(57)【要約】【課題】外筒への組み付け前の状態においてはセパレータから離間しつつも脱落を防止し、組み付け後においては密接してセパレータを支持する支持金具を備えるガスセンサを提供する。【解決手段】支持金具１００の周壁部１１０は、セパレータ９０の鍔部９３の先端向き面９７よりも先端側において、セパレータ９０から離間して配置される。周壁部１１０から径方向内向きに突出する第一突片１２０が、セパレータ９０の本体部９２を径方向に支持する。また、周壁部から軸線Ｏ方向の後方無菌突出する第二突片１３０が、鍔部９３を超えて、先端部１３１がセパレータ９０の後端向き面９５に当接する。これにより、外筒３内にセパレータ９０を配置する過程で、セパレータ９０にあらかじめ組み付けた支持金具１００が脱落することがない。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に沿って延び、検出対象物の検出を行う検出素子と、
前記検出素子の径方向周囲を取り囲んで前記検出素子を保持する主体金具と、
前記主体金具の後端側に取り付けられる筒状の外筒と、
前記外筒内に配置され、内部に前記検出素子との電気的な接続を行う複数の端子金具を収容するセパレータであって、前記端子金具同士を絶縁状態で収容する本体部と、前記本体部の外側面から径方向外向きに突出する鍔部と、を有するセパレータと、
前記主体金具の後端から離間しつつ前記外筒に固定されると共に、前記セパレータを支持する支持金具と、
を備えるガスセンサであって、
前記支持金具は、
前記鍔部の先端向き面よりも先端側に配置されると共に、前記セパレータから離間して配置された筒状の周壁部と、
前記周壁部から前記セパレータの前記鍔部よりも先端側の前記本体部の前記外側面へ向けて径方向内向きに突出し、少なくとも前記鍔部よりも先端側の前記本体部の外側面と前記鍔部の前記先端向き面とに当接して前記セパレータを支持する第一突片と、
前記周壁部から前記軸線方向の後方向きに突出しつつ前記鍔部を超えて、自身の先端部が、前記セパレータの後端向き面に当接する第二突片と、
を備えることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記セパレータの前記鍔部には、前記軸線方向に貫通して前記第二突片を挿通可能な孔部、および、前記軸線方向に溝状に延びて前記第二突片を前記後端向き面に案内可能な溝部のうちの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記外筒の径方向内向きの加締めによって、前記支持金具の前記周壁部が前記外筒に固定されると共に、前記第一突片が前記本体部の前記外側面に密接し、かつ前記第一突片が前記鍔部の前記先端向き面を付勢することで前記セパレータが固定されることを特徴とする請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記外筒は、前記主体金具に接続する先端側の部位と、先端側よりも外径が細い後端側の部位とを段状に接続する段部を有し、
前記セパレータは、前記鍔部が、前記外筒の前記段部と、前記支持金具の前記第一突片とに挟まれて、前記外筒内で位置決めされることを特徴とする請求項１から３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、検出対象ガスに含まれる特定ガス成分を検出するためのガスセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンなどの内燃機関から排出される排気ガス中の特定ガス（例えばＮＯｘ（窒素酸化物）や酸素）の濃度に応じて出力が変化する検出素子を備えるガスセンサが知られている（例えば特許文献１参照）。検出素子は、固体電解質体に一対の電極を設けたセルを少なくとも１つ以上有する構成をなし、特定ガスの濃度に応じてセルから出力される出力信号に基づき特定ガスの濃度を測定する。
【０００３】
検出素子は、ガスセンサを排気管に取り付けるための主体金具に径方向周囲を取り囲まれて保持される。また、検出素子の後端部側は主体金具よりも後方に突出され、主体金具の後端側に取り付けられる外筒によって取り囲まれる。検出素子の後端部には、出力を取り出すための複数の電極が設けられている。電極には、検出素子と外部回路とを電気的に接続する複数のリード線のそれぞれに設けられた端子金具が接続される。外筒内にはさらに、絶縁セラミックからなるセパレータが配置される。端子金具はセパレータの内部に収容され、互いに非接触の状態に維持される。
【０００４】
セパレータと外筒との間には筒状の支持金具が配置される。支持金具は外筒内で固定されて、支持金具によって、セパレータが外筒内で位置決めされる。ガスセンサの製造過程では、セパレータを支持する支持金具をあらかじめ外筒内に固定し、検出素子を保持する主体金具に外筒を組み付け、その際に、検出素子の電極と、セパレータの保持する端子金具との電気的な接続を行う。
