(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状をなす検出素子と、
該検出素子を収容する筒状のケーシングと、
前記ケーシングの後端側内部に配置され、前記検出素子からのリード線がそれぞれ挿通される複数のセパレータ側リード線挿通孔が軸方向に貫通して形成されたセラミックセパレータと、
前記ケーシングの後端側開口部に対しその内側に弾性的に嵌め込まれ、前記各リード線を挿通するためのシール側リード線挿通孔を有するとともに、それらリード線外面と前記ケーシング内面との間をシールする弾性シール部材とを備え、
前記弾性シール部材と前記セラミックセパレータとの間に所定量の隙間を形成するための隙間規定突出部が、前記セラミックセパレータの後端面に形成されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記ケーシングの後端部には、壁部に１ないし複数の気体導入孔が形成された筒状のフィルタ保持部と、該フィルタ保持部の前記気体導入孔を塞ぐように配置され、液体の透過は阻止し気体の透過は許容するフィルタとを有し、前記気体導入孔及び前記フィルタを経て外気を前記ケーシング内に導入させる気体導入構造部が形成され、
前記セラミックセパレータは、前記検出素子の軸方向において、その後方側が前記フィルタ保持部の内側に入り込み、同じくその前方側が前記ケーシングの内側に入り込むように配置されている請求項１記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記セラミックセパレータには、前記各リード線を挿通するための３以上の前記セパレータ側リード線挿通孔が、各々その中心が仮想的な円周経路（以下、セパレータ側ピッチ円という）上に位置して配列するように形成され、
前記隙間規定突出部は、前記セラミックセパレータの後端面上において、前記セパレータ側ピッチ円上に配列した前記セパレータ側リード線挿通孔よりも内側に形成されている請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記セラミックセパレータには、前記セパレータ側リード線挿通孔とは別に、前記隙間側から前記ケーシングの内側へ気体を導くための気体導入部が軸方向に形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記セパレータ側リード線挿通孔の内面と、これに挿通される前記リード線との間には気通用隙間が形成されており、前記気体導入孔から導入された外気が該気通用隙間を通って前記検出素子へ導かれることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素センサ、ＨＣセンサ、ＮＯＸセンサなど、測定対象となるガス中の被検出成分を検出するためのガスセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車エンジン等の内燃機関において、その空燃比制御等に使用される酸素センサとして代表的なものには、ＺｒＯ２等の酸素イオン伝導性固体電解質により先端部が閉じた中空軸状に形成された酸素検出素子を筒状のケーシング内に収容し、該酸素検出素子の先端外面を被検出雰囲気と接触させるとともに、その内側空間に基準ガスとしての大気を導入して、該検出素子に生ずる酸素濃淡電池起電力により被検出雰囲気中の酸素濃度を測定するようにした構造のものが広く使用されている。
【０００３】
該酸素センサにおいては、酸素検出素子あるいはそれを加熱するための発熱体からのリード線をケーシングから取り出すための構造として、セラミックセパレータをケーシング内に配置し、その個別のリード線挿通孔に各リード線を通すようにしたものが一般的である。このようなセラミックセパレータを使用することにより、例えばリード線間あるいはリード線に続く端子部間で短絡が生じることが防止ないし抑制される。ここで、各リード線はケーシングの後方側開口部から外側に延伸するとともに、リード線とケーシングとの間は上記開口部に嵌め込まれるゴムグロメットにより密封される。
【０００４】
