JP5220878B2 - ガスセンサ及びその中間部品 - Google Patents

Description

本発明は、筒状のセンサ素子と、そのセンサ素子に嵌合する接続端子と、接続端子の一部が挿入される貫通孔を有するセパレータとを備えたガスセンサ及びその中間部品に関するものである。

従来、被検出ガスの検出を行うセンサ素子を備えたセンサとして、例えば自動車の排気ガスに含まれる酸素の濃度を検出する酸素センサが知られている。
この酸素センサのセンサ素子としては、下記特許文献１、２に記載の様に、有底筒状に形成した固体電解質体の内側に内部電極を備えるとともに、固体電解質体の外側に外部電極を備えたものが知られている。

このようなセンサ素子の後端側には、センサ素子に内嵌して（センサ素子の）内部電極に電気的に接続される内側接続端子が配置されており、この内側接続端子の後端側には、出力取り出し用のリード線が接続されている。なお、センサ素子の内部に、棒状のセラミックヒータが挿入されている場合には、内側接続端子は、このセラミックヒータに外嵌するように取り付けられている。

また、同センサ素子の後端側には、センサ素子に外嵌して（センサ素子の）外部電極に電気的に接続される外側接続端子（アース接続端子）が配置されており、この外側接続端子の後端側には、アース用のリード線が接続されている。

図１３（ａ）に示す様に、上述した外側接続端子Ｐ１は、センサ素子に外側より接触する筒状の外嵌部（詳しくは左右の翼部からなる外嵌部）Ｐ２と、外嵌部Ｐ２の後端（同図上端）から軸方向に伸びる長尺の（リード線が接続される）延長部Ｐ３とから構成されている。

また、図１３（ｂ）に示す様に、内側接続端子Ｐ４は、センサ素子に内側より接触する筒状の内嵌部（詳しくは左右の翼部からなる内嵌部）Ｐ５と、内嵌部Ｐ５の後端から軸方向に伸びる長尺の（リード線が接続される）延長部Ｐ６とから構成されている。

そして、上述した外側接続端子Ｐ１の延長部Ｐ３と内側接続端子Ｐ４の延長部Ｐ６とは、図１３（ｃ）に示す様に、それぞれ円柱状のセパレータＰ７の軸方向に貫通する貫通孔Ｐ８、Ｐ９に貫挿される。

特開２００７−２８５７６９号公報 特開２００８−２８６７３１号公報

上述した酸素センサを製造する場合には、外側接続端子Ｐ１の延長部Ｐ３と内側接続端子Ｐ４の延長部Ｐ６とを、セパレータＰ７の貫通孔Ｐ８、Ｐ９に貫挿して組み立てるので、貫挿する作業の容易さを考慮して、貫通孔Ｐ８、Ｐ９の寸法をある程度余裕を持って設定する必要がある。

ところが、図１３（ｄ）に示す様に、貫通孔Ｐ８、Ｐ９の寸法に余裕を持たせると、外側接続端子Ｐ１や内側接続端子Ｐ４は、周方向において若干の遊びがあることになり、その結果、外側接続端子Ｐ１や内側接続端子Ｐ４の正確な位置決めが難しいという問題があった。

また、上述の様に貫通孔Ｐ８、Ｐ９に余裕を持たせた場合には、図１３（ｅ）に示す様に、外側接続端子Ｐ１や内側接続端子Ｐ４は、中心軸に対して若干径方向（内側や外側）にもずれることがあるので、その点からも位置決めが難しいという問題があった。

特に、近年では、酸素センサを組み立てる際には、セパレータＰ７の貫通孔Ｐ８、Ｐ９に外側接続端子Ｐ１の延長部Ｐ３や内側接続端子Ｐ４の延長部Ｐ６を挿入し、セパレータＰ７と外側接続端子Ｐ１と内側接続端子Ｐ４などを一体の状態（中間部品の状態）にした後に、自動機によって外側接続端子Ｐ１の外嵌部Ｐ２をセンサ素子に外嵌するとともに内側接続端子Ｐ４の内嵌部Ｐ５をセンサ素子に内嵌している。

そのため、外側接続端子Ｐ１や内側接続端子Ｐ４が正確に位置決めされていないと、外側接続端子Ｐ１や内側接続端子Ｐ４をセンサ素子に嵌め込む際に、外側接続端子Ｐ１の外嵌部Ｐ２や内側接続端子Ｐ４の内嵌部Ｐ５が潰れる等の問題が発生することがあり、組み立て作業を好適に行えないことがあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、セパレータに接続端子を正確に位置決めして、好適にガスセンサの組み付けが可能なガスセンサ及びその中間部品を提供することを目的とする。