【０００５】
特許文献１の図８に示すバネ部材は、基端側絶縁碍子の本体部を押圧部と突出部とで軸線方向に挟んで固定しており、基端側絶縁碍子にバネ部材を嵌め込んだら、バネ部材が外れにくい構成である。ゆえに、バネ部材を基端側カバー内に固定する作業を行う場合に、バネ部材と基端側絶縁碍子とを一体の部品として取り扱うことができる。このバネ部材を、基端側カバーの内周面に当接させて固定する。そして、ガスセンサ素子を保持するハウジングの基端側に基端側カバーを組み付けることで、基端側絶縁碍子に保持されるバネ端子とガスセンサ素子の端子電極とを電気的に接続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１３３３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、バネ部材が、押圧部と突出部とで基端側絶縁碍子の本体部を軸線方向に挟むだけでなく、突出部から基端側絶縁碍子の後端側に延びる押圧部が本体部の側周面に密着し、基端側絶縁碍子を径方向にも固定している。このため、バネ部材を基端側カバー内に組み付ける際に、基端側カバーに対してバネ部材が位置ずれを生ずると、基端側絶縁碍子も基端側カバーに対して位置ずれを生ずる場合がある。すると、基端側絶縁碍子に保持されるバネ端子とガスセンサ素子の端子電極との間で位置ずれを生じ、電気的な接続の確実性を確保しにくくなる虞があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、外筒への組み付け前の状態においてはセパレータから離間しつつも脱落を防止し、組み付け後においては密接してセパレータを支持する支持金具を備え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】
【０００９】
本発明の第１態様によれば、軸線方向に沿って延び、検出対象物の検出を行う検出素子と、前記検出素子の径方向周囲を取り囲んで前記検出素子を保持する主体金具と、前記主体金具の後端側に取り付けられる筒状の外筒と、前記外筒内に配置され、内部に前記検出素子との電気的な接続を行う複数の端子金具を収容するセパレータであって、前記端子金具同士を絶縁状態で収容する本体部と、前記本体部の外側面から径方向外向きに突出する鍔部と、を有するセパレータと、前記主体金具の後端から離間しつつ前記外筒に固定されると共に、前記セパレータを支持する支持金具と、を備えるガスセンサであって、前記支持金具は、前記鍔部の先端向き面よりも先端側に配置されると共に、前記セパレータから離間して配置された筒状の周壁部と、前記周壁部から前記セパレータの前記鍔部よりも先端側の前記本体部の前記外側面へ向けて径方向内向きに突出し、少なくとも前記鍔部よりも先端側の前記本体部の外側面と前記鍔部の前記先端向き面とに当接して前記セパレータを支持する第一突片と、前記周壁部から前記軸線方向の後方向きに突出しつつ前記鍔部を超えて、自身の先端部が、前記セパレータの後端向き面に当接する第二突片と、を備えるガスセンサが提供される。
【００１０】
第１態様のガスセンサは、セパレータを支持する支持金具の第二突片の先端部が、セパレータの鍔部を超えて後端向き面に当接するので、あらかじめセパレータに支持金具を組み付けた場合に、支持金具がセパレータから脱落しない。ガスセンサを組み立てる場合には、支持金具を組み付けたセパレータを外筒内に挿入し、支持金具を外筒に固定することによって外筒内でのセパレータの位置決めを行うが、その過程において支持金具が脱落しないので、組み立て作業が容易である。また、セパレータは本体部が支持金具の周壁部から離間して配置されるので、支持金具の固定前の過程において、周壁部から突出する第一突片もセパレータの本体部および鍔部と離間した状態にある。したがって、固定の過程においては、セパレータの径方向の移動を可能にすることができるため、外筒内でのセパレータの位置調整が容易であり、セパレータの傾き等を矯正することが可能である。ゆえに、例えば、セパレータが傾いたまま外筒内で位置決めされることによって、セパレータ自身やセパレータの本体部を支持する第一突片に負荷がかかったり、セパレータ内に収容される端子金具に負荷がかかったりすることを、防止できる。また、固定後には、第一突片が外筒内でセパレータの本体部の外側面、および鍔部の先端向き面と当接するため、セパレータの径方向の移動が規制され、外筒内でセパレータを確実に固定することができる。
【００１１】
第１態様において、前記セパレータの前記鍔部には、前記軸線方向に貫通して前記第二突片を挿通可能な孔部、および、前記軸線方向に溝状に延びて前記第二突片を前記後端向き面に案内可能な溝部のうちの少なくとも一方が形成されていてもよい。
【００１２】
支持金具をセパレータに組み付ける際に、第二突片がセパレータの後端向き面に到達する過程で、少なくとも孔部および溝部の一方を通過できるので、第二突片を無理矢理に広く押し広げたりすることなく、セパレータの鍔部を超えさせることができる。