ところで、セラミックセパレータとゴムグロメットとに形成されるリード線挿通孔は、いずれも各々その中心が仮想的な円周経路（ピッチ円）上に位置して配列される。この場合、ゴムグロメットのピッチ円は、リード線をケーブル状に束ねてセンサの外に取り出すために、弾性シール部材側のピッチ円よりも小さく設定したい場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような場合、ゴムグロメットとセラミックセパレータとが密着していると、そのピッチ円径の差によりリード線に強い屈曲が生じ、断線等の不具合が生じやすくなる問題がある。これを防止するためには、ゴムグロメットとセラミックセパレータとの間に隙間を形成して、ピッチ円の径差を該隙間にて吸収させることが有効である。しかしながら、セラミックセパレータとゴムグロメットとの間に隙間が形成されると、ゴムグロメットがセパレータ端面からいわば浮き上がった形で支持されるため不安定であり、例えば組付け後にゴムグロメットがセラミックセパレータ側に押し込まれたりすると、隙間が減じてリード線に屈曲が生じて、これを痛めてしまいやすい問題がある。また、隙間量の調整も面倒である。さらに、ケーシングの後端側へのゴムグロメットの固定は、ケーシングにゴムグロメットを嵌め込み、さらにケーシングを径方向に加締めることにより行われているが、上記のような隙間が形成されていると、セラミックセパレータの端面を利用してグロメットを位置決めすることができなくなるので、加締め時にゴムグロメットが隙間側へ逃げて、加締め不良を生じる場合がある。
【０００６】
本発明の課題は、ゴムグロメット等の弾性シール部材とセラミックセパレータとの間に所定量の隙間を形成しつつも、ゴムグロメットを安定的に位置決めあるいは保持することができるガスセンサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上述の課題を解決するために、本発明のガスセンサは、
軸状をなす検出素子と、
該検出素子を収容する筒状のケーシングと、
ケーシングの後端側内部に配置され、検出素子からのリード線がそれぞれ挿通される複数のセパレータ側リード線挿通孔が軸方向に貫通して形成されたセラミックセパレータと、
ケーシングの後端側開口部に対しその内側に弾性的に嵌め込まれ、各リード線を挿通するためのシール側リード線挿通孔を有するとともに、それらリード線外面とケーシング内面との間をシールする弾性シール部材とを備え、
弾性シール部材とセラミックセパレータとの間に所定量の隙間を形成するための隙間規定突出部が、セラミックセパレータの後端面に形成されていることを特徴とする。なお、本明細書においては、検出素子の軸方向においてその検出部に向かう側を「前方側」、これと反対方向に向かう側を「後方側」とする。
【０００８】
上記構成によれば、セラミックセパレータの隙間規定突出部において弾性シール部材の端面が当接するので、該セラミックセパレータとの間に隙間を形成しつつも弾性シール部材を安定に固定することができる。また、弾性シール部材とセラミックセパレータとの間に所定量の隙間が形成されるので、例えば両者の間においてリード線挿通孔のピッチ円径に差が生ずる場合でも、その径差が隙間で吸収されてリード線に強い屈曲が生じにくく、ひいてはセンサ組立時等においてリード線の損傷や断線等が起こりにくい。また、形成されるべき隙間量も隙間規定突出部の高さに応じて自動的に定まるので面倒な隙間調整が不要であり、弾性シール部材組み付け後において隙間量が変化し、リード線に強い屈曲等が生じたりする心配もない。
【０００９】
なお、ゴムグロメット側にも隙間規定突出部を設けることができるが、セラミックセパレータに設けた隙間規定突出部は、軸方向の圧縮力を受けても弾性変形しないので、隙間量を一定の値に保持する上での効果が大きい。また、ゴムグロメットは、例えば円柱形など、軸線方向において向きを反転させても使用可能な形状に構成しておくことが組立時等においては有利であるが、隙間規定突出部を形成したグロメットの場合、固定時において、その都度嵌込みの向きを確認しなければならなくなるから面倒である。
【００１０】
次に、上記ガスセンサにおいては、ケーシングの後端部に、壁部に１ないし複数の気体導入孔が形成された筒状のフィルタ保持部と、該フィルタ保持部の気体導入孔を塞ぐように配置され、液体の透過は阻止し気体の透過は許容するフィルタとを有し、気体導入孔及びフィルタを経て外気をケーシング内に導入させる気体導入構造部を形成することができる。この場合、セラミックセパレータは、検出素子の軸方向において、その後方側がフィルタ保持部の内側に入り込み、同じくその前方側がケーシングの内側に入り込むように配置することができる。
