JP2019158719A

JP2019158719A - ガスセンサ

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Publication number: JP2019158719A
Application number: JP2018047685A
Authority: JP
Inventors: 俊哉三原; Toshiya Mihara; 健弘大場; Takehiro Oba
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2038-03-15
Also published as: DE102019106571A1; US20190285578A1; US10989686B2; JP6889677B2

Abstract

【課題】セパレータに保持された端子金具が振動等で破損することを抑制したガスセンサを提供する。【解決手段】センサ素子と、端子金具と、端子金具を保持する筒状のセパレータと、端子金具の後端側に接続されるリード線１４６と、セパレータの後端側から引き出されたリード線を保持する弾性部材と、を備えたガスセンサであって、端子金具は、電極部に電気的に接続される先端部４３と、中央部４５と、リード線接続部４７とを一体に有し、先端部又は中央部はセパレータに直接又は間接的に保持され、中央部とリード線接続部とは、中央部及びリード線接続部よりも軸線Ｏ方向に直交する断面積が小さい頸部４１を介して一体に接続され、中央部の最後端向き面４５ｅがセパレータの先端向き面に係止され、中央部と頸部との第１接続部Ｊ１の周長が、リード線接続部と頸部との第２接続部Ｊ２の周長よりも長い。【選択図】図５

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ＮＯｘ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。
このようなガスセンサにおいては、被検出ガスの濃度に応じたセンサ素子の出力を外部に取り出すため、センサ素子の後端側に設けた電極部（電極パッド）に端子金具を接触させて両者を電気的に接続すると共に、端子金具の後端側の加締め部にリード線を圧着している。そして、端子金具自身は絶縁部材からなるセパレータに保持され、リード線はセパレータの後端側からグロメットを介してガスセンサの外部に引き出されている。

そして、図１２に示すように、この端子金具として、軸線Ｏ方向の先後に連結する２分割式の端子金具４１０，４２０を採用し、そのうち後端側端子金具４２０をリード線４３０に加締め接続し、後端側端子金具４２０にてリード線４３０をセパレータに挿通するガイドとして組付けを容易にする技術が開発されている（特許文献１）。
この後端側端子金具４２０は、先端側端子金具４１０に連結する先端部４２１と、中央部４２３と、リード線４３０に接続されるリード線接続部４２５とを先端側から順に有し、先端部４２１とリード線接続部４２５とを中央部４２３を介して、それぞれ第１頸部４２２及び第２頸部４２４で接続している。そして、第１頸部４２２の剛性を第２頸部４２４の剛性よりも高くすることで、先端側端子金具４１０と確実に連結すると共に、後端側端子金具４２０に無理な力が加わってリード線４３０が脱落することを防止している。

又、この後端側端子金具４２０では、中央部４２３の外面をセパレータの挿通孔に係止する必要や、リード線接続部４２５をリード線４３０に加締めて縮径させることから、リード線接続部４２５が中央部４２３よりも小径となる。この場合、リード線接続部４２５と中央部４２３との軸心がズレると、後端側端子金具４２０が軸回りに異方性を有して取付方向を規定する必要が生じたり、セパレータの挿通孔内でリード線接続部に接続されたリード線に無理な力が加わる恐れがある。そこで、同図１２に示すように、第２頸部４２４を後端に向かって径方向内側へ傾かせることで、リード線接続部４２５と中央部４２３の軸心を一致させている。

