JP5155249B2

JP5155249B2 - センサ

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Publication number: JP5155249B2
Application number: JP2009128878A
Authority: JP
Inventors: 誠久米; 聡石川
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: JP2010276452A

Description

本発明は、センサ素子の後端をセパレータに収容した構成を有し、特定ガス成分の濃度を検出するガスセンサや温度センサ等のセンサに関する。

自動車エンジン等の内燃機関の燃費向上や燃焼制御を行うガスセンサとして、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサや空燃比センサが知られている。又、温度測定用のサーミスタをセンサ素子先端に設けた温度センサ（サーミスタセンサ）が知られている。
図９に示すように、これらの（ガス）センサ２００は、特定ガスの濃度検出を行うセンサ素子１０を主体金具２に保持し、センサ素子１０の後端側の表面に配置された電極取出部（電極パッド）１０ｅを筒状のセラミック製セパレータ７で囲んでいる。このセパレータ７はセンサ素子１０の挿通孔を有し、この挿通孔に連通して複数の端子金具６０、６１をそれぞれ収容する空孔が設けられている。そして、それぞれ仕切られた空孔に各端子金具６０、６１が絶縁を確保して取付けられ、端子金具６０、６１がセンサ素子１０の各電極パッド１０ｅにそれぞれ電気的に接続されている。さらに、セパレータ７よりも後端側には、後部セパレータ８、ゴム製のグロメット５がそれぞれ配置されており、セパレータ７、後部セパレータ８、グロメット５が金属製の外筒９に覆われている。

このセパレータ７をセンサ本体２００に取り付ける方法として、以下の方法が提案されている（特許文献１）。まず、セパレータ７、セラミック製の後部セパレータ８、ゴム製のグロメット５を金属製の外筒９で覆い、外筒９の先端側にセパレータ７を保持する保持金具９ｂを取付る。保持金具９ｂは金属製で略円筒状をなし、その後端縁から内面に向かって折り返した長片を複数有している。この長片がセパレータ７に設けられた顎部７ｂに係止してセパレータ７を保持すると共に、長片の弾性力によって外筒９に加えられた衝撃がセパレータ７に直接伝わらないようになっている。
セパレータ７内の端子金具６０、６１から後端に突出する圧着部６５、６６は加締められてそれぞれリード線６８、６９に接続され、圧着部６５、６６は後部セパレータ８のそれぞれ別個の貫通孔に収容されて絶縁が確保される。さらに、後部セパレータ８から引き出された各リード線６８、６９を、グロメット５のそれぞれ別個の貫通孔に通して外部に引き出す。
最後に外筒９の後端側を加締めることにより、グロメット５がセパレータ７に向かって押圧され、グロメット５と保持金具９ｂとの間でセパレータ７が保持される。なお、外筒９は主体金具２後端側に加締め接合、レーザ接合等により接続される。

特開２００８−１１６２７３号公報

しかしながら、ゴム製のグロメット５が経年変化すると弾力が低下し、押圧力が弱くなってセパレータ７の保持力が低下する場合がある。この場合、セパレータ７が後端側に動き、端子金具６０、６１と各電極パッド１０ｅとの接続に影響を与えるおそれがある。
そこで、本発明は、センサ素子の電極取出部を囲むセパレータを長期間にわたって安定して確実に保持することができるセンサの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のセンサは、先端側に検出部を有すると共に、後端側に電極取出部を有するセンサ素子と、前記センサ素子の外周面を囲む筒状の主体金具と、前記センサ素子が挿通されて前記センサ素子の前記電極取出部よりも先端側で前記主体金具の内側にて保持されると共に、後端向き面が表出するスリーブと、後端向き面とこれより先端側の先端向き面とを有し、前記センサ素子の前記電極取出部を囲むと共に前記主体金具と離間する筒状のセパレータと、前記セパレータと離間しつつこれを覆い前記主体金具に接続される筒状の外筒と、前記外筒に固定され前記後端向き面に弾性的に係止される金属製の第１係止具と、前記外筒に固定され前記先端向き面に弾性的に係止される金属製の第２係止具と、を備え、前記セパレータの先端向き面が前記スリーブの後端向き面と離間している。
このようにすると、セパレータを先後方向にそれぞれ第１係止具と第２係止具とによって挟むようにして保持するため、セパレータを長期間にわたって安定して確実に外筒内に保持することができる。従って、例えば、ゴム等の弾性体からなるグロメットが経年変化して弾力が低下し、セパレータを上から押す圧力が弱まっても、セパレータの保持力が低下せず、セパレータが後端側に動いて電極取出部と外部端子との電気的接続に影響を与えることがない。

