JP6577773B2 - ガスセンサの製造方法及びガスセンサ - Google Patents

Description

本発明は、ガスセンサの製造方法及びガスセンサに関するものである。

被測定ガス中の特定ガス成分を検出するガスセンサとして、従来、被検出ガス中の特定ガス成分の濃度に応じて電気的特性が変化するセンサ素子を備えるガスセンサが知られている。このようなガスセンサとしては、例えば、先端側に被検出ガスを検出する検出部が配置されたセンサ素子と、センサ素子を保持する主体金具と、主体金具の後端部に固定される外筒と、外筒の後端側内部に配置される栓部材（弾性体、グロメット）と、を備えることが知られている。

さらに、このようなガスセンサにおいて、外部からの熱が外筒を介して栓部材に伝わる、又は主体金具からの熱が外筒を介して栓部材に伝わる、ことを抑制するために、外筒の後端部の径方向周囲を取り囲むと共に、外筒の後端を越えて後方側まで延びる筒状のチューブを、ガスセンサにさらに備えることが知られている（特許文献１参照）。これにより、熱が栓部材に伝わることで栓部材が劣化することを抑制できる。

特開２００８−３０７６号公報

ところで、特許文献１では、チューブをガスセンサに取り付ける方法として、チューブを径方向内側に加締めて外筒に固定させることが知られている。

しかしながら、外筒にチューブを加締めて固定する場合に、例えば、ガスセンサの軸線方向に延びる外筒の平坦部に対してチューブを加締めてしまうと、チューブが外筒から外れてしまう（脱落してしまう）虞があった。具体的には、チューブを外筒の平坦部に加締めて固定した場合、例えば、チューブに、軸線方向に引っ張り力が加わったり、ガスセンサを排気管の取り付け部位に取り付けて使用する際にチューブに振動が加わったりすると、チューブの加締め部が外筒の平坦部を滑ってしまい、その結果、チューブがガスセンサから簡単に外れてしまうことがあった。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、チューブをガスセンサに確実に固定するためのガスセンサの製造方法及びガスセンサを提供することを目的とする。

その解決手段は、軸線方向に延びると共に、先端側に被検出ガスを検出する検出部が配置されたセンサ素子と、センサ素子の径方向周囲を取り囲みつつ、検出部を自身の先端側に配置した筒状のケーシングと、ケーシングの後端部の内部に配置されてなる弾性体と、ケーシングの少なくとも後端部の一部の径方向周囲を取り囲むとともにケーシングに固定されてなり、筒先端から筒基端に向かって軸線方向基端側に延びる筒状のチューブであり、ケーシングよりも熱線の反射率が高いチューブと、を備えるガスセンサの製造方法であって、ケーシングの少なくとも一部に、周方向に沿って径方向内側に窪んだ窪み部が形成され、ケーシングの内部に弾性体を配置させたセンサ中間部品を準備する第一工程と、弾性体の径方向周囲の少なくとも一部を取り囲みつつ、かつ窪み部の径方向周囲を取り囲むように、センサ中間部品のケーシングの外側にチューブを配置する第二工程と、窪み部にチューブを加締めて、チューブを径方向内側に変形させ、窪み部内にチューブの少なくとも一部を入り込ませて、窪み部に対してチューブを係止する第三工程と、を含むことを特徴とするガスセンサの製造方法である。

本発明によれば、ガスセンサの製造方法には、ケーシングの少なくとも一部に、周方向に沿って径方向内側に窪んだ窪み部を形成するセンサ中間部品を準備する第一工程と、窪み部内にチューブの少なくとも一部を入り込ませて、窪み部に対してチューブを係止する第三工程を含む。このため、チューブの係止部が、ケーシングの窪み部に引っかかることにより、チューブに軸線方向に引っ張り力が加わったり、チューブに振動が加わったりしても、チューブの係止部がケーシングの表面を滑ることを抑制でき、その結果、チューブをケーシングに対して確実に固定できる。

さらに、本発明によれば、ガスセンサの製造方法には、弾性体の径方向周囲の少なくとも一部を取り囲みつつ、かつ窪み部の径方向周囲を取り囲むように、センサ中間部品のケーシングの外側にチューブを配置する第二工程を含む。このため、弾性体の少なくとも一部が、チューブに取り囲まれる。そのため、弾性体に熱が伝わる（例えば、外部からの熱がケーシングを介して弾性体に伝わる、またはケーシングの先端側からの熱が弾性体に伝わる）ことによる弾性体の劣化を抑制することができる。

なお、第１工程では、窪み部は、ケーシングの少なくとも一部に、周方向に沿って形成されていればよく、周方向に間隔をおいて形成されてもよいし、全周に亘って形成されてもよい。また、周方向に沿って形成された窪み部は、ケーシングの軸線方向に並ぶように複数形成されていてもよい。
さらに、第二工程では、チューブは、ケーシングの後端部の内部に配置された弾性体の少なくとも一部の径方向周囲を取り囲んでいればよく、弾性体の全体の径方向周囲を取り囲んでいてもよい。
さらに、請求項１における「窪み部内にチューブの少なくとも一部を入り込ませて」とは、窪み部に沿ってチューブを径方向内側に変形させて、窪み部に入り込ませてもよいし、あらかじめチューブを径方向内側に変形させておいて、変形した部位をケーシングの窪み部に入り込ませてもよい。

