JP2011047842A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】セパレータの先端に内側端子金具を確実に係止させるガスセンサを提供する。
【解決手段】
筒状の金具本体２０と、中空軸状に形成され金具本体に挿通されるセンサ素子３と、センサ素子の中空部に挿入されるヒータ１５と、中空部に圧入される圧入部７３と該圧入部より基端側に形成される板状基部７４とを有する内側端子金具７１と、中心に設けられヒータの基端側を挿入するヒータ孔１２２と、ヒータ孔の径方向外側に配置されてヒータリード線を挿通させる１対のヒータリード孔１２３、１２４と、ヒータ孔の径方向外側に配置されて一方に板状基部が挿通される１対の端子金具孔１２５，１２６とを有する絶縁性のセパレータ１２１と、を備えるガスセンサ１００であって、内側端子金具は、板状基部の先端側に接続しつつ該板状基部の幅方向に突出すると共に、セパレータの先端向き面１２１Ｓに自身の基端が当接する突片部７９を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、被検出ガスの濃度を検出するセンサ素子を備えたガスセンサに関する。

自動車等の排気ガス中の酸素やＮＯ_ｘの濃度を検出するガスセンサとして、固体電解質を用いたセンサ素子を有するものが知られている。
図１１に示すように、この種のガスセンサ１０００として、先端が閉じた略円筒状のセンサ素子（この例では酸素センサ素子）３を、筒状の金具本体（主体金具）２０の内側に挿通して保持するものが知られている（特許文献１）。センサ素子３は、筒体の固体電解質体からなり、固体電解質体の内外面にそれぞれ内側電極及び外側電極（図示せず）が形成されている。又、センサ素子３の中空部には丸棒状のヒータ１５が挿入されている。
金具本体２０の基端部には、センサ素子３の基端側に設けられたリード線や端子（後述）を保持し、センサ素子３の基端部を覆う筒状の外筒４０が接合されている。さらに、センサ素子３の基端側の外筒４０内側には、絶縁性で円柱状のセパレータ１１１が加締め固定されている。一方、センサ素子３の先端はプロテクタ７（内側プロテクタ７ａ、外側プロテクタ７ｂ）で覆われている。そして、このようにして製造されたガスセンサ１０００の金具本体２０の雄ねじ部２０ｄを排気管等のネジ孔に取付けることで、センサ素子３先端の検出部を排気管内に露出させて被検出ガス（排気ガス）を検知している。

ここで、図１２に示すように、セパレータ１１１は中心にヒータ孔１１２を有すると共に、ヒータ孔１１２の径方向外側に、それぞれ反対方向に配置された１対のヒータリード孔１１３、１１４と、１対の端子金具孔１１５、１１６とを備えている。なお、ヒータリード孔１１３、１１４と端子金属孔１１５、１１６とは、略９０度間隔にて配置されている。又、セパレータ１１１の先端側では、ヒータリード孔１１３とヒータ孔１１２とはそれぞれの孔の中央部分で連通しつつ、各孔の周縁が各孔を仕切るように残り、周縁から連通部に向かって尖る上下１対の周縁突部１１３ａを形成している。同様にして、ヒータリード孔１１４とヒータ孔１１２とも孔の中央部分で連通しつつ、各孔の周縁が残って上下１対の周縁突部１１４ａを形成している。一方、セパレータ１１１の先端側で、端子金具孔１１５、１１６とヒータ孔１１２との周縁は連通している。
なお、図１２のハッチングはセパレータ１１１の先端向き面を表す。

端子金具孔１１５には、図１３に示す内側端子金具１７１が挿入される。この内側端子金具１７１は、基端側に板状基部１７４が形成され、板状基部１７４の基端側のコネクタ部１７５がリード線４１の芯線に加締め接続されている。板状基部１７４の先端側は屈曲部１７４ａを介して圧入部１７３に接続されている。圧入部１７３は基端と先端とを結ぶ線を軸線とする筒状をなし、かつ板状基部１７４と反対側に母線に沿った切れ込み部Ｍを有している。そして、圧入部１７３における切れ込み部Ｍの各基端側には、圧入部１７３の径方向外側に水平に折り返した片状の係止部１７８が２個形成されている。又、この例では、圧入部１７３の基端側における屈曲部１７４ａとの接続部分の近傍の２箇所にも、圧入部１７３の径方向外側に水平に折り返した片状の第２係止部１７９が形成されている。係止部１７８及び第２係止部１７９は、圧入部１７３の径方向に放射状に延びている。
一方、圧入部１７３のうち、先端側には縮径する先細りテーパ状の２本のテーパ部１８４が脚状に延びている。各テーパ部１８４はセンサ素子３内に最初に挿入され、テーパ部１８４に誘導されて圧入部１７３がセンサ素子３内に圧入されるようになっている。
又、各テーパ部１８４の先端には片状のヒータ押え１８８が形成され、ヒータ１５を保持可能になっている。

