JP2017191094A - センサ及びセンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セパレータの軸線と検出素子の軸線との一致度を向上させたセンサを提供する。【解決手段】ガスセンサ１は、ガスセンサ素子３と主体金具２とセパレータ９１と保持部材９２と外筒６を備える。保持部材９２は、本体部９２ａと第１支持部９２ｂと第２支持部を備える。セパレータ９１は、主体金具２よりも後端側ＢＥに配置されてガスセンサ素子３の後端部を取り囲む。保持部材９２は、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成されて、外筒６の内部に配置されるとともに、軸線方向ＤＡにおける先端で開口している開口部９２ｄが主体金具２の後端に嵌め込まれた状態で主体金具２に固定され、セパレータ９１を取り囲みつつ支持する。【選択図】図１

Description

本発明は、検出素子を保持する主体金具を備えるセンサ及びセンサの製造方法に関する。

従来、検出素子と、検出素子を保持する主体金具と、主体金具の後端側に配置されて検出素子の後端部を収容する外筒とを備えるセンサが知られている。
このようなセンサは、外筒の後端側開口部を通じて外筒の外部から外筒の内部に挿入されて検出素子に接続されるリード線と、リード線が互いに接触しないようにしてリード線が検出素子と電気的に接続された状態を保持するセパレータとを備えている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１４−２０２６６３号公報

特許文献１に記載のセンサでは、筒状に形成された金属製の保持部材の内部にセパレータを配置し保持部材を外筒で加締めることにより、セパレータを外筒の内部に保持している。このため、セパレータの軸線は、外筒の軸線を基準として設定されることになり、主体金具により保持されている検出素子の軸線との一致度（同軸度）が低下してしまうという問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、セパレータの軸線と検出素子の軸線との一致度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明のセンサは、軸線方向に延びる長尺状に形成された検出素子と、主体金具と、セパレータと、外筒とを備える。
主体金具は、検出素子の後端が突き出た状態で検出素子を取り囲みつつ保持する。セパレータは、主体金具よりも後端側に配置されて検出素子の後端部を取り囲む。外筒は、セパレータを内部に収容する筒状をなし、自身の先端側内周が主体金具の外周を取り囲みつつ、主体金具の後端より後端側に向かって軸線方向に延びる。

そして本発明のセンサは、保持部材を備える。保持部材は、軸線方向に延びる筒状に形成されて、外筒の内部に配置されるとともに、軸線方向における先端で開口している先端側開口部が主体金具の外周に嵌め込まれた状態で主体金具に固定され、セパレータを取り囲みつつ支持する。

このように構成された本発明のセンサでは、筒状に形成された保持部材の内部にセパレータを配置することでセパレータが保持部材により保持される。このため、セパレータの軸線は保持部材の軸線を基準として設定されることになる。そして保持部材は、主体金具に嵌め込まれた状態で主体金具に固定されるため、保持部材の軸線は主体金具の軸線を基準として設定されることになる。すなわち、セパレータの軸線は、主体金具の軸線を基準として設定されることになる。このため、本発明のセンサは、セパレータの軸線と、主体金具により保持されている検出素子の軸線との一致度を向上させることができる。

また本発明のセンサにおいて、セパレータが、軸線方向に対して垂直な径方向に沿って外側へ突出する鍔部を有している場合には、保持部材は、セパレータの鍔部よりも先端側に配置されるとともに、後端側の端部から内側へ突出して鍔部の先端側で鍔部を支持する支持部を有するようにしてもよい。これにより、本発明のセンサでは、筒状に形成された保持部材の内部にセパレータの先端側部位が配置され、鍔部が支持部に支持されることで、セパレータが保持部材により保持される。

また本発明のセンサでは、支持部とセパレータにおける鍔部よりも先端側の部分とは、径方向において離間しているようにしてもよい。これにより、本発明のセンサでは、保持部材により保持されているセパレータの軸線を検出素子の軸線と一致させるために、離間している距離内で、径方向に沿ってセパレータの位置を調整することができる。

