WO2005008233A1

WO2005008233A1 - ガスセンサ及びガスセンサの製造方法

Info

Publication number: WO2005008233A1
Application number: PCT/JP2004/009971
Authority: WO
Inventors: Hisaharu Nishio; Takashi Nakao; Kazuhiro Kouzaki
Original assignee: Ngk Spark Plug Co., Ltd.
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2005-01-27
Also published as: US20070227229A1; DE112004001325T5; US20060174690A1; US20070220952A1; CN100588963C; CN1823271A; US7506534B2; US7398673B2; US7234341B2; JPWO2005008233A1; JP4634301B2; DE112004001325B4

Description

明細書

製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、測定対象気体中の特定ガスを検出するためのガスセンサ及びガスセンサの製造方法に関し、特に、有底筒状のガス検出素子や素子ホルダなどの被保持部材が筒状の主体金具の内側に保持されたガスセンサ及びガスセンサの製造方法に関する。

^景技術

[0002] 従来より、有底筒状のガス検出素子 (被保持部材)が筒状の主体金具の内側に保持されたガスセンサが知られている。例えば、図 13に部分断面図を示すガスセンサ 9 01が挙げられる。このガスセンサ 901は、内燃機関の排ガス管に取り付けて、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサである。ガスセンサ 901は、軸線 C方向先端側（図中下側）が閉じた有底筒状のガス検出素子 911と、このガス検出素子 911を内側に同軸状に保持する筒状の主体金具 931とを備える。

このうち、ガス検出素子 911は、軸線 C方向中央付近に周方向に形成され外側に突出する突出部 913を有する。この突出部 913は、その先端側に位置し先端側から基端側に向けて拡がる第 1テーパ状外周面 913tl (先端面とも言う。）と、基端側に位置し基端側から先端側に向けて拡がる第 2テーパ状外周面 913t2 (基端面とも言う。）と、これらの面を結ぶ同径な中央外周面 913mとを有する。ガス検出素子 911は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質からなり、その内周面 91 Inには内側電極 9 15が被着形成され、外周面 911mには外側電極 917が被着形成されている。

[0003] 主体金具 931は、先端部 933 (図中下側）と中央部 935と基端部 937 (図中上側）とからなり、内周面 931ηによって構成される貫通孔は、基端側から先端側に向けて先細りとなる形状とされている。

先端部 933は、比較的小径な内周面 933ηを有し、一方、外周には、このガスセンサ 901を排ガス管に取り付けるための取付ねじ部 933gが周方向に形成されている。また、先端部 933の先端側には、ガス検出素子 911の先端部を保護するための保護キャップ 951が装着されている。保護キャップ 951は、有底筒状をなし、排気管内の排気ガスをガスセンサ 901の内部に導入するための通気孔 951kが多数形成されている。一方、先端部 933の基端側には、ガスケット 953が取り付けられている。

[0004] 中央部 935は、先端部 933の内周面 933ηと繋がり基端側に向けて拡がるテーパ状内周面 935tl (支持面とも言う。）を有する段付部 935bと、このテーパ状内周面 93 5tlと繋がり、上記内周面 933ηより径大な中央内周面 935ηを有する筒部 935cとからなる。中央部 935の外側は、このガスセンサ 901を排ガス管に取り付ける際に利用される六角フランジ部（工具係合部） 935rとされている。

基端部 937は、中央部 935の中央内周面 935ηに繋がり、中央内周面 935ηより径大な内周面 937ηを有する。

[0005] 主体金具 931の中央部 935のテーパ状内周面 935tl上には、環状の金属製の板パッキン 957が配置され、さらにこの板パッキン 957には、主体金具 931に同軸状に内挿されたガス検出素子 911の突出部 913の第 1テーパ状外周面 913tlが当接している。即ち、主体金具 931の中央部 935の段付部 935bとガス検出素子 911の突出部 913とは、板パッキン 957を介して係合している。なお、外側電極 917は突出部 913にも形成されているので、主体金具 931とガス検出素子 911の外側電極 917は、板パッキン 957を介して電気的に接続している。

[0006] そして、内挿されたガス検出素子 911の突出部 913の第 2テーパ状外周面 913t2 と主体金具 931の内周面 931η (基端部 937の内周面 937η)とにそれぞれ当接するように、 C状の第 1線パッキン 959が配置されている。

