JP2017194355A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】金属端子の先端部分の耐熱性の実現と、金属端子とセンサ素子（電極端子部）との電気的接続状態の維持と、金属端子とリード線との電気的接続状態の維持と、を同時に成立できるガスセンサを提供する。【解決手段】ガスセンサ１の金属端子４１は、先端側端子部材４３と、後端側端子部材４５と、を備えて構成されている。先端側端子部材４３は、後端側端子部材４５に比べて、耐熱性に優れるとともに「０．２％耐力」が大きい材料で形成されている。先端側端子部材４３は、高温の検出素子５と接触する部位に適した耐熱性を有するとともに、後端側端子部材４５に比べ弾性変形領域が大きいことで検出素子５との接触状態が良好となり電気的接触状態を維持しやすくなる。後端側端子部材４５は、リード線３７との接続部分である信号線接続部４５ａでのスプリングバックが生じ難く、リード線３７との電気的接続状態を維持しやすくなる。【選択図】 図３

Description

本発明は、複数の電極端子部を備えるセンサ素子と、センサ素子の電極端子部に電気的に接続される金属端子と、金属端子に電気的に接続されて、検出信号を外部に出力するための信号経路を形成する信号線と、を備えるガスセンサに関する。

測定対象ガスに含まれる特定成分（検出対象ガス）を検出するガスセンサが知られている。ガスセンサは、例えば、電極端子部を備えるセンサ素子と、センサ素子の電極端子部に電気的に接続される金属端子と、金属端子に電気的に接続されて、検出信号を外部に出力するための信号経路を形成する信号線と、を備えて構成される。電極端子部は、検出対象ガスの検出結果を示す検出信号の外部への出力、または外部からの電流または電圧の入力を行うために備えられている。

このようなガスセンサに備えられる金属端子は、単一部材で構成されるものに限られず、２個の部材が連結されて構成されるものが提案されている。具体的には、センサ素子に接続される雄型のコネクタ端子と、信号線（リード線）に接続される雌型のコネクタ端子と、が連結されて構成される金属端子が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００２−３２３４７０号公報

しかし、上記従来のガスセンサにおいては、金属端子を構成する２つの部材（雄型のコネクタ端子、雌型のコネクタ端子）が同一材料で形成されているため、ガスセンサの用途によっては、耐熱性の実現と、電気的接続状態の維持と、を同時に成立できない可能性がある。

例えば、測定対象ガスが高温となる用途にガスセンサを用いる場合には、ガスセンサのセンサ素子が高温の測定対象ガスに晒されることになり、金属端子のうちセンサ素子に当接する先端部分も高温に晒されるため、金属端子の先端部分は耐熱性が要求される。また、金属端子のうちセンサ素子（特に、電極端子部）に当接する先端部分は、電極端子部との電気的接続状態を良好に維持するために、弾性変形領域が大きいことが要求される。

他方、金属端子のうち後端部分は、信号線（リード線）との電気的接続状態を維持するために、変形しがたい特性を有することが要求される。
しかし、上記従来のガスセンサは、金属端子におけるこれらの点が考慮されたものではないため、金属端子の先端部分の耐熱性の実現と、金属端子とセンサ素子（電極端子部）との電気的接続状態の維持と、金属端子と信号線（リード線）との電気的接続状態の維持と、を同時に成立させることが難しいという問題があった。

そこで、本発明は、金属端子の先端部分の耐熱性の実現と、金属端子とセンサ素子（電極端子部）との電気的接続状態の維持と、金属端子とリード線との電気的接続状態の維持と、を同時に成立できるガスセンサを提供することを目的とする。

本発明の１つの局面におけるガスセンサは、センサ素子と、金属端子と、信号線と、を備えており、金属端子は、先端側端子部材と、後端側端子部材と、を備えて構成されている。

センサ素子は、電極端子部を備える。電極端子部は、検出対象ガスの検出結果を示す検出信号の外部への出力、または外部からの電流または電圧の入力を行うために備えられている。金属端子は、センサ素子の電極端子部に電気的に接続される。信号線は、金属端子に電気的に接続されて、検出信号を外部に出力するための信号経路を形成する。

先端側端子部材は、電極端子部に接触するとともに、メス型連結部を備える。後端側端子部材は、信号線と接続するとともに、メス型連結部と連結するオス型連結部を備える。先端側端子部材および後端側端子部材は、メス型連結部とオス型連結部とが連結された状態で、電極端子部と信号線とを電気的に接続するように構成されている。

先端側端子部材は、後端側端子部材に比べて、耐熱性に優れるとともに０．２％耐力が大きい材料で形成される。
このように、先端側端子部材と後端側端子部材とが特性が異なる材料で構成された金属端子は、金属端子のうちセンサ素子と接触する部位の特性と、信号線と接続される部位の特性と、がそれぞれ異なるものとなる。

先端側端子部材は、後端側端子部材に比べて、耐熱性に優れるとともに「０．２％耐力」が大きい材料で形成されるため、高温のセンサ素子と接触する部位に適した耐熱性を有するとともに、後端側端子部材４５に比べ弾性変形領域が大きい（塑性変形しがたい）ことでセンサ素子との接触状態が良好となり電気的接触状態を維持しやすくなる。ここで、メス型連結部の方がオス型連結部に比べ剛性を低く設計しやすい為、メス型連結部とオス型連結部の材料を異ならせるだけではなく、さらに、先端側端子部材の方をメス型連結部とする事で、センサ素子との接触状態が良好となり電気的接触状態を維持しやすくなる。

後端側端子部材は、先端側端子部材に比べて「０．２％耐力」が同等または小さい材料、つまり塑性変形しやすい材料で形成されるため、信号線との接続部分を変形させて信号線と接続する加工作業（例えば加締め固定）を実施した場合に、その接続部分でのスプリングバックが生じ難くなる。このような後端側端子部材は、接続部分と信号線との接続状態が強固となるため、信号線との電気的接続状態を維持しやすくなる。

よって、このような金属端子を備えるガスセンサは、金属端子の先端部分の耐熱性の実現と、金属端子とセンサ素子（電極端子部）との電気的接続状態の維持と、金属端子とリード線との電気的接続状態の維持と、を同時に成立できる。

なお、「耐熱性に優れる材料」とは、高温でのクリープ耐性が高く、また、高温で応力緩和が起き難い材料を意味している。「０．２％耐力」は、ＪＩＳＺ２２４１に従い求められる。また、「弾性変形」は、外力の印加が停止されると外力が印加される前形状（元の形状）に戻る変形を意味している。

上述のガスセンサにおいては、メス型連結部およびオス型連結部のうち互いに接触する部分は、挿入方向に垂直な断面形状が円形または正多角形であってもよい。
このような構成の金属端子は、先端側端子部材と後端側端子部材とを連結する際に、メス型連結部およびオス型連結部が断面形状に応じて互いの相対位置が調整されるため、先端側端子部材と後端側端子部材との相対的な位置関係（換言すれば、メス型連結部とオス型連結部との相対的な位置関係）を厳密に設定することなく、容易に連結できる。