（１）本発明は、第１態様として、先端側に配置された筒状のセンサ素子と、該センサ素子の後端側に配置されて該センサ素子の電極に接触する接続端子と、前記センサ素子より後端側に配置されて前記接続端子の後端側が挿入される貫通孔を有するセパレータと、を備えたガスセンサの製造の際に用いられるガスセンサの中間部品において、前記セパレータに前記接続端子を一体に組み付けた構成を有し、前記接続端子は、先端側に前記センサ素子に嵌合して前記電極と接触する筒状の嵌合部を備えるとともに、後端側に前記嵌合部から伸びて前記セパレータの貫通孔に嵌挿される延長部を備え、且つ、前記セパレータの先端側の表面には、該先端側に突出する突出部を備えるとともに、前記接続端子の嵌合部が、自身の付勢力によって前記突出部の径方向における側面に固定されていることを特徴とする。

本発明の第１態様では、セパレータの先端側の表面に、先端側に突出する突出部を備えており、この突出部の径方向における側面に、接続端子の嵌合部が、自身の付勢力によって固定されている。

そのため、従来に比べて、セパレータに対する接続端子の位置がずれにくく、接続端子を正確に位置決めすることができる。よって、接続端子をセパレータに組み込んだ中間部品を用いて、例えば自動機を用いてガスセンサの製造（組付け）を行う場合には、接続端子の位置が正確であるので、接続端子のセンサ素子に対する嵌合を確実に行うことができる。

つまり、本発明の第１態様では、中間部品の組付け作業を容易に行うことができるとともに、組付けの際に（接続端子の位置ずれに起因する）接続端子の嵌合部が潰れることを防止でき、嵌合不良にする不良品の発生を抑制することができる。

なお、ここで、「接続端子の嵌合部が突出部の側面に固定されている」とは、嵌合部が突出部の側面の全面に当接して固定されている場合だけではなく、一部が当接しているだけでもよい。つまり、突出部の側面が、ガスセンサの軸方向に対して（径方向の）外側や内側に傾斜し、それによって、突出部の側面の一部のみが嵌合部に当接していてもよい。

（２）本発明は、第２態様として、前記セパレータの先端側の表面に、１又は複数の突出部が形成されていることを特徴とする。
本発明の第２態様は、突出部の構成を例示したものである。例えば突出部を１個設ける場合には、突出部の構成を簡易化することができるとともに、丈夫であるという利点がある。また、突出部を複数個用いる場合には、接続端子の嵌合部の形状（特に複雑な形状の場合）やセパレータの先端側の表面の形状（貫通孔や挿通孔などの配置）に応じて、必要な箇所に必要な個数だけ分散して形成することができる。つまり、各種の嵌合部やセパレータの形状に、容易に対応することができる。

（３）本発明は、第３態様として、前記接続端子が、前記センサ素子に外嵌する接続端子（外側接続端子）である場合には、その嵌合部において、「（突出部に固定前の）接続端子の内径＜突出部の外径＜センサ素子の外径」の条件を満たすことを特徴とする。

この様に設定することにより、接続端子の嵌合部を突出部に外嵌する場合には、嵌合部の内径が突出部の外径より小さいので、嵌合部を広げることによる自身の（内側への）付勢力によって、嵌合部を突出部の外周面に固定することができる。また、嵌合部をセンサ素子に外嵌する場合には、突出部の外径よりセンサ素子の外径が大きいので、嵌合部が広がることにより突出部の固定から解放されて、センサ素子に外嵌することができる。

（４）本発明は、第４態様として、前記接続端子が、前記センサ素子に内嵌する接続端子（内側接続端子）である場合には、その嵌合部において、「センサ素子の内径＜突出部の内径＜（突出部に固定前の）接続端子の外径」の条件を満たすことを特徴とする。

この様に設定することにより、接続端子の嵌合部を突出部に内嵌する場合には、突出部の内径が嵌合部の外径より小さいので、嵌合部を狭めることによる自身の（外側への）付勢力によって、嵌合部を突出部の内周面に固定することができる。また、嵌合部をセンサ素子に内嵌する場合には、突出部の内径よりセンサ素子の内径が小さいので、嵌合部が狭まることにより突出部の固定から解放されて、センサ素子に内嵌することができる。

（５）本発明は、第５態様として、前記接続端子の嵌合部には、該嵌合部を軸方向に沿って切り欠いて該嵌合部を周方向の左右に分離する切り欠きを有することを特徴とする。
本発明の第５態様では、筒状の嵌合部を（軸方向から見て）左右に分離して、片持ちの左右の翼部のようにすることにより、センサ素子に嵌合する際の十分な弾性を確保することができる。また、１枚の金属板を切断して折り曲げることにより、この形状の接続端子を容易に製造することができる。

