(57)【要約】【課題】金属部材を用いずに樹脂外筒の内部にセパレータを保持し、樹脂外筒の摩耗による樹脂粉の発生を防止したガスセンサを提供する。【解決手段】軸線Ｏ方向に延び、自身の先端側に検出部１１を有すると共に、自身の後端側に電極部１２ａを有するガスセンサ素子１０と、ガスセンサ素子の径方向周囲を取り囲んで該ガスセンサ素子を保持するハウジング５０と、ハウジングの径方向周囲に固定されて該ハウジングより後端に延び、ガスセンサ素子の後端側を覆う樹脂外筒６１と、電極部に電気的に接続される接続端子３１，３２を自身の内側に保持し、ガスセンサ素子の後端側を取り囲みつつ樹脂外筒の内部に収容されるセパレータ４０と、を備えたガスセンサ２００であって、セパレータの外周と樹脂外筒の内周との間に形成される隙間に樹脂固化物４５が充填されている。【選択図】図３
2012251923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延び、自身の先端側に被測定ガス中の特定ガス成分を検出するための検出部を有すると共に、自身の後端側に電極部を有するガスセンサ素子と、
前記ガスセンサ素子の径方向周囲を取り囲んで該ガスセンサ素子を保持するハウジングと、
前記ハウジングの径方向周囲に固定されて該ハウジングより後端に延び、前記ガスセンサ素子の後端側を覆う樹脂外筒と、
前記電極部に電気的に接続される接続端子を自身の内側に保持し、前記ガスセンサ素子の後端側を取り囲みつつ前記樹脂外筒の内部に収容されるセパレータと、
を備えたガスセンサであって、
前記セパレータの外周と前記樹脂外筒の内周との間に形成される隙間に樹脂固化物が充填されているガスセンサ。
【請求項２】
軸線方向に延び、自身の先端側に被測定ガス中の特定ガス成分を検出するための検出部を有すると共に、自身の後端側に電極部を有するガスセンサ素子と、
前記ガスセンサ素子の径方向周囲を取り囲んで該ガスセンサ素子を保持するハウジングと、
前記ハウジングの後端で前記ガスセンサ素子の後端側を覆う樹脂外筒と、
前記電極部に電気的に接続される接続端子を自身の内側に保持し、前記ガスセンサ素子の後端側を取り囲みつつ前記樹脂外筒の内部に収容されるセパレータと、
を備えたガスセンサであって、
前記セパレータの外周と前記樹脂外筒の内周との間に非金属製の弾性部材が介装されているガスセンサ。
【請求項３】
前記樹脂外筒の内周には、径方向内側に突出して前記樹脂固化物の先端向き面を保持する液溜まりが形成されている請求項１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ガスセンサ素子を備えたガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関の吸気系統（例えば、吸気管や吸気マニホールド等）にガスセンサを取り付け、特定ガスの濃度をモニタして燃焼状態等を制御することが行われている。従来、このようなガスセンサ１０００の構造として、図７に示すものが知られている（特許文献１）。このガスセンサ１０００は、ガスセンサ素子１０を金属製のハウジング５００の内部に保持し、さらにハウジング５００の基端側（後端側）に金属筒状の外筒８００を固定し、外筒８００内にはハウジング５００と離間して筒状のセパレータ４００、４１０を配している。ガスセンサ素子１０は固体電解質体と１対の電極とを備えたセルを有しており、ガスセンサ素子１０の後端側には各電極に導通する電極パッド１２ａが形成されている。一方、セパレータ４００の内孔には接続端子４３０、４３１が保持され、電極パッド１２ａに接続端子４３０、４３１が電気的に接続され、特定ガスの濃度に応じてセルに生じる起電力が接続端子４３０、４３１から外部に取り出される。
【０００３】
ここで、外筒８００内にあってセパレータ４００の周囲に筒状の金属製バネ材５００を配置し、金属製バネ材５００の外側から外筒８００を加締ることでセパレータ４００が外筒８００内に保持される。又、セパレータ４００の後端側のセパレータ４１０の後端にはゴム製グロメット６００が配置され、グロメット６００の外側から外筒８００を加締ることでセパレータ４１０が先端側に付勢され、セパレータ４００と係合するようになっている。なお、接続端子４３０、４３１から延びるリード線６８０がゴム製グロメット６００の挿通孔を通して外部に取り出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010-256241号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、金属製の外筒カバーは構造が複雑で、製造や組付けに手間を要するという問題がある。そこで、外筒を樹脂製とすることが考えられるが、金属製バネ材５００を用いて樹脂外筒内にセパレータを保持しようとすると、車両等に取り付けられたガスセンサが振動や衝撃を受けた際に金属製バネ材５００が樹脂外筒内で摺動し、バネ材５００より柔らかい外筒を構成する樹脂が摩耗してガスセンサ内部に樹脂粉が混入するという問題がある。この樹脂粉は絶縁体であるため、セパレータ４００内の接続端子４３０、４３１と電極パッド１２ａとの間に侵入して電気的接続を遮断するおそれがある。