【００１３】
第１態様において、前記外筒の径方向内向きの加締めによって、前記支持金具の前記周壁部が前記外筒に固定されると共に、前記第一突片が前記本体部の前記外側面に密接し、かつ前記第一突片が前記鍔部の前記先端向き面を付勢することで前記セパレータが固定されてもよい。
【００１４】
外筒の径方向内向きの加締めによって支持金具の周壁部を外筒に固定するので、第一突片が径方向内向きに押圧される。これにより、第一突片が外筒内でセパレータの本体部の外側面を径方向内向きに押圧して本体部に密接し、より確実に、外筒内でセパレータを固定することができる。また、第一突片が外筒内でセパレータの鍔部の先端向き面を軸線方向後端側向きに付勢して鍔部と密接するため、より確実に、外筒内でセパレータを固定することができる。
【００１５】
第１態様において、前記外筒は、前記主体金具に接続する先端側の部位と、先端側よりも外径が細い後端側の部位とを段状に接続する段部を有し、前記セパレータは、前記鍔部が、前記外筒の前記段部と、前記支持金具の前記第一突片とに挟まれて、前記外筒内で位置決めされてもよい。
【００１６】
外筒の段部と第一突片との間に鍔部を挟むので、支持金具は、外筒内でセパレータを径方向に支持するだけでなく、軸線方向にも支持することができ、より確実に、外筒内でセパレータを固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ガスセンサ１の縦断面図である。
【図２】セパレータ９０の斜視図である。
【図３】支持金具１００の斜視図である。
【図４】セパレータ９０および支持金具１００の大きさを比較するための平面図である。
【図５】外筒３を加締める前のセパレータ９０および支持金具１００の形態を、図４の二点鎖線Ａ−Ａにおいて矢視方向に見た様子を示す断面図である。
【図６】外筒３を加締める前のセパレータ９０および支持金具１００の形態を、図４の二点鎖線Ｂ−Ｂにおいて矢視方向に見た様子を示す断面図である。
【図７】図５において外筒３を加締めた後のセパレータ９０および支持金具１００の形態を示す断面図である。
【図８】図６において外筒３を加締めた後のセパレータ９０および支持金具１００の形態を示す断面図である。
【図９】変形例としてのセパレータ１９０の斜視図である。
【図１０】変形例としてのセパレータ２９０の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化したガスセンサの実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、一例としてのガスセンサ１の構造について、図１を参照して説明する。図１において、ガスセンサ１の軸線Ｏ方向（１点鎖線で示す。）を上下方向として図示し、内部に保持する検出素子６の先端部６４側をガスセンサ１の先端側、後端部１２側をガスセンサ１の後端側として説明する。
【００１９】
図１に例示するガスセンサ１は、自動二輪車の排気管（図示外）に取り付けられるものである。ガスセンサ１は、内部に保持する検出素子６の検出部６８が排気管内を流通する排気ガス中に晒されて、その排気ガス中の酸素の有無を検出する、いわゆるλ型の酸素センサである。なお、ガスセンサ１としては、排気ガス中の酸素濃度に応じて出力値がリニアに変化し、排気ガスの空燃比を検出することが可能な空燃比センサや、排気ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）の濃度を検出可能なＮＯｘセンサ、ＨＣセンサ等を用いてもよい。
【００２０】
ガスセンサ１は、細長で先が閉じられた筒状の検出素子６を、筒状の主体金具５で取り囲んで保持した構造を有する。検出素子６は、ジルコニアを主成分とし、軸線Ｏに沿って延びる有底筒状に形成した固体電解質体６１の外周面上および内周面上に、それぞれ検出電極６２および基準電極６３を設けたものである。固体電解質体６１は、固体電解質体６１を挟む一対の電極、すなわち検出電極６２と基準電極６３とがそれぞれ晒される雰囲気間の酸素濃度差に応じ、両電極間に起電力を発生する。本実施の形態では、検出電極６２が排気ガスに晒され、基準電極６３が大気に晒される。
【００２１】
固体電解質体６１は、軸線Ｏに沿う方向において略中央の位置に、径方向外側へ向けて突出する鍔状のフランジ部６５を有する。フランジ部６５よりも先端側の先端部６４は先端へ向けて徐々に縮径し、先端部分が球面状に閉じている。先端部６４における固体電解質体６１の外周側の表面には、ＰｔまたはＰｔ合金からなる多孔質状の検出電極６２が、そのほぼ全面を覆って形成されている。固体電解質体６１の内周側の表面にも同様に、ＰｔまたはＰｔ合金からなる多孔質状の基準電極６３が、そのほぼ全面を覆って形成されている。すなわち、検出素子６は先端部６４において検出電極６２と基準電極６３とが固体電解質体６１を挟んで対向しており、この部分（つまり先端部６４）が酸素の有無を検出可能な部位として機能する。また、検出電極６２は、排気ガスによる被毒から保護するための多孔質状の保護層（図示外）に覆われている。