なお、この形状の接続端子の嵌合部としては、軸方向から見て、湾曲した略Ｃ字形状や、三角形や四角形の多角形の一部が欠けている形状などが挙げられる。
（６）本発明は、第６態様として、前記セパレータの先端側の表面には、前記接続端子の嵌合部の回動方向において前記表面から先端側に突出して、前記嵌合部の回動を防止する回動防止部を備えたことを特徴とする。

本発明の第６態様では、セパレータの先端側の表面に回動防止部を備えているので、接続端子が（例えば周方向に）回動しようとする場合に、その回動を阻止することができる。

なお、回動防止部の形成位置としては、嵌合部の周方向における切り欠き側の先端が挙げられる。
（７）本発明は、第７態様として、前記請求項１〜６のいずれか１項に記載のガスセンサの中間部品が、前記接続端子の嵌合部にて前記センサ素子に嵌合してなることを特徴とするガスセンサである。

このガスセンサを製造する際には、上述した様に、接続端子の位置決めを正確に行うことができるので、接続端子とセンサ素子との嵌合を確実に行うことができる。それにより、中間部品の組み付け作業を容易に行うことができるとともに、（接続端子の位置ずれによる嵌合不良に起因する）不良品の発生を抑制することができる。

実施例１の酸素センサを軸方向に破断した状態を示す説明図である。 センサ素子を示す斜視図である。 （ａ）は外側接続端子を示す斜視図、（ｂ）は内側接続端子を示す斜視図である。 （ａ）はセパレータの正面図、（ｂ）はセパレータの先端側の平面図、（ｃ）はセパレータの一部を破断して示す説明図である。 （ａ）は中間部品を破断して示す説明図、（ｂ）はセパレータの先端側における外側接続端子及び内側接続端子の配置状態を拡大して示す説明図である。 酸素センサを二つの中間組立体に分解した状態を示す説明図である。 酸素センサを二つの中間組立体を組み付ける手順を示す説明図である。 （ａ）は実施例２の酸素センサのセパレータを示す正面図、（ｂ）はそのセパレータの先端側を示す平面図、（ｃ）はセパレータの先端側における外側接続端子及び内側接続端子の配置状態を示す説明図である。 実施例３の酸素センサのセパレータの先端側における外側接続端子及び内側接続端子の配置状態を示す説明図である。 実施例４の酸素センサを軸方向に破断した状態を示す説明図である。 （ａ）は実施例４の酸素センサのセパレータを示す正面図、（ｂ）はそのセパレータの先端側を示す平面図、（ｃ）はセパレータの先端側における外側接続端子及び内側接続端子の配置状態を示す説明図である。 その他のセパレータの先端側を示す平面図である。 従来技術を示し、（ａ）は外側接続端子の斜視図、（ｂ）は内側接続端子の斜視図、（ｃ）はセパレータの先端側の平面図、（ｄ）はセパレータの貫通孔近傍を拡大して示す説明図、（ｅ）は中間部品の先端側を示す説明図である。

以下、本発明が適用される実施例について図面を用いて説明する。

本実施例では、ガスセンサとして、自動車の排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサを例に挙げて説明する。
ａ）まず、本実施例の酸素センサについて、図１及び図２に基づいて説明する。なお、図１及び図２では、酸素センサの先端側が下方側で、後端側が上方側となるように示してある。

図１に示す様に、本実施例の酸素センサ１は、細長で先が閉じられた筒状のセンサ素子３と、センサ素子３の内部に挿入された円柱状のセラミックヒータ５と、センサ素子３が貫挿されて固定される筒状の金属製の主体金具７と、主体金具７の先端側に同軸に取り付けられた筒状の金属製のプロテクタ９と、主体金具７の後端側に同軸に取り付けられた筒状の金属製の外筒１１とを備えている。尚、セラミックヒータ５は、例えばアルミナや抵抗発熱体等から構成されている。

また、前記センサ素子３と主体金具７との間には、センサ素子３の固定とガスシールのために、先端側より、金属製のパッキン１３と、セラミック製の支持部材１５と、滑石粉末からなる充填部材１７と、セラミック製のスリーブ１９と、金属製のガスケット２１とが配置されている。

