(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子が挿入固定されるハウジングと，
該ハウジングの基端側に設けた大気側カバーと，
上記大気側カバーの基端側に設けられ，少なくとも１つの第１挿通穴を有する弾性絶縁部材と，
上記大気側カバーの先端側に設けられ，少なくとも１つの第２挿通穴を有する絶縁碍子と，
上記弾性絶縁部材の各第１挿通穴に収納されたリード線と，
上記絶縁碍子の各第２挿通穴に収納され，上記リード線と電気的に導通される接続部と上記センサ素子の基端側の各端子電極と電気的に導通される弾性接触部とを有する金属端子からなるガスセンサにおいて，
上記弾性絶縁部材は，上記第１挿通穴の先端側に設けられ，少なくとも上記リード線の動きを抑制する第１ガイド部を有し，
上記絶縁碍子は，上記金属端子を収納した上記第２挿通穴の基端側に設けられ，少なくとも上記金属端子の動きを抑制する第２ガイド部を有し，
また，上記弾性絶縁部材と上記絶縁碍子との間には空間部を有し，該空間部には一端は上記絶縁碍子の第２挿通穴に収納した上記金属端子と接続すると共に他端は上記リード線と接続した接続金具が配置されており，
かつ，上記金属端子と接続した上記接続金具の先端側は，上記金属端子の動きを抑制する上記第２ガイド部を有する上記絶縁碍子の基端側の端面に対して，その軸方向において当接配設され，上記リード線，上記接続金具及び上記金属端子の動きが抑制されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
請求項１において，上記金属端子は板状バネであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項３】
請求項１または２において，上記絶縁碍子に設けた上記第２ガイド部の長さは１〜５ｍｍであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において，上記絶縁碍子に設けた上記第２ガイド部の中心距離は３〜６ｍｍであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において，上記弾性絶縁部材に設けた上記第１ガイド部の長さは３〜８ｍｍであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において，上記絶縁碍子には，上記第２挿通穴と隣接するように上記センサ素子の厚みよりも薄いリブが突設され，また上記金属端子は上記リブと当接することにより上記弾性接触部が絶縁碍子の径方向に縮められ，
更に上記リブと上記金属端子との間に形成された素子収納部に上記センサ素子の基端側が収納されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において，上記金属端子には突部が設けてあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において，上記絶縁碍子には絶縁リブまたは位置決めリブのいずれか一方または双方が設けてあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において，上記金属端子の接続部の中心線と弾性接触部の中心線とは同一線上に存在しないことを特徴とするガスセンサ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項において，上記金属端子と上記リード線とは接続金具によって電気的導通が確保されつつ接続されてなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項において，上記リード線及び上記接続金具は共に上記弾性絶縁部材に設けた第１ガイド部により動きが抑制されるよう構成されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項において，上記接続金具は上記弾性絶縁部材に設けた第１ガイド部に挿入されることにより，動きが抑制されるよう構成されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項において，上記大気側カバーには大気導入穴が設けてあり，上記大気側カバー内において，上記弾性絶縁部材と上記絶縁碍子と上記大気導入穴とにより，空間部が形成されることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項において，上記絶縁碍子は大気導入路を有することを特徴とするガスセンサ。
【請求項１５】
センサ素子が挿入固定されるハウジングと，
該ハウジングの基端側に設けた大気側カバーと，
上記大気側カバーの基端側に設けられ，少なくとも１つの第１挿通穴を有する弾性絶縁部材と，
上記大気側カバーの先端側に設けられ，少なくとも１つの第２挿通穴を有する絶縁碍子と，
上記弾性絶縁部材の各第１挿通穴に収納されたリード線と，
上記絶縁碍子の各第２挿通穴に収納され，上記リード線と電気的に導通される接続部と上記センサ素子の基端側の各端子電極と電気的に導通される弾性接触部とを有する金属端子からなるガスセンサにおいて，
上記弾性絶縁部材は，上記第１挿通穴の先端側に設けられ，少なくとも上記リード線の動きを抑制する第１ガイド部を有し，
上記絶縁碍子は，上記第２挿通穴の基端側に設けられ，少なくとも上記金属端子の動きを抑制する第２ガイド部を有し，
