(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスセンサ素子の後端側に設けられる電極取出部を小さくしてコストダウンとガスセンサ素子の小型化を図りつつ、電極取出部と端子金具とを確実に接続することができるガスセンサを提供する。【解決手段】軸線方向に延び、先端側に検出部を有すると共に、後端側に自身の最表面から凹む凹部１３ｄを有すると共に、該凹部に露出する電極取出部１００を有する板状のガスセンサ素子１０と、凹部内にて電極取出部に電気的に接続される端子金具６０と、端子金具を支持すると共にガスセンサ素子の電極取出部を囲む筒状のセパレータと、を備えたガスセンサであって、端子金具は、セパレータの内面に支持される基部と、基部よりも先端側に位置し、凹部の後端向き面に当接してガスセンサ素子に対し位置決めする当接部６０ｂと、当接部と基部とを繋ぐ接続部６０ｃと、を備えている。【選択図】図３
2014228332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延び、先端側に検出部を有すると共に、後端側に自身の最表面から凹む凹部を有すると共に、該凹部に露出する電極取出部を有する板状のガスセンサ素子と、前記凹部内にて前記電極取出部に電気的に接続される端子金具と、前記端子金具を支持すると共に前記ガスセンサ素子の前記電極取出部を囲む筒状のセパレータと、を備えたガスセンサであって、
前記端子金具は、前記セパレータの内面に支持される基部と、前記基部よりも先端側に位置し、前記凹部の後端向き面に当接して前記ガスセンサ素子に対し位置決めする当接部と、前記当接部と前記基部とを繋ぐ接続部と、を備えたガスセンサ。
【請求項２】
軸線方向に延び、先端側に検出部を有すると共に、後端側に自身の最表面から凹む凹部を有すると共に、該凹部に露出する電極取出部を有する板状のガスセンサ素子と、前記凹部内にて前記電極取出部に電気的に接続される端子金具と、前記端子金具を支持すると共に前記ガスセンサ素子の前記電極取出部を囲む筒状のセパレータと、を備えたガスセンサであって、
前記端子金具は、前記セパレータの内面に支持される基部と、前記基部よりも先端側に位置し、前記凹部の先端向き面に当接して前記ガスセンサ素子に対し位置決めする当接部と、前記当接部と前記基部とを繋ぐ接続部と、を備えたガスセンサ。
【請求項３】
前記凹部は、前記電極取出部より後端側で前記ガスセンサ素子の後端まで延びている請求項１記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記凹部は、前記電極取出部より先端側で前記ガスセンサ素子の先端まで延びている請求項２記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス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に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
このようなガスセンサとして、特定ガスの濃度検出を行うガスセンサ素子を主体金具に保持し、ガスセンサ素子の後端側の表面に配置された電極取出部としての電極パッドを筒状のセラミック製セパレータで囲んだ構造が一般的に用いられている。そして、セパレータに取付けられた端子金具がガスセンサ素子の各電極パッドにそれぞれ電気的に接続され、ガスセンサ素子の検出出力を外部に取り出すようになっている。
ところが、電極パッドはガスセンサ素子の板幅方向に複数並んでおり、かつ電極パッドが板面とほぼ面一であるため、端子金具が電極パッドに対し横にずれて接続され、端子金具が電極パッドに対して正しい位置に保持されなかったり、場合によっては端子金具間で接触するおそれがある。
そこで、隣接する電極パッド（電極端子）の間に相対的に隆起する凸部を形成し、端子金具の横ずれを凸部で防止する技術が開発されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７１３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１記載の技術の場合、電極端子の幅方向には端子金具の幅とほぼ同一の間隔で上記凹部を設けているため、電極端子の横ずれは少ない。一方で、電極端子の軸線（長手）方向には端子金具の屈曲部を押圧して両者を接続しているため、軸線方向に電極端子の位置がずれるおそれがある。そこで、かかる位置ずれを見越して、電極端子を軸線方向に長くしているが、電極端子にはＰｔ等の貴金属が用いられているため、電極端子を長くした分コストが増大すると共に、ガスセンサ素子の小型化の障害となる。