前記第１係止具と前記第２係止具とが一体の保持金具をなしてよい。
このようにすると、１つの金属素材から第１係止具と第２係止具を一度に作製することができ、生産性の向上や部品点数の低減が図られる。

前記セパレータは、先端側に配置される先端側セパレータと該先端側セパレータよりも後端側に配置される後端側セパレータとからなり、前記先端側セパレータには、前記先端向き面が設けられており、前記後端側セパレータには、前記後端向き面が設けられていてもよい。
このようにすると、センサ素子の電極取出部に接触する端子の形状が複雑であっても、２つのセパレータ内の貫通孔に容易に収容でき、それぞれの端子の絶縁が確保される。その上、先端側セパレータに先端向き面を設け、且つ後端側セパレータに、後端向き面を設けることで、先端側セパレータ及び後端側セパレータの両方を第１係止具と第２係止具とによって挟むようにして保持するため、先端側セパレータ及び後端側セパレータの両方を長期間にわたって安定して確実に外筒内に保持することができる。

前記第1係止具と前記第２係止具との少なくとも一方が、前記セパレータの本体部から径方向に突出する鍔部に設けられた前記後端向き面、又は／及び前記先端向き面に係止されていてもよい。
このようにすると、後端向き面や先端向き面を容易に形成することができ、第１係止具や第２係止具を鍔部に容易かつ確実に係止することができる。

この発明によれば、センサ素子の電極取出部を囲むセパレータを長期間にわたって安定して確実に保持することができる。

本発明の第１の実施形態に係るセンサの長手方向に沿う断面図である。セパレータ、第１係止具及び第２係止具の構成を示す斜視図である。セパレータを第１係止具及び第２係止具に係止させる工程を示す図である。本発明の第２の実施形態に係るセンサの長手方向に沿う断面図である。保持金具の構成を示す斜視図である。セパレータ及び後部セパレータを保持金具に係止させる工程を示す図である。セパレータの下面係止部及び上面係止部の変形例を示す工程図である。第２の実施形態における第１係止具と第２係止具の変形例を示す図である。従来のセンサの長手方向に沿う断面図である。

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の実施形態に係るセンサ（ＮＯｘセンサ）１の先後方向に沿う断面図を示す。なお、図１の下側（センサ素子１０の検出部１０ａが位置する側）を「先端側」と称し、上側（センサ素子１０の電極取出部（電極パッド）１０ｅが位置する側）を「後端側」と称する。
センサ１は、センサ素子１０を組み付けたアッセンブリである。センサ１は、先後方向（図１の上下方向）に延びる板状のセンサ素子１０と、自動車エンジンの排気管に固定される主体金具２とを備えている。主体金具２は略円筒状をなし、排気管に固定されるためのねじ部２４が外表面に形成される一方、内孔２５を有し、内孔２５から径方向内側に突出する棚部２ｐを先端側に有している。そして、主体金具２はセンサ素子１０を内孔２５内に収容すると共に、センサ素子１０の先端側に設けられた検出部１０ａと後端側に設けられた電極パッド１０ｅをそれぞれ主体金具２から突出させた状態で、センサ素子１０を保持している。また、主体金具２の内周面とセンサ素子１０の外周面との間には、センサ素子１０の外周面を囲む環状セラミック製の保持部材２１、粉末充填材（滑石リング）２２、２３、およびセラミック製のスリーブ３０がこの順に検出部１０ａ側から積層されている。そして、主体金具２の後端部２ａを加締めてスリーブ３０を先端側に押し付けることにより、保持部材２１が棚部２ｐに係止されつつ滑石リング２２，２３が押し潰れて内孔２５内に充填され、センサ素子１０が主体金具２内の所定位置にしっかりと固定される。滑石リング２２，２３としては、滑石（セラミック粉末）、ガラス（ケイ酸ガラスまたはケイ酸塩ガラス等のケイ酸化合物）を挙げることができる。又、保持部材２１やスリーブ３０の内面と外面に上記滑石やガラス等を配してもよい。
なお、保持部材２１及び滑石リング２２は金属カップ２０を介して主体金具２の内孔２５内に収容されている。

