JP6715197B2

JP6715197B2 - ガスセンサ及びその製造方法

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Publication number: JP6715197B2
Application number: JP2017024711A
Authority: JP
Inventors: 省吾永田; 健弘大場; 俊哉三原; 憲治増田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2020-07-01
Anticipated expiration: 2037-02-14
Also published as: JP2018009958A

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及びその製造方法に関する。

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板状のセンサ素子を有するものが知られている。
この種のガスセンサとして、板状のセンサ素子の後端側外表面に複数の電極パッドを設け、この電極パッドのそれぞれに端子金具を電気的に接触させてセンサ素子からのセンサ出力信号を外部に取り出したり、センサ素子に積層されたヒータに給電するものが広く用いられている（特許文献１）。

図１４に示すように、端子金具２００は、例えば金属板を切り起こした短冊状をなし、その先端側がセンサ素子（図示せず）に向かって折り返されてセンサ素子の電極パッドに弾性的に接続する折り返し部２０２と、リード線１４６の先端を加締める加締め部２０４と、を備えている。
又、端子金具２００の折り返し部２０２と反対側には、断面Ｌ字状の係止部２０６が突出し、この係止部２０６は、セパレータ３００のセパレータ孔３００ｈの先端側に形成されたＬ字状の溝部３００ｇに収容され、溝部３００ｇの先端向き面３００ｓに係止部２０６が係止することで、端子金具２００がセパレータ３００内に保持されるようになっている。
なお、図１４の例では、端子金具２００を約９０度反時計周りに回転させ、右上の溝部３００ｇに係止部２０６を挿入する。又、合計４個の端子金具２００は、それぞれ別個の溝部３００ｇにそれぞれ収容される。

ここで、端子金具２００へのリード線１４６の接続（加締め）は以下のようにして行われる。まず、リード線１４６を、セパレータ３００の後端側からセパレータ孔３００ｈを通してセパレータ３００の先端Ｆ側に引き出す。次に、セパレータ３００の先端側に配置した端子金具２００の加締め部２０４にてリード線１４６の先端を加締め、リード線１４６を端子金具２００に接続する。
そして、リード線１４６を後端Ｒ側に引っ張ってセパレータ３００の後端側に引き出すと、リード線１４６に接続された端子金具２００も後端Ｒ側に引っ張られ、係止部２０６が溝部３００ｇに収容されつつ、溝部３００ｇの先端向き面３００ｓに係止して後端側への抜け止めとなる。このようにして、端子金具２００をセパレータ３００に組み付けることができる。

特開２０１２−２３００７６号公報（図３、図４）

しかしながら、従来の端子金具２００は係止部２０６により後端側への抜けを防止しているだけであるので、外力等が加わると端子金具２００が先端側へズレ、電極パッドとの電気的接続が不安定になるおそれがある。又、係止部２０６と溝部３００ｇとのクリアランスを小さくして抜け止めを強くしようとすると、セパレータ３００への端子金具２００の組み付け時に、係止部２０６と溝部３００ｇとの間の摩擦力が大きくなってリード線１４６の後端側Ｒへの引込み荷重が高くなり、組み付け作業の効率が低下する。
そこで、本発明は、セパレータの内部に端子金具を確実に保持し、センサ素子の電極パッドと端子金具を安定して電気的接続することができるガスセンサ及びその製造方法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、軸線方向に延びる板状をなし、後端側の外表面に電極パッドを有するセンサ素子と、前記軸線方向に延び、前記電極パッド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を囲む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、を備えたガスセンサであって、前記端子金具は、先端側と後端側にそれぞれ先端側係止部と後端側係止部とを有し、前記セパレータは、前記軸線方向のそれぞれ先端側と後端側に配置されて互いに接続された先端側セパレータと後端側セパレータとからなり、かつ前記先端側セパレータは後端向き面を有する第１係止部を有し、前記後端側セパレータは先端向き面を有する第２係止部を有しており、前記端子金具は、前記先端側セパレータと前記後端側セパレータの間で、前記先端側係止部が前記後端向き面に係止され、前記後端側係止部が前記先端向き面に係止されて保持されている。