そこで、本発明は、ガスセンサ素子の後端側に設けられる電極取出部を小さくしてコストダウンとガスセンサ素子の小型化を図りつつ、電極取出部と端子金具とを確実に接続することができるガスセンサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、先端側に検出部を有すると共に、後端側に自身の最表面から凹む凹部を有すると共に、該凹部に露出する電極取出部を有する板状のガスセンサ素子と、前記凹部内にて前記電極取出部に電気的に接続される端子金具と、前記端子金具を支持すると共に前記ガスセンサ素子の前記電極取出部を囲む筒状のセパレータと、を備え、前記端子金具は、前記セパレータの内面に支持される基部と、前記基部よりも先端側に位置し、前記凹部の後端向き面に当接して前記ガスセンサ素子に対し位置決めする当接部と、前記当接部と前記基部とを繋ぐ接続部と、を備えている。
このガスセンサによれば、当接部が凹部の後端向き面に当接して凹部に対し位置決めする。このため、軸線方向に端子金具が電極取出部に対してずれることが少なく、位置ずれを見越して電極取出部を軸線方向に長くする必要がなく、電極取出部を小さくしてコストダウンとガスセンサ素子の小型化を図ることができる。又、端子金具が電極取出部に対して位置ずれし難いので、電極取出部と端子金具とを確実に接続することができる。
【０００６】
又、本発明のガスセンサは、軸線方向に延び、先端側に検出部を有すると共に、後端側に自身の最表面から凹む凹部を有すると共に、該凹部に露出する電極取出部を有する板状のガスセンサ素子と、前記凹部内にて前記電極取出部に電気的に接続される端子金具と、前記端子金具を支持すると共に前記ガスセンサ素子の前記電極取出部を囲む筒状のセパレータと、を備え、前記端子金具は、前記セパレータの内面に支持される基部と、前記基部よりも先端側に位置し、前記凹部の先端向き面に当接して前記ガスセンサ素子に対し位置決めする当接部と、前記当接部と前記基部とを繋ぐ接続部と、を備えている。
このガスセンサによれば、当接部が凹部の先端向き面に当接して凹部に対し位置決めする。このため、軸線方向に端子金具が電極取出部に対してずれることが少なく、位置ずれを見越して電極取出部を軸線方向に長くする必要がなく、電極取出部を小さくしてコストダウンとガスセンサ素子の小型化を図ることができる。又、端子金具が電極取出部に対して位置ずれし難いので、電極取出部と端子金具とを確実に接続することができる。
【０００７】
前記凹部は、前記電極取出部より後端側で前記ガスセンサ素子の後端まで延びていてもよい。
このガスセンサによれば、ガスセンサの組み付けの際、端子金具がガスセンサ素子の後端側から抵抗なく凹部に入り込むので、組み付けが容易となる。
【０００８】
前記凹部は、前記電極取出部より先端側で前記ガスセンサ素子の先端まで延びていてもよい。
このガスセンサによれば、ガスセンサ素子が薄くなって小型化が図られる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、ガスセンサ素子の後端側に設けられる電極取出部を小さくしてコストダウンとガスセンサ素子の小型化を図りつつ、電極取出部と端子金具とを確実に接続することができるガスセンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るセンサの軸線方向に沿う断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】端子金具と電極取出部との接続状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るガスセンサの軸線方向に沿う端子金具周囲の部分断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るガスセンサの軸線方向に沿う端子金具周囲の部分断面図である。
