(57)【要約】【課題】塩水等の付着による外筒部材の腐食が抑えられ、外筒部材の内部への塩水等の侵入による検出精度の低下が防止されるセンサを提供する。【解決手段】本発明のセンサ１００は、センサ素子２と、主体金具４と、主体金具４の後端側に固定される筒状の外筒部材１１と、外筒部材１１の外周面を覆う筒状の保護外筒部材１２とを備え、外筒部材１１には、外筒部材１１と保護外筒部材１２との間を封止するために、その外周面の周方向にわたって保護外筒部材１２と直接接する封止部Ａと、封止部Ａの先端側に延在し、保護外筒部材１２と離間して対向する離間部Ｒ１とを有するセンサにおいて、外筒部材１１が保護外筒部材１２よりも錆びにくいことを特徴とする。【選択図】図２
2009276339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延び、先端側が測定対象ガスに晒されるセンサ素子と、
該センサ素子の周囲を覆う主体金具と、
該主体金具の後端側に固定される金属製の外筒部材と、
該外筒部材の外表面を覆う筒状の金属製の保護外筒部材とを備え、
該外筒部材は、周方向にわたって該保護外筒部材と直接又は別部材を介して接する封止部と、該封止部よりも先端側に位置し、該保護外筒部材と離間して対向する離間部と、を有するセンサにおいて、
前記外筒部材が、前記保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いることを特徴とする特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記外筒部材の材料及び前記保護外筒部材の材料がステンレス鋼であり、且つ、前記外筒部材の材料が、前記保護外筒部材の材料よりもＣｒの含有量（ｗｔ％）が多いことを特徴とする請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
前記外筒部材の材料が、前記保護外筒部材の材料よりもＮｉの含有量（ｗｔ％）が多いことを特徴とする請求項２記載のセンサ。
【請求項４】
前記外筒部材がＳＵＳ３１０Ｓから形成されており、前記保護外筒部材がＳＵＳ３０４Ｌから形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサに関する。更に詳しくは、酸素センサ、炭化水素センサ、酸化窒素センサなど、測定対象となる雰囲気に含まれる被検出成分を検出するためのガスセンサ、及び測定対象となる雰囲気の温度を測定するための温度センサ等の各種のセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、センサは、雰囲気に含まれる被検出成分を検出する検出部が先端に設けられたセンサ素子、外周面にセンサ取付用のネジ部が形成された主体金具、主体金具の先端側から突出しているセンサ素子の検出部を覆うように主体金具に固定されたプロテクタ、主体金具の後端側の開口部に固定され、開口部から後方に延びるセンサ素子を保護する外筒部材、外筒部材の径方向周囲を覆うともに、撥水フィルタを介して配設された保護外筒部材等の複数の筒状体が組み合わされて構成されている。
【０００３】
このようなセンサのうち、例えば、酸素センサは、近年、排気管に取り付けられた排ガス中の有機物質を分解する触媒装置の下流側に装着することで、有機物質が除去された排ガスに含まれる被検出成分を測定することが一般的となっている。この場合、酸素センサは、エンジンから自動車の底部に沿って後方に延びる排気管の下流側に配設されるため、自動車走行時に跳ね上げられた水が、ガスセンサの外表面に水滴となって付着することがある。そのため、水分等がガスセンサの内部に侵入するのを防止するため、複数の筒状体同士を確実に接合し、ガスセンサの十分な水密性を確保する必要がある。
【０００４】