一方、ガスセンサ素子の後端側を取り囲むようにセパレータを配した場合、セパレータの重さ分だけガスセンサ素子の後端側の質量が重くなるため、ガスセンサ内でセパレータがふらつくとガスセンサ素子がモーメントによって折れるおそれがある。従って、セパレータを外筒内にしっかりと保持する必要がある。
そこで、本発明は、金属部材を用いずに樹脂外筒の内部にセパレータを保持し、樹脂外筒の摩耗による樹脂粉の発生を防止した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】
【０００６】
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、自身の先端側に被測定ガス中の特定ガス成分を検出するための検出部を有すると共に、自身の後端側に電極部を有するガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子の径方向周囲を取り囲んで該ガスセンサ素子を保持するハウジングと、前記ハウジングの径方向周囲に固定されて該ハウジングより後端に延び、前記ガスセンサ素子の後端側を覆う樹脂外筒と、前記電極部に電気的に接続される接続端子を自身の内側に保持し、前記ガスセンサ素子の後端側を取り囲みつつ前記樹脂外筒の内部に収容されるセパレータと、を備え、前記セパレータの外周と前記樹脂外筒の内周との間に形成される隙間に樹脂固化物が充填されている。
このガスセンサによれば、セパレータは樹脂固化物により樹脂外筒に固定され、ガスセンサ内でセパレータがふらつくことを防止できる。さらに、金属部材を用いずにセパレータを固定することができ、金属部材により樹脂外筒が摩耗して樹脂粉が発生することがない。又、セパレータと樹脂外筒との固定位置はこれらの個々の寸法誤差によって変動するが、セパレータと樹脂外筒との間に樹脂を流し込むことで、寸法誤差に対応してセパレータの固定位置をずらすことができ、セパレータの固定時にセンサ素子に無理な力が掛かって割れることを防止する。
【０００７】
又、本発明のガスセンサは、軸線方向に延び、自身の先端側に被測定ガス中の特定ガス成分を検出するための検出部を有すると共に、自身の後端側に電極部を有するガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子の径方向周囲を取り囲んで該ガスセンサ素子を保持するハウジングと、前記ハウジングの後端で前記ガスセンサ素子の後端側を覆う樹脂外筒と、前記電極部に電気的に接続される接続端子を自身の内側に保持し、前記ガスセンサ素子の後端側を取り囲みつつ前記樹脂外筒の内部に収容されるセパレータと、を備え、前記セパレータの外周と前記樹脂外筒の内周との間に非金属製の弾性部材が介装されている。
このガスセンサにおいても、セパレータは弾性部材の圧力により樹脂外筒に固定され、ガスセンサが振動や衝撃を受けた場合に弾性部材がその振動や衝撃を吸収することで樹脂外筒の磨耗を防ぐ事ができる。さらに、金属部材を用いずにセパレータを固定することができ、金属部材により樹脂外筒が摩耗して樹脂粉が発生することがない。又、セパレータと樹脂外筒との固定位置はこれらの個々の寸法誤差によって変動するが、セパレータと樹脂外筒との間に弾性部材を介在させることで、寸法誤差に対応してセパレータの固定位置をずらすことができ、セパレータの固定時にセンサ素子に無理な力が掛かって割れることを防止する。
【０００８】
請求項１記載のガスセンサにおいて、樹脂外筒の内周には、径方向内側に突出して前記樹脂固化物の先端向き面を保持する液溜まりが形成されていてもよい。
