(57)【要約】【課題】セラミック包囲体への被水による熱衝撃を抑制又は緩和することができるガスセンサ、ガスセンサの製造方法、及びガスセンサユニットを提供する。【解決手段】軸線方向Ｏに向かって延び、先端側が被測定ガスに晒される有底筒状のガス検出素子２２と、ガス検出素子の周囲を取り囲む主体金具２５と、絶縁性セラミックからなる筒状で、ガス検出素子の後端側の周囲を取り囲み、自身の後端側を主体金具の後端より突出させる形態で当該主体金具に保持されるセラミック包囲体２３と、ガス検出素子の内周面に形成した内側電極２９と接続しガス検出素子からの出力信号を外部に出力し、セラミック包囲体の筒内に保持される端子部材２４とを有し、セラミック包囲体の少なくとも外表面に釉薬層２３１が形成され、該釉薬層表面に長さ５０μｍ以上の針状結晶が存在しないガスセンサ２１である。【選択図】図１
2012112739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に向かって延び、先端側が被測定ガスに晒される有底筒状のガス検出素子と、
前記ガス検出素子の周囲を取り囲む主体金具と、
絶縁性セラミックからなる筒状で、前記ガス検出素子の後端側の周囲を取り囲み、自身の後端側を主体金具の後端より突出させる形態で当該主体金具に保持されるセラミック包囲体と、
前記ガス検出素子の内周面に形成した内側電極と接続し前記ガス検出素子からの出力信号を外部に出力し、前記セラミック包囲体の筒内に保持される端子部材とを有し、
前記セラミック包囲体の少なくとも外表面に釉薬層が形成され、該釉薬層表面に長さ５０μｍ以上の針状結晶が存在しないガスセンサ。
【請求項２】
軸線方向に向かって延び、先端側が被測定ガスに晒される有底筒状のガス検出素子と、
前記ガス検出素子の周囲を取り囲む主体金具と、
絶縁性セラミックからなる筒状で、前記ガス検出素子の後端側の周囲を取り囲み、自身の後端側を主体金具の後端より突出させる形態で当該主体金具に保持されるセラミック包囲体と、
前記ガス検出素子の内周面に形成した内側電極と接続し前記ガス検出素子からの出力信号を外部に出力し、前記セラミック包囲体の筒内に保持される端子部材とを有するガスセンサの製造方法であって、
前記セラミック包囲体の少なくとも外表面に釉薬を塗布した後、１２５０℃以上、１３００℃以下の温度で熱処理し、前記セラミック包囲体に釉薬層を形成するガスセンサの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のガスセンサと、
前記ガスセンサの前記端子部材と接続し、前記出力信号を外部装置に送信するキャップ端子と、当該キャップ端子と前記セラミック包囲体の後端側とを取り囲む挿通孔を有する弾性部材からなるとともに前記キャップ端子を保持する端子包囲部と、を有するガスセンサキャップと、
を備えるガスセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス検出素子を有し、セラミック包囲体の内部にガス検出素子からの出力信号を外部に出力する端子部材を保持したガスセンサ、ガスセンサの製造方法、及びガスセンサにセンサキャップを装着されたガスセンサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガス検出素子を有するガスセンサとして、様々なものが提案されている。これらのガスセンサとしては、例えば、酸素イオン導電性を有する固体電解質体からなるガス検出素子を有し、内燃機関の排気管やエンジンヘッド等の取付け対象体に取付けられて、排気ガス中の特定ガス（例えば酸素）の濃度を検知するものが挙げられる。又、このようなガスセンサにおいては、このガスセンサからの出力を外部に伝えるため、ガスセンサの後端にはセンサキャップが着脱自在に被せられ、全体としてガスセンサユニットを構成しているものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載のガスセンサユニットにおいて、ガスセンサは、ガス検出素子の周囲を金属製の主体金具で取り囲むと共に、ガス検出素子の後端側をセラミック包囲体で取り囲み、さらにガス検出素子からの出力信号を外部に出力する端子部材をセラミック包囲体の内部に保持した構成となっている。