このガスセンサによれば、リード線が接続された端子金具の先端側係止部と後端側係止部とが、それぞれ先端側セパレータの後端向き面と、後端側セパレータの先端向き面とに係止されて保持されているので、端子金具が先端側セパレータ及び後端側セパレータの内部で先端側及び後端側へ抜けるのを防止できる。
その結果、先端側セパレータと後端側セパレータの内部に端子金具を確実に保持し、例えば外力等が加わったときに端子金具が軸線方向にズレることを抑制し、センサ素子の電極パッドと上記端子金具を安定して電気的接続することができる。
又、先端側セパレータと後端側セパレータの内部に端子金具を保持するために、これらセパレータの挿通孔と端子金具とのクリアランスを過度に小さくする必要がないので、両者間の摩擦力が大きくなってリード線の後端側への引込み荷重が高くなることを抑制し、組み付け作業の効率の低下を防止できる。

本発明のガスセンサにおいて、前記端子金具と前記電極パッドとの接点は、前記後端向き面と前記先端向き面の間に位置してもよい。
このガスセンサによれば、端子金具が接点を跨いで先端側と後端側の２カ所で先端側セパレータと後端側セパレータに係止されているので、例えば外力等が加わったときに電極パッドと接点で接する端子金具が軸線方向にズレることを一層抑制し、電極パッドとの電気的接続がさらに安定する。

本発明のガスセンサにおいて、前記端子金具は、それぞれ先端側と後端側に配置されて互いに接続された先端側端子金具と後端側端子金具とからなり、前記先端側端子金具が前記先端側係止部を有し、前記後端側端子金具が前記後端側係止部を有しており、前記後端側端子金具は前記リード線に接続されると共に、前記後端側セパレータに自身の少なくとも一部が収容され、前記先端側端子金具は前記電極パッドと接すると共に、前記先端側セパレータに自身の少なくとも一部が収容されてもよい。
このガスセンサによれば、加締め工程等の複雑な作業を要するリード線との接続をする後端側端子金具から、電極パッドと接続する弾性部を持つ複雑な形状の先端側端子金具を分離させることができ、加締め工程では単純な形状の後端側端子金具を扱えばよいので生産性が向上する。

本発明のガスセンサにおいて、前記後端側端子金具の先端部は円柱又は円筒の少なくとも一部をなし、前記先端側端子金具の後端側は円筒の少なくとも一部をなす接続部を有し、該接続部に前記先端部が嵌挿されていてもよい。
このガスセンサによれば、接続部と、先端部とはそれぞれ軸線周りに回転対称であるので、後端側端子金具と、先端側端子金具の軸線周りの位置が多少ズレていても、接続部に先端部を嵌挿することができ、後端側端子金具と先端側端子金具とを容易かつ確実に互いに接続することができる。

本発明のガスセンサの製造方法は、軸線方向に延びる板状をなし、後端側の外表面に電極パッドを有するセンサ素子と、前記軸線方向に延び、前記電極パッド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を囲む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、を備えたガスセンサの製造方法であって、前記端子金具は、先端側と後端側にそれぞれ先端側係止部と後端側係止部とを有し、前記セパレータは、前記軸線方向のそれぞれ先端側と後端側に配置されて互いに接続された先端側セパレータと後端側セパレータとからなり、かつ前記先端側セパレータは後端向き面を有する第１係止部を有し、前記後端側セパレータは先端向き面を有する第２係止部を有しており、前記端子金具の先端側と後端側にそれぞれ前記先端側セパレータと前記後端側セパレータとを配置し、前記先端側セパレータと前記後端側セパレータの間で、前記先端側係止部が前記後端向き面に係止され、前記後端側係止部が前記先端向き面に係止されるよう、前記先端側セパレータと前記後端側セパレータとの間に前記端子金具を保持する工程を有する。

このガスセンサの製造方法によっても端子金具が先端側セパレータ及び後端側セパレータの内部で先端側及び後端側へ抜けるのを防止できる。その結果、先端側セパレータと後端側セパレータの内部に端子金具を確実に保持し、例えば外力等が加わったときに端子金具が軸線方向にズレることを抑制し、センサ素子の電極パッドと上記端子金具を安定して電気的接続することができる。又、先端側セパレータと後端側セパレータの内部に端子金具を保持するために、これらセパレータの挿通孔と端子金具とのクリアランスを過度に小さくする必要がないので、両者間の摩擦力が大きくなってリード線の後端側への引込み荷重が高くなることを抑制し、組み付け作業の効率の低下を防止できる。

