part of the upper side (upper side shown in FIG. 2) of the outer cylinder 5, and is arrange | positioned inside the protective outer cylinder 7, obstruct | occluding the said opening part. .

次に、絶縁部材１５について図３乃至図７を参照して説明する。図５は、絶縁部材１５の斜視図であり、図６は、絶縁部材１５の平面図あり、図７は、絶縁部材１５の裏面図である。この絶縁部材１５は、センサ素子１４のセンサ後端部１４２から引き出される複数のリード端子２５と、リード端子２５およびリード線５０の接続部とを埋入して保護することにより、リード端子２５同士およびリード線５０同士とが互いに接触して短絡したり、リード端子２５とリード線５０との接続部にて断線するのを防止するための部材である。また、図３，図５および図７に示すように、絶縁部材１５は、略円柱形状の本体部１５１と、本体部１５１の径より小さい径を有する略円柱形状の凸部１５２とから構成されている。そして、図７に示すように、本体部１５１と凸部１５２とは、同軸上に重ねられ、一体成型されている。この絶縁部材１５は、アルミナを主成分としたセラミックで形成されている。さらに、絶縁部材１５に使用されるセラミックは、樹脂（プラスチック）に比べ安価であり、コストを安くすることができる。 Next, the insulating member 15 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view of the insulating member 15, FIG. 6 is a plan view of the insulating member 15, and FIG. 7 is a rear view of the insulating member 15. The insulating member 15 embeds and protects the plurality of lead terminals 25 drawn from the sensor rear end 142 of the sensor element 14 and the connecting portions of the lead terminals 25 and the lead wires 50, so that the lead terminals 25 are connected to each other. This is a member for preventing the lead wires 50 from coming into contact with each other and short-circuiting or being disconnected at the connecting portion between the lead terminal 25 and the lead wire 50. In addition, as shown in FIGS. 3, 5, and 7, the insulating member 15 includes a substantially cylindrical main body 151 and a substantially cylindrical convex 152 having a diameter smaller than the diameter of the main body 151. ing. And as shown in FIG. 7, the main-body part 151 and the convex part 152 are piled up coaxially, and are integrally molded. The insulating member 15 is made of ceramic whose main component is alumina. Furthermore, the ceramic used for the insulating member 15 is cheaper than resin (plastic), and the cost can be reduced.

そして、図６および図７に示すように、絶縁部材１５には、絶縁部材１５の軸線方向の一端面の中央部から、軸線方向に沿って一つの挿通孔１８が挿通され、その挿通孔１８の周囲を囲むように配列する５つの挿通孔１８が、絶縁部材１５の軸線方向に対して平行に挿通している。したがって、絶縁部材１５には、計６つの挿通孔１８が挿通されている。なお、挿通孔１８の数は、リード端子２５の本数等によって変更可能である。 As shown in FIGS. 6 and 7, a single insertion hole 18 is inserted into the insulating member 15 along the axial direction from the central portion of one axial end surface of the insulating member 15. The five insertion holes 18 arranged so as to surround the periphery of the insulating member 15 are inserted in parallel to the axial direction of the insulating member 15. Therefore, a total of six insertion holes 18 are inserted through the insulating member 15. The number of insertion holes 18 can be changed depending on the number of lead terminals 25 and the like.

また、図５および図６に示すように、絶縁部材１５の軸線方向の一端面には、その一端面の周縁から中央側に向かって凹んだ球面状の凹部２１が形成されている。この凹部２１は、保護外筒７の後方側の開口部に配設されたゴムキャップの熱膨張を逃がすための隙間である。なお、凹部２１の形状はこれに限らず、円錐状、角錐状、又は任意形状の平坦な底を有してもよい。 Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a spherical concave portion 21 is formed on one end surface in the axial direction of the insulating member 15 so as to be recessed from the peripheral edge of the one end surface toward the center side. The recess 21 is a gap for releasing the thermal expansion of the rubber cap disposed in the opening on the rear side of the protective outer cylinder 7. In addition, the shape of the recessed part 21 is not restricted to this, You may have a conical shape, a pyramid shape, or the flat bottom of arbitrary shapes.