一方、センサキャップは、端子部材と接続するキャップ端子とゴム製の端子包囲部とを備えており、端子包囲部はキャップ端子を保持しつつ、自身の挿通孔にセラミック包囲体の後端側を収容可能になっている。
【０００４】
ところで、主体金具は排気の熱によって高温となるため、ゴム製のセンサキャップ（端子包囲部）もこの熱の伝播や放射熱によって高温（例えば２００℃以上）となり、センサキャップが劣化してしまう虞がある。そこで、このような熱害を低減するため、センサキャップの先端を主体金具の後端から軸線方向に離間させ、包囲体の一部をこの隙間から露出させている（以下、露出部という）。さらに、このセラミック包囲体の露出部に外部からの水等が被水すると、熱衝撃に弱いセラミック包囲体が損傷するおそれがあることから、特許文献１記載の技術においては、セラミック包囲体の露出部に釉薬層を形成させている。この場合、セラミック包囲体の露出部が被水すると、まず釉薬層に被水するが釉薬層が熱衝撃を緩和するので、セラミック包囲体の露出部まで衝撃が伝わりにくくなる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０１８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セラミック包囲体に釉薬を塗布した後、熱処理によりセラミック包囲体に釉薬層を形成する際、焼成温度によっては、釉薬層の形成が不十分になったり、釉薬層の表面に針状結晶が露出する形態で釉薬層が形成されてしまい、釉薬層の緻密性を低下させることが判明した。釉薬層の緻密性が低下すると、セラミック包囲体の露出部の熱衝撃を緩和することが困難になり、被水によりセラミック包囲体が損傷するおそれがある。
そこで、本発明は、セラミック包囲体の表面に釉薬層を緻密に形成し、セラミック包囲体への被水による熱衝撃を抑制又は緩和することができるガスセンサ及びガスセンサユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に向かって延び、先端側が被測定ガスに晒される有底筒状のガス検出素子と、前記ガス検出素子の周囲を取り囲む主体金具と、絶縁性セラミックからなる筒状で、前記ガス検出素子の後端側の周囲を取り囲み、自身の後端側を主体金具の後端より突出させる形態で当該主体金具に保持されるセラミック包囲体と、
前記ガス検出素子の内周面に形成した内側電極と接続し前記ガス検出素子からの出力信号を外部に出力し、前記セラミック包囲体の筒内に保持される端子部材とを有し、前記セラミック包囲体の少なくとも外表面に釉薬層が形成され、該釉薬層表面に長さ５０μｍ以上の針状結晶が存在しない。
このようなガスセンサによれば、釉薬層の表面に針状結晶が露出しない形態で釉薬層が形成されることで、釉薬層が緻密になり、被水によるセラミック包囲体の熱衝撃を緩和することができる。
なお、針状結晶としては、長さ５０μｍ以上の針状結晶が釉薬層の緻密性に影響を与えることが分かっており、さらに、針状結晶は、アスペクト比（長径/短径）が２以上である結晶のことを指す。
【０００８】
本発明のガスセンサの製造方法は、軸線方向に向かって延び、先端側が被測定ガスに晒される有底筒状のガス検出素子と、前記ガス検出素子の周囲を取り囲む主体金具と、絶縁性セラミックからなる筒状で、前記ガス検出素子の後端側の周囲を取り囲み、自身の後端側を主体金具の後端より突出させる形態で当該主体金具に保持されるセラミック包囲体と、前記ガス検出素子の内周面に形成した内側電極と接続し前記ガス検出素子からの出力信号を外部に出力し、前記セラミック包囲体の筒内に保持される端子部材とを有するガスセンサの製造方法であって、前記セラミック包囲体の少なくとも外表面に釉薬を塗布した後、１２５０℃以上、１３００℃以下の温度で熱処理し、前記セラミック包囲体に釉薬層を形成する。