【００２２】
ところで、検出素子６は、先端部６４のうち、主体金具５の先端（後述する先端組付部５６）より先側に突出する部位が、主に、プロテクタ４（後述）を介して排気ガスに晒される。そして、当該部位が、排気ガス中の酸素の有無を検出する部位として、主に、機能する。そこで、本実施の形態では、この部位を、便宜上、排気ガス中の酸素の有無を検出する検出部６８と称する。
【００２３】
検出素子６は、ガスセンサ１を排気管（図示外）に取り付けるための金具である筒状の主体金具５に保持される。主体金具５は、筒孔５５内で軸線Ｏに沿う方向の略中央付近に、段部５９を有する。段部５９には、パッキン１３を介して検出素子６（固体電解質体６１）のフランジ部６５が係止されている。さらに筒孔５５内に、滑石の粉末からなるシール材１４が、フランジ部６５の後端側から装填されている。そして、シール材１４を後端側から押さえるように、アルミナ製のスリーブ１５が、筒孔５５内に挿入されている。主体金具５の後端に設けられた加締部５７が、金属製のリング１６を介し、スリーブ１５を先端側に向けて押圧するように加締められている。このように、主体金具５の段部５９と加締部５７との間に、パッキン１３、フランジ部６５、シール材１４、スリーブ１５およびリング１６が挟まれて、検出素子６が主体金具５に一体に保持されている。
【００２４】
主体金具５は、外周に、ガスセンサ１を排気管に取り付けるためのねじ山が形成された取付部５２を有する。取付部５２の先端側には、後述するプロテクタ４を組み付ける先端組付部５６が形成されている。取付部５２の後端側には、排気管への取り付けの際に使用される工具が係合される工具係合部５３が設けられている。工具係合部５３と取付部５２との間には、排気管の取付孔（図示外）を介したガス抜けを防止するための環状のガスケット１１が嵌挿されている。工具係合部５３の後端側には、後述する外筒３を組み付ける後端組付部５８が形成されている。後端組付部５８の後端側に、上記の加締部５７が設けられている。
【００２５】
検出素子６は、上記したように、先端部６４の一部（上記の検出部６８）が、主体金具５の先端（先端組付部５６）から先方に突出している。先端組付部５６には、検出素子６の先端部６４（検出部６８）を保護する筒状のプロテクタ４の基端部４５が、パッキン５４を挟んで加締められて組み付けられている。プロテクタ４は、排気管内に突き出される検出素子６の検出部６８を、排気ガス中に含まれる水滴や異物等の衝突から保護する。プロテクタ４の外周面には、内部に排気ガスを導入し、検出素子６の検出部６８へ導く複数の導入孔４２が開口されている。
【００２６】
次に、検出素子６の後端部６６は、主体金具５の後端（加締部５７）よりも後方に突出している。後端部６６には、外側端子８０と内側端子７０とが嵌められ、それぞれ、検出電極６２と基準電極６３とに電気的に接続されている。外側端子８０は、検出素子６の後端部６６に外嵌めして検出電極６２に電気的な接続する先端部８１と、外部回路（図示外）と電気的に接続するリード線１８の芯線を加締める後端部８３と、先端部８１と後端部８３とを接続する中継部８２とを備える。内側端子７０も同様に、検出素子６の後端部６６から筒穴６９内に挿入されて基準電極６３と電気的に接続する先端部７１と、リード線１８の芯線を加締める後端部７３と、先端部７１と後端部７３とを接続する中継部７２とを備える。
【００２７】
検出素子６の後方には、内側端子７０と外側端子８０とが接触しないように位置決めするセパレータ９０が配置されている。セパレータ９０は絶縁性セラミックスから柱状に形成され、軸線Ｏ方向に貫通する２つの貫通孔９１を有し、貫通孔９１内に、内側端子７０の中継部７２と、外側端子８０の中継部８２とをそれぞれ配置する。また、セパレータ９０は筒状の支持金具１００によって支持されており、支持金具１００が外筒３内で加締め固定されることによって、セパレータ９０が外筒３内で位置決めされている。なお、セパレータ９０および支持金具１００の詳細な構造については後述する。
【００２８】
次に、検出素子６の後端部６６とセパレータ９０および支持金具１００の周囲を囲うように、筒状の外筒３が配設されている。外筒３は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を軸線Ｏに沿って延びる筒状に形成し、略中央より先端側の先端部３１（図１において下側）を、後端部３２よりも大径に形成したものである。先端部３１と後端部３２の間には段部３３が設けられている。段部３３には、セパレータ９０の鍔部９３（後述）が先端側から当接し、加締めによって外筒３に固定された支持金具１００との間に鍔部９３が挟まれて、外筒３内でセパレータ９０が固定される。先端部３１の開口は、主体金具５の後端組付部５８の外周に外嵌めした状態で外周側から加締められ、さらに外周を一周してレーザ溶接が施されており、外筒３と主体金具５とが一体に固定されている。