このガスセンサによれば、セパレータと樹脂外筒との間に樹脂を流し込むと、液溜まりが樹脂を保持するので、液溜まりより先端側の樹脂が不要となり、樹脂の使用量を低減することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、金属部材を用いずに樹脂外筒の内部にセパレータを保持し、ガスセンサの樹脂外筒の摩耗による樹脂粉の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガスセンサ内部に保持される素子アセンブリの斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係るガスセンサの構成を示す斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】第１の実施形態に係るガスセンサのセパレータ及び接続端子の構成を示す斜視図である。
【図５】第１の実施形態に係るガスセンサの製造方法の一例を示す工程図である。
【図６】第２の実施形態に係るガスセンサの断面図である。
【図７】従来のガスセンサの断面図である。
【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。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガスセンサ２００内部に保持される素子アセンブリ１５０の一例の概略構成を示す斜視図、図２は第１の実施形態に係るガスセンサ２００の斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
図１において、ガスセンサ素子１０の軸線方向Ｏ（１点鎖線で示す。）を上下方向として図示し、後端部１２側をガスセンサ素子１０（及びガスセンサ）の後端側、その反対側にあるガスセンサ素子１０の検出部側をガスセンサ素子１０（及びガスセンサ）の先端側、として説明する。又、軸線方向Ｏに垂直な方向を適宜「径方向」と称する。
【００１２】
図２に示すように、ガスセンサ２００は、素子アセンブリ１５０（ガスセンサ素子１０を含む）と、素子アセンブリ１５０のハウジング５０（図１参照）に接合された樹脂製のカバー６０と、カバー６０の先端側の径方向周囲を覆う金属製のヒートシンク部材８０と、カバー６０内部に収容されたセラミック製のセパレータ４０と、セパレータ４０に装着された接続端子３１、３２とを備えている。なお、この実施形態では、カバー６０は、ハウジング（主体金具）５０にインサート成型されて固定される略筒状の樹脂外筒６１と、樹脂外筒６１に後から被せられて樹脂外筒６１の内部空間を閉塞する蓋部６２からなっている。又、樹脂外筒６１は、ガスセンサ２００の径方向（軸線方向Ｏに垂直な方向）に延びる矩形で雄型のコネクタ部６３を一体に有している。さらに、ハウジング５０の先端の周方向につながる溝に、シール部材（Ｏリング）９０が外嵌されている。
【００１３】
ガスセンサ素子１０は公知であるような軸線Ｏ方向に延びる略角柱状をなし、酸素濃度の検出を行う検出素子と、その検出素子を早期に活性化させるために加熱を行うヒータとが互いに貼り合わされた、積層体である。検出素子はジルコニアを主体とする固体電解質体と白金を主体とする一対の電極とを中空の測定室が一部に形成された絶縁層を介して積層した構成をなしている。この検出素子は、より具体的には、固体電解質体の両面に形成された一対の電極の一方を外部に晒すと共に、他方の電極を測定室に配置した酸素ポンプセルと、固体電解質体の両面に形成された一対の電極の一方を測定室に配置すると共に、他方の電極を基準ガス室に配置した酸素濃度測定セルとを有してなり、酸素濃度測定セルの出力電圧が所定の値になるように、酸素ポンプセルの一対の電極間に流す電流を制御することで、測定室内の酸素を汲み出したり、測定室内に外部から酸素を汲み入れたりする構成をなしている。
なお、酸素ポンプセルのうち、一対の電極、及び、固体電解質体のうちでこれら電極に挟まれる部位は、酸素濃度に応じた電流が流れる検出部１１（図３）をなす。又、ガスセンサ素子１０の後端部１２には、検出素子から出力を取り出すためや、ヒータに電力を供給する５つの電極パッド１２ａ（図１ではそのうちの２つをガスセンサ素子１０の第２面１０ｂ側に図示し、第１の面１０ａに残りの３つを有する。）が形成されている。なお、電極パッド１２ａが特許請求の範囲の「電極部」に相当する。
【００１４】
図３に示すように、ガスセンサ素子１０の軸方向中央よりやや先端側には、有底筒状をなす金属製の金属カップ２０が、自身の内部にガスセンサ素子１０を挿通させ、検出部１１を筒底の開口２５から突出させた状態で配置されている。金属カップ２０はハウジング５０内にガスセンサ素子１０を保持するための部材であり、筒底の先端側周縁部２３は外周面にかけてテーパ状に形成されている。金属カップ２０内には、アルミナ製のセラミックリング２１と滑石粉末を圧縮して固めた滑石リング２２とが、自身をガスセンサ素子１０に挿通させた状態で収容されている。滑石リング２２は金属カップ２０内で押し潰されて細部に充填されており、これにより、ガスセンサ素子１０が金属カップ２０内で位置決めされて保持されている。