また，上記金属端子の接続部と弾性接触部との間の肩部は直角に形成されていることを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，例えば自動車用内燃機関等の排気系に設置し，排ガス中の酸素濃度等を測定することができるガスセンサに関する。
【０００２】
【従来技術】
自動車用内燃機関では，排ガス中の酸素濃度等に基づいて燃焼制御を行うことが，燃費向上や効率よい排ガス浄化等に非常に有効であることが知られている。
上記排ガス中の酸素濃度等を検出するガスセンサとして，積層型のセンサ素子を内蔵した図１３に示すごときものが知られている。
【０００３】
このガスセンサ９は，センサ素子９２が挿入固定されるハウジング９０と該ハウジング９０に設けた大気側カバー９２１〜９２３とを有し，大気カバー９２２，９２３の側面に大気導入穴９２４，９２５を有する。また，大気側カバー９２２，９２３の基端側に弾性絶縁部材９５が，大気側カバー９２１の先端側に絶縁碍子９３が配置されている。
【０００４】
ところで上記積層型のセンサ素子９２は発熱部が内蔵されている。よって，ガスセンサ９に設けたリード線９６１〜９６３（４本存在するが，１本は図１３では見えない位置にある）はセンサ素子９２の出力取出し用と，発熱部への電力供給用である。
これらのリード線９６１〜９６３は弾性絶縁部材９５を経由してガスセンサ９内に引き込まれ，絶縁碍子９３内に配置した細い接続金具９５１，９５３（４本存在するが，１本は図１３では見えない位置にある）によりセンサ素子９２の電極端子に対し電気的な導通を確保しつつ接続される。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，ガスセンサ９の体格は非常に小型であり，特に積層型のセンサ素子９２は非常に薄く小さい。このため，上記リード線９６１〜９６３同士の間隙，上記接続金具９５１，９５３同士の間隙も非常に狭い。このため，ガスセンサ９を組み立てる際や使用時等にリード線９６１〜９６３，接続金具９５１，９５３が互いに接触してショートするおそれがある。
このショートを防ぐために，図１３に示すごとく，弾性絶縁部材９５及び絶縁碍子９３の長さを長くし，両者の間隙を狭くして，リード線９６１〜９６３や接続金具９５１，９５３が大気側カバー９２２内でフリーとなって露出する部分を減らすよう構成することがある。
【０００６】
また，図１３に示すガスセンサ９では，センサ素子９２の基端側を太くして，この部分に凹部を設け，該凹部に接続金具９５１，９５３を配置する。これにより接続金具９５１，９５３の絶縁性についてはよい結果を得ることができるが，セラミック材料で構成されるセンサ素子９２の加工は面倒であり，ガスセンサの製造を困難とする。
また，接続金具９５１，９５３との間隙がセンサ素子の幅未満となるため，その分リード線９６１〜９６３の間隙が狭くなり，リード線９６１〜９６３でのショートの可能性が高くなる。
【０００７】
本発明は，上記問題を鑑み，リード線や金属端子等のショートが生じ難く，安定したセンサ出力が得られるガスセンサを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題の解決手段】
請求項１に記載の発明は，センサ素子が挿入固定されるハウジングと，
該ハウジングの基端側に設けた大気側カバーと，
上記大気側カバーの基端側に設けられ，少なくとも１つの第１挿通穴を有する弾性絶縁部材と，
上記大気側カバーの先端側に設けられ，少なくとも１つの第２挿通穴を有する絶縁碍子と，
上記弾性絶縁部材の各第１挿通穴に収納されたリード線と，
上記絶縁碍子の各第２挿通穴に収納され，上記リード線と電気的に導通される接続部と上記センサ素子の基端側の各端子電極と電気的に導通される弾性接触部とを有する金属端子からなるガスセンサにおいて，
上記弾性絶縁部材は，上記第１挿通穴の先端側に設けられ，少なくとも上記リード線の動きを抑制する第１ガイド部を有し，
上記絶縁碍子は，上記金属端子を収納した上記第２挿通穴の基端側に設けられ，少なくとも上記金属端子の動きを抑制する第２ガイド部を有し，
また，上記弾性絶縁部材と上記絶縁碍子との間には空間部を有し，該空間部には一端は上記絶縁碍子の第２挿通穴に収納した上記金属端子と接続すると共に他端は上記リード線と接続した接続金具が配置されており，
かつ，上記金属端子と接続した上記接続金具の先端側は，上記金属端子の動きを抑制する上記第２ガイド部を有する上記絶縁碍子の基端側の端面に対して，その軸方向において当接配設され，上記リード線，上記接続金具及び上記金属端子の動きが抑制されていることを特徴とするガスセンサにある（請求項１）。
【０００９】
本発明において最も注目すべきことは，弾性絶縁部材に設けられ上記リード線の動きを抑制する第１ガイド部と，絶縁碍子に設けられ上記金属端子の動きを抑制する第２ガイド部と，該第２ガイド部を有する上記絶縁碍子の基端側の端面に対して，先端側を当接配設した上記接続金具とにより，上記のリード線，接続金具及び金属端子の動きを抑制することにある。
【００１０】
本発明の作用効果について説明する。
第１及び第２ガイド部と上記接続金具とによりリード線，金属端子の動きが抑制されるため，ガスセンサの組み付け中にこれらが動いて接触することが防止できる。また，例えばガスセンサの使用中にこれらが動いて接触することも防止できる。
よって，リード線，金属端子の相互間及びリード線，大気カバー間（一線式の場合，後述の図１０参照）のショートを防止できる。
【００１１】
以上に示すごとく，本発明によれば，リード線や金属端子等のショートが生じ難く，安定したセンサ出力が得られるガスセンサを提供することができる。