【００２９】
外筒３の後端部３２の開口にはフッ素系ゴムからなる円柱状のグロメット８が配置されている。グロメット８は後端に、鍔状に拡径する部位を有し、外筒３の後端部３２の開口端に当接させて、自身を位置決めする。グロメット８には軸線Ｏに沿う方向に延びる２つの貫通孔９が設けられている。２つの貫通孔９には、内側端子７０と外側端子８０とのそれぞれに接続された２本のリード線１８がそれぞれ挿通され、グロメット８を介してガスセンサ１の外部に引き出されている。
【００３０】
外筒３の後端部３２の側面には周方向に４つの連通孔３４（図１ではそのうちの３つを図示）が等間隔に形成されており、セパレータ９０とグロメット８との間の中空状の部分と外部とを連通する。外筒３の後端部３２の径方向外周には、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂を筒状に形成した撥水性のフィルタ３５が被せられており、連通孔３４ごと後端部３２の外周を覆う。さらに、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を筒状に形成した保護外筒３６が、フィルタ３５ごと外筒３の後端部３２の径方向外周を覆って保護する。
【００３１】
保護外筒３６の側面には、周方向に４つの導入孔３７（図１ではそのうちの２つを図示）が等間隔に形成されており、フィルタ３５および連通孔３４を介し、外筒３の内部と外部との間で大気を連通する。保護外筒３６は、後端側の外周が外筒３ごと加締められており、外筒３の後端部３２の開口に配置されたグロメット８がその加締めによって外筒３に保持されている。
【００３２】
次に、セパレータ９０について説明する。図１，図２，図４に示す、セパレータ９０は、前述したように、絶縁性セラミックスから柱状に形成されたものである。セパレータ９０は、軸線Ｐ（図中一点鎖線で示す）と直交する断面が円形の柱状に形成された柱状の本体部９２と、本体部９２の外側面９４から径方向外向きに突出する鍔部９３とを備える。なお、セパレータ９０は、軸線Ｐを軸線Ｏに沿わせ、図２の紙面下側を先端側にして、ガスセンサ１に組み付けられる。鍔部９３は、本体部９２の外側面９４のうちの後端側の部分から突出されている。本体部９２の後端向き面と鍔部９３の後端向き面とが同一平面をなし、セパレータ９０の後端向き面９５（軸線Ｐの後端側を向く面）を構成する。すなわち、軸線Ｐを含む断面において、セパレータ９０はＴ字形状を有する。
【００３３】
セパレータ９０は、本体部９２に、軸線Ｐ方向に貫通する２つの貫通孔９１を備える。前述したように、ガスセンサ１が組み立てられた場合に、２つの貫通孔９１内にそれぞれ内側端子７０の中継部７２と、外側端子８０の中継部８２とが配置される。セパレータ９０は、ガスセンサ１内における内側端子７０と外側端子８０との位置決めを行い、両者の電気的な接触を防止する。貫通孔９１は、軸線Ｐと直交する断面が略矩形に開口され、内壁面に、中継部７２，８２を貫通孔９１内で位置決めするための複数の溝部が形成されている。
【００３４】
また、セパレータ９０の鍔部９３は、本体部９２の外側面９４において、周方向に断続的に形成されている。本実施の形態では、鍔部９３は、外側面９４の周方向に４つに分かれて形成されている。言い換えると、鍔部９３には、周方向の４カ所において、鍔部９３を溝状に切り欠いて軸線Ｐ方向に貫通する溝部９６が設けられている。図１，図２に示すように、本体部９２の外側面９４は、鍔部９３の形成位置では、鍔部９３の先端向き面９７に接続し、溝部９６の形成位置では、鍔部９３を超えて、セパレータ９０の後端向き面９５に接続している。
【００３５】
次に、支持金具１００について説明する。図３，図４に示すように、支持金具１００は、軸線Ｑ（図中一点鎖線で示す）を取り巻く筒状に形成された金属製の部材である。なお、図３に示す支持金具１００は、ガスセンサ１を組み立てる前の状態における形態のものである。支持金具１００は、上記セパレータ９０と同様に、軸線Ｑを軸線Ｏに沿わせ、図３の紙面下側を先端側にして、ガスセンサ１に組み付けられる。
【００３６】
支持金具１００は、セパレータ９０の本体部９２の外側面９４（図２参照）を取り囲むため、筒状の周壁部１１０を備える。周壁部１１０は、外径が、外筒３の先端部３１（図１参照）の内径よりも若干小さく形成されている。周壁部１１０の後端側の開口１１１は、径方向内向きに折り返されている。また、周壁部１１０の先端側の開口１１２は、周壁部１１０の外径を若干広げる程度に外向きに広げられている。
【００３７】
