(57)【要約】【課題】主体金具の後端側のゴムキャップの熱劣化を防止することができるガスセンサを提供する。【解決手段】ガスセンサ素子１０と、ガスセンサ素子を保持する主体金具１３８と、主体金具の外周に取り付けられると共に、主体金具より後端に延びる金属製の外筒１４４と、外筒の内側でガスセンサ素子に電気的に接続され、外筒より後端に引き出されるリード線１４６と、外筒の後端側に内挿され、リード線を軸線方向に挿通させる貫通孔１６１が形成されたゴムキャップ１５０と、を備えたガスセンサであって、外筒の外周に取り付けられる金属製の放熱部材５０をさらに備え、放熱部材は、外筒の外周のうち主体金具と外筒との接触部Ｗ１の後端より後端側の領域でかつゴムキャップの先端より先端側の領域Ｓ内に接続される接続部５１と、接続部に繋がりつつ外筒の外周から離間すると共に自身の後端がゴムキャップの後端より先端側に位置する放熱主部５３と、を有する。【選択図】図２
2012154774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に向かって延び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主体金具と、
前記主体金具の外周に取り付けられると共に、前記主体金具より後端に延びる金属製の外筒と、
前記外筒の内側で前記ガスセンサ素子に電気的に接続され、前記外筒より後端に引き出されるリード線と、
前記外筒の後端側に内挿され、前記リード線を前記軸線方向に挿通させる貫通孔が形成されたゴムキャップと、
を備えたガスセンサであって、
前記外筒の外周に取り付けられる金属製の放熱部材をさらに備え、
前記放熱部材は、
前記外筒の外周のうち前記主体金具と前記外筒との接触部の後端より後端側の領域でかつ前記ゴムキャップの先端より先端側の領域内に接続される接続部と、
該接続部に繋がりつつ前記外筒の外周から離間すると共に自身の後端が前記ゴムキャップの後端より先端側に位置する放熱主部と、を有するガスセンサ。
【請求項２】
前記放熱部材の後端は前記ゴムキャップの先端よりも先端側に位置する請求項１記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記ガスセンサ素子及び前記リード線を電気的に接続する接続端子を径方向から保持するセラミック製のセパレータをさらに備え、
前記セパレータは、前記軸線方向に見て前記ゴムキャップと離間して配置されている請求項１又は２記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記セパレータはアルミナを主成分とする請求項３記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記軸線方向に見て、前記放熱部材の接続部の先端が前記セパレータの後端よりも更に後端側に位置する請求項３又は４記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記放熱主部の最大外径が前記主体金具の六角対辺よりも小さい請求項１〜５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、被測定ガス中の特定成分の濃度を検出するガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の排気ガス中の特定成分（酸素、ＮＯｘ等）の濃度を検出するためのガスセンサが用いられている。図４は、従来のガスセンサ１０００の断面構造を示す。ガスセンサ１０００は、軸線方向Ｏに向かって延びる板状のガスセンサ素子１０と、ガスセンサ素子１０を固定する筒状の主体金具１３８と、主体金具１３８の後端（図示上端）側に包囲状に設けられた金属製の外筒１４４と、外筒１４４内に配置されたセパレータ１６６と、セパレータ１６６内に保持される５個の接続端子１１０（図４では、４個図示）と、接続端子１１０の後端側に接続されて後端に引き出される５個のリード線１４６と、セパレータ１６６の後端側で外筒１４４内に配置され、リード線１４６を挿通させる貫通孔１６１を有するゴムキャップ１５０と、を備えている。
ガスセンサ素子１０は、固体電解質体と該固体電解質体に配置された一対の電極とから構成され、ガスセンサ素子１０の後端側の両面にそれぞれ１以上（合計５個）の電極パッド１０ａ、１０ｂが配置されている。又、接続端子１１０の先端側は電極パッド１０ａ、１０ｂのいずれかにそれぞれ電気的に接続され、接続端子１１０の後端側はリード線１４６の先端に電気的に接続される。なお、セパレータ１６６には、ガスセンサ素子１０の後端部を囲むコンタクト挿通孔１６８が設けられ、各接続端子１１０の先端側が挿通孔１６８を臨んで配置されて電極パッド１０ａ、１０ｂに当接するようになっている。