【００１１】
このように、液体の透過は阻止し気体の透過は許容するフィルタを用いて気体導入構造部を構成することで、ケーシング内に水滴等が侵入することは阻止しつつ、基準ガスとしての外気はケーシング内に十分に導入することができる。さらに、セラミックセパレータの後端面位置を気体導入孔よりも後方側に設定することで、気体導入孔から仮に気体導入構造部内に水滴等が侵入しても、セラミックセパレータが該水滴の進路を妨げる形となるので、ケーシング内へは該水滴等が一層流れ込みにくくなる。そして、セラミックセパレータは、後端面が気体導入孔よりも後方側に位置するようにフィルタ保持部内に入り込んで配置されるので、気体導入構造部に外部から強い衝撃が加わった場合でも、内側のセラミックセパレータがその衝撃を受ける役割を果たすのでフィルタ保持部は大きな変形を免れ、ひいてはフィルタのシール性が損なわれるといった問題も生じにくくなる。
【００１２】
隙間規定突出部は、セラミックセパレータの後端面のうち、セパレータ側ピッチ円上に配列したセパレータ側リード線挿通孔よりも内側に形成する構成としてもよい。ここで、セパレータ側ピッチ円とは、セラミックセパレータにおける各リード線を挿通するための３以上のセパレータ側リード線挿通孔の、各中心が描く仮想的な円周経路のことである。また、弾性シール部材の先端面において、シール側リード線挿通孔の中心が描く円周経路についても同じくシール側ピッチ円とする。この場合も、隙間規定突出部が弾性シール部材の前端面のほぼ中央に形成されるので、セラミックセパレータと弾性シール部材との間の安定な当接状態を実現でき、ひいては弾性シール部材の軸方向の位置ずれや傾斜等も生じにくくなる。また、シール側ピッチ円の直径が、隙間規定突出部の外径よりも大きくなっていれば、弾性シール部材の後端面に対する隙間規定突出部の当接領域を、シール側リード線挿通孔に取り囲まれた位置に容易に確保できる。一方、隙間規定突出部についても、当接面の面積が大きいものほどセラミックセパレータと弾性シール部材の当接を安定化できるため、両者のピッチ円の直径及び隙間規定突出部の後端面の面積はできる限り大きい構成とするのがよい。
【００１３】
次に、上記構成においてセラミックセパレータには、セパレータ側リード線挿通孔とは別に、隙間側からケーシング内側へ気体を導くための気体導入部が軸方向に形成されている。これにより、例えばフィルタを介して導入された基準ガスとしての外気が、セラミックセパレータの後端面側から気体導入部を経てケーシング内にスムーズに導かれるので、より安定なガスセンサの出力を得ることが可能となる。
【００１４】
他方、セパレータ側リード線挿通孔の内面と、これに挿通されるリード線との間には気通用隙間を形成することができる。この構成では、気体導入孔から導入された外気は、該気通用隙間を通ってケーシング内の検出素子へ導かれる。この場合、別途気体導入部を設けなくとも、セパレータ側リード線挿通孔の孔径を大きくして気通用隙間を形成するだけで、基準ガスとしての外気が、セラミックセパレータの後端面側から該気通用隙間を経てケーシング内にスムーズに導かれる。よって、この構成の採用により気体導入部を形成する手間が省かれ、コストを削減できる利点がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づき説明する。
図１は本発明のガスセンサの一実施例としての酸素センサ１を示している。該酸素センサ１は、先端が閉じた中空軸状の固体電解質部材である酸素検出素子２と、軸状のセラミックヒータである発熱体３とを備えて構成される。酸素検出素子２は酸素イオン伝導性を有する固体電解質により構成されている。そのような固体電解質としては、Ｙ２Ｏ３ないしＣａＯを固溶させたＺｒＯ２が代表的なものであるが、それ以外のアルカリ土類金属ないし希土類金属の酸化物とＺｒＯ２との固溶体を使用してもよい。また、ベースとなるＺｒＯ２にはＨｆＯ２が含有されていてもよい。なお、以下においては、酸素検出素子２の軸方向においてその閉じた先端部に向かう側を「前方側（あるいは先端側）」、これと反対方向に向かう側を「後方側（あるいは後端側）」として説明を行う。
【００１６】