上記のように複数の筒状体同士を接合する方法として、加締め固定法等が挙げられ、例えば、プロテクタが、主体金具の先端部に加締め固定され、外筒部材の先端部が、主体金具の後端部に加締め固定され、保護外筒部材の外筒部材に嵌装された先端側が、外筒部材に加締め固定された酸素センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。この酸素センサでは、例えば、保護外筒部材の先端側に、径方向内側に縮径する形態で連結加締め部が設けられ、この連結加締め部が、外筒部材の外表面に密着することによって、外筒部材と保護外筒部材との間からの水分等の侵入が防止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３５２０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図５に示されるように、保護外筒部材１２の先端側における連結加締め固定は、誤差範囲内での位置ずれを許容するため、保護外筒部材１２の先端から後方側にやや離れた位置でなされることが多い。しかし、この位置で加締めがなされると、保護外筒部材１２の連結加締め部Ｓ４よりも更に先端側の残部が外方に反ってしまい、保護外筒部材１２の先端部と外筒部材１１の外表面との問に微少な隙間が形成されることが多い。このように隙間が形成された場合、ガスセンサの外表面周面に付着した水滴等が毛細管現象によって隙間に引き込まれ、この隙間に引き込まれた水分は、その表面張力によって長期に渡って隙間に滞留することになる。
【０００７】
特に、この隙間に金属塩を含むような水溶液、例えば、塩分が溶解した水溶液（以下、塩水という。）が引き込まれた場合、隙間に露出する外筒部材１１（以下、離間部Ｒ１）の外表面と保護外筒部材１２の内表面との間で化学反応が起こり、離間部Ｒ１の外表面及び保護外筒部材１２の内表面がともに腐食する恐れがある。例えば、積雪の多い寒冷地では、塩化カルシウムを主成分とする融雪剤が撒布されるのが一般的であるが、融雪により地面にできた水溜まりには、この塩化カルシウムが溶解していることが多い。そして、このような水溜まりを自動車が通過した場合、跳ね上げられた塩水がガスセンサの表面に付着し、この塩水が前記の隙間に引き込まれて滞留し、腐食する恐れがある。特に、離間部Ｒ１にこの腐食が進行すると、離間部Ｒ１にクラックＣが発生することもあり、このクラックＣから塩水が外筒部材１１の内部に侵入し、センサの検出精度が低下する恐れもある。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、複数の筒状体が互いに接合された構造を有するセンサにおいて、塩水等の水分の付着による外筒部材の腐食が抑えられ、外筒部材の内部への塩水等の侵入によるセンサの検出精度の低下が防止される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】
本発明のセンサは、軸線方向に延び、先端側が測定対象ガスに晒されるセンサ素子と、該センサ素子の周囲を覆う主体金具と、該主体金具の後端側に固定される金属製の外筒部材と、該外筒部材の外表面を覆う筒状の金属製の保護外筒部材とを備え、該外筒部材は、周方向にわたって該保護外筒部材と直接又は別部材を介して接する封止部と、該封止部よりも先端側に位置し、該保護外筒部材と離間して対向する離間部と、を有するセンサにおいて、前記外筒部材が、前記保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いることを特徴とする特徴とする。
また、請求項１記載のセンサにおいて、前記外筒部材の材料及び前記保護外筒部材の材料がステンレス鋼であり、且つ、前記外筒部材の材料が、前記保護外筒部材の材料よりもＣｒの含有量（ｗｔ％）が多いことを特徴とする。
また、請求項２記載のセンサにおいて、前記外筒部材の材料が、前記保護外筒部材の材料よりもＮｉの含有量（ｗｔ％）が多いことを特徴とする。
さらに、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のセンサにおいて、前記外筒部材がＳＵＳ３１０Ｓから形成されており、前記保護外筒部材がＳＵＳ３０４Ｌから形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のセンサによれば、外筒部材が、保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いることで、保護外筒部材の内周面と外筒部材（離間部）の外周面との隙間に塩水等が滞留したとしても、保護外筒部材が外筒部材よりも先に腐食するため、外筒部材が腐食するのを抑えることができる。その結果、クラックＣが形成されにくく、塩水が外筒部材の内部に侵入することを抑制でき、センサの検出精度が低下することを抑制できる。