次に、ガスセンサ１０００の製造方法について説明する。
まず、図示しないが、まずセパレータ１１１及びグロメットに各リード線が挿入されている。その後、板状基部１７４の基端側のコネクタ部１７５にてリード線４１の芯線を加締め接続する。その後、図１４に示すように、圧入部１７３の内側にヒータ１５の軸方向中央近傍を収容し、ヒータ１５を保持し、ヒータアセンブリを形成する。ヒータ１５の基端外面にはヒータ通電のための２個の電極パッド１５ａ（図１４では１個のみ表示）が形成され、電極パッド１５ａには、導電性の接合部材５０の接合部５３がロウ付けされている。接合部材５０は接合部５３より基端側でヒータ１５の径方向外側に段状に拡開して軸方向に延び、接合部材５０の基端はリード線４３の芯線に加締め接続されるコネクタ部５５をなしている。このようにして、内側端子金具１７１の圧入部１７３の内側にヒータ１５が収容され、内側端子金具１７１の基端側にそれぞれコネクタ部１７５、コネクタ部５５が径方向に略９０度の角度をなして位置している。

その後、ヒータアセンブリをセパレータ１１１に組付ける。具体的には、内側にヒータ１５を収容した内側端子金具１７１の板状基部１７４を、セパレータ１１１の端子金具孔１１５に挿入する。
このとき、図１５に示すように、セパレータ１１１の周縁突部１１３ａ、１１４ａに、内側端子金具１７１の係止部１７８及び第２係止部１７９が当接し、内側端子金具１７１がセパレータ１１１の先端向き面に所定深さで位置決めされ係止される。又、セパレータ１１１のヒータ孔１１２にヒータ１５の基端が収容される。なお、図１５では、２本のヒータリード線４３及び接合部材５０については省略している。
又、図１６に示すように、端子金具孔１１６に、内側端子金具１７１と同様に板状基部１９４と圧入部１９３が形成された外側端子金具１９１（図１１参照）が挿入される。この圧入部１９３も切れ込み部を有する筒状に形成されている。なお、図１６では、２本のヒータリード線４３及び接合部材５０については省略している。

このようにして外筒４０の先端側に端子金具１７１、１９１の各圧入部が同心円状に突出した状態で内側端子金具１７１及び外側端子金具１９１を組み付けたセパレータ１１１が、グロメット１３１と共に外筒４０に加締め固定されてセパレータアセンブリ（図示せず）が組み付けられる。一方、センサ素子３を金具本体２０の内側に保持したセンサ素子アセンブリ（図示せず）が別途組み付けられる。
そして、セパレータアセンブリをセンサ素子アセンブリの金具本体２０基端に被せると、各圧入部１７３、１９３の間にセンサ素子３の筒体が挟まれ、センサ素子３内にヒータ１５が挿入されると共に、センサ素子３の内側電極及び外側電極がそれぞれ内側端子金具１７１及び外側端子金具１９１と電気的に接続される。最後に、外筒４０の先端側の外周面をレーザ溶接等によって金具本体２０の基端側に接続し、ガスセンサ１０００を製造することができる。