さらに、第二工程では、少なくとも弾性体の径方向周囲の全体を取り囲むように、センサ中間部品のケーシングの外側にチューブを配置することが好ましい。これにより、弾性体の一部が、チューブに取り囲まれる場合と比較して、弾性体に熱が伝わることによる弾性体の劣化を抑制する効果を更に高めることができる。なお、第二工程では、チューブが少なくとも弾性体の径方向周囲の全体を取り囲むように、ケーシングに配置すればよく、チューブが弾性体を越えてケーシングの先端側の周囲を取り囲むように、チューブを配置してもよい。

さらに、第二工程では、チューブの先端が、ケーシングに形成される後端向き面に当接するように、センサ中間部品のケーシングの外側にチューブを配置することが好ましい。これにより、チューブがケーシングに対して係止部と当接部の２箇所で支持されるため、係止部の１箇所で支持される場合よりも、チューブに振動が加わった際に係止部にかかる負荷を軽減することができる。その結果、チューブをケーシングに確実に固定できる。さらには、チューブのケーシングに対する接触面積が増えるため、チューブとケーシングとが係止部のみで接している場合と比較して、弾性体に熱が伝わることによる弾性体の劣化を抑制する効果を更に高めることができる。

さらに、第三工程では、チューブの係止部を周方向に見たときに、チューブとケーシングとが接触してなる接触部と、チューブとケーシングとが離間してなる離間部とを形成するように、窪み部に対してチューブを係止することが好ましい。これにより、ガスセンサが被水した際に、チューブ内に水が侵入してきたとしても、水が離間部を通ってチューブの外部に排出することができる。そのため、チューブ内に水が滞留することがなくなり、滞留した水によって弾性体が腐食することを防止することができる。なお、離間部の大きさ（周方向長さ又は径方向長さ）は、ガスセンサが取り付けられる環境（つまりは、チューブ内に侵入する水の量）と、チューブがケーシングに固定可能で且つ弾性体へ伝わる熱の度合いとのバランスに応じて適宜設定すればよい。また、離間部は係止部の一か所に設けられていても良いし、複数の箇所に設けられていてもよい。

さらに、第三工程では、径方向の２方向から挟み込んでチューブを窪み部に係止することが好ましい。これにより、ケーシングにチューブを係止する際に、周囲４方向や周囲８方向から挟み込んで行う場合と比較して、係止部のチューブの軸線方向に垂直な断面の形状がケーシングの断面の形状と異なる形状にすることができるため、チューブがガスセンサから外れることをより確実に防止することができる。

さらに、第三工程では、ケーシングの窪み部よりも先端に設けられた工具係合部における、軸線方向に垂直な断面の最大長さに対して、チューブの係止部における、軸線方向に垂直な断面の最大長さが小さくなるようにチューブを係止することが好ましい。これにより、ガスセンサを排気管に取り付ける際に、工具係合部に治具を嵌め込むにあたり、この治具がチューブに接触することでチューブが破損することを防止することができる。

さらに、本発明の別の解決手段としては、軸線方向に延びると共に、先端側に被検出ガスを検出する検出部が配置されたセンサ素子と、センサ素子の径方向周囲を取り囲みつつ、検出部を自身の先端側に配置した筒状のケーシングと、ケーシングの後端部の内部に配置されてなる弾性体と、ケーシングの少なくとも後端部の一部の径方向周囲を取り囲むとともにケーシングに固定されてなり、筒先端から筒基端に向かって軸線方向基端側に延びる筒状のチューブであり、ケーシングよりも熱線の反射率が高いチューブと、を備えるガスセンサであって、請求項１から６のいずれかに記載のガスセンサの製造方法で製造されたことを特徴とするガスセンサである。このようなガスセンサにおいても、上述のガスセンサの製造方法にて製造することで、上述した効果と同様の効果を得ることができる。

実施形態１に係るガスセンサ１のチューブ１３０の内側を示す説明図である。 実施形態１に係るガスセンサ１、実施形態２に係るガスセンサ１００の構造を示す縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 実施形態１に係るガスセンサ１について、工具係合部５３における軸線Ｏ方向に垂直な断面の最大長さＤ１と、チューブ１３０の係止部１４０における軸線Ｏ方向に垂直な断面の最大長さＤ２を説明する説明図である。 実施形態２に係るガスセンサ１００のチューブ１３０Ａの内側を示す説明図である。 実施形態３に係るガスセンサ２００のチューブ１３０Ｂの内側を示す説明図である。