【０００３】
そして、上記構成のガスセンサの製造に際しては、ゴムキャップ１５０の各貫通孔１６１に各リード線１４６を通した後、外筒１４４の後端寄り部位のシール用筒部１４４ａを外周面から縮径状にかしめ、貫通孔１６１等におけるシールを保持している。ところが、ゴムキャップ１５０はシリコンゴムやフッ素ゴム等からなるため、ガスセンサが設置される排気管等の高熱によってゴムキャップ１５０が劣化し、シール性が低下するおそれがある。
このようなことから、酸素センサの外側にテーパー筒状の保護カバー（放熱板）を設け、酸素センサを熱害から保護する技術が開示されている（特許文献１参照）。又、ゴムキャップ（シールラバー）の外側に放熱部材を接触させて放熱を図る技術が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４５６６３号公報
【特許文献２】特開２００６−１４５２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１記載の技術の場合、保護カバー（放熱板）が本体金具（主体金具）に直接接触しているため、排気管等の取付対象体に近接して高温となる本体金具の熱が保護カバーに伝わって保護カバー自身が高温となり、ゴムキャップの放熱効果が十分でないという問題がある。
又、特許文献２記載の技術の場合、主体金具の外周に金属製の外筒が取り付けられ、この外筒の後端に放熱部材を被せているため、主体金具の熱が外筒から放熱部材に伝わり、かえってシールラバーを高温にするおそれがある。
そこで本発明は、主体金具の後端側に配置されたゴムキャップの熱による劣化を有効に防止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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に向かって延び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主体金具と、前記主体金具の外周に取り付けられると共に、前記主体金具より後端に延びる金属製の外筒と、前記外筒の内側で前記ガスセンサ素子に電気的に接続され、前記外筒より後端に引き出されるリード線と、前記外筒の後端側に内挿され、前記リード線を前記軸線方向に挿通させる貫通孔が形成されたゴムキャップと、を備えたガスセンサであって、前記外筒の外周に取り付けられる金属製の放熱部材をさらに備え、前記放熱部材は、前記外筒の外周のうち前記主体金具と前記外筒との接触部の後端より後端側の領域でかつ前記ゴムキャップの先端より先端側の領域内に接続される接続部と、該接続部に繋がりつつ前記外筒の外周から離間すると共に自身の後端が前記ゴムキャップの後端より先端側に位置する放熱主部と、を有する。
このように上記領域内で放熱部材の接続部を外筒に接触させると、取付対象体（排気管等）からの受熱で高温となる主体金具からの熱は、外筒からゴムキャップへ伝わる前に接続部へ伝わり、接続部につながる放熱主部から放熱されるので、熱によるゴムキャップの劣化を有効に防止することができる。又、放熱主部自身は外筒から離間しているので、放熱効果が向上する。一方、接続部が上記領域より先端側又は後端側に位置する場合、外筒の熱を放熱する経路が形成されず、接触部から外筒に伝わる熱は直接ゴムキャップへ伝わってしまい、熱によりゴムキャップが劣化する。
また、ガスセンサを車両に取り付けた際にガスセンサの軸線方向に交差する方向に流れる風（車両の走行風等）の一部が放熱主部５３に遮られずに直接ゴムキャップ１５０に直接当たり、ゴムキャップ１５０を冷却して温度上昇を抑制できる。
【０００７】
前記放熱部材の後端は前記ゴムキャップの先端よりも先端側に位置すると、放熱部材が無かったときに本来ゴムキャップに当たるはずだった全ての走行風が遮られることなくゴムキャップに当たるので、より効果的にゴムキャップの温度上昇を抑制できるので好ましい。
【０００８】
前記ガスセンサ素子及び前記リード線を電気的に接続する接続端子を径方向から保持するセラミック製のセパレータをさらに備え、前記セパレータは前記軸線方向に前記ゴムキャップと離間して配置されているとよい。
セラミック製のセパレータは特に熱を伝え易いため、このセパレータとゴムキャップとを離間させると、セパレータからの熱がゴムキャップに伝わり難くなり、ゴムキャップの熱劣化をさらに有効に防止することができる。
【０００９】
前記セパレータはアルミナを主成分とするとよい。