【００１２】
上記第１ガイド部は例えば第１挿通穴と連通した穴より構成することができる。具体的には，例えば上記第１挿通穴の内側面に段差を設け，該段差よりガスセンサの先端側を第１ガイド部とすることができる（図３参照）。
【００１３】
また，第２ガイド部についても同様で，例えば第２挿通穴と連通した穴であり，第２挿通穴の基端側に段差を設け，該段差よりガスセンサの基端側を第２ガイド部とすることができる（図２参照）。
このような第１及び第２ガイド部は第１及び第２挿通穴と一体化しているため，弾性絶縁部材や絶縁碍子の構造を変更することが少なく，製造容易である。
また，第１ガイド部と第２ガイド部の位置（穴の間隔）を同じにすることでリード線，金属端子等に傾きが生じず，確実にショートを防止することができる。
【００１４】
また，上記第１挿通穴等の設ける数は特に定まっていない。実施形態例に示すごとき発熱部が内蔵されたセンサ素子を使用する場合はセンサ素子の出力取出し用に２本，発熱部通電用に２本，合計４本のリード線が必要なため，第１挿通穴等も４本設ける。
また，上述よりも多くの出力取出し用や発熱部通電用等のリード線が必要な場合，あるいはセンサ素子の制御用のリード線が必要になる場合には，５本，６本あるいはそれ以上のリード線が配線されることもある。あるいはこれより少ないこともある。
【００１５】
また，弾性絶縁部材において，第１ガイド部の径は第１挿通穴の径よりも大きいことが好ましい。
これにより，リード線を弾性絶縁部材に配置することが容易となる。また弾性絶縁部材を大気側カバーにかしめ固定する際に弾性絶縁部材が変形するが，この変形の際にリード線同士が接触することを防止できる。
【００１６】
また，上記金属端子は耐熱に優れかつ高硬度の，ニッケル基耐熱合金（例えばインコネル）等より構成することが好ましい。
また，金属端子とリード線は両者を直に接続することもできるが，後述するごとく，接続金具を介してもよい。
【００１７】
次に，請求項２の発明のように，上記金属端子は板状バネであることが好ましい。
金属端子が板状バネであるため，第２挿通穴の内部で回転等が生じ難い。よって，ガスセンサの組み付け中や使用中に金属端子が回転等してショートすることを防止できる。
【００１８】
次に，請求項３の発明のように，上記絶縁碍子に設けた上記第２ガイド部の長さは１〜５ｍｍであることが好ましい。
これにより，本発明の効果を確実に得ることができる。
長さが１ｍｍより短い場合には，金属端子の動きを抑制することが不充分となり，金属端子が動いて，また金属端子が傾いて装着された場合，それを修正することができず，ショートが発生するおそれがある。一方，５ｍｍよりも長い場合には，その分絶縁碍子が長くなり，大気導入が難しくなるおそれがある。
【００１９】
次に，請求項４の発明のように，上記絶縁碍子に設けた上記第２ガイド部の中心距離は３〜６ｍｍであることが好ましい。
これにより，金属端子同士の間隙を適度な距離に保つことができ，これらの間のショートを防止することができる。
長さが３ｍｍより短い場合には，金属端子同士が近接するためリード線同士も近接し，ショートが発生するおそれがある。一方，６ｍｍよりも長い場合には，その分絶縁碍子の径が大きくなり，ガスセンサが大型化するおそれがある。
【００２０】
次に，請求項５の発明のように，上記弾性絶縁部材に設けた上記第１ガイド部の長さは３〜８ｍｍであることが好ましい。
これにより，本発明の効果を確実に得ることができる。
長さが３ｍｍより短い場合には，リード線の動きを抑制することが不充分となり，リード線が動いてショートが発生するおそれがある。一方，８ｍｍよりも長い場合には，その分弾性絶縁部材が長くなり，コストアップとなるおそれがある。
【００２１】
次に，請求項６の発明のように，上記絶縁碍子には，上記第２挿通穴と隣接するように上記センサ素子の厚みよりも薄いリブが突設され，また上記金属端子は上記リブと当接することにより上記弾性接触部が絶縁碍子の径方向に縮められ，更に上記リブと上記金属端子との間に形成された素子収納部に上記センサ素子の基端側が収納されていることが好ましい。
【００２２】
本請求項にかかる発明では，金属端子の弾性接触部を径方向に縮められるリブを設け，このリブで弾性接触部を縮めた状態でセンサ素子を挿通配置する。このため，センサ素子収納に要する力がより小さくて済む。このため，センサ素子の損傷が生じがたい。
【００２３】
また，金属端子の弾性接触部を縮めているため，挿通穴に対する挿通配置時に金属端子の径方向の幅がより狭くなる。よって，より狭い挿通穴においても金属端子とリブとの間に確実に素子収納部を形成することができる。つまり，ガスセンサの小型化を図ると共にセンサ素子の収納容易性を得ることができる。
【００２４】
また，金属端子を留めるリブの厚みよりもセンサ素子の厚みを厚く構成しているため（図６参照），センサ素子を素子収納部に収めることで，金属端子の弾性接触部が更に縮められる。これによって生じる弾性力が金属端子とセンサ素子との当接を一層確実とすることができる。
この方法は前述した図１３にかかる技術と異なり，センサ素子の加工が不要であるため，よりガスセンサの製造を容易とすることができる。
【００２５】
更に，金属端子の弾性接触部を径方向に縮めることで，金属端子を挿通穴に挿通配置する際に，金属端子同士が干渉しあうことが防止できるため，これら金属端子の収納容易性を高めることができる。
【００２６】
次に，請求項７の発明のように，上記金属端子には突部が設けてあることが好ましい。
これにより，金属端子と電極端子との間の電気的導通を一層確実に確保することができる。