支持金具１００は、周壁部１１０の後端側の開口１１１から、径方向内側へ向けて突出する２種類の第一突片１２０と第二突片１３０とを備える。第一突片１２０は、周壁部１１０の周方向の４カ所において、それぞれ周方向に長く延びる幅広の板状で、径方向内向きに突出する部位である。第一突片１２０は、周壁部１１０の開口１１１を起点として径方向内向きに突出する基端部１２２と、基端部１２２から軸線Ｑ方向の先端側へ向けて折り返された先端部１２１とを有する。基端部１２２は、軸線Ｑを含む断面が後端側へ弧状に膨らむ形状をなす。先端部１２１は、周壁部１１０の内周側に配置されている。
【００３８】
図４に示すように、先端部１２１は、周壁部１１０の形状に沿って、幅方向の両端が突出して中央部分が弧状にえぐれた円弧形状に形成されている。なお、支持金具１００内にセパレータ９０を配置した場合における本体部９２の外周の位置を、図中二点鎖線Ｚの円で示す。４つの第一突片１２０の先端部１２１によって形成される仮想円の直径Ｘは、セパレータ９０の本体部９２の外径Ｙよりも若干大きく形成されている。言い換えると、第一突片１２０の先端部１２１がなす円弧形状の曲率半径は、セパレータ９０の本体部９２を軸線Ｐに直交する断面で見た場合の輪郭線がなす円（すなわち二点鎖線Ｚ）の半径よりも、若干大きい。
【００３９】
図３，図４に示すように、第二突片１３０は、周壁部１１０の開口１１１を、周方向４カ所の第一突片１２０の非形成位置において、第一突片１２０よりも細幅の板状で、径方向内向きに突出させたものである。第二突片１３０は、周壁部１１０の開口１１１を起点として軸線Ｑの後端側へ向けて延びる基端部１３２と、基端部１２２から径方向内向きに折り返された先端部１３１とを有する。図４に示すように、先端部１３１は、基端部１３２から、セパレータ９０の本体部９２の外周の位置（二点鎖線Ｚで示す）よりも、径方向内側に突出している。また、図３に示すように、第二突片１３０の基端部１３２は、軸線Ｑ方向に延びる長さＴが、図２に示す、セパレータ９０の鍔部９３が軸線Ｐ方向に延びる長さＳよりも、若干長く形成されている。
【００４０】
このような構成のガスセンサ１は、製造過程において、支持金具１００を取り付けたセパレータ９０を外筒３内に配置し、外筒３の外周を加締めて支持金具１００とセパレータ９０を外筒３内に固定する。以下、図５〜図８を参照し、外筒３を加締める前と後におけるセパレータ９０および支持金具１００の形態について説明する。なお、図５〜図８は、図１に示すガスセンサ１の断面図を参考に、外筒３、セパレータ９０および支持金具１００の部分を抜き出した断面図であり、内側端子７０や外側端子８０など、ガスセンサ１のその他の構成については図示を省略している。
【００４１】
セパレータ９０を外筒３内に組み付ける前の工程において、前述したように、セパレータ９０には支持金具１００が組み付けられる。支持金具１００の組み付けでは、まず、図３に示す支持金具１００の軸線Ｑに、図２に示すセパレータ９０の軸線Ｐが合わせられ、支持金具１００の後端側にセパレータ９０が配置される。そして、セパレータ９０の本体部９２が、先端側から、支持金具１００の周壁部１１０内へ挿入される。このとき、支持金具１００の第二突片１３０の先端部１３１が、セパレータ９０の本体部９２の外側面９４によって押圧され、第二突片１３０が径方向外向きに押し広げられる。セパレータ９０の挿入に伴い、第二突片１３０の先端部１３１は、本体部９２に当接した状態で外側面９４を摺ってセパレータ９０の後端側へ向かう。
【００４２】
先端部１３１は、鍔部９３に到達すると、鍔部９３に形成された溝部９６内へ進入し、溝部９６の側面をなす本体部９２の外側面９４を摺りながら溝部９６に案内されて、鍔部９３を軸線Ｐ方向に通過する。そして、図５に示すように、先端部１３１がセパレータ９０の後端向き面９５に到達すると、先端部１３１が外側面９４による押圧から開放されて第二突片１３０の広がりが戻る。その結果、先端部１３１が溝部９６よりも径方向内側においてセパレータ９０の後端向き面９５に当接し、セパレータ９０の軸線Ｐ方向における先端側へ向けた支持金具１００の脱落が防止される。
【００４３】
一方、第一突片１２０は、前述したように、先端部１２１が形成する仮想円の直径Ｘが、セパレータ９０の本体部９２の外径Ｙより大きい。また、第二突片１３０の基端部１３２の長さＴは、セパレータ９０の鍔部９３の長さＳ（鍔部９３の厚み）よりも若干長い。よって、図６に示すように、第二突片１３０の先端部１３１がセパレータ９０の後端向き面９５に当接した状態では、本体部９２が周壁部１１０内に配置され、その周囲を第一突片１２０の先端部１２１が囲う形態となる。
【００４４】