こうして、上記構成からなる絶縁部材１５は、図３に示すように、絶縁部材１５に設けられた各挿通孔１８の長手方向の一端側から、リード端子２５の長手方向の一端側が挿入されている。さらに、各挿通孔１８の内部において、リード端子２５の長手方向の一端側にリード線５０が接続され、リード線５０の、リード端子２５と接続する側と反対の他端側は、各挿通孔１８の一端側とは反対の他端側から外部に引き出されている。したがって、リード端子２５と、リード線５０と、リード端子２５とリード線５０との接続部とは絶縁部材１５の各挿通孔１８に埋入されて、保護されているので、リード端子２５同士およびリード線５０同士の接触による短絡を防止することができる。なお、図５に示す絶縁部材１５の斜視図の、絶縁部材１５の挿通孔１８が、「穴部」に相当する。 Thus, as shown in FIG. 3, the insulating member 15 having the above configuration is inserted with one end side in the longitudinal direction of the lead terminal 25 from one end side in the longitudinal direction of each insertion hole 18 provided in the insulating member 15. . Further, in each insertion hole 18, a lead wire 50 is connected to one end side in the longitudinal direction of the lead terminal 25, and the other end side of the lead wire 50 opposite to the side connected to the lead terminal 25 is each insertion hole. 18 is pulled out from the other end side opposite to the one end side. Accordingly, the lead terminal 25, the lead wire 50, and the connecting portion between the lead terminal 25 and the lead wire 50 are buried and protected in the respective insertion holes 18 of the insulating member 15, so that the lead terminals 25 and A short circuit due to contact between the lead wires 50 can be prevented. In the perspective view of the insulating member 15 shown in FIG. 5, the insertion hole 18 of the insulating member 15 corresponds to a “hole”.

次に、弾性緩衝部材１７について、図３，図４，図８乃至図１０を参照して説明する。図８は、弾性緩衝部材１７の斜視図であり、図９は、弾性緩衝部材１７の平面図であり、図１０は、弾性緩衝部材１７の裏面図である。図３，図４および図８に示すように、弾性緩衝部材１７は、第一緩衝部材１７１と、第二緩衝部材１７２とで構成され、一体成形されている。なお、本実施の形態の弾性緩衝部材１７は、フッ素ゴムから形成されているが、シリコンゴム等の弾性体であれば変更可能である。 Next, the elastic buffer member 17 will be described with reference to FIGS. 3, 4, 8 to 10. FIG. 8 is a perspective view of the elastic buffer member 17, FIG. 9 is a plan view of the elastic buffer member 17, and FIG. 10 is a back view of the elastic buffer member 17. As shown in FIGS. 3, 4, and 8, the elastic buffer member 17 includes a first buffer member 171 and a second buffer member 172, and is integrally formed. The elastic buffer member 17 of the present embodiment is made of fluoro rubber, but can be changed as long as it is an elastic body such as silicon rubber.

そして、図８に示すように、第一緩衝部材１７１は略円筒状に形成されている。さらに、図４に示すように、その円筒の内側には、略円柱形状の絶縁部材１５の本体部１５１が挿入されるようになっている。また、第一緩衝部材１７１の内径は、絶縁部材１５の本体部１５１の外径よりやや短くなっている。これは、第一緩衝部材１７１の材質であるフッ素ゴムの弾性を利用し、第一緩衝部材１７１が、本体部１５１の外周面に第一緩衝部材１７１の弾性力で保持されるようになっている。よって、第一緩衝部材１７１は、本体部１５１からズレることなく、密着して取り付けることができる。そして、第一緩衝部材１７１は、絶縁部材１５と保護外筒７との間に配設されているので（図３参照）、保護外筒７に強い衝撃（例えば、飛石等）があった場合でも、その衝撃による絶縁部材１５にかかる圧縮応力は、第一緩衝部材１７１によって吸収されることになる。よって、絶縁部材１５の本体部１５１は、第一緩衝部材１７１によって保護されるので、絶縁部材１５の破損を防止することができる。 And as shown in FIG. 8, the 1st buffer member 171 is formed in the substantially cylindrical shape. Furthermore, as shown in FIG. 4, a main body 151 of a substantially columnar insulating member 15 is inserted inside the cylinder. Further, the inner diameter of the first buffer member 171 is slightly shorter than the outer diameter of the main body 151 of the insulating member 15. This utilizes the elasticity of fluororubber, which is the material of the first buffer member 171, so that the first buffer member 171 is held on the outer peripheral surface of the main body 151 by the elastic force of the first buffer member 171. Yes. Therefore, the first buffer member 171 can be attached in close contact without being displaced from the main body 151. And since the 1st buffer member 171 is arrange | positioned between the insulating member 15 and the protection outer cylinder 7 (refer FIG. 3), when there is a strong impact (for example, stepping stone etc.) on the protection outer cylinder 7 However, the compressive stress applied to the insulating member 15 due to the impact is absorbed by the first buffer member 171. Therefore, since the main body 151 of the insulating member 15 is protected by the first buffer member 171, damage to the insulating member 15 can be prevented.