また，上記突部の傾斜はセンサ素子を挿入する方向の傾斜が，その反対方向の傾斜よりもなだらかであることが好ましい（図４参照）。
これにより，センサ素子の収納容易性をより高めることができる。
【００２７】
次に，請求項８の発明のように，上記絶縁碍子には絶縁リブまたは位置決めリブのいずれか一方または双方が設けてあることが好ましい。
絶縁リブを設けることにより，金属端子間の絶縁性を確実に確保することができる。
また，位置決めリブを設けることにより，センサ素子を素子収納部に収納する際の位置決めが一層容易となり，収納作業の効率を高めることができる。
【００２８】
次に，上記金属端子の接続部と弾性接触部との間の肩部は直角に形成されていることが好ましい。
これにより，金属端子を絶縁碍子に挿通配置する際の金属端子の搬送容易性を高めることができる。つまり，肩部が直角であるため，搬送に使用するフック類がこの肩部において確実に金属端子を保持することができ，搬送時の脱落等が防止できる。
また，直角とすることで，金属端子の全長をより短縮することができ，ガスセンサの小型化に寄与することができる。
【００２９】
次に，請求項９の発明のように，上記金属端子の接続部の中心線と弾性接触部の中心線とは同一線上に存在しないことが好ましい（図４（ｂ）参照）。
これにより，後述する図５に示すごとく，二つの対称形状の金属端子を並べて挿通穴に挿通配置することで，双方の接続部を絶縁碍子の中心軸によせて配置させることができ，絶縁碍子の体格小型化に寄与することができる。
【００３０】
次に，請求項１０の発明のように，上記金属端子と上記リード線とは接続金具によって電気的導通が確保されつつ接続されてなることが好ましい。
これにより，リード線と金属端子が確実に接続され，電気的導通が一層確保されると共に，接続金具により，弾性絶縁部材と絶縁碍子との間のリード線の剛性が得られ，リード線等のショートをより一層防止することができる。
【００３１】
次に，請求項１１記載の発明のように，上記リード線及び上記接続金具は共に上記弾性絶縁部材に設けた第１ガイド部により動きが抑制されるよう構成されていることが好ましい。
これにより，リード線と同様に接続金具の動きを抑制できるため，リード線のショートと共に，接続金具に対するショートも防止することができる。
【００３２】
次に，請求項１２記載の発明のように，上記接続金具は上記弾性絶縁部材に設けた第１ガイド部に挿入されることにより，動きが抑制されるよう構成されていることが好ましい。
これにより，接続金具の動きを確実に抑制できるため，接続金具に対するショートを一層確実に防止することができる。
【００３３】
次に，請求項１３記載の発明のように，上記大気側カバーには大気導入穴が設けてあり，上記大気側カバー内において，上記弾性絶縁部材と上記絶縁碍子と上記大気導入穴とにより，空間部が形成されることが好ましい。
【００３４】
ところで，特に大気側カバーに面して大気導入穴を設けた場合，次のような問題が従来あったことが知られている。
前述の図１３を用いて説明すると，安定したセンサ出力を得るためには，センサ素子９２の内部に設けられた大気室（図示略）に大気を導入する必要がある。そのために，大気側カバー９２２には大気導入穴９２４が設けることがあるが，弾性絶縁部材９５や絶縁碍子９３を長くすることで，これらの大気導入孔９２４等が塞がれて，大気カバー９２２内への大気の導入が困難となることがある。
【００３５】
また弾性絶縁部材９５と絶縁碍子９３との間隙が狭くなることで，大気導入の際にバッファーとして機能する大気側カバー内の空間部が狭くなり，この点からもセンサ素子９２への大気の導入が困難となる。
この場合，センサ素子９２は安定したガス濃度検知ができなくなる。
【００３６】
本請求項にかかる構成のように，特に大気側カバーに面して大気導入穴と空間部とを対面させることで，大気がスムーズに空間部に導入される。その後大気は第２ガイド部と金属端子の隙間等を経て，絶縁碍子の内部に導入され，ここからセンサ素子作動に必要な基準ガスとなる大気をセンサ素子が取り込むことができる。
よって，確実にセンサ素子に大気が導入されるため，安定したガス濃度検知ができる。
【００３７】
次に，請求項１４記載の発明のように，上記絶縁碍子は大気導入路を有することが好ましい。
これにより，大気導入をより確実に行なうことができる。
上記大気導入路は例えば絶縁碍子の中心付近を基端側から先端側の方向へ貫通する貫通穴よりなる（図１参照）。
また，請求項１５にかかる発明は，センサ素子が挿入固定されるハウジングと，
該ハウジングの基端側に設けた大気側カバーと，
上記大気側カバーの基端側に設けられ，少なくとも１つの第１挿通穴を有する弾性絶縁部材と，
上記大気側カバーの先端側に設けられ，少なくとも１つの第２挿通穴を有する絶縁碍子と，
上記弾性絶縁部材の各第１挿通穴に収納されたリード線と，
上記絶縁碍子の各第２挿通穴に収納され，上記リード線と電気的に導通される接続部と上記センサ素子の基端側の各端子電極と電気的に導通される弾性接触部とを有する金属端子からなるガスセンサにおいて，
上記弾性絶縁部材は，上記第１挿通穴の先端側に設けられ，少なくとも上記リード線の動きを抑制する第１ガイド部を有し，
上記絶縁碍子は，上記第２挿通穴の基端側に設けられ，少なくとも上記金属端子の動きを抑制する第２ガイド部を有し，
また，上記金属端子の接続部と弾性接触部との間の肩部は直角に形成されていることを特徴とするガスセンサにある。
この場合には請求項１と同様の効果が得られる。