更に、前記センサ素子３の後端側には、複数の貫通孔２３、２５を有するセラミック製のセパレータ２７と、各貫通孔２３、２５に挿入されて前記センサ素子３との電気的接続を行う金属製の外側接続端子２９及び内側接続端子３１と、外筒１１の後端側を閉塞するフッ素系樹脂製のグロメット３３とが配置されるとともに、グロメット３３を貫いて、外側接続端子２９及び内側接続端子３１に接続されたリード線３５、３７と、セラミックヒータ５に接続されたリード線３９、４１とが配設されている。

なお、このリード線３５〜４１は、酸素センサ１とは離れた位置に設けられる図示外のセンサ制御装置あるいは自動車の電子制御装置（ＥＣＵ）と電気的に接続されている。
以下、主要な各構成について詳細に説明する。

図２に示す様に、前記センサ素子３は、ジルコニアを主成分とする固体電解質体を有底筒状に形成した基体４３を備えている。
この基体４３の内周面には、ほぼ全面にわたって、ＰｔまたはＰｔ合金からなる多孔質状の内側電極（基準電極）４５が形成されている。なお、内側電極４５に前記内側接続端子３１が接触する。

一方、基体４３の外周面の先端側には、ＰｔまたはＰｔ合金からなる多孔質状の外側電極（検出電極）４７が、その全面を覆うように形成されている。そして、外側電極４７から後端側に向けて電極引出部４９が形成され、電極引出部４９と接続して環状電極部５１が形成されている。なお、この環状電極部５１に前記外側接続端子２９が接触する。また、外側電極４７の表面には、排気ガスからの被毒を防止するために、耐熱性セラミックスよりなる多孔質状の電極保護層（図示外）が被覆されている。

図３（ａ）に示す様に、前記外側接続端子２９は、その下端側にて、前記センサ素子３に外嵌して環状電極部５１に接触するとともに、その上端側にて、リード線３５に接続された長尺のアース用端子である。

詳しくは、外側接続端子２９は、例えばインコネルからなる１枚の金属板が曲げられて形成されたものであり、その下端側に、弾性を有する円筒状の外嵌部５３を備えるとともに、外嵌部５３の上部より軸方向に沿って上方に伸びる延長部５５を備えている。

前記外嵌部５３は、左右一対の（軸方向から見た形状が）円弧状に湾曲する翼部５７、５９からなり、両翼部５７、５９の周方向（中心軸を回る方向）における先端側には、両翼部５７、５９を左右に分離する間隙（スリット）６１が設けられている。

また、外嵌部５３の下端には、外側接続端子２９をセンサ素子３の上部に外嵌する際に、容易に嵌合できるように、ほぼ等間隔で、径方向外側（中心軸から遠ざかる方向）に向かって斜めにガイド片６３が突出している。

一方、前記延長部５５は、外嵌部５３（詳しくは左右の翼部５７、５９の根本部分）から、内側に向かって上方に伸びる根本部６５と、根本部６５から軸方向に沿って上方に伸びる中間部６７と、中間部６７の上方に設けられてリード線３５を把持する把持部６９とを備えている。なお、中間部６７には、突出片７１が外側に向けて突出している。

また、前記図３（ｂ）に示す様に、前記内側接続端子３１は、例えばインコネルからなる１枚の金属板から形成されたものである。この内側接続端子３１の先端側には、（セラミックヒータ５に外嵌し）センサ素子３に内嵌する筒状の内嵌部７３を備えるとともに、内嵌部７３の後端側から軸方向に伸びる長尺の延長部７５を備えている。

前記内嵌部７３は、左右一対の（軸方向から見た形状が）円弧状に湾曲する翼部７７、７９からなり、両翼部７７、７９の周方向における先端側には、両翼部７７、７９を分離する間隙８１が設けられている。

一方、前記延長部７５は、内嵌部７３から、外側に向かって上方に伸びる根本部８３と、根本部８３から軸方向に沿って上方に伸びる中間部８５と、中間部８５の上方に設けられてリード線３７を把持する把持部８７とを備えている。なお、中間部８５には、突出片８９が外側に向けて突出している。

次に、図４に示す様に、前記セパレータ２７は、電気絶縁性を有するアルミナ製で外周に鍔部９１を備えた円筒状の部材であり、その軸方向には中心軸に対称に前記一対の貫通孔２３、２５を有するとともに、（該一対の貫通孔２３、２５の配列方向と垂直に）中心軸に対称な別の一対の貫通孔９３、９５を有しており、更に、中心軸には長尺の（後端側が閉塞された）挿入孔９７を有している。

このうち、貫通孔２３は、外側接続端子２９の延長部５５が挿入される孔であり、その貫通孔２３は、図４（ｂ）に示す様に、軸方向に垂直の断面形状が略台形の中央孔部９９と、中央孔部９９より同図の上下方向にスリット状に伸びるスリット孔部１０１と、中央孔部９９より外側に突出する凸孔部１０３とを備えている。