以下、本発明を具体化した実施形態１のガスセンサ１について、図面を参照して説明する。図１は、実施形態１に係るガスセンサ１のチューブ１３０の内側を示す説明図である。図２は、実施形態１のガスセンサ１の構造を示す縦断面図である。なお、図２においては、チューブ１３０は省略している。図１、図２に示すガスセンサ１は、自動車の排気管（図示外）に取り付けられて使用されるものであり、軸線Ｏ方向において、排気管内に挿入されるセンサ素子６の先端部に向かう側（閉じている側であり図中下側）を先端側とし、これと反対方向に向かう側（図中上側）を後端側として説明するものとする。

図１に示すガスセンサ１は、主に、主体金具５、外筒３、プロテクタ４、チューブ１３０等を備えている。また、図２に示すように、ガスセンサ１は、細長で先が閉じられた筒状のセンサ素子６を内部に備える。さらに、図２に示すように、ガスセンサ１には、このセンサ素子６の出力する信号を取り出したり、センサ素子６に併設されるヒータ７への通電を行ったりするためのリード線１８が引き出されている。このリード線１８は、酸素センサ１とは離れた位置に設けられる図示外のセンサ制御装置あるいは自動車の電子制御装置（ＥＣＵ）と電気的に接続されている。

図２に示すように、ガスセンサ１のセンサ素子６は、ジルコニアを主成分とする固体電解質体を軸線Ｏ方向に延びる有底筒状に形成したものを基体６１として構成したものである。基体６１の軸線Ｏ方向略中央の位置には、径方向外側に向かって突出する鍔状のフランジ部６５が設けられている。そのフランジ部６５よりも先端側の先端部６６は先端へ向けて徐々に縮径されており、先端部分が球面状に閉じられている。この先端部６６の外面上には、ＰｔまたはＰｔ合金からなる多孔質状の検出電極６２が形成されている。また、基体６１の内面（筒孔内の面）上にもＰｔまたはＰｔ合金からなる多孔質状の基準電極６３が形成されている。従って、基体６１の先端部６６においては検出電極６２と基準電極６３とが固体電解質体を挟んで対向する構成となっており、この部分がセンサ素子６において、酸素濃度の検出を行う検出部６４として機能する。この検出部６４は、酸素センサ１が自動車の排気管（図示外）に取り付けられたとき排気管内を流通する排気ガス中に晒される部分であるため、検出電極６２は、耐熱性セラミックスよりなる多孔質状の電極保護層（図示外）により被覆され、排気ガスによる被毒から保護されている。

また、センサ素子６の基体６１のフランジ部６５よりも後端側には、略同一の外径で後方へ延びる後端部６７が設けられており、後端６８にて開口されている。そして後端部６７の外周面６９上で、軸線Ｏ方向の中央よりも後端６８側の位置には、外周面６９上を周方向に一周する帯状の電極部７５が形成されている。電極部７５は検出部６４からの検出信号を取り出すための電極であり、センサ素子６の外周面に沿って軸線Ｏ方向に延設された電極引出部（図示略）を通じて検出電極６２と接続されている。この電極部７５と電極引出部とは、例えばＰｔやＰｔ合金の導電性ペーストの印刷によって形成されている。

次に、図２に示すように、センサ素子６は自身の径方向周囲を筒状の主体金具５に取り囲まれた状態で、その主体金具５の筒孔５５内に保持されている。主体金具５は、ＳＵＳ４３０等のステンレス鋼からなる筒状の部材であり、先端側に、排気管の取付部（図示外）に螺合する雄ねじ部５２が形成されている。雄ねじ部５２よりも先端側には、その外周に後述するプロテクタ４が係合される先端係合部５６が形成されている。センサ素子６の検出部６４は、この先端係合部５６よりも先端側に突き出されている。

また、主体金具５の雄ねじ部５２の後端側には径方向に拡径された工具係合部５３が形成されており、ガスセンサ１を排気管の取り付け部（図示外）に取り付ける際に使用される取り付け工具が係合される。この工具係合部５３と雄ねじ部５２との間の部位には、排気管の取付部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。そして主体金具５の後端側には、自身の筒孔５５内で保持するセンサ素子６を加締め固定するための加締部５７が設けられている。センサ素子６の後端部６７のうち軸線Ｏ方向の中央よりも後端側の部位は、この加締部５７よりも後方に突き出され、電極部７５が主体金具５から露出されている。そして、工具係合部５３と加締部５７との間には、後述する外筒３の先端部３１が係合される後端係合部５８が形成されている。

また、主体金具５の筒孔５５内の先端側には、その内周を径方向内側に向けて突出させた段部５９が設けられており、この段部５９に、アルミナからなる筒状の支持部材１３が金属製のパッキン１２を介在させて係止されている。支持部材１３の内周も段状に形成されており、その段状の部位に配置される金属製のパッキン１４を介し、センサ素子６のフランジ部６５がこの支持部材１３に支持されている。さらに筒孔５５内において、支持部材１３の後端側に滑石粉末からなる充填部材１５が充填されており、その充填部材１５を支持部材１３との間で挟むように、充填部材１５の後端側にアルミナ製で筒状のスリーブ１６が配置されている。