また本発明のセンサでは、支持部の内周面の最小内径と、セパレータの外周面うちで支持部の内周面に対向する部位における最大外径との径差が、０．２ｍｍ以上であってもよい。これにより、本発明のセンサでは、保持部材により保持されているセパレータの軸線を検出素子の軸線と一致させるために、セパレータが径方向に位置を円滑に調整することができる。

また本発明のセンサでは、保持部材は、更に保持部材の後端側の端部から先端側へ向かって折り曲げられた折り曲げ部を有し、折り曲げ部における先端側の端部は、鍔部よりも先端側でセパレータに接触する部位を有するようにしてもよい。これにより本発明のセンサでは、保持部材のうちで支持部が鍔部を支持するだけではなく、折り曲げ部によって鍔部よりも先端側での部分でセパレータを支持することが可能となる。このため、本発明のセンサでは、保持部材がより強固にセパレータを保持することができる。

また本発明のセンサでは、鍔部は、軸線方向において外筒および支持部にて挟持されているようにしてもよい。これにより、本発明のセンサでは、外筒と支持部とで鍔部を挟むことができ、保持部材がより強固にセパレータを保持することができる。

また本発明のセンサでは、保持部材の厚さは、主体金具において保持部材が嵌め込まれている箇所の厚さよりも小さいようにしてもよい。これにより、レーザ溶接によって保持部材を主体金具に固定する場合において、保持部材を貫通する程度のエネルギーを有するレーザ光を照射すればよいため、本発明のセンサは、レーザ光が主体金具まで貫通してしまうという事態の発生を抑制することができる。

また本発明のセンサでは、保持部材は、軸線方向に対して垂直な径方向において外筒と離間して配置されているようにしてもよい。これにより、保持部材から外筒への熱伝導を抑制することができる。

また本発明のセンサでは、保持部材の外径は、セパレータの外径よりも大きいようにしてもよい。これにより、本発明のセンサでは、セパレータと外筒との間に空間を形成することが可能となる。このため、本発明のセンサは、外部から外筒に加えられた外力（例えば、飛石）により外筒が変形した場合に外筒がセパレータに接触してしまう事態の発生を抑制し、セパレータの破損を軽減することができる。

また本発明のセンサでは、外筒と保持部材との重なり部位が主体金具の外周面の全周にわたって溶接されているようにしてもよい。これにより、外筒と保持部材とを別個に主体金具に固定することなくシンプルなセンサ構造にすることができ、また、外筒と保持部材とを主体金具に対して強固に固定することができる。

さらに、上記目的を達成するためになされた本発明のセンサの製造方法は、軸線方向に延びる長尺状に形成された検出素子と、検出素子の後端が突き出た状態で検出素子を取り囲みつつ保持する主体金具と、主体金具よりも後端側に配置されて検出素子の後端部を取り囲むセパレータと、主体金具よりも後端側に配置され、軸線方向に延びる筒状に形成されてセパレータを収容する外筒とを備えるセンサの製造方法であって、軸線方向に延びる筒状に形成されるとともに、軸線方向における先端で開口している先端側開口部を有する保持部材を準備し、この保持部材の先端側開口部を、検出素子を保持した主体金具に対して嵌め込む第１工程と、保持部材の後端側からセパレータを保持部材の内部に挿入し、セパレータにて検出素子の後端部を取り囲むように、セパレータを保持部材に支持させる第２工程と、外筒にて保持部材に支持されたセパレータを内部に収容するように、外筒を主体金具に嵌め込む第３工程と、を含む。

このセンサの製造方法では、第１工程により、保持部材の軸線が主体金具の軸線を基準として設定される。次いで、第２工程により、セパレータの軸線が保持部材の軸線を基準として設定され、その結果、セパレータの軸線が主体金具の軸線を基準として設定されることになる。そして、第３工程により、セパレータが自身の内部に収容されるように外筒を主体金具に対して嵌め込んで、センサを得る。こうすることで、セパレータの軸線と、主体金具により保持されている検出素子の軸線との一致度が向上したセンサを効率良く得ることができる。