このようにしてセラミック包囲体を形成すると、釉薬層表面に長さ５０μｍ以上の針状結晶が形成されることを抑制し、釉薬層が緻密になり、被水によるセラミック包囲体の熱衝撃を緩和することができる。なお、熱処理温度が１３００℃を超えると、釉薬層表面に長さ５０μｍ以上の針状結晶が形成されてしまい、釉薬層の緻密性が低下してしまう虞がある。他方、熱処理温度が１２５０℃未満であれば、所望の釉薬層が形成されず、釉薬層表面に凹凸の表面状態となり、釉薬層２３１の緻密性が低下する虞がある。
【０００９】
本発明のガスセンサユニットは、前記ガスセンサと、前記ガスセンサの前記端子部材と接続し、前記出力信号を外部装置に送信するキャップ端子と、当該キャップ端子と前記セラミック包囲体の後端側とを取り囲む挿通孔を有する弾性部材からなるとともに前記キャップ端子を保持する端子包囲部とを有するガスセンサキャップと、を備える。
このようなガスセンサユニットにおいても、本発明のガスセンサを適用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、セラミック包囲体の表面に釉薬層を緻密に形成し、セラミック包囲体への被水による熱衝撃を抑制又は緩和することができるガスセンサ、ガスセンサの製造方法及びガスセンサユニットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態にかかるガスセンサの軸線方向に沿う断面図である。
【図２】ガスセンサユニットを示す断面図である。
【図３】センサキャップの軸線方向に沿う断面図である。
【図４】キャップ端子の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図５】ガスセンサユニットを水没させる試験装置を示す図である。
【図６】実施例３のセラミック包囲体（釉薬層）表面の金属顕微鏡像である。
【図７】比較例１のセラミック包囲体（釉薬層）表面の金属顕微鏡像である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるガスセンサ２１の軸線Ｏ方向に沿う断面図である。図２は、ガスセンサ２１にセンサキャップ７００を装着したガスセンサユニット６００、およびこれを使用に供したときの様子を示す説明図であり、軸線Ｏ方向に沿う断面図である。
図２から理解できるように、ガスセンサユニット６００は、ガスセンサ２１と、このガスセンサ２１の軸線Ｏ方向後端側（図２中、上方）に配置されたセンサキャップ７００とからなる。このガスセンサユニット６００は、車両の排気管（取付け対象体）に、ガスセンサ２１の先端部分を排気管内に突出させる形態で締結し、排気ガス中の酸素濃度を計測する酸素センサである。なお、センサキャップ７００の先端は、主体金具２５の後端から軸線方向に離間し、両者の隙間からセラミック包囲体２３が露出している。
【００１３】
図１に示すように、ガスセンサ２１は、ガス検出素子２２、セラミック包囲体２３、端子部材２４、及び主体金具２５を備える。なお、以下の説明では、軸線Ｏに沿う方向のうち、センサキャップの取り付けられる側を後端側とし、この逆側を先端側として説明する。
【００１４】
主体金具２５はＳＵＳ４３０からなり、円筒状に形成されている。この主体金具２５には、後述するガス検出素子２２の鍔状の突出部２２ｂを支持するための内周受け部２５ａであって、先端側（図１中、下方）に向かって縮径するテーパ形状の内周受け部２５ａが、内周面から径方向内側に突出する形態で周設されている。また、この主体金具２５の外側には、ガスセンサ２１を排気管に取付けるためのネジ部２５ｂが形成されており、このネジ部２５ｂの後端側（図１中、上方）には、ネジ部２５ｂを排気管に螺挿するための取付工具を係合させる鍔部（六角部）２５ｃが周設されている。鍔部２５ｃは、主体金具２５の他の外面より径方向外側に突出している。鍔部２５ｃの先端向き面には、ガスセンサ２１を排気管に取付けた際のシールを行うための環状のガスケット３３が嵌められている。