また、主体金具２の先端側外周には、センサ素子１０の検出部１０ａを覆う金属製の外部プロテクタ４および内部プロテクタ３が取り付けられている。
なお、この例ではセンサ素子１０は、酸素ポンプセルやＮＯｘ検知セル等を有するＮＯｘセンサ素子であるが、ＮＯｘセンサ素子の構成は公知のものを用いることができる。つまり、酸素ポンプセルやＮＯｘ検知セルは、それぞれ固体電解質層表面に一対の電極を配置した構成になっていて、又、セルを活性化させるためのヒータや、固体電解質層を保護するための絶縁層（アルミナ等）が積層されている。

一方、センサ素子１０の後端側に設けられた電極パッド１０ｅは、円筒状のセラミック製セパレータ７０で囲まれている。後述するように、セパレータ７０は、センサ素子１０の挿通孔７０ｈ（図２参照）を有すると共に、この挿通孔７０ｈに連通して複数の端子金具６０、６１をそれぞれ収容する空孔７１ｈ、７２ｈ（図２参照）を有している。そして、それぞれ仕切られた空孔７１ｈ、７２ｈに各端子金具６０、６１が絶縁を確保して取付けられ、端子金具６０、６１がセンサ素子１０の各電極パッド１０ｅにそれぞれ電気的に接続されている。
セパレータ７０の後端には、セラミック製の後部セパレータ８０、ゴム製のグロメット５がこの順で同軸に積層され、全体が金属製の外筒９０に覆われている。外筒９０の先後方向中央付近には、セパレータ７０を保持する第２保持金具（第２係止具）９０ｂが加締め固定されている。後述するように、保持金具９０ｂは金属製で略円筒状をなし、その後端縁から内面に向かって折り返した長片９０ｓを複数（この例では６個）有している。又、外筒９０の後端側にも、同様にセパレータ７０を保持する第１保持金具（第１係止具）９０ａが加締め固定されている。後述するように、保持金具９０ａも金属製で略円筒状をなし、その先端縁から内面に向かって折り返した長片９０ｔを複数（この例では６個）有している。

そして、端子金具６０、６１に接続し、セパレータ７０内から後端側に突出する圧着部６５、６６がリード線６８、６９を加締めてそれぞれリード線６８、６９と接続している。この、圧着部６５、６６は後部セパレータ８０のそれぞれ別個の貫通孔８０ｈ（図２参照）に収容され、絶縁が確保されている。さらに、後部セパレータ８０から引き出された各リード線６８、６９は、グロメット５のそれぞれ別個の貫通孔を通されて外部に引き出されている。
さらに、外筒９０の後端側が加締められ、グロメット５が外筒９０内に保持されている。このようにして内部にセパレータ７０、後部セパレータ８０、グロメット５を保持した外筒９０は、主体金具２の後端側に嵌合され、嵌合部を全周溶接して両者が接続される。

次に、図２を参照し、セパレータ７０、第１係止具９０ａ及び第２係止具９０ｂの構成について説明する。
図２に示すように、セパレータ７０は、先端側に本体部７０ｃが設けられると共に、後端側には、本体部７０ｃから拡径するように突出する鍔部７０ｄが設けられている。なお、本体部７０ｃと鍔部７０ｄとは、先端に向かって縮径する先端向き面７０ｂ（テーパー面）により繋がっている。又、セパレータ７０の後端面は中心が段状に凹み、段部から外周縁までが環状の隆起部７０ｅを形成している。この中心凹部には、後部セパレータ８０が嵌合される。また、上記隆起部７０ｅの後端面が後端向き面７０ａを形成している。なお、セパレータ７０の隆起部７０ｅは、鍔部７０ｄの一部である。