スリーブ１６の後端側には環状のリング１７が配置されており、主体金具５の加締部５７が内側先端向きに加締められることで、スリーブ１６がこのリング１７を介して充填部材１５に対し押しつけられている。この加締部５７の加締めを通じ、主体金具５の段部５９に係止された支持部材１３へ向けてセンサ素子６のフランジ部６５を押しつけるように充填部材１５が圧縮充填されるとともに、主体金具５の筒孔５５の内周面とセンサ素子６の外周面との間の間隙が気密に埋められている。このようにセンサ素子６は、加締部５７と段部５９との間において挟持された各部材を介し、主体金具５の筒孔５５内で保持されている。

主体金具５の先端係合部５６には、その先端係合部５６から軸線Ｏ方向の先端側に向け突出されたセンサ素子６の検出部６４を覆うプロテクタ４が組み付けられ、溶接によって主体金具５と一体に接合されている。プロテクタ４は、酸素センサ１が排気管（図示外）に取り付けられた際に排気管内に突き出されるセンサ素子６の検出部６４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ための部材である。このプロテクタ４は、有底筒状をなし開放された側の周縁部が先端係合部５６に接合される外側プロテクタ４１と、その外側プロテクタ４１の内部に固定された有底筒状の内側プロテクタ４５とからなる２重構造を有している。外側プロテクタ４１および内側プロテクタ４５の外周面には、内部に排気ガスを導入し、その排気ガスを検出部６４へと導くための導入口４２がそれぞれ開口されている（内側プロテクタ４５のガス導入口は図示せず。）。また、外側プロテクタ４１および内側プロテクタ４５の底面には、内部に入り込んだ水滴や排気ガスを排出するための排出口４３，４８がそれぞれ開口されている。

また、主体金具５の後端側にはＳＵＳ３０４等のステンレス鋼からなる筒状の外筒３が組み付けられ、その先端部３１が後端係合部５８に係合されている。なお、特許請求の範囲における「ケーシング」は、主体金具５と外筒３とに相当する。外筒３の先端部３１は外周側から径方向内側に向かって後端係合部５８に加締められることで加締部３９が形成される。さらに、加締部３９には、この先端部３１の外周を一周してレーザ溶接が施されている。外筒３は、軸線Ｏ方向に沿って後端側へ向けて延びており、センサ素子６の後端部６７で主体金具５の後端（加締部５７）よりも後方に突出された部位の外周を取り囲む径大部３３と、それよりも後端側に配置されたセパレータ８およびグロメット９の外周を取り囲む径小部３４とを備えている。また、外筒３の径大部３３と径小部３４とは、段部３５で接続されている。

外筒３に取り囲まれたセンサ素子６の後端部６７には、電極部７５と接触して検出電極６２との電気的な接続を行う外側接続端子２が嵌め込まれている。また、センサ素子６の筒孔内には、固体電解質体を加熱して活性化させるための棒状のヒータ７が挿入されている。そしてセンサ素子６とヒータ７との間に挟まれるように、基準電極６３と接触して電気的な接続を行う内側接続端子２９が、センサ素子６の筒孔内に挿入されている。ヒータ７の後端には、ヒータ７に通電するための一対の電極端子７１（図１では一方の電極端子７１のみを示す。）が設けられている。そして外側接続端子２、内側接続端子２９および電極端子７１には、それぞれ、外部回路（図示外）との電気的な接続を行うためのリード線１８の芯線が加締め接合されている。

セパレータ８は、絶縁性セラミックスから筒状に形成されたものであり、上記の外側接続端子２、内側接続端子２９や電極端子７１が互いに接触しないように分離するため、それらを独立に収容する収容部８２を有する。各収容部８２はセパレータ８を軸線Ｏ方向に貫通しており、セパレータ８を挟んで先端側と後端側との間で大気連通が可能となるように構成されている。外側接続端子２、内側接続端子２９や電極端子７１にそれぞれ接続された４本のリード線１８（図１ではそのうちの３本のリード線１８を示す。）は、後述するグロメット９の挿通孔９２を介して酸素センサ１の外部に引き出されている。また、セパレータ８の外周面には径方向外側に突出するフランジ部８１が設けられており、そのフランジ部８１よりも先端側の外周面に、略円筒状の保持金具８５が嵌挿されている。セパレータ８は、外筒３の周方向に間隔をおいて設けられた凹み部３７（本実施例では４箇所）にセパレータ８のフランジ部８１を当接させつつ、保持金具８５の配置位置に対応する外筒３の外周面を径方向内向きに加締めて、加締部３８を形成することで、セパレータ８を外筒３の内側にて加締め保持している。