また、主体金具２５の先端側には、後述するガス検出素子２２の先端部２２ａを覆うプロテクタ２６が取付けられている。プロテクタ２６は、金属製、円筒状の有底筒体で、排気管内の排気をガスセンサ２１の内部に導入するための通気孔２６ａを複数有している。
【００１５】
ガス検出素子２２は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質からなり、先端部２２ａが閉塞された有底で、軸線Ｏ方向に延びる円筒状を有している。このガス検出素子２１の外周には、径方向外向きに突出した鍔状の突出部２２ｂが設けられており、この突出部２２ｂの先端側面と主体金具２５の内周受け部２５ａの表面との間に金属製のパッキン２７を介在させた状態で、ガス検出素子２２は主体金具２５内に配置されている。なお、ガス検出素子２２を構成する固体電解質としては、例えば、Ｙ２Ｏ３または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または希土類金属の酸化物とＺｒＯ２との固溶体を使用しても良い。さらには、これにＨｆＯ２が含有されていても良い。
【００１６】
このガス検出素子２２の先端部２２ａには、外周面に外側電極２８が形成されている。この外側電極２８は、ＰｔあるいはＰｔ合金を多孔質に形成したものである。この外側電極２８は、突出部２２ｂの先端側面まで設けられており、金属製のパッキン２７を介して主体金具２５に電気的に接続される。このため外側電極２８の電位は、主体金具２５から取り出すことができる。
一方、ガス検出素子１２０の内周面に、内側電極２９が形成されている。この内側電極２９も、ＰｔあるいはＰｔ合金を多孔質に形成したものである。
【００１７】
セラミック包囲体２３は、絶縁性セラミック（具体的には、アルミナ）からなり、円筒状を有している。このセラミック包囲体２３は、そのうちの肉厚とされた先端側部分２３ａが、ガス検出素子２２のうち、突出部２２ｂよりも後端側の部分の周囲を取り囲む形態で、タルクから形成されたセラミック粉末３０と共に、ガス検出素子２２と主体金具２５との間に介在するように保持されている。
このセラミック包囲体２３の外表面には釉薬層２３１が形成されている。この釉薬層２３１は、図６に示すように平滑に形成されており、長さ５０μｍ以上の針状結晶が存在しない。ここで、釉薬層２３１表面の形態は、例えば倍率２００倍程度の金属顕微鏡又は走査型電子顕微鏡の像で確認することができる。後述するように、釉薬層２３１及びセラミック包囲体２３を形成するための焼成温度が１３００℃を超えると、釉薬層２３１表面に長さ５０μｍ以上の針状結晶が形成され、釉薬層２３１表面が粗くなる。そして、このように釉薬層２３１表面が粗くなると緻密性が失われ、水が釉薬層２３１からセラミック包囲体２３へ浸透するので、被水によるセラミック包囲体２３の熱衝撃を緩和することが困難になる。そこで、釉薬層２３１表面に長さ５０μｍ以上の針状結晶を存在させないことで、釉薬層２３１を緻密にし、被水によるセラミック包囲体２３の熱衝撃を緩和する。
なお、センサキャップ７００の装着位置との関係で、セラミック包囲体２３の被水領域（露出部）が予めわかっている場合、露出部のみに釉薬層２３１を形成してもよい。
【００１８】
上記した釉薬層２３１は、焼成後のセラミック包囲体２３に釉薬を塗布した後、１２５０℃以上、１３００℃以下の温度で熱処理を行うことで、形成することができる。なお、焼成温度が１２５０℃未満であると、釉薬層２３１が十分に形成されず、釉薬層２３１表面が凹凸の表面状態となり、釉薬層２３１の緻密性が失われる。
釉薬層２３１に使用される釉薬とは、上薬ともいい、セラミック包囲体２３の機械的強度を増すためにセラミック包囲体２３の表面に施したガラス質のものである。具体的には釉薬は、硼珪酸ガラスやアルカリ硼珪酸ガラス等である。
釉薬層２３１の厚みは焼成が可能な限り特に限定されないが、例えば５〜１０μｍ程度とすることができる。又、釉薬層２３１の表面粗さＲａが０．４μｍ以下であることが、所望の釉薬層２３１が形成されている状態となり、好ましい。
【００１９】