また、第二緩衝部材１７２は、図８乃至図１０に示すように、第一緩衝部材１７１の下端側（図８に示す下端側）の内周面から第一緩衝部材１７１の内径方向に略垂直に立設された鍔状に形成されている。この第二緩衝部材１７２の、第一緩衝部材１７１の内周面より立設する長さは、その立設する第二緩衝部材１７２によって縮径された第一緩衝部材１７１の開口部に、絶縁部材１５の凸部１５２が嵌合できる長さとなっている。 Further, as shown in FIGS. 8 to 10, the second buffer member 172 is substantially in the inner diameter direction of the first buffer member 171 from the inner peripheral surface on the lower end side (lower end side shown in FIG. 8) of the first buffer member 171. It is formed in the shape of a vertical erection. The length of the second buffer member 172 erected from the inner peripheral surface of the first buffer member 171 is insulated from the opening of the first buffer member 171 reduced in diameter by the second buffer member 172 erected. The length is such that the convex portion 152 of the member 15 can be fitted.

次に、弾性緩衝部材１７の絶縁部材１５への装着方法について、図３、図５および図８を参照して説明する。はじめに、上記構成からなる弾性緩衝部材１７を、図８に示すように、第二緩衝部材１７２側が下になるように位置させる。次いで、第一緩衝部材１７１側に対して、図５に示す絶縁部材１５の凸部１５２側を下にして挿入する。そして、図３に示すように、絶縁部材１５の凸部１５２は、第二緩衝部材１７２によって縮径された第一緩衝部材１７１の下方側の開口部に嵌合して、そのまま挿入されると、本体部１５１の軸線方向の凸部１５２側の一端面の周縁部は、第二緩衝部材１７２の内側面に係止される。そして、図３に示すように、絶縁部材１５の本体部１５１は、第一緩衝部材１７１の内側に嵌合することにより、弾性緩衝部材１７を絶縁部材１５に装着できる。また、第二緩衝部材１７２は、図３に示すように、外筒５の絶縁部材支持部５１と、保護外筒７の内側面とに密着しているので、外筒５と保護外筒７との加締めによる接合部に隙間が形成されても、第二緩衝部材１７２が、外部からその隙間に侵入するガスおよび水分を遮断することができる。よって、この第二緩衝部材１７２は、所謂パッキンの役目を果たしていることから、弾性緩衝部材１７は、絶縁部材１５の保護部材としての機能と、外筒５および保護外筒７の接合部におけるパッキンの機能とを併せもつ。 Next, a method for attaching the elastic buffer member 17 to the insulating member 15 will be described with reference to FIGS. 3, 5, and 8. First, as shown in FIG. 8, the elastic buffer member 17 having the above-described configuration is positioned so that the second buffer member 172 side is down. Next, the first cushioning member 171 side is inserted with the convex portion 152 side of the insulating member 15 shown in FIG. 5 facing down. Then, as shown in FIG. 3, when the convex portion 152 of the insulating member 15 is fitted into the opening on the lower side of the first buffer member 171 reduced in diameter by the second buffer member 172 and is inserted as it is. The peripheral edge of one end surface of the main body 151 on the side of the convex portion 152 in the axial direction is locked to the inner surface of the second buffer member 172. As shown in FIG. 3, the elastic buffer member 17 can be attached to the insulating member 15 by fitting the main body 151 of the insulating member 15 inside the first buffer member 171. Further, as shown in FIG. 3, the second buffer member 172 is in close contact with the insulating member support portion 51 of the outer cylinder 5 and the inner side surface of the protective outer cylinder 7, and thus the outer cylinder 5 and the protective outer cylinder 7. Even if a gap is formed in the joint by caulking, the second buffer member 172 can block gas and moisture that enter the gap from the outside. Therefore, since the second buffer member 172 serves as a so-called packing, the elastic buffer member 17 functions as a protective member for the insulating member 15 and packing at the joint between the outer cylinder 5 and the protective outer cylinder 7. Combined with the functions of