アルミナを主成分とする（アルミナの割合が50wt%以上の）セパレータは特に熱を伝え易いため、このセパレータとゴムキャップとを離間させると、セパレータからの熱がゴムキャップに伝わり難くなり、ゴムキャップの熱劣化をさらに有効に防止することができる。
【００１０】
前記軸線方向に見て、前記放熱部材の接続部の先端が前記セパレータの後端よりも更に後端側に位置するとよい。
この構成によれば、セパレータから外筒へ伝わる熱をも放熱する経路が形成され、熱によるゴムキャップの劣化をさらに防止することができる。
【００１１】
前記放熱主部の最大外径が前記主体金具の六角対辺よりも小さいとよい。
この構成によれば、ガスセンサを取付対象体に取り付ける際、六角対辺に係合させる工具が放熱主部に干渉せず、ガスセンサの取付け作業を円滑に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ガスセンサにおいて、主体金具の後端側に配置されたゴムキャップの熱による劣化を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るガスセンサの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う、ガスセンサの断面図である。
【図３】放熱部材の変形例を示す断面図である。
【図４】従来のガスセンサの軸線方向に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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の斜視図を示す。酸素センサ２００は、図示しない酸素センサ素子（ガスセンサ素子）を包囲しつつ保持する筒状の主体金具１３８と、主体金具１３８の外周に取り付けられる金属製の外筒１４４と、外筒１４４の後端側に内挿されるゴムキャップ１５０と、外筒１４４の外周に取り付けられる金属製の放熱部材５０と、主体金具１３８の先端に取り付けられて酸素センサ素子の先端を包囲する内部プロテクタ１４３及び外部プロテクタ１４２（外部プロテクタ１４２のみ図示）と、ゴムキャップ１５０の貫通孔１６１から後端側に引き出される５本のリード線１４６とを備えている。
なお、軸線方向Ｏに見て外部プロテクタ１４２側を「先端」側とし、ゴムキャップ１５０側を「後端」側とする。
【００１５】
ゴムキャップ１５０は円柱状に形成され、リード線を軸線方向Ｏにそれぞれ挿通させる５個の貫通孔１６１がゴムキャップ１５０の周方向に沿って形成されている。そして、外筒１４４の後端内側にゴムキャップ１５０を収容してゴムキャップ１５０の各貫通孔１６１に各リード線１４６を通した後、外筒１４４の後端寄り部位のシール用筒部１４４ａを外周面から縮径状にかしめることでシール用筒部１４４ａを径方向に圧縮し、ゴムキャップ１５０を外筒１４４の後端部内側に保持すると共に、貫通孔１６１等におけるシール性を保持している。
放熱部材５０は、外筒１４４の外周に接続される環状の接続部５１と、接続部５１の後端に繋がりつつ後端側に向かってテーパー筒状に拡径して外筒１４４の外周から離間する放熱主部５３とを有する。又、放熱主部５３には水抜き穴５３ｂが設けられている（図１では、合計５個）。
主体金具１３８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ると共に、ねじ部１３９の後端側に工具が係合するための六角部１３７を有している。
【００１６】
ゴムキャップ１５０は、例えばシリコンゴムやフッ素ゴム等から形成することができる。放熱部材５０は、ＳＵＳからなり、主体金具１３８はＳＵＳ又は鋼からなる。
【００１７】
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿うガスセンサ２００の断面図を示す。酸素センサ２００は、上記した主体金具１３８と、軸線方向Ｏ（酸素センサ２００の長手方向：図中上下方向）に延びる板状形状をなす酸素センサ素子（ガスセンサ素子）１０と、酸素センサ素子の後端部の周囲を取り囲む挿通孔１６６ａを有する第１のセパレータ１６６と、第１のセパレータ１６６に自身の先端側がそれぞれ離間して保持される５個の接続端子３０（図２では、３個図示）と、接続端子３０の後端側にそれぞれ電気的に接続されて第１のセパレータ１６６より後端に引き出される５本のリード線１４６（図２では、３本図示）と、第１のセパレータ１６６の後端側に配置されるゴムキャップ１５０と、軸線方向Ｏに沿って第１のセパレータ１６６とゴムキャップ１５０との間に配置される円筒状の第２のセパレータ１６９と、を備えている。