ガスセンサ１の構成を示す断面図である。 保持部材９２の斜視図である。 保持部材９２とその周辺の断面図である。

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された実施形態のガスセンサ１は、図１に示すように、主体金具２と、ガスセンサ素子３と、保持部４と、プロテクタ５と、外筒６と、複数のリード線７と、複数の接続端子８と、分離部９と、グロメット１０を備える。図１において、ガスセンサ１の下端側を先端側ＦＥといい、ガスセンサ１の上端側を後端側ＢＥという。

主体金具２は、例えばステンレス等の耐熱金属で筒状に形成された部材である。主体金具２は、本体部２１と六角部２２を備える。
本体部２１は、ガスセンサ１の軸線Ｏの方向（以下、軸線方向ＤＡという）に延びる円筒状に形成され、その外周に雄ネジ２１ａが形成されている。雄ネジ２１ａは、ガスセンサ１を内燃機関の排気管に取り付けるために排気管に設けられている取付ネジ孔に嵌め合わせることが可能な形状を有する。また本体部２１は、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔２１ｂを備える。貫通孔２１ｂの内周壁には、径方向内側に向かって突出する段部２１ｃが形成されている。

六角部２２は、本体部２１において雄ネジ２１ａよりも後端側ＢＥに位置する外周から径方向に沿って外側へ延びて外周が六角形の板状に形成されている。六角部２２は、ガスセンサ１を排気管に取り付けるときに六角レンチ等の取付工具を嵌合させるための部位である。

ガスセンサ素子３は、素子本体部３１と保護層３２を備える。素子本体部３１は、軸線方向ＤＡに延びる長尺の板状に形成されている。そして、素子本体部３１の先端側ＦＥに、ガスセンサ素子３が晒される測定対象ガス（本実施形態では内燃機関の排気ガス）に含まれる特定ガス（本実施形態では酸素）の濃度を検出する検知部３１ａが形成されている。保護層３２は、多孔質状のアルミナで形成されており、少なくとも検知部３１ａを覆うようにして素子本体部３１の先端側ＦＥに配置される。

保持部４は、セラミックホルダ４１と滑石粉末４２とセラミックスリーブ４３とパッキン４４を備える。
セラミックホルダ４１は、本体部２１の段部２１ｃによって支持された状態で本体部２１の貫通孔２１ｂ内に収容可能な略円筒状に形成されたアルミナ製の部材である。セラミックホルダ４１には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔４１ａが形成されており、貫通孔４１ａ内にガスセンサ素子３が挿入される。

滑石粉末４２は、セラミックホルダ４１よりも後端側ＢＥで本体部２１の貫通孔２１ｂ内に充填される。
セラミックスリーブ４３は、本体部２１の貫通孔２１ｂ内に収容可能な略円筒状に形成されたアルミナ製の部材である。セラミックスリーブ４３には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する貫通孔４３ａが形成されており、貫通孔４３ａ内にガスセンサ素子３が挿入される。これにより、セラミックスリーブ４３は、滑石粉末４２よりも後端側ＢＥで本体部２１の貫通孔２１ｂ内に収容される。

パッキン４４は、本体部２１の貫通孔２１ｂ内に収容可能な円環状に形成された部材である。パッキン４４は、セラミックスリーブ４３と、本体部２１における後端側ＢＥの端部２１ｄとの間に配置される。本体部２１の端部２１ｄは、パッキン４４を介してセラミックスリーブ４３を先端側ＦＥへ押し付けるように加締められる。これにより、滑石粉末４２が圧縮充填され、保持部４は、ガスセンサ素子３の先端側ＦＥが主体金具２の先端側ＦＥより突出するとともに、ガスセンサ素子３の後端側ＢＥが主体金具２の後端側ＢＥより突出する状態で、ガスセンサ素子３を保持する。