【図６】第３の実施形態に係るガスセンサの軸線方向に沿う端子金具周囲の部分断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るガスセンサの軸線方向に沿う端子金具周囲の部分断面図である。
【図８】第１の実施形態におけるガスセンサ素子の変形例を示す図である。
【図９】第１の実施形態におけるガスセンサ素子の変形例を示す別の図である。
【図１０】第２の実施形態におけるガスセンサ素子の変形例を示す図である。
【図１１】第４の実施形態におけるガスセンサ素子の変形例を示す図である。
【図１２】図４の端子金具の変形例を示す図である。
【図１３】図７の端子金具の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、図１〜図３を参照し、本発明の第１の実施形態に係るガスセンサ（酸素センサ）１００について説明する。図１はガスセンサ１の軸線Ｏ方向に沿う断面図、図２は図１の部分拡大図、図３は端子金具６０と電極取出部（電極パッド）１００との接続状態を示す斜視図である。なお、図１の下側（ガスセンサ素子１０の検出部１０ａが位置する側）を「先端側」と称し、上側（ガスセンサ素子１０の電極取出部（電極パッド）１００が位置する側）を「後端側」と称する。
【００１２】
ガスセンサ１は、ガスセンサ素子１０を組み付けたアッセンブリである。ガスセンサ１は、軸線Ｏ方向（図１の上下方向）に延びる板状のガスセンサ素子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はガスセンサ素子１０を内孔２５内に収容すると共に、ガスセンサ素子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１００をそれぞれ主体金具２から突出させた状態で、ガスセンサ素子１０を保持している。また、主体金具２の内周面とガスセンサ素子１０の外周面との間には、ガスセンサ素子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、ガスセンサ素子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。
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。
【００１３】
また、主体金具２の先端側外周には、ガスセンサ素子１０の検出部１０ａを囲む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、この例ではガスセンサ素子１０は、固体電解質層表面に一対の電極を配置した構成の酸素センサ素子になっていて、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。さらに、ガスセンサ素子１０の検出部１０ａの表面を多孔質保護層１２が覆っている。
【００１４】
一方、ガスセンサ素子１０の後端側の両板面にそれぞれ設けられた電極パッド１００（この例では各面に２個ずつ計４個）は、円筒状のセラミック製セパレータ７０で囲まれている。セパレータ７０は、ガスセンサ素子１０の挿通孔７０ｈを中心に有すると共に、この挿通孔７０ｈに連通して複数の端子金具６０（この例では４個）をそれぞれ収容する空孔７１ｈ（図２参照、この例では４個）を有している。そして、それぞれ仕切られた空孔７１ｈに各端子金具６０が絶縁を確保してそれぞれ取付けられ、端子金具６０がガスセンサ素子１０の各電極パッド１００にそれぞれ電気的に接続されている。
詳しくは図２、図３に説明するが、セパレータ７０内に保持された各端子金具６０は、先端側で径方向内側に折り返され、ガスセンサ素子１０の各電極パッド１００に電気的に接続するようになっている。一方、各端子金具６０の後端側はセパレータ７０の空孔７１ｈに支持される基部６０ｄになっている。基部６０ｄは自身の内側にリード線７５を加締め接続している。各リード線７５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。
【００１５】