例えば、断面形状が円形の場合には、メス型連結部およびオス型連結部において、連結方向（挿入方向）を中心軸とする回転方向の相対位置が変化しても、断面形状が円形であることから、互いに接触する部分の形状が連結に適した状態を維持できる。これにより、先端側端子部材と後端側端子部材との相対的な位置関係を厳密に設定することなく、容易に連結できるため、連結作業の煩雑さを軽減できる。

また、例えば、断面形状が正多角形の場合には、メス型連結部およびオス型連結部において、連結方向（挿入方向）を中心軸とする回転方向の相対位置にズレが生じていたとしても、連結作業時には、互いに接触する部分の表面形状に沿って移動することで回転方向の相対位置が調整されるため、連結作業の煩雑さを軽減できる。

なお、メス型連結部およびオス型連結部のうち互いに接触する部分の断面形状について、円形とは、切れ目の無い連続した円形のみならず、切れ目を有する円形も含む概念である。また、正多角形とは、切れ目のない連続した正多角形のみならず、切れ目を有する正多角形も含む概念である。

上述のガスセンサにおいては、後端側端子部材は、オス型連結部の先端部分が先端側に向かうに従い縮径する形状であってもよい。
このような後端側端子部材は、先端側端子部材との連結作業にあたり、少なくともオス型連結部の先端側頂点がメス型連結部に挿入できる状態であれば、メス型連結部の中心軸とオス型連結部の中心軸とにズレが生じている状態でも、オス型連結部の先端部分がメス型連結部の内壁面に沿って移動することで、連結作業が可能となる。

よって、このような後端側端子部材を備えるガスセンサにおいては、先端側端子部材と後端側端子部材との連結作業が容易となる。
上述のガスセンサにおいては、先端側端子部材は、メス型連結部の後端部分が後端側に向かうに従い拡径する形状であってもよい。

このような先端側端子部材は、後端側端子部材との連結作業にあたり、少なくともオス型連結部の先端側頂点がメス型連結部の後端部分に挿入できる状態であれば、メス型連結部の中心軸とオス型連結部の中心軸とにズレが生じている状態でも、オス型連結部がメス型連結部の後端部分の内部に沿って移動することで、連結作業が可能となる。

よって、このような先端側端子部材を備えるガスセンサにおいては、先端側端子部材と後端側端子部材との連結作業が容易となる。

本発明のガスセンサにおいては、金属端子の先端部分の耐熱性の実現と、金属端子とセンサ素子（電極端子部）との電気的接続状態の維持と、金属端子とリード線との電気的接続状態の維持と、を同時に成立できる。

実施形態のガスセンサの全体構成を表す断面図である。 検出素子の概略構造を表す斜視図である。 先端側端子部材および後端側端子部材を備える金属端子の構造を表す説明図である。 後端側の斜め上方から見たときの先端絶縁セパレータの斜視図である。 後端側から見たときの先端側セパレータの外観図である。 先端側の斜め下方から見たときの後端側セパレータの斜視図である。 先端側から見たときの後端側セパレータの外観図である。 金属端子が内部に配置されると共に、先端側セパレータおよび後端側セパレータが組み合わされた状態の絶縁セパレータの外観を表す説明図である。 第２先端側端子部材および第２後端側端子部材を備える第２金属端子の構造を表す説明図である。 先端側から見たときの第２後端側セパレータの外観図である。 第２ガスセンサの全体構成を表す断面図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本発明は、以下の実施形態に何ら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り得ることはいうまでもない。

［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
第１実施形態として、内燃機関の排気管に対して先端部分を排気管内に突出させる形態で装着し、排気ガス中の酸素を検出する酸素センサ（以下、ガスセンサ１ともいう）を例に挙げて説明する。なお、ガスセンサ１は、例えば、自動車またはオートバイ等の車両の排気管に備えられる。

まず、本実施形態のガスセンサ１の構成について、図１を用いて説明する。
図１では、図面下方向がガスセンサの先端側であり、図面上方向がガスセンサの後端側である。

ガスセンサ１は、排気管（図示せず）に固定される筒状の主体金具３と、主体金具３に貫挿されるとともに軸線方向（ガスセンサ１の長手方向：図中上下方向）に延びる板状の検出素子５と、主体金具３の先端側（図中下方）に配置されて検出素子５の先端側を覆う素子プロテクタ９と、溶接部１１ａにより主体金具３の後端側（図中上方）に取り付けられるとともに検出素子５の外周を覆う外筒１１と、外筒１１の内部に配置されて検出素子５の後端側を収容する絶縁セパレータ１２と、外筒１１の後端側を閉塞する閉塞部材１５と、複数（本実施形態では、４個）の金属端子４１と、複数（本実施形態では、４本）のリード線３７と、を備えている。

検出素子５は、測定対象物（排気ガスなど）に向けられる先端側に、保護層５ａに覆われた検出部１９が形成され、後端側の外表面のうち表裏の位置関係となる第１板面２１および第２板面２３に、電極端子部（第１〜第４電極端子部）３１、３２、３４、３５が形成されている。

検出素子５は、先端側の検出部１９が排気管に固定される主体金具３の先端より突出すると共に、後端側の電極端子部３１、３２、３４、３５が主体金具３の後端より突出した状態で、主体金具３の内部に固定される。

電極端子部３１、３２、３４、３５には、それぞれ金属端子４１が接続されている。つまり、複数の金属端子４１は、絶縁セパレータ１２の内部にて、検出素子５と絶縁セパレータ１２との間に配置されることで、検出素子５の電極端子部３１、３２、３４、３５にそれぞれ電気的に接続される。金属端子４１は、先端側端子部材４３と、後端側端子部材４５と、を備えて構成されている。

複数の金属端子４１は、それぞれ、外部からガスセンサ１の内部に配設される複数のリード線３７（詳しくはリード線３７中の芯線３７ａ）に電気的に接続されている。
なお、金属端子４１の詳細な構成は、後述する。

金属端子４１およびリード線３７は、リード線３７が接続される外部機器（図示省略）と検出素子５（詳細には、電極端子部３１、３２、３４、３５）との間に流れる電流の電流経路を形成する。複数のリード線３７は、チューブ部材３８により束ねられている。なお、図１では、複数のうち２本のリード線３７のみを示している。

図２は、検出素子５の概略構造を表す斜視図である。なお、図２では、軸線方向における中間部分を省略して検出素子５を表している。
検出素子５は、図２に示す様に、軸線方向（図２における左右方向）に延びる板状の素子部５１と、同じく軸線方向に延びる板状のヒータ５３と、が積層された直方体形状であり、その軸線方向に垂直の断面は矩形状である。図２では、保護層５ａを点線で表している。