プロテクタ５は、主体金具２から突出するガスセンサ素子３の先端側ＦＥの端部を覆うように筒状に形成された金属製の部材である。プロテクタ５には、複数のガス取入孔５ａが形成されている。プロテクタ５は、溶接により、主体金具２の先端側ＦＥの外周に接合されている。

プロテクタ５は、二重構造をなしており、外側プロテクタ５１と内側プロテクタ５２を備える。外側には、有底円筒状の外側プロテクタ５１が配置され、内側には、有底円筒状の内側プロテクタ５２が配置される。

外筒６は、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された金属製の部材である。外筒６は、先端側ＦＥの端部の開口部６ａ内に、主体金具２の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。

外筒６は、先端側筒部６１と、後端側筒部６２と、段部６３を備える。先端側筒部６１は、先端側ＦＥの端部が主体金具２に固定される部位である。後端側筒部６２は、先端側筒部６１よりも後端側ＢＥで軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成された部位である。段部６３は、円環状に形成されて先端側筒部６１と後端側筒部６２との間に配置された部位である。段部６３は、段部６３の外周で先端側筒部６１の端部と連結され、段部６３の内周で後端側筒部６２の端部と連結された状態で、先端側筒部６１と後端側筒部６２とを接続する。

複数のリード線７は、素子本体部３１の後端側ＢＥに形成された複数の電極パッド（不図示）のそれぞれに対応して設けられており、素子本体部３１と、ガスセンサ素子３を駆動制御するセンサ制御装置とを電気的に接続するための導線である（図１では２本のリード線７を示す）。

複数の接続端子８は、複数のリード線７のそれぞれに対応して設けられ、対応するリード線７の一端部（詳細には、絶縁被覆されたリード線７の一端部に露出した芯線部）に取り付けられる。
分離部９は、セパレータ９１と保持部材９２を備える。セパレータ９１は、軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成されたセラミック製の部材であり、外筒６内に配置される。セパレータ９１の内部には、複数の接続端子８と、素子本体部３１の後端側ＢＥの一部分とを収容可能な空間が形成されている。セパレータ９１は、複数の接続端子８の後端側ＢＥがセパレータ９１の後端側ＢＥより突出しており且つ複数の接続端子８が互いに接触しない状態を保持して、複数の接続端子８を内部に収容する。またセパレータ９１は、複数の接続端子８がそれぞれ素子本体部３１の電極パッドに接触している状態を保持する。また、セパレータ９１の後端側ＢＥの外周面には、径方向に沿って外側へ延びる鍔部９１ａが形成されている。

保持部材９２は、本体部９２ａと第１支持部９２ｂ（図１と図２を参照）と第２支持部９２ｃ（図２を参照）を備える。なお、本体部９２ａ、第１支持部９２ｂ、第２支持部９２ｃは、単一部材から構成される保持部材９２に一体的に設けられている。本体部９２ａは、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された金属製の部材である。本体部９２ａは、本体部９２ａの先端側ＦＥの端部が外筒６と主体金具２との間に挟まれた状態で、且つ、本体部９２ａの先端側ＦＥの端部の開口部９２ｄ内に主体金具２の後端側ＢＥの端部を嵌め込んだ状態で固定される。

第１支持部９２ｂは、図２に示すように、本体部９２ａの後端側ＢＥの端部から本体部９２ａの内側に向けて延びて、本体部９２ａの円周面に対して垂直に曲げられた部位である。第２支持部９２ｃは、本体部９２ａの後端側ＢＥから本体部９２ａの内側に向けて延びて、さらに本体部９２ａの先端側ＦＥに向かうように曲げられた部位である。第２支持部９２ｃは、先端側ＦＥに向かって伸びる部分の一箇所で屈曲している（屈曲部ＣＰを参照）。これにより、第２支持部９２ｃは、第２支持部９２ｃの先端側ＦＥの端部がセパレータ９１の先端側ＦＥの外周面に接触する。複数の第１支持部９２ｂと複数の第２支持部９２ｃは、本体部９２ａの後端側ＢＥの端部に形成されている開口部の円周に沿って交互に配置されている。