この酸素検出素子２の中間部外側には、絶縁性セラミックから形成されたインシュレータ６，７、並びにタルクから形成されたセラミック粉末８を介して金属製のケーシング１０が設けられ、酸素検出素子２はケーシング１０と電気的に絶縁された状態で貫通している。ケーシング１０は、酸素センサ１を排気管等の取付部に取り付けるためのねじ部９ｂを有する主体金具９、その主体金具９の一方の開口部に内側が連通するように結合された主筒１４、該主筒１４とは反対側から主体金具９に取り付けられたプロテクタ１１等を備える。また、図２に示すように、酸素検出素子２の内面及び外面には、そのほぼ全面を覆うように一対の電極層２ｂ，２ｃが設けられている。これら電極層２ｂ，２ｃはいずれも、酸素分子の解離・再結合反応に対する可逆的な触媒機能（酸素解離触媒機能）を有する多孔質電極、例えばＰｔ多孔質電極として構成されている。
【００１７】
図１に戻って、主体金具９の前方側開口部には筒状のプロテクタ装着部９ａが形成され、ここに、酸素検出素子２の先端側（検出部）を所定の空間を隔てて覆うようにキャップ状のプロテクタ１１が装着されている。プロテクタ１１には、複数のガス透過口１２（本実施例では４つ）が貫通形態で形成されている。
【００１８】
主体金具９の後方側の開口部には、前述の主筒１４がインシュレータ６との間にリング１５を介して加締められ、この主筒１４に筒状のフィルタアセンブリ１６が外側から嵌合・固定されている。このフィルタアセンブリ１６の後端側の開口はゴム等で構成されたグロメット（弾性シール部材）１７で封止され、またこれに続いてさらに内方にセラミックセパレータ１８が設けられている。そして、それらセラミックセパレータ１８及びグロメット１７を貫通するように、酸素検出素子２用のリード線２０，２１及び発熱体３用のリード線（リード線２０，２１の影になって見えない）が配置されている。
【００１９】
次に、図３に示すように、セラミックセパレータ１８には、各リード線２０，２１を挿通するための複数のセパレータ側リード線挿通孔７２が軸方向に貫通して形成されており、その軸方向中間位置には、外周面から突出する形態でフランジ状のセパレータ側支持部７３が形成されている。そして、該セラミックセパレータ１８は、セパレータ側支持部７３よりも前方側に位置する部分を主筒１４の後端部内側に入り込ませた状態で、該セパレータ側支持部７３において主筒１４の後端面に当接するとともに、セパレータ側支持部７３よりも後方側に位置する部分を主筒１４の外側に突出させた状態で配置される。
【００２０】
図１に戻り、酸素検出素子２用の一方のリード線２０は、固定金具２３のコネクタ部２４及びこれに続く引出し線部２５、並びに固定金具２３の内部電極接続部２６を経て、前述の酸素検出素子２の内側の電極層２ｃ（図２）と電気的に接続されている。一方、他方のリード線２１は、別の固定金具３３のコネクタ部３４及びこれに続く引出し線部３５並びに外部電極接続部３５ｂを経て、酸素検出素子２の外側の電極層２ｂ（図２）と電気的に接続されている。
【００２１】
ここで、酸素検出素子２は、排気ガス温が十分高温となっている場合には当該排気ガスで加熱されて活性化されるが、エンジン始動時など排気ガス温が低温である場合には前述の発熱体３で強制的に加熱することで活性化される。発熱体３は例えばセラミックヒータであり、先端部内部に発熱部４２が設けられ、ヒータ端子部４０から延びるリード線を経て通電されるようになっている。該発熱体３は、固定金具２３の発熱体把持部２７により把持されて、酸素検出素子２の中空部内に保持される。他方、固定金具２３の内部電極接続部２６は、酸素検出素子２の中空部内壁面２ａ（図２）との間の摩擦力によって発熱体３を該中空部に対し軸線方向に位置決めする役割を果たすとともに、電極層２ｃ（図２）と接触・導通するようになっている。
【００２２】
次に、図３に示すように、フィルタアセンブリ１６は、主筒１４（ケーシング１０）に対し後方外側からほぼ同軸的に連結される筒状形態をなすとともに、内部が主筒１４の外部と連通し、かつ壁部に複数の気体導入孔５２が形成されたフィルタ保持部５１を備える。そして、そのフィルタ保持部５１の外側には、上記気体導入孔５２を塞ぐ筒状のフィルタ５３が配置され、さらに、そのフィルタ５３の外側には、壁部に１ないし複数の補助気体導入孔５５が形成されるとともに、フィルタ５３をフィルタ保持部５１との間で挟み付けて保持する補助フィルタ保持部５４が配置される。具体的には、気体導入孔５２及び補助気体導入孔５５は、フィルタ保持部５１及び補助フィルタ保持部５４に対し、各軸方向中間部において互いに対応する位置関係で周方向に沿って所定の間隔で形成されており、フィルタ５３は、フィルタ保持部５１を周方向に取り囲むように配置されている。