セパレータ７０の軸線方向中央近傍には、径方向外側に突出する鍔部７０ｄが設けられている。又、セパレータ７０の後端には、円筒状でゴム製のシール部材（グロメット）５が配置され、セパレータ７０とグロメット５が金属製の外筒９０に覆われている。外筒９０の軸線Ｏ方向中央付近には、セパレータ７０を保持する環状の留め金具８０が加締め固定されている。そして、留め金具８０の後端向き面にセパレータ７０の鍔部７０ｄが係止すると共に、外筒９０の後端側が加締められ、グロメット５が外筒９０内に保持されると共にセパレータ７０を先端側へ押圧し、セパレータ７０が先端側と後端側の上下で軸線Ｏ方向に挟まれて保持される。このようにして内部にセパレータ７０及びグロメット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。
【００１６】
次に、図２、図３を参照し、端子金具６０の詳細な構成、及び端子金具６０と電極取出部（電極パッド）１００との接続状態について説明する。
図２、図３に示すように、ガスセンサ素子１０は、本体基板部１１の両面にそれぞれ軸線Ｏ方向に延びるリード部１００Ｌを有し、両リード部１００Ｌの表面をそれぞれ絶縁層１３で覆った積層構造となっている。そして、絶縁層１３の所定位置が略正方形に除去されて矩形窓状の凹部１３ｄをなし、リード部１００Ｌの後端側が凹部１３ｄの底面に露出して電極取出部（電極パッド）１００を形成している。電極取出部（電極パッド）１００は、ガスセンサ素子１０の両面にそれぞれ２つずつ幅方向に並ぶように配置されている（図３参照）。なお、凹部１３ｄの後端側の側面１３ｂと先端側の側面１３ａのうち、側面１３ａが特許請求の範囲の「凹部の後端向き面」に相当する。凹部１３ｄの深さは、最外層をなす絶縁層１３の表面（特許請求の範囲の「ガスセンサ素子の最表面」に相当）からの厚み（例えば０．２〜０．７ｍｍ）と略同じである。
【００１７】
一方、端子金具６０は、セパレータ７０の空孔７１ｈに自身の後端側が挿入されて支持される略円筒状の基部６０ｄと、基部６０ｄから先端に延びると共に径方向内側に弾性的に屈曲する屈曲部６０ｃと、屈曲部６０ｃの先端から後端側に折り返される当接部６０ｂと、当接部６０ｂから後端側かつ径方向内側に向かって延びて凹部１３ｄ内に収容される接点部６０ａと、を一体に備えている。端子金具６０は、バネ性のある金属（例えば、ステンレス鋼）板を所定形状に打ち抜き、その後プレス成形して形成することができる。ここで、接点部６０ａは、端子金具６０内で最も径方向内側に位置し、接点部６０ａの後端側は端子金具６０の端縁６０ｅを形成している。又、当接部６０ｂは端子金具６０内で最も軸線Ｏ方向先端側に位置している。また、屈曲部６０ｃは、当接部６０ｂと基部６０ｄとを繋いでいる接続部でもある。ここでは特に、セパレータ７０の空孔７１ｈの内面に基部６０ｄが当接することで、端子金具６０の径方向外側への移動を規制している。
【００１８】
そして、ガスセンサ１を組み付ける際、ガスセンサ素子１０の後端側から、セパレータ７０（及びセパレータ７０、グロメット５等を保持した外筒９０）を取り付けると、まずは、端子金具６０が屈曲部６０ｃの弾性力によって径方向に収縮しつつ、ガスセンサ素子１０の絶縁層１３上を接点部６０ａが軸線方向先端側に向かって摺動する。セパレータ７０がさらに先端側へ押し込まれると、最も先端側の当接部６０ｂが凹部１３ｄ内に嵌り込み、やがて当接部６０ｂは凹部１３ｄの側面１３ａに当接し、凹部１３ｄに対し軸線Ｏ方向に位置決めする。同時に、凹部１３ｄ内に収容された接点部６０ａが、この位置で屈曲部６０ｃの弾性力によって径方向内側に拡がることで、電極取出部１００と電気的に接続される。接点部６０ａは最も径方向内側に位置し、電極取出部１００と点接触して確実な導通を図ることができる。
なお、当接部６０ｂが側面１３ａに当接した位置で、外筒９０が主体金具２の後端側に全周溶接されてガスセンサ１が組み付けられる。
【００１９】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係るガスセンサによれば、当接部６０ｂが凹部１３ｄの側面１３ａに当接して凹部１３ｄに対し位置決めする。このため、軸線Ｏ方向に端子金具６０が電極取出部１００に対してずれることが少なく、位置ずれを見越して電極取出部１００を軸線Ｏ方向に長くする必要がなく、電極取出部１００を小さくしてコストダウンとガスセンサ素子の小型化を図ることができる。又、端子金具６０が電極取出部１００に対して位置ずれし難いので、電極取出部１００と端子金具６０とを確実に接続することができる。