なお、ガスセンサ１に備えられる検出素子５は従来公知のものであるため、その内部構造等の詳細な説明は省略するが、その概略構成は以下のようである。
まず、素子部５１は、例えば、固体電解質基板の両側に多孔質電極を形成した酸素濃淡電池素子と、中空の基準ガス室を形成するためのスペーサと、を備えて構成されている。このうち、固体電解質基板は、例えば、イットリアを安定化剤として固溶させたジルコニアから形成され、多孔質電極は、例えば、Ｐｔを主体に形成される。また、基準ガス室を形成するスペーサは、アルミナを主体に構成されており、中空の基準ガス室の内側には、酸素濃淡電池素子の一方の多孔質電極が露出するように配置されている。スペーサは、基準ガス室が少なくとも素子部５１の先端側に位置するように形成されると共に、外部から基準ガス室に基準ガス（大気など）を導入するためのガス用経路を備えている。素子部５１のうち多孔質電極および基準ガス室が形成される部分が検出部１９に相当する。

一方、ヒータ５３は、アルミナを主体とする絶縁基板の間に、Ｐｔを主体とする発熱抵抗体パターンが挟み込まれて形成されている。そして、素子部５１とヒータ５３とは、セラミック層（例えば、ジルコニア系セラミックやアルミナ系セラミック）を介して互いに接合される。

また、検出素子５は、先端側のうち少なくとも測定対象物（本実施形態では排ガス）に晒される電極の表面上には、被毒防止用の多孔質のセラミックスで形成された保護層５ａ（図２では図示省略）が備えられる。なお、本実施形態の検出素子５は、図１に示すように、排ガスに晒される多孔質電極の表面を含む先端側全面が、保護層５ａで覆われるように構成されている。

このような検出素子５では、図２に示すように、第１板面２１の後端側（図２における右側）に２個の電極端子部３１、３２が形成され、第２板面２３の後端側に２個の電極端子部３４、３５が形成されている。電極端子部３１、３２は、素子部５１に形成されるものであり、酸素濃淡電池素子における一対の多孔質電極にそれぞれ電気的に接続されている。電極端子部３４、３５は、ヒータ５３に形成されるものであり、ヒータの厚さ方向に横切るビア導体（図示せず）を介して発熱抵抗体パターンの両端に各々接続されている。

図１に戻り、主体金具３は、その外表面に自身を排気管に固定するためのネジ部３ａを備えるとともに、その軸中心に貫通孔３ｂを有する筒状の部材である。なお、貫通孔３ｂには、径方向内側に突出する棚部３ｃが形成されている。主体金具３は、金属材料（例えば、ステンレスなど）で形成されている。

主体金具３の貫通孔３ｂの内部には、検出素子５の径方向周囲を取り囲む状態で配置された環状の絶縁性材料（例えばアルミナなど）を用いて形成されたホルダ６１（セラミックホルダ６１）と、同様な環状の粉末充填層６３（滑石リング６３）と、同様な環状の絶縁性材料（例えばアルミナなど）を用いて形成されたスリーブ６７（セラミックスリーブ６７）とが、この順に先端側から後端側にかけて積層されている。

セラミックスリーブ６７と主体金具３の後端部３ｄとの間には、加締パッキン６９が配置されている。なお、主体金具３の後端部３ｄは、加締パッキン６９を介してセラミックスリーブ６７を先端側に押し付けるように、加締められている。

主体金具３の外周のうちネジ部３ａの後端側には、環状のガスケット６４が配置されている。ガスケット６４は、ガスセンサ１とセンサ取付位置（排気管）との間の隙間からのガス抜けを抑制するものである。

素子プロテクタ９は、主体金具３の先端側の外周に、検出素子５の突出部分を覆うように溶接部９ｄによって取り付けられた筒状の部材である。素子プロテクタ９は、耐熱性材料（例えばＳＵＳ３１０Ｓなど）を用いて形成されている。素子プロテクタ９は、外部プロテクタ９ａおよび内部プロテクタ９ｂを備える二重構造である。外部プロテクタ９ａおよび内部プロテクタ９ｂは、それぞれ、側壁または先端において、ガスの通過が可能な複数の孔部９ｃが形成されている。

絶縁セパレータ１２は、先端側セパレータ１３と、後端側セパレータ１４と、に分割可能に構成されている。
先端側セパレータ１３は、絶縁性材料（例えばアルミナなど）を用いて形成された筒状の部材であり、外筒１１の内部に配置された筒状の保持金具７３によって、外筒１１の内部に保持されている。先端側セパレータ１３の内部には、軸線方向に貫通する端子配置孔１３ｂが形成されている。端子配置孔１３ｂには、検出素子５の後端部（電極端子部３１、３２、３４、３５）が収容されるとともに、電極端子部３１、３２、３４、３５に電気的に接続される複数の金属端子４１の先端部（詳細には、先端側端子部材４３）が収容されている。先端側セパレータ１３は、その外表面に外向きに突出する環状の鍔部１３ｃが設けられている。先端側セパレータ１３は、鍔部１３ｃが保持金具７３に当接することで、外筒１１の内部における軸線方向の設置位置を規定できる。

後端側セパレータ１４は、絶縁性材料（例えばアルミナなど）を用いて形成された筒状の部材であり、外筒１１の内部のうち閉塞部材１５の先端側に配置されている。後端側セパレータ１４の内部には、軸線方向に貫通する端子配置孔１４ｂが複数箇所に形成されている。後端側セパレータ１４は、複数の端子配置孔１４ｂのそれぞれに金属端子４１の後端部（後端側端子部材４５）を収容している。

なお、絶縁セパレータ１２（先端側セパレータ１３および後端側セパレータ１４）の詳細な構成は、後述する。
閉塞部材１５は、可撓性材料（例えばフッ素樹脂）を用いて形成されたグロメットである。閉塞部材１５は、外筒１１の後端側開口部に配置されて、外筒１１が外側から内側向きに加締められることで、外筒１１に固定されている。閉塞部材１５は、複数のリード線３７を挿通するための複数の貫通孔（図示省略）を備えている。

複数のリード線３７は、それぞれ異なる金属端子４１の後端側に（加締めによって）接続されるとともに、閉塞部材１５を貫いて形成された貫通孔に貫挿されて、外部に延設されている。

［１−２．金属端子］
次に、金属端子４１について説明する。
上述したように、金属端子４１は、先端側端子部材４３と、後端側端子部材４５と、を備えて構成されている。つまり、金属端子４１は、単一部材で形成される構成ではなく、先端側端子部材４３および後端側端子部材４５を備えて構成される。

図３は、先端側端子部材４３および後端側端子部材４５を備える金属端子４１の構造を表す説明図である。
先端側端子部材４３は、高温に繰り返し晒されても弾性（バネ弾性）を保持可能な金属材料で構成されており、例えば、Ｎｉを主体とする合金材料（ＮＣＦ７１８など）を用いて構成されている。先端側端子部材４３は、長尺薄板状の金属材料を折曲加工して形成されており、本体部４３ａと、メス型連結部４３ｂと、延設部４３ｃと、折曲部４３ｄと、素子接触部４３ｅと、を備える。