特開２００７−２８５７６９号公報（図２〜図５）

しかしながら、上記した特許文献１記載の技術の場合、ヒータアセンブリをセパレータ１１１に挿入する際、ヒータ１５にロウ付けされた接合部５３がセパレータ１１１の周縁突部１１３ａ、１１４ａに接触し、接合部が脱落する可能性がある。これは、周縁突部１１３ａ、１１４ａが各孔の周縁から連通部に向かって尖っているためである。
一方、周縁突部１１３ａ、１１４ａを取り去ったり小さくして、接合部５３との接触を抑制した場合、係止部１７８及び第２係止部１７９が周縁突部１１３ａ、１１４ａと当接できずにヒータアセンブリがセパレータ１１１に深く挿入されてしまい、内側端子金具１７１が変形する可能性がある。
従って、本発明は、ヒータの接合部が脱落することなく、セパレータの先端向き面に内側端子金具を確実に係止させ、セパレータと内側端子金具との位置決めを正確にすることができるガスセンサの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に貫通孔を有する筒状の金具本体と、先端が閉じた中空軸状に形成され内周面に内側電極を有し、前記金具本体の内側に挿通されるセンサ素子と、前記センサ素子の中空部に挿入され、自身の基端外周面に外部回路と接続する１対のヒータリード線が接合されているヒータと、前記内側電極に当接するように前記センサ素子の前記中空部に圧入される圧入部と、該圧入部より基端側に形成され、外部回路と接続する板状基部とを有する内側端子金具と、前記センサ素子の基端側に配置されると共に、前記センサ素子側から軸線方向に見たときに、中心に設けられ前記ヒータの基端側を挿入するヒータ孔と、前記ヒータ孔の径方向外側のそれぞれ反対方向に配置されて前記１対のヒータリード線を挿通させる１対のヒータリード孔と、前記ヒータリード孔と周方向に離間しつつ前記ヒータ孔の径方向外側のそれぞれ反対方向に配置されて一方に前記内側端子金具の前記板状基部が挿通される１対の端子金具孔とを有し、少なくとも自身の先端側にて該ヒータ孔、該ヒータリード孔及び該端子金具孔が連通する絶縁性のセパレータと、を備えるガスセンサであって、前記内側端子金具は、前記板状基部の先端側に接続しつつ該板状基部の幅方向に突出すると共に、前記セパレータの先端向き面に自身の基端が当接する突片部を有する。
このような構成とすると、内側端子金具は、端子金具孔に挿入される板状基部から、端子金具孔とヒータ孔とが連通する位置を介してヒータ孔側の圧入部に接続されている。このとき、板状基部の先端側の幅方向の両側面は、端子金具孔の周縁に隣接するので、板状基部の先端側に幅方向に突出する突片部を形成すれば、突片部が端子金具孔の周縁に必ず当接する。これにより、内側端子金具がセパレータに深く挿入され過ぎて変形する不具合が防止され、セパレータの先端向き面に内側端子金具を確実に係止させ、セパレータと内側端子金具との位置決めを正確にすることができる。又、ヒータとヒータリード線との接合部が端子金具孔の周縁等に接触して脱落することが抑制される。

さらに、本発明のガスセンサにおいて、前記セパレータを前記センサ素子側から軸線方向に見たときに、前記ヒータリード孔と前記ヒータ孔との連通部分の周縁が、前記ヒータリード孔の並ぶ方向に平行な直線状であると好ましい。
このような構成とすると、ヒータリード孔とヒータ孔とを一部連通させずに、各孔を仕切るように周縁突部を残した場合に比べ、ヒータ基端外周面の上記接合部や他の構造物が周縁に接触し難く、当該接合部の破損、脱落等が抑制される。

さらに、本発明のガスセンサにおいて、前記圧入部は、前記軸線を中心とする筒状をなし、かつ前記板状基部と反対側に母線に沿った切れ込み部を有し、前記圧入部における前記切れ込み部の基端側には、前記圧入部から径方向外側に突出する前記セパレータの先端向き面に先端側から当接する係止部が設けられていてもよい。
このようにすると、係止部と突片部とが共にセパレータの先端向き面に当接するので、セパレータの先端向き面に内側端子金具をより一層確実に係止させ、セパレータと内側端子金具との位置決めをさらに正確にすることができる。

この発明によれば、ヒータの接合部が脱落することなく、セパレータの先端向き面に内側端子金具を確実に係止させ、セパレータと内側端子金具との位置決めを正確にすることができる。

本発明の実施形態に係るガスセンサを軸方向に沿う面で切断した断面図である。 先端向き面側から見たセパレータの平面図である。 セパレータをその軸方向に平行な面で切断した断面図である。 内側端子金具の構造を示す斜視図である。 圧入部の内側にヒータを収容した状態を示す図である。 内側端子金具をセパレータに挿入した際、セパレータの先端向き面に突片部が当接した状態を示す図である。 内側端子金具に突片部を設けることによる作用を示す図である。 外側端子金具の構造を示す斜視図である。 内側端子金具及び外側端子金具を組み付けたセパレータを先端向き面側から見た図である。 セパレータアセンブリとセンサ素子アセンブリとを組み付けてガスセンサを製造する態様を示す図である。 従来のガスセンサを軸方向に沿う面で切断した断面図である。 セパレータをその軸方向に平行な面で切断した断面図である。 従来の内側端子金具の構造を示す斜視図である。 従来の内側端子金具の圧入部の内側にヒータを収容した状態を示す図である。 従来の内側端子金具をセパレータに挿入した際、セパレータの周縁突部に係止部が当接した状態を示す図である。 従来の内側端子金具及び外側端子金具を組み付けたセパレータを先端向き面側から見た図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るガスセンサ１００を軸方向（先端から基端に向かう方向）に沿う面で切断した断面構造を示す。この実施形態において、ガスセンサ１００は自動車の排気管内に挿入されて先端（図１の矢印Ｆ側）が排気ガス中に曝され、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサになっている。センサ素子３は、酸素イオン伝導性の固体電解質体に一対の電極を積層した酸素濃淡電池を構成し、酸素量に応じた検出値を出力する公知の酸素センサ素子である。
なお、図１の下側（矢印Ｆ側）をガスセンサ１００の先端側とし、図１の上側をガスセンサ１００の基端側とする。