そして、第２係止具９０ｂの長片９０ｓが先端向き面７０ｂに係止すると共に、第１係止具９０ａの長片９０ｔが後端向き面７０ａに係止する。これにより、セパレータ７０が先端側と後端側の上下で先後方向に挟まれて保持される。又、各長片９０ｓ、９０ｔの弾性力により、外筒９０に加えられた衝撃がセパレータ７０に直接伝わらないようになっている。

セパレータ７０の中央にはセンサ素子１０を挿通する矩形の挿通孔７０ｈが軸方向に貫通し、さらに挿通孔７０ｈに連通して複数の空孔７１ｈ、７２ｈが軸方向に貫通している。具体的には、挿通孔７０ｈの各長辺の両端からセパレータ７０の径方向外側に向かって２つの空孔７２ｈが連通し、挿通孔７０ｈの各長辺の中心位置には２つの空孔７２ｈに挟まれて空孔７１ｈが連通している。又、隣接する空孔７１ｈと空孔７２ｈの間には仕切り壁が設けられている。
そして、空孔７１ｈに短冊状の端子金具６０が嵌装され、空孔７２ｈに短冊状の端子金具６１が嵌装され、空孔７１ｈと空孔７２ｈの間の仕切り壁によって個々の端子金具６０、６１の絶縁が図られている。各端子金具６０、６１は先端で内側に折り返され、折り返し部分がセンサ素子１０の各電極パッド１０ｅに対向するようになっている。一方、各端子金具６０、６１の後端側はセパレータ７０の後端から突出する圧着部６５、６６になっている。

一方、センサ素子１０後端の対向する表裏面には、それぞれ３つの電極パッド１０ｅ（１０ｅ１、１０ｅ２）が露出している（図２では片面の電極パッド１０ｅのみ表示）。電極パッド１０ｅは、センサ素子１０を構成する酸素ポンプセルやＮＯｘ検知セル等の各電極に接続され、又はセンサ素子１０に積層されたヒータの抵抗体等に接続されている。そして、各端子金具６０、６１の対向する折り返し部分の間にセンサ素子１０の後端側を挿入すると、折り返し部分が弾性力によって電極パッド１０ｅに押し付けられ、各端子金具６０、６１と電極パッド１０ｅが電気的に接続される。
なお、３つの電極パッドのうち、１つの電極パッド１０ｅ１はセンサ素子１０の中心線上に位置すると共に、他の２つの電極パッド１０ｅ２より後端側に位置している。又、他の２つの電極パッド１０ｅ２はこの中心線から両端に離れて位置している。そして、電極パッド１０ｅ１は端子金具６０に接続され、２つの電極パッド１０ｅ２は２つの端子金具６１にそれぞれ接続されている。このため、端子金具６０の折り返し部分は端子金具６１の折り返し部分より後端側に配置し、端子金具６０が電極パッド１０ｅ１に対向するようにしている。

また、後部セパレータ８０には、セパレータ７０の後端から突出する端子金具６０、６１の圧着部６５、６６をそれぞれ別個に収容する６個の貫通孔８０ｈが同心円上に設けられている。

以上のように、本発明の第１の実施形態に係るセンサによれば、セパレータ７０を先後方向にそれぞれ第１係止具９０ａと第２係止具９０ｂとによって挟むようにして保持するため、セパレータ７０を長期間にわたって安定して確実に外筒９０内に保持することができる。従って、例えば、ゴム等の弾性体からなるグロメット５が経年変化して弾力が低下し、セパレータ７０を上から押す圧力が弱まっても、セパレータ７０の保持力が低下せず、セパレータ７０が後端側に動いて端子金具６０、６１と各電極パッド１０ｅとの電気的接続に影響を与えることがない。
なお、第１の実施形態においては、第１係止具９０ａと第２係止具９０ｂとによって挟まれて保持されるセパレータ（第１の実施形態においてはセパレータ７０）が特許請求の範囲の「セパレータ」に相当し、各係止具９０ａ、９０ｂで挟持されない後部セパレータ８０はこれに該当しない。