本体部４３ａは、軸線方向に延びる長尺板状に形成されている。
メス型連結部４３ｂは、本体部４３ａの後端側において、筒型形状に形成されると共に、軸線方向に垂直な断面形状が円形に形成されている。メス型連結部４３ｂは、切欠部４３ｆを備えており、弾性変形により筒型形状の内径寸法が変更可能に構成されている。このため、メス型連結部４３ｂの断面形状は、厳密には、切れ目を有する円形である。また、メス型連結部４３ｂは、後端側に拡径部４３ｇを備えている。拡径部４３ｇは、後端側に向かうに従い拡径する形状に形成されている。

延設部４３ｃは、本体部４３ａの側方部分から延設されており、その延設方向は本体部４３ａの板面に垂直な方向である。延設部４３ｃは、本体部４３ａの２カ所から延設されている。延設部４３ｃを備えることで、本体部４３ａの強度を向上できる。

折曲部４３ｄは、本体部４３ａの先端側において、本体部４３ａの板面に垂直な方向に折り曲げられて形成されており、本体部４３ａと素子接触部４３ｅとを繋ぐ連結部分である。

素子接触部４３ｅは、折曲部４３ｄを介して本体部４３ａに連結されており、折曲部４３ｄの弾性変形により、本体部４３ａとの隙間寸法が変更可能に形成されている。
このように構成された先端側端子部材４３は、素子接触部４３ｅが検出素子５（詳細には、電極端子部３１、３２、３４、３５）と接触するにあたり、折曲部４３ｄの弾性変形により素子接触部４３ｅと検出素子５との接触状態を維持できる。

次に、後端側端子部材４５は、先端側端子部材４３の材料よりも「０．２％耐力」が小さい金属材料で構成されており、例えば、ステンレス合金（ＳＵＳ３０４）を用いて構成されている。後端側端子部材４５は、長尺薄板状の金属材料を折曲加工して形成されており、信号線接続部４５ａと、オス型連結部４５ｂと、を備える。

信号線接続部４５ａは、曲げ加工により変形することで、リード線３７（図１参照）の芯線３７ａを包囲可能な筒型形状となるように構成されている。信号線接続部４５ａは、リード線３７の芯線３７ａを包囲した状態で径方向内向きに加締め加工されることで、リード線３７の芯線３７ａと接続されるとともに電気的に接続される。

オス型連結部４５ｂは、信号線接続部４５ａの先端側において、筒型形状に形成されると共に、軸線方向に垂直な断面形状が円形に形成されている。オス型連結部４５ｂの外径寸法は、メス型連結部４３ｂの内部に配置可能な寸法に設定されている。また、オス型連結部４５ｂは、先端側に縮径部４５ｃを備えている。縮径部４５ｃは、先端側に向かうに従い縮径する形状に形成されている。

このように構成された後端側端子部材４５は、信号線接続部４５ａがリード線３７の芯線３７ａに電気的に接続されることで、リード線３７を介して外部機器と電気的に接続される。

金属端子４１は、図３の右側領域に示すように、先端側端子部材４３および後端側端子部材４５が連結されて構成されている。詳細には、オス型連結部４５ｂおよびメス型連結部４３ｂが互いに連結されることで、先端側端子部材４３および後端側端子部材４５を備える金属端子４１が形成される。

このような構成の金属端子４１は、先端側端子部材４３の素子接触部４３ｅが検出素子５（詳細には、電極端子部３１、３２、３４、３５）と電気的に接続されるとともに、後端側端子部材４５の信号線接続部４５ａがリード線３７を介して外部機器と電気的に接続されるように構成されている。

先端側端子部材４３は、Ｎｉを主体とする合金材料で形成されており、後端側端子部材４５は、ステンレス合金で形成されている。Ｎｉを主体とする合金材料は、ステンレス合金に比べて、耐熱性に優れるとともに「０．２％耐力」が大きい特性を有する。つまり、先端側端子部材４３は、後端側端子部材４５に比べて、耐熱性に優れるとともに弾性変形領域が大きい材料で形成されている。

［１−３．絶縁セパレータ］
次に、絶縁セパレータ１２について説明する。
上述したように、絶縁セパレータ１２は、先端側セパレータ１３と、後端側セパレータ１４と、に分割可能に構成されている。

図４は、後端側の斜め上方から見たときの先端側セパレータ１３の斜視図であり、図５は、後端側から見たときの先端側セパレータ１３の外観図である。図６は、先端側の斜め下方から見たときの後端側セパレータ１４の斜視図であり、図７は、先端側から見たときの後端側セパレータ１４の外観図である。なお、図１におけるガスセンサ１の断面図のうち絶縁セパレータ１２の配置領域については、図５に示すＡ−Ａ折れ線における断面を表している。

まず、先端側セパレータ１３について説明する。
先端側セパレータ１３は、上述のとおり、絶縁性材料（例えばアルミナなど）を用いて形成された筒状の部材である。図４および図５に示すように、先端側セパレータ１３は、筒状のセパレータ本体部１３ａと、鍔部１３ｃと、を備えて構成されている。

セパレータ本体部１３ａの内部には、軸線方向に貫通する端子配置孔１３ｂが形成されている。端子配置孔１３ｂの内壁面には、内方に突設されかつ上下方向に延びる仕切部１３ｄが２箇所に設けられている。１つの仕切部１３ｄは、２つの端子配置領域１３ｅの間に形成されており、隣接する２つの端子配置領域１３ｅに配置された２つの金属端子４１（詳細には、先端側端子部材４３）どうしが接触（電気的に短絡）するのを抑制している。２つの仕切部１３ｄは、端子配置孔１３ｂの内壁面において、互いに対向する位置に形成されている。

つまり、先端側セパレータ１３は、端子配置孔１３ｂの内部に４つの端子配置領域１３ｅが備えられており、４個の金属端子４１（先端側端子部材４３）を互いに電気的に絶縁された状態で配置できるように構成されている。

また、端子配置孔１３ｂは、４つの端子配置領域１３ｅのそれぞれに金属端子４１（先端側端子部材４３）が配置された状態で、２つの仕切部１３ｄの間の領域に検出素子５の後端部を収容可能な大きさに形成されている。

つまり、先端側セパレータ１３は、端子配置孔１３ｂの内部に４つの金属端子４１（先端側端子部材４３）と検出素子５の後端部とを収容するとともに、４つの金属端子４１（先端側端子部材４３）をそれぞれ検出素子５の電極端子部３１、３２、３４、３５に電気的に接続している。

鍔部１３ｃは、セパレータ本体部１３ａの外表面において外向きに突出するとともに、セパレータ本体部１３ａの外表面に沿って環状に形成されている。
また、先端側セパレータ１３は、セパレータ本体部１３ａの後端部において、２つの凹部１３ｆを備えている。