さらに、その基端側においては、ガス検出素子 911の基端側の外周面 911mと主体金具 931の内周面 931η (基端部 937の内周面 937η)とによって構成された環状の空隙に、粉体が充填され、充填封止層 961が形成されている。

[0007] さらに、その基端側、即ち、ガス検出素子 911の外周面 911mと主体金具 931の内周面 931η (基端部 937の内周面 937η)とによって構成された環状の空隙には、筒状をなす包囲体 971の先端部 973が揷入されている。包囲体 971の先端部 973は、周方向に形成され外側に突出する突出部とされ、先端側に向けて拡がるテーパ状外周面 973mを有する。そして、このテーパ状外周面 973m上には、 C状の第 2線パッキン 965が配置され、さらに、この第 2線パッキン 965を覆うように主体金具 931の基端部 937の基端が内側に折り曲げられ、第 2線パッキン 965が圧縮され、かしめられている。この圧縮、力めにより、第 1線パッキン 959と充填封止層 961も軸線方向に圧縮される。そして、第 1線パッキン 959が弾性変形している。また、この弾性力によつて、ガス検出素子 911が主体金具 931に同軸状に保持される。

[0008] ガス検出素子 911の内側には、素子側端子 981が揷入され、ガス検出素子 911の内側電極 915と電気的に接続している。

なお、このような技術に関連する文献として、例えば、特許文献 1が挙げられる。

[0009] 特許文献 1 :実開昭 53— 95884号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 従来のガスセンサ 901では、第 1線パッキン 959は主体金具 931の力、しめによってのみ押圧され弹性的に変形しているだけである。このため、ガスセンサ 901を長期間使用し、力、しめゆるみ等が起こることで充填封止層 961の圧縮応力が低下すると、第 1線パッキン 959が緩み、ガス検出素子 911が位置ずれを起こして、排気ガスの検出精度等に影響が出る恐れがある。

また、第 1線パッキン 959が緩むことにより、充填封止層 961を形成する粉体が、ガス検出素子 911の外周面 911mと主体金具 931の内周面 931ηとの隙間を通って先端側にもれる恐れもある。

[0011] さらに、従来のガスセンサ 901においては、主体金具 931とガス検出素子 911の外側電極 917は、板パッキン 957を介して電気的に接続しており、かしめゆるみ等が起こることで充填封止層 961の圧縮応力が低下し、第 1線パッキン 959が緩み、ガス検出素子 911が位置ずれを起こすと、板パッキン 957とガス検出素子 911 (第 1テーパ状外周面 913tの外側電極 917)及び主体金具 931 (テーパ状内周面 935tl)との接触が不完全になり、外側電極 917と主体金具 931の電気的接続の信頼性が劣る。また、第 1線パッキン 959が緩むことにより、充填封止層 961を形成する粉体が、ガス検出素子 911の外周面 911mと主体金具 931の内周面 931ηとの隙間を通って板パッキン 957のある部分まで達し、板パッキン 957とガス検出素子 911の間や板パッキン 957と主体金具 931の間に入り込んで、板パッキン 957とガス検出素子 911及び主体金具 931との電気的接触が不良となる恐れもある。

[0012] また、従来のガスセンサ 901は、主体金具 931に板パッキン 957とガス検出素子 91 1を揷入した後、第 1線パッキン 959を揷入し、さらに粉体を充填する。その後、包囲体 971及び第 2線パッキン 965を揷入して、主体金具 931の基端をかしめ、ガス検出素子 911を主体金具 931に固設している。

し力、しながら、このようなものは、粉体を充填してから主体金具 931を力、しめるまでの間に、本来なら第 1線パッキン 959で堰き止められているはずの粉体力ガス検出素子 911の外周面 911mと主体金具 931の内周面 931ηとの隙間を通って板パッキン 9 59のある部分まで達し、板パッキン 959とガス検出素子 911の間や板パッキン 959と主体金具 931の間に入り込んで、上記のように、板パッキン 957とガス検出素子 911 及び主体金具 931との電気的接触が不良となる恐れがある。

[0013] 本発明は、力かる現状に鑑みてなされたものであって、ガス検出素子や素子ホルダなどの被保持部材の位置ずれをより確実に抑制できるガスセンサ及びガスセンサの製造方法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