特開２０１７−２２７５２４号公報（図４、図８）

しかしながら、中央部４２３とリード線接続部４２５とを、これらよりも軸線方向の断面積が小さい第２頸部４２４で接続すると、車両の走行等でガスセンサが振動したときに、中央部４２３とリード線接続部４２５が径方向Ｔにブレ、第２頸部４２４のうち、中央部４２３寄りの接続部４２４Ｂ側にテコの原理で応力が集中し、この接続部４２０Ｂが破断したり折曲がることが判明した。
又、第２頸部４２４を軸線Ｏ方向と傾かせる場合には、製造時の曲げ加工後に接続部４２４Ｂに応力が発生する。すると、ガスセンサに組付け後、車両の走行等でガスセンサが振動したときに、もともと応力が発生している接続部４２４Ｂが破断したり折れ曲がる場合があることが判明した。
そこで、本発明は、セパレータに保持された端子金具が振動等で破損することを抑制したガスセンサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に延び、後端側の表面に電極部を有するセンサ素子と、前記軸線方向に延び、前記電極部に電気的に接続される端子金具と、前記端子金具を保持すると共に、前記センサ素子の後端側に配置される筒状のセパレータと、前記端子金具の後端側に接続されて前記セパレータの後端側へ引き出されるリード線と、前記セパレータの後端側から引き出された前記リード線を保持する弾性部材と、を備えたガスセンサであって、前記端子金具は、先端側から順に、前記電極部に電気的に接続される先端部と、中央部と、前記リード線に接続されるリード線接続部とを一体に有し、前記先端部又は前記中央部は前記セパレータに直接又は間接的に保持され、前記中央部と前記リード線接続部とは、前記中央部及び前記リード線接続部よりも前記軸線方向に直交する断面積が小さい頸部を介して一体に接続され、かつ、前記中央部の最後端向き面が前記セパレータの先端向き面に係止され、前記中央部と前記頸部との第１接続部の周長Ｃ１が、前記リード線接続部と前記頸部との第２接続部の周長Ｃ２よりも長くなっていることを特徴とする。

車両の走行等でガスセンサが振動したときに、中央部がセパレータに係止されているために端子金具は軸線方向にブレ難い。一方、端子金具の径方向については、セパレータに保持されていないリード線接続部がブレるのに対し、セパレータに保持されている先端部又は中央部はブレが少ない。又、弾性部材に保持されているリード線もブレが少ない。これにより、径方向のブレが大きなリード線接続部と、リード線接続部に近い中央部との間の頸部には応力が発生し易く、特に、中央部寄りの第１接続部側に応力が集中し、この第１接続部が破断したり折曲がり易くなることが判明した。
そこで、このガスセンサによれば、この第１接続部の周長Ｃ１を、第２接続部の周長Ｃ２に比べて相対的に長くすることで、第１接続部の強度が向上すると共に、応力を第２接続部側にも分担させ、第１接続部の破損を抑制することができる。

本発明のガスセンサにおいて、前記頸部が後端に向かって径方向内側へ傾いていてもよい。
頸部が後端に向かって径方向内側へ傾いていると、リード線接続部がセパレータの挿通孔からさらに離間するので、セパレータに保持され難い。このため、頸部の第１接続部側に応力がさらに集中するので、本発明がさらに有効となる。

本発明のガスセンサにおいて、前記第１接続部は前記最後端向き面よりも先端側に位置し、前記第１接続部の周方向の両端を通る仮想線を引いた場合に、前記第１接続部の前記両端と前記中央部との間には、前記最後端向き面から先端に向かって前記仮想線上まで到達する２つの切欠きがそれぞれ形成され、少なくとも一方の前記切欠きと前記仮想線との接点のうち前記周方向に最も前記頸部から遠い接点をＰ１とし、前記最後端向き面と前記切欠きとの接点をＰ２としたとき、Ｐ２がＰ１よりも前記周方向に前記頸部側に寄っていてもよい。
周長Ｃ１と、中央部の最後端向き面の合計周長との和は、中央部の最大周長にほぼ等しいことから、Ｃ１と合計周長はトレードオフの関係にある。つまり、周長Ｃ１を長くすると、その分、合計周長が短くなり、最後端向き面がセパレータの先端向き面に係止され難くなるおそれがある。
そこで、切欠きを設けて接点Ｐ２をＰ１よりも周方向に頸部側に寄らせることで、接点Ｐ２がＰ１よりも頸部側に近付くので、周長Ｃ１を長くしても合計周長が短くならず、Ｃ１と合計周長を共に長くして端子金具をセパレータへ確実に保持することができる。

本発明のガスセンサにおいて、前記頸部には、前記軸線方向に延びると共に、少なくとも前記第１接続部を跨ぐリブが形成されていてもよい。
このガスセンサによれば、リブにより頸部の強度が向上して端子金具の破損をさらに抑制できる。又、リブが少なくとも第１接続部を跨ぐことにより、応力が集中する第１接続部の強度をさらに向上できる。

本発明のガスセンサにおいて、前記リブが前記頸部の径方向内側に凹んでいてもよい。
このガスセンサによれば、リブが頸部の外側に突出しないので、リブがセパレータの挿通孔と干渉しない。