次に、図３を参照し、セパレータ７０を第１係止具９０ａ及び第２係止具９０ｂに係止させる工程について説明する。
まず、予めセパレータ７０、後部セパレータ８０、グロメット５に端子金具６０、６１及びリード線６８、６９を挿通する。なお、セパレータ７０の外周に、第２係止具９０ｂを配置し、第２係止具９０ｂをセパレータ７０の先端向き面７０ｂに当接させておく。また、後部セパレータ８０の外周に、第１係止具９０ａを配置し、第１係止具９０ａをセパレータ７０の後端向き面７０ａに当接させておく。そして、外筒９０を、セパレータ７０、後部セパレータ８０、第１係止具９０ａ、第２係止具９０ｂ、グロメット５を覆うように被せる（図３（ａ））。なお、グロメット５の鍔部を外筒９０の段部に当接するように被せる。次に、セパレータ７０の先端向き面７０ｂを第２係止具９０ｂに当接させつつ、第２係止具９０ｂに対応する外筒９０の位置Ａを径方向内側に加締めることで、セパレータ７０を第２係止具９０ｂにより係止させる（図３（ｂ））。

次に、外筒９０の先端部を、センサ素子１を保持した主体金具２の後端側に嵌合し、嵌合部を溶接する（なお、センサ素子１及び主体金具２等は図示せず）。
その後、グロメット５に対応する外筒９０の後端側の位置Ｂを径方向内側に加締めると、グロメット５がセパレータ７０に向かって後部セパレータ８０を押圧し、後部セパレータ８０が外筒９０内に固定される（図３（ｃ））。
次に、第１係止具９０ａに対応する外筒９０の位置Ｃを径方向内側に加締めると、第１係止具９０ａが上からセパレータ７０の後端向き面７０ａに当接し、これによりセパレータ７０が第１係止具９０ａと第２係止具９０ｂとで上下から挟まれて外筒９０内に保持される（図３（ｄ））。

図４は、本発明の第２の実施形態に係るセンサ（ＮＯｘセンサ）１Ｂの先後方向に沿う断面図を示す。なお、第２の実施形態に係るセンサ１Ｂにおいて、第１の実施形態に係るセンサ１と同一の構成部分については同一符号を付して説明を省略する。
図４において、センサ素子１０の後端側の電極パッド１０ｅは、円筒状のセラミック製セパレータ（以下、「先端側セパレータ」という）７１で囲まれている。先端側セパレータ７１はセパレータ７０と同様にセンサ素子１０の挿通孔を有すると共に、この挿通孔に連通して複数の端子金具６０、６１をそれぞれ収容する空孔を有している。そして、それぞれ仕切られた空孔に複数の端子金具６０、６１が絶縁を確保して取付けられ、端子金具６０、６１がセンサ素子１０の各電極パッド１０ｅにそれぞれ電気的に接続されている。

先端側セパレータ７１の後端には、セラミック製の後端側セパレータ８１、ゴム製のグロメット５がこの順で同軸に積層され、全体が金属製の外筒９１に覆われている。外筒９１の先後方向中央付近には、セパレータ７１を保持する保持金具（第１係止具及び第２係止具とが一体化したもの）９１ａが加締め固定されている。保持金具９１ａは、図５に示すように、金属製で略円筒状をなし、先端縁から内面に向かうにつれてやや後端に向かって折り返された６個の長片９１ｓを有している。また、保持金具９１ａは、保持金具９１ａの後端側の側壁が等間隔で６箇所コの字状に切り抜かれ（図５では２個のみ図示）、切り抜き部分が内側に向かい、かつやや先端に向かって折り曲げられた長片９１ｔを有している。