[0014] その解決手段は、先端側保持面、及び、この先端側保持面よりも基端側に位置する基端側保持面を有する被保持部材と、筒状をなすと共に、内周面から径方向内側に突出する段付部を有し、前記被保持部材の先端側保持面を前記段付部の支持面で支持しつつ前記被保持部材の径方向外側を取り囲んで、前記被保持部材を自身の内側に保持する主体金具と、前記被保持部材の基端側保持面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ当接する第 1パッキンと、を備え、前記第 1パッキンは、前記被保持部材の基端側保持面と前記主体金具の内周面とが鋭角をなす間隙に、断面くさび型形状をなして配設され、前記被保持部材の基端側保持面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ圧接してなることを特徴とするガスセンサである。

[0015] 従来のガスセンサにおける線パッキンは、軸線方向に弾性変形され、被保持部材の基端側保持面と主体金具の内周面とにそれぞれ一部分で当接していた。これに対し、本発明のガスセンサでは、従来の線パッキンに対応する第 1パッキンは、被保持部材の基端側保持面と主体金具の内周面とが鋭角をなす間隙に、断面くさび型形状をなして配設され、被保持部材の基端側保持面及び主体金具の内周面にそれぞれ圧接している。従って、第 1パッキンに外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキンによって被保持部材を主体金具に固定できる。このため、ガスセンサを長期間使用してかしめゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキンが緩みにくいので、被保持部材の位置ずれをより確実に抑制できる。

[0016] なお、ガスセンサは、上記の要件を満たしたものであればよぐ例えば、酸素センサの他、 N〇xセンサや HCセンサ、 C〇2センサなどが挙げられる。

また、主体金具が被保持部材を自身の内側に保持するとは、主体金具の内側に、被保持部材の全体を保持することも、被保持部材の一部を保持することも含まれる。また、第 1パッキンは、必ずしも上記間隙に配置されるパッキン全周にわたってその断面がくさび型形状である必要はなぐ少なくとも一部が断面くさび型形状であればよい。また、第 1パッキンは、その断面の全体がくさび型形状である必要はなぐ少なくとも先端側がくさび型形状であればよい。

[0017] さらに、上記のガスセンサであって、前記被保持部材は、前記先端側保持面と前記基端保持面とを含み径方向外側に突出する突出部を有し、軸線方向先端側が閉じた有底筒状をなすガス検出素子であることを特徴とするガスセンサとすると良い。

[0018] 本発明によれば、被保持部材は、有底筒状をなすガス検出素子自身である。このガス検出素子は、先端側保持面と基端保持面とを含み径方向外側に突出する突出部を有するため、第 1パッキンは、ガス検出素子の突出部の基端側保持面に圧接すると共に、主体金具の内周面にも圧接する。このようなものでは、第 1パッキンに外部力の応力が働かなくても、この第 1パッキンによってガス検出素子を主体金具に固定できる。このため、ガスセンサを長期間使用してかしめゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキンが緩みにくいので、ガス検出素子の位置ずれをより確実に抑制できる。

[0019] さらに、上記のガスセンサであって、軸線方向に延びるガス検出素子を備え、前記被保持部材は、前記先端側保持面及び前記基端側保持面を有すると共に、前記ガス検出素子が揷通される開口を有する素子ホルダであることを特徴とするガスセンサとすると良い。

[0020] 本発明によれば、被保持部材は、ガス検出素子が挿通される素子ホルダである。この素子ホルダは、先端側保持面と基端保持面とを有するため、第 1パッキンは、素子ホルダの基端側保持面に圧接すると共に、主体金具の内周面に圧接する。このようなものでは、第 1パッキンに外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキンによって素子ホルダを主体金具に固定できる。このため、ガスセンサを長期間使用して力めゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキンが緩みにくいので、素子ホルダの位置ずれをより確実に抑制できる。

[0021] さらに、上記のいずれかに記載のガスセンサであって、前記第 1パッキンの基端側であって、前記ガス検出素子の外周面と前記主体金具の内周面とによって構成された空隙に、粉体が充填されてなる充填封止層を有することを特徴とするガスセンサとすると良い。

[0022] 本発明によれば、第 1パッキンの基端側であって、ガス検出素子の外周面と主体金具の内周面とによって構成された空隙には、粉体が充填されてなる充填封止層を有する。従って、ガス検出素子と主体金具との間のシール性能をより向上させることができる。

従来では、ガスセンサの長期間の使用により、力しめゆるみ等が起きることで、粉体力ガス検出素子の突出部の外周面と主体金具の内周面との隙間、または、素子ホルダの外周面と主体金具の内周面との隙間から先端側にもれる恐れがあった。