なお、ガスセンサ素子１０の両面に幅方向に並ぶ２つの凹部１３ｄ同士の間は、各電極取出部１００の表面より相対的に隆起し、電極取出部１００に対する端子金具６０の横ずれを防止している。
【００２０】
次に、図４を参照し、本発明の第２の実施形態に係るガスセンサ（酸素センサ）について説明する。なお、第２の実施形態に係るガスセンサは、端子金具６２及び電極取出部１００Ｂ以外の構成は第１の実施形態と同一であるので、第１の実施形態に係るガスセンサ１と同一の構成部分については、図示を省略したり同一符号を付して説明を省略する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係るガスセンサの軸線Ｏ方向に沿う端子金具６２周囲の部分断面図を示す。
図４において、ガスセンサ素子１０は、本体基板部１１の両面にそれぞれ軸線Ｏ方向に延びるリード部１００Ｍを有し、両リード部１００Ｍの表面をそれぞれ絶縁層１３で覆った積層構造となっている。そして、絶縁層１３の所定位置が除去されて凹部１３ｄをなし、リード部１００Ｍの後端側が凹部１３ｄの底面に露出して電極取出部（電極パッド）１００Ｂを形成している。但し、電極取出部１００Ｂは、側面１３ｂまで延びておらず、軸線Ｏ方向に電極取出部１００Ｂの後端縁と側面１３ｂとの間に隙間Ｇが生じ、隙間Ｇにて本体基板部１１が露出している。なお、側面１３ｂが特許請求の範囲の「凹部の先端向き面」に相当する。
一方、端子金具６２は、セパレータ７０に保持される略円筒状の基部６２ｄと、基部６２ｄから先端に延びると共に後端側へ折り返されて弾性的に屈曲する屈曲部６２ｃと、屈曲部６２ｃから後端側かつ径方向内側に延びて凹部１３ｄ内に収容される接点部６２ａと、接点部６２ａから後端側かつ径方向外側へ折り返される当接部６２ｂと、を一体に備えている。接点部６２ａは、端子金具６２内で最も径方向内側に位置している。又、当接部６２ｂは端子金具６２の端縁６２ｅを形成している。また、屈曲部６２ｃは、当接部６２ｂと基部６２ｄとを繋いでいる接続部でもある。ここでは特に、セパレータ７０の空孔７１ｈの内面に基部６２ｄが当接することで、端子金具６０の径方向外側への移動を規制している。
【００２１】
そして、ガスセンサを組み付ける際、ガスセンサ素子１０の後端側から、セパレータ７０（及びセパレータ７０、グロメット５等を保持した外筒９０）を取り付けると、まずは、端子金具６２が屈曲部６２ｃの弾性力によって径方向に収縮しつつ、ガスセンサ素子１０の絶縁層１３上を接点部６２ａが軸線方向先端側に向かって摺動する。セパレータ７０がさらに先端側へ押し込まれると、接点部６２ａ及び当接部６２ｂは凹部１３ｄ内に嵌り込む。
そして、端子金具６２を後端側へ引き戻すと、凹部１３ｄの側面１３ｂに当接部６２ｂが当接し（引っ掛かり）、凹部１３ｄに対し軸線Ｏ方向に位置決めする。同時に、凹部１３ｄ内に収容された接点部６２ａが、この位置で屈曲部６２ｃの弾性力によって径方向内側に拡がることで、電極取出部１００Ｂと電気的に接続される。接点部６２ａは最も径方向内側に位置し、電極取出部１００Ｂと点接触して確実な導通を図ることができる。
なお、当接部６２ｂが側面１３ｂに当接した位置で、外筒９０が主体金具２の後端側に全周溶接されてガスセンサが組み付けられる。
【００２２】
以上のように、本発明の第２の実施形態においても、当接部６２ｂが凹部１３ｄの側面１３ｂに当接して凹部１３ｄに対し位置決めする。このため、軸線Ｏ方向に端子金具６２が電極取出部１００Ｂに対してずれることが少なく、電極取出部１００Ｂを小さくしてコストダウンとガスセンサ素子の小型化を図ることができる。又、電極取出部１００Ｂと端子金具６２とを確実に接続することができる。
なお、第２の実施形態においては、電極取出部１００Ｂが側面１３ｂまで延びておらず、接点部６２ａとの接点を含み、該接点より先端側にのみ形成されている。このため、隙間Ｇの部分で電極取出部１００Ｂを不要とし、さらなるコストダウンを図ることができる。
