(57)【要約】板状のセンサ素子が狭小化しても、シール部材の後端面に設けられた排出溝の幅を広くして水分又は油分を確実に排出するガスセンサを提供する。板状をなし２個以上の電極パッド１１ａ〜１２ｂを有するセンサ素子１０と、セ絶縁部材１６６と、絶縁部材に保持されると共に電極パッドに対向してそれぞれ配置される端子金具２１ａ〜２２ｂと、端子金具の後端側に電気的に接続されるリード線１４６と、絶縁部材の後端側に配置され、３つ以上のリード線挿通孔１７０ａと貫通孔１７０ｈとを有するシール部材１７０と、貫通孔を閉塞するフィルタ１７４と、を備えるガスセンサ２００であって、リード線挿通孔のピッチ間距離Ｇ１、Ｇ２のうち、少なくとも一部の該距離が長く、シール部材の後端面には排出溝１７０ｇが形成され、排出溝は、ピッチ間距離のうち、距離が長くなるピッチ間距離Ｇ２を形成するリード線挿通孔の間を横切って延びる。
2013128801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びると共に、対向する主面を有する板状をなし、各主面の後端側にそれぞれ２個以上の電極パッドを有するセンサ素子と、
前記センサ素子の後端側に配置され、絶縁材料からなる筒状の絶縁部材と、
前記絶縁部材に保持されると共に前記電極パッドに対向してそれぞれ配置される端子金具と、
前記端子金具の後端側に電気的に接続されるリード線と、
前記絶縁部材の後端側に配置され、軸線方向に貫通して前記リード線がそれぞれ挿通される３つ以上のリード線挿通孔と、前記リード線挿通孔より径方向内側の位置で軸線方向に貫通する貫通孔と、を有する筒状のシール部材と、
前記貫通孔を閉塞する撥水性のフィルタと、
を少なくとも備えるガスセンサであって、
前記３つ以上のリード線挿通孔のピッチ間距離のうち、少なくとも一部の該距離が長くなるように前記３つ以上のリード線挿通孔が配置され、
前記シール部材の後端面には、前記大気導入孔に連通すると共に前記シール部材の径方向外縁に延びて水分又は油分を排出する排出溝が形成され、
前記排出溝は、前記ピッチ間距離のうち、前記距離が長くなるピッチ間距離を形成するリード線挿通孔の間を横切って延びるガスセンサ。
【請求項２】
前記排出溝の幅が、前記ピッチ間距離のうち、最も距離の短いピッチ間距離よりも広い請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記貫通孔の内径は、前記ピッチ間距離のうち、最も距離の短いピッチ間距離よりも広い請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記排出溝の幅が、前記貫通孔の内径よりも狭い請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記貫通孔に嵌挿される略円筒状のフィルタ留具をさらに備え、前記フィルタは、少なくとも前記フィルタ留具に保持され、
前記排出溝は、前記貫通孔の周縁を取り囲み、かつ前記フィルタの後端面は、軸線方向において前記シール部材の後端面と前記排出溝の面との間に位置する請求項１〜４のいずれかに記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記貫通孔に嵌挿される略円筒状のフィルタ留具をさらに備え、前記フィルタは、少なくとも前記フィルタ留具に保持され、
前記排出溝は、前記貫通孔の周縁を取り囲み、かつ前記フィルタの後端面は、軸線方向において前記排出溝の面と同位置、または先端側に位置する請求項１〜４のいずれかに記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の排気ガス中の酸素等の被検出ガス濃度を検出するガスセンサとして、軸線方向に延び、酸素イオン透過性の固体電解質と１対の電極とを有するセルを備えた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、上記セルのセンサ出力の基準電位を生じさせる基準酸素（大気）を、ガスセンサの外部から取り込む外気導入型のガスセンサが知られている（特許文献１、２）。例えば、図１１に示すように、外気導入型のガスセンサ２０００においては、ガスセンサの最後端に配置されたゴム製のグロメット（弾性シール部材）１７００の中心に軸線Ｏ方向に貫通する大気導入孔１７００ｈを設け、この大気導入孔１７００ｈに円筒状のフィルタ留具１７２を嵌挿し、大気導入孔１７００ｈとフィルタ留具１７２の間に撥水通気性のフィルタ１７４を保持している。これにより、大気導入孔１７００ｈを介してガスセンサ２０００の内部に大気が導入され、センサ素子１０の基準電位を生じさせることができる。【０００３】
ここで、センサ素子１０として軸線Ｏ方向に延びると共に、対向する主面を有する板状素子を用い、センサ素子１０の各主面の後端側にそれぞれ２個の電極パッド１１ａ、１２ａを設けた場合について考える。