【００１５】
金属カップ２０と一体となったガスセンサ素子１０は、その径方向周囲を取り囲むと共に、取り付け対象体３００のセンサ取り付け孔内に挿入される金属からなるハウジング５０に保持されている。このハウジング５０はＳＵＳ４３０等のステンレス鋼からなる。ハウジング５０の軸線方向Ｏ中央付近は最も外径が大きい径大部５２をなし、径大部５２の後端には２段に縮径する段部５２ｅが形成されている。さらに、段部５２ｅの後端側におけるハウジング５０外周には、くさび効果により樹脂製のカバー（後述）との密着性を高めるため、軸線方向Ｏに突没する凹凸部５１が形成されている。そして、上記した凹凸部５１の後端側には、ハウジング５０内にガスセンサ素子１０を加締め保持するための加締め部５３が形成されている。
又、径大部５２の後端側の外面に凹溝Ｄ２が径方向に連続して形成され、凹溝Ｄ２にシール部材（Ｏリング）９０が外嵌されている。
【００１６】
一方、径大部５２よりも先端側には先端係合部５６が形成され、先端係合部５６に外側プロテクタ１００が嵌められてレーザ溶接によって固定されている。又、ハウジング５０の内周で先端係合部５６付近には内側段部５４が形成されており、この内側段部５４には、ガスセンサ素子１０を保持する金属カップ２０の先端側周縁部２３が係止されている。更に、ハウジング５０の内周には滑石リング２６が、自身にガスセンサ素子１０を挿通させた状態で、金属カップ２０の後端側から装填されている。そして、滑石リング２６を後端側から押さえるように、筒状のスリーブ２７がハウジング５０内に嵌め込まれている。スリーブ２７の後端側外周には段状をなす肩部２８が形成されており、その肩部２８には、円環状の加締めパッキン２９が配置されている。
ハウジング５０の加締め部５３が、加締めパッキン２９を介してスリーブ２７の肩部２８を先端側に向けて押圧するように加締められている。加締め部５３の形成によって、スリーブ２７を介して押圧された滑石リング２６は、ハウジング５０内で押し潰されて細部にわたって充填され、この滑石リング２６と、金属カップ２０内にあらかじめ装填された滑石リング２２とによって、金属カップ２０およびガスセンサ素子１０がハウジング５０内で位置決めされ、気密に保持される。
【００１７】
なお、図３に示すように、ガスセンサ素子１０の検出部１１の外周面は、多孔質状の保護層１５により被覆され、検出部１１のうち外部に晒される電極を吸気等による被毒や被水から保護している。そして、外側プロテクタ１１０が内部に収容された検出部１１を保護している。又、外側プロテクタ１００の内側のうち、検出部１１とガス導入孔１１５との間には内側プロテクタ１１２が配置され、ガス導入孔１１５から外側プロテクタ１００内部に導入されたガスが検出部１１に直接晒されることを抑制している。
【００１８】
図２に戻り、ヒートシンク部材８０は、円筒状の筒部８１と、筒部８１の後端から径方向の反対側にそれぞれ延びる２つの半円状のフランジ部８２とを一体に有している。各フランジ部８２には孔８３が開口しており、各孔８３にネジを挿通し、このネジを取り付け対象体３００（例えば、内燃機関の吸気系統）（図３参照）に設けたネジ孔にネジ止めすることで、ガスセンサ２００を取り付け対象体３００に取り付けることができる。なお、各フランジ部８２の先端向き面（裏面）８２ａは面一になっていて、これらの面８２ａが取り付け対象体３００の外面に密着するようになっている（図３参照）。
【００１９】
又、筒部８１の外径は、ハウジング５０の径大部５２の外径と同一であり、筒部８１の内径は、段部５２ｅの外側段部の壁面の外径とほぼ同一である。従って、筒部８１をハウジング５０の後端側に被せると、筒部８１の先端が段部５２ｅの外側段部にぴったりと嵌合しつつ、筒部８１と径大部５２の外面が面一になる。さらに、ハウジング５０の凹凸部５１から加締め部５３に至る部分は、段部５２ｅの内側段部の横幅に応じて、ヒートシンク部材８０内面と隙間を生じる。そして、この状態で、筒部８１の先端と段部５２ｅの合わせ面を全周レーザ溶接等することにより、ヒートシンク部材８０がハウジング５０の後端側の径方向周囲を取り囲んで固定されている。
ヒートシンク部材８０としては、例えば、アルミニウム及びその合金、ステンレス鋼等を用いることができる。ヒートシンク部材の熱伝導率は、ハウジング５０より高くても低くてもどちらでもよいが、樹脂外筒６１よりは高いことが好ましい。