【００１１】
なお、「前記外筒部材が、前記保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いる」とは、以下の方法にて実施できる。まず、所定の材料からなる第１試験片と、第１試験片とは異なる材料からなる第２試験片とを準備し、この第１試験片、第２試験片をＪＩＳ  Ｚ２３７１（２００７年度版）の塩水噴霧試験方法にてそれぞれ試験する。試験後、第１試験片、第２試験片の重量をそれぞれ測定し、例えば、第１試験片が第２試験片よりも軽い重量となったとき、第１試験片が第２試験片よりも錆やすいと判断する。そして、第１試験片に用いられる材料を保護外筒部材に用い、第２試験片に用いられる材料を外筒部材に用いることで、外筒部材が保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いることが実施できる。
【００１２】
そして、外筒部材及び保護外筒部材は、外部からの飛石等を防止するため、ステンレス鋼を用いることが好ましい。この際、外筒部材に含まれるＣｒの含有量（ｗｔ％）が、保護外筒部材に含まれるＣｒの含有量（ｗｔ％）よりも多いステンレス鋼を用いることで、外筒部材が保護外筒部材よりも錆びにくい材料を用いることができる。
なお、外筒部材及び保護外筒部材にステンレス鋼を用いる場合には、外筒部材のステンレス鋼に含まれるＣｒの含有量（ｗｔ％）が、保護外筒部材のステンレスに含まれるＣｒの含有量（ｗｔ％）よりも多くするだけでなく、さらに、外筒部材のステンレス鋼に含まれるＮｉの含有量（ｗｔ％）が、保護外筒部材のステンレスに含まれるＮｉの含有量（ｗｔ％）よりも多くすることがさらに好ましい。
【００１３】
さらに、具体的な材料としては、外筒部材にＳＵＳ３１０Ｓを用い、保護外筒部材にＳＵＳ３０４Ｌを用いることが更に好ましい。このＳＵＳ３１０Ｓは、Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ１９．００〜２２．００％、Ｃｒ：２４．００〜２６．００％、残部Ｆｅで形成されている。また、ＳＵＳ３０４Ｌは、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ９．００〜１３．００％、Ｃｒ：１８．００〜２０．００％、残部Ｆｅで形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係るガスセンサの模式的な断面図である。
【図２】図１のガスセンサの外筒部材と保護外筒部材とが加締めにより固定され、連結された部分を拡大して示す部分拡大図である。
【図３】第２の実施形態に係るガスセンサ２００の模式的な断面図である。
【図４】図３のガスセンサの外筒部材と保護外筒部材とが加締めにより固定され、連結された部分を拡大して示す部分拡大図である。
【図５】従来の連結された外筒部材と保護外筒部材との連結加締め部の封止部と離間部との先端側の境界周辺において外筒部材に発生したクラックを示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のセンサの一実施の形態であるガスセンサ１００について、図面を参照しながら説明する。
［１］第１の実施形態のガスセンサ
図１は、本実施形態に係るガスセンサ１００の模式的な断面図であり、このガスセンサ１００は、自動車の排気管に装着されて使用に供されるものであって、このガスセンサ１００として、例えば、排気管の内部を流通する排気ガスに含まれる酸素濃度を検出する酸素センサ等が挙げられ、以下、この酸素センサについて詳しく説明する。
【００１６】
ガスセンサ１００は、軸線方向に延びるとともに、先端部が閉塞された有底筒状をなすセンサ素子２と、センサ素子２の周囲を覆うともに、自身の内面側にセンサ素子２を保持する主体金具４と、主体金具４の後端側に固定される筒状の外筒部材１１と、外筒部材１１の外周面を覆う筒状の保護外筒部材１２とを備える。