図１１に示すように、軸線Ｏ方向に沿ってセンサ素子１０とグロメット１７００との間には絶縁部材１６６０が配置され、絶縁部材１６６０の軸線Ｏ方向に貫通した４個（図１１では２個のみ表示）の端子収納穴１６６０ａに、それぞれ４個（図１１では２個のみ表示）の端子金具２１ａ、２２ａが保持されている。各端子金具２１ａ、２２ａは、それぞれ電極パッド（図１１では合計４個のうち、２個のみ表示）１１ａ、１２ａに電気的に接続されると共に、端子金具２１ａ、２２ａの後端側にリード線１４６がカシメ接続されている。そして、グロメット１７００に設けられたリード線挿通孔１７００ａ（図１２参照）にリード線１４６が挿通されて外部に引き出され、センサ出力が取り出される。【０００４】
ところで、図１２に示すように、リード線挿通孔１７００ａも、軸線Ｏ方向から見て各電極パッド１１ａ、１２ａ及び端子金具２１ａ、２２ａとほぼ重なる位置、すなわちセンサ素子１０の両面に沿って２個ずつ並ぶ。この場合、センサ素子１０の主面の幅方向に並ぶ２つのリード線挿通孔１７００ａのピッチ間距離（間隔）Ｇ１は、センサ素子１０の主面に垂直な方向（厚み方向）に対向するリード線挿通孔１７００ａのピッチ間距離Ｇ２よりも小さい。
一方、フィルタ１７４の後端面を覆うように水分、油分又は粉塵等が溜まると、フィルタ１７４の通気性が低下してガスセンサ２０００内部に基準酸素（大気）を十分に取り込むことができず、センサの出力不良が生じるおそれがある。そこで、特許文献１記載のガスセンサの場合、図示はしないが、リード線挿通孔のピッチ間距離を等間隔とすると共に、グロメットの後端面には、大気導入孔に連通し、隣接するリード線挿通孔の間を横切ってグロメットの径方向外縁まで延びて水分又は油分を排出する１本の排出溝が形成されている。
又、特許文献２記載のガスセンサの場合、グロメット１７００の後端面ではなく軸線方向中央付近に、横溝となる排出溝が同様に形成されている。そして、この横溝（排出溝１７００ｇに相当）の向きは、図１２に示すのと同様にセンサ素子１０の主面の方向と垂直になっていて、センサ素子１０の主面の幅方向に対向するリード線挿通孔１７００ａの間をそれぞれ横切って延びている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９４７６５号公報（図７）
【特許文献２】特開２００８−２３２６５２号公報（図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ガスセンサの小型化に相俟って、ガスセンサを構成するセンサ素子１０や各部品も狭小になり、ひいてはセンサ素子１０の主面の幅も狭くなるため、センサ素子１０の主面の幅方向に対向する電極パッド１１ａ、１２ａ（図１１参照）の間隔、ひいてはリード線挿通孔１７００ａのピッチ間距離Ｇ１も狭くなり、これらリード線挿通孔１７００ａの間を横切る排出溝１７００ｇの幅Ｗも同様に狭くならざるを得なくなる（図１２参照）。ところが、排出溝１７００ｇの幅Ｗが狭くなると、表面張力が高くなって水分又は油分が排出溝１７００ｇから外部へ排出され難くなるという問題がある。【０００７】
そこで、本発明は、板状のセンサ素子が狭小化しても、シール部材の後端面に設けられた排出溝の幅を広くして水分又は油分を確実に排出することができるガスセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に延びると共に、対向する主面を有する板状をなし、各主面の後端側にそれぞれ２個以上の電極パッドを有するセンサ素子と、前記センサ素子の後端側に配置され、絶縁材料からなる筒状の絶縁部材と、前記絶縁部材に保持されると共に前記電極パッドに対向してそれぞれ配置される端子金具と、前記端子金具の後端側に電気的に接続されるリード線と、前記絶縁部材の後端側に配置され、軸線方向に貫通して前記リード線がそれぞれ挿通される３つ以上のリード線挿通孔と、前記リード線挿通孔より径方向内側の位置で軸線方向に貫通する貫通孔と、を有する筒状のシール部材と、前記貫通孔を閉塞する撥水性のフィルタと、を少なくとも備えるガスセンサであって、前記３つ以上のリード線挿通孔のピッチ間距離のうち、少なくとも一部の該距離が長くなるように前記３つ以上のリード線挿通孔が配置され、前記シール部材の後端面には、前記大気導入孔に連通すると共に前記シール部材の径方向外縁に延びて水分又は油分を排出する排出溝が形成され、前記排出溝は、前記ピッチ間距離のうち、前記距離が長くなるピッチ間距離を形成するリード線挿通孔の間を横切って延びる。
このガスセンサによれば、ガスセンサの小型化に相俟って、センサ素子の主面の幅や厚さ、つまりセンサ素子の電極パッドの間隔が狭くなり、ひいては対応するリード線挿通孔のピッチ間距離が狭くなっても、距離が長くなるピッチ間距離を形成するリード線挿通孔の間に排出溝を設けることができ、排出溝の幅を広くして水分又は油分を確実に排出することができる。【０００９】