【００２０】
次に、樹脂外筒６１について図２、図３を用いて説明する。本実施例において、樹脂外筒６１（及び蓋部６２）は、成形性の良い樹脂であるナイロン（登録商標）樹脂により、上記したハウジング５０とヒートシンク部材８０との隙間にインサート成型されている。特に、表面積を大きくした凹凸部５１で樹脂外筒６１とハウジング５０とを接合させることにより、くさび効果により樹脂外筒６１とハウジング５０との密着性及び密閉性が向上する。ここで、樹脂外筒６１の先端は、ハウジング５０の段部５２ｅの内側段部に接し、段部５２ｅの内側段部から加締め部５３近傍までの領域が、樹脂外筒６１とハウジング５０との接合部Ｃになっている。
又、段部５２ｅの内側段部からヒートシンク部材８０の後端までの領域にて、樹脂外筒６１とヒートシンク部材８０とが密着している。ヒートシンク部材８０は、樹脂外筒６１の径方向周囲を取り囲み、樹脂外筒６１への受熱を低減するようになっている。
【００２１】
樹脂外筒６１は、加締め部５３より後端側で、外側プロテクタ１００のガス導入孔１１５側に沿ってハウジング５０の径大部５２より径大の半円筒部６１ａを有すると共に、半円筒部６１ａの端からガス導入孔１１５の反対側に向かって平行に２つの壁部６１ｂが延びている。そして、両壁部６１ｂの端の上下には、壁部６１ｂの面に垂直に係止壁６１ｃが突出し、上下の係止壁６１ｃの隙間からコネクタ端子部１２０が樹脂外筒６１の内部空間側に表出している。このようにして、半円筒部６１ａ、２つの壁部６１ｂ、及びコネクタ端子部１２０（詳しくは絶縁部１２１）により、ガスセンサ素子の後端部１２を囲んでいる。又、半円筒部６１ａ、２つの壁部６１ｂ、及び係止壁６１ｃの後端側の高さはガスセンサ素子１０の後端部１２よりやや高く、後端部１２（及び後述するセパレータ４０、コネクタ端子７０）が樹脂外筒６１の内部空間に収容されるようになっている。
【００２２】
さらに樹脂外筒６１は、ガス導入孔１１５の反対側に開口６３ｂを有しつつ、ガスセンサ２００の径方向（軸線方向Ｏに垂直な方向）に延びる矩形で雄型のコネクタ部６３を一体に有している。コネクタ部６３は、開口６３ｂを形成するコネクタ壁６３ａがコネクタ部６３に挿通されるコネクタ端子部１２０を包囲するようにして設けられており、更に、係止壁６１ｃに一体に接続している。そして、係止壁６１ｃからカバーの内部空間内にコネクタ端子部１２０が表出し、さらにコネクタ端子７０の一端７０ｅ（図３参照）が露出している。
なお、コネクタ部６３はガスセンサ２００の径方向以外の方向（例えば、軸線方向Ｏ）に延びていてもよいが、ガスセンサ２００を内燃機関の吸気管等に取り付けた際、吸気管の外側へのガスセンサの突き出し長さを短くする観点からは、コネクタ部６３をガスセンサ２００の径方向に延ばすことが好ましい。このようにすると、内燃機関を搭載した車両が衝突した際、被衝突体への衝撃を和らげるためにボンネットとエンジンの部品の隙間を確保することができる。
【００２３】
このコネクタ部６３は、相手となる外部コネクタ（この例では、雌コネクタ）を径方向に挿抜可能である。なお、コネクタ端子（この例では５本）７０は、互いに間隔を開けて絶縁部材と一体にインサート成型され、両者がコネクタ端子部１２０を構成している。そして、コネクタ端子部１２０は、径方向外側からコネクタ部６３の開口６３ｂに挿入されて組み付けられる。一方、係止壁６１ｃは、開口６３ｂの上下（後端側及び先端側）の内面６３iから中央に向かって突出する段部を形成し、コネクタ端子部１２０のそれ以上の挿入が防止される。
【００２４】
他方、ガスセンサ素子１０は、後端部１２がハウジング５０の後端（加締め部５３）よりも後方に突出させられており、その後端部１２には、絶縁性セラミックスからなる筒状のセパレータ４０が被せられている。そして、セパレータ４０の挿通孔４１に、ガスセンサ素子１０の後端部１２に設けられた電極パッド１２ａが収容され、挿通孔４１に配置された接続端子３１、３２が電極パッド１２ａに電気的に接続される。又、セパレータ４０外に表出する接続端子３１、３２の一端（後述する接続端子部）は径方向に延び、コネクタ端子７０の一端７０ｅに電気的に接続されるようになっている。なお、セパレータ４０は、挿通孔を全周にわたって囲む筒状部材であっても良いし、挿通孔の一部が外部まで露出するように筒状部材の一部を切欠いた形状であっても良い。
【００２５】
以上のようにして、ガスセンサ素子１０の電極パッド１２ａとコネクタ端子７０とが接続端子３１、３２を介して電気的に接続され、この状態で蓋部６２を樹脂外筒６１に被せて両者を接合（例えば溶着）することで、セパレータ４０がカバー６０で覆われてガスセンサ２００が構成される。