端子部材２４は、例えばインコネル（英インコネル社、商標名）からなり、筒状で、出力側端子部２４ａ、素子側端子部２４ｂ、及び両者を連結する端子接続部２４ｃを有している。このうち、出力側端子部２４ａは、軸線Ｏに直交する断面が略Ｃ字形状の筒状である。この出力側端子部２４ａは、後述するキャップ端子７５１のセンサ接続部７５１ａ（図３参照）を、軸線Ｏに沿う方向（図１、２中、上下方向）に相対移動させて、自身の内側に挿入したときに、弾性的に拡径するように構成されている。さらに、この出力側端子部２４ａのうち後端側（図１中、上方）の周方向４カ所には、径方向内側に突出した凸状部２４１ａが形成されている。
【００２０】
さらに、出力側端子部２４ａのうち、凸状部２４１ａより先端側（図１中、下方）の周方向３カ所には、この出力側端子部２４ａの一部を打ち抜いて径方向内側に折り曲げた内側屈曲部２４２ａと、径方向外側に折り曲げられた外側屈曲部２４３ａとが形成されている。このうち、内側屈曲部２４２ａは、後述するように、キャップ端子７５１の挿入部７５１ｃ（図４参照）を出力側端子部２４ａの内側に挿入して接続するときに、弾性的に径方向外側に屈曲し、挿入部７５１ｃが所定位置まで挿入されたときに、屈曲が戻ってクリック感を生じさせるように形成されている。また、外側屈曲部２４３ａは、図１に示すように、ガスセンサ２１にこの端子部材２４が組み付けられた時点で、セラミック包囲体２３の段差部２３ｂの先端面（段差面）に当接して、出力側端子部２４ａ（端子部材２４）の抜け防止の役割を果たしている。
【００２１】
一方、端子部材２４のうち、素子側端子部２４ｂも、軸線Ｏに直交する断面が略Ｃ字形状の筒形状を有している。この素子側端子部２４ｂは、図１に示すように、弾性的に縮径しつつガス検出素子２２内に挿入されて、内側電極２９と電気的に接続している。従って、本実施形態のガスセンサ２１では、素子側端子部２４ｂが、内側電極２９を内側から径方向外側に向かって押圧しつつ電気的に接続している。
【００２２】
このような端子部材２４は、所定形状の単一の金属板を用いて、プレス加工によって一体成形で形成する。このため、形成容易で、低コストである。また、本実施形態の端子部材２４では、金属板を曲げ加工し、出力側端子部２４ａ及びこれより軸線Ｏ方向先端側（図１中、下方）に位置する素子側端子部２４ｂを筒状に成形しているので、センサキャップ７００内に取り込まれた基準ガス（外気）を、ガス検出素子２２の内側（内側電極２９）まで導入することができる。
【００２３】
このようなガスセンサ２１は、次のようにして製造する。まず、図１に示すように、主体金具２５とプロテクタ２６とを一体にする。次いで、外側電極２８及び内側電極２９が設けられたガス検出素子２２をパッキン２７と共に主体金具２５の内部に挿入する。次いで、ガス検出素子２２の突出部２２ｂの後端側にリングパッキン３１を配置し、セラミック粉末３０を主体金具２５とガス検出素子２２との間隙部分に所定量充填する。次いで、セラミック包囲体２３を先端側部分２３ａがガス検出素子２２と主体金具２５との間に介在するように挿入し、セラミック粉末３０に当接させる。次いで、セラミック包囲体２３を先端側に向かって加圧し、その加圧状態下で、主体金具２５の加締め部２５ｄとセラミック包囲体２３との間に加締めリング３２を介在させて加締め部２５ｄを加締めることで、上記構成部品を一体に固定する。
【００２４】
最後に、端子部材２４をセラミック包囲体２３及びガス検出素子２２の内側に挿入する。具体的には、端子部材２４の素子側端子部２４ｂを、弾性的に縮径させつつガス検出素子２２内に挿入して、内側電極２９と電気的に接続させる。これと共に、出力側端子部２４ａを先端側に押しこんで、出力側端子部２４ａの後端から、軸線Ｏに直交し、径方向外側に向かう花びら状に形成された止め部２４４ａを、セラミック包囲体２３の後端面に当接させる。こうして、出力側端子部２４ａをセラミック包囲体２３の内側に配置する。