次に、後端側セパレータ１４について説明する。
後端側セパレータ１４は、上述のとおり、絶縁性材料（例えばアルミナなど）を用いて形成された筒状の部材である。図６および図７に示すように、後端側セパレータ１４は、筒状のセパレータ本体部１４ａと、突出部１４ｃと、を備えて構成されている。

セパレータ本体部１４ａの内部には、軸線方向に貫通する複数（本実施形態では、４個）の端子配置孔１４ｂが形成されている。複数の端子配置孔１４ｂは、それぞれ、線方向に垂直な断面形状が円形に形成されるとともに、金属端子４１の後端部（後端側端子部材４５）を収容可能な大きさに形成されている。後端側セパレータ１４は、１つの端子配置孔１４ｂに１つの金属端子４１を配置する構成を採ることで、複数の金属端子４１（詳細には、後端側端子部材４５）どうしが接触（電気的に短絡）するのを抑制している。

また、セパレータ本体部１４ａの内部には、軸線方向に貫通する通気孔１４ｄが形成されている。後端側セパレータ１４は、通気孔１４ｄを備えることで、先端側セパレータ１３と後端側セパレータ１４との間に存在する湿気などを通気孔１４ｄを介して外部に放出できる。なお、閉塞部材１５は、通気孔１４ｄに連通するとともに外部に通じる通気孔（図１では、図示省略）を備えている。

突出部１４ｃは、セパレータ本体部１４ａの先端側から先端方向に突出するように形成されている。突出部１４ｃは、セパレータ本体部１４ａの先端側の２カ所に形成されている。セパレータ本体部１４ａのうち２つの突出部１４ｃのそれぞれの形成位置は、先端側セパレータ１３（セパレータ本体部１３ａ）における２つの凹部１３ｆの形成位置に応じて規定される。

図８は、金属端子４１が内部に配置されると共に、先端側セパレータ１３および後端側セパレータ１４が組み合わされた状態の絶縁セパレータ１２の外観を表す説明図である。
絶縁セパレータ１２は、先端側セパレータ１３の２つの凹部１３ｆに後端側セパレータ１４の２つの突出部１４ｃが係合するように、先端側セパレータ１３と後端側セパレータ１４とが組み合わされて構成されている。

絶縁セパレータ１２の組立手順は、例えば、まず、先端側セパレータ１３の端子配置孔１３ｂに検出素子５の後端部および４個の先端側端子部材４３を配置する。他方、後端側セパレータ１４の４つの端子配置孔１４ｂのそれぞれにリード線３７を挿通した上で、リード線３７の芯線３７ａを後端側端子部材４５の信号線接続部４５ａに対して、加締め加工により接続（固定）する。この後、先端側セパレータ１３の端子配置孔１３ｂに配置された４個の先端側端子部材４３と４個の後端側端子部材４５とを連結した上で、後端側セパレータ１４をリード線３７に沿って後端側端子部材４５に近づけるように移動させて、４個の後端側端子部材４５をそれぞれ端子配置孔１４ｂに収容（配置）する。このとき、先端側セパレータ１３の２つの凹部１３ｆに後端側セパレータ１４の２つの突出部１４ｃを係合させる。

このような手順で、先端側セパレータ１３と後端側セパレータ１４とを組み合わせることで、絶縁セパレータ１２が完成する。
絶縁セパレータ１２は、先端側セパレータ１３と後端側セパレータ１４との間に、突出部１４ｃによって形成される隙間空間としての通気経路１２ａを備えている。通気経路１２ａは、絶縁セパレータ１２の側面から内部の金属端子４１に至る側面空間領域を有すると共に、複数の金属端子４１の全てに通じる内部空間領域を有している。

［１−４．効果］
以上説明したように、本実施形態のガスセンサ１においては、金属端子４１は、先端側端子部材４３と、後端側端子部材４５と、を備えて構成されている。

先端側端子部材４３および後端側端子部材４５は、メス型連結部４３ｂとオス型連結部４５ｂとが連結された状態で、検出素子５の電極端子部３１、３２、３４、３５と複数のリード線３７（芯線３７ａ）とを電気的に接続するように構成されている。

先端側端子部材４３は、Ｎｉを主体とする合金材料で形成されており、後端側端子部材４５は、ステンレス合金で形成されている。つまり、先端側端子部材４３は、後端側端子部材４５に比べて、耐熱性に優れるとともに「０．２％耐力」が大きい材料で形成されている。

このように、先端側端子部材４３と後端側端子部材４５とが特性が異なる材料で構成された金属端子４１は、金属端子４１のうち検出素子５と接触する部位の特性と、リード線３７と接続される部位の特性と、がそれぞれ異なるものとなる。

先端側端子部材４３は、後端側端子部材４５に比べて、耐熱性に優れるとともに「０．２％耐力」が大きい材料で形成されるため、高温の検出素子５と接触する部位に適した耐熱性を有するとともに、弾性変形領域が大きいことで検出素子５（詳細には、電極端子部３１、３２、３４、３５）との接触状態が良好となり電気的接触状態を維持しやすくなる。

後端側端子部材４５は、先端側端子部材４３に比べて「０．２％耐力」が同等または小さい材料で形成されるため、リード線３７との接続部分である信号線接続部４５ａを加締め加工によりリード線３７と接続（固定）した場合に、信号線接続部４５ａでのスプリングバックが生じ難くなる。このような後端側端子部材４５は、信号線接続部４５ａとリード線３７との接続状態が強固となるため、リード線３７との電気的接続状態を維持しやすくなる。

よって、このような金属端子４１を備えるガスセンサ１は、金属端子４１の先端部分の耐熱性の実現と、金属端子４１と検出素子５（詳細には、電極端子部３１、３２、３４、３５）との電気的接続状態の維持と、金属端子４１とリード線３７との電気的接続状態の維持と、を同時に成立できる。

次に、ガスセンサ１においては、メス型連結部４３ｂおよびオス型連結部４５ｂのうち互いに接触する部分は、挿入方向に垂直な断面形状が円形に形成されている。
このような構成の金属端子４１は、先端側端子部材４３と後端側端子部材４５とを連結する際に、メス型連結部４３ｂおよびオス型連結部４５ｂが断面形状に応じて互いの相対位置が調整されるため、先端側端子部材４３と後端側端子部材４５との相対的な位置関係（換言すれば、メス型連結部４３ｂとオス型連結部４５ｂとの相対的な位置関係）を厳密に設定することなく、容易に連結できる。

つまり、断面形状が円形である場合には、メス型連結部４３ｂおよびオス型連結部４５ｂにおいて、連結方向（挿入方向）を中心軸とする回転方向の相対位置が変化しても、断面形状が円形であることから、互いに接触する部分の形状が連結に適した状態を維持できる。これにより、先端側端子部材４３と後端側端子部材４５との相対的な位置関係を厳密に設定することなく、容易に連結できるため、連結作業の煩雑さを軽減できる。