なお、内燃機関の吸気系統にガスセンサ２００を取り付ける場合、ガス導入孔１１５の向きを吸気系統の下流側に合わせると、ガスセンサ素子１０にクラックや割れが生じることを抑制でき、さらに、ガスセンサ２００の検出精度が低下する事を抑制できる。このため、フランジ部８２の並ぶ方向とガス導入孔１１５の向きとを、ガス導入孔１１５が吸気系統の下流側になるように調整し、ヒートシンク部材８０をハウジング５０の後端側に固定するとよい。
【００２６】
ここで、セパレータ４０は、ハウジング５０及び樹脂外筒６１に直接固定されていない。これは、個々のガスセンサ素子１０及びセパレータ４０の個々の寸法誤差に応じ、セパレータ４０が軸線方向Ｏからずれた状態で、ガスセンサ素子１０の後端部１２を取り囲む場合があるためである。つまり、個々のセパレータ４０と樹脂外筒６１との固定位置は上記寸法誤差によって変動するが、セパレータ４０をハウジング５０及び樹脂外筒６１に直接固定すると、かかる個々の寸法誤差に対応してセパレータ４０の固定位置をずらすことができず、ガスセンサ素子１０に無理に力が掛かって割れるおそれがある。
【００２７】
そして、第１の実施形態においては、金属部材を用いずに、セパレータ４０の外周と樹脂外筒６１の内周との間に形成される隙間に樹脂固化物４５を充填することにより、樹脂外筒６１の内部にセパレータ４０を保持することが特徴となっている。
このように、セパレータ４０と樹脂外筒６１との間に樹脂固化物４５を充填することで、セパレータは樹脂固化物により樹脂外筒に固定され、ガスセンサ内でセパレータがふらつくことを防止できる。さらに、金属部材を用いずにセパレータ４０を固定することができ、金属部材により樹脂外筒６１が摩耗して樹脂粉が発生することがない。又、セパレータ４０と樹脂外筒６１との固定位置はこれらの個々の寸法誤差によって変動するが、セパレータ４０と樹脂外筒６１との間に樹脂を流し込むことで、個々の寸法誤差に対応してセパレータ４０の固定位置をずらすことができ、セパレータ４０の固定時にガスセンサ素子１０に無理な力が掛かって割れることを防止する。
なお、図３の例では、セパレータ４０の外周と樹脂外筒６１の内周との隙間の全周にわたって樹脂固化物４５が介在しているが、例えばセパレータ４０の外周と樹脂外筒６１の内周とにそれぞれ突起と凹部のように係合する位置決め部材を設けた場合には、樹脂固化物４５が全周にわたらなくてもよく、セパレータ４０と樹脂外筒６１の隙間の少なくとも一部に樹脂固化物４５が介在していればよい。
【００２８】
なお、本実施形態においては、軸線方向Ｏにセパレータ４０がハウジング５０の後端と離間しているが、樹脂固化物４５がセパレータ４０を樹脂外筒６１にしっかりと固定しているので、セパレータ４０がハウジング５０と離間していても差支えない。
但し、後述する図６に示すように、軸線方向Ｏにセパレータ４０をハウジング５０の後端と接しさせた状態で、セパレータ４０と樹脂外筒６１との間に樹脂固化物４５を充填してもよい。この場合、Ｏリング４７の代わりに樹脂固化物４５が充填されることになる。
【００２９】
又、第１の実施形態においては、軸線方向Ｏに沿って樹脂外筒６１の先端からセパレータ４０の先端よりやや後端までの領域に、かつ樹脂外筒６１の内面からセパレータ４０の外面に向かって延びてセパレータ４０にほぼ接する張出し部（液溜まり）６１ｆを設けている。このため、セパレータ４０と樹脂外筒６１との間に樹脂を流し込むと、張出し部６１ｆの後端向き面が液溜まりとなって樹脂を保持するので、張出し部６１ｆより先端側の樹脂が不要となり、樹脂の使用量を低減することができる。
又、本実施形態においては、樹脂固化物４５はセパレータ４０の軸線方向Ｏの中央部まで充填されており、セパレータ４０の後端側には樹脂固化物４５が充填されていない。これは、セパレータ４０の後端側まで樹脂固化物４５を充填すると、挿通孔４１に樹脂が流入して接続端子４３０、４３１と電極パッド１２ａとの電気的接続を遮断したり、セパレータ４０の放熱性を低下させるおそれがあるからである。
なお、樹脂固化物４５であることは、樹脂固化物４５の表面が表面張力によって凹状をなすことで判別することができる。又、樹脂固化物４５としては、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の樹脂の固化物を挙げることができる。
【００３０】
他方、セパレータ４０、及び接続端子３１ｂ、３２ｂについて図４を用いて詳細に説明する。