この発明によれば、セパレータに保持された端子金具が振動等で破損することを抑制したガスセンサが得られる。

本発明の第１の実施形態に係るガスセンサの軸線方向に沿う断面図である。センサ素子の斜視図である。先端側端子金具を先端側セパレータに保持した状態を示す斜視図である。先端側端子金具を先端側セパレータに保持した状態を示す断面図である。後端側端子金具の斜視図である。後端側端子金具を後端側セパレータに保持した状態を示す斜視図である。図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。先端側端子金具に後端側端子金具を接続した状態を示す斜視図である。後端側端子金具の展開図である。後端側端子金具の側面図である。後端側端子金具の変形例を示す展開図である。従来の２分割式の端子金具を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るガスセンサ（ＮＯｘセンサ）１の軸線Ｏ方向に沿う全体断面図、図２はセンサ素子１０の斜視図，図３は先端側端子金具２０、３０を先端側セパレータ９０に保持した状態を示す斜視図、図４は先端側端子金具２０、３０を先端側セパレータ９０に保持した状態を示す断面図、図５は後端側端子金具４０の斜視図、図６は後端側端子金具４０を後端側セパレータ９５に保持した状態を示す斜視図、図７は図６のＡ−Ａ線に沿う断面図、図８は先端側端子金具２０に後端側端子金具４０を接続した状態を示す斜視図を示す。
このガスセンサ１は、自動車や各種内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出するＮＯｘセンサである。

図１において、ガスセンサ１は、排気管に固定されるためのねじ部１３９が外表面に形成された筒状の主体金具１３８と、軸線Ｏ方向（ガスセンサ１の長手方向：図中上下方向）に延びる板状形状をなすセンサ素子１０と、センサ素子１０の径方向周囲を取り囲むように配置される筒状のセラミックスリーブ１０６と、自身の先端側の内部空間に、センサ素子１０の後端部の周囲を取り囲む状態で配置されるセラミック製筒状の先端側セパレータ９０と、先端側セパレータ９０を軸線Ｏ方向に貫通する挿通孔９０ｈ（９０ｈ１、９０ｈ２）に挿通されて保持される６個の先端側端子金具２０、３０（図１では、２個の先端側端子金具２０のみを図示）と、セラミック製筒状の後端側セパレータ９５と、後端側セパレータ９５に保持される６個の後端側端子金具４０（図１では、２個のみを図示）と、を備えている。
又、後端側セパレータ９５は、先端側セパレータ９０の後端側に接して配置されている。
先端側セパレータ９０及び後端側セパレータ９５が特許請求の範囲の「セパレータ」に相当し、後端側端子金具４０が特許請求の範囲の「端子金具」に相当する。

なお、図４に示すように、先端側セパレータ９０の各挿通孔９０ｈ１、９０ｈ２は、先端側セパレータ９０の先端側で上述の内部空間に連通し、各挿通孔９０ｈ１、９０ｈ２に保持された各先端側端子金具２０、３０がセンサ素子１０の後端側の外表面に対向し、この外表面に形成された電極パッド（電極部）１１ａに電気的に接続される。
また、図２に示すように、電極パッド１１ａは、センサ素子１０の後端側の両面にそれぞれ幅方向に３つ並でいる。具体的には、センサ素子１０の後端側の幅方向中央に１つの電極パッド１１ａが配置され、その先端側に２つの電極パッド１１ａが幅方向に離間して配置されている。
各電極パッド１１ａは、例えばＰｔを主体とする焼結体として形成することができる。
一方、センサ素子１０の先端のガス検出部１１は、アルミナ等の多孔質保護層１４で覆われている。

主体金具１３８は、ステンレスから構成され、軸線方向に貫通する貫通孔１５４を有し、貫通孔１５４の径方向内側に突出する棚部１５２を有する略筒状形状に構成されている。この貫通孔１５４には、センサ素子１０の先端部を自身の先端よりも突出させるように当該センサ素子１０が配置されている。さらに、棚部１５２は、軸線方向に垂直な平面に対して傾きを有する内向きのテーパ面として形成されている。

なお、主体金具１３８の貫通孔１５４の内部には、センサ素子１０の径方向周囲を取り囲む状態で略環状形状のアルミナ製のセラミックホルダ１５１、粉末充填層１５３（以下、滑石リング１５３ともいう）、および上述のセラミックスリーブ１０６がこの順に先端側から後端側にかけて積層されている。
また、セラミックスリーブ１０６と主体金具１３８の後端部１４０との間には、加締めパッキン１５７が配置されている。なお、主体金具１３８の後端部１４０は、加締めパッキン１５７を介してセラミックスリーブ１０６を先端側に押し付けるように、加締められている。