ガスセンサ１００は、先端が閉じた略円筒状(中空軸状)のセンサ素子（この例では酸素センサ素子）３を、筒状の金具本体（主体金具）２０の内側に挿通して保持するよう組み付けられている。センサ素子３は、先端に向かってテーパ状に縮径する筒状の固体電解質体と、固体電解質体の内周面と外周面にそれぞれ形成された内側電極及び外側電極（図示せず）とからなる。そして、センサ素子３の内部空間を基準ガス雰囲気とし、センサ素子３の外面に被検出ガスを接触させてガスの検知を行うようになっている。又、センサ素子３の中空部には丸棒状のヒータ１５が挿入され、固体電解質体を活性化温度に昇温するようになっている。
金具本体２０の基端部には、センサ素子３の基端側に設けられたリード線や端子（後述）を保持し、センサ素子３の基端部を覆う筒状の外筒４０が接合されている。さらに、センサ素子３の基端側の外筒４０内側には、絶縁性で円柱状のセパレータ１２１が加締め固定されている。一方、センサ素子３先端の検出部はプロテクタ７で覆われている。そして、このようにして製造されたガスセンサ１００の金具本体２０の雄ねじ部２０ｄを排気管等のネジ孔に取付けることで、センサ素子３先端の検出部を排気管内に露出させて被検出ガス（排気ガス）を検知している。なお、金具本体２０の中央付近には、六角レンチ等を係合するための多角形の鍔部２０ｃが設けられ、鍔部２０ｃと雄ねじ部２０ｄとの間の段部には、排気管に取付けた際のガス抜けを防止するガスケット１４が嵌挿されている。

センサ素子３の中央側に鍔部３ａが設けられ、金具本体２０の先端寄りの内周面には内側に縮径する段部が設けられている。又、段部の基端向き面にワッシャ１２を介して筒状のセラミックホルダ５が配置されている。そして、センサ素子３が金具本体２０及びセラミックホルダ５の内側に挿通され、セラミックホルダ５に基端側からセンサ素子３の鍔部３ａが当接している。
さらに、鍔部３ａの基端側におけるセンサ素子３と金具本体２０との径方向の隙間に、筒状の滑石粉末６、及び筒状のセラミックスリーブ１０が配置されている。そして、セラミックスリーブ１０の基端側に金属リング３０を配し、金具本体２０基端部を内側に屈曲して加締め部２０ａを形成することにより、セラミックスリーブ１０が先端側に押し付けられる。これにより滑石リング６を押し潰し、セラミックスリーブ１０及び滑石粉末６が加締め固定されるとともに、センサ素子３と金具本体２０の隙間がシールされている。

センサ素子３の基端側に配置されたセパレータ１２１には、後述する４個の挿通孔が設けられ、そのうち２個の挿通孔（端子金具孔）にそれぞれ内側端子金具７１、外側端子金具９１の板状基部７４、９４が挿入されて固定されている。各板状基部７４、９４の基端にはそれぞれコネクタ部７５、９５が形成され、コネクタ部７５、９５にそれぞれリード線４１、４１が加締め接続されている。又、セパレータ１２１の図示しない２個の挿通孔（ヒータリード孔）に、ヒータ１５から引き出されたヒータリード線４３（図１では１個のみ図示）が挿通されている。
セパレータ１２１の基端側の外筒４０内側には筒状のグロメット１３１が加締め固定され、グロメット１３１の４個の挿通孔からそれぞれ２個のリード線４１、及び２個のヒータリード線４３が外部に引き出されている。
なお、グロメット１３１の中心には貫通孔１３１ａが形成され、センサ素子３の内部空間に連通している。そして、グロメット１３１の貫通孔１３１ａに撥水性の通気フィルタ１４０が介装され、外部の水を通さずにセンサ素子３の内部空間に基準ガス（大気）を導入するようになっている。