また、セパレータ８の後端側にはフッ素系ゴムからなるグロメット９が配置されている。なお、特許請求の範囲における「弾性体」は、グロメット９に相当する。グロメット９は、外筒３を後端側にて塞ぐように外筒３の後端３２に嵌合され、外筒３の外周が加締められることにより固定されている。このグロメット９には、外筒３内に大気を導入するための大気連通孔９１が、グロメット９の後端面９３に開口するようにして、軸線Ｏ方向に貫通して形成されている。酸素センサ１では、この大気連通孔９１およびセパレータ８の収容部８２を介し、センサ素子６の筒内に形成された基準電極６３が大気に晒されるように構成されている。大気連通孔９１内には、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂から形成された薄膜状のフィルタ８７およびその留め金具８８が挿入されており、水滴等の進入が防止されている。また、グロメット９には、上記した４本のリード線１８を挿通するための４つの挿通孔９２が、それぞれ独立に形成されている（図１ではそのうちの２つの挿通孔９２を示す）。

図１に戻り、ガスセンサ１は、外筒３の径小部３４の周囲を覆うようにして、軸線Ｏ方向に沿って延びる筒状のチューブ１３０を備えている。このチューブ１３０は、その先端１３１が、外筒３のうち、段部３５の外表面に当接しており、チューブ１３０の後端１３２は、外筒３の後端３２よりも後方側に延びている。さらに、チューブ１３０は、グロメット９が固定された外筒３の加締部３６に対して、外部から周方向に亘って加締め固定されている。なお、実施形態１では、加締部３６が特許請求の範囲における「窪み部」に相当する。

このチューブ１３０は、外側に位置し、アルミニウム等の金属箔からなる外側層と、内側に位置し、ガラス繊維からなる内側層とが積層された積層体となっている。そして、この積層体を螺旋状にして巻きつけることで、外側層が外表面をなし、内側層が内表面１３０ｔをなすチューブ１３０を構成している。このチューブ１３０は可撓性を有し、軸線Ｏに直交する方向に撓ませることができる。また、このチューブ１３０は、上述のようにアルミニウムを用いており、外筒３や主体金具５を形成するステンレス鋼よりも熱線の反射率が高い。

図３は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３に示すように、外筒３の加締部３６に対して、チューブ１３０が周方向に亘って加締め固定されてなり、外筒３とチューブ１３０との係止部１４０が形成されている。係止部１４０は、外筒３の外表面３ｓとチューブ１３０の内表面１３０ｔが接触した接触部１５０を備えると共に、さらに、チューブ１３０の内表面１３０ｔが外筒３の外表面３ｓから離間した離間部１６０を備える。この離間部１６０は、図３の紙面左右にそれぞれ１箇所ずつ設けられている。このような係止部１４０は、２方向（図３の紙面上下方向：矢印の方向）からチューブ１３０を挟み込むような加締め治具でチューブ１３０を加締めることで、形成される。

次に、実施形態１のガスセンサ１の製造方法について説明する。なお、チューブを外筒に取り付ける工程以外のガスセンサ１の製造方法は、公知のガスセンサの製造方法と同様であるため、詳細な説明は省略または簡略化する。

まず、公知のガスセンサの製造方法によって、周方向に沿って窪んだ加締部を外筒３に形成したセンサ中間部品を準備する。具体的には、外筒３内にグロメット９を配置し、グロメット９が配置された部位に対して周方向から八方丸加締めを行うことで、加締部３６を外筒に形成したセンサ中間部品を準備する。なお、この工程が、本願の請求の範囲における「第一工程」に相当する。

次に、グロメット９を取り囲み、且つ加締部３６を取り囲むように、外筒３の外側にチューブ１３０を挿入する（配置する）。また、この際、チューブ１３０の先端１３１が、外筒３に形成される段部３５に当接するようにする。なお、この工程が、本願の請求の範囲における「第二工程」に相当する。

最後に、加締部３６の位置に対応するように、チューブ１３０を径方向の２方向から加締めて、チューブ１３０を径方向内側に変形させ、加締部３６にチューブ１３０を入り込ませて、外筒３にチューブ１３０を固定する。なお、この工程が、本願の請求の範囲における「第三工程」に相当する。なお、この際、チューブ１３０を径方向の２方向から加締めているため、チューブ１３０の周方向の一部が加締部３６の周方向の一部に入り込むこととなる。そして、加締部３６の周方向の一部に入り込んだチューブ１３０は、加締部３６と共に接触部１５０を形成する一方、加締部３６に入り込まなかったチューブ１３０は、離間部１５０を形成する。

このように、ガスセンサ１の製造方法には、外筒３に加締部３６が形成されたセンサ中間部品を準備する第一工程と、加締部３６にチューブ１３０を加締めて、加締部３６に対してチューブ１３０を係止する第三工程を含む。このため、チューブ１３０の係止部１４０が、外筒３の加締部３６に引っかかることにより、チューブ１３０に軸線Ｏ方向に引っ張る力が加わったり、チューブ１３０に振動が加わったりしても、チューブ１３０の係止部１４０が外筒３の表面を滑ることを抑制でき、その結果、チューブ１３０が外筒３に対して確実に固定できる。