一方、図１に示すように、主体金具１３８の先端側（図１における下方）外周には、センサ素子１０の突出部分を覆うと共に、複数の孔部を有する金属製（例えば、ステンレスなど）二重のプロテクタである、外部プロテクタ１４２および内部プロテクタ１４３が溶接等によって取り付けられている。

主体金具１３８の後端側外周には、外筒１４４が固定されている。また、後端側端子金具４０の後端側にはそれぞれリード線１４６が接続され、リード線１４６は後端側セパレータ９５の後端側へ引き出されている。
そして、外筒１４４の後端側（図１における上方）の開口部には、後端側セパレータ９５から引き出された６本のリード線１４６（図１では２本のみを表示）が挿通されるリード線挿通孔１７０ｈが形成された、ゴム製のグロメット１７０が配置されている。
グロメット１７０が特許請求の範囲の「弾性部材」に相当する。

また、主体金具１３８の後端部１４０より突出されたセンサ素子１０の後端側（図１における上方）には、先端側セパレータ９０が配置され、外表面から径方向外側に突出する鍔部９０ｐが備えられている。先端側セパレータ９０は、鍔部９０ｐが保持部材１６９を介して外筒１４４に当接することで、外筒１４４の内部に保持される。
又、グロメット１７０と先端側セパレータ９０の間に後端側セパレータ９５が配置され、グロメット１７０の弾性力により後端側セパレータ９５が先端側セパレータ９０を先端側へ押圧する。これにより、鍔部９０ｐが保持部材１６９側へ押し付けられ、先端側セパレータ９０及び後端側セパレータ９５は、外筒１４４の内部に互いに接続された状態で（つまり、軸線Ｏ方向に分離せずに）保持されている。

図３は先端側端子金具２０、３０を先端側セパレータ９０に保持した状態を示す斜視図である。図３の下側が先端Ｆに相当する。又、本実施形態では２つの種類の先端側端子金具２０、３０が合計６本用いられる。
なお、図４に示すように、４本の先端側端子金具３０はいずれも先端側セパレータ９０内で隣接する先端側端子金具３０同士が線対称の形状であり、２本の先端側端子金具２０はいずれも先端側セパレータ９０内で対向する先端側端子金具２０同士が線対称の形状である。

先端側端子金具２０は全体として軸線Ｏ方向に延び、後端側端子金具４０に接続される接続部２３と、接続部２３の先端側に繋がる略板状の本体部２１と、本体部２１の先端側でセンサ素子１０に向かって折り返される弾性部２２と、を一体に備えている。
接続部２３は断面Ｃ字の円筒状をなし、この筒内に、先端が断面Ｃ字の円筒状の後端側端子金具４０の先端部４３（図５参照）が嵌挿されて接続される。この場合、先端側端子金具２０は後端側端子金具４０を介してリード線１４６に間接的に接続されることとなる。
弾性部２２は、本体部２１の先端からセンサ素子１０に向かって後端側へ折り返され、図２の後端側の１つの電極パッド１１ａに弾性的に接続する。なお、弾性部２２は、本体部２１に対して径方向に弾性的に撓むようになっている。
さらに、本体部２１には、先端側セパレータ９０の内壁等に係止される各種形状の保持部が形成されている。

又、先端側端子金具３０は全体として軸線Ｏ方向に延び、後端側端子金具４０に接続される接続部３３と、接続部３３の先端側に繋がる略板状の本体部３１と、本体部３１の先端側でセンサ素子１０に向かって折り返される弾性部３２と、を一体に備えている。
接続部３３は、接続部２３と同様な円筒状をなし、接続部２３と同様、自身の筒内に後端側端子金具４０の先端部４３が嵌挿されて接続される。
弾性部３２は、本体部３１の先端からセンサ素子１０に向かって後端側へ折り返され、図２の先端側の２つの電極パッド１１ａに弾性的に接続する。なお、弾性部３２は、本体部３１に対して径方向に弾性的に撓むようになっている。
本体部３１は断面Ｌ字状になっていて、先端側セパレータ９０の内壁等に係止される各種形状の保持部が形成されている。
先端側端子金具２０、３０は、それぞれ例えば１枚の金属板（インコネル（登録商標）等）を打ち抜いた後、所定形状に折り曲げて製造することができるが、これに限定されない。