又、第２の実施形態においては、当接部６２ｂが側面１３ｂに当接するので、端子金具６２がセパレータ７０から後端側へ抜けることを防止することができる。これに対し、第１の実施形態（及び後述する第３の実施形態）においては、端子金具６０がセパレータ７０から後端側へ抜けるのを防止するための係止具を端子金具６０に別途設ける必要がある（後述する第３の実施形態を参照）。
【００２３】
次に、図５、図６を参照し、本発明の第３の実施形態に係るガスセンサ（酸素センサ）について説明する。なお、第３の実施形態に係るガスセンサは、端子金具６４及び電極取出部１００Ｃ以外の構成は第１の実施形態と同一であるので、第１の実施形態に係るガスセンサ１と同一の構成部分については、図示を省略したり同一符号を付して説明を省略する。
図５は本発明の第３の実施形態に係るガスセンサの軸線Ｏ方向に沿う端子金具６４周囲の部分断面図、図６は端子金具６４と電極取出部（電極パッド）１００Ｃとの接続状態を示す斜視図である。
図５、図６において、ガスセンサ素子１０は、本体基板部１１の両面にそれぞれ軸線Ｏ方向に延びるリード部１００Ｎを有し、両リード部１００Ｎの表面をそれぞれ絶縁層１３で覆った積層構造となっている。そして、絶縁層１３の所定位置が凹部１３ｄとして除去され、凹部１３ｄの側面１３ａの表面に電極取出部（電極パッド）１００Ｃが形成され、電極取出部１００Ｃはリード部１００Ｎの後端に接続されている。側面１３ａが特許請求の範囲の「凹部の後端向き面」に相当する。なお、凹部１３ｄの底面には電極取出部１００Ｃが形成されずに本体基板部１１が露出している。
一方、端子金具６４は、セパレータ７０に支持される略円筒状の基部６４ｄと、基部６４ｄから先端に延びると共に径方向内側に弾性的に屈曲する屈曲部６４ｃと、屈曲部６４ｃから先端側かつ径方向内側へ延びる当接部６４ｂと、を一体に備えている。当接部６４ｂは端子金具６２内で最も径方向内側、かつ最も軸線Ｏ方向先端側に位置している。又、当接部６４ｂは端子金具６４の端縁６４ｅを形成している。また、屈曲部６４ｃは、当接部６４ｂと基部６４ｄとを繋いでいる接続部でもある。ここでは特に、セパレータ７０の空孔７１ｈの内面に基部６４ｄが当接することで、端子金具６０の径方向外側への移動を規制している。
【００２４】
そして、ガスセンサを組み付ける際、ガスセンサ素子１０の後端側から、セパレータ７０（及びセパレータ７０、グロメット５等を保持した外筒９０）を取り付けると、まずは、端子金具６４の当接部６４ｂが屈曲部６４ｃの弾性力によって径方向に収縮しつつ、ガスセンサ素子１０の絶縁層１３上を当接部６４ｂが軸線方向先端側に向かって摺動する。セパレータ７０がさらに先端側へ押し込まれると、最も先端側の当接部６４ｂが凹部１３ｄ内に嵌り込み、やがて当接部６４ｂは凹部１３ｄの側面１３ａに当接し、凹部１３ｄに対し軸線Ｏ方向に位置決めする。同時に、この位置で屈曲部６４ｃの弾性力によって当接部６４ｂが径方向内側に拡がることで、当接部６４ｂが先端側に押圧されて電極取出部１００Ｃと電気的に接続される。当接部６４ｂは端縁６４ｅを形成しているため、電極取出部１００Ｃと点接触して確実な導通を図ることができる。
なお、当接部６４ｂが側面１３ａに当接した位置で、外筒９０が主体金具２の後端側に全周溶接されてガスセンサ１が組み付けられる。
【００２５】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係るガスセンサにおいても、当接部６４ｂが凹部１３ｄの先端側の側面１３ａに当接して凹部１３ｄに対し位置決めする。このため、軸線Ｏ方向に端子金具６４が電極取出部１００Ｃに対してずれることが少なく、電極取出部１００Ｃに接続されるリード部１００Ｎの長さを小さくしてコストダウンとガスセンサ素子の小型化を図ることができる。又、電極取出部１００Ｃと端子金具６４とを確実に接続することができる。
なお、端子金具６４の基部６４ｄのうち、セパレータ７０の挿通孔７０ｈの後端をなす先端向き面７０ａよりも先端側の部分に、径方向内側に突出する係止具（係止片）６４ｆを形成すると、端子金具６０がセパレータ７０から後端側へ抜ける力が働いた時に係止具６４ｆの後端向き面がセパレータ７０の挿通孔７０ｈの後端をなす先端向き面７０ａに当接し、端子金具６０の抜けを防止することができる。
【００２６】