この状態において、本実施の形態では、セパレータ９０の本体部９２の外側面９４と、第一突片１２０の先端部１２１との間には、径方向における隙間として間隙Ｄ１を生ずる。また、セパレータ９０の鍔部９３の先端向き面９７と、第一突片１２０の基端部１２２との間には、セパレータ９０の軸線Ｐ方向における隙間として、間隙Ｄ２を生ずる。つまり、セパレータ９０に支持金具１００を組み付けた状態において、支持金具１００は、軸線Ｑをセパレータ９０の軸線Ｐに合わせた状態で、第一突片１２０が、本体部９２の外側面９４に対して間隙Ｄ１を有しつつ、鍔部９３の先端向き面９７に対して間隙Ｄ２を有する。さらに、支持金具１００は、第二突片１３０によってセパレータ９０からの脱落が防止される。ゆえに、支持金具１００は、セパレータ９０からの脱落が防止されつつも、間隙Ｄ１，Ｄ２の分だけセパレータ９０に対して相対的に動くことができる。なお、間隙Ｄ１，Ｄ２は、０であってもよく、支持金具１００をセパレータ９０に組み付けた状態、すなわち加締め前の状態においては、支持金具１００とセパレータ９０との相対的な位置調整が可能であればよい。
【００４５】
図５，図６に示すように、支持金具１００が組み付けられたセパレータ９０は、外筒３内に配置され、鍔部９３が外筒３の段部３３に当接される。その状態で、図７，図８に示すように、外筒３の外周面が、支持金具１００の周壁部１１０が配置される軸線Ｏ方向の位置において、径方向内向きに加締められる。加締めによって周壁部１１０が径方向内向きに変形し、基端部１２２を介して周壁部１１０に接続する第一突片１２０の先端部１２１が、径方向内向きに押圧される。先端部１２１は、セパレータ９０の本体部９２の外側面９４に当接し、さらに加締めによる押圧によって、外側面９４に密着する。加締めは外筒３の外周を一周して行われ、本体部９２が、４つの第一突片１２０の先端部１２１によって径方向内向きに押圧される。セパレータ９０は、第一突片１２０によって径方向に位置決めされて、径方向に固定される。
【００４６】
先端部１２１が外側面９４に密着した状態で、さらに周壁部１１０が加締めによる押圧を受けると、第一突片１２０の基端部１２２が径方向に移動できなくなり、軸線Ｏ方向後端側へ向けて折れるように変形する。基端部１２２は、セパレータ９０の鍔部９３の先端向き面９７に当接すると、先端向き面９７を押圧してセパレータ９０を後端側へ移動させる。鍔部９３は外筒３の段部３３に当接しており、それ以上、軸線Ｏ方向の後端側へ移動できないので、さらに加締めによる押圧を基端部１２２が受けると、基端部１２２が段部３３の先端向き面９７に密着する。そして、基端部１２２と段部３３との間に鍔部９３が挟まれ、セパレータ９０が、軸線Ｏ方向に位置決めされて、軸線Ｏ方向に固定される。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態のガスセンサ１は、セパレータ９０を支持する支持金具１００の第二突片１３０の先端部１３１が、セパレータ９０の鍔部９３を超えて後端向き面９５に当接するので、あらかじめセパレータ９０に支持金具１００を組み付けた場合に、支持金具１００がセパレータ９０から脱落しない。ガスセンサ１を組み立てる場合には、支持金具１００を組み付けたセパレータ９０を外筒３内に挿入し、支持金具１００を外筒３に固定することによって外筒３内でのセパレータ９０の位置決めを行うが、その過程において支持金具１００が脱落しないので、組み立て作業が容易である。また、セパレータ９０は本体部９２が支持金具１００の周壁部１１０から離間して配置されるので、支持金具１００の固定前の過程において、周壁部１１０から突出する第一突片１２０もセパレータ９０の本体部９２および鍔部９３と離間した状態にある。したがって、固定の過程においては、セパレータ９０の径方向の移動を可能にすることができるため、外筒３内でのセパレータ９０の位置調整が容易であり、セパレータ９０の傾き等を矯正することが可能である。ゆえに、例えば、セパレータ９０が傾いたまま外筒３内で位置決めされることによって、セパレータ９０自身やセパレータ９０の本体部９２を支持する第一突片１２０に負荷がかかったり、セパレータ９０内に収容される端子金具７０，８０に負荷がかかったりすることを、防止できる。また、固定後には、第一突片１２０が外筒３内でセパレータ９０の本体部９２の外側面９４、および鍔部９３の先端向き面９７と当接するため、セパレータ９０の径方向の移動が規制され、外筒３内でセパレータ９０を確実に固定することができる。
【００４８】
また、支持金具１００をセパレータ９０に組み付ける際に、第二突片１３０がセパレータ９０の後端向き面９５に到達する過程で、溝部９６（孔部１９６でもよい）を通過できるので、第二突片１３０を無理矢理に広く押し広げたりすることなく、セパレータ９０の鍔部９３を超えさせることができる。また、外筒３の径方向内向きの加締めによって支持金具１００の周壁部１１０を外筒３に固定するので、第一突片１２０が径方向内向きに押圧される。これにより、第一突片１２０が外筒３内でセパレータ９０の本体部９２の外側面９４を径方向内向きに押圧して本体部９２に密接し、より確実に、セパレータ９０を固定することができる。また、外筒３の段部３３と第一突片１２０との間に鍔部９３を付勢して挟むので、支持金具１００は、外筒３内でセパレータ９０を径方向に支持するだけでなく、軸線Ｏ方向にも支持することができ、より確実に、外筒３内でセパレータ９０を固定することができる。