この発明によれば、セパレータの内部に端子金具を確実に保持し、センサ素子の電極パッドと端子金具を安定して電気的接続することができるガスセンサが得られる。

本発明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。先端側端子金具の斜視図である。別の先端側端子金具の斜視図である。後端側端子金具の斜視図である。先端側セパレータの斜視図である。先端側端子金具を先端側セパレータに保持する工程図である。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。後端側端子金具を後端側セパレータに保持する工程図である。先端側セパレータの挿通孔を含む断面図である。後端側セパレータの挿通孔を含む断面図である。図９、図１０の所定の断面での先端側セパレータと後端側セパレータの組み付けを示す工程図である。図９、図１０の別の断面での先端側セパレータと後端側セパレータの組み付けを示す工程図である。端子金具の変形例を示す斜視図である。従来の端子金具の斜視図である。

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、図３は先端側端子金具２０、３０の斜視図、図４は後端側端子金具４０の斜視図、図５は先端側セパレータ９０の斜視図、図６は先端側端子金具２０、３０を先端側セパレータ９０に保持する工程図、図７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８は後端側端子金具４０を後端側セパレータ９５に保持する工程図、を示す。なお、図７は、図６のＡ−Ａ線に沿い、軸線Ｏ方向に直交する断面を示す。
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、４個のみを図示）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、後述するように、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、互いに接続されている。
先端側端子金具２０、３０と、後端側端子金具４０とはそれぞれ先端側と後端側に配置されて互いに接続されている。先端側端子金具２０、３０と、後端側端子金具４０との接続体が「特許請求の範囲の「端子金具」に相当する。

なお、詳しくは後述するが、図５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Ｆ側で内部空間９０ｖ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１１ａに電気的に接続される。
また、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つ並んでいる。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。

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２、図３はそれぞれ先端側端子金具２０、３０の斜視図を示す。本実施形態では２つの種類の先端側端子金具２０、３０が用いられる。
なお、図７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るため、このうち、１本の先端側端子金具３０（図７の左上の位置Ｉ）を用いて説明する。
ここで、図７の位置ＩＩの左下の先端側端子金具３０は、センサ素子１０の面方向に沿った線を軸として位置Ｉの先端側端子金具３０に対して線対称である。図７の右下の位置ＩＩＩの先端側端子金具３０は、センサ素子１０の面方向に垂直な線を軸として位置ＩＩの先端側端子金具３０に対して線対称である。図７の右上の位置ＩＶの先端側端子金具３０は、センサ素子１０の面方向に垂直な線を軸として位置Ｉの先端側端子金具３０に対して線対称である。

又、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ため、このうち、１本の先端側端子金具２０（図７の上の位置）を用いて説明する。
ここで、図７の下側の先端側端子金具２０は、センサ素子１０の面方向に沿った線を軸として上側の先端側端子金具２０に対して線対称である。なお、先端側端子金具２０は、センサ素子１０の幅方向に沿って２本の先端側端子金具３０の間に位置する。

図２に示すように、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。
先端側端子金具２０は、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。

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が嵌挿されて接続されている。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。

本体部２１の軸線Ｏ方向中央の幅方向両側の外側が、センサ素子１０側へ９０度折り返されて断面コの字の保持部２７を形成している。そして、本体部２１の後端側に接続部２３が一体に接続されている。本体部２１は、先端側端子金具２０のベース部として先端側端子金具２０の強度を確保している。なお、１対の保持部２７は、後端側へ向かって互いの間隔がハの字に広がっている。
一方、本体部２１の軸線Ｏ方向後端側の幅方向両側からそれぞれ外側に向かい、本体部２１と面一の１対の矩形片状の後端側保持部２５、２５が延びている。同様に、本体部２１の軸線Ｏ方向先端側の幅方向両側からそれぞれ外側に向かい、本体部２１と面一の１対の矩形片状の先端側保持部２９、２９が延びている。
１対の先端側保持部２９、２９が特許請求の範囲の「先端側係止部」に相当する。