[0023] しかし、本発明では、第 1パッキンが、被保持部材 (ガス検出素子または素子ホルダ )の基端側保持面と主体金具の内周面とがなす鋭角な間隙に、断面くさび型形状をなして配設され、被保持部材の基端側保持面及び主体金具の内周面にそれぞれ圧接している。このため、ガスセンサの長期間の使用により、力めゆるみ等が起きても、粉体が、ガス検出素子の突出部の外周面と主体金具の内周面との隙間、または、素子ホルダの外周面と主体金具の内周面との隙間から先端側にもれることを抑制すること力 Sできる。

[0024] さらに、上記のいずれかに記載のガスセンサであって、前記第 1パッキンは、前記被保持部材の基端側保持面と前記主体金具の内周面との前記間隙に挿入した線パツキンを軸線方向に押圧して塑性変形させることにより、断面くさび型形状としてなることを特徴とするガスセンサとすると良レ、。

[0025] 本発明によれば、第 1パッキンは、被保持部材の基端側保持面と主体金具の内周面との間隙に揷入した線パッキンを軸線方向に押圧して塑性変形させることにより、断面くさび型形状としてある。このような第 1パッキンは、パッキンが塑性変形するほど強く押圧されてくさび型形状となっているため、被保持部材の基端側保持面と主体金具の内周面とに強く圧接している。従って、被保持部材と主体金具とを強固に固定できる。

[0026] さらに、上記のいずれかに記載のガスセンサであって、前記被保持部材の基端側保持面と前記主体金具の内周面とは、前記間隙をなす部分のうち、少なくとも先端側の部分において、前記基端側保持面と前記内周面とのなす角が先端側ほど小さくなる形態を有し、前記第 1パッキンは、前記間隙のうち、前記基端側保持面と前記内周面とのなす角が先端側ほど小さくなる部分にまで配設されてなることを特徴とするガスセンサとすると良い。

[0027] 本発明によれば、被保持部材の基端側保持面と主体金具の内周面とは、間隙をなす部分のうち、少なくとも先端側の部分において、基端側保持面と内周面とのなす角が先端側ほど小さくなる形態を有している。そして、その部分にまで第 1パッキンが配設されている。このようなものでは、第 1パッキンの先端側ほどくさびの効果が大きくなるため、被保持部材と主体金具とをより強固に固定できる。

[0028] また、他の解決手段は、軸線方向先端側が閉じた有底筒状をなすと共に、外周面に外側電極を有し、かつ、径方向外側に突出する突出部を有するガス検出素子と、筒状をなすと共に、内周面から径方向内側に突出する段付部を有し、前記突出部の先端面を前記段付部の支持面で支持しつつ前記ガス検出素子の径方向外側を取り囲んで、前記ガス検出素子を自身の内側に保持する主体金具であって、前記段付部の支持面が前記突出部の先端面にある前記外側電極に当接して前記外側電極と電気的に接続する主体金具と、前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ当接する第 1パッキンと、を備え、前記第 1パッキンは、前記突出部の基端面と前記主体金具の内周面とが鋭角をなす間隙に、断面くさび型形状をなして配設され、前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ圧接してなることを特徴とするガスセンサである。

[0029] 従来のガスセンサにおける線パッキンは、軸線方向に弾性変形され、ガス検出素子の突出部の基端面と主体金具の内周面とにそれぞれ一部分で当接していた。これに対し、本発明のガスセンサでは、従来の線パッキンに対応する第 1パッキンは、ガス検出素子の突出部の基端面と主体金具の内周面とがなす鋭角な間隙に、断面くさび型形状をなして配設され、突出部の基端面及び主体金具の内周面にそれぞれ圧接している。従って、第 1パッキンに外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキンによってガス検出素子を主体金具に固定できる。このため、ガスセンサを長期間使用してかしめゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキンが緩みにくいので、ガス検出素子の位置ずれを抑制し、ガス検出素子の突出部の先端面にある外側電極と主体金具の段付部の支持面との接触不良を抑制できる。よって、ガス検出素子の外側電極と主体金具との電気的接続の信頼性を向上させることができる。