【００２３】
フィルタ５３は、例えばポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）の未焼成成形体を、ＰＴＦＥの融点よりも低い加熱温度で１軸以上の方向に延伸することにより得られる多孔質繊維構造体（商品名：例えばゴアテックス（ジャパンゴアテックス（株）））により、水滴等の水を主体とする液体の透過は阻止し、かつ空気及び／又は水蒸気などの気体の透過は許容する撥水性フィルタとして構成されている。これにより、補助気体導入孔５５からフィルタ５３を経て気体導入孔５２より、基準ガスとしての大気（外気）が主筒１４（ケーシング１０）内に導入されるとともに、水滴等の液体状態の水は主筒１４内に侵入することが阻止されるようになっている。
【００２４】
図４に示すように、補助フィルタ保持部５４には、補助気体導入孔５５の列を挟んでその軸方向両側に、フィルタ５３を介して該補助フィルタ保持部５４をフィルタ保持部５１に対して結合する環状のフィルタ加締め部５６，５７（以下、単に加締め部５６，５７ともいう）が形成されており、フィルタ保持部５１の外面とフィルタ５３との間には隙間５８が形成されている。
【００２５】
他方、フィルタ保持部５１は、自身の軸方向中間部に形成された段付き部６０により、該段付き部６０に関して軸方向前方側を第一部分６１、同じく軸方向後方側を第二部分６２として、該第二部分６２が第一部分６１よりも径小となるように構成されており、気体導入孔５２はその第二部分６２の壁部に形成されている。さらに、補助フィルタ保持部５４はフィルタ保持部５１の第一部分６１の外径よりも小さい内径を有する。
【００２６】
図３に戻り、フィルタ保持部５１は、セラミックセパレータ１８の突出部分を第二部分６２の内側まで進入させてこれを覆うとともに、段付き部６０においてセパレータ側支持部７３に対し、主筒１４とは反対側から金属弾性部材７４を介して当接するように配置される。他方、該フィルタ保持部５１の先端側、すなわち第一部分６１において主筒１４（ケーシング１０）に対し外側からこれに重なりを生じるように配置され、その重なり部には、フィルタ保持部５１を主筒１４に対し気密状態となるように連結するケーシング加締め部７６が形成されている。
【００２７】
補助フィルタ保持部５４の外側には、筒状の防護カバー６４がこれを覆うように設けられている。この防護カバー６４は、図３に示すように気体滞留空間６５を生じるように配置され、フィルタ保持部５１に対し、加締め部６６，６７により接合されている。なお、図４に示すように、フィルタ保持部５１の第一部分６１の外周面には、外部連通部を形成する溝部６９が周方向に沿って所定の間隔で複数形成されている。
【００２８】
次に、図３に示すように、セラミックセパレータ１８は、酸素検出素子２の軸方向において後方側がフィルタ保持部５１の内側に入り込み、同じく前方側が主筒１４（ケーシング１０）の内側に入り込むように配置され、各リード線２０，２１等がセパレータ側リード線挿通孔７２において軸方向に挿通される。一方、ゴムグロメット１７は、フィルタ保持部５１の後方側開口部５１ａに対しその内側に弾性的にはめ込まれ、各リード線２０，２１等を挿通するためのシール側リード線挿通孔９１を有するとともに、それらリード線２０，２１等の外面とフィルタ保持部５１の内面との間をシールする。
【００２９】
セラミックセパレータ１８の後端面は、軸方向において気体導入孔５２よりも後方側に位置するとともに、その後端面中央に形成された隙間規定突出部９６の頂面は、ゴムグロメット１７の前端面と密着している。その隙間規定突出部９６により、ゴムグロメット１７とセラミックセパレータ１８との間には所定量の隙間９８が形成されている。また、フィルタ保持部５１の内周面とセラミックセパレータ１８の外周面との間にも隙間９２が形成されている。そして、気体導入孔５２からの気体は該隙間９２内に供給され、さらにセラミックセパレータ１８に形成された気体導入部９３を通ってケーシング１０内に導かれる。具体的には、セラミックセパレータ１８には、セパレータ側リード線挿通孔７２とは別に軸方向の気通用貫通孔９５が形成されており、またその後端面には、一端が貫通孔９５に連通し、他端側がセラミックセパレータ１８の外周面に開放する気通用溝部９４が形成されている。すなわち、これら気通用貫通孔９５及び気通用溝部９４が気体導入部９３を形成している。