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、電極パッド１１ａ（図１参照）に接点Ｐ１にて弾性的に接続する。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。

又、図３に示すように、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２３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。
先端側端子金具３０は、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。
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が嵌挿されて接続されている。

本体部３１は断面Ｌ字状になっていて、本体部３１の一方の幅方向の外側が、センサ素子１０側へ９０度折り返されて位置保持部３５を形成している。そして、本体部３１の後端側に接続部３３が一体に接続されている。本体部３１は、先端側端子金具３０のベース部として先端側端子金具３０の強度を確保している。又、位置保持部３５の軸線Ｏ方向の中央よりやや先端の部位は本体部３１へ向かって段状に凹み、その先端向き面が先端部３５ｆを形成している。
先端部３５ｆが特許請求の範囲の「先端側係止部」に相当する。

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、電極パッド１１ａ（図１参照）に接点Ｐ２にて弾性的に接続する。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。

一方、図４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、リード線１４６に接続される圧着端子部４７と、圧着端子部４７の先端側に繋がる略板状の頸部４１と、頸部４１の先端側に繋がり板を断面Ｃ字状に折り曲げた円筒状の径大部４５と、径大部４５の先端側に繋がり板を断面Ｃ字状に折り曲げた円筒状の先端部４３と、を一体に備えている。
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。

圧着端子部４７は、リード線１４６の先端の被覆を剥いて露出させた導線１４６ｗを挟み込み、圧着することで筒状に導線１４６ｗを把持する。
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。
径大部４５は、圧着端子部４７及び先端部４３よりも径大であり、径大部４５の後端向き面４５ｅが圧着端子部４７よりも径方向外側に露出している。
後端向き面４５ｅが特許請求の範囲の「後端側係止部」に相当する。

図５に示すように、先端側セパレータ９０は挿通孔９０ｈ１、９０ｈ２を有し、各挿通孔９０ｈ１、９０ｈ２は、先端側セパレータ９０の先端Ｆ側で内部空間９０ｖに連通している。
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の先端側には後端向き面９０ｓ１が形成され、挿通孔９０ｈ２の先端側には後端向き面９０ｓ２が形成されている。
後端向き面９０ｓ１、９０ｓ２がそれぞれ特許請求の範囲の「第１係止部」に相当する。
なお、先端側セパレータ９０の後端向き面には、センサ素子の幅方向に沿い、内部空間９０ｖを跨いで凹む凹部９０ｒが形成されている。詳しくは後述するが、凹部９０ｒは後端側セパレータ９５の凸部９５ｐと係合するようになっている。

そして、図６に示すように、挿通孔９０ｈ１に後端側から先端側端子金具２０が挿通されると（図６（ａ））、先端側端子金具２０の先端側保持部２９が後端向き面９０ｓ１に当接して先端側端子金具２０の先端側への抜けを防止し、先端側端子金具２０が先端側セパレータ９０内に保持される（図６（ｂ））。
同様に、挿通孔９０ｈ２に後端側から先端側端子金具３０が挿通されると（図６（ａ））、先端側端子金具３０の先端部３５ｆが後端向き面９０ｓ２に当接して先端側端子金具３０の先端側への抜けを防止し、先端側端子金具３０が先端側セパレータ９０内に保持される（図６（ｂ））。
なお、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６（ｂ））。

一方、図８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。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（図８（ａ））。
先端向き面９５ｓが特許請求の範囲の「第２係止部」に相当する。
又、後端側セパレータ９５の先端向き面の外周側には、センサ素子の幅方向に沿って突出する２つの凸部９５ｐが形成されている。凸部９５ｐは、先端側セパレータ９０の凹部９０ｒと係合するようになっている。

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に接続しておく。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の径大部４５の後端向き面４５ｅ（図４参照）が先端向き面９５ｓに当接して後端側端子金具４０の後端側への抜けを防止し、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（図８（ｂ））。
このとき、後端側端子金具４０の先端部４３の先端側（先端部４３の軸線Ｏ方向中央より先端側）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。
又、径大部４５の外径は挿通孔９５ｈの内径よりわずかに小さく、径大部４５が挿通孔９５ｈに係合して後端側端子金具４０を後端側セパレータ９５内に保持する。