尚、本実施形態において、図１のセンサ１００の軸線方向のうち、センサ素子２の測定対象ガス（排気ガス）に曝される先端部に向かう側（有底筒状の固体電解質体２１の底部側、図１の下方側）を「先端側」とし、これと反対方向（図１の上方側）を「後端側」として説明する。
【００１７】
センサ素子２は、イットリア等を安定化剤として固溶させた部分安定化ジルコニアなどを主成分とする酸素イオン伝導性を有するセラミックを用いて成形され、先端部が閉塞された有底筒状の固体電解質体２１と、この固体電解質体２１の内面のほぼ全面に形成されたＰｔ又はＰｔ合金からなる多孔質の内部電極層２２と、固体電解質体２１の外面に内部電極層２２と同様にして形成された多孔質の外部電極層２３とを有する。また、外部電極層２３は、アルミナマグネシアスピネル等の耐熱性セラミックからなる多孔質の電極保護層（図示せず）により被覆されている。さらに、センサ素子２の軸線方向の略中間位置には、径方向外側に向かって突出する係合用フランジ部２４が設けられている。
【００１８】
固体電解質体２１の内部には、発熱部３１を有する棒状のセラミックヒータ３が、発熱部３１が固体電解質体２１の底部側に位置するように挿入されている。このセラミックヒータ３では、後述するヒータ用リード線３２、３３を介して通電されることで発熱部３１が発熱し、センサ素子２が加熱されて活性化される。
【００１９】
主体金具４は、ガスセンサ１００を排気管の取付部に取り付けるためのネジ部４１と、排気管の取付部への取り付け時に取付工具をあてがう六角部４２とを有する。また、主体金具４の先端側内周には、径方向内側に向かって突出する金具側段差部４３が設けられ、金具側段差部４３には、パッキン５１を介してアルミナ製の支持部材５２が係止されている。そして、センサ素子２は、係合用フランジ部２４が支持部材５２に支持されることにより、主体金具４に支持される。更に、支持部材５２の後端側における主体金具４の内面とセンサ素子２の外面との間には、滑石粉末等の無機充填材が充填されて充填材部５３が形成され、この充填部材５３の後端側には、アルミナ製のスリーブ５４及び環状リング５５が順次同軸状に内挿されて配設される。
【００２０】
また、主体金具４の先端側外周には、センサ素子２の主体金具４の先端から突出している先端部を取り囲むように金属製の二重のプロテクタ６１、６２が溶接により固定されている。プロテクタ６１、６２には、それぞれ複数のガス取入孔が形成されており、このガス取入孔から排気ガスが流入し、排気ガスに含まれる酸素濃度が検出される。
【００２１】
筒状の外筒部材１１は、厚さ０．８ｍｍのＳＵＳ３１０Ｓにて形成されており、その先端側が主体金具４の後端側の内側に挿入されて固定されている。また、この外筒部材１１は、先端側の拡径した開口端部である先端開口端部１１ａを環状リング５５に当接させた状態で、主体金具４の金具側後端部４４を内側方向に加締めることで、主体金具４に固定されている。
尚、ガスセンサ１００においては、主体金具４の金具側後端部４４を加締めることにより、滑石粉末等の無機充填材がスリーブ５４を介して圧縮充填され、充填材部５３が形成される構造になっている。これにより、センサ素子２が筒状の主体金具４の内側に水密状に保持されている。
【００２２】
更に、外筒部材１１には、その軸線方向における略中間位置に外筒段差部１１ｂ形成されており、外筒段差部１１ｂより先端側が外筒先端側胴部１１ｃとして形成され、外筒段差部１１ｂより後端側が外筒後端側胴部１１ｄとして形成されている。そして、外筒後端側胴部１１ｄは、外筒先端側胴部１１ｃより内径及び外径がともにやや小さく形成され、且つその内径は後述するセパレータ６のセパレータ本体部６１の外径より若干大きく形成されている。また、外筒後端側胴部１１ｄには、周方向に沿って所定の間隔で複数の大気導入孔１１ｅが形成されている。
【００２３】
保護外筒部材１２は、厚さ０．４ｍｍＳＵＳ３０４Ｌの板材を深絞り加工することにより筒状に成形され、後端側に外部から内部に通じる開口部を有する保護外筒後端側部１２ａ、先端側に外筒部材１１に対して後端側から同軸状に嵌装され、連結される保護外筒先端側部１２ｂ、保護外筒後端側部１２ａと保護外筒先端側部１２ｂとの間の保護外筒変径部１２ｃが形成されている。また、保護外筒部材１２の保護外筒先端側部１２ｂには、周方向に沿って所定の間隔で複数の大気導入孔１２ｄが形成されている。