保持部材９２は、図１に示すように、セパレータ９１が外筒６の先端側筒部６１内に収容された状態において、鍔部９１ａよりも先端側ＦＥで主体金具２とセパレータ９１との間に位置するように設置される。これにより、セパレータ９１の鍔部９１ａの後端側ＢＥの面が外筒６の段部６３の内面と接触するとともに、セパレータ９１の鍔部９１ａの先端側ＦＥの面を複数の第１支持部９２ｂが先端側ＦＥから支持する状態となる。また、複数の第２支持部９２ｃの先端側ＦＥの端部がセパレータ９１の先端側ＦＥの外周面をその内側に向けて押し付ける状態となる。これにより、セパレータ９１は保持部材９２によって外筒６内に保持される。

また、外筒６の先端側筒部６１と保持部材９２の本体部９２ａの先端部は重なり合った状態で主体金具２の後端側ＢＥの端部に嵌め込まれており、双方の部材は主体金具２の外周面の全周にわたって溶接（具体的には、レーザ溶接）されている。これにより、外筒６と保持部材９２とは、周方向にわたる１つの溶接部Ｗによって主体金具２に対して、気密に且つ強固に固定され、ガスセンサ１の信頼性を高めることができる。

図３に示すように、外筒６の先端側筒部６１の内径Ｄ１は、主体金具２の後端側ＢＥの端部を嵌め込んでいる箇所以外で、保持部材９２の本体部９２ａの外径Ｄ２よりも大きい。このため、先端側筒部６１と本体部９２ａとの間に環状の空間Ｇ１が存在する。

保持部材９２の本体部９２ａの外径Ｄ２は、セパレータ９１の鍔部９１ａの外径Ｄ３よりも大きい。このため、先端側筒部６１とセパレータ９１の鍔部９１ａとの間に空間Ｇ２が存在する。

保持部材９２において第１支持部９２ｂが配置されている箇所における内径Ｄ４は、セパレータ９１において鍔部９１ａよりも先端側ＦＥの部分の外径Ｄ５よりも大きい。このため、第１支持部９２ｂとセパレータ９１との間に空間Ｇ３が存在する。また、第１支持部９２ｂの内周面の最小内径（本実施形態では内径Ｄ４）と、セパレータ９１の外周面うちで第１支持部９２ｂの内周面に対向する部位における最大外径（図３に示す外径Ｄ６）との径差は０．２ｍｍ以上となっており、本実施形態では具体的に０．６ｍｍとなっている。これにより、ガスセンサ１の製造時において、セパレータ９１を径方向に位置を円滑に調整しつつ保持部材９２の第１支持部９２ｂに支持されることになり、セパレータ９１の軸線とガスセンサ素子３の軸線との一致度をより精度良く向上させられる。

保持部材９２の本体部９２ａの厚さＷ１は、主体金具２において本体部９２ａが嵌め込まれている箇所の厚さＷ２よりも小さい。
グロメット１０は、図１に示すように、軸線方向ＤＡに延びる円柱状に形成されたフッ素ゴム製の弾性部材である。グロメット１０には、軸線方向ＤＡに沿って貫通する複数の貫通孔が形成されている。複数の貫通孔は、上記の複数のリード線７のそれぞれに対応して設けられており、複数の貫通孔には、それぞれ対応するリード線７が挿入される。

グロメット１０は、外筒６における後端側ＢＥの端部の開口部６ｂの内側に配置され、外筒６を介して径方向に加締められる。これにより、外筒６における後端側ＢＥの端部の開口部６ｂが閉塞される。

このように構成された本発明のガスセンサ１は、軸線方向ＤＡに延びる長尺状に形成されたガスセンサ素子３と、主体金具２と、セパレータ９１と、外筒６とを備える。
主体金具２は、ガスセンサ素子３の後端が突き出た状態でガスセンサ素子３を取り囲みつつ保持する。セパレータ９１は、主体金具２よりも後端側ＢＥに配置されてガスセンサ素子３の後端部を取り囲む。外筒６は、主体金具２よりも後端側ＢＥに配置され、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成されてセパレータ９１を収容する。