又、第１のセパレータ１６６と第２のセパレータ１６９の間の外筒１４４内に筒状のバネ材１７０が配置されている。そして、バネ材１７０によって第２のセパレータ１６９が後端側に付勢され、ゴムキャップ１５０の先端向き面に当接することで、第２のセパレータ１６９が外筒１４４内の所定位置に保持される。
【００１８】
主体金具１３８は、軸線方向に貫通する貫通孔１５４を有し、貫通孔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。また、主体金具１３８は、酸素センサ素子１０を先端側が貫通孔１５４の先端側外部に配置し、電極パッド１０ａ、１０ｂが貫通孔１５４の後端側外部に配置する状態で貫通孔１５４に保持している。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ー面として形成されている。
【００１９】
なお、主体金具１３８の貫通孔１５４の内部には、酸素センサ素子１０の径方向周囲を取り囲む状態で環状形状のセラミックホルダ１５１、粉末充填層１５６（滑石リング）、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の後端部との間には、加締めパッキン（図示せず）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１５６やセラミックホルダ１５１を保持し、気密性を維持するための金属ホルダ（図示せず）が配置されている。なお、主体金具１３８の後端部は、加締めパッキン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２に示すように、主体金具１３８の先端側（図２における下方）外周には、酸素センサ素子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】
酸素センサ素子１０は公知の構造を有しているが、簡単に説明すると、第１ポンピングセル、第２ポンピングセル、酸素濃度検出セルを備え、各セルは酸素イオン透過性の固体電解質体と一対の電極から構成されている。又、酸素センサ素子１０はヒータを備えている。そして、酸素センサ素子１０内の測定室に被測定ガスが導入されると、酸素濃度検出セルが測定室内の酸素濃度を検出するが、酸素濃度検出セルが一定の基準電圧（理論空燃比）を検出するよう、第１ポンピングセルが被測定ガス中の過剰な酸素を外部に汲み出し又は汲み入れ、そのときのＩｐ電流を検出して酸素濃度を検出する。
そして、電極パッド１０ａ、１０ｂは、Ｉｐ２電流（の電圧変換値）、酸素濃度検出セルの検出値、及び第１ポンピングセルのポンピング電流を外部コントローラとの間で入出力するために用いられる。
【００２２】
接続端子３０は、セパレータ１６６内でコンタクト挿通孔１６６ａに臨むように保持されている。一方、酸素センサ素子１０後端の両面には、それぞれ電極パッド１０ａ、１０ｂが配置され、個々の電極パッド１０ａ、１０ｂに接続端子３０の先端側の突起３１ｐが電気的に接触するようになっている。なお、図２は酸素センサ素子１０の板面に垂直な断面を示し、酸素センサ素子１０の後端の一方の面（図２の左側）に２個の電極パッド１０ａが形成され、他の面（図２の右側）に３個の電極パッド１０ｂが形成されている。又、酸素センサ素子１０の先端側の外表面に多孔質保護層２０が被覆されている。
又、接続端子３０の後端側は第２のセパレータ１６９の挿通孔１６９ａにそれぞれ保持されている。
【００２３】
なおこの実施形態では、第１のセパレータ１６６と第２のセパレータ１６９とが存在するが、セパレータが複数存在する場合、軸線方向に見て主体金具に最も近接するセパレータを特許請求の範囲の「セパレータ」と称する。これは、高温となる主体金具に最も近接するセパレータが最も高温となるので、このセパレータをゴムキャップから離間させるのが熱対策として有効となるためである。特に、アルミナを主成分とする（アルミナの割合が50wt%以上の）セパレータは熱を伝え易いため、このセパレータとゴムキャップ１５０とを離間させると、セパレータからの熱がゴムキャップ１５０に伝わり難くなり、ゴムキャップの熱劣化をさらに有効に防止することができる。
なお、本発明において「セパレータ」とは、接続端子３０を内部に離間して保持する機能を有するものをいう。
【００２４】
又、この実施形態では、第１のセパレータ１６６は軸線方向Ｏに沿って２つに分割される箱形になっており、分割された２つの部材に各接続端子３０を組み込んだ後で部材を組み立て、さらに各部材の外周に枠１６７を外嵌して各部材を結合している。この際、接続端子３０の先端縁のＬ字状係止端３１ｅを第１のセパレータ１６６の先端向き面に係止して接続端子３０を固定している。