また，上記金属端子の接続部と弾性接触部との間の肩部は直角に形成されているので，金属端子を絶縁碍子に挿通配置する際の金属端子の搬送容易性を高めることができる。つまり，肩部が直角であるため，搬送に使用するフック類がこの肩部において確実に金属端子を保持することができ，搬送時の脱落等が防止できる。
また，直角とすることで，金属端子の全長をより短縮することができ，ガスセンサの小型化に寄与することができる。
【００３８】
なお，本発明は，酸素センサ，空燃比センサ，ＮＯｘセンサ，ＣＯセンサ，ＨＣセンサ等の各種ガスセンサに適用することができる。
【００３９】
また，センサ素子として，図１に示すごとき，板状の積層型素子の他，図１１に示すごとき，コップ型の素子を有するガスセンサに対し本発明を適用することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
実施形態例
本発明の実施形態例にかかるガスセンサにつき，図１〜図１０を用いて説明する。
図１に示すごとく，本例のガスセンサ１は，センサ素子２が挿入固定されるハウジング１０と該ハウジング１０の基端側１０１に設けた大気側カバー１２１，１２２とを有する。
【００４１】
そして，上記大気側カバー１２１，１２２の側面は大気導入穴１２３，１２４を有し，上記大気側カバー１２２の基端側１２９に，図３に示すごとく，４個の第１挿通穴５１１〜５１４を有する弾性絶縁部材５が配置されている。上記大気側カバー１２１の先端側１２８であって上記ハウジング１０のすぐ上方には，図２に示すごとく，４個の第２挿通穴３１１〜３１４を有する絶縁碍子３が配置されている。
【００４２】
上記弾性絶縁部材５に設けた各第１挿通穴５１１〜５１４には，図１に示すごとくリード線（１６１，１６３と図示を略した他の２本のリード線）がそれぞれ収納され，上記絶縁碍子３に設けた各第２挿通穴３１１〜３１４には，図４に示すごとく，接続部４１と弾性接触部４５とを有する電極取出しバネとしての金属端子４，４９がそれぞれ収納される。
図１に示すごとく，上記リード線１６１，１６３と上記金属端子４，４９とは接続金具１５１，１５３によって電気的導通が確保されつつ接続される。
上記の図示を略した他の２本のリード線も上記と同様にして図示を略した接続金具によって図示を略した金属端子と電気的導通が確保されつつ接続される。
【００４３】
上記センサ素子２の基端側２９１の各端子電極２２１，２１１（図７参照）と上記各金属端子４，４９の弾性接触部４５とは互いに当接して両者の間に電気的導通が確保されてなる。
また，端子電極２１１，２２１が設けられた面とは反対な面に図示を略した２個の発熱部通電用の端子電極があり，これらも上記と同様に金属端子により電気的導通が確保されている。
【００４４】
上記大気側カバー１２１の内部において，上記弾性絶縁部材５と上記絶縁碍子３との間であって，上記大気導入穴１２３，１２４と対面する部分には空間部１１が形成されている。
上記弾性絶縁部材５における各第１挿通穴５１１〜５１４の先端側５００に第１ガイド部５３１〜５３４が設けてあり，上記絶縁碍子３における各第２挿通穴３１１〜３１４の基端側３０２に第２ガイド部３３１〜３３４が設けてある。
上記第１ガイド部５３１〜５３４及び上記第２ガイド部３３１〜３３４によって上記リード線１６１〜１６４，上記接続金具１５１〜１５４及び上記金属端子４，４９が動きを抑制されている。
【００４５】
以下，詳細に説明する。
図１に示すごとく，本例のガスセンサ１はハウジング１０と該ハウジング１０の基端側１０１に設けた大気側カバー１２１，１２２と，ハウジング１０の先端側１０２に設けた２重の被測定ガス側カバー１４１，１４２とよりなる。
また，本例における基端側，先端側については図１に記載した。より上方にある部分が基端側，より下方にある部分が先端側である。
【００４６】
ハウジング１０にはセンサ素子２が挿入固定されており，図７に示すごとく，センサ素子２の基端側２９１には端子電極２１１，２２１が，先端側２９３には被測定ガス側電極２１が設けてある。
センサ素子２の基端側２９１は上記大気側カバー１２１内の絶縁碍子３内に，先端側２９３は被測定ガス側カバー１４２内に位置する。
【００４７】
図７に示すごとく，上記センサ素子２は，先端側２９３に設け，外部に露出する被測定ガス側電極２１とセンサ素子２の内部に設けた大気室に対面する基準電極とを有し，両者はリード部２１０等によってそれぞれ端子電極２１１，２２１に対する電気的導通が確保されている。このため，両電極により得られたセンサ素子２の出力は端子電極２２１，２１１から取出すことができる。
また，本例のセンサ素子２の基端側２９１には図示を略した大気導入口が設けてあり，ここから大気室に大気が導入される。
【００４８】
また，図７において，端子電極２２１，２１１が設けられた面とは反対側の面に図示を略した２個の端子電極がある。
この端子電極はセンサ素子２に内蔵された通電により発熱する発熱部に対する電気的導通が確保されている。このため，上記２つの端子電極に対し上述した方法と同様の方式で電力を供給することで発熱部が発熱する。
【００４９】
図１に示すごとく，上記ハウジング１０に対し，大気側カバー１２１が溶接固定されている。大気側カバー１２１の上部には撥水フィルタ１２５を介して別の大気側カバー１２２がかしめ固定されている。
大気側カバー１２１，１２２の側面には大気導入穴１２３，１２４が設けてあり，該大気導入穴１２３，１２４と重なる位置に撥水フィルタ１２５が設けてある。
【００５０】