前記排出溝の幅が、前記ピッチ間距離のうち、最も距離の短いピッチ間距離よりも広いと、センサ素子が狭小化しても排出溝の幅を確実に広くすることができるので好ましい。【００１０】
また、前記貫通孔の内径は、前記ピッチ間距離のうち、最も距離の短いピッチ間距離よりも広いと、センサ素子が狭小化しても通気性を確実に向上することができるので好ましい。【００１１】
また、前記排出溝の幅が、前記貫通孔の内径よりも狭いと、シール部材によって径方向外側からの飛石等の衝撃からフィルタを保護することができると共に、安定的に保持することができる。【００１２】
また、前記貫通孔に嵌挿される略円筒状のフィルタ留具をさらに備え、前記フィルタは、少なくとも前記フィルタ留具に保持され、前記排出溝は、前記貫通孔の周縁を取り囲み、かつ前記フィルタの後端面は、軸線方向にて前記シール部材の後端面と前記排出溝の面との間に位置してもよい。
このガスセンサによれば、排出溝は、貫通孔の周縁を取り囲みつつも、フィルタは、排出溝の後端向き面より後端側でシール部材に接しないので、フィルタ留具を介してフィルタを貫通孔内に挿入する際に、排出溝の後端向き面より後端側において、フィルタとシール部材の側壁との間の摩擦が少なくなり、フィルタが破損することが抑制される。さらに、ガスセンサの使用時の振動によってフィルタがシール部材の側壁に擦れる割合も低減し、振動によるフィルタの破損も抑制される。【００１３】
また、前記貫通孔に嵌挿される略円筒状のフィルタ留具をさらに備え、前記フィルタは、少なくとも前記フィルタ留具に保持され、前記排出溝は、前記貫通孔の周縁を取り囲み、かつ前記フィルタの後端面は、軸線方向において前記排出溝の面と同位置、または先端側に位置してもよい。
このガスセンサによれば、排出溝と同位置、もしくは排出溝よりも先端側にフィルタが位置しているため、径方向からの高圧放水を受けたとしてもフィルタに直接かかることがないため、フィルタの破損を防止できる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、板状のセンサ素子の主面の幅が狭小化しても、シール部材の後端面に設けられた排出溝の幅を広くして水分又は油分を確実に排出するガスセンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るガスセンサの長手方向に沿う断面図である。
【図２】センサ素子の斜視図である。
【図３】先端側から見たセパレータの底面図である。
【図４】後端側から見たグロメットの上面図である。
【図５】後端側から見たグロメットの上面斜視図である。
【図６】端子金具をセパレータに組み込んだ状態の断面斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態における、フィルタが保持されたグロメットを後端側から見たときの上面斜視図である。
【図８】フィルタが保持されたグロメットを後端側から見たときの上面図である。
【図９】５個の電極パッドを有するセンサ素子の斜視図である。
【図１０】図９のセンサ素子に用いられ、後端側から見たグロメットの上面図である。
【図１１】従来のガスセンサの長手方向に沿う断面図である。
【図１２】従来のガスセンサに用いられるグロメットの後端側から見た上面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態における、フィルタが保持されたグロメットを後端側から見たときの上面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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（酸素センサ）２００の長手方向に沿う全体断面図、図２はセンサ素子１０の斜視図、図３は先端側から見たセパレータ１６６の底面図、図４は後端側から見たグロメット１７０の上面図、図５は後端側から見たグロメット１７０の上面斜視図、図６は２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂをセパレータ１６６に組み込んだ状態の断面斜視図、図７はフィルタ１７４が保持されたグロメット１７０を後端側から見たときの上面斜視図、図８はフィルタ１７４が保持されたグロメット１７０を後端側から見たときの上面図である。
このガスセンサ２００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酸素センサであり、酸素イオン透過性の固体電解質と１対の電極とを有するセル（図示せず）を備えたセンサ素子１０を有する。そして、このセルのセンサ出力の基準電位は、ガスセンサの外部から取り込んだ基準酸素（大気）を基準とするようになっている。
又、後述するように、センサ素子１０は軸線方向に延びる板状をなし、各板面の後端側にそれぞれ幅方向に２個以上（合計４個以上）の電極パッドを有する。
【００１７】