以上説明したように、本発明の実施形態のガスセンサ１では、外筒５の後端側（図２に示す上方側）の開口部より引き出されるリード端子２５と、リード端子２５に接続されるリード線５０との接続部分を埋入して保護する導線セパレータ１６が、外筒５の後端側に形成された絶縁部材支持部５１によって支持されて配設されている。この導線セパレータ１６は、略円筒状の弾性緩衝部材１７の内側に、径の異なる２つの円柱を同軸状に重ねて揃えた形状を有する絶縁部材１５が、同軸上に嵌合することにより構成されている。セラミック製の絶縁部材１５は、略円柱形状の本体部１５１と、本体部１５１の径より小さい径を有する略円柱形状の凸部１５２とから構成され、同軸上に重ねられ、一体成型されている。一方、弾性緩衝部材１７は、略円筒状の第一緩衝部材１７１と、第一緩衝部材１７１の軸線方向の一端側の内周面より内側に立設する第二緩衝部材１７２とで構成され、一体成形されている。そして、弾性緩衝部材１７の内側に、絶縁部材１５が嵌合して装着されることにより、絶縁部材１５の本体部１５１は、弾性緩衝部材１７の第一緩衝部材１７１によって、その外周面を囲繞されて保護される。よって、保護外筒７の外部衝撃による絶縁部材１５への圧縮応力は、第一緩衝部材１７１が吸収するので、絶縁部材１５の破損を防止することができる。一方、絶縁部材１５の凸部１５２は、弾性緩衝部材１７の第二緩衝部材１７２によって縮径された開口部に嵌合して挿入され、本体部１５１の軸線方向の凸部１５２側の一端面の周縁部は、第二緩衝部材１７２の内側面に係止される。そして、第二緩衝部材１７２は、外筒５の絶縁部材支持部５１と、保護外筒７の内側面とに密着しているので、外筒５と保護外筒７との加締めによる接合部に隙間が形成されても、第二緩衝部材１７２が、外部からその隙間に侵入するガスおよび水分を遮断することができる。 As described above, in the gas sensor 1 according to the embodiment of the present invention, the lead terminal 25 drawn out from the opening on the rear end side (the upper side shown in FIG. 2) of the outer cylinder 5 and the lead connected to the lead terminal 25. A conductor separator 16 that embeds and protects a connection portion with the wire 50 is supported and disposed by an insulating member support portion 51 formed on the rear end side of the outer cylinder 5. The conductive wire separator 16 is configured by fitting an insulating member 15 having a shape in which two columns having different diameters are coaxially overlapped and aligned on the inner side of a substantially cylindrical elastic buffer member 17 on the same axis. ing. The ceramic insulating member 15 includes a substantially cylindrical main body 151 and a substantially cylindrical convex portion 152 having a diameter smaller than the diameter of the main body 151, and is coaxially overlapped and integrally molded. . On the other hand, the elastic buffer member 17 is composed of a substantially cylindrical first buffer member 171 and a second buffer member 172 erected on the inner side from the inner peripheral surface on one end side in the axial direction of the first buffer member 171. It is integrally molded. When the insulating member 15 is fitted and mounted inside the elastic buffer member 17, the main body portion 151 of the insulating member 15 surrounds the outer peripheral surface by the first buffer member 171 of the elastic buffer member 17. To be protected. Therefore, since the first buffer member 171 absorbs the compressive stress applied to the insulating member 15 due to the external impact of the protective outer cylinder 7, the insulating member 15 can be prevented from being damaged. On the other hand, the convex portion 152 of the insulating member 15 is inserted into the opening reduced in diameter by the second buffer member 172 of the elastic buffer member 17, and one end surface of the main body portion 151 on the convex portion 152 side in the axial direction. Is engaged with the inner surface of the second buffer member 172. And since the 2nd buffer member 172 is closely_contact | adhered to the insulating member support part 51 of the outer cylinder 5, and the inner surface of the protective outer cylinder 7, the junction part by crimping of the outer cylinder 5 and the protective outer cylinder 7 Even if a gap is formed, the second buffer member 172 can block gas and moisture that enter the gap from the outside.

なお、本発明においては、上述した具体的な実施形態に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施形態とすることができる。例えば、本実施の形態の検出素子１１は短冊形状であるが、素子の形状はこれに限らず、例えば、コップ状の素子などでもよい。 The present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the present invention depending on the purpose and application. For example, the detection element 11 of the present embodiment has a strip shape, but the shape of the element is not limited to this, and may be, for example, a cup-shaped element.

また、本実施の形態の導線セパレータ１６の弾性緩衝部材１７を構成する第一緩衝部材１７１および第二緩衝部材１７２は、互いに一体成形されているが、第一緩衝部材１７１および第二緩衝部材は、互いに独立した別個の部材としてもよい。 Moreover, although the 1st buffer member 171 and the 2nd buffer member 172 which comprise the elastic buffer member 17 of the conducting wire separator 16 of this Embodiment are mutually integrally molded, the 1st buffer member 171 and the 2nd buffer member are These may be separate members independent of each other.