そしてガスセンサ１は、保持部材９２を備える。保持部材９２は、軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成されて、外筒６の内部に配置されるとともに、軸線方向ＤＡにおける先端で開口している開口部９２ｄが主体金具２に嵌め込まれた状態で主体金具２に固定され、セパレータ９１を取り囲みつつ支持する。

このようにガスセンサ１では、筒状に形成された保持部材９２の内部にセパレータ９１を配置することでセパレータ９１が保持部材９２により保持される。このため、セパレータ９１の軸線は保持部材９２の軸線を基準として設定されることになる。そして保持部材９２は、主体金具２に嵌め込まれた状態で主体金具２に固定されるため、保持部材９２の軸線は主体金具２の軸線を基準として設定されることになる。すなわち、セパレータ９１の軸線は、主体金具２の軸線を基準として設定されることになる。このため、ガスセンサ１は、セパレータ９１の軸線と、主体金具２により保持されているガスセンサ素子３の軸線との一致度を向上させることができる。これにより、セパレータ９１の内部において接続端子８と素子本体部３１の電極パッドとの接触位置が安定し、ガスセンサ１は、接続端子８と電極パッドとの接触の信頼性を向上させることができる。また、接続端子８と素子本体部３１の電極パッドとの接触位置が安定することにより接続端子８から素子本体部３１へ掛かる負荷が減少するため、ガスセンサ１は、上記負荷によるガスセンサ素子３の破損を軽減することができる。さらに、接続端子８と素子本体部３１の電極パッドとの接触位置が安定することにより、素子本体部３１の電極パッドの面積を小さくすることができるため、ガスセンサ１は、電極材料の使用量を低減することができる。

また、ガスセンサ１では、セパレータ９１が、軸線方向ＤＡに対して垂直な径方向に沿って外側へ突出する鍔部９１ａを有している。そして保持部材９２は、セパレータ９１の鍔部９１ａよりも先端側ＦＥに配置されるとともに、後端側ＢＥの端部から内側へ突出して鍔部９１ａの先端側ＦＥで鍔部９１ａを支持する第１支持部９２ｂを有する。これにより、ガスセンサ１では、セパレータ９１が保持部材９２により保持される。

また、ガスセンサ１では、第１支持部９２ｂとセパレータ９１における鍔部９１ａよりも先端側ＦＥの部分とは、径方向において空間Ｇ３が存在するように離間している。これにより、ガスセンサ１では、保持部材９２により保持されているセパレータ９１の軸線をガスセンサ素子３の軸線と一致させるために、離間している距離内、すなわち空間Ｇ３が形成されている範囲内で、径方向に沿ってセパレータ９１の位置を調整することができる。

また、ガスセンサ１では、第２支持部９２ｃは、更に保持部材９２の先端側ＦＥへ向かって折り曲げられた第２支持部９２ｃを有し、第２支持部９２ｃにおける先端側ＦＥの端部は、鍔部９１ａよりも先端側ＦＥでセパレータ９１に接触する部位を有する。これによりガスセンサ１では、第１支持部９２ｂが鍔部９１ａを支持するだけでなく、第２支持部９２ｃが鍔部９１ａよりも先端側ＦＥでの部分でセパレータ９１を支持することが可能となる。このため、ガスセンサ１では、保持部材９２がより強固にセパレータ９１を保持することができる。

また、ガスセンサ１では、保持部材９２の厚さＷ１は、主体金具２において保持部材９２が嵌め込まれている箇所の厚さＷ２よりも小さい。これにより、レーザ溶接によって保持部材９２を主体金具２に固定する場合において、保持部材９２を貫通する程度のエネルギーを有するレーザ光を照射すればよいため、ガスセンサ１は、レーザ光が主体金具２まで貫通してしまうという事態の発生を抑制することができる。