なお、止め部２４４ａがセラミック包囲体２３の後端面に当接するまで出力側端子部２４ａを押しこむことで、径方向内側に屈曲していた外側屈曲部２４３ａが解放されて戻り、セラミック包囲体２３の段差部２３ｂの先端面（段差面）に係合するようになるので、端子部材２４の抜け防止を図ることができる。このようにして、ガスセンサ１００が完成する。
【００２５】
次に、センサキャップ７００について、図面を参照しつつ説明する。図３は、センサキャップ７００の部分破断断面図である。センサキャップ７００は、キャップ端子７５１、このキャップ端子７５１を被覆し保持する被覆部材７５２、リード線７５３、及びフィルタ部材７５４を備えている。
【００２６】
キャップ端子７５１（図３及び図４参照）は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３１０Ｓ等）からなり、板材を絞り加工等によって二重略円筒形状に成形してなる。さらに、キャップ端子７５１は、軸線Ｏについて同心環状で板状の環状部７５１ａと、環状部７５１ａの外周縁に連なって軸線Ｏに沿う一方側（図４（ａ）中、下方）に突出する把持部７５１ｂと、環状部７５１ａの内周縁に連なって把持部７５１ｂと同じ側に突出する円筒状の挿入部７５１ｃと、を有する。環状部７５１ａ、把持部７５１ｂ、及び挿入部７５１ｃは、互いに一体に成型されている。
【００２７】
このうち把持部７５１ｂは、図４に示すように、環状部７５１ａの外周縁に連なって、Ｃ字状に突出する基端部７５１ｂａと、この基端部７５１ｂａからスリットＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、ＳＬ５によって５つに分割されて延びる分割把持部７５１ｂｂとを有する。このスリットＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３は、軸線Ｏ方向に延びた形状とされている。
上述の分割把持部７５１ｂｂには、それぞれ、内側に向けて突出する突起部７５１ｂｃが形成されている。具体的には、５つの突出部７５１ｂｃが、互いに７２度ずつ隔たった角度で周方向に配置されている。
後述するように、ガスセンサ２１のセラミック包囲体２３の外周面２３ｃ（図１参照）に５つの突起部７５１ｂｃをそれぞれ当接させ、キャップ端子７５１の把持部７５１ｂがセラミック包囲体２３の後端部を包囲するようにして、この部分に嵌め込む。この場合に（図１参照）、分割スリットＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、ＳＬ５の存在により、５つの分割把持部７５１ｂｂは、それぞれ径方向外側に弾性的に屈曲する。そして、この反力によって、キャップ端子７５１が弾性的にセラミック包囲体２３を保持する。
【００２８】
一方、挿入部７５１ｃは、前述したように、軸線Ｏを中心とする円筒状で、縮径、拡径等の変形が生じがたい剛性を有する。従って、後述するように、ガスセンサ２１の出力側端子部２４ａ内に挿入してこれに当接させたときに、自身は変形することなく、出力側端子部２４ａを拡径させることができる。この挿入部７５１ｃは、環状部７５１ａ側から、比較的径大の円筒状で軸線Ｏ方向に比較的長い導通部７５１ｃａ、この導通部７５１ｃａよりも径小の径小部７５１ｃｂ、この径小部７５１ｃｂよりも径大の挿入先端部７５１ｃｃを、この順に備える。
【００２９】
ガスセンサ２１のセラミック包囲体２３にキャップ端子７５１の把持部７５１ｂを嵌め込んだ場合（図２参照）、挿入部７５１ｃは、セラミック包囲体２３の内側で、かつ、端子部材２４の出力側端子部２４ａの内側に挿入される。この際、導通部７５１ｃａは、出力側端子部２４ａの凸状部２４１ａに当接して、出力側端子部２４ａと電気的に導通する。また、径小部７５１ｃｂの径方向外側には、出力側端子部２４ａの内側屈曲部２４２ａが位置しており、端子部材２４からキャップ端子７５１を脱着する際に、この内側屈曲部２４２ａが挿入先端部７５１ｃｃに係合して、容易には抜けないようにしている。また、キャップ端子７５１の挿入部７５１ｃを端子部材２４の出力側端子部２４ａ内に挿入完了した際に、内側屈曲部２４２ａが挿入先端部７５１ｃｃに当接していた状態から解放され、クリック感が生じる。