さらに、第二工程では、グロメット９の径方向周囲の全体を取り囲むように、センサ中間部品の外筒３の外側にチューブ１３０を配置している。これにより、グロメット９の一部が、チューブ１３０に取り囲まれる場合と比較して、グロメット９に熱が伝わる（例えば、外部からの熱が外筒３を介してグロメット９に伝わる、または主体金具５から伝わった熱がグロメット９に伝わる）ことによるグロメット９の劣化を抑制する効果を更に高めることができる。

さらに、第二工程では、チューブ１３０の先端１３１が、外筒３に形成される段部３５に当接している。これにより、チューブ１３０が係止部１４０と外筒３の段部３５との２箇所で支持されるため、係止部１４０の１箇所で支持される場合よりも、チューブ１３０に振動が加わった際に係止部１４０にかかる負荷を軽減することができる。その結果、チューブ１３０を外筒３に確実に固定できる。さらには、チューブ１３０の外筒３に対する接触面積が増えるため、グロメット９に熱が伝わることによるグロメット９の劣化を抑制する効果を更に高めることができる。

さらに、第三工程では、チューブ１３０の係止部１４０を周方向に見たときに、チューブ１３０と外筒３とが接触してなる接触部１５０と、チューブ１３０と外筒３とが離間してなる離間部１６０とを形成している。これにより、ガスセンサが被水した際に、チューブ１３０内に水が侵入してきたとしても、水が離間部１６０を通ってチューブ１３０の外部に排出することができる。そのため、チューブ１３０内に水が滞留することがなくなり、滞留した水によってグロメット９が腐食することを防止することができる。

さらに、第三工程では、径方向の２方向から挟み込んでチューブ１３０を外筒の加締部３６に係止している。これにより、外筒３にチューブ１３０を加締める際に、周囲４方向や周囲８方向から挟み込んで行う場合と比較して、係止部１４０のチューブ１３０の軸線方向に垂直な断面の形状（実施形態１では略楕円形状）が外筒３の断面の形状（略円形状）と異なる形状にすることができるため、チューブ１３０がガスセンサ１から外れることをより確実に防止することができる。

さらに、第三工程では、主体金具５の工具係合部５３における、軸線Ｏ方向に垂直な断面の最大長さＤ１に対して、チューブ１３０の係止部１４０における、軸線Ｏ方向に垂直な断面の最大長さＤ２が小さくなるようにチューブ１３０を加締めている。図４は、実施形態のガスセンサ１について、工具係合部５３における軸線Ｏ方向に垂直な断面の最大長さＤ１と、チューブ１３０の係止部１４０における軸線Ｏ方向に垂直な断面の最大長さＤ２を説明する説明図である。なお、図４は、図１を軸線Ｏに回転させた図である。実施形態１では、工具係合部５３を略正六角形に形成しており、図４に示すように、最大長さＤ１は、工具係合部５３の対角を結んだ直線の距離となる。一方、係止部１４０の最大長さＤ２は、図４に示すように、軸線Ｏを挟むように形成された２つの離間部１６０の頂点を結んだ直線の距離となる。そして、図４に示すように、最大長さＤ１よりも最大長さＤ２が小さくなるように構成されている。これにより、ガスセンサを排気管に取り付ける際に、工具係合部５３にガスセンサの後方側から治具を嵌め込むにあたり、この治具がチューブ１３０の離間部１６０に接触することでチューブ１３０が破損することを防止することができる。

次に、実施形態２のガスセンサ１００について、図面を参照して説明する。図５は、実施形態２に係るガスセンサ１００のチューブ１３０Ａの内側を示す説明図である。なお、実施形態２は、第二工程における外筒３に対するチューブ１３０Ａの配置位置（挿入位置）が実施形態１と異なるのみであり、その他の構成又はその他の製造方法については実施形態１と同様であるため、省略又は簡略化する。また、図５に示すガスセンサ１００は、軸線Ｏ方向において、排気管内に挿入されるセンサ素子６の先端部に向かう側（閉じている側であり図中下側）を先端側とし、これと反対方向に向かう側（図中上側）を後端側として説明するものとする。

図５に示すように、ガスセンサ１００は、外筒３の径小部３４の周囲を覆うようにして、軸線Ｏ方向に沿って延びる筒状のチューブ１３０Ａを備えている。しかしながら、実施形態２のガスセンサ１００では、実施形態１のように、チューブ１３０Ａの先端１３１が段部３５に当接せずに、径小部３４の後端側の一部のみを覆っている。また、チューブ１３０Ａの先端側１３１Ａは、グロメット９の径方向周囲の一部のみを取り囲んでいる。

そして、実施形態２の第二工程では、チューブ１３０Ａの先端１３１Ａが、加締部３６とグロメット９の先端位置９Ａとの間の位置まで、チューブ１３０Ａを外筒３の外側に挿入している（配置している）。