図４に示すように、先端側セパレータ９０は挿通孔９０ｈ１、９０ｈ２を有している。挿通孔９０ｈ２は、先端側セパレータ９０の四隅に配置され、挿通孔９０ｈ１は、センサ素子１０の幅方向に沿って２つの挿通孔９０ｈ２の間に位置する。
挿通孔９０ｈ１、９０ｈ２に、それぞれ先端側端子金具２０、３０が挿通され、先端側セパレータ９０内に保持される。
そして、先端側端子金具２０、３０が先端側セパレータ９０内に保持された状態で、接続部２３、３３が先端側セパレータ９０の後端側へ突出している（図３（ｂ））。

一方、図５に示すように、後端側端子金具４０は全体として軸線Ｏ方向に延び、後端側から、リード線１４６に接続されるリード線接続部４７と、断面Ｃ字の円筒状の中央部４５と、断面Ｃ字の円筒状の先端部４３と、をこの順に一体に備えている。さらに、先端部４３と中央部４５との間は先端側頸部４９を介して一体に接続され、中央部４５とリード線接続部４７の間は後端側頸部４１を介して一体に接続されている。
後端側頸部４１が特許請求の範囲の「頸部」に相当する。
後端側端子金具４０は、例えば１枚の金属板（ＳＵＳ３０４等）を打ち抜いた後、所定形状に折り曲げて製造することができるが、これに限定されない。

リード線接続部４７は筒状（圧着によるバレル形状）をなし、リード線１４６の先端の被覆を向いて露出させた芯線を挟み込み、圧着する（加締める）ことで芯線を外側から把持する。
先端部４３は円筒状をなし、先端に向かって尖っている。そして、接続部２３、３３の筒内に、先端部４３が嵌挿され、後端側端子金具４０が先端側端子金具２０、３０と電気的に接続されるようになっている。
中央部４５は、リード線接続部４７及び先端部４３よりも径大であり、中央部４５の最後端向き面（最も後端側に位置する後端向き面）４５ｅがリード線接続部４７よりも径方向外側に露出している。

後端側頸部４１は、断面円弧状で後端に向かって径方向内側へ傾いている。そして、後端側頸部４１は、中央部４５及びリード線接続部４７よりも軸線Ｏ方向に直交する断面の断面積が小さい。
ここで、後端側頸部４１の断面積Ｓ１は、後端側頸部４１の軸線Ｏ方向の異なる位置の断面の断面積のうち最も大きい部位（本例では後述する中央部４５との第１接続部Ｊ１）をいう。
一方、中央部４５及びリード線接続部４７の断面積Ｓ２，Ｓ３は、それぞれ中央部４５及びリード線接続部４７の（略環状の）断面の断面積のうち、最も大きい値をいう。

なお、理想的には後端側セパレータ９５の軸線と、センサ素子１０の軸線とは一致するはずであるが、両者間には位置ズレ等があるため、断面Ｓ１〜Ｓ３の断面積の算定に当たっては後端側セパレータ９５の軸線を軸線Ｏに採用する。つまり、後端側端子金具４０が後端側セパレータ９５に保持された状態で、後端側セパレータ９５の軸線Ｏを、断面積を求める基準となる軸線とする。
又、断面積Ｓ２，Ｓ３のうち小さい方の７０％以下の断面積Ｓ１の部位を後端側頸部４１とする

このように、後端側頸部４１の断面積Ｓ１が中央部４５及びリード線接続部４７の断面積Ｓ２，Ｓ３よりも小さいことで、後端側端子金具４０が径方向にブレたとき、後端側頸部４１付近に応力が集中するので、後述する周長Ｃ１、Ｃ２を規定することが有効となる。

一方、図６に示すように、後端側セパレータ９５は周方向に並ぶ６個の挿通孔９５ｈを有している。ここで、図７に示すように、挿通孔９５ｈは先端Ｆ側が径大で、軸線Ｏ方向中央近傍で段状に縮径しており、この段部が先端向き面９５ｓを形成している。
又、後端側セパレータ９５の先端向き面の外周側には、先端側に突出する２つの凸部９５ｐが形成されている。

そして、挿通孔９５ｈの先端側に予めリード線１４６を通し、後端側セパレータ９５の先端側でリード線１４６を後端側端子金具４０のリード線接続部４７に圧着して接続しておく。次に、挿通孔９５ｈに先端Ｆ側から後端側端子金具４０のリード線１４６側の一部を挿通してリード線１４６を後端側へ引き出すと、後端側端子金具４０の中央部４５の最後端向き面４５ｅ（図５参照）が先端向き面９５ｓに当接して位置決めされ、後端側端子金具４０が後端側セパレータ９５内に保持される。又、後端側端子金具４０の先端部４３、中央部４５及びリード線接続部４７のうち、中央部４５が最も径大である。