次に、図７を参照し、本発明の第４の実施形態に係るガスセンサ（酸素センサ）について説明する。なお、第４の実施形態に係るガスセンサは、端子金具６６及び電極取出部１００Ｄ以外の構成は第１の実施形態と同一であるので、第１の実施形態に係るガスセンサ１と同一の構成部分については、図示を省略したり同一符号を付して説明を省略する。
図７は本発明の第４の実施形態に係るガスセンサの軸線Ｏ方向に沿う端子金具６６周囲の部分断面図である。
図７において、ガスセンサ素子１０は、本体基板部１１の両面にそれぞれ軸線Ｏ方向に延びるリード部１００Ｐを有し、両リード部１００Ｐの表面をそれぞれ絶縁層１３で覆った積層構造となっている。そして、絶縁層１３の所定位置が除去されて凹部１３ｄをなし、凹部１３ｄの側面１３ｂの表面に電極取出部（電極パッド）１００Ｄが形成され、電極取出部１００Ｄはリード部１００Ｐの後端に接続されている。従って、凹部１３ｄの底面にはリード部１００Ｐの後端が露出している。なお、側面１３ｂが特許請求の範囲の「凹部の先端向き面」に相当する。
一方、端子金具６６は、セパレータ７０に支持される略円筒状の基部６６ｄと、基部６６ｄから先端に延びると共に後端側へ折り返されて弾性的に屈曲する屈曲部６６ｃと、屈曲部６６ｃから後端側かつ径方向内側へ延びる当接部６６ｂと、を一体に備えている。当接部６６ｂは端子金具６６内で最も径方向内側に位置している。又、当接部６６ｂは端子金具６６の端縁６６ｅを形成している。また、屈曲部６６ｃは、当接部６６ｂと基部６６ｄとを繋いでいる接続部でもある。ここでは特に、セパレータ７０の空孔７１ｈの内面に基部６６ｄが当接することで、端子金具６０の径方向外側への移動を規制している。
【００２７】
そして、ガスセンサを組み付ける際、ガスセンサ素子１０の後端側から、セパレータ７０（及びセパレータ７０、グロメット５等を保持した外筒９０）を取り付けると、まずは、端子金具６６の当接部６６ｂが屈曲部６６ｃの弾性力によって径方向に収縮しつつ、ガスセンサ素子１０の絶縁層１３上を当接部６６ｂが軸線方向先端側に向かって摺動する。セパレータ７０がさらに先端側へ押し込まれると、当接部６６ｂは凹部１３ｄ内に嵌り込む。
そして、端子金具６６を後端側へ引き戻すと、凹部１３ｄの後端側の側面１３ｂに当接部６６ｂが当接し（引っ掛かり）、凹部１３ｄに対し軸線Ｏ方向に位置決めする。同時に、この位置で屈曲部６６ｃの弾性力によって当接部６６ｂが径方向内側に拡がることで、当接部６６ｂが後端側に押圧されて電極取出部１００Ｄと電気的に接続される。当接部６６ｂは端縁６６ｅを形成しているため、電極取出部１００Ｄと点接触して確実な導通を図ることができる。
なお、当接部６６ｂが側面１３ｂに当接した位置で、外筒９０が主体金具２の後端側に全周溶接されてガスセンサが組み付けられる。
【００２８】
以上のように、本発明の第４の実施形態においても、当接部６６ｂが凹部１３ｄの側面１３ｂに当接して凹部１３ｄに対し位置決めする。このため、軸線Ｏ方向に端子金具６６が電極取出部１００Ｄに対してずれることが少なく、電極取出部１００Ｄに接続されるリード部１００Ｐの長さを小さくしてコストダウンとガスセンサ素子の小型化を図ることができる。又、電極取出部１００Ｐと端子金具６６とを確実に接続することができる。
又、第４の実施形態においては、当接部６６ｂが側面１３ｂに当接するので、端子金具６６がセパレータ７０から後端側へ抜けることを防止することができる。
【００２９】
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、第１〜第４の実施形態において、セパレータ７０の空孔７１ｈの内面に基部が当接することで、端子金具６０の径方向外側への移動を規制していたが、これに限られず、セパレータ７０の内面と基部との間に若干の隙間があっても良い。端子金具６０が径方向外側へ移動することで凹部１３ｄから抜け出すという事象を防ぐことさえできれば良く、上記観点から、隙間の大きさとしては、凹部１３ｄの深さよりも小さければ許容される。
又、図８に示すように、第１の実施形態において、電極取出部１００より後端側で、凹部１３ｄをガスセンサ素子１０ｘ１の後端１０ｆまで延ばし、凹部１３ｄが後端１０ｆ側で開放するようにしてもよい。このようにすると、ガスセンサの組み付けの際、端子金具６０がガスセンサ素子１０ｘ１の後端１０ｆ側から抵抗なく凹部１３ｄに入り込むので、組み付けが容易となる。