上記ハウジング１０の内部には筒状の下方絶縁碍子１３が配置され，この内部にセンサ素子２の中央部２９２が挿通固定されている。センサ素子２の中央部２９２と下方絶縁碍子１３との間はガラス材１３１，１３２により封止されている。
【００５１】
図１に示すごとく，上記大気側カバー１２１の内部には絶縁碍子３が配置されている。また，上記絶縁碍子３の上方には弾性絶縁部材５が配置されている。
上記弾性絶縁部材５は４つの第１挿通穴５１１〜５１４を有し，各第１挿通穴５１１〜５１４にはリード線１６１，１６３と図示を略した他の２本のリード線が挿通配置されている。
上記絶縁碍子３は４つの第２挿通穴３１１〜３１４を有し，各第２挿通穴３１１〜３１４にそれぞれ金属端子４，４９が設けてある。
図３に示すごとく，４本のリード線１６１〜１６４は４本の接続金具１５１，１５３（うち２本は図示略）により，４本の金属端子４，４９にそれぞれ接続され，接続金具１５１，１５３は空間部１１と対面する位置にある。
【００５２】
上記絶縁碍子３について説明する。
図２（ａ）〜（ｃ）に示すごとく，上記絶縁碍子３は断面が略四角形状の４つの第２挿通穴３１１〜３１４を有し，またこれら４つの第２挿通穴３１１〜３１４は絶縁碍子３の中心軸近傍において互いに連結されている。
【００５３】
また，図２（ｂ）に示すごとく，上記第２挿通穴３１１〜３１４の内側面にはテーパー部３３０が設けてあり，該テーパー部３００より上方に第２挿通穴３１１〜３１４より径細の第２ガイド部３３１〜３３４が設けてある。
なお，上記第２挿通穴３１１〜３１４は絶縁碍子３の中心軸に対し点対称に配置されている。第２ガイド部３３１〜３３４も同様である。
【００５４】
第２挿通穴３１１と第２挿通穴３１３との間，第２挿通穴３１２と第２挿通穴３１４との間にリブ３２１，３２２が設けてある。第２挿通穴３１１と第２挿通穴３１２との間，第２挿通穴３１３と第２挿通穴３１４との間に絶縁リブ３２３，３２４が設けてある。
【００５５】
これらのリブ３２１，３２２，絶縁リブ３２３，３２４の先端側３００の底面３４３，３４４等は絶縁碍子３の中心軸から径方向外周に向かって傾斜したテーパー面となっている。
また，上記絶縁碍子３の基端側３０２の中央には大気導入孔３０９が貫通形成されている。
なお，上記絶縁碍子３の第２ガイド部３３１〜３３４の長さＡは２ｍｍ，中心距離Ｂは４．５ｍｍである
【００５６】
上記弾性絶縁部材５について説明する。
図３に示すごとく，上記弾性絶縁部材５は断面円形の４つの第１挿通穴５１１〜５１４を有する。
これら第１挿通穴５１１〜５１４の内側面には段差が形成されてなり，この段差よりも先端側５００に第１挿通穴５１１〜５１４よりも径太の第１ガイド部５３１〜５３４が設けてある。
なお，弾性絶縁部材５は大気側カバー１２１，１２２に組みつけられ，かしめ固定されることで図１に示すごとき形状となる。組み付け前は図３に示すごとく，円柱形状である。
なお，上記弾性絶縁部材５の第１ガイド部５３１〜５３４の長さＣは５ｍｍである
【００５７】
また，絶縁碍子３の第２ガイド部３３１〜３３４の中心距離と弾性絶縁部材５の第１ガイド部５３１〜５３４の中心距離を同じにしたり，近づけたりすることで，リード線１６１〜１６４，接続金具１５１〜１５４，金属端子４，４９の接続部を結ぶ線が直線的になり，かつガスセンサ１の中心を通る軸線と平行になるため，リード線１６１〜１６４，接続金具１５１〜１５４，金属端子４，４９同士の接触をより強く防止できる。
【００５８】
上記金属端子４，４９について説明する。
図４（ａ），（ｂ）に示すごとく，上記金属端子４は薄板のニッケル基耐熱合金であるインコネルよりなる。そして，接続部４１と弾性接触部４５とよりなり，両者の間は直角に曲折された肩部４０がある。
上記弾性接触部４５は第２挿通穴３１１〜３１４に面する背面４２，センサ素子２に面する素子当接面４３と背面４２側に折り返された折り返し部４４とよりなる。
素子当接面４３には突部４３０が設けてあり，突部４３０の傾斜はセンサ素子２を収納する方向，つまり図面下方の傾斜面４３１が，その反対方向の傾斜面４３２よりもなだらかとなるよう構成されている。
【００５９】
また，金属端子４の接続部４１の中心線４１０と弾性接触部４５の中心線４５０は同一直線状になく，同図より知れるごとく，図面右方向に中心線４５０がずれている。
また，上記突部４３０は中心線４５０よりも図面左方向にずれた位置にある。
【００６０】
金属端子４９は金属端子４が左右反転した形状を有している。つまり，金属端子４９の詳細な図示は省略するが，中心線４５０は中心線４１０に対し左方向にずれ，突部４３０も中心線４５０よりも右方向にずれた形状である。なお，左方向，右方向とは図４を基準とした表現である。
このように，金属端子４，４９の中心線４５０をずらしたり，突部４３０を設けることで，センサ素子２の電極端子２１１，２２１の間隔よりも大きな間隔でリード線１６１〜１６４同士の間隔を設定でき，リード線１６１〜１６４のショートを防止できる。
【００６１】
図５（ａ），（ｂ）に示すごとく，このように互いが左右反転した形状の金属端子４，４９が絶縁リブ３２４を挟んで第２挿通穴３１３と３１４に配置されている。第２挿通穴３１１，３１２についても同様に金属端子４９と４とがそれぞれ配置されている。
また，金属端子４，４９は上記リブ３２１，３２２と当接することにより絶縁碍子３の径方向に縮められて，第２挿通穴３１１〜３１４に収納される。
そして，これら４つの金属端子４，４９と，リブ３２１，３２２，絶縁リブ３２３，３２４とによって囲まれた部分が素子収納部３２０となる。
【００６２】
上記素子収納部にセンサ素子を収納した状態を図６に示す。