ここで、図６に示すように、後端側端子金具４０の先端部４３が後端側セパレータ９５の先端向き面よりも突出している。
そして、図３に示した先端側セパレータ９０及び図６に示した後端側セパレータ９５を、凸部９５ｐを介してそれぞれ先端側と後端側に接して配置する。これにより、図８に示すように、後端側端子金具４０の先端部４３が、先端側端子金具２０の接続部２３に嵌挿されて互いに連結される。
凸部９５ｐは、先端側セパレータ９０の後端向き面、及び後端側セパレータ９５の先端向き面からそれぞれ突出した先端側端子金具２０及び後端側端子金具４０を軸線Ｏ方向に支持し、これら端子が先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５の間で潰れないようにしている。
なお、図示はしないが、先端側端子金具３０についても同様に、後端側端子金具４０の先端部４３が、先端側端子金具３０の接続部３３に嵌挿されて互いに連結される。
つまり、本実施形態では、後端側端子金具４０は、先端側端子金具３０を介してセンサ素子１０の電極パッド１１ａに間接的に電気的に接続されることになる。

次に、図９、図１０を参照し、本発明の特徴部分である後端側端子金具４０について説明する。
図９は後端側端子金具４０の折り曲げ前の板状体の展開図、図１０は後端側端子金具４０の側面図である。
図９に示すように、中央部４５と後端側頸部４１との第１接続部Ｊ１の周長Ｃ１が、リード線接続部４７と後端側頸部４１との第２接続部Ｊ２の周長Ｃ２よりも長くなっている。これは以下の理由による。

図７に示すように、後端側頸部４１が軸線Ｏ方向と傾いてリード線接続部４７及び中央部４５が挿通孔９５ｈの内壁から離間しているため、車両の走行等でガスセンサ１が振動したときに、リード線接続部４７及び中央部４５が径方向Ｔにブレる。一方、中央部４５の最後端向き面４５ｅは後端側セパレータ９５の挿通孔９５ｈの内壁に係止して保持されるので軸線Ｏ方向にはブレが少ない。これは、リード線接続部４７が後端側セパレータ９５の後端に突出した場合も同様である。
又、先端部４３は、先端側端子金具２０，３３の接続部２３、３３にそれぞれ嵌挿されて保持されており、その先端側端子金具２０，３３は先端側セパレータ９０に保持されている。従って、先端部４３は先端側セパレータ９０に間接的に保持されることになる。さらに、先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５とは凸部９５ｐを介して接している。又、リード線接続部４７よりも後端側に引き出されたリード線１４６はグロメット１７０により保持される。
従って、先端部４３及びリード線１４６は、リード線接続部４７（の特に先端側）及び中央部４５に比べ、径方向のブレが少ない。

これにより、ブレが大きなリード線接続部４７と中央部４５との間の後端側頸部４１に応力が集中し、特に中央部４５寄りの第１接続部Ｊ１側に応力が集中することで、この第１接続部Ｊ１が破断したり折曲がり易くなる。
そこで、この第１接続部Ｊ１の周長Ｃ１を、周長Ｃ２に比べて相対的に長くすることで、第１接続部Ｊ１の強度が向上すると共に、応力を第２接続部Ｊ２側にも分担させ、第１接続部Ｊ１の破損を抑制することができる。

なお、第１接続部Ｊ１、第２接続部Ｊ２は、通常は後端側頸部４１から径方向にほぼ水平に急激に幅が広がって中央部４５やリード線接続部４７となる部位であるが、例えば後端側頸部４１からリード線接続部４７に向かってテーパ状に滑らかに幅が広がる場合は、上述のように断面積Ｓ１が断面積Ｓ３の７０％となる部位とみなす。
又、後端側頸部４１に第２接続部Ｊ２よりも軸線方向に直交する断面積が小さくなるような切欠き、凹みがあると、その部位に応力が集中するため、後端側頸部４１には第２接続部Ｊ２よりも上記断面積が小さくなるような部分は設けない。つまり、第２接続部Ｊ２は、後端側頸部４１において最も上記断面積が小さくなる部分である。