図１において、ガスセンサ２００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２００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、軸線方向に貫通する貫通孔１６８の先端側の内部に、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のセパレータ（特許請求の範囲の「絶縁部材」）１６６と、センサ素子１０とセパレータ１６６との間に配置される４個の端子金具２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ（図１では、２個のみを図示）とを備えている。
又、センサ素子１０の先端のガス検出部１０ａは、アルミナ等の多孔質保護層２０で覆われている。
【００１８】
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挿通孔１５４を有し、挿通孔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。この挿通孔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が挿通されている。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。
【００１９】
なお、主体金具１３８の挿通孔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、１５６（以下、滑石リング１５３、１５６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が配置されており、セラミックホルダ１５１と主体金具１３８の棚部１５２との間には、滑石リング１５３やセラミックホルダ１５１を保持するための金属ホルダ１５８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。
【００２０】
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。
【００２１】
そして、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、外筒１４４の後端側（図１における上方）の開口部には、センサ素子１０の４個の端子金具２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ（図１では、２個のみを表示）とそれぞれ電気的に接続される４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（図示せず）が形成された、弾性のあるゴム製筒状のグロメット（特許請求の範囲の「シール部材」）１７０が配置されている。
さらに、グロメット１７０の軸方向中心には基準雰囲気となる大気を導入するための円形の大気導入孔（特許請求の範囲の「貫通孔」）１７０ｈが形成され、この大気導入孔１７０ｈには金属製円筒状のフィルタ留具１７２が嵌挿されている。そして、大気導入孔１７０ｈとフィルタ留具１７２の間に、空気は通すが水を通さない撥水通気性のフィルタ１７４が保持され、大気導入孔１７０ｈを介してガスセンサ２００の内外に大気を導入可能になっている。なお、フィルタ留具１７２は金属製でなく、樹脂製等であってもよい。
【００２２】
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、セパレータ１６６が配置される。なお、このセパレータ１６６は、センサ素子１０の後端側の主面に形成される合計４個の電極パッド（図１では２個の電極パッド１１ａ、１２ａのみを表示）の周囲に配置される。このセパレータ１６６は、軸線方向に貫通する貫通孔１６８を有する筒状形状に形成されると共に、外表面から径方向外側に突出する鍔部１６７が備えられている。セパレータ１６６は、鍔部１６７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。
【００２３】
図２に示すようにセンサ素子１０は、軸線Ｏ方向に延びる板状をなし、先端部１０ｓが酸素濃度を検出するガス検出部１０ａとなっていて、ガス検出部１０ａは多孔質保護層２０で覆われている。なお、センサ素子１０自身は公知の構成であり、図示はしないが酸素イオン透過性の固体電解質体と１対の電極とを有するガス検出部と、ガス検出部を加熱して一定温度に保持するヒータ部とを備えている。
そして、センサ素子１０の一方の面１０Ａの後端側には、幅方向に２つの電極パッド１１ａ、１１ｂが並び、ガス検出部１０ａからのセンサ出力信号がリード部（図示せず）を介してこれら電極パッド１１ａ、１１ｂから出力される。又、主面１０Ａに対向するように設けられた他の主面１０Ｂの後端側には、幅方向に２つの電極パッド１２ａ、１２ｂが並び、リード部（図示せず）を介してヒータ部に電力を供給するようになっている。