次に、図９〜図１２を参照し、先端側セパレータ９０及び後端側セパレータ９５により、先端側端子金具２０、３０及び後端側端子金具４０を軸線Ｏ方向に挟み込むように保持する態様について説明する。
まず、先端側端子金具２０、３０、及びこれに対応する後端側端子金具４０に応じて、各セパレータ９０、９５の挿通孔の位置が異なるので、各セパレータ９０、９５の挿通孔を含む断面を図９、図１０に示す。
図９に示すように、センサ素子１０の板面に垂直で、対向する挿通孔９０ｈ１を通り、軸線Ｏ方向に沿う先端側セパレータ９０の断面をＸ１−Ｘ１線で表す。又、センサ素子１０の板面に垂直で、対向する挿通孔９０ｈ２を通り、軸線Ｏ方向に沿う先端側セパレータ９０の断面をＸ２−Ｘ２線で表す。
同様に、図１０に示すように、Ｘ１−Ｘ１線に沿う後端側セパレータ９５断面をＹ１−Ｙ１線で表し、Ｘ２−Ｘ２線に沿う後端側セパレータ９５断面をＹ２−Ｙ２線で表す。

図１１は、図９の先端側セパレータ９０のＸ１−Ｘ１線に沿う断面と、図１０の後端側セパレータ９５のＹ１−Ｙ１線に沿う断面から見た、先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５の組み付けを示す工程図である。
図１１において、先端側端子金具２０の先端側保持部（先端側係止部）２９が後端向き面（第１係止部）９０ｓ１に係止されている。又、対応する後端側端子金具４０の後端向き面（先端側係止部）４５ｅが先端向き面（第２係止部）９５ｓに係止されている（図１１（ａ））。
そして、この状態で、軸線Ｏ方向に先端側セパレータ９０の凹部９０ｒに後端側セパレータ９５の凸部９５ｐを係合させ、図示しない保持部材１６９とグロメット１７０との間に、先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５を挟んで保持することで、先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５とが互いに接続される（図１１（ｂ））。

このとき、先端側セパレータ９０の後端側に突出した先端側端子金具２０の接続部２３に、後端側セパレータ９５の先端側に突出した後端側端子金具４０の先端部４３が嵌挿され、両端子金具が接続される。
そして、両端子金具が接続された状態で、先端側保持部２９が後端向き面９０ｓ１に係止されることにより、先端側端子金具２０の先端側への抜けを防止する。同様に、後端向き面４５ｅが先端向き面９５ｓに係止されることにより、後端側端子金具４０の後端側への抜けを防止する。先端側端子金具２０と後端側端子金具４０とは軸線Ｏ方向に接続されて一体の「セパレータ」をなしているから、先端側端子金具２０及び後端側端子金具４０が先端側セパレータ９０及び後端側セパレータ９５の内部で先端側及び後端側へ抜けるのを防止できる。

一方、図１２は、図９の先端側セパレータ９０のＸ２−Ｘ２線に沿う断面と、図１０の後端側セパレータ９５のＹ２−Ｙ２線に沿う断面から見た、先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５の組み付けを示す工程図である。
図１２において、先端側端子金具３０の先端部（先端側係止部）３５ｆが後端向き面（第１係止部）９０ｓ２に係止されている。又、対応する後端側端子金具４０の後端向き面（先端側係止部）４５ｅが先端向き面（第２係止部）９５ｓに係止されている（図１２（ａ））。
そして、この状態で、軸線Ｏ方向に先端側セパレータ９０の凹部９０ｒに後端側セパレータ９５の凸部９５ｐを係合させ、図示しない保持部材１６９とグロメット１７０との間に、先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５を挟んで保持することで、先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５とが互いに接続される（図１２（ｂ））。