また、ガスセンサ１では、保持部材９２は、軸線方向ＤＡに対して垂直な径方向において外筒６と離間して配置されている。これにより、保持部材９２から外筒６への熱伝導を抑制することができる。このため、外筒６の開口部６ｂの内側に配置されているグロメット１０が、外筒６からの熱により破損する（劣化する）のを軽減することができる。

また、ガスセンサ１では、保持部材９２の外径Ｄ２は、セパレータ９１の外径Ｄ３よりも大きい。これにより、ガスセンサ１では、セパレータ９１の鍔部９１ａと外筒６との間に空間Ｇ２を形成することが可能となる。このため、ガスセンサ１は、外部から外筒６に加えられた外力（例えば、飛石）により外筒６が変形した場合に外筒６がセパレータ９１に接触してしまう事態の発生を抑制し、セパレータ９１の破損を軽減することができる。

また、ガスセンサ１では、鍔部９１ａは、軸線方向ＤＡにおいて外筒６および第１支持部９２ｂにて挟持されている。これにより、ガスセンサ１では、外筒６と第１支持部９２ｂとで鍔部９１ａを挟むことができ、保持部材９２がより強固にセパレータ９１を保持することができる。

次に、本実施形態のガスセンサ１の製造方法について、説明する。なお、以下の説明では、本発明の主要部となる工程を主にして、ガスセンサ１を製造する方法を説明する。
まず、主体金具２の内部、セラミックホルダ４１、滑石粉末４２、セラミックスリーブ４３、パッキン４４を収容しつつガスセンサ素子３を挿通し、ガスセンサ素子３を主体金具２に対して保持させた素子中間部品を準備する。次いで、本体部９２ａ、第１支持部９２ｂ、第２支持部９２ｃが設けられた筒状の保持部材９２を準備し、保持部材９２の本体部９２ａの先端部を、素子中間部品を構成する主体金具２の後端側ＢＥの端部に嵌め込む（第１工程に相当）。

次いで、セパレータ９１を準備し、各端子部材８に接続されたリード線７のそれぞれをセパレータの先端側ＦＥから後端側ＢＥに向かって挿通させ、各端子部材８をセパレータの内部に収容する。そして、端子部材８を内部に収容したセパレータ９１を、保持部材９２の後端側ＢＥから当該保持部材９２の内部に挿入し、セパレータ９１の鍔部９１ａを保持部材９２の第１支持部９１ａに支持させる（第２工程に相当）。このとき、保持部材９２の第２支持部９２ａもセパレータ９１の鍔部９１ａよりも先端側ＦＥの部位を支持する。このようにして、セパレータ９１にてガスセンサ素子３の後端部を取り囲むことによって、セパレータ９１の内部において接続端子８と素子本体部３１の電極パッドとを接触させる。

次いで、外筒６を主体金具２の後端側ＢＥの端部に嵌め込む（第３工程に相当）。これにより、保持部材９２に支持されたセパレータ９１を外筒６の内部に収容する。そして、外筒６の先端側筒部６１と保持部材９２の本体部９２ａの先端部との重なり部位に対して、主体金具２の外周面の全周にわたってレーザ溶接し、外筒６及び保持部材９２を主体金具２に対して固定する一方、グロメット１０を外筒６の後端に組み付ける。
このようにして、本実施形態のガスセンサ１を得た。

以上説明した実施形態において、ガスセンサ１は本発明におけるセンサ、ガスセンサ素子３は本発明における検出素子、開口部９２ｄは本発明における先端側開口部である。
また、第１支持部９２ｂは本発明における支持部、第２支持部９２ｃは本発明における折り曲げ部である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、ガスセンサに保持部材９２を適用したものを示したが、本発明はガスセンサに限定されるものではなく、主体金具とセパレータと外筒とを備えるセンサ（例えば、被測定流体の温度を検出するための温度センサや、被測定ガス中に粒子量を検出するための粒子センサ）に適用してもよい。また、センサとしてガスセンサを対象にする場合には、ガスセンサ素子３としては、酸素の濃度を測定するものに限定されず、窒素酸化物（ＮＯｘ）又は炭化水素（ＨＣ）等の濃度を測定するものを用いてもよい。