なお、後述する様に、スリット孔部１０１に、前記延長部５５の幅の広い中間部６７が嵌り込み、凸孔部１０３に突出片７１が嵌り込むように構成されている。また、他方の貫通孔２５も、同様な形状である。

特に本実施例では、セパレータ２７の先端側の表面に、該表面から先端側に突出するように、４箇所に突出部（第１〜第４突出部）１０５〜１１１が形成されている。詳しくは、突出部１０５〜１１１は、各貫通孔２３、２５、９３、９５の間にて、中心軸を中心にして、周方向に等間隔に柱状に突出している。しかも、この突出部１０５〜１１１の内周面は、その平面形状が、内径がＮの円形となるとともに、突出部１０５〜１１１の外周面は、その平面形状が、外径がＧの円形となるように設定されている。

次に、図５（ａ）にセパレータ２７に外側接続端子２９や内側接続端子３１等を組み付けた状態（中間部品１１３）を拡大して示す。
同図に示す様に、セパレータ２７の下端に、外側接続端子２９の外嵌部５３が配置され、セパレータ２７の貫通孔２３に、外側接続端子２９の延長部５５が挿入されている。同様に、セパレータ２７の下端に、内側接続端子３１の内嵌部７３が配置され、セパレータ２７の貫通孔２５に、内側接続端子３１の延長部７５が挿入されている。

なお、セラミックヒータ５の後端側に内側接続端子３１の内嵌部７３が外嵌して一体となっており、セラミックヒータ５の後端は、セパレータ２７の挿入孔９７に挿入されている。

特に本実施例では、図５（ｂ）に示す様に、外側接続端子２９の左右の翼部５７、５９は、突出部１０５〜１１１の径方向における外側の側面（外周面）に外嵌し、（突出部１０５〜１１１の外周面より広げられることにより）自身の弾性によって、周方向及び径方向に移動しない様に固定されている。

また、内側接続端子３１の左右の翼部７７、７９は、突出部１０５〜１１１の径方向における内側の側面（内周面）に内嵌し、（突出部１０５〜１１１の内周面より狭められることにより）自身の弾性によって、周方向及び径方向に移動しない様に固定されている。

また、本実施例では、下記条件（１）を満たすように、各部の寸法が設定されている。
(突出部に固定前の)外側接続端子の内径＜突出部の外径＜センサ素子の外径…(1)
これにより、後述する様に、酸素センサ１の組付け前には、外側接続端子２９は、セパレータ２７の突出部１０５〜１１１の外周面に固定されて位置決めされ、その後の組付けの際には、外側接続端子２９がセンサ素子３に外嵌することにより、外側接続端子２９の径が広がって、突出部１０５〜１１１の固定から解放される。

更に、本実施例では、下記条件（２）を満たすように、各部の寸法が設定されている。
センサ素子の内径＜突出部の内径＜(突出部に固定前の)内側接続端子の外径…(2)
これにより、後述する様に、酸素センサ１の組付け前には、内側接続端子３１は、セパレータ２７の突出部１０５〜１１１の内周面に固定されて位置決めされ、その後の組付けの際には、内側接続端子３１がセンサ素子３に内嵌することにより、内側接続端子３１の径が狭くなって、突出部１０５〜１１１の固定から解放される。

ｂ）次に、本実施例の酸素センサ１の製造手順について、図６及び図７に基づいて説明する。なお、図６は、グロメット３３等を加締めた後の状態を示している。
図６に示す様に、主体金具７の先端にプロテクタ９を接合し、その主体金具７の筒内にて、前記センサ素子３を パッキン１３、支持部材１５、充填部材１７、スリーブ１９、ガスケット２１などとともに加締めて固定する。これにより、先端側の中間組立体１１５が構成される。

一方、外側接続端子２９及び内側接続端子３１は、それぞれ、導電性の板材の打ち抜きにより、前記図３に示す形状に形成する。
その後、前記図６に示す様に、外側接続端子２９及び内側接続端子３１の各把持部６９、８７に各リード線３５、３７の芯線を加締めにより固定する。また、内側接続端子３１については、その内嵌部７３をセラミックヒータ５の後端側に外嵌し、内側接続端子３１とセラミックヒータ５とを一体化する。なお、セラミックヒータ５にも、各リード線３９、４１が接続されている。