接続端子３１ｂは、引き出し部３１ｔから第１屈曲部３１ｅを介してセパレータ４０の上面４０ａに沿って径方向に延びる水平部３１ｓと、水平部３１ｓから第２屈曲部３１ｆを介してセパレータ４０の上面４０ａから軸方向中央に向かって径方向外側に拡がりつつ斜めに延びる第１端子部３１ｂ１と、第１端子部３１ｂ１から第３屈曲部３１ｇを介して径方向外側に水平に延びる第２端子部３１ｂ２とを一体に形成してなる。
【００３１】
又、接続端子３２ｂは、引き出し部３２ｔから第１屈曲部３２ｅを介してセパレータ４０の上面４０ａに沿って径方向に延びる水平部３２ｓと水平部３２ｓから第２屈曲部３２ｆを介してセパレータ４０の上面４０ａから軸方向中央に向かって径方向外側に拡がりつつ斜めに延びる第１端子部３２ｂ１と、第１端子部３２ｂ１から第３屈曲部３２ｇを介して径方向外側に水平に延びる第２端子部３２ｂ２とを一体に形成してなる。
なお、第１端子部３２ｂ１の角度は第１端子部３１ｂ１の角度と同一であり、第２端子部３２ｂ２は第２端子部３１ｂ２と一列に並んでいる。
また、接続端子３１の水平部３１ｓは、セパレータ４０の挿通孔４１から図４の奥側に向かってまっすぐに延びている。これに対し、接続端子３２の水平部３２ｓは、これら水平部３１ｓに接触しないよう、挿通孔４１の外周を通って３つの水平部３１ｓの両外側から同様に図４の奥側に向かってまっすぐに延びている。
【００３２】
このように、接続端子３１、３２がセパレータ４０の後端向き面４０ａから径方向に延びていると、接続端子３１、３２やそれに接続されるリード線等がセパレータ４０の後端向き面４０ａより後端側に突出することが無く、その分だけガスセンサ２００の軸線方向Ｏの高さが低くなり、ガスセンサ２００を対象物に取り付けた際の突き出し長さを短くすることができる。
又、接続端子部３１ｂ、３２ｂは、セパレータ４０の軸方向中央に向かって屈曲するので、この屈曲部で接続されるコネクタ端子７０の軸線方向の高さを先端側へ向かって低くすることができる。コネクタ部６３は、相手コネクタを径方向に挿抜させるためにコネクタ端子７０より後端側及び先端側へ突出するが、コネクタ端子７０の高さを低くすることでコネクタ部６３の高さも低くなり、その分だけガスセンサ２００の軸線方向Ｏの高さが低くなり、ガスセンサ２００を対象物に取り付けた際の突き出し長さを短くすることができる。
【００３３】
次に、図５を参照し、本発明の第１の実施形態に係るガスセンサ２００の製造方法の一例について説明する。
まず、公知の方法により作成された素子アセンブリ１５０のハウジング５０の段部５２ｅ（図３参照）に、ヒートシンク部材８０のヒートシンク筐体部８１の先端を嵌合し、全周レーザ溶接してヒートシンク部材８０をハウジング５０の後端側に接続する（図５（ａ））。次に、ヒートシンク部材８０後端の周りに樹脂外筒６１をインサート成型する（図５（ｂ））。次に、径方向外側（図５（ｃ）の矢印方向）からコネクタ部６３の開口６３ｂにコネクタ端子部１２０を挿入する（図５（ｃ））。この際、コネクタ端子部１２０の鍔部（図３、図６参照）が係止壁６１ｃ（図６参照）に当接すると、コネクタ端子部１２０のそれ以上の挿入が防止され、コネクタ端子部１２０の位置決めがされる。そして、コネクタ端子７０の一端７０ｅ（図３参照）がカバー６１の内部空間内に露出するように設けられる。
次に予め接続端子３１、３２を装着したセパレータ４０を、樹脂外筒６１内部に配置されたガスセンサ素子１０の後端部１２に嵌め込み、接続端子３１、３２を電極パット１２ａ及びコネクタ端子７０に接続する（図５（ｄ））。又、接続端子３１、３２とコネクタ端子７０とを適宜、スポット溶接等で電気的に接続する。なお、コネクタ端子部１２０を挿入後コネクタ部の開口６３ｂから抜く（外す）ことがある場合には、接続端子３１、３２とコネクタ端子７０との接続を、着脱可能な方法（例えば、接続部を棒状に形成したコネクタ端子７０を、接続部を筒状に形成した接続端子３１，３２に挿入させつつ把持する方法等）とするのが好ましい。
そして、セパレータ４０と樹脂外筒６１との間に液状の樹脂４５ｘを流し込んだ後、樹脂外筒６１の開口に蓋部６２を被せ（図５（ｅ））、樹脂外筒６１と蓋部６２との合わせ目Ｊ１を一体化（例えば、溶着）して封止し、カバー６０を形成させる。そして、上記した径大部５２の凹溝Ｄ２（いずれも図示せず）にＯリング９０を外嵌し、ガスセンサ２００を得る（図５（ｆ））。樹脂４５ｘは樹脂固化物４５となる。
【００３４】
次に、図６を参照し、本発明の第２の実施形態に係るガスセンサ２１０について説明する。なお、図６は、図３に対応した断面図であり、第２の実施形態に係るガスセンサ２１０は樹脂固化物４５の代わりに非金属製の弾性部材（Ｏリング）４７を用いてセパレータ４０を固定していること以外は第１の実施形態と同様であるので、同一構成部分の説明を省略する。