尚、保護外筒後端側部１２ａには、後述する弾性シール部材７を水密状に固定するための加締め部Ｓ１が形成されている。
【００２４】
また、保護外筒部材１２には大気導入孔１２ｄが形成され、外筒部材１１には大気導入孔１１ｅが形成されているが、保護外筒部材１２と外筒部材１１との間の少なくとも各々の大気導入孔１２ｄ、１１ｅに対応する位置にはフィルタ８が配設されている。このフィルタ８により、大気導入孔１１ｅから水分が侵入するのを防止することができる。このフィルタ８は、合成樹脂製の繊維等からなる多孔質体により形成され、特に撥水性に優れる繊維からなる多孔質体からなるフィルタ８であることが好ましい。このようなフィルタ８としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン繊維からなる多孔質体（ジャパンゴアテックス社製、商品名「ゴアテックス」）等が挙げられ、水又は多量の水を含む液体の透過は抑えられる一方で、大気等の気体は容易に透過させることができる。
【００２５】
また、図２のように、保護外筒部材１２と外筒部材１１とは、保護外筒部材１２の保護外筒先端側部１２ｂのうちで、大気導入孔１２ｄより後端側の少なくとも一部を、フィルタ８を介して径方向内側に加締めることで形成された第２加締め部Ｓ２と、大気導入孔１２ｄよりも先端側の少なくとも一部を、フィルタ８を介して径方向内側に加締めることで形成された第３加締め部Ｓ３とにより固定されている。この場合、配設されたフィルタ８は、外筒部材１１と保護外筒部材１２との問で圧縮されて保持されることになる。また、保護外筒部材１２の保護外筒先端側部１２ｂは外筒先端側胴部１１ｃに対して、外側から嵌装されるように配設されている。更に、保護外筒先端側部１２ｂの先端部と外筒先端側胴部１１ｃとが加締められ、即ち、保護外筒先端側部１２ｂの先端部が径方向内側に向けて加締められ、径方向内側に縮径した連結加締め部Ｓ４が形成されている。
【００２６】
上記のようにして、外筒部材１１に保護外筒部材１２が加締め固定されることで、外筒部材１１と保護外筒部材１２とは互いに強固に固定され連結される。そして、基準ガスとしての大気は、大気導入孔１２ｄ、フィルタ８及び大気導入孔１１ｅを流通して外筒部材１１の内部に導入され、固体電解質体２１の底部２１ａに導入される。一方、水分はフィルタ８により流入が抑えられ、外筒部材１１の内部への侵入が阻止される。
尚、外筒部材１１と保護外筒部材１２とは、加締めばかりでなく、抵抗溶接、レーザービーム溶接及び電子ビーム溶接等の溶接、並びに圧入などの方法により連結し、固定することもできる。
【００２７】
外筒部材１１と保護外筒部材１２とは、連結加締め部Ｓ４において加締められることにより連結し、固定されている。この際、外筒部材１１に、周方向にわたって保護外筒部材１２と接する封止部Ａ（連結加締め部Ｓ４に対応する部分）と、封止部Ａの先端側に延在し、保護外筒部材１２と離間して対向する離間部Ｒ１とが形成される。なお、溶接及び圧入の場合も同様に封止部Ａと離間部Ｒ１とが形成される。
【００２８】
この保護外筒部材１２の先端部の内周面と外筒部材１１の外周面との隙間（離間部Ｒ１に対応する部分）に入り込んだ水分が滞留したとしても、外筒部材１１をＳＵＳ３１０Ｓとし、保護外筒部材１２をＳＵＳ３０４Ｌすることにより、外筒部材１１が保護外筒部材１２よりも錆びにくい材料を用いており、保護外筒部材１２が外筒部材１１よりも先に腐食する。このため、外筒部材１１が腐食するのを抑えることができ、センサの検出精度が低下することを抑制できる。
【００２９】
さらに、図１のように、外筒部材１１の外筒後端側胴部１１ｄの内側には、略円筒状のセパレータ６が配設されている。このセパレータ６には、素子用リード線２５、２６と、ヒータ用リード線３２、３３とを挿通するためのリード線挿通孔６２が、先端側から後端側にかけて貫通するように形成されている。また、セパレータ６には、このセパレータ６の先端面において開口する有底の保持孔６３が軸線方向に形成されている。この保持孔６３の内部にはセラミックヒータ３の後端部が挿入され、セラミックヒータ３の後端面が保持孔６３の底面に当接することによりセラミックヒータ３の軸線方向における位置決めがなされている。