【００２５】
次に、本発明の特徴部分である放熱部材５０の構成について説明する。まず、接続部５１は主体金具１３８と外筒１４４との接触部Ｗ１の後端より後端側の領域で、かつゴムキャップ１５０の先端より先端側の領域Ｓ内で外筒１４４の外周に接続される（接触する）。このように接続部５１を領域Ｓ内で外筒１４４に接触させると、取付対象体（排気管等）からの受熱で高温となる主体金具１３８からの熱は、外筒１４４からゴムキャップ１５０へ伝わる前に接続部５１へ伝わり、接続部５１につながる放熱主部５３から放熱されるので、熱によるゴムキャップの劣化を有効に防止することができる。又、放熱主部５３自身は外筒１４４から離間しているので、放熱効果が向上する。
【００２６】
さらに、放熱部材（放熱主部５３）の後端は、ゴムキャップ１５０の後端より先端側に位置することが必要である。このようにすると、ガスセンサを車両に取り付けた際にガスセンサの軸線方向Ｏに交差する方向に流れる風（車両の走行風等）の一部が放熱主部５３に遮られずに直接ゴムキャップ１５０に直接当たり、ゴムキャップ１５０を冷却して温度上昇を抑制できる。
放熱主部５３の後端がゴムキャップ１５０の後端より後端側にあると、放熱主部５３がゴムキャップ１５０を完全に覆ってしまい、走行風による冷却効果が失われると共に、放熱主部５３で放熱された熱がゴムキャップ１５０に伝わってしまう。
【００２７】
なお、主体金具１３８と外筒１４４とが実際に接している部分を接触部Ｗ１とする。例えば、主体金具１３８と外筒１４４とをスポット溶接した場合、溶接点の周囲で主体金具１３８と外筒１４４とが浮いている部分は接触部Ｗ１としない。同様に、主体金具１３８と外筒１４４とを加締め接続した場合、加締め部周囲で主体金具１３８と外筒１４４とが離間している部分は接触部Ｗ１としない。
又、外筒１４４と放熱部材５０とが実際に接している部分を接続部５１とする。例えば、図２に示すように、外筒１４４と放熱部材５０とをスポット溶接した場合、溶接点の周囲で外筒１４４と放熱部材５０が浮いている部分は接続部５１とせず、溶接点Ｗ２を接続部５１とみなす。
【００２８】
一方、接続部５１が領域Ｓより先端側又は後端側に位置する場合、外筒１４４の熱を放熱する経路が形成されず、接触部Ｗ１から外筒１４４に伝わる熱は直接ゴムキャップ１５０へ伝わってしまい、熱によりゴムキャップが劣化する。ここで、領域Ｓ内に、接続部５１（Ｗ２）のすべてが入っている必要がある。領域Ｓの先後に接続部５１の一部がはみ出すと、主体金具１３８からの熱が有効に接続部５１へ伝わり難く、放熱効果が低下するからである。
なお、主体金具１３８は比較的肉厚でその熱容量が大きいため、仮に領域Ｓより先端側で接続部５１を外筒１４４又は主体金具１３８に接触させても、放熱部材５０によって主体金具１３８の温度自体はほとんど低下せず、放熱部材５０が無駄になる。これに対し、外筒１４４の厚みは主体金具１３８より薄く、熱容量も比較的小さいため、領域Ｓ内に接続部５１を接続することで、放熱部材５０の放熱効果によって外筒１４４の温度が低下し、熱によるゴムキャップの劣化を防止することができる。
【００２９】
なお、上記したようにセラミック製のセパレータ（第１のセパレータ１６６）は熱を伝え易いため、接続部５１の先端がセパレータ（第１のセパレータ１６６）の後端よりも更に後端側に位置すると、セパレータ（第１のセパレータ１６６）から外筒１４４へ伝わる熱をも放熱する経路が形成され、熱によるゴムキャップの劣化をさらに防止することができる。
又、放熱主部５３（つまり、放熱部材５０）の最大外径Ｄ２を主体金具１３８の六角部１３７の六角対辺Ｄ１よりも小さくすれば、ガスセンサ２００を取付対象体に取り付ける（ねじ止めする）際、六角部１３７の六角対辺Ｄ１に係合させる工具が放熱主部５３に干渉せず、ガスセンサの取付け作業を円滑に行うことができる。
又、放熱部材５０の後端（本実施形態では放熱主部５３の後端）がゴムキャップ１５０の先端よりも先端側に位置すると、放熱部材５０が無かったときに本来ゴムキャップ１５０に当たるはずだった全ての走行風が遮られることなくゴムキャップ１５０に当たるので、より効果的にゴムキャップ１５０の温度上昇を抑制できる。
【００３０】
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、上記実施形態では、放熱主部５３を接続部５１より後端側にのみ設けているが、図３に示すように、接続部５１より先端側にも第２の放熱主部５４を設けてもよい。又、放熱主部５３を接続部５１より先端側にのみ設けてもよい。