【００４９】
なお、本発明は上記各実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。例えば、図９に示す、セパレータ１９０のように、鍔部１９３に軸線Ｐ方向に貫通する孔部１９６を設けてもよい。孔部１９６は、本実施の形態のセパレータ９０の溝部９６と同様に、本体部１９２の外側面１９４が、孔部１９６の内周面の一部を構成するとよい。そして、外側面１９４は、孔部１９６の形成位置では、鍔部１９３を超えて、セパレータ１９０の後端向き面１９５に接続するとよい。もちろん、孔部１９６と溝部９６とが混在して設けられてもよい。
【００５０】
また、図１０に示す、セパレータ２９０のように、本体部２９２の外側面２９４が、軸線Ｐの先端側へ向けて先細るテーパ状に形成されてもよい。この場合に、本体部２９２の先端向き面２９８の外径Ｖを、４つの第二突片１３０の先端部１３１によって形成される仮想円の直径Ｕよりも小さく形成するとよい。このようにすれば、セパレータ２９０の本体部２９２を、先端側から、支持金具１００の周壁部１１０内へ挿入する際に、最初に第二突片１３０の先端部１３１を径方向外向きに押し広げなくとも、先端部１３１間に本体部２９２を配置させることができる。その上で、セパレータ２９０を周壁部１１０内に押し込めば、テーパ状の外側面２９４に沿って第二突片１３０が押し広げられるので、鍔部２９３を超えて、セパレータ２９０の後端向き面２９５に達することができる。
【００５１】
また、セパレータ９０において、本体部９２の後端向き面と鍔部９３の後端向き面とが同一平面をなし、セパレータ９０の後端向き面９５を構成したが、両者は同一平面でなくともよい。例えば、本体部の外周面において、軸線Ｐ方向の、例えば中央付近に、径方向外向きに突出する鍔部が形成され、本体部の後端向き面がセパレータの後端向き面を構成してもよい。
【００５２】
セパレータ９０の鍔部９３に設けた溝部９６は、鍔部９３の周方向において４カ所に形成したが、１カ所以上あればよい。セパレータ１９０の孔部１９６についても同様である。また、支持金具１００の第一突片１２０と第二突片１３０とを周方向に異なる部位に形成したが、周方向に同一の部位に形成されてもよい。具体的に、第一突片１２０と第二突片１３０とが一体となった突出部を形成すればよく、例えば、第二突片が後端側へ向けて延びる途中から先端側へ向けて折り返すように突出する第一突片を形成してもよい。また、支持金具１００において、第一突片１２０を、周壁部１１０の先端側の開口１１２から径方向内向きに突出させて形成し、第二突片１３０を、本実施の形態と同様に、周壁部１１０の後端側の開口１１１から突出させて形成してもよい。
【００５３】
また、支持金具１００は第一突片１２０と第二突片１３０とをそれぞれ４つずつ備えるが、１以上であればよい。第一突片１２０が１つの場合には、第一突片１２０が、例えば周壁部１１０の周方向の２／３以上を占める幅を有し、周壁部１１０の形状に沿う弧状に形成されればよい。
【００５４】
また、支持金具１００の第一突片１２０の先端部１２１と、セパレータ９０の本体部９２の外側面９４との間に間隙Ｄ１を設けたが、両者が接触していてもよい。外筒３内にセパレータ９０を組み付ける加締めによって、第一突片１２０と本体部９２とが密接し、外筒３内でセパレータ９０が径方向に位置決め固定されればよい。第一突片１２０の先端部１２１と、鍔部９３の先端向き面９７との間の間隙Ｄ２についても同様であり、両者が接触し、加締めによって、第一突片１２０と鍔部９３とが密接し、外筒３内でセパレータ９０が軸線Ｏ方向に位置決め固定されればよい。
【００５５】
また、上記実施の形態では、本発明に係るガスセンサの一態様として、λ型の酸素センサであるガスセンサ１を例示した。例えば、酸素ガスセンサ、全領域空燃比センサ、ＮＯｘセンサやＨＣセンサなど、検出素子の出力を取り出すための接続端子をセパレータ内に収容し、そのセパレータを外筒内で保持する支持金具を用いるガスセンサに、本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１    ガスセンサ
３    外筒
５    主体金具
６    検出素子
３３    段部
７０    内側端子
８０    外側端子
９０    セパレータ
９２    本体部
９３    鍔部
９４    外側面
９５    後端向き面
９６    溝部
９７    先端向き面
１００    支持金具
１１０    周壁部
１２０    第一突片
１３０    第二突片
１３１    先端部
１９０    セパレータ
１９６    孔部
【図１】
2013195278.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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