[0030] また、他の解決手段は、軸線方向先端側が閉じた有底筒状をなすと共に、外周面に外側電極を有し、かつ、径方向外側に突出する突出部を有するガス検出素子と、筒状をなすと共に、内周面から径方向内側に突出する段付部を有し、前記突出部の先端面を前記段付部の支持面で支持しつつ前記ガス検出素子の径方向外側を取り囲んで、前記ガス検出素子を自身の内側に保持する主体金具と、前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ当接する第 1パッキンと、前記突出部の先端面と前記段付部の支持面との間に配置され、前記突出部の先端面にある前記外側電極及び前記段付部の支持面にそれぞれ当接することで前記外側電極と前記主体金具とを電気的に接続する金属製の第 2パッキンと、を備え、前記第 1パッキンは、前記突出部の基端面と前記主体金具の内周面とが鋭角をなす間隙に、断面くさび型形状をなして配設され、前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ圧接してなることを特徴とするガスセンサである。

[0031] 本発明のガスセンサでは、第 1パッキンは、ガス検出素子の突出部の基端面と主体金具の内周面とがなす鋭角な間隙に、断面くさび型形状をなして配設され、突出部の基端面及び主体金具の内周面にそれぞれ圧接している。従って、第 1パッキンに外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキンによってガス検出素子を主体金具に固定できる。このため、ガスセンサを長期間使用して力めゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキンが緩みにくいので、ガス検出素子の位置ずれを抑制し、第 2 パッキンと、ガス検出素子の突出部の先端面にある外側電極及び主体金具の段付部の支持面との接触不良を抑制できる。よって、ガス検出素子の外側電極と主体金具との電気的接続の信頼性を向上させることができる。

[0032] さらに、上記のいずれかに記載のガスセンサであって、前記ガス検出素子の突出部より基端側であって、前記ガス検出素子の外周面と前記主体金具の内周面とによつて構成された空隙に、粉体が充填されてなる充填封止層を有することを特徴とするガスセンサとすると良い。

[0033] 本発明によれば、ガス検出素子の外周面と主体金具の内周面とによって構成された空隙には、粉体が充填されてなる充填封止層を有する。従って、ガス検出素子と主体金具との間のシール性能をより向上させることができる。

従来では、ガスセンサの長期間の使用により、力しめゆるみ等が起きることで、粉体がガス検出素子の突出部の外周面と主体金具の内周面との隙間を通って板パツキンまで達し、板パッキンとガス検出素子、または、板パッキンと主体金具との間に入り込んで、これらの接触が不良となり、これらの電気的接続が不良となる恐れがあった。

[0034] しかし、本発明では、第 1パッキンが、ガス検出素子の突出部の基端面と主体金具の内周面とがなす鋭角な間隙に、断面くさび型形状をなして配設され、突出部の基端面及び主体金具の内周面にそれぞれ圧接している。このため、ガスセンサの長期間の使用により、力めゆるみ等が起きても、粉体がガス検出素子の突出部の外周面と主体金具の内周面との隙間を通って第 2パッキンまで達することを抑制し、第 2パッキンとガス検出素子、または、第 2パッキンと主体金具との間に入り込んで、これらの接触が不良となることを抑制することができる。

[0035] さらに、上記のいずれかに記載のガスセンサであって、前記第 1パッキンは、金属製であり、前記突出部の基端面にある前記外側電極及び前記主体金具の内周面にそれぞれ当接して前記外側電極と前記主体金具とを電気的に接続することを特徴とするガスセンサとすると良い。 [0036] 本発明によれば、第 1パッキンは、ガス検出素子の突出部の基端面にある外側電極及び主体金具の内周面にそれぞれ当接して、ガス検出素子の外側電極と主体金具とを電気的に接続する。このため、より確実にガス検出素子の外側電極と主体金具とを電気的に接続することができる。

[0037] さらに、上記のいずれかに記載のガスセンサであって、前記第 1パッキンは、前記突出部の基端面と前記主体金具の内周面との前記間隙に挿入した線パッキンを軸線方向に押圧して塑性変形させることにより、断面くさび型形状としてなることを特徴とするガスセンサとすると良い。

[0038] 本発明によれば、第 1パッキンは、突出部の基端面と主体金具の内周面との間隙に揷入した線パッキンを軸線方向に押圧して塑性変形させることにより、断面くさび型形状としてある。このような第 1パッキンは、パッキンが塑性変形するほど強く押圧されてくさび型形状となっているため、突出部の基端面と主体金具の内周面とに強く圧接している。従って、ガス検出素子と主体金具とを強固に固定できる。

[0039] さらに、上記のいずれかに記載のガスセンサであって、前記突出部の基端面と前記主体金具の内周面とは、前記間隙をなす部分のうち、少なくとも先端側の部分において、前記基端面と前記内周面とのなす角が先端側ほど小さくなる形態を有し、前記第 1パッキンは、前記間隙のうち、前記基端面と前記内周面とのなす角が先端側ほど小さくなる部分にまで配設されてなることを特徴とするガスセンサとすると良い。