又、端子金具６０、６１に接続し、セパレータ７０内から後端側に突出する圧着部６５、６６がリード線６８、６９を加締めてそれぞれリード線６８、６９と接続している。この圧着部６５、６６は後端側セパレータ８１のそれぞれ別個の貫通孔に収容され、絶縁が確保されている。さらに、後端側セパレータ８１から引き出された各リード線６８、６９は、グロメット５のそれぞれ別個の貫通孔を通されて外部に引き出されている。
さらに、外筒９１の後端側が加締められ、グロメット５が先端側セパレータ７１に向かって押圧されている。このようにして内部に先端側セパレータ７１、後端側セパレータ８１、グロメット５を保持した外筒９１が、主体金具２の後端側に嵌合され、嵌合部を全周溶接して両者が接続される。なお、保持金具９１ａを外筒９１に固定するため、予め外筒９１の軸方向中央付近が加締められ、この加締め部付近で外筒９１の内面がわずかに先端側セパレータ７１に接することがあるしているが、この部分で外筒９１と先端側セパレータ７１が固定されているわけではない。従って、このように単に両者が接していて固定されていない場合も含め、「外筒とセパレータとが離間している」という。

先端側セパレータ７１は、先端側に先端部７１ｃが設けられると共に、後端側には、先端部７１ｃから拡径するように突出する鍔部７１ｄが設けられている。なお、先端部７１ｃと鍔部７１ｄとは、先端に向かって縮径する先端向き面７１ｂ（テーパー面）により繋がっている。

一方、後端側セパレータ８１は、後端側に後端部８１ｃが設けられると共に、先端側には、後端部８１ｃから拡径するように突出する鍔部８１ｄが設けられている。なお、後端部８１ｃと鍔部８１ｄとは、後端に向かって先細る後端向き面８１ａ（テーパー面）により繋がっている。又、先端側セパレータ７１の後端面と後端側セパレータ８１の先端面とが接している。
そして、先端向き面７１ｂに長片９１ｓの折り返した先端が係止され、後端向き面８１ａに長片９１ｔの先端が係止され、先端側セパレータ７１と後端側セパレータ８１の両者が保持金具９１ａによって先後方向に挟まれて保持される。

以上のように、本発明の第２の実施形態に係るセンサによれば、先端側セパレータ７１と後端側セパレータ８１との結合体を先後方向上下から保持金具（第１係止具及び第２係止具とが一体化したもの）９１ａによって挟むようにして保持するため、先端側セパレータ７１及び後端側セパレータ８１を長期間にわたって安定して確実に外筒９１内に保持することができる。従って、例えば、ゴム等の弾性体からなるグロメット５が経年変化して弾力が低下し、先端側セパレータ７１と後端側セパレータ８１とを上から押す圧力が弱まっても、先端側セパレータ７１と後端側セパレータ８１の保持力が低下せず、先端側セパレータ７１と後端側セパレータ８１が後端側に動いて端子金具６０、６１と各電極パッド１０ｅとの電気的接続に影響を与えることがない。

次に、図６を参照し、先端側セパレータ７１及び後端側セパレータ８１を保持金具９１ａに係止させる工程について説明する。
まず、予め先端側セパレータ７１、後端側セパレータ８１、グロメット５に端子金具６０、６１及びリード線６８、６９を挿通する。その後、保持金具９１ａの後端側から先端側に向かって先端側セパレータ７１、後端側セパレータ８１、グロメット５を挿入する。この際、先端側セパレータ７１及び後端側セパレータ８１が保持金具９１ａの長片９１ｔを先端側へ押し下げることになる。

この状態でさらに先端側セパレータ７１、後端側セパレータ８１、グロメット５を保持金具９１ａの先端側へ挿入すると、先端側セパレータ７１の先端向き面７１ｂが保持金具９１ａの長片９１ｓ先端に当接し、先端側セパレータ７１が保持金具９１ａに係止される（図６（ａ））。
さらに、このとき、先端側へ押し下げられた保持金具９１ａの長片９１ｔが後端向き面８１ａを通過すると、この後端向き面８１ａに沿って長片９１ｔが弾性力でもとの位置（外筒９１の内側へ向かって張り出した位置）へ戻り、長片９１ｔの先端が後端向き面８１ａに当接して後端側セパレータ８１を保持する。