次に、外側接続端子２９と内側接続端子３１とセラミックヒータ５とを、セパレータ２７と一体化して中間部品１１３を形成する。
具体的には、外側接続端子２９の延長部５５をセパレータ２７の貫通孔２３に挿入し、内側接続端子３１の延長部７５をセパレータ２７の貫通孔２５に挿入し、セラミックヒータ５の後端部分（リード線３９、４１に接続される部分）を、セパレータ２７の挿通孔９７に挿入して、各部材の後端側をセパレータ２７内に引き込む様にして、外側接続端子２９及び内側接続端子３１及びセラミックヒータ５とセパレータ２７とを一体化する。

その後、セパレータ２７を外筒１１内に挿入し、また、グロメット３３に各リード線３５〜４１を挿通した後、グロメット３３を外筒１１の後端側に嵌め込む。これにより、後端側の中間組立体１１７が構成される。

このようにして、主体金具７にセンサ素子３等を保持した先端側の中間組立体１１３と、外筒１１に外側接続端子２９及び内側接続端子３１及びセラミックヒータ５等を保持した後端側の中間組立体１１７とを、それぞれ別工程にて作製する。

その後、両中間組立体１１５、１１７を、その軸方向が一致するように互いに組み合わせる。なお、実際には、図６とは上下逆に、後端側の中間組立体１１７を下方に配置し、その後端側の中間組立体１１７に対して、上方より、先端側の中間組立体１１５を自動機によって組み付けるようにする。

詳しくは、図７に示す様に、後端側の中間組立体１１７をセラミックヒータ５を上方に向けて組立装置等に固定し、その上方に、先端側の中間組立体１１５を保持する。そして、センサ素子３の内部の孔にセラミックヒータ５を挿入するように、上方より先端側の中間組立体１１５を押し下げて、センサ素子３に内側接続端子３１の内嵌部７３を内嵌し、それとともに、センサ素子３の後端側に、外側接続端子２９の外嵌部５３を外嵌し、所定の固定位置まで圧入してゆく。

そして、上述した圧入動作とともに、外筒１１の先端を主体金具７の後端に外嵌して、その周囲を加締める。また、セパレータ２７の中間部分やグロメット３３に対応した外筒１１の部分を加締め、その後、外筒１１の先端の外嵌部分に対してレーザ溶接を実施する。これにより、先端側および後端側の両中間組立体１１５、１１７を一体にして、酸素センサ１を完成する。

このとき、上述した様に、本実施例では、前記式（１）で規定された様に各部材の寸法が設定されているので、酸素センサ１の組付け前には、外側接続端子２９は、セパレータ２７の突出部１０５〜１１１の外周面での固定によって正確に位置決めされおり、その外側接続端子２９は、両中間組立体１１５、１１７の組付けの際には、センサ素子３に外嵌することにより、その径が広がって、突出部１０５〜１１１の固定から解放される。

同様に、本実施例では、前記式（２）で規定された様に各部材の寸法が設定されているので、酸素センサ１の組み付け前には、内側接続端子３１はセパレータ２７の突出部１０５〜１１１の内周面での固定によって正確に位置決めされており、その内側接続端子３１は、両中間組立体１１５、１１７の組付けの際には、センサ素子３に内嵌することにより、その径が狭くなって、突出部１０５〜１１１の固定から解放される。

ｃ）この様に、本実施例では、セパレータ２７の先端側の表面に、先端側に突出する突出部１０５〜１１１を備えており、この突出部１０５〜１１１の外周面に、外側接続端子２９の外嵌部５３が、自身の付勢力によって固定されているとともに、突出部１０５〜１１１の内周面に、内側接続端子３１の内嵌部７３が、自身の付勢力によって固定されている。

そのため、中間部品１１３では、従来に比べて、セパレータ２７に対する外側接続端子２９及び内側接続端子３１の位置がずれにくく、外側接続端子２９及び内側接続端子３１を正確に位置決めすることができる。

よって、外側接続端子２９及び内側接続端子３１をセパレータ２７に組み込んだ中間部品１１３を用いて、自動機を用いて酸素センサ１の組付けを行う場合には、外側接続端子２９及び内側接続端子３１の位置が正確であるので、外側接続端子２９及び内側接続端子３１が破損することなくセンサ素子３に対する嵌合を確実に行うことができる。それにより、中間部品１１３の組み付け作業を容易に行うことができるとともに、不良品の発生を抑制することができる。

また、本実施例では、外側接続端子２９の嵌合部５３及び内側接続端子３１の内嵌合７３の形状に沿う様に、４箇所に分散して突出部１０５〜１１１を設けている。従って、セパレータ２７の先端側の形状のために大きな突出部を形成できない場合（そのスペースが無い場合）でも、十分に外側接続端子２９及び内側接続端子３１の位置決めを行うことができる。