又、放熱主部の形状も限定されず、表面積を増大させるために周方向又は軸線方向に延びるに多数のフィンや凹凸を設けてもよい。放熱部材は必ずしも周方向に連続していなくてもよく、外筒に嵌装しやすいよう、軸線方向に切れ目があってもよい。
又、上記実施形態では、放熱主部５３が接続部５１からテーパー筒状に拡径するように形成されているが、放熱主部を接続部５１より大径の円筒状に形成してもよい。但し、放熱主部をテーパー筒状にした方が、放熱主部の内側に熱がこもり難いので好ましい。又、ガスセンサ全体のスペースが許す限り、例えば放熱主部を径方向に水平に延ばした構成としてもよい。
さらに、ガスセンサ素子としては、上記した酸素センサ素子（全領域空燃比センサ素子）の他、λセンサ素子、ＮＯｘセンサ素子、アンモニアセンサ素子を用いることができ、板状の素子だけでなく、筒状の素子であってもよい。
【実施例】
【００３１】
実施例として、図１、図２に示す全領域空燃比センサ（ガスセンサ）２００を作製した。放熱部材５０はSUS430製（板厚：0.5mm）とし、主体金具１３８はSUS430製、六角対辺の径が２２mm、とした。このガスセンサ２００を、主体金具１３８の六角部１３７先端より先端側を炉（４００℃）に装入し、ゴムキャップ１５０の温度を測定した。
比較例１として、放熱部材５０の接続部５１を主体金具１３８と外筒１４４との接触部Ｗ１より先端側で主体金具１３８の六角部１３７の後端向き面に溶接した。実施例と比較例１とでは、放熱部材５０を装着する部位が異なるのみで、装着する放熱部材５０は同一のものとした。
比較例２として、放熱部材５０を取り付けないガスセンサを用意した。
【００３２】
次に、有限要素法を用いたコンピュータシミュレーションソフトウェア（ANSYS  Mechanical）、アンシスジャパン株式会社製）を用い、上記実施例、比較例１，２のガスセンサの伝熱解析を行った。各ガスセンサを、主体金具１３８の六角部１３７先端より先端側を炉（４００℃）に装入した状態をシミュレーションし、ゴムキャップ１５０の温度を解析した。なおゴムキャップ１５０の温度を測る際には、外筒１４４の一部に穴をあけ、その穴に熱電対を入れることでゴムキャップ１５０の外表面温度を計測した。また軸線方向に見たときの熱電対を装着する位置は、加締め部の中央（ゴムキャップ１５０の軸線方向にみて中心）である。
なおこのとき、最も厳しい条件下における実験を行うために、炉に挿入した部位より後端側に風（走行風）は当てなかった。
これらの結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2012154774.tif 000003
【００３４】
表１から明らかなように、接触部Ｗ１の後端より後端側で、かつゴムキャップ１５０の先端より先端側の領域Ｓ内で、接続部５１を外筒１４４の外周に接続させた（接触させた）実施例の場合、比較例１，２に比べてゴムキャップ１５０の温度が低く、外筒１４４からゴムキャップ１５０へ伝わる熱が放熱されて熱によるゴムキャップの劣化を防止できることがわかった。
これに対し、接続部５１を主体金具１３８の六角部１３７の後端向き面に溶接した比較例１の場合、ゴムキャップ１５０の温度が放熱部材を設けなかった比較例２とほぼ同じであり、外筒１４４からゴムキャップ１５０へ伝わる熱を放熱する効果がほとんど無いことがわかった。これは、主体金具１３８が比較的肉厚でその熱容量が大きいため、主体金具１３８自体に放熱部材５０を取り付けても、主体金具１３８の温度を低下させるには至らないためと考えられる。
【符号の説明】
【００３５】
１０              ガスセンサ素子
５０              放熱部材
５１              接続部
５３、５４        放熱主部
１３８            主体金具
１４４            外筒
１４６            リード線
１５０            ゴムキャップ
１６１            貫通孔
１６６            セパレータ
２００            ガスセンサ
Ｗ１               主体金具と外筒との接触部
Ｄ１               主体金具の六角対辺
Ｄ２               放熱主部の最大外径
Ｏ                軸線方向
Ｓ                領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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