次に、ガスセンサ１においては、後端側端子部材４５は、オス型連結部４５ｂの先端部分が先端側に向かうに従い縮径する形状の縮径部４５ｃとして形成されている。
このような後端側端子部材４５は、先端側端子部材４３との連結作業にあたり、少なくともオス型連結部４５ｂの先端側頂点がメス型連結部４３ｂに挿入できる状態であれば、メス型連結部４３ｂの中心軸とオス型連結部４５ｂの中心軸とにズレが生じている状態でも、オス型連結部４５ｂの先端部分（縮径部４５ｃ）がメス型連結部４３ｂの内壁面に沿って移動することで、連結作業が可能となる。

よって、このような後端側端子部材４５を備えるガスセンサ１においては、先端側端子部材４３と後端側端子部材４５との連結作業が容易となる。
次に、ガスセンサ１においては、先端側端子部材４３は、メス型連結部４３ｂの後端部分が後端側に向かうに従い拡径する形状の拡径部４３ｇとして形成されている。

このような先端側端子部材４３は、後端側端子部材４５との連結作業にあたり、少なくともオス型連結部４５ｂの先端側頂点がメス型連結部４３ｂの後端部分（拡径部４３ｇ）に挿入できる状態であれば、連結作業が可能となる。つまり、メス型連結部４３ｂの中心軸とオス型連結部４５ｂの中心軸とにズレが生じている状態でも、オス型連結部４５ｂがメス型連結部４３ｂの後端部分（拡径部４３ｇ）の内部に沿って移動することで、先端側端子部材４３と後端側端子部材４５との連結作業が可能となる。

よって、このような先端側端子部材４３を備えるガスセンサ１においては、先端側端子部材４３と後端側端子部材４５との連結作業が容易となる。
［１−５．文言の対応関係］
ここで、本実施形態における文言の対応関係について説明する。

ガスセンサ１がガスセンサの一例に相当し、検出素子５がセンサ素子の一例に相当し、金属端子４１が金属端子の一例に相当し、リード線３７が信号線の一例に相当する。
先端側端子部材４３が先端側端子部材の一例に相当し、後端側端子部材４５が後端側端子部材の一例に相当し、メス型連結部４３ｂがメス型連結部の一例に相当し、オス型連結部４５ｂがオス型連結部の一例に相当する。

［２．第２実施形態］
［２−１．全体構成］
第２実施形態として、第２金属端子１４１および第２絶縁セパレータ１１２を備えるガスセンサについて説明する。

第２金属端子１４１は、メス型連結部およびオス型連結部のそれぞれの断面形状が、第１実施形態の金属端子４１とは異なる形状である。
第２実施形態は、第１実施形態と比べて、金属端子および絶縁セパレータの構成が異なるため、金属端子および絶縁セパレータを中心に説明する。なお、第２実施形態に関して第１実施形態と同様な内容については、同符号を用いて説明するか、もしくは説明を省略する。

［２−２．第２金属端子］
まず、第２金属端子１４１について説明する。
図９は、第２金属端子１４１の構造を表す説明図である。

第２金属端子１４１は、第２先端側端子部材１４３と、第２後端側端子部材１４５と、を備えて構成されている。つまり、第２金属端子１４１は、単一部材で形成される構成ではなく、第２先端側端子部材１４３および第２後端側端子部材１４５に分割可能な構成である。

第２先端側端子部材１４３は、高温に繰り返し晒されても弾性（バネ弾性）を保持可能な金属材料で構成されており、例えば、Ｎｉを主体とする合金材料（ＮＣＦ７１８など）を用いて構成されている。第２先端側端子部材１４３は、長尺薄板状の金属材料を折曲加工して形成されており、本体部１４３ａと、メス型連結部１４３ｂと、延設部１４３ｃと、折曲部１４３ｄと、素子接触部１４３ｅと、を備える。

第２先端側端子部材１４３における本体部１４３ａ、延設部１４３ｃ、折曲部１４３ｄ、素子接触部１４３ｅは、それぞれ、第１実施形態の先端側端子部材４３における本体部４３ａ、延設部４３ｃ、折曲部４３ｄ、素子接触部４３ｅと同様の構成であることから、説明を省略する。

メス型連結部１４３ｂは、本体部１４３ａの後端側において、筒型形状に形成されると共に、軸線方向に垂直な断面形状が正多角形（詳細には、正方形）に形成されている。メス型連結部１４３ｂは、切欠部１４３ｆを備えており、弾性変形により筒型形状の内径寸法が変更可能に構成されている。このため、メス型連結部１４３ｂの断面形状は、厳密には、切れ目を有する正多角形である。

このように構成された第２先端側端子部材１４３は、素子接触部１４３ｅが検出素子５（詳細には、電極端子部３１、３２、３４、３５）と接触するにあたり、折曲部１４３ｄの弾性変形により素子接触部１４３ｅと検出素子５との接触状態を維持できる。

次に、第２後端側端子部材１４５は、第２先端側端子部材１４３の材料よりも弾性変形しがたい金属材料で構成されており、例えば、ステンレス合金（ＳＵＳ３０４）を用いて構成されている。第２後端側端子部材１４５は、長尺薄板状の金属材料を折曲加工して形成されており、信号線接続部１４５ａと、オス型連結部１４５ｂと、を備える。

第２後端側端子部材１４５における信号線接続部１４５ａは、第１実施形態の後端側端子部材４５における信号線接続部４５ａと同様の構成であることから、説明を省略する。
オス型連結部１４５ｂは、信号線接続部１４５ａの先端側において、筒型形状に形成されると共に、軸線方向に垂直な断面形状が正多角形（詳細には、正方形）に形成されている。オス型連結部１４５ｂの外径寸法は、メス型連結部１４３ｂの内部に配置可能な寸法に設定されている。また、オス型連結部１４５ｂは、先端側に縮径部１４５ｃを備えている。縮径部１４５ｃは、先端側に向かうに従い縮径する形状に形成されている。

このように構成された第２後端側端子部材１４５は、信号線接続部１４５ａがリード線３７の芯線３７ａに電気的に接続されることで、リード線３７を介して外部機器と電気的に接続される。

第２金属端子１４１は、図９の右側領域に示すように、第２先端側端子部材１４３および第２後端側端子部材１４５が連結されて構成されている。詳細には、オス型連結部１４５ｂおよびメス型連結部１４３ｂが互いに連結されることで、第２先端側端子部材１４３および第２後端側端子部材１４５を備える第２金属端子１４１が形成される。

このような構成の第２金属端子１４１は、第２先端側端子部材１４３の素子接触部１４３ｅが検出素子５（詳細には、電極端子部３１、３２、３４、３５）と電気的に接続されるとともに、第２後端側端子部材１４５の信号線接続部１４５ａがリード線３７を介して外部機器と電気的に接続されるように構成されている。