次に、実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な内容については、その説明は省略する。
本実施例は、前記実施例１とは、セパレータの形状が異なるので、セパレータについて説明する。

図８（ａ）、（ｂ）に示す様に、本実施例の酸素センサに用いられるセパレータ１２１は、前記実施例１と同様に、円柱形状であり、その軸方向には、（前記実施例１と同様な形状の）貫通孔１２３〜１２９が４箇所に開けられている。

また、各貫通孔１２３〜１２９の間には、等間隔で周方向における４箇所に突出部（第１〜第４突出部）１３１〜１３７が設けられている。
特に本実施例では、各突出部１３１〜１３７は、実施例１の様にそれぞれが一体の部材ではなく、その平面形状が、セパレータ１２１の中心軸を中心とする同心円状に２重に形成された二体の部材から構成されている。つまり、各突出部１３１〜１３７は、径方向における内側に円弧状の内壁１３９を備えるとともに、内壁１３９の外側に円弧状の間隙を介して円弧状の外壁１４１を備えている。

本実施例においては、図８（ｃ）に示す様に、外側接続端子１４３の外嵌部１４５は、自身の弾性によって、各突出部１３１〜１３７の外壁１４１の外周面に固定されて位置決めされている。

また、内側接続端子１４７の内嵌部１４９は、自身の弾性によって、各突出部１３１〜１３７の内壁１３９の内周面に固定されて位置決めされている。
本実施例によっても、前記実施例１と同様な効果を奏する。

次に、実施例３について説明するが、前記実施例１と同様な内容については、その説明は省略する。
本実施例は、前記実施例１とは、セパレータの形状が異なるので、セパレータについて説明する。

図９に示す様に、本実施例の酸素センサに用いられるセパレータ１５１は、前記実施例１と同様に、円柱形状であり、その軸方向には、（前記実施例１と同様な形状の）貫通孔１５３〜１５９が４箇所に開けられている。

また、各貫通孔１５３〜１５９の間には、ほぼ等間隔で周方向における４箇所に突出部（第１〜第４突出部）１６１〜１６７が設けられている。
本実施例においても、外側接続端子１６９の外嵌部１７１は、自身の弾性によって、各突出部１６１〜１６７の外周面に固定されて位置決めされている。

また、内側接続端子１７３の内嵌部１７５は、自身の弾性によって、各突出部１６１〜１６７の内周面に固定されて位置決めされている。
特に本実施例では、セパレータ１５１の先端側（同図手前側）の表面において、外側接続端子１６９の外嵌部１７１の周方向の両先端には、外側接続端子１６９の周方向への回動を防止するために回動防止部１７７、１７９が立設されている。つまり、外嵌部１７１が回動する力を受けた場合に、外嵌部１７１の先端が回動防止部１７７、１７９に当たるように構成されている。

同様に、セパレータ１５１の先端側の表面において、内側接続端子１７３の内嵌部１７５の周方向の両先端にも、内側接続端子１７３の周方向への回動を防止するために回動防止部１８１、１８３が立設されている。つまり、内嵌部１７５が回動する力を受けた場合に、内嵌部１７５の先端が回動防止部１８１、１８３に当たるように構成されている。

なお、各回動防止部１７７〜１８３の平面における位置は、酸素センサを組み付ける際に、外側接続端子１６９の外嵌部１７１や内側接続端子１７３の内嵌部１７５が変形する場合に、その変形の邪魔にならない位置に設定されている。

本実施例によっても、前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、外側接続端子１６９や内側接続端子１７３の回動を防止する回動防止部１７７〜１８３を備えているので、外側接続端子１６９や内側接続端子１７３の位置がずれにくく、その位置決めの精度が高いという利点がある。

次に、実施例４について説明するが、前記実施例１と同様な内容については、その説明は省略する。
本実施例の酸素センサは、前記実施例１とは、セラミックヒータが無い点（ヒータレスである点）が大きく異なる。

図１０に示す様に、本実施例の酸素センサ２０１は、前記実施例１と同様に、センサ素子２０３と主体金具２０５とプロテクタ２０７と外筒２０９などを備えている。
また、前記センサ素子２０３の後端側には、一対の貫通孔２１１、２１３を有するセパレータ２１５と、各貫通孔２１１、２１３に挿入されて前記センサ素子３との電気的接続を行う外側接続端子２１７及び内側接続端子２１９と、外筒２０９の後端側を閉塞するグロメット２２１とが配置されるとともに、グロメット２２１を貫いて、外側接続端子２１７及び内側接続端子２１９に接続されたリード線２２３、２２５が配設されている。