このとき、先端側セパレータ９０の後端側に突出した先端側端子金具３０の接続部３３に、後端側セパレータ９５の先端側に突出した後端側端子金具４０の先端部４３が嵌挿され、両端子金具が接続される。
そして、両端子金具が接続された状態で、先端部３５ｆが後端向き面９０ｓ２に係止されることにより、先端側端子金具３０の先端側への抜けを防止する。同様に、後端向き面４５ｅが先端向き面９５ｓに係止されることにより、後端側端子金具４０の後端側への抜けを防止する。先端側端子金具３０と後端側端子金具４０とは軸線Ｏ方向に接続されて一体の「セパレータ」をなしているから、先端側端子金具３０及び後端側端子金具４０が先端側セパレータ９０及び後端側セパレータ９５の内部で先端側及び後端側へ抜けるのを防止できる。
なお、図１１、図１２においては、理解をし易くするために、セパレータ（先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５）内で対向する端子金具（先端側端子金具２０、３０及び後端側端子金具４０）の一方の図示を省略している。

以上により、セパレータ（先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５）の内部に端子金具（先端側端子金具２０、３０及び後端側端子金具４０）を確実に保持し、例えば外力等が加わったときに端子金具２０、３０が軸線Ｏ方向にズレることを抑制し、センサ素子１０の電極パッド１１ａと上記端子金具を安定して電気的接続することができる。
又、セパレータ（先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５）の挿通孔９０ｈ１、９０ｈ２、９５ｈと端子金具（先端側端子金具２０、３０及び後端側端子金具４０）とのクリアランスを過度に小さくして端子金具を保持する必要がないので、両者間の摩擦力が大きくなってリード線１４６の後端側への引込み荷重が高くなることを抑制し、組み付け作業の効率の低下を防止できる。

なお、本実施形態では、図１１に示すように、先端側端子金具２０と電極パッド１１ａの接点Ｐ１は軸線Ｏ方向に沿って後端向き面９０ｓ１（第１係止部）と先端向き面（第２係止部）９５ｓの間に位置する。同様に、図１２に示すように、先端側端子金具３０と電極パッド１１ａの接点Ｐ２は、軸線Ｏ方向に沿って後端向き面９０ｓ２（第１係止部）と先端向き面（第２係止部）９５ｓの間に位置する。
これにより、端子金具（先端側端子金具２０、３０及び後端側端子金具４０）が接点Ｐ１，Ｐ２を跨いで先端側と後端側の２カ所でセパレータ（先端側セパレータ９０と後端側セパレータ９５）に係止されているので、例えば外力等が加わったときに電極パッド１１ａと接点Ｐ１，Ｐ２で接する端子金具２０、３０が軸線Ｏ方向にズレることを一層抑制し、電極パッド１１ａとの電気的接続がさらに安定する。

又、本実施形態では、上述のように、端子金具として、センサ素子１０の電極パッド１１ａと接続される先端側端子金具２０と、リード線１４６と接続される後端側端子金具４０の２つを接続している。
これにより、加締め工程等の複雑な作業を要するリード線１４６との接続をする後端側端子金具４０から、電極パッド１１ａと接続する弾性部を持つ複雑な形状の先端側端子金具２０、３０を分離させることができ、加締め工程では単純な形状の後端側端子金具４０を扱えばよいので生産性が向上する。

又、本実施形態では、図２〜図４に示すように、後端側端子金具４０の先端部４３は円筒状をなし、先端側端子金具２０、３０の後端側は円筒状の接続部２３、３３をなしている。
このように、接続部２３、３３と、先端部４３とはそれぞれ軸線Ｏ周りに回転対称であるので、後端側端子金具４０と、先端側端子金具２０、３０の軸線Ｏ周りの位置が多少ズレていても、接続部２３、３３に先端部４３を嵌挿することができ、後端側端子金具４０と、先端側端子金具２０、３０とを容易かつ確実に互いに接続することができる。

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、図１３に示すように、端子金具５０を先端側と後端側に分離しない一体の構成としてもよい。この場合、端子金具５０の先端部位は、上記端子金具２０から接続部２３を除いたのと同一形状であり、それぞれ本体部２１、弾性部２２、後端側保持部２５、保持部２７及び先端側保持部２９と同一形状の本体部５１、弾性部５２、後端側保持部５５、保持部５７及び先端側保持部５９を有している。
同様に、端子金具５０の後端部位は、上記端子金具４０から先端部４３を除いたのと同一形状であり、それぞれ圧着端子部４７、径大部４５と同一形状の圧着端子部５３、径大部５８を有している。そして、径大部５８よりも先端側が本体部５１と一体に繋がっている。
この端子金具５０では、先端側保持部５９が「先端側係止部」に相当し、径大部５８の後端向き面５８ｅが「後端側係止部」に相当する。