各電極パッド１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂは、軸線Ｏ方向に長い矩形状になっていて、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。
【００２４】
図３は、先端側から見たセパレータ１６６の底面図を示す。セパレータ１６６の中心には、センサ素子１０の断面とほぼ同一形状の矩形の貫通孔１６８が軸線方向に貫通している。そして、貫通孔１６８の径方向外側には、貫通孔１６８の２つの長辺にそれぞれ沿って矩形孔からなる端子収納穴１６６ａが２個ずつ（合計４個）並び、各端子収納穴１６６ａは軸線方向に貫通している。
さらに、貫通孔１６８と４個の端子収納穴１６６ａとの間の部分にはセパレータ１６６の最先端よりも段状に後退するＨ字状の溝部が形成され、この溝部の後端側が端子収納穴１６６ａと連通すると共に、各端子収納穴１６６ａを囲む側壁１６６ｂを形成している。又、溝部のうち各端子収納穴１６６ａより径方向内側の部分が、端子収納穴１６６ａの周縁よりも先端側に位置して棚状の先端向き面１６６ｓとなっている。
【００２５】
図４は、後端側から見たグロメット１７０の上面図を示す。グロメット１７０の中心に円形の大気導入孔１７０ｈが軸線方向に貫通している。そして、大気導入孔１７０ｈの径方向外側には、軸線Ｏ方向から見てセパレータ１６６の端子収納穴１６６ａとほぼ重なる位置に２個ずつ（合計４個）の円形のリード線挿通孔１７０ａが貫通している。各リード線挿通孔１７０ａは、矩形の頂点にそれぞれ位置し、センサ素子１０の主面に垂直な方向（厚み方向）に対向する２つのリード線挿通孔１７０ａのピッチ間距離（間隔）Ｇ２は、主面の方向に対向するリード線挿通孔１７０ａのピッチ間距離Ｇ１よりも大きい。つまり、ピッチ間距離Ｇ１は、特許請求の範囲の「最も距離の短いピッチ間距離」に相当し、ピッチ間距離Ｇ２は、特許請求の範囲の「距離が長くなるピッチ間距離」に相当する。なお、リード線挿通孔１７０ａのピッチ間距離とは、隣接するリード線挿通孔１７０ａの周縁の最短の間隔をいう。
一方、グロメット１７０の後端面１７０ｔに、大気導入孔１７０ｈに連通すると共に、センサ素子１０の主面と交差する方向で、かつセンサ素子１０の主面の厚さ方向に並ぶ２つのリード線挿通孔１７０ａの間をそれぞれ横切って延びる１本の排出溝１７０ｇが形成されている。排出溝１７０ｇは、グロメット１７０の径方向外縁１７０ｅまで延び、大気導入孔１７０ｈ付近に溜まった水分、油分又は粉塵等を径方向外縁１７０ｅから外部に排出する。又、グロメット１７０の先端には、径方向外縁１７０ｅよりも径方向外側に突出するフランジ部１７０ｆが設けられ、フランジ部１７０ｆに被せられた外筒１４４を加締めることで、外筒１４４の内部に保持される（図１参照）。
なお、この第１実施形態では、排出溝１７０ｇは、大気導入孔１７０ｈを通る直線状になっている。又、排出溝１７０ｇの延びる方向はセンサ素子１０の主面と平行であるが、これに限られない。
【００２６】
又、この第１実施形態では、排出溝１７０ｇは大気導入孔１７０ｈの周縁を取り囲み、さらに排出溝１７０ｇの幅Ｗが大気導入孔１７０ｈの内径ｄよりも狭くなっている。さらに、排出溝１７０ｇの幅Ｗは、センサ素子１０の主面の方向に対向するリード線挿通孔１７０ａのピッチ間距離Ｇ１よりも広い。  又、図５は、後端側から見たグロメット１７０の上面斜視図を示す。排出溝１７０ｇの後端向き面１７０ｇｔは、グロメット１７０の軸線Ｏ方向中央よりも後端側に位置し、さらに詳しくは外筒１４４の後端縁（図１参照）より少なくとも後端側に位置している。これにより、排出溝１７０ｇから水分、油分又は粉塵等が外筒１４４によって妨げられずに排出される。
【００２７】
図６は端子金具２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂをセパレータ１６６に組み込んだ状態の断面斜視図を示す。端子金具２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂが、互いに接触しないよう隔離された状態でセパレータ１６６の各端子収納穴１６６ａ内に保持されると共に、貫通孔１６８の先端側に臨んでいる。
又、端子金具２１ａ（他の端子金具２１ｂ、２２ａ、２２ｂも同様）は、全体として軸線Ｏ方向に延び、その先端縁から後端に向かって折り返された先端部がセンサ素子１０の電極パッドに接する。又、端子金具２１ａの後端がリード線１４６に圧着され、リード線１４６はグロメット１７０のリード線挿通孔１７０ａを通って後端側に引き出される。