第２先端側端子部材１４３は、Ｎｉを主体とする合金材料で形成されており、第２後端側端子部材１４５は、ステンレス合金で形成されている。Ｎｉを主体とする合金材料は、ステンレス合金に比べて、耐熱性に優れるとともに「０．２％耐力」が大きい特性を有する。つまり、第２先端側端子部材１４３は、第２後端側端子部材１４５に比べて、耐熱性に優れるとともに弾性変形領域が大きい材料で形成されている。

［２−３．第２絶縁セパレータ］
次に、第２実施形態のガスセンサに備えられる第２絶縁セパレータ１１２について説明する。

第２絶縁セパレータ１１２は、先端側セパレータ１３と、第２後端側セパレータ１１４と、に分割可能に構成されている。
つまり、第２絶縁セパレータ１１２は、第１実施形態の絶縁セパレータ１２と比べて、先端側セパレータ１３は同じものを備えているが、後端側セパレータ１４に代えて第２後端側セパレータ１１４を備えている。

第２後端側セパレータ１１４は、後端側セパレータ１４と比べて、外観は同様であることから、第２絶縁セパレータ１１２の外観は、第１実施形態の絶縁セパレータ１２の外観（図８参照）と同様である。

第２後端側セパレータ１１４は、絶縁性材料（例えばアルミナなど）を用いて形成された筒状の部材である。
図１０は、先端側から見たときの第２後端側セパレータ１１４の外観図である。

図１０に示すように、第２後端側セパレータ１１４は、筒状のセパレータ本体部１１４ａと、突出部１１４ｃと、を備えて構成されている。
セパレータ本体部１１４ａの内部には、軸線方向に貫通する複数（本実施形態では、４個）の端子配置孔１１４ｂが形成されている。複数の端子配置孔１１４ｂは、それぞれ、軸線方向に垂直な断面形状が正多角形（詳細には、正方形）に形成されるとともに、第２金属端子１４１の後端部（第２後端側端子部材１４５）を収容可能な大きさに形成されている。第２後端側セパレータ１１４は、１つの端子配置孔１１４ｂに１つの第２金属端子１４１を配置する構成を採ることで、複数の第２金属端子１４１（詳細には、第２先端側端子部材１４３）どうしが接触（電気的に短絡）するのを抑制している。

また、セパレータ本体部１１４ａの内部には、軸線方向に貫通する通気孔１１４ｄが形成されている。第２後端側セパレータ１１４は、通気孔１１４ｄを備えることで、先端側セパレータ１３と第２後端側セパレータ１１４との間に存在する湿気などを通気孔１１４ｄを介して外部に放出できる。なお、閉塞部材１５は、通気孔１１４ｄに連通するとともに外部に通じる通気孔（図１では、図示省略）を備えている。

突出部１１４ｃは、セパレータ本体部１１４ａの先端側から先端方向に突出するように形成されている。突出部１１４ｃは、セパレータ本体部１１４ａの先端側の２カ所に形成されている。

つまり、第２後端側セパレータ１１４は、後端側セパレータ１４と比べて、外観は同様であるが、端子配置孔１１４ｂの断面形状が異なる。なお、第２絶縁セパレータ１１２は、先端側セパレータ１３と第２後端側セパレータ１１４との間に、突出部１１４ｃによって形成される隙間空間としての通気経路１１２ａを備えている。

［２−４．効果］
以上説明したように、第２実施形態のガスセンサにおいては、第２金属端子１４１は、第２先端側端子部材１４３と、第２後端側端子部材１４５と、を備えて構成されている。

第２先端側端子部材１４３は、第１実施形態の先端側端子部材４３と同一の材料で形成されており、第２後端側端子部材１４５は、第１実施形態の後端側端子部材４５と同一の材料で形成されている。

このため、第２先端側端子部材１４３は、第２後端側端子部材１４５に比べて、耐熱性に優れるとともに「０．２％耐力」が大きい材料で形成されるため、高温の検出素子５と接触する部位に適した耐熱性を有するとともに、弾性変形領域が大きいことで検出素子５（詳細には、電極端子部３１、３２、３４、３５）との接触状態が良好となり電気的接触状態を維持しやすくなる。

第２後端側端子部材１４５は、第２先端側端子部材１４３に比べて「０．２％耐力」が同等または小さい材料で形成されるため、リード線３７との接続部分である信号線接続部１４５ａを加締め加工によりリード線３７と接続（固定）した場合に、信号線接続部１４５ａでのスプリングバックが生じ難くなる。このような第２後端側端子部材１４５は、信号線接続部１４５ａとリード線３７との接続状態が強固となるため、リード線３７との電気的接続状態を維持しやすくなる。

よって、このような第２金属端子１４１を備えるガスセンサは、第２金属端子１４１の先端部分の耐熱性の実現と、第２金属端子１４１と検出素子５（詳細には、電極端子部３１、３２、３４、３５）との電気的接続状態の維持と、第２金属端子１４１とリード線３７との電気的接続状態の維持と、を同時に成立できる。

次に、第２金属端子１４１においては、メス型連結部１４３ｂおよびオス型連結部１４５ｂのうち互いに接触する部分は、挿入方向に垂直な断面形状が正多角形（詳細には、正方形）に形成されている。

このような構成の第２金属端子１４１は、第２先端側端子部材１４３と第２後端側端子部材１４５とを連結する際に、メス型連結部１４３ｂおよびオス型連結部１４５ｂが断面形状に応じて互いの相対位置が調整されるため、第２先端側端子部材１４３と第２後端側端子部材１４５との相対的な位置関係（換言すれば、メス型連結部１４３ｂとオス型連結部１４５ｂとの相対的な位置関係）を厳密に設定することなく、容易に連結できる。

つまり、断面形状が正多角形の場合には、メス型連結部１４３ｂおよびオス型連結部１４５ｂにおいて、連結方向（挿入方向）を中心軸とする回転方向の相対位置にズレが生じていたとしても、連結作業時には、互いに接触する部分の表面形状に沿って移動することで回転方向の相対位置が調整されるため、連結作業の煩雑さを軽減できる。

次に、第２金属端子１４１においては、第２後端側端子部材１４５は、オス型連結部１４５ｂの先端部分が先端側に向かうに従い縮径する形状の縮径部１４５ｃとして形成されている。

このような第２後端側端子部材１４５は、第２先端側端子部材１４３との連結作業にあたり、少なくともオス型連結部１４５ｂの先端側頂点がメス型連結部１４３ｂに挿入できる状態であれば、メス型連結部１４３ｂの中心軸とオス型連結部１４５ｂの中心軸とにズレが生じている状態でも、オス型連結部１４５ｂの先端部分（縮径部１４５ｃ）がメス型連結部１４３ｂの内壁面に沿って移動することで、連結作業が可能となる。

よって、このような第２後端側端子部材１４５を備える第２金属端子１４１においては、第２先端側端子部材１４３と第２後端側端子部材１４５との連結作業が容易となる。
［２−５．文言の対応関係］
ここで、本実施形態における文言の対応関係について説明する。