又、上述のように、第１接続部Ｊ１の応力集中を抑制した場合、次に第２接続部Ｊ２に応力が掛かることになる。そこで、第２接続部Ｊ２の周長Ｃ２を、リード線接続部４７の最大周長Ｃ３の３０〜５０％とすると、第２接続部Ｊ２の強度が向上し、第２接続部Ｊ２の破損を抑制することができる。
周長Ｃ２が最大周長Ｃ３の３０％未満であると第２接続部Ｊ２の強度が十分に向上しない場合がある。周長Ｃ２が最大周長Ｃ３の５０％を超えると、リード線接続部４７を加締める際、リード線接続部４７が縮径するのに第２接続部Ｊ２が引っ張られ、第２接続部Ｊ２が割れる場合がある。又、Ｃ１＞Ｃ２の関係から周長Ｃ１をさらに長くする必要が生じ、以下のように最後端向き面４５ｅの合計周長Ｃ５が短くなって最後端向き面４５ｅが後端側セパレータ９５に係止され難くなるおそれがある。

又、本実施形態ではＣ１＞Ｃ２とするが、中央部４５の最大周長Ｃ４に対し、周長Ｃ１と、最後端向き面４５ｅの合計周長Ｃ５とは、Ｃ４≒Ｃ１＋Ｃ５となるので、Ｃ１とＣ５はトレードオフの関係にある。つまり、周長Ｃ１を長くすると、その分、合計周長Ｃ５が短くなり、最後端向き面４５ｅが後端側セパレータ９５の先端向き面９５ｓに係止され難くなるおそれがある。
そこで、図９に示すように、接点Ｐ１，Ｐ２を規定すると、Ｃ１とＣ５を共に長くすることができ、後端側端子金具４０を後端側セパレータ９５内に確実に保持することができる。
接点Ｐ１，Ｐ２は以下のように規定する。

まず、第１接続部Ｊ１は最後端向き面４５ｅよりも先端Ｆ側に位置し、第１接続部Ｊ１の周方向の両端を通る仮想線（図９では第１接続部Ｊ１を示す破線と同一）を引いた場合に、第１接続部Ｊ１の両端と中央部４５との間には、最後端向き面４５ｅから先端Ｆに向かって仮想線Ｊ１上まで到達する２つの切欠き４０ｃ、４０ｃがそれぞれ後端側頸部４１を挟んで形成されている。
そして、少なくとも一方の切欠き４０ｃと仮想線Ｊ１との接点のうち周方向に最も後端側頸部４１から遠い接点をＰ１とし、最後端向き面４５ｅと切欠き４０ｃとの接点をＰ２とする。このとき、Ｐ２がＰ１よりも周方向に後端側頸部４１側に寄っている。
これにより、切欠き４０ｃの輪郭が後端側で後端側頸部４１側に寄り、接点Ｐ２がＰ１よりも後端側頸部４１側に近付くので、周長Ｃ１を長くしても合計周長Ｃ５が短くならず、Ｃ１、Ｃ５を共に長くすることが可能となる。その結果、後端側端子金具４０を後端側セパレータ９５へ確実に保持することができる。

ところで、最後端向き面４５ｅの合計周長Ｃ５が短くなると、後端側セパレータ９５の先端向き面９５ｓとの接触長さが短くなって、後端側端子金具４０の後端側セパレータ９５内への保持力が低下する可能性がある。
そこで、合計周長Ｃ５を、最大周長Ｃ４の５０％以上とすると好ましい。

なお、図９、図１０の例では、接点Ｐ２付近の中央部４５は、軸線Ｏ方向に向かって所定幅の片部４５ｗとして構成されている。これにより、接点Ｐ２付近でも最後端向き面４５ｅが十分な強度を有するので、後端側端子金具４０を後端側セパレータ９５内により確実に保持することができる。
これに対し、図１１の変形例では、接点Ｐ２付近の中央部４５は、接点Ｐ２に向かって尖る突出部４５ｐとして構成されている。この場合、接点Ｐ２付近の中央部４５が軸線Ｏ方向に向かって十分な幅を持たず、接点Ｐ２付近で最後端向き面４５ｅの強度が低下して変形するおそれがある。このため、接点Ｐ２付近では最後端向き面４５ｅが端側セパレータ９５の先端向き面９５ｓに係止し難くなり、後端側セパレータ９５内への保持力が図９の例より低下する可能性がある。但し、図１１の例も本発明から排除されるものではない。
なお、図１１の例では、切欠き４０ｃは仮想線Ｊ１に向かって先端が円弧になっており、切欠き４０ｃと仮想線Ｊ１との接点は、この円弧が仮想線Ｊ１と接する１点のみとなる。従って、この接点をＰ１とする。