ここで、端子収納穴１６６ａに先端側から端子金具２１ａ（端子金具２１ｂ、２２ａ、２２ｂも同様）を挿入すると、端子金具２１ａの軸線Ｏ方向中央付近からセンサ素子１０に向かって延びる１対の抜け止め部２１１ｄの後端向き面２１１ｔが、セパレータ１６６の先端向き面１６６ｓに当接する。これにより、端子金具２１ａが先端向き面１６６ｓより後端側に抜けるのを防止し、軸線Ｏ方向に端子金具２１ａの位置を規制する。
又、各抜け止め部２１１ｄの板面に切れ目が入れられて係止部２１１ｗを形成し、１対の係止部２１１ｗは溝部１６６ｂ内で拡開して溝部１６６ｂの側壁に当接し、セパレータ１６６内に端子金具２１ａを位置決めして保持する。
【００２８】
図７は、以上のようにしてガスセンサに組み付けられ、フィルタ１７４が保持されたグロメット１７０を、後端側から見たときの上面斜視図を示す。フィルタ１７４の後端面１７４ｔは、軸線Ｏ方向にてグロメット１７０の後端面１７０ｔと、排出溝１７０ｇの後端向き面１７０ｇｔとの間に位置する。
又、図８は、フィルタ１７４が保持されたグロメット１７０を、後端側から見たときの上面図を示す。排出溝１７０ｇが大気導入孔１７０ｈの周縁を取り囲み、この大気導入孔１７０ｈに接するようにフィルタ１７４がフィルタ留具１７２を介してグロメット１７０に保持されている。従って、排出溝１７０ｇの後端向き面１７０ｇｔより後端側において、フィルタ１７４はグロメット１７０に接さずに露出している。
【００２９】
以上述べたように、排出溝１７０ｇは、センサ素子１０の主面の厚さ方向に対向する２つのリード線挿通孔１７０ａの間をそれぞれ横切って延びている。このため、ガスセンサの小型化に相俟って、センサ素子１０の幅や厚さ、つまりセンサ素子の電極パッドの間隔が狭くなり、ひいては対応するリード線挿通孔１７０ａのピッチ間距離Ｇ１が狭くなっても、ピッチ間距離Ｇ１よりも距離が長くなるピッチ間距離Ｇ２を形成する２つのリード線挿通孔１７０ａの間に排出溝１７０ｇを設けることができ、排出溝１７０ｇの幅Ｗを広くして水分又は油分を確実に排出することができる。
特に、幅Ｗがピッチ間距離Ｇ１より広いことが好ましい。
又、この第１実施形態では、排出溝１７０ｇは大気導入孔１７０ｈの周縁を取り囲み、フィルタ１７４の後端面１７４ｔは、軸線Ｏ方向にてグロメット１７０の後端面１７０ｔと、排出溝１７０ｇの後端向き面１７０ｇｔとの間に位置する。このため、フィルタ１７４は、排出溝１７０ｇの後端向き面１７０ｇｔより後端側でグロメット１７０に接しないので、フィルタ留具１７２を介してフィルタ１７４を大気導入孔１７０ｈ内に挿入する際に、フィルタ１７４と大気導入孔１７０ｈの側壁との間の摩擦が少なくなり、フィルタ１７４が破損することが抑制される。さらに、ガスセンサの使用時の振動によってフィルタ１７４が大気導入孔１７０ｈの側壁に擦れる割合も低減し、振動によるフィルタ１７４の破損も抑制される。
又、この第１実施形態では、排出溝１７０ｇの幅Ｗが大気導入孔１７０ｈの内径ｄよりも狭くなっている。このため、シール部材によって特に、径方向外側からの飛石等の衝撃からフィルタを保護することができると共に、安定的に保持することができる。
【００３０】
次に、図９、図１０を参照し、センサ素子１０ｘが５個の電極パッドを有する場合のグロメット１７０ｘの構成について説明する。
図９は、５個の電極パッドを有するセンサ素子１０ｘの斜視図である。センサ素子１０ｘは、一方の面１０Ａの後端側に幅方向に３つの電極パッド１１ａ、１１ｅ、１１ｂがこの順で並ぶこと以外は、図２のセンサ素子１０と同一であるので、同一部分について同一符号を付して説明を省略する。電極パッド１１ｅは、例えば、全領域空燃比センサにおいては、基準電圧を制御側システムに出力する線に接続される。
なお、センサ素子１０ｘの幅方向に沿って、電極パッド１１ａと電極パッド１１ｅの間隔よりも、電極パッド１１ｅと電極パッド１１ｂの間隔を狭くしてある。
【００３１】
図１０は、後端側から見たグロメット１７０ｘの上面図を示す。グロメット１７０ｘの中心に略円形の大気導入孔１７０ｈｘが軸線方向に貫通している。そして、大気導入孔１７０ｈｘの径方向外側には、センサ素子１０ｘの面１０Ｂに沿って２個のリード線挿通孔１７０ａｘが並ぶ（図１０のセンサ素子１０ｘより右側）。一方、大気導入孔１７０ｈｘの径方向外側において、センサ素子１０ｘの面１０Ａに沿って、電極パッド１１ａ、１１ｅ、１１ｂに対応して２個のリード線挿通孔１７０ａｘと１個のリード線挿通孔１７０ａｘ２が並んでいる。ここで、電極パッド１１ａ、１１ｂに対応する２個のリード線挿通孔１７０ａｘは、センサ素子１０ｘの面１０Ａの方向に最も離れている。又、これら２個のリード線挿通孔１７０ａｘの間に、電極パッド１１ｅに対応する１個のリード線挿通孔１７０ａｘ２が設けられている。さらに、リード線挿通孔１７０ａｘ２は、面１０Ａ側の２個のリード線挿通孔１７０ａｘを結ぶ位置よりも径方向外側に位置し、大気導入孔１７０ｈｘに干渉しないようになっている。
【００３２】