図６に示すように、セパレータ４０の軸線方向Ｏの中央付近にＯリング４７が外嵌され、Ｏリング４７がセパレータ４０の外面と樹脂外筒６１の内面に押圧されて係止されている。
このように、セパレータ４０と樹脂外筒６１との間にＯリング４７を介装することによっても、金属部材を用いずにセパレータ４０を固定することができ、金属部材によって樹脂外筒が摩耗して樹脂粉が発生することがない。又、セパレータ４０と樹脂外筒６１との固定位置はこれらの個々の寸法誤差によって変動するが、セパレータ４０と樹脂外筒６１との間のＯリング４７が変形することで、個々の寸法誤差に対応してセパレータ４０の固定位置をずらすことができ、セパレータ４０の固定時に無理な力が掛かって割れることを防止する。
なお、第２の実施形態においては、軸線方向Ｏにセパレータ４０がハウジング５０の後端と接している。これは、Ｏリング４７はセパレータ４０と樹脂外筒６１との隙間を埋めてセパレータ４０を樹脂外筒６１に対して径方向に保持するものの、軸線方向Ｏにはセパレータ４０を保持することができないため、セパレータ４０をハウジング５０の後端に当接させてセパレータ４０を軸線方向Ｏに位置決めするためである。又、セパレータ４０の後端向き面には接続端子３１、３２が配置され、接続端子３１、３２はコネクタ端子７０の一端７０ｅに溶接されている。このため、セパレータ４０は接続端子３１、３２によって先端側に弾性的に付勢されるので、軸線方向Ｏにセパレータ４０が固定されることになる。
【００３５】
非金属製の弾性部材としては、ゴム製のＯリング４７の他に、樹脂製のバネ材部品を用いることもできる。又、弾性部材としては、Ｏリングのように連続する環状の形態だけでなく、断続する環状（Ｃ字等）の形態であってもよい。
なお、セパレータ４０の軸線方向Ｏの中央付近にＯリング４７を外嵌すれば、振動等によってＯリング４７が軸線方向Ｏに動いてもセパレータ４０から脱落することはないが、セパレータ４０の所定位置にＯリング４７の収容溝を設けると、Ｏリング４７をセパレータ４０の所定位置に保持できるので好ましい。
又、第２の実施形態のガスセンサ２１０を製造する場合、図５（ｄ）の工程にてＯリングを外嵌したセパレータ４０を、ガスセンサ素子１０の後端部１２に嵌め込めばよい。
【００３６】
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、上記実施形態のガスセンサ素子１０は、いわゆる全領域空燃比センサであるが、空燃比センサの他、酸素センサ（λセンサ）、ＮＯｘセンサを用いることができる。
又、樹脂固化物の充填位置や、非金属製の弾性部材の介装位置も限定されない。
【００３７】
又、上記実施形態では、カバー（樹脂外筒）はハウジングにインサート成型されているが、これに限られず、樹脂外筒が例えば圧入、隙間嵌め等の嵌合や、加締め、溶接、溶着等によりハウジングに接合されていてもよい。
シール部材としては、Ｏリングの他、板パッキンを用いることができる。
又、上記実施形態では樹脂外筒をナイロン樹脂から成型したが、他の公知である高分子材料によって成型しても何ら問題は無い。
【符号の説明】
【００３８】
２００、２１０                      ガスセンサ
１０                                ガスセンサ素子
１１                                検出部
１２ａ                              電極部（電極パッド）
３１、３２                          接続端子
４０                                セパレータ
４５                                樹脂固化物
４７                                非金属製の弾性部材（Ｏリング）
５０                                ハウジング
６１                                樹脂外筒
６１ｆ                              張出し部（液溜まり）
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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