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。
後端側端子金具と、先端側端子金具との接続（連結）構造は上記に限られず、例えば先端側端子金具の後端側を雄ピン形状として、この雄ピンを後端側端子金具の先端側の筒状部に嵌挿するようにしてもよい。
先端側端子金具の後端側や後端側端子金具の先端側を筒状にする場合、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、先端側端子金具又は後端側端子金具の一方の筒を、円柱又はその一部をなす形態としてもよい。

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電極パッド
２０、３０、４０、５０端子金具
２０、３０先端側端子金具
２３、３３接続部
２９、３５ｆ、５９先端側係止部
４０後端側端子金具
４３後端側端子金具の先端部
４５ｅ、５８ｅ後端側係止部
９０セパレータ（先端側セパレータ）
９０ｓ１、９０ｓ２第１係止部（後端向き面）
９５セパレータ（後端側セパレータ）
９５ｓ第２係止部（先端向き面）
１４６リード線
Ｏ軸線
Ｐ１、Ｐ２接点

Claims

軸線方向に延びる板状をなし、後端側の外表面に電極パッドを有するセンサ素子と、
前記軸線方向に延び、前記電極パッド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を囲む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、を備えたガスセンサであって、
前記端子金具は、先端側と後端側にそれぞれ先端側係止部と後端側係止部とを有し、
前記セパレータは、前記軸線方向のそれぞれ先端側と後端側に配置されて互いに接続された先端側セパレータと後端側セパレータとからなり、かつ前記先端側セパレータは後端向き面を有する第１係止部を有し、前記後端側セパレータは先端向き面を有する第２係止部を有しており、
前記端子金具は、前記先端側セパレータと前記後端側セパレータの間で、前記先端側係止部が前記後端向き面に係止され、前記後端側係止部が前記先端向き面に係止されて保持されているガスセンサ。
前記端子金具と前記電極パッドとの接点は、前記後端向き面と前記先端向き面の間に位置する請求項１に記載のガスセンサ。
前記端子金具は、それぞれ先端側と後端側に配置されて互いに接続された先端側端子金具と後端側端子金具とからなり、前記先端側端子金具が前記先端側係止部を有し、前記後端側端子金具が前記後端側係止部を有しており、
前記後端側端子金具は前記リード線に接続されると共に、前記後端側セパレータに自身の少なくとも一部が収容され、
前記先端側端子金具は前記電極パッドと接すると共に、前記先端側セパレータに自身の少なくとも一部が収容されている請求項１又は２に記載のガスセンサ。
前記後端側端子金具の先端部は円柱又は円筒の少なくとも一部をなし、前記先端側端子金具の後端側は円筒の少なくとも一部をなす接続部を有し、該接続部に前記先端部が嵌挿されている請求項３に記載のガスセンサ。
軸線方向に延びる板状をなし、後端側の外表面に電極パッドを有するセンサ素子と、
前記軸線方向に延び、前記電極パッド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を囲む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、を備えたガスセンサの製造方法であって、
前記端子金具は、先端側と後端側にそれぞれ先端側係止部と後端側係止部とを有し、
前記セパレータは、前記軸線方向のそれぞれ先端側と後端側に配置されて互いに接続された先端側セパレータと後端側セパレータとからなり、かつ前記先端側セパレータは後端向き面を有する第１係止部を有し、前記後端側セパレータは先端向き面を有する第２係止部を有しており、
前記端子金具の先端側と後端側にそれぞれ前記先端側セパレータと前記後端側セパレータとを配置し、前記先端側セパレータと前記後端側セパレータの間で、前記先端側係止部が前記後端向き面に係止され、前記後端側係止部が前記先端向き面に係止されるよう、前記先端側セパレータと前記後端側セパレータとの間に前記端子金具を保持する工程を有する、ガスセンサの製造方法。