又、そもそも後端側頸部４１は、中央部４５及びリード線接続部４７に比べて狭幅で強度も低い。そこで、図９、図１０に示すように、後端側頸部４１に軸線Ｏ方向に延びるリブ４１Ｌを設けると、後端側頸部４１の強度が向上して、後端側端子金具４０の破損をさらに抑制できる。
このリブ４１Ｌは、少なくとも第１接続部Ｊ１を跨ぐようにする。これにより、応力が集中する第１接続部Ｊ１の強度をさらに向上できる。
又、図１０に示すように、リブ４１Ｌが後端側頸部４１の径方向内側に凹んで外側に突出しないようにすると、リブ４１Ｌが後端側セパレータ９５の挿通孔９５ｈと干渉しないので好ましい。なお、「径方向内側」とは、リブ４１Ｌから後端側端子金具４０の中央部４５の軸心へ向かう方向である。

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。
端子金具やセパレータの形状等は上記実施形態に限定されない。セパレータは先端側セパレータと後端側セパレータの２分割でなく、１個であってもよい。
端子金具は円筒に限らず、四角筒等の角筒でもよい。又、筒は完全に閉じられずに、筒の少なくとも一部（例えばＣ字）であってもよい。
又、ガスセンサとしては、ＮＯｘセンサの他、酸素センサ、全領域ガスセンサが挙げられる。

１ガスセンサ
１０センサ素子
１１ａ電極部（電極パッド）
４０端子金具（後端側端子金具）
４０ｃ切欠き
４１頸部（後端側頸部）
４１Ｌリブ
４３先端部
４５中央部
４５ｅ中央部の最後端向き面
４７リード線接続部
９０セパレータ（先端側セパレータ）
９５セパレータ（後端側セパレータ）
９５ｓセパレータの先端向き面
１４６リード線
１７０弾性部材（グロメット）
Ｏ軸線
Ｓ１頸部の軸線方向に直交する断面積
Ｓ２中央部の軸線方向に直交する断面積
Ｓ３リード線接続部の軸線方向に直交する断面積
Ｊ１第１接続部（仮想線）
Ｊ２第２接続部

Claims

軸線方向に延び、後端側の表面に電極部を有するセンサ素子と、
前記軸線方向に延び、前記電極部に電気的に接続される端子金具と、
前記端子金具を保持すると共に、前記センサ素子の後端側に配置される筒状のセパレータと、
前記端子金具の後端側に接続されて前記セパレータの後端側へ引き出されるリード線と、
前記セパレータの後端側から引き出された前記リード線を保持する弾性部材と、
を備えたガスセンサであって、
前記端子金具は、先端側から順に、前記電極部に電気的に接続される先端部と、中央部と、前記リード線に接続されるリード線接続部とを一体に有し、前記先端部又は前記中央部は前記セパレータに直接又は間接的に保持され、
前記中央部と前記リード線接続部とは、前記中央部及び前記リード線接続部よりも前記軸線方向に直交する断面積が小さい頸部を介して一体に接続され、
かつ、前記中央部の最後端向き面が前記セパレータの先端向き面に係止され、
前記中央部と前記頸部との第１接続部の周長Ｃ１が、前記リード線接続部と前記頸部との第２接続部の周長Ｃ２よりも長くなっていることを特徴とするガスセンサ。
前記頸部が後端に向かって径方向内側へ傾いていることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
前記第１接続部は前記最後端向き面よりも先端側に位置し、
前記第１接続部の周方向の両端を通る仮想線を引いた場合に、前記第１接続部の前記両端と前記中央部との間には、前記最後端向き面から先端に向かって前記仮想線上まで到達する２つの切欠きがそれぞれ形成され、
少なくとも一方の前記切欠きと前記仮想線との接点のうち前記周方向に最も前記頸部から遠い接点をＰ１とし、前記最後端向き面と前記切欠きとの接点をＰ２としたとき、Ｐ２がＰ１よりも前記周方向に前記頸部側に寄っていることを特徴とする請求項２に記載のガスセンサ。
前記頸部には、前記軸線方向に延びると共に、少なくとも前記第１接続部を跨ぐリブが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスセンサ。
前記リブが前記頸部の径方向内側に凹んでいることを特徴とする請求項４に記載のガスセンサ。