【００３０】
図６（ａ）及び図８（ａ）に示すように、セラミックセパレータ１８には、酸素検出素子２及び発熱体３からの各リード線を挿通するための４つのセパレータ側リード線挿通孔７２が、各々その中心が仮想的な円周経路（以下、セパレータ側ピッチ円という）Ｃ１上に位置して配列するように形成されている。また、気通用貫通孔９５は、セラミックセパレータ１８の中央部において、それら４つのセパレータ側リード線挿通孔７２により囲まれる領域に形成されている。さらに、気通用溝部９４は、セラミックセパレータ１８の後端面において、４つのセパレータ側リード線挿通孔７２と干渉しない位置に十字形態で形成されている。なお、図６（ｅ）に示すように、気通用溝部９４には、その上面側において幅方向両縁に面取り部９４ａが形成されている。
【００３１】
次に、図７に示すように、ゴムグロメット１７においては、前述のシール側リード線挿通孔９１が、各々その中心が仮想的な円周経路（以下、シール側ピッチ円という）Ｃ２上に位置して配列するように形成されており、前述のセパレータ側ピッチ円Ｃ１（図６：直径Ｄ１）とシール側ピッチ円Ｃ２（直径Ｄ２）とは、その一方が他方よりも直径が大きくなるように設定される。例えば図３においてはＤ１＞Ｄ２となっており、図６（ａ）に示すように、隙間規定突出部９６は、セパレータ側ピッチ円Ｃ１上に配列したセパレータ側リード線挿通孔７２よりも内側に位置する領域に形成されている。
【００３２】
なお、フィルタアセンブリ１６の主筒１４に対する組付け方法は、例えば以下のようにして行う。すなわち、図５（ａ）に示すように、セラミックセパレータ１８に金属弾性部材７４を外挿し、さらにそのセラミックセパレータ１８の前端側を主筒１４に挿入する。一方、フィルタアセンブリ１６は図４に示すように予め組み立てておき、これを図５（ａ）に示すように、そのフィルタ保持部５１においてセラミックセパレータ１８及び主筒１４の外側から被せる。なお、酸素検出素子２及び発熱体３等（図１）は主筒１４内に予め組み付けておき、それらからのリード線２０，２１等はセラミックセパレータ１８のセパレータ側リード線挿通孔７２（図３）に通し、さらにフィルタ保持部５１の後端側開口部から外側に延出した状態にしておく。
【００３３】
続いて、図５（ｂ）に示すように、主筒１４とフィルタアセンブリ１６とに軸方向の圧縮力を付加する。これにより、金属弾性部材７４はフィルタ保持部５１とセラミックセパレータ１８のセパレータ側支持部７３との間で圧縮変形し、セラミックセパレータ１８を主筒１４とフィルタ保持部５１との間で挟み付けるための付勢力を発生する。そして、この状態を維持しつつ、図５（ｃ）に示すように、フィルタ保持部５１と主筒１４とにケーシング加締め部７６を形成し、両者を結合する。次いで、図５（ｄ）に示すように、フィルタ保持部５１の後端側開口部にゴムグロメット１７を嵌め入れ、さらに防護カバー６４を被せるとともに、同図（ｅ）に示すように加締め部６６及び６７を形成して本発明に属する酸素センサの組立てが完了する。
【００３４】
さて、上記構成のセンサ１においては、ゴムグロメット１７及びセラミックセパレータ１８に対し、互いに異なるピッチ円径で各リード線が挿通される構造となっているので、各リード線にはゴムグロメット１７とセラミックセパレータ１８との間で曲がりが生ずる。しかしながら、ゴムグロメット１７とセラミックセパレータ１８との間には、セラミックセパレータ１８側の隙間規定突出部９６により適度な隙間９８が形成されており、この隙間９８において各リード線を比較的緩やかに曲げることができる。これにより、センサ１の組立て時等にリード線が強く曲げられて痛んだり、断線したりするトラブルが生じにくくなる。また、ゴムグロメット１７に軸方向の押込力が作用しても、隙間規定突出部９６によりゴムグロメット１７の移動が止められるので隙間量が変化しにくく、リード線に強い屈曲等が生じることが防止される。
【００３５】