一方、金具本体２０の先端側には筒状のプロテクタ７が外嵌され、金具本体２０から突出するセンサ素子３の先端側がプロテクタ７で覆われている。プロテクタ７は、複数の孔部（図示せず）を有する有底筒状で金属製（例えば、ステンレスなど）二重の外側プロテクタ７ｂおよび内側プロテクタ７ａを、溶接等によって取り付けて構成されている。

次に、セパレータ１２１の構成について説明する。図２に示すように、セパレータ１２１は中心にヒータ孔１２２を有すると共に、ヒータ孔１２２の径方向外側のそれぞれ反対方向に配置された１対のヒータリード孔１２３、１２４と、ヒータリード孔１２３、１２４の並ぶ方向と９０度ずらしてヒータ孔１２２の径方向外側に配置された１対の端子金具孔１２５、１２６とを備えている。なお、図２のハッチングはセパレータ１２１の先端向き面を表す。
又、セパレータ１２１の先端側では、ヒータリード孔１２３、１２４とヒータ孔１２２との周縁１２３ｐ、１２４ｐが連通している。そして、周縁１２３ｐ、１２４ｐのうち各ヒータリード孔１２３、１２４の並ぶ方向の縁部Ｒ１及びＲ２は、当該方向（図２の水平方向）に平行な直線状をなしている。このように、セパレータ１２１の先端側でヒータリード孔１２３、１２４とヒータ孔１２２とを連通させることで、ヒータ孔１２２に挿入されたヒータ１５から引き出された２本のヒータリード線４３（図示せず）が干渉されずに各ヒータリード孔１２３、１２４に誘導されるようになっている。

同様に、セパレータ１２１の先端側では、端子金具孔１２５、１２６とヒータ孔１２２との周縁が連通している。ここで、端子金具孔１２５には内側端子金具７１の板状基部７４が挿入され、さらに板状基部７４に繋がる圧入部７３（図４、図９参照）はヒータ孔１２２とほぼ同位置に配置される。従って、板状基部７４と圧入部７３の間で、内側端子金具７１がセパレータ１２１と干渉しないよう、端子金具孔１２５とヒータ孔１２２とがセパレータ１２１の先端側で連通している必要がある。一方、端子金具孔１２６とヒータ孔１２２とは連通していなくてもよいが、これらを連通させずに仕切り壁を設けると、セパレータ１２１の構造や製造が複雑になるため、連通している。
又、端子金具孔１２５、１２６はセパレータ１２１の径方向に平行な略矩形状に開口し、かつその径方向外端付近から周方向左右に矩形状に、それぞれ横孔部１２５ａ、１２６ａが延びている。従って、端子金具孔１２５、１２６の周縁は略十字状をなしている。

図３は、セパレータ１２１をその軸方向に平行な面で切断した断面図である。なお、図３（ａ）は、端子金具孔１２５、１２６を通る断面図であり、図３（ｂ）はヒータリード孔１２３、１２４を通る断面図である。セパレータ１２１の軸方向中央の外面には、径方向外側に突出するフランジ１２１ａが形成されている。又、ヒータ孔１２２はセパレータ１２１の軸方向に貫通せず、セパレータ１２１の先端側（図３の下側）から軸方向中央付近までの深さとなっている。そして、ヒータ孔１２２の孔底にヒータ１５の基端面が当接するようになっている。
一方、ヒータリード孔１２３、１２４、及び端子金具孔１２５、１２６はセパレータ１２１の軸方向に貫通している。

次に、図４にて内側端子金具７１の構造を示す。内側端子金具７１は先端から基端に細長く延び、所定の形状に打ち抜かれた金属薄板（耐食耐熱超合金板）を曲げ加工して一体に形成されている。
内側端子金具７１の基端側には板状基部７４が形成され、板状基部７４の基端にはリード線４１の芯線に加締め接続されるコネクタ部７５が配置されている。板状基部７４の先端には、前面側（板状基部７４の板面から圧入部７３が突出する側）に向かって段状に屈曲する屈曲部７４ａを形成している。屈曲部７４ａの先端の両辺にはそれぞれ幅方向に突出する突片部７９を形成し、また、突片部７９の先端が圧入部７３に接続されている。さらに板状基部７４の屈曲部７４ａより基端側には、他の部位より広幅の広幅部７６が形成されている。広幅部７６の中央部は基端側が固定されたコ字状に打ち抜かれ、その打ち抜き部７６ａが広幅部７６の背面側（前面と反対側の面）に切起こされている。
そして、板状基部７４を端子金具孔１２５に挿入した際、広幅部７６の幅が図２の両横孔部１２５ａの間隔とほぼ等しいため、板状基部７４が端子金具孔１２５内に正確に位置決めされる。又、打ち抜き部７６ａが端子金具孔１２５の外端壁に当接し、そのバネ力によって広幅部７６を両横孔部１２５ａの内壁側に押圧することで、板状基部７４を端子金具孔１２５内に保持している。