なお、環状部７５１ａは、図１に示すように、挿入部７５１ｃａが端子部材２４の出力側端子部２４ａ内に挿入された状態において、セラミック包囲体２３の後端面上に位置する出力側端子部２４ａの止め部２４４ａに当接することで、キャップ端子７５１の挿入部７５１ｃがさらに先端側に挿入されることを防止している。
【００３０】
被覆部材７５２は、絶縁性のフッ素系ゴムを用いて中空状に成形してなり、キャップ端子７５１を収容するキャップ端子収容空間ＳＰＳを構成している。そして、被覆部材７５２の表面にはシボ加工が施されている。この被覆部材７５２は、キャップ端子７５１及びガスセンサユニット６００時（図２参照）のセラミック包囲体２３の後端側を包囲する挿通孔７５２ａａを有する端子包囲部７５２ａ、端子包囲部７５２ａの後端側から径方向に突出するように設けられ、連通孔７５２ｂａを塞ぐように配置されたフィルタ部材７５４の周囲を包囲するフィルタ包囲部７５２ｂ、端子包囲部７５２ａの後端側から径方向に突出するように設けられ、リード線７５３の周囲を包囲するリード線包囲部７５２ｃを備える。
【００３１】
一方、端子包囲部７５２ａのうち、後端側（図中、上方）は、キャップ端子７５１の把持部７５１ｂの周囲に位置しており、その把持部７５１ｂと端子包囲部７５２ａが当接している。一方、端子包囲部７５２ａのうち把持部７５１ｂより先端側（図中、下方）には、ガスセンサ２１のセラミック包囲体２３の外周面２３ｃ（図１参照）に密着する寸法とされたリブ７５２ａｂを有する。このリブ７５２ａｂは、軸線Ｏ方向に２つ設けられている。また、このリブ７５２ａｂのうち後端側（図中、上方）には、キャップ端子７５１の把持部７５１ｂの先端が係合されており、リブ７５２ａｂによって、キャップ端子７５１を端子包囲部７５２ａ内に支持している。
【００３２】
ついで、フィルタ包囲部７５２ｂについて説明する（図３参照）。このフィルタ包囲部７５２ｂは、連通孔７５２ｂａを塞ぐように配置されたフィルタ部材７５４の周囲を包囲している。具体的には、フィルタ部材７５４は、微細気孔が連続する連続多孔質構造のＰＴＦＥからなり、円柱状の本体部７５４ａと、この本体部７５４ａの周囲を円環状に取り囲む平滑化処理部７５４ｂとからなるフィルタ部材７５４である。
【００３３】
さらに、フィルタ包囲部７５２ｂの連通孔７５２ｂａに、内側に向かって突出する環状の突出部７５２ｂｂを設け、この突出部７５２ｂｂをフィルタ部材７５４の外周面に密着させて、フィルタ部材７５４を保持している。
【００３４】
ついで、リード線包囲部７５２ｃについて説明する（図３参照）。このリード線包囲部７５２ｃは、リード線７５３を包囲しており、フィルタ包囲部７５２ｂとはキャップ端子７５１を挟んで反対側に配置されている。このリード線包囲部７５２ｃには、リード線７５３を連通するリード線連通孔７５２ｃａを有する。
【００３５】
リード線７５３は、芯線のほか、被覆材を有している。このリード線７５３の先端側は、キャップ端子７５１の挿入部７５１ｃ内まで挿入され、接続部７５１ｃの内部でリード線固定部材７５５の加締め部７５５ａにて加締められている。
【００３６】
このリード線固定部材７５５は略円筒形状を有しており、加締め部７５５ａの他、キャップ端子７５１の挿入部７５１ｃの内壁に嵌め合う嵌合部７５５ｃを有している。なお、加締め部７５５ａ及び嵌合部７５５ｃにより、リード線７５３を通じて、ガスセンサ２１のガス検出素子２２の内側電極２９からの出力信号を、外部装置（例えば、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ））に送信することが可能となる。また、加締め部７５５ａと嵌合部７５５ｃとの間に位置し、リード線（被覆材）を固定する略Ｃ形状の被覆材固定部７５５ｂをさらに備えている。また、嵌合部７５５ｃの後端側に径方向外側に突出するように形成され、キャップ端子７５１の環状部７５１ａに接合される接合部７５５ｄを有する。この説合部７５５ｄとキャップ端子７５１の環状部７５１ａとは溶接等によって接合されている。