なお、図１１（ａ）に示すように、フランジ状のセパレータ側支持部７３（フランジ部）に、これを軸方向に貫通する気通用貫通部９７を形成してもよい。本実施例では該気通用貫通部９７は、セパレータ側支持部７３の外周面に対し、所定の角度間隔で複数形成された溝部（あるいは切欠き部）とされている。この場合は、気通用溝部９４と気通用貫通部９７との２つの気通経路が形成されるので、基準ガスのケーシング１０内への流通をより確実なものとすることができる。なお、気通用貫通部９７を形成する場合は、（ｂ）に示すように気通用溝部９４を省略することができる。
【００３６】
以下、上記酸素センサのセラミックセパレータの変形例について説明する。まず、図８（ｂ）に示すセラミックセパレータ１８は、同図（ａ）のような気通用溝部９４あるいは気通用貫通孔９５等を含む気体導入部９３が形成されていない。また、セラミックセパレータ１８の後端面の中央部に隙間規定突出部９６が形成されている。この場合、図９に示すように、セパレータ側リード線挿通孔７２と各リード線２０，２１等との間に、周方向に沿って気通用隙間９９が形成されており、気体導入孔５２から導入された外気が、隙間９８から該気通用隙間９９を通って検出素子２へ導かれる構成となっている。こうすれば、気体導入部９３を形成する手間が省かれ、また、図８（ａ）のように隙間規定突出部９６にまたがる溝部９４等も形成されないので形状も単純であり、製造が容易である。
【００３７】
なお、図８（ｂ）に示したセラミックセパレータ１８においては、図１０に示すように、その後端面外周縁から各セパレータ側リード線挿通孔７２に向けて気通用溝部９４を形成してもよい。これにより、ケーシング内部の検出素子への外気の流通がより一層効果的に行われるようになる。
【００３８】
一方、図１１（ｂ）は、図８（ｂ）の態様において、セパレータ側支持部７３（フランジ部）の外周面に、軸方向の気通用貫通部９７を形成した例である。この場合も、図９と同様の気通用隙間９９と気通用貫通部９７との２つの気通経路が形成されるので、基準ガスとしての外気のケーシング１０内への流通をより確実なものとすることができる。
【００３９】
さらに、図１２に示すように隙間規定突出部９６は、セラミックセパレータ１８の後端面の中央部でなく、つまりセパレータ側ピッチ円Ｃ１上あるいはそれよりも外側に、例えば所定の間隔で複数形成するようにしてもよい。図示の例では、図９と同様に、セパレータ側リード線挿通孔７２と各リード線等との間の気通用隙間から外気を検出素子２へ導く構成となっている。他方、図１３は、セラミックセパレータ１８の中央を軸方向に貫く気体導入部９５及び気通用貫通部９７を形成した例である。
【００４０】
以上説明した本発明のセンサの構造は、酸素センサ以外のガスセンサ、例えばＨＣセンサやＮＯＸセンサなどにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスセンサの一実施例たる酸素センサを示す縦断面図。
【図２】その酸素検出素子部分を拡大して示す断面図。
【図３】図１の要部を拡大して示す断面図。
【図４】フィルタアセンブリの正面部分断面図。
【図５】フィルタアセンブリのケーシングへの組付け工程を示す説明図。
【図６】セラミックセパレータの説明図。
【図７】ゴムグロメットの説明図。
【図８】セラミックセパレータをいくつかの変形例とともに示す斜視図。
【図９】図８（ｂ）のセラミックセパレータを用いた酸素センサの要部を示す縦断面図。
【図１０】図８（ｂ）に示したセラミックセパレータの更なる変形例を示す斜視図。
【図１１】セラミックセパレータのいくつかの変形例を示す斜視図。
【図１２】図１１に続く変形例を示す斜視図及び断面図。
【図１３】図１２に続く変形例を示す斜視図及び断面図。
【符号の説明】
１  酸素センサ（ガスセンサ）
２  酸素検出素子（検出素子）
１０  ケーシング
１６  フィルタアセンブリ（気体導入構造部）
１７  ゴムグロメット（弾性シール部材）
１８  セラミックセパレータ
２０，２１  リード線
５１  フィルタ保持部
５２  気体導入孔
５３  フィルタ
７２  セパレータ側リード線挿通孔
９１  シール側リード線挿通孔
９３  気体導入部
９６  隙間規定突出部
９８  隙間
９９  気通用隙間
Ｃ１  セパレータ側ピッチ円
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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