圧入部７３は基端と先端とを結ぶ軸線を中心とする筒状をなし、かつ板状基部７４と反対側に母線に沿った切れ込み部Ｍを有している。従って、この軸線に垂直な面で切断したとき、圧入部７３は略Ｃ字形をなしている。そして、圧入部７３における切れ込み部Ｍの各基端側には、該各基端を圧入部７３の径方向外側に水平に折り返した片状の係止部７８が２個形成されている。なお、圧入部７３の外径は、センサ素子３の内径より大きく、圧入部７３をセンサ素子３内に圧入した際にバネ力によって圧入部７３が拡開し、センサ素子３の内側電極に押圧されるようになっている。
又、係止部７８の基端向き面は、突片部７９の基端向き面と面一になっていて、後述するようにセパレータ１２１の先端向き面に係止部７８及び突片部７９の基端向き面が当接するようになっている。なお、この実施形態では、突片部７９は、圧入部７３の基端のうち板状基部７４に接続している部分を、板状基部７４側が固定されるようにＬ字状に打ち抜き、その打ち抜き部分を板状基部７４の板面より背面側になるように切起こして形成されている。従って、突片部７９の基端向き面は圧入部７３の基端向き面と面一となる。

一方、圧入部７３の先端側には、先細りに縮径するテーパ状の２本のテーパ部８４が脚状に延びている。各テーパ部８４はセンサ素子３内に最初に挿入され、テーパ部８４に誘導されて圧入部７３がセンサ素子３内に圧入されるようになっている。
又、各テーパ部８４の先端には片状のヒータ押え８８が形成され、ヒータ１５を保持可能になっている。

そして、図５に示すように、圧入部７３の内側にヒータ１５の軸方向中央近傍を収容し、ヒータ１５を保持する。ヒータ１５の基端側外面にはヒータ通電のための２個の電極パッド１５ａ（図では１個のみ表示）が形成され、電極パッド１５には、導電性の接合部材５０の接合部５３がロウ付けされている。接合部材５０は接合部５３より基端側でヒータ１５の径方向外側に段状に拡開しつつ軸方向に延び、接合部材５０の基端のコネクタ部５５がリード線４３の芯線に加締め接続される。このようにして、内側端子金具７１の圧入部７３の内側にヒータ１５が収容され、内側端子金具７１の基端側にそれぞれコネクタ部７５、コネクタ部５５、コネクタ部５５が径方向に９０度の角度をなして位置している。
なお、絶縁体からなるヒータ１５の先端には発熱抵抗体（図示せず）が埋設されており、発熱抵抗体からの１対の端子が各電極パッド１５ａにそれぞれ接続されている。

次に、内側端子金具７１及びヒータ１５のセパレータ１２１への組み付けについて、以下に説明する。まず、予め２本のリード線４１及び２本のヒータリード線４３を、グロメット１３１を通してセパレータ１２１の基端側からヒータリード孔１２３、１２４、及び端子金具孔１２５、１２６に通す。そして、セパレータ１２１の先端側に配置した内側端子金具７１の各コネクタ部７５に、リード線４１の先端を加締め接続する。同様に、内側端子金具７１内に収容したヒータ１５の各コネクタ部５５、５５に、２本のヒータリード線４３の先端をそれぞれ加締め接続する。

そして、図６に示したように、内側にヒータ１５を収容した内側端子金具７１の板状基部７４を、セパレータ１２１の端子金具孔１２５に挿入すると、セパレータ１２１の先端向き面１２１Ｓに突片部７９及び係止部７８の基端向き面が当接し、板状基部７４がそれ以上挿入されずに位置決めされ、内側端子金具７１が係止される。