本発明のガスセンサは、窒素酸化物、酸素および炭化水素等を検出するセンサに適用でき、特定のガス濃度を検出可能な各種センサにも利用できる。 The gas sensor of the present invention can be applied to sensors that detect nitrogen oxides, oxygen, hydrocarbons, and the like, and can also be used for various sensors that can detect a specific gas concentration.

本実施の形態であるガスセンサ１の正面図である。It is a front view of the gas sensor 1 which is this Embodiment. 図１に示すガスセンサ１の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the gas sensor 1 shown in FIG. 図２に示すガスセンサ１の導線セパレータ１６近傍の部分拡大図である。It is the elements on larger scale near the conducting wire separator 16 of the gas sensor 1 shown in FIG. 導線セパレータ１６の斜視図である。3 is a perspective view of a conductor separator 16. FIG. 絶縁部材１５の斜視図である。3 is a perspective view of an insulating member 15. FIG. 絶縁部材１５の平面図ある。2 is a plan view of an insulating member 15. FIG. 絶縁部材１５の裏面図である。4 is a rear view of the insulating member 15. FIG. 弾性緩衝部材１７の斜視図である。3 is a perspective view of an elastic buffer member 17. FIG. 弾性緩衝部材１７の平面図である。3 is a plan view of an elastic buffer member 17. FIG. 弾性緩衝部材１７の裏面図である。FIG. 6 is a back view of the elastic buffer member 17.

Explanation of symbols

１ガスセンサ
３主体金具
５外筒
７保護外筒
１４センサ素子
１５絶縁部材
１６導線セパレータ
１７弾性緩衝部材
１８挿通孔
２２電極端子
２５リード端子
５０リード線
５１絶縁部材支持部
１５１本体部
１５２凸部
１７１第一緩衝部材
１７２第二緩衝部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas sensor 3 Metal fitting 5 Outer cylinder 7 Protective outer cylinder 14 Sensor element 15 Insulating member 16 Conductor separator 17 Elastic buffer member 18 Insertion hole 22 Electrode terminal 25 Lead terminal 50 Lead wire 51 Insulating member support part 151 Main body part 152 Convex part 171 1st One buffer member 172 Second buffer member

Claims

A rod-shaped gas sensor element having a plurality of conducting wires for electrically connecting the front end side to the gas to be measured and electrically connecting to the outside on the rear end side;
A cylindrical metal shell surrounding the circumference of the gas sensor element in the radial direction;
A cylindrical outer tube connected to the rear end side of the metal shell and surrounding the circumference of the gas sensor element;
An insulating member that is disposed on the rear end side of the gas sensor element, is disposed on the inner side of the outer cylinder, and in which holes for inserting the lead wires of the gas sensor element are provided,
The gas sensor, wherein the insulating member is elastically held on an outer peripheral surface of the insulating member and includes an elastic buffer member that protects the insulating member.

The outer cylinder is divided in the front-rear direction in the axial direction, and the adjacent front end side outer cylinder and rear end side outer cylinder are configured to be connected coaxially,
The insulating member is supported by an insulating member support portion formed on the rear end side of the front end side outer cylinder so as to close the opening on the rear end side of the front end side outer cylinder,
The elastic buffer member is a substantially cylindrical first buffer member held along the outer peripheral surface of the insulating member;
The gas sensor according to claim 1, further comprising: a substantially ring-shaped second buffer member disposed on the insulating member support portion.

The gas sensor according to claim 1, wherein the elastic buffer member is made of rubber.

The gas sensor according to claim 2 or 3, wherein the first buffer member and the second buffer member are integrally formed.

The gas sensor according to claim 1, wherein the insulating member is made of ceramic.

The insulating member includes a substantially cylindrical main body,
Formed on the front end surface of the main body portion on the gas sensor element side, and is formed of a substantially cylindrical convex portion sharing a central axis with the main body portion and having an outer diameter smaller than the outer diameter of the main body portion,
The first buffer member is formed in a substantially cylindrical shape that fits into the main body,
The second buffer member has a bowl-like shape that protrudes substantially vertically from the axial direction of the first buffer member and from the inner peripheral surface of the distal end portion on the gas sensor element side toward the inner diameter direction of the first buffer member. The gas sensor according to claim 2, wherein the gas sensor is formed.