グロメット１７０ｘにおいては、電極パッド１１ｂ、１２ｂに対応する２つのリード線挿通孔１７０ａｘのピッチ間距離Ｇ２は、センサ素子１０ｘの同じ面側に並ぶ電極パッド（例えば、面１０Ｂ側にて電極パッド１２ｂに対応するリード線挿通孔１７０ａｘと、電極パッド１２ａに対応するリード線挿通孔１７０ａｘ２）のピッチ間距離Ｇ１よりも大きい。同様に、電極パッド１１ａ、１２ａに対応するリード線挿通孔１７０ａｘのピッチ間距離Ｇ３もピッチ間距離Ｇ１よりも大きい。
つまり、ピッチ間距離Ｇ１は、特許請求の範囲の「最も距離の短いピッチ間距離」に相当し、ピッチ間距離Ｇ２及びＧ３は、特許請求の範囲の「距離が長くなるピッチ間距離」に相当する。
なお、センサ素子１０ｘの同じ面１０Ａ側に並ぶ３つの電極パッド１１ａ、１１ｅ、１１ｂに対応するリード線挿通孔１７０ａｘ、１７０ａｘ２、１７０ａｘの各ピッチ間距離もＧ１である。又、図１０の例では、ピッチ間距離Ｇ３＝Ｇ２＞Ｇ１の関係にあるが、ピッチ間距離Ｇ３≠Ｇ２＞Ｇ１の関係にあってもよい。
【００３３】
そして、排出溝１７０ｇｘは直線状ではなく、大気導入孔１７０ｈｘで折れ曲がるＶ字状になっている。なお、排出溝１７０ｇｘのうち、例えば図１０の下側部分が無い、つまり排出溝１７０ｇｘが大気導入孔１７０ｈｘを挟んで１つのみ設けられてもよい。但し、この場合、排出溝１７０ｇｘによる排水効果が弱くなるので、重力方向に向かって排出溝１７０ｇｘが配置されるようガスセンサを取り付けるとよい。
このように、グロメット１７０ｘにおいても、排出溝１７０ｇｘは、距離が長くなるピッチ間距離Ｇ２及びＧ３を形成するリード線挿通孔１７０ａｘの間をそれぞれ横切って延びている。このため、最も距離の短いピッチ間距離Ｇ１を形成するリード線挿通孔１７０ａｘの間に排出溝を設ける場合に比べ、排出溝１７０ｇｘの幅Ｗを広くして水分又は油分を確実に排出することができる。また、このように排出溝を複数設ける（例えば、大気導入孔１７０ｈｘを挟んで排出溝１７０ｇｘを２つ設ける）ことで、車両取り付け時の位置方向性を考慮する必要がなくなる。
【００３４】
次に、図１３を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と異なる構成にのみ言及し、同様の構成については説明を省略する。
図１３は、フィルタが保持されたグロメット１８０を、後端側から見たときの上面斜視図を示す。フィルタの後端面１８８ｔは、軸線Ｏ方向にてグロメット１８０の排出溝１８０ｇの後端向き面１８０ｇｔと同位置に位置する。
このような構成をとることで、ガスセンサが径方向からの高圧放水を受けたとしても、フィルタに直接かかることがないため、フィルタの破損を防止することができる。
【００３５】
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、上記図４の実施形態では、センサ素子の主面の厚さ方向にそれぞれ最も離れた２つのリード線挿通孔（合計４個）が矩形の各頂点に位置したが、これら４個のリード線挿通孔の位置は矩形の各頂点になくてもよく、これら板面の方向に最も離れた２つのリード線挿通孔のピッチ間距離が異なっていてもよい。例えば、上記図４の実施形態では、４個のリード線挿通孔が矩形の各頂点に位置しているため、主面の厚み方向において対向する２組のリード線挿通孔のピッチ間距離が等しいが（いずれもＧ２）、これらが異なっていてもよい。また、第２実施形態では、フィルタの後端面１８８ｔが軸線Ｏ方向にてグロメット１８０の排出溝１８０ｇの後端向き面１８０ｇｔと同位置に位置する態様で説明したが、フィルタの後端面１８８ｔは、グロメット１８０の排出溝１８０ｇの後端向き面１８０ｇｔよりも先端側に位置していてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０、１０ｘ      センサ素子
１０Ａ      センサ素子の一方の面（主面）
１０Ｂ      センサ素子の他の面（主面）
１１ａ、１１ｂ、１１ｅ、１２ａ、１２ｂ      電極パッド
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ      端子金具
１４６      リード線
１６６      絶縁部材（セパレータ）
１７０、１７０ｘ、１８０      シール部材（グロメット）
１７０ａ、１７０ａｘ、１７０ａｘ２、１８０ａ      リード線挿通孔
１７０ｇ、１７０ｇｘ、１８０ｇ      排出溝
１７０ｇｔ、１８０ｇｔ      排出溝の後端向き面
１７０ｈ、１７０ｈｘ      大気導入孔（貫通孔）
１７０ｔ、１８０ｔ      シール部材の後端面
１７２      フィルタ留具
１７４      フィルタ
１７４ｔ、１８８ｔ      フィルタの後端面
２００      ガスセンサ
Ｏ      軸線方向
ｄ      大気導入孔の内径
Ｇ１      最も距離の短いピッチ間距離
Ｇ２、Ｇ３      距離が長くなるピッチ間距離
Ｗ      排出溝の幅
【図１】