次に、図７を参照し、内側端子金具７１に突片部７９を設けることによる作用について説明する。既に図２で述べたように、端子金具孔１２５とヒータ孔１２２とはセパレータ１２１の先端側で連通している。このとき、板状基部７４の本体部分（広幅部７６と面一の部分）は端子金具孔１２５の両横孔部１２５ａ内に位置するが、板状基部７４の屈曲部７４ａ及び突片部７９は、端子金具孔１２５のうちヒータ孔１２２との連通部に面している。これは、屈曲部７４ａ及び突片部７９がヒータ孔１２２寄りの圧入部７３に連通部を通って接続されることで、セパレータ１２１と干渉しないようにするためである。

そして、屈曲部７４ａの幅方向の両側面は、端子金具孔１２５の周縁突部Ｐとわずかに離間している。つまり、２つの周縁突部Ｐ、Ｐの間隔Ｌは、屈曲部７４ａの幅（つまり、広幅部７６を除く板状基部７４の幅）とほぼ等しく、屈曲部７４ａが端子金具孔１２５内で軸方向にずれずにまっすぐ位置決めされる。
このとき、屈曲部７４ａ先端に位置する突片部７９が幅方向に突出するため、屈曲部７４ａの幅方向に隣接する周縁突部Ｐに突片部７９が必ず当接する。これにより、内側端子金具７１がセパレータ１２１に深く挿入され過ぎて変形する不具合が防止され、セパレータ１２１の先端向き面に内側端子金具７１を確実に係止させ、セパレータ１２１と内側端子金具７１との位置決めを正確にすることができる。

なお、周縁突部Ｐに接するよう、突片部７９は屈曲部７４ａ（及び板状基部７４）の幅方向に突出していればよく、図７に示したように屈曲部７４ａの板面より背面（セパレータ１２１の外側）に突片部７９が曲げられていてもよく、屈曲部７４ａの板面と平行であってもよい。
又、内側端子金具７１を端子金具孔１２５に挿入する際、図５に示したように、内側端子金具７１内のヒータ１５の接合部５３がセパレータ１２１の周縁突部１２３ａに接触し、ロウ付けが取れる可能性がある。このため、周縁突部１２３ａを取り去り、ヒータリード孔１２３、１２４とヒータ孔１２２との周縁１２３ｐ、１２４ｐのうち、各ヒータリード孔１２３、１２４の並ぶ方向の縁部（図２の符号Ｒ１及びＲ２）を平行な直線状とし、接合部５３に接触し難い構造とすると好ましい。

次に、図８を参照し、端子金具孔１２６に挿入される外側端子金具９１の構成を説明する。外側端子金具９１は内側端子金具７１と同様、先端から基端に細長く延び、金属薄板を曲げ加工して一体に形成されている。外側端子金具９１の板状基部９４の構成は板状基部７４とほぼ同一であり、コネクタ部９５、広幅部９６及び打ち抜き部９６ａの構成もそれぞれコネクタ部７５、広幅部７６及び打ち抜き部７６ａと同一であるので説明を省略する。又、内側端子金具７１と同様、板状基部９４を端子金具孔１２６に挿入した際、広幅部９６が図２の両横孔部１２６ａの間に収容される。そして、打ち抜き部９６ａが端子金具孔１２６の外端壁に当接し、そのバネ力によって広幅部９６を両横孔部１２６ａの内壁側に押圧し、板状基部９４を端子金具孔１２６内に保持している。

一方、板状基部９４先端の屈曲部９４ａは、背面側（板状基部９４の面から圧入部９３が突出する側と反対面側）に段状に屈曲し、屈曲部９４ａの先端が圧入部９３に接続されている。圧入部９３は、圧入部７３と同様な筒状をなし、かつ板状基部９４と反対側に母線に沿った切れ込み部Ｍを有している。そして、圧入部９３の外径は、センサ素子３の外径より小さく、圧入部９３をセンサ素子３に外嵌して拡開した際にバネ力によって圧入部９３が縮まり、センサ素子３の外側電極に押圧されるようになっている。
又、圧入部９３における先端側には、この先端部を圧入部９３の径方向外側に向かって折り返した片状のガイド部９８が放射状に合計６個（図８では３つのみ図示）形成されている。ガイド部９８の先端は、圧入部９３先端からさらに先端に向かって下がり、圧入部９３をセンサ素子３に外嵌する際のガイドとなっている。