１…ガスセンサ、２…主体金具、３…ガスセンサ素子、６…外筒、９…分離部、９１…セパレータ、９１ａ…鍔部、９２…保持部材、９２ａ…本体部、９２ｂ…第１支持部，９２ｃ…第２支持部、９２ｄ…開口部

Claims (11)

1. 軸線方向に延びる長尺状に形成された検出素子と、
   前記検出素子の後端が突き出た状態で前記検出素子を取り囲みつつ保持する主体金具と、
   前記主体金具よりも後端側に配置されて前記検出素子の後端部を取り囲むセパレータと、 前記セパレータを内部に収容する筒状をなし、自身の先端側内周が前記主体金具の外周を取り囲みつつ、前記主体金具の後端よりも後端側に向かって軸線方向に延びる外筒と
   を備えるセンサであって、
   前記軸線方向に延びる筒状に形成されて、前記外筒の内部に配置されるとともに、前記軸線方向における先端で開口している先端側開口部が前記主体金具に嵌め込まれた状態で前記主体金具に固定され、前記セパレータを取り囲みつつ支持する保持部材を備える
   ことを特徴とするセンサ。
2. 前記セパレータは、前記軸線方向に対して垂直な径方向に沿って外側へ突出する鍔部を有し、
   前記保持部材は、前記セパレータの前記鍔部よりも先端側に配置されるとともに、後端側の端部から内側へ突出して前記鍔部の先端側で前記鍔部を支持する支持部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
3. 前記支持部と前記セパレータにおける前記鍔部よりも先端側の部分とは、前記径方向において離間している
   ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
4. 前記支持部の内周面の最小内径と、前記セパレータの外周面うちで支持部の内周面に対向する部位における最大外径との径差が、０．２ｍｍ以上である
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のセンサ。
5. 前記保持部材は、更に前記保持部材の後端側の端部から先端側へ向かって折り曲げられた折り曲げ部を有し、
   前記折り曲げ部における先端側の端部は、前記鍔部よりも先端側で前記セパレータに接触する部位を有する
   ことを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１項に記載のセンサ。
6. 前記鍔部は、前記軸線方向において前記外筒および前記支持部にて挟持されている
   ことを特徴とする請求項２〜請求項５の何れか１項に記載のセンサ。
7. 前記保持部材の厚さは、前記主体金具において前記保持部材が嵌め込まれている箇所の厚さよりも小さい
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のセンサ。
8. 前記保持部材は、前記軸線方向に対して垂直な径方向において前記外筒と離間して配置されている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のセンサ。
9. 前記保持部材の外径は、前記セパレータの外径よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項に記載のセンサ。
10. 前記外筒と前記保持部材との重なり部位が、前記主体金具の外周面の全周にわたって溶接されている
    ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のセンサ。
11. 軸線方向に延びる長尺状に形成された検出素子と、
    前記検出素子の後端が突き出た状態で前記検出素子を取り囲みつつ保持する主体金具と、
    前記主体金具よりも後端側に配置されて前記検出素子の後端部を取り囲むセパレータと、
    前記主体金具よりも後端側に配置され、前記軸線方向に延びる筒状に形成されて前記セパレータを収容する外筒と
    を備えるセンサの製造方法であって、
    前記軸線方向に延びる筒状に形成されるとともに、前記軸線方向における先端で開口している先端側開口部を有する保持部材を準備し、この保持部材の前記先端側開口部を、前記検出素子を保持した前記主体金具に対して嵌め込む第１工程と、
    前記保持部材の後端側から前記セパレータを当該保持部材の内部に挿入し、前記セパレータにて前記検出素子の後端部を取り囲むように、前記セパレータを前記保持部材に支持させる第２工程と、
    前記外筒にて前記保持部材に支持された前記セパレータを内部に収容するように、前記外筒を前記主体金具に嵌め込む第３工程と、
    を含むことを特徴とするセンサの製造方法。