そして、外筒９１を、先端側セパレータ７１、後端側セパレータ８１、グロメット５、保持金具９１ａを覆うように被せる（図６（ｂ））。なお、グロメット５の鍔部を外筒９１の段部に当接するように被せる。次に、保持金具９１ａに対応する外筒９１の位置Ｄを径方向内側に加締める。（図６（ｃ））。

このようにして、先端側セパレータ７１及び後端側セパレータ８１が保持金具９１ａ（第１係止具と第２係止具とを兼用）で上下から挟まれて外筒９１内に保持されることになる。
次に、外筒９１の先端部を、センサ素子１を保持した主体金具２の後端側に嵌合し、嵌合部を溶接する（なお、センサ素子１及び主体金具２等は図示せず）。
その後、グロメット５に対応する外筒９１の後端側の位置Ｅを径方向内側に加締めると、グロメット５が先端側セパレータ７１に向かって後端側セパレータ８１を押圧する（図６（ｄ））。

図７は、セパレータの先端向き面及び後端向き面の変形例を示す。図７において、円筒状の先端側セパレータ７２の先端面から後端側に向かい、先端側セパレータ７２の側壁に沿って２つの溝が削られ、（図７では１つのみ表示）、この溝は先端側セパレータ７２の先後方向の所定深さまで削られている。そして、溝の底面７２ｂが先端側セパレータ７２の先端側に向いており、この底面７２ｂが先端向き面７２ｂになっている。
同様に、筒状の後端側セパレータ８２の後端面から先端に向かい、後端側セパレータ８２の側壁に沿って２つの溝が削られ、この溝は後端側セパレータ８２の先後方向の所定深さまで削られている。そして、溝の底面８２ａが後端側セパレータ８２の後端側に向いており、この底面８２ａが後端向き面８２ａになっている。
そして、後端向き面８２ａ及び先端向き面７２ｂに、所定の第１係止具と第２係止具とをそれぞれ係止させることで、先端側セパレータ７２及び後端側セパレータ８２が上下から挟まれて外筒９０内に保持されることになる。
なお、図７の例では、後端向き面８２ａ自体及び先端向き面７２ｂ自体は、後端側セパレータ８２や先端側セパレータ７２の外周から径方向に突出した鍔部７０ｄ、７１ｄ、８１ｄに設けられていないが、後端向き面８２ａ及び先端向き面７２ｂを形成することができる。

図８は、第２の実施形態における第１係止具と第２係止具の変形例を示す。第２の実施形態においては、第１係止具と第２係止具とを一体化させた１つの保持金具９１ａを用いたが、図８の変形例では、第１係止具９３ａと第２係止具９３ｂの２つの部材からなっている（図８（ａ）。第１係止具９３ａは、第２の実施形態の長片９１ｔと同様に、金属製で略円筒状をなすと共に、後端側の側壁が等間隔で６箇所コの字状に切り抜かれ、切り抜き部分が内側に向かい、かつ先端に向かって折り曲げられた長片９３ｔを有している。又、第２係止具９３ｂは、第２の実施形態の長片９１ｓと同様に、金属製で略円筒状をなし、先端縁から内面に向かうにつれて後端に向かって折り返された６個の長片９３ｓを有している。

そして、第１係止具９３ａと第２係止具９３ｂの組み付けは次のように行われる。
まず、予め先端側セパレータ７１、後端側セパレータ８１、グロメット５に端子金具６０、６１及びリード線６８、６９を挿通する。その後、第２係止具９３ｂを先端側セパレータ７１の先端側から挿入し、先端側セパレータ７１の先端向き面７１ｂに第２係止具９３ｂの長片９３ｓを当接させる。（図８（ａ））。