このように、ガスセンサ１００の製造方法には、外筒３に加締部３６が形成されたセンサ中間体を準備する第一工程と、加締部３６にチューブ１３０Ａを加締めて、加締部３６に対してチューブ１３０Ａを係止する第三工程を含む。このため、チューブ１３０Ａに軸線Ｏ方向に引っ張る力が加わったり、チューブ１３０Ａに振動が加わったりしても、チューブ１３０Ａの係止部１４０Ａが外筒３の表面を滑ることを抑制でき、その結果、チューブ１３０Ａが外筒３に対して確実に固定できる。

さらに、ガスセンサ１００の製造方法には、グロメット９の径方向周囲の一部を取り囲みつつ、かつ加締部３６の径方向周囲を取り囲むように、外筒３の外側にチューブ１３０Ａを配置する第二工程を含む。このため、グロメット９の一部が、チューブ１３０Ａに取り囲まれるため、グロメット９に熱が伝わることによるグロメット９の劣化を抑制することができる。

次に、実施形態３のガスセンサ２００について、図面を参照して説明する。図６は、実施形態３に係るガスセンサ２００のチューブ１３０Ｂの内側を示す説明図である。なお、実施形態３は、第二工程における外筒３に対するチューブ１３０Ｂの配置位置（挿入位置）、及び第三工程における外筒３にチューブ１３０Ｂを係止する位置が実施形態１と異なるのみであり、その他の構成又は製造方法は実施形態１と同様であるため、省略又は簡略化する。また、図６に示すガスセンサ１００は、軸線Ｏ方向において、排気管内に挿入されるセンサ素子６の先端部に向かう側（閉じている側であり図中下側）を先端側とし、これと反対方向に向かう側（図中上側）を後端側として説明するものとする。

図６に示すように、ガスセンサ１は、外筒３の周囲のすべてを覆うようにして、軸線Ｏ方向に沿って延びる筒状のチューブ１３０Ｂを備えている。このチューブ１３０Ｂは、その先端１３１Ｂが、主体金具５の工具係合部５３の後端向き面５３Ｓに当接しており、チューブ１３０Ｂの後端１３２Ｂは、外筒３の後端３２よりも後方側に延びている。さらに、チューブ１３０Ｂは、グロメット９が固定された外筒３の加締部３９に対して、外部から周方向に亘って加締め固定されている。なお、実施形態２では、加締部３９が特許請求の範囲における「窪み部」に相当する。

そして、実施形態３の第二工程では、グロメットを取り囲み、かつ加締部３９を取りか囲むように、外筒３の外側にチューブ１３０Ｂを挿入する（配置する）。また、この際、このチューブ１３０Ｂの先端１３１Ｂが、主体金具５の工具係合部５３の後端向き面５３Ｓに当接するようにする。

このように、ガスセンサ２００の製造方法には、外筒３に加締部３９が形成されたセンサ中間部品を準備する第一工程と、加締部３９にチューブ１３０Ｂを加締めて、加締部３９に対してチューブ１３０Ｂを係止する第三工程を含む。このため、チューブ１３０Ｂの係止部１４０Ｂが、外筒３の加締部３９に引っかかることにより、チューブ１３０Ｂに軸線Ｏ方向に引っ張る力が加わったり、チューブ１３０Ｂに振動が加わったりしても、チューブ１３０Ｂの係止部１４０Ｂが外筒３の表面を滑ることを抑制でき、その結果、チューブ１３０Ｂが外筒３に対して確実に固定できる。

さらに、ガスセンサ２００の製造方法には、グロメット９の径方向周囲の一部を取り囲みつつ、かつ加締部３９の径方向周囲を取り囲むように、外筒３の外側にチューブ１３０Ｂを配置する第二工程を含む。このため、グロメット９の一部が、チューブ１３０Ｂに取り囲まれるため、グロメット９に熱が伝わることによるグロメット９の劣化を抑制することができる。

さらに、第二工程では、チューブ１３０Ｂの先端１３１Ｂが、主体金具３の工具係合部５３の後端向き面５３Ｓに当接している。これにより、チューブ１３０Ｂが係止部１４０Ｂと後端向き面５３Ｓの２箇所で支持されるため、係止部１４０Ｂの１箇所で支持される場合よりも、チューブ１３０Ｂに振動が加わった際に係止部１４０Ｂにかかる負荷を軽減することができる。その結果、チューブ１３０Ｂを外筒３に確実に固定できる。

以上において、本発明を実施形態１、２に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１、２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態１、２、３では、チューブ１３０、１３０Ａ、１３０Ｂを２方向から挟み込むような加締め治具で加締めることで、係止部１４０、１４０Ａ、１４０Ｂが形成されている。これに対し、チューブ１３０、１３０Ａ、１３０Ｂを周囲４方向や周囲８方向から挟み込むような加締め治具で加締めることで係止部１４０、１４０Ａ、１４０Ｂが形成されていてもよい。

また、上記実施形態１、２では、チューブ１３０、１３０Ａが外筒３の加締部３６に対して固定され、外筒３とチューブ１３０、１３０Ａとの係止部１４０、１４０Ａが形成されている。これに対し、チューブが外筒の凹み部３７や、加締部３８に対して固定され、外筒とチューブの係止部を形成しても良い。