【００３０】
更に、このセパレータ６は、外筒部材１１の後端側の内側に嵌装されたセパレータ本体部６１を備えるとともに、セパレータ本体部６１の後端部から径方向外側に延設されたセパレータフランジ部６４を有している。即ち、セパレータ６は、セパレータ本体部６１が外筒部材１１に嵌装されるとともに、セパレータフランジ部６４が外筒部材１１の後端面にフッ素ゴム等からなる環状シール部材９を介して支持される状態で、保護外筒部材１２の内側に配設されている。
【００３１】
一方、セパレータ６の後端側には、耐熱性に優れるフッ素ゴム等からなる弾性シール部材７が配設されている。この弾性シール部材７は、本体部７１と、この本体部７１の先端側において径方向外側に向けて延設されたシール部材鍔部７２とを有している。また、本体部７１を軸線方向に貫通するように４個のリード線挿通孔７３が形成されている。このように、弾性シール部材７が、保護外筒部材１２の後端側の内側に内挿され、保護外筒部材１２が加締められて、加締め部Ｓ１が形成されることによって、弾性シール部材７が保護外筒部材１２に固定されている。
【００３２】
更に、素子用リード線２５、２６及びヒータ用リード線３２、３３は、セパレータ６のセパレータリード線挿通孔６２、弾性シール部材７のリード線挿通孔７３に挿通されて、外筒部材１１及び保護外筒部材１２の内部から外部に向かって引き出されている。
尚、これら４本のリード線３２、３３、２５、２６は、外部において図示しないコネクタに接続され、このコネクタを介してＥＣＵ等の外部機器と各々のリード線３２、３３、２５、２６との電気信号の入出力がなされることになる。
【００３３】
また、リード線３２、３３、２５、２６は、詳細は図示しないが、導線が樹脂製の絶縁皮膜により被覆された構造を有し、導線の後端部がコネクタに設けられたコネクタ端子に接続される。そして、素子用リード線２５の導線の先端部は、固体電解質体２１の外面に外装された端子金具Ｋ１の後端部に加締められ、素子用リード線２６の導線の先端部は、固体電解質体２１の内側に圧入された端子金具Ｋ２の後端部に加締められ、それぞれ接続されている。これにより、素子用リード線２５は、センサ素子２の外部電極層２３と電気的に接続され、素子用リード線２６は、内部電極層２２と電気的に接続される。他方、ヒータ用リード線３２、３３の導線の先端部は、セラミックヒータ３の発熱抵抗体と接合された一対のヒータ用端子金具と各々接続される。
【００３４】
上記第１の実施形態に係るガスセンサ１００に限られず、図３のようなガスセンサ１００とは異なる構造の第２の実施形態に係るガスセンサ２００においても同様な効果を得ることできる。
【００３５】
ガスセンサ２００は、軸線方向に延びる板状のセンサ素子１０１と、内面側に他部材を介してセンサ素子１０１を保持している主体金具１０２と、主体金具１０２の後端側に固定された外筒部材１１１と、外筒部材１１１の他端側の外周面に嵌装され、固定された保護外筒部材１１２とを備える。
【００３６】
センサ素子１０１では、測定対象となる雰囲気に含まれる被検出成分を検出する検出部１０１ａと、セラミックヒータ１０３とが一体に形成されており、従来周知の構造を有している。主体金具１０２は、ガスセンサ２００を排気管の取付部に取り付けるためのネジ部１０２ａと、排気管の取付部への取り付け時に取付工具をあてがう六角部１０２ｂとを有する。また、主体金具１０２の金具側段差部１０２ｃには、アルミナ製の支持部材１０４が係止されている。そして、センサ素子１０１は、支持部材１０４にガラス質のシール部材１０４ａにより固定されている。更に、主体金具１０２の先端側には、センサ素子１０１の主体金具１０２から突出している先端部を取り囲むように金属製の二重のプロテクタ１０５ａ、１０５ｂが溶接により固定されている。プロテクタ１０５ａ、１０５ｂには、それぞれ複数のガス取入孔が形成されており、このガス取入孔から排気ガスが流入し、排気ガスに含まれる酸素濃度が検出される。
【００３７】