次に、外側端子金具９１のセパレータ１２１への組み付けについて、以下に説明する。まず、予めグロメット１３１及びセパレータ１２１の端子金具孔１２６に通しているリード線４１の先端に外側端子金具９１のコネクタ部９５を加締め接続する。そして、内側端子金具７１の外側に配した外側端子金具９１を端子金具孔１２６に挿入すると、セパレータ１２１の先端向き面１２１Ｓに圧入部９３の基端向き面が当接し、それ以上挿入されずに内側端子金具９１が係止される。
図９は、内側端子金具７１及び外側端子金具９１を組み付けたセパレータ１２１を先端向き面側から見た図を示す。なお、図９では、２本のヒータリード線４３及び接合部材５０については省略している。
内側端子金具７１の圧入部７３及び外側端子金具９１の圧入部９３が同心円状に配置され、各圧入部７３、９３の間にセンサ素子３の筒体が挟まれることとなる。

そして、図１０に示すように、内側端子金具７１及び外側端子金具９１を組み付けたセパレータ１２１がグロメット１３１と共に外筒４０に加締め固定され、セパレータアセンブリＡが組み付けられる。一方、センサ素子３を金具本体２０の内側に保持したセンサ素子アセンブリＢが別途組み付けられる。
従って、セパレータアセンブリＡをセンサ素子アセンブリＢの金具本体２０の基端に被せると、各圧入部７３、９３の間にセンサ素子３の固体電解質体が挟まれ、センサ素子３内にヒータ１５が挿入されると共に、センサ素子３の内側電極及び外側電極がそれぞれ内側端子金具７１及び外側端子金具９１と電気的に接続される。このようにして、外筒４０の先端の外周面をレーザ溶接等によって金具本体２０の基端に接続し、ガスセンサ１００を製造することができる。

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。例えば、セパレータとしては、図１２に示したような周縁突部１１３ａ、１１４ａを有するものを用いてもよい。
又、上記実施形態では、板状基部７４の先端を屈曲させて屈曲部７４ａとし、屈曲部７４ａに突片部７９を接続するようにしたが、これに限らず、板状基部７４の先端は（幅が板状基部７４本体と同じであれば）どのような形状であってもよい。

３ センサ素子
１５ ヒータ
４３ ヒータリード線
２０ 金具本体
７１ 内側端子金具
７３ 圧入部
７４ 板状基部
７８ 係止部
７９ 突片部
１００ ガスセンサ
１１１、１２１ セパレータ
１２１Ｓ セパレータの先端向き面
１１２、１２２ ヒータ孔
１１３、１１４、１２３、１２４ ヒータリード孔
１１５、１１６、１２５、１２６ 端子金具孔
Ｒ１、Ｒ２ ヒータリード孔とヒータ孔との連通部分の周縁
Ｍ （圧入部の）切れ込み部

Claims (3)

1. 軸線方向に貫通孔を有する筒状の金具本体と、
   先端が閉じた中空軸状に形成され内周面に内側電極を有し、前記金具本体の内側に挿通されるセンサ素子と、
   前記センサ素子の中空部に挿入され、自身の基端外周面に外部回路と接続する１対のヒータリード線が接合されているヒータと、
   前記内側電極に当接するように前記センサ素子の前記中空部に圧入される圧入部と、該圧入部より基端側に形成され、外部回路と接続する板状基部とを有する内側端子金具と、
   前記センサ素子の基端側に配置されると共に、前記センサ素子側から軸線方向に見たときに、中心に設けられ前記ヒータの基端側を挿入するヒータ孔と、前記ヒータ孔の径方向外側のそれぞれ反対方向に配置されて前記１対のヒータリード線を挿通させる１対のヒータリード孔と、前記ヒータリード孔と周方向に離間しつつ前記ヒータ孔の径方向外側のそれぞれ反対方向に配置されて一方に前記内側端子金具の前記板状基部が挿通される１対の端子金具孔とを有し、少なくとも自身の先端側にて該ヒータ孔、該ヒータリード孔及び該端子金具孔が連通する絶縁性のセパレータと、を備えるガスセンサであって、
   前記内側端子金具は、前記板状基部の先端側に接続しつつ該板状基部の幅方向に突出すると共に、前記セパレータの先端向き面に自身の基端が当接する突片部を有するガスセンサ。
2. 前記セパレータを前記前記センサ素子側から軸線方向に見たときに、
   前記ヒータリード孔と前記ヒータ孔との連通部分の周縁が、前記ヒータリード孔の並ぶ方向に平行な直線状である請求項１に記載のガスセンサ。
3. 前記圧入部は、前記軸線を中心とする筒状をなし、かつ前記板状基部と反対側に母線に沿った切れ込み部を有し、前記圧入部における前記切れ込み部の基端側には、前記圧入部から径方向外側に突出する前記セパレータの先端向き面に先端側から当接する係止部が設けられている請求項１又は２に記載のガスセンサ。

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