上記リブ３２１，３２２の厚みＷ１はセンサ素子２の厚みＷ２よりも薄く，よって，センサ素子２が収納されることで金属端子４，４９は更に径方向に縮められる。
また，上記金属端子４，４９とセンサ素子２との接触は突部４３０によって維持される。
【００６３】
また，本例のガスセンサ１における大気の流れは次の通りである。
図１に示すごとく，大気は大気導入孔１２３より撥水フィルタ１２５を経由し，大気導入孔１２４を通って，空間部１１に達する。
ここから第２ガイド部と金属端子との間の隙間及び大気導入路３００を通じて絶縁碍子３の内部となる第２挿通穴３１１〜３１４近傍に大気が導入される。上記センサ素子２の先端部は絶縁碍子３の内部にあり，よって大気導入口は絶縁碍子３の内部に開口している。ここにおいてセンサ素子内部の大気室への大気の導入が行われる。
【００６４】
次に，本例の作用効果について説明する。
本例のガスセンサ１は，上述したごとく大気導入穴１２３，１２５と空間部１１とが対面しているため，大気がスムーズに空間部１１に導入される。よって，センサ素子２作動に必要な基準ガスとなる大気をセンサ素子２が充分に取り込むことができる。よって，安定したガス濃度検知ができる。
【００６５】
また，第１及び第２ガイド部５３１，３３１等によりリード線１６１，接続金具１５１，金属端子４９等が動きを抑制されるため，例えばガスセンサ１の組み付け中にこれらが動いて接触し，ショートすることを防止できる。また，例えばガスセンサ１の使用中にこれらが動いて接触し，ショートすることを防止できる。
これにより，ガスセンサ１の組み付けの手間を削減することができる。
また振動等で異常が生じ難いガスセンサ１を得ることができる。
【００６６】
このように，本例によれば，リード線や接続金具等のショートが生じ難く，安定したセンサ出力が得られるガスセンサを提供することができる。
【００６７】
また，本例では金属端子４，４９が板状であるため，第２挿通穴３１１〜３１４の内部で回転等が生じ難い。よって，ガスセンサ１の組み付け中や使用中に金属端子４，４９が回転等して動いてしまい，ショートすることを防止できる。
【００６８】
本例のセンサ素子２の基端側２９１は金属端子４，４９とリブ３２１，３２２との間の素子収納部３２０に収納されるが，金属端子４，４９はリブ３２１，３２２と当接して径方向に縮められた状態にある。
よって，センサ素子２収納に要する力がより小さくて済むので，センサ素子２に損傷が生じがたい。
【００６９】
また，金属端子４，４９が縮められているため，第２挿通穴３１１〜３１４に対する挿通配置時に金属端子４，４９の径方向の幅がより狭くなる。
よって，第２挿通穴３１１〜３１４が狭くとも金属端子４，４９とリブ３２１，３２２との間に確実に素子収納部３２０を形成することができる。
つまり，ガスセンサ１の小型化，センサ素子２の収納容易性を両立させることができる。
【００７０】
また，金属端子４，４９を留めるリブ３２１，３２２の厚みＷ１よりもセンサ素子２の厚みＷ２を厚く構成しているため，センサ素子２を素子収納部３２０に収めることで，金属端子４，４９を更に縮めることができる。
これによって生じる弾性力が金属端子４，４９とセンサ素子２との当接を一層確実とすることができる。
【００７１】
更に，金属端子４，４９を縮めることで，これを第２挿通穴３１１〜３１４に挿通配置する際に，金属端子４，４９同士が干渉しあうことが防止でき，金属端子の第２挿通穴３１１〜３１４に対する収納容易性を高めることができる。
【００７２】
また，本例では，金属端子４，４９に突部４３０を設けているため，金属端子４，４９と電極端子２１１，２２１との間の電気的導通を一層確実に確保することができる。
また，上記突部４３０はセンサ素子２が収納される方向にある傾斜面４３１が傾斜面４３２よりなだらかであるため，センサ素子２の収納容易性がより高くなる。
更に，絶縁リブ３２３，３２４が設けてあるため，金属端子４，４９間の絶縁性を確実に確保することができる。
【００７３】
また，上記金属端子４，４９の接続部４１と弾性接触部４５との間の肩部４０は直角に形成されているため，金属端子４，４９の搬送容易性を高めることができる。また，肩部が直角でない金属端子９４と比較して，全長をより短縮することができ，ガスセンサ１の小型化に寄与することができる。
【００７４】
また，金属端子４，４９の接続部４１の中心線４１０と弾性接触部４５の中心線４５０とは同一線上に存在しないため，図４に示すごとく，金属端子４，４９の接続部４１を絶縁碍子３の中心軸によせて配置することができ，絶縁碍子３の体格小型化に寄与することができる。
【００７５】
なお，本例のセンサ素子２として，図８に示すごとく，基端側２９１の側面にテーパー部２９９を設けたものを使用することができる。
テーパー部２９９とした分，基端側２９１が幅細となるため素子収納部３２０へのセンサ素子２の収納を一層容易に行なうことができる。
【００７６】
また，ガスセンサの他の構成として，図９にかかる１線式のガスセンサが知られているが，これらについても本例と同様の構造を適用することができる。
本例のガスセンサ１は，コップ型のセンサ素子６を有し，該コップ型のセンサ素子６がハウジング１０に挿入固定されている。
ハウジング１０の基端側には大気側カバー１２１が設けてある。該大気側カバー１２１の基端側には更に別の大気側カバー１２２が設けてある。
【００７７】
センサ素子６の基端側には，基準ガス側電極（図示略）に導通される金属端子６５が設けてある。被測定ガス側電極（図示略）はフロートパッキン６６を通じてハウジング１０と電気的に導通されている。