また、上記実施形態１、２、３では、チューブ１３０、１３０Ａ、１３０Ｂとして、アルミニウム等の金属箔からなる外側層と、ガラス繊維からなる内側層とが積層された積層体を用いたが、これに限られず、栓部材に熱が伝わることを抑制できる（例えば、外部からの熱が外筒を介してグロメットに伝わる、又は主体金具からの熱が外筒を介してグロメットに伝わることを抑制できる）金属チューブであればよい。具体的には、特開２００８−３０７６に記載された包囲筒であってもよい。

さらに、上記実施形態１、２では、センサ素子６として、有底筒状の固体電解質体を基体６１として構成したものであったが、これに限られず、ジルコニアやアルミナからなる複数の層が積層された板型のセンサ素子であってもよい。
また、上記実施形態１、２では、センサ素子６の筒孔内にヒータ７が挿入された物であったが、これに限られず、ヒータ７が配置されていない、いわゆるヒータレスセンサであっても良い。

１、１００，２００…ガスセンサ
３…外筒
３６、３８，３９…加締め部
３７…凹み部
５…主体金具
６…センサ素子
９…グロメット
１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ…チューブ
１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ…固定部
１５０…接触部
１６０…離間部

Claims (7)

1. 軸線方向に延びると共に、先端側に被検出ガスを検出する検出部が配置されたセンサ素子と、
   前記センサ素子の径方向周囲を取り囲みつつ、前記検出部を自身の先端側に配置した筒状のケーシングと、
   前記ケーシングの後端部の内部に配置されてなる弾性体と、
   前記ケーシングの少なくとも後端部の一部の径方向周囲を取り囲むとともに前記ケーシングに固定されてなり、筒先端から筒基端に向かって前記軸線方向基端側に延びる筒状のチューブであり、前記ケーシングよりも熱線の反射率が高いチューブと、を備える
   ガスセンサの製造方法であって、
   前記ケーシングの少なくとも一部に、周方向に沿って径方向内側に窪んだ窪み部が形成され、前記ケーシングの内部に前記弾性体を配置させたセンサ中間部品を準備する第一工程と、
   前記弾性体の径方向周囲の少なくとも一部を取り囲みつつ、かつ前記窪み部の径方向周囲を取り囲むように、前記センサ中間部品の前記ケーシングの外側に前記チューブを配置する第二工程と、
   前記窪み部に前記チューブを加締めて、前記チューブを径方向内側に変形させ、前記窪み部内に前記チューブの少なくとも一部を入り込ませて、前記窪み部に対して前記チューブを係止する第三工程と、を含むことを特徴とするガスセンサの製造方法。
2. 請求項１に記載のガスセンサの製造方法であって、
   第二工程では、少なくとも前記弾性体の径方向周囲の全体を取り囲むように、前記センサ中間部品の前記ケーシングの外側に前記チューブを配置することを特徴とするガスセンサの製造方法。
3. 請求項１もしくは請求項２に記載のガスセンサの製造方法であって、
   第二工程では、前記チューブの先端が、前記ケーシングに形成される後端向き面に当接するように前記センサ中間部品の前記ケーシングの外側に前記チューブを配置することを特徴とするガスセンサの製造方法。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のガスセンサの製造方法であって、
   第三工程では、前記チューブの係止部を周方向に見たときに、前記チューブと前記ケーシングとが接触してなる接触部と、前記チューブと前記ケーシングとが離間してなる離間部と、を形成するように、前記窪み部に対して前記チューブを係止することを特徴とするガスセンサの製造方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のガスセンサの製造方法であって、
   第三工程では、前記径方向の２方向から挟み込んで前記チューブを前記窪み部に係止することを特徴とするガスセンサの製造方法。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のガスセンサの製造方法であって、
   第三工程では、前記ケーシングの前記チューブの係止部よりも先端側に設けられた工具係合部における、前記軸線方向に垂直な断面の最大長さに対して、前記チューブの前記係止部における、前記軸線方向に垂直な断面の最大長さが小さくなるように、前記チューブを前記窪み部に係止することを特徴とするガスセンサの製造方法。
7. 軸線方向に延びると共に、先端側に被検出ガスを検出する検出部が配置されたセンサ素子と、
   前記センサ素子の径方向周囲を取り囲みつつ、前記検出部を自身の先端側に配置した筒状のケーシングと、
   前記ケーシングの後端部の内部に配置されてなる弾性体と、
   前記ケーシングの少なくとも後端部の一部の径方向周囲を取り囲むとともに前記ケーシングに固定されてなり、筒先端から筒基端に向かって前記軸線方向基端側に延びる筒状のチューブであり、前記ケーシングよりも熱線の反射率が高いチューブと、を備えるガスセンサであって、
   請求項１から６のいずれかに記載のガスセンサの製造方法で製造されたことを特徴とするガスセンサ。