特に本実施例では、セラミックヒータを用いないので、図１１（ａ）、（ｂ）に示す様なセパレータ２１５を使用する。
このセパレータ２１５は、前記実施例１と同様に、円柱形状であり、その軸方向には、前記貫通孔２１１、２１３が対向して２箇所に開けられている。また、両貫通孔２１１、２１３の間には、一対の（平面形状が）円弧状の突出部（第１、第２突出部）２２７、２２９が対向して設けられている。つまり、両突出部２２７、２２９の外周面及び内周面は、その平面形状が、セパレータ２１５の中心軸を中心とした同心円となるように形成されている。

本実施例においては、図１１（ｃ）に示す様に、外側接続端子２１７の外嵌部２３１は、自身の弾性によって、各突出部２２７、２２９の外周面に固定されて位置決めされている。

また、内側接続端子２１９の内嵌部２３３は、自身の弾性によって、各突出部２２７、２２９の内周面に固定されて位置決めされている。
本実施例によっても、前記実施例１と同様な効果を奏する。

なお、本発明は、前記実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
（１）例えば、前記実施例４においては、図１２に示すセパレータ２４１を用いてもよい。このセパレータ２４１は、一対の円弧状の突出片２４３、２４５が、その間の接続部２４７によって接続された一体の突出部２４９を備えたものである。この場合には、突出部２４９が丈夫であるという利点がある。

（２）前記各実施例では、突出部の側面がガスセンサの軸方向に平行に延びている場合について述べたが、例えば軸方向に対して（径方向の）外側や内側に傾斜していてもよい。従って、突出部の形状としては、円柱や角柱に限らず、（先端側が細い又は太い）円錐や角錐であってもよい。或いは、側面が平板状な表面ではなく、側面から径方向に凸部が形成され、この凸部の先端に外側接続端子の外嵌部や内側接続端子の内嵌部が当接して固定されていてもよい。

１、２０１…酸素センサ
３、２０３…センサ素子
２３、２５、９３、９５、１２３、１２５、１２７、１２９、１５３、１５５、１５７、１５９、２１１、２１３…貫通孔
２７、１２１、１５１、２１５、２４１…セパレータ
２９、１４３、１６９、２１７…外側接続端子
３１、１４７、１７３、２１９…内側接続端子
５３、１４５、１７１、２３１…外嵌部
７３、１４９、１７５、１３３…内嵌部
５５、７５…延長部
６１、８１…切り欠き
１０５、１０７、１０９、１１１、１３１、１３３、１３５、１３７、１６１、１６３、１６５、１６７、２２７、２２９、２４９…突出部
１７７、１７９、１８１、１８３…回動防止部

Claims (7)

1. 筒状のセンサ素子と、該センサ素子の後端側に配置されて該センサ素子の電極に接触する接続端子と、前記センサ素子より後端側に配置されて前記接続端子の後端側が挿入される貫通孔を有するセパレータと、を備えたガスセンサの製造の際に用いられるガスセンサの中間部品において、
   前記セパレータに前記接続端子を一体に組み付けた構成を有し、
   前記接続端子は、先端側に前記センサ素子に嵌合して前記電極と接触する筒状の嵌合部を備えるとともに、後端側に前記嵌合部から伸びて前記セパレータの貫通孔に嵌挿される延長部を備え、
   且つ、前記セパレータの先端側の表面には、該先端側に突出する突出部を備えるとともに、
   前記接続端子の嵌合部が、自身の付勢力によって前記突出部の径方向における側面に固定されていることを特徴とするガスセンサの中間部品。
2. 前記セパレータの先端側の表面に、１又は複数の突出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサの中間部品。
3. 前記接続端子が、前記センサ素子に外嵌する接続端子である場合には、その嵌合部において、「（突出部に固定前の）接続端子の内径＜突出部の外径＜センサ素子の外径」の条件を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセンサの中間部品。
4. 前記接続端子が、前記センサ素子に内嵌する接続端子である場合には、その嵌合部において、「センサ素子の内径＜突出部の内径＜（突出部に固定前の）接続端子の外径」の条件を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセンサの中間部品。
5. 前記接続端子の嵌合部には、該嵌合部を軸方向に沿って切り欠いて該嵌合部を周方向の左右に分離する切り欠きを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスセンサの中間部品。
6. 前記セパレータの先端側の表面には、前記接続端子の嵌合部の回動方向において前記表面から先端側に突出して、前記嵌合部の回動を防止する回動防止部を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガスセンサの中間部品。
7. 前記請求項１〜６のいずれか１項に記載のガスセンサの中間部品が、前記接続端子の嵌合部にて前記センサ素子に嵌合してなることを特徴とするガスセンサ。

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