また、主体金具１０２の後端側には外筒部材１１１の先端側が嵌装されて固定されている。この外筒部材１１１は、その軸線方向における略中央位置に段差部１１１ａが形成されており、外筒段差部１１１ａより先端側が外筒先端側胴部１１１ｂとして形成され、外筒段差部１１１ａより後端側が外筒後端側胴部１１１ｃとして形成されている。更に、この外筒後端側胴部１１１ｃには、周方向に沿って所定の間隔で複数の大気導入孔１１１ｄが形成されている。また、外筒部材１１１の外筒後端側胴部１１１ｃには、保護外筒部材１１２の先端側が同軸状に嵌装され、連結されている。この保護外筒部材１１２にも、周方向に沿って所定の間隔で複数の大気導入孔１１２ａが形成されている。
この外筒部材１１１は、ＳＵＳ３１０Ｓから形成されており、保護外筒部材１１２は、ＳＵＳ３０４Ｌから形成されている。
【００３８】
保護外筒部材１１２には大気導入孔１１２ａが形成され、外筒部材１１１には大気導入孔１１１ｄが形成されているが、保護外筒部材１１２と外筒部材１１１との間の少なくとも各々の大気導入孔１１２ａ、１１１ｄに対応する位置にはフィルタ１０６が配置されている。
【００３９】
保護外筒部材１１２は、外筒部材１１１に径方向内側に向かって加締められて固定され、連結されている。より具体的には、フィルタ１０６の配設位置より後端側において保護外筒部材１１２と外筒部材１１１とが直接加締められる第１加締め部Ｓ１１と、大気導入孔１１２ａ、１１１ｄより後端側にてフィルタ１０６を介して加締められる第２加締め部Ｓ１２と、大気導入孔１１２ａ、１１１ｄより先端側にて加締められる連結加締め部Ｓ１３とを有している（図４参照）。
【００４０】
外筒部材１１１と保護外筒部材１１２とは、連結加締め部Ｓ１３において加締められることにより連結し、固定されている。この際、外筒部材１１１に、周方向にわたって保護外筒部材１１２と接する封止部Ａ２（連結加締め部Ｓ１３に対応する部分）と、封止部Ａ２の先端側に延在し、保護外筒部材１１２と離間して対向する離間部Ｒ１１とが形成される。なお、溶接及び圧入の場合も同様に封止部Ａ２と離間部Ｒ１１とが形成される。
【００４１】
この保護外筒部材１１２の先端部の内周面と外筒部材１１１の外周面との隙間（離間部Ｒ１１に対応する部分）に入り込んだ水分が滞留したとしても、外筒部材１１１をＳＵＳ３１０Ｓとし、保護外筒部材１１２をＳＵＳ３０４Ｌすることにより、外筒部材１１１が保護外筒部材１１２よりも錆びにくい材料を用いており、保護外筒部材１１２が外筒部材１１１よりも先に腐食する。このため、外筒部材１１１が腐食するのを抑えることができ、センサの検出精度が低下することを抑制できる。
【００４２】
また、外筒部材１１１の外筒先端側胴部１１１ｂの内側には、略円筒状のセパレータ１０７が配設されている。そして、このセパレータ１０７の内側には、素子用リード線１０１ａ、１０１ｂと、ヒータ用リード線１０３ａ、１０３ｂとに接続する接続端子１０８（図９には２個の接続端子のみを記載した。）が内挿されている。一方、外筒部材１１１の外筒後端側胴部１１１ｃの内側には、耐熱性に優れるフッ素ゴム等からなる弾性シール部材１０９が配設されており、この弾性シール部材１０９には軸線方向に貫通するように４個のリード線挿通孔１０９ａが形成されている。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、各種のガスセンサ、例えば、酸素センサ、炭化水素センサ、酸化窒素センサなど、測定対象となる雰囲気に含まれる被検出成分を検出するためのガスセンサ、及び測定対象となる雰囲気の温度を測定するための温度センサ等において利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１００、２００；ガスセンサ、１１、１１１；外筒部材、１２、１１２；保護外筒部材、２、１０１；センサ素子、４、１０２；主体金具、６、１０７；セパレータ、８、１０６；フィルタ、Ｓ４、Ｓ１３；連結加締め部、Ａ、Ａ２；封止部、Ｒ１、Ｒ１１；離間部。
【図１】
2009276339.tif 000003
【図２】
2009276339.tif 000004
【図３】
2009276339.tif 000005
【図４】
2009276339.tif 000006
【図５】
2009276339.tif 000007