その結果、図３に示されるように、リード線７５３は、端子包囲部７５２ａの挿通孔７５２ａａ内で挿入部７５１ｃの軸線方向に沿って屈曲してキャップ端子７５１に固定されている。
【００３７】
以上のようにして、ガスセンサユニット６００が構成される。
【００３８】
なお、本発明は上記各実施の形態に限られず、各種の変形が可能なことは言うまでもない。例えば、ガスセンサ２１は酸素センサに限られない。
【実施例】
【００３９】
セラミック包囲体（アルミナ）に釉薬として、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２などの複合鉱物の混合粉末よりなるスラリーを塗布した後、それぞれ表１に示す温度及び時間で熱処理し、セラミック包囲体２３の外表面に釉薬層２３１を形成した。そして、このセラミック包囲体２３（釉薬層２３１）表面の形態を金属顕微鏡で撮影した。
次に、表１に示すセラミック包囲体２３のうち、実施例１〜５、及び比較例１〜４のものを用いて図１に示すガスセンサ２１を製造し、これにセンサキャップ７００を装着して図２に示すガスセンサユニット６００を準備した。このガスセンサユニット６００を図５に示す試験容器（槽）５００に取り付けた。試験容器にはガスセンサ２１を挿通するネジ孔が開口しており、このネジ孔に主体金具のネジ部２５ｂを螺挿することで取付けを行った。又、ガスセンサ２１のセラミック包囲体２３の露出部に温度センサを装着し、温度センサ及びセラミック包囲体２３を囲むようにセンサキャップ７００をガスセンサ２１に嵌め込んだ。
そして、試験容器の下方に突出するプロテクタ２６を炎Ｆで加熱し、セラミック包囲体２３が所定温度になった時点で、ガスセンサユニット６００上部よりシャワーＳＨで試験容器に注水し、ガスセンサユニット６００を水没させ、セラミック包囲体２３を急冷した。水没後に排水し、センサキャップを外してセラミック包囲体２３の割れの有無を目視判定した。割れが無ければ炎Ｆによる加熱温度を高くして同様な試験を行い、割れが生じたときの加熱温度を「割れ温度」とした。
【００４０】
得られた結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2012112739.tif 000003
【００４２】
表１に示すように、１２５０℃以上、１３００℃以下の温度で熱処理した各実施例の場合、釉薬層２３１の表面が平滑であり、金属顕微鏡で観察したとき、長さ５０μｍ以上の針状結晶が見られなかった（図６には、実施例３の表面状態を示す）。なお、金属顕微鏡像において、アスペクト比（長径/短径）が２以上である結晶を、針状結晶とみなした。
一方、１２５０℃未満の温度で焼成した比較例４の場合、金属顕微鏡で釉薬層２３１表面を観察すると凹凸を有する表面状態が見られ、釉薬層２３１表面が粗くなった。又、１３００℃を超える温度で焼成した比較例１〜３の場合、金属顕微鏡で釉薬層２３１表面に長さ５０μｍ以上の針状結晶が見られ、釉薬層２３１表面が粗くなった（図７には、比較例１の表面状態を示す）。
又、実施例１〜５については割れ温度が３４０℃以上であり、割れ温度が３２０℃である比較例１〜４に比べて耐熱性が向上した。このことより、１２５０℃以上、１３００℃以下の温度で熱処理すると、釉薬層２３１が緻密になってセラミック包囲体２３への熱衝撃を緩和することがわかる。
【符号の説明】
【００４３】
２１  ガスセンサ
２２  ガス検出素子
２３  セラミック包囲体
２３ｃ  セラミック包囲体２３の外表面
２３１  釉薬層
２４  端子部材
２５  主体金具
２９  内側電極
６００  ガスセンサユニット
７００  センサキャップ
７５１  キャップ端子
７５２ａ  端子包囲部
７５２ａａ  挿通孔
Ｏ  軸線方向
【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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