又、図９に示すように、第１の実施形態において、電極取出部１００の先端側に、ガスセンサ素子１０ｘ２の幅方向に延びて畝状に突出する絶縁層１３を形成し、絶縁層１３より後端側を凹部１３ｄとしてもよい。この場合も図８と同様、凹部１３ｄがガスセンサ素子１０ｘ２の後端１０ｆ側で開放するようになる。又、絶縁層１３の後端向き面が側面１３ａを形成するのは図３と同様である。
なお、第３の実施形態に図８、図９を適用する場合は、図８、図９の側面１３ａに電極取出部を設ければよい。
【００３０】
又、図１０に示すように、第２の実施形態において、電極取出部１００Ｂの後端側に、ガスセンサ素子１０ｙの幅方向に延びて畝状に突出する絶縁層１３を形成し、絶縁層１３より先端側を凹部１３ｄとしてもよい。この場合、凹部１３ｄがガスセンサ素子１０ｙの先端側で開放するようになる。又、絶縁層１３の先端向き面が側面１３ｂを形成するのは図４と同様であり、図４と同様、電極取出部１００Ｂと絶縁層１３の側面１３ｂとは軸線Ｏ方向に隙間Ｇを形成している。なお、電極取出部１００Ｂの周囲は、絶縁層１５で覆われている。このようにすると、ガスセンサ素子１０ｙが薄くなって小型化が図られる。
又、図１１に示すように、第４の実施形態において、ガスセンサ素子１０ｚの後端側に、幅方向に延びて畝状に突出する絶縁層１３を形成し、絶縁層１３より先端側を凹部１３ｄとしてもよい。この場合、凹部１３ｄがガスセンサ素子１０ｚの先端側で開放するようになる。又、絶縁層１３の先端向き面が側面１３ｂを形成し、側面１３ｂの表面に電極取出部１００Ｄが形成されている。なお、１対のリード部１００Ｐは絶縁層１５で覆われ、電極取出部１００Ｄはリード部１００Ｐの後端に接続されている。
【００３１】
又、図４の端子金具の変形例を図１２に示す。図１２において、端子金具６７の屈曲部６７ｃから後端側かつ径方向内側に延びて当接部６７ｂに至っている。又、当接部６７ｂは先端側へ折り返されて接点部６７ａを形成し、接点部６７ａから先端側かつ径方向外側へ延びて端子金具６７の端縁６７ｅに至っている。
端子金具６７においては、接点部６７ａから端縁６７ｅまでの部分が先端側へ向かってハの字状に径方向外側に開いているので、この部分がガイドとなり、端子金具６７をガスセンサ素子１０に挿入し易くなる。
同様に、図７の端子金具の変形例を図１３に示す。図１３において、端子金具６９の屈曲部６９ｃから後端側かつ径方向内側に延びて当接部６９ｂに至っている。又、当接部６９ｂは先端側かつ径方向外側へ延びて端子金具６９の端縁６９ｅに至っている。
端子金具６９においても、当接部６９ｂから端縁６９ｅまでの部分が先端側へ向かってハの字状に径方向外側に開いているので、この部分がガイドとなり、端子金具６９をガスセンサ素子１０に挿入し易くなる。
【００３２】
又、絶縁層１３を除去して凹部１３ｄを形成する際、凹部１３ｄの形状は矩形窓状に限らず、例えば円形、長円形等であってもよい。但し、円形窓状の場合、凹部１３ｄの側面の面積が小さく、端子金具との接触面積も小さくなるので、矩形窓状、又はガスセンサ素子１０の幅方向に長い長円窓状とすることが好ましい。
又、ガスセンサとしては、酸素センサに限らず、例えばＮＯｘセンサに適用することもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１    ガスセンサ
１０、１０ｘ１、１０ｘ２、１０ｙ、１０ｚ    ガスセンサ素子
１０ａ    検出部
１３ａ    凹部の後端向き面
１３ｂ    凹部の先端向き面
１３ｄ    凹部
６０〜６９    端子金具
６０ａ〜６９ａ    接点部
６０ｂ〜６９ｂ    当接部
６０ｃ〜６９ｃ    接続部（屈曲部）
６０ｄ〜６９ｄ    基部
７０    セパレータ
１００、１００Ｂ〜１００Ｄ    電極取出部（電極パッド）
Ｏ    軸線方向
【図１】
2014228332.tif 000003
【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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