2013128801.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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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月21日(2014.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びると共に、対向する主面を有する板状をなし、各主面の後端側にそれぞれ２個以上の電極パッドを有するセンサ素子と、
前記センサ素子の後端側に配置され、絶縁材料からなる筒状の絶縁部材と、
前記絶縁部材に保持されると共に前記電極パッドに対向してそれぞれ配置される端子金具と、
前記端子金具の後端側に電気的に接続されるリード線と、
前記絶縁部材の後端側に配置され、軸線方向に貫通して前記リード線がそれぞれ挿通される３つ以上のリード線挿通孔と、前記リード線挿通孔より径方向内側の位置で軸線方向に貫通する貫通孔と、を有する筒状のシール部材と、
前記貫通孔を閉塞する撥水性のフィルタと、
を少なくとも備えるガスセンサであって、
前記３つ以上のリード線挿通孔のピッチ間距離のうち、少なくとも一部の該距離が長くなるように前記３つ以上のリード線挿通孔が配置され、
前記シール部材の後端面には、前記貫通孔に連通すると共に前記シール部材の径方向外縁に延びて水分又は油分を排出する排出溝が形成され、
前記排出溝は、前記ピッチ間距離のうち、前記距離が長くなるピッチ間距離を形成するリード線挿通孔の間を横切って延びるガスセンサ。
【請求項２】
前記排出溝の幅が、前記ピッチ間距離のうち、最も距離の短いピッチ間距離よりも広い請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記貫通孔の内径は、前記ピッチ間距離のうち、最も距離の短いピッチ間距離よりも広い請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記排出溝の幅が、前記貫通孔の内径よりも狭い請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記貫通孔に嵌挿される略円筒状のフィルタ留具をさらに備え、前記フィルタは、少なくとも前記フィルタ留具に保持され、
前記排出溝は、前記貫通孔の周縁を取り囲み、かつ前記フィルタの後端面は、軸線方向において前記シール部材の後端面と前記排出溝の面との間に位置する請求項１〜４のいずれかに記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記貫通孔に嵌挿される略円筒状のフィルタ留具をさらに備え、前記フィルタは、少なくとも前記フィルタ留具に保持され、
前記排出溝は、前記貫通孔の周縁を取り囲み、かつ前記フィルタの後端面は、軸線方向において前記排出溝の面と同位置、または先端側に位置する請求項１〜４のいずれかに記載のガスセンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に延びると共に、対向する主面を有する板状をなし、各主面の後端側にそれぞれ２個以上の電極パッドを有するセンサ素子と、前記センサ素子の後端側に配置され、絶縁材料からなる筒状の絶縁部材と、前記絶縁部材に保持されると共に前記電極パッドに対向してそれぞれ配置される端子金具と、前記端子金具の後端側に電気的に接続されるリード線と、前記絶縁部材の後端側に配置され、軸線方向に貫通して前記リード線がそれぞれ挿通される３つ以上のリード線挿通孔と、前記リード線挿通孔より径方向内側の位置で軸線方向に貫通する貫通孔と、を有する筒状のシール部材と、前記貫通孔を閉塞する撥水性のフィルタと、を少なくとも備えるガスセンサであって、前記３つ以上のリード線挿通孔のピッチ間距離のうち、少なくとも一部の該距離が長くなるように前記３つ以上のリード線挿通孔が配置され、前記シール部材の後端面には、前記貫通孔に連通すると共に前記シール部材の径方向外縁に延びて水分又は油分を排出する排出溝が形成され、前記排出溝は、前記ピッチ間距離のうち、前記距離が長くなるピッチ間距離を形成するリード線挿通孔の間を横切って延びる。
このガスセンサによれば、ガスセンサの小型化に相俟って、センサ素子の主面の幅や厚さ、つまりセンサ素子の電極パッドの間隔が狭くなり、ひいては対応するリード線挿通孔のピッチ間距離が狭くなっても、距離が長くなるピッチ間距離を形成するリード線挿通孔の間に排出溝を設けることができ、排出溝の幅を広くして水分又は油分を確実に排出することができる。
【国際調査報告】
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2013128801.tif 000017
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