大気側カバー１２２の基端側には弾性絶縁部材５が設けてあり，そこに第１挿通穴５１１，第１ガイド部５３１が，大気側カバー１２１の中ほどに絶縁碍子３が設けてあり，そこに第２挿通穴３１１，第２ガイド部３３１が設けてある。
【００７８】
このガスセンサ１において，基準ガスとなる大気は両大気側カバー１２１，１２２の８点かしめ部６８の隙間６９から導入されて，弾性絶縁部材５と絶縁碍子３とに囲まれた空間６７を経由して，第２挿通穴３１１，第２ガイド部３３１を経由して，ガスセンサ素子６の大気室６００に導入される。
その他詳細は上記記載と同様である。
【００７９】
実施形態例２
本例は，図１０に示すごとく，コップ型のセンサ素子を有するガスセンサについて説明する。
本例のガスセンサ１は，コップ型で，内部の大気室６００に棒状のヒータ６０１を挿入したセンサ素子６を有する。
【００８０】
センサ素子６はハウジング１０に挿入固定され，該ハウジング１０の基端側には大気側カバー１２１が設けてある。また，大気側カバー１２１の基端側は撥水フィルタ１２５を介して大気側カバー１２２が設けてある。
【００８１】
上記大気側カバー１２１，１２２の側面は大気導入穴１２３，１２４を有し，上記大気側カバー１２２の基端側１２９に，４個の第１挿通穴を有する弾性絶縁部材５が配置されている。なお，同図において４個の第１挿通穴はリード線１６１，１６３が挿入され，塞がれた状態にある。
また，上記大気側カバー１２１の中ほどには第２挿通穴を有する絶縁碍子３が配置されている。第２挿通穴は絶縁碍子３内で一つの大きな空間として構成されている。
【００８２】
大気側カバー１２１内で，大気導入穴１２３，１２４と対面する位置は弾性絶縁部材５と絶縁碍子３とに囲まれた空間部１１となっている。大気導入穴１２３，１２４より導入された大気はこの空間部１１を通過して，第２ガイド穴，第２挿通穴を経由して，センサ素子６内の大気室６００内に導入される。
【００８３】
上記４個の第１挿通穴の先端側に第１ガイド部５３１が設けてあり，上記絶縁碍子３における各第２挿通穴の基端側３０２に４つの第２ガイド部３３１が設けてある。
【００８４】
また，センサ素子の基端側の各端子電極と電気的に導通される弾性接触部を有する金属端子６１１，６１２が設けてある。
これらの先端側は図示は略したが環状に構成され，断面略円形のガスセンサ素子６に対し，６１１は外周側に，６１２は内周側に嵌め込まれている。
また，金属端子６１２はヒータ６０１を大気室６００につり下げ固定するホルダの役割も果たしている。
その他は実施形態例１と同様の構成であり，作用効果も実施形態例１と同様である。
【００８５】
実施形態例３
本例は，図１１に示すごとく，大気導入穴を大気側カバーの側面に設けていないガスセンサ１について説明する。
このガスセンサ１は，図１１に示されるごとく，ハウジング１０の基端側に大気側カバー１２１のみが設けてあり，また大気側カバー１２１は大気導入穴を持たない。
【００８６】
このガスセンサ１において，センサ素子２は，ガス濃度を検出するセンサセルの他，ポンピングセルを有する。このポンピングセルにセンサセルと逆方向の極性に通電することで，酸素を作り，この酸素をセンサ素子２の基準ガス室等に導くよう構成する。これにより，被測定ガス中の酸素濃度を測定することができるため，大気導入穴が不要となる。
なお，同図からはセンサセル用の２本のリード線１６１，１６３しかみえないが，ここから見えない位置にポンピングセル用のリード線やヒータへの通電用のリード線がそれぞれ２本設けてある。
その他詳細は実施形態例１と同様の構成を有し，同様の作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，ガスセンサの断面説明図。
【図２】実施形態例１における，絶縁碍子の（ａ）基端側平面図，（ｂ）縦断面説明図，（ｃ）先端側平面図。
【図３】実施形態例１における，弾性絶縁部材の（ａ）縦断面説明図，（ｂ）先端側平面図。
【図４】実施形態例１における，金属端子の（ａ）側面図，（ｂ）正面図。
【図５】実施形態例１における，絶縁碍子に金属端子を収納した状態での（ａ）Ａ−Ａ線矢視断面図，（ｂ）先端側平面図。
【図６】実施形態例１における，センサ素子を収納した状態での絶縁碍子の先端側平面図。
【図７】実施形態例１における，センサ素子の斜視図。
【図８】実施形態例１における，基端側にテーパー部を設けたセンサ素子の斜視図。
【図９】実施形態例１における，１線式のガスセンサの断面説明図。
【図１０】実施形態例２における，コップ型のセンサ素子を有するガスセンサの断面説明図。
【図１１】実施形態例３における，センサ素子にポンピングセルを設けて大気導入穴や撥水フィルタを設けない構造のガスセンサの断面説明図。
【図１２】従来例にかかる，絶縁碍子の先端側平面図。
【符号の説明】
１．．．ガスセンサ，
１０．．．ハウジング，
２．．．センサ素子，
３．．．絶縁碍子，
３１１〜３１４．．．第２挿通穴，
３３１〜３３４．．．第２ガイド部，
３２１，３２２．．．リブ，
３２３，３２４．．．絶縁リブ，
４，４９．．．金属端子，
５．．．弾性絶縁部材，
５１１〜５１４．．．第１挿通穴，
５３１〜５３４．．．第１ガイド部，
【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】
0004461585.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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