第２金属端子１４１が金属端子の一例に相当し、第２先端側端子部材１４３が先端側端子部材の一例に相当し、第２後端側端子部材１４５が後端側端子部材の一例に相当し、メス型連結部１４３ｂがメス型連結部の一例に相当し、オス型連結部１４５ｂがオス型連結部の一例に相当する。

［３．他の実施形態］
以上、本発明の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、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

例えば、上記の実施形態では、絶縁セパレータとして、先端側セパレータと後端側セパレータに分割可能な構成の絶縁セパレータを備える形態について説明したが、単一部材で構成された絶縁セパレータを用いても良い。一例としては、図１１に示す第２ガスセンサ１０１のように、第３絶縁セパレータ１１３を備える形態が挙げられる。

なお、第２ガスセンサ１０１は、第１実施形態のガスセンサ１のうち絶縁セパレータ１２に代えて第３絶縁セパレータ１１３を備えて構成されている。このため、第２ガスセンサ１０１のうち第１実施形態のガスセンサ１と同様の構成については、同符号を用いて説明するか、もしくは説明を省略する。

第３絶縁セパレータ１１３は、絶縁性材料（例えばアルミナなど）を用いて形成された筒状の部材であり、外筒１１の内部に配置された筒状の保持金具７３によって、外筒１１の内部に保持されている。第３絶縁セパレータ１１３は、筒状のセパレータ本体部１１３ａと、鍔部１１３ｃと、を備えて構成されている。

セパレータ本体部１１３ａは、自身の内部に、軸線方向に貫通する端子配置孔１１３ｂが形成されている。セパレータ本体部１１３ａは、第１実施形態の先端側セパレータ１３のセパレータ本体部１３ａと同様の構成であるため、説明を省略する。なお、端子配置孔１１３ｂは、第１実施形態の端子配置孔１３ｂと同様の構成である。

鍔部１１３ｃは、第１実施形態の先端側セパレータ１３の鍔部１３ｃと比べて、セパレータ本体部１３ａからの突出寸法（換言すれば、軸線方向に垂直な断面における外径寸法）が大きく形成されている。つまり、第３絶縁セパレータ１１３の鍔部１１３ｃは、外筒１１の内面と保持金具７３との間に挟持できるように構成されている。これにより、第３絶縁セパレータ１１３は、鍔部１１３ｃが外筒１１の内面と保持金具７３との間で支えられることにより、外筒１１の内部における配置位置が規定される。

このような構成の第３絶縁セパレータ１１３は、端子配置孔１１３ｂに、検出素子５の後端部（電極端子部３１、３２、３４、３５）および複数の金属端子４１（詳細には、先端側端子部材４３）を収容することで、検出素子５の電極端子部３１、３２、３４、３５と複数の金属端子４１とを電気的に接続している。

このような構成の第２ガスセンサ１０１においては、第１実施形態のガスセンサ１と同様に、金属端子４１が先端側端子部材４３と後端側端子部材４５とに分割可能に構成されている。

よって、このような金属端子４１を備える第２ガスセンサ１０１は、金属端子４１の先端部分の耐熱性の実現と、金属端子４１と検出素子５（詳細には、電極端子部３１、３２、３４、３５）との電気的接続状態の維持と、金属端子４１とリード線３７との電気的接続状態の維持と、を同時に成立できる。

次に、上記実施形態では、金属端子として、メス型連結部およびオス型連結部のうち互いに接触する部分の断面形状（挿入方向に垂直な断面形状）が円形または正方形である金属端子について説明したが、メス型連結部およびオス型連結部の断面形状はこれらの形状に限定されるものではない。例えば、メス型連結部およびオス型連結部の断面形状は、正五角形、正六角形、正八角形、正十二角形などの正多角形としてもよい。

また、上記実施形態では、メス型連結部およびオス型連結部を互いに組み合わせて連結し分割可能な状態としたが、さらに互いの連結部を溶接等により固定しても良い。
また、先端側端子部材の材料および後端側端子部材の材料は、上記の材料に限定されるものではない。例えば、先端側端子部材の材料がＮＣＦ７５０で、後端側端子部材の材料がＳＵＳ４３０である金属端子であってもよく、先端側端子部材の材料がＳＵＳ６３１で、後端側端子部材の材料がＳＵＳ４３０である金属端子であってもよい。

また、本発明を適用するガスセンサは、酸素センサに限られることはなく、金属端子を備えるガスセンサであれば、ＮＯｘセンサや水素センサなど他の種類のガスを検出するガスセンサであってもよい。

１…ガスセンサ、３…主体金具、５…検出素子、１１…外筒、１２…絶縁セパレータ、１２ａ…通気経路、１３…先端側セパレータ、１４…後端側セパレータ、３７…リード線、３７ａ…芯線、４１…金属端子、４３…先端側端子部材、４３ｂ…メス型連結部、４３ｅ…素子接触部、４３ｇ…拡径部、４５…後端側端子部材、４５ａ…信号線接続部、４５ｂ…オス型連結部、４５ｃ…縮径部、１０１…第２ガスセンサ、１１２…第２絶縁セパレータ、１１３…第３絶縁セパレータ、１１４…第２後端側セパレータ、１４１…第２金属端子、１４３…第２先端側端子部材、１４３ｂ…メス型連結部、１４３ｅ…素子接触部、１４５…第２後端側端子部材、１４５ａ…信号線接続部、１４５ｂ…オス型連結部、１４５ｃ…縮径部。

Claims (4)

1. 検出対象ガスの検出結果を示す検出信号の外部への出力、または外部からの電流または電圧の入力を行う電極端子部を備えるセンサ素子と、
   前記センサ素子の前記電極端子部に電気的に接続される金属端子と、
   前記金属端子に電気的に接続されて、前記検出信号を外部に出力するための信号経路を形成する信号線と、
   を備えるガスセンサであって、
   前記金属端子は、前記電極端子部に接触する先端側端子部材と、前記信号線と接続する後端側端子部材と、を備えて構成され、
   前記先端側端子部材は、メス型連結部を備えており、
   前記後端側端子部材は、前記メス型連結部と連結するオス型連結部を備えており、
   前記先端側端子部材および前記後端側端子部材は、前記オス型連結部と前記メス型連結部とが連結された状態で、前記電極端子部と前記信号線とを電気的に接続するように構成されており、
   前記先端側端子部材は、前記後端側端子部材に比べて、耐熱性に優れるとともに０．２％耐力が大きい材料で形成される、
   ガスセンサ。
2. 前記メス型連結部および前記オス型連結部のうち互いに接触する部分は、挿入方向に垂直な断面形状が円形または正多角形である、
   請求項１に記載のガスセンサ。
3. 前記後端側端子部材は、前記オス型連結部の先端部分が先端側に向かうに従い縮径する形状である、
   請求項１または請求項２に記載のガスセンサ。
4. 前記先端側端子部材は、前記メス型連結部の後端部分が後端側に向かうに従い拡径する形状である、
   請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のガスセンサ。

Images