この状態で、第１係止具９３ａを後端側セパレータ８１の後端側から挿入し、第１係止具９３の長片９３ｔを後端側セパレータ８１の後端向き面８１ａに当接させる。このとき、第２係止具９３ｂの後端側と第１係止具９３ａの先端側が重なって嵌合されるようになる。そこで、この重なり部を外側から溶接して溶接部Ｗを形成すると、第１係止具９３ａと第２係止具９３ｂが固定され、先端側セパレータ７１及び後端側セパレータ８１が上下から挟まれて第１係止具９３ａ及び第２係止具９３ｂにより保持されることになる（図８（ｂ））。
その後は、第２の実施形態と同様に、外筒９３を、先端側セパレータ７１、後端側セパレータ８１、グロメット５等を覆うように被せ、加締めることで、外筒９３内に、先端側セパレータ７１及び後端側セパレータ８１が保持されることなる（図６（ｂ）〜（ｄ）と同様）。
図８の例でセンサの完成品を見ると、第１係止具９３ａと第２係止具９３ｂが溶接によって一体になっているが、上記したように、センサ製造時には第１係止具９３ａと第２係止具９３ｂとが別体になっている。従って、本発明において「第１係止具と第２係止具とが一体である」とは、第１係止具と第２係止具とが一体形成されたものであるとする。

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７０、７１、７２、セパレータ８０、８１、８２、先端向き面７０ｂ、７１ｂ、７２ｂ、後端向き面７０ａ、７１ａ、７２ａ、第１係止具９０ａ、９３ａ、及び第２係止具９０ｂ、９３ｂ、保持金具９１ａの形状等は上記実施形態に限定されない。又、例えば、第２の実施形態において、保持金具９１ａを第１の実施形態の第１係止具９０ａ及び第２係止具９０ｂと変えてもよい。
又、センサとしては、ＮＯｘセンサの他、Ｏ_２、ＨＣ、Ｈ_２等のガス濃度を測定するためのガスセンサや、温度測定用のサーミスタをセンサ素子先端に設けた温度センサ（サーミスタセンサ）に適用することもできる。
又、センサ素子の電極取出部としては、上記した電極パッドに限られず、例えばサーミスタセンサのセンサ素子後端から突出するリード線であってもよい。この場合、セパレータは単に各リード線を別個に収容する貫通孔を設けたものであればよく、上記した端子金具等が取り付けられている必要はない。

１、１Ｂセンサ
２主体金具
１０センサ素子
１０ａ検出部
１０ｅ電極取出部（電極パッド）
７０、７１、７２、８１、８２セパレータ
７１、７２先端側セパレータ
８１、８２後端側セパレータ
７０ａ、８１ａ、８２ａ後端向き面
７０ｂ、７１ｂ、７２ｂ先端向き面
７０ｄ、７１ｄ、８１ｄ鍔部
９０、９１、９３外筒
９０ａ、９３ａ第１係止具
９０ｂ、９３ｂ第２係止具
９１ａ保持金具（第１係止具及び第２係止具とが一体化したもの）

Claims

先端側に検出部を有すると共に、後端側に電極取出部を有するセンサ素子と、前記センサ素子の外周面を囲む筒状の主体金具と、前記センサ素子が挿通されて前記センサ素子の前記電極取出部よりも先端側で前記主体金具の内側にて保持されると共に、後端向き面が表出するスリーブと、後端向き面とこれより先端側の先端向き面とを有し、前記センサ素子の前記電極取出部を囲むと共に前記主体金具と離間する筒状のセパレータと、前記セパレータと離間しつつこれを覆い前記主体金具に接続される筒状の外筒と、前記外筒に固定され前記後端向き面に弾性的に係止される金属製の第１係止具と、前記外筒に固定され前記先端向き面に弾性的に係止される金属製の第２係止具と、を備えたセンサであって、
前記セパレータの先端向き面が前記スリーブの後端向き面と離間しているセンサ。
前記第１係止具と前記第２係止具とが一体の保持金具をなす請求項１記載のセンサ。
前記セパレータは、先端側に配置される先端側セパレータと該先端側セパレータよりも後端側に配置される後端側セパレータとからなり、前記先端側セパレータには、前記先端向き面が設けられており、前記後端側セパレータには、前記後端向き面が設けられている請求項１又は２記載のセンサ。
前記第1係止具と前記第２係止具との少なくとも一方が、前記セパレータの本体部から径方向に突出する鍔部に設けられた前記後端向き面、又は／及び前記先端向き面に係止される請求項１ないし３のいずれかに記載のセンサ。