[0040] 本発明によれば、突出部の基端面と主体金具の内周面とは、間隙をなす部分のうち、少なくとも先端側の部分において、基端面と内周面とのなす角が先端側ほど小さくなる形態を有する。そして、この部分にまで第 1パッキンが配設されている。このようなものでは、第 1パッキンの先端側ほどくさびの効果が大きくなるため、ガス検出素子と主体金具とをより強固に固定できる。

[0041] また、他の解決手段は、軸線方向先端側が閉じた有底筒状をなすと共に、外周面に外側電極を有し、かつ、径方向外側に突出する突出部を有するガス検出素子と、筒状をなすと共に、内周面から径方向内側に突出する段付部を有し、前記突出部の先端面を前記段付部の支持面で支持しつつ前記ガス検出素子の径方向外側を取り囲んで、前記ガス検出素子を自身の内側に保持する主体金具であって、前記段付部の支持面が前記突出部の先端面にある前記外側電極に当接して前記外側電極と電気的に接続する主体金具と、前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ当接する第 1パッキンと、を備えるガスセンサの製造方法であって、前記主体金具に前記ガス検出素子を揷入する素子揷入工程と、前記第 1パッキンとなる線パツキンを揷入する線パツキン揷入工程と、前記主体金具に揷入された前記線パッキンを軸線方向に押圧し、前記線パッキンを塑性変形させて、前記突出部の基端面と前記主体金具の内周面とが鋭角をなす間隙に、断面くさび型形状をなす前記第 1 パッキンを形成すると共に、これを前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ圧接させる第 1パッキン形成工程と、を備えることを特徴とするガスセンサの製造方法である。

[0042] 本発明によれば、主体金具にガス検出素子を揷入した後（素子揷入工程）、線パッキンを揷入する（線パツキン揷入工程)。その後、この線パッキンを軸線方向に押圧し、線パッキンを塑性変形させて、突出部の基端面と主体金具の内周面とがなす鋭角な間隙に、断面くさび型形状をなして配設すると共に、突出部の基端面及び主体金具の内周面にそれぞれ圧接させる（第 1パッキン形成工程)。このようにすれば、塑性変形してできた第 1パッキンは、ガス検出素子の突出部の基端面に強く圧接すると共に、主体金具の内周面にも強く圧接する。従って、第 1パッキンに外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキンによってガス検出素子を主体金具に固定できる。このため、ガスセンサを長期間使用して力めゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキンが緩みにくいので、ガス検出素子の位置ずれを抑制し、ガス検出素子の突出部の先端面にある外側電極と主体金具の段付部の支持面との接触不良を抑制できる。よって、ガス検出素子の外側電極と主体金具との電気的接続の信頼性を向上させること力 Sできる。カロえて、線パッキンを利用し、これを塑性変形させて、上記のような第 1パッキンを形成しているので、安価にかつ容易にガスセンサを製造することができる。

[0043] また、他の解決手段は、軸線方向先端側が閉じた有底筒状をなすと共に、外周面に外側電極を有し、かつ、径方向外側に突出する突出部を有するガス検出素子と、筒状をなすと共に、内周面から径方向内側に突出する段付部を有し、前記突出部の先端面を前記段付部の支持面で支持しつつ前記ガス検出素子の径方向外側を取り囲んで、前記ガス検出素子を自身の内側に保持する筒状の主体金具と、前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ当接する第 1パッキンと、前記突出部の先端面と前記段付部の支持面との間に配置され、前記突出部の先端面にある前記外側電極及び前記段付部の支持面にそれぞれ当接して前記外側電極と前記主体金具とを電気的に接続する金属製の第 2パッキンと、を備えるガスセンサの製造方法であって、前記主体金具に前記第 2パツキン揷入する第 2パツキン揷入工程と、前記第 2パッキン挿入工程後、前記主体金具に前記ガス検出素子を揷入する素子挿入工程と、前記素子挿入工程後、前記主体金具に挿入された前記第 2パッキンと前記ガス検出素子とを軸線方向に押圧し、前記第 2パッキンを前記段付部の支持面に密着させる第 2パッキン押圧工程と、前記第 2パッキン押圧工程後、前記第 1パツキンとなる線パツキンを揷入する線パツキン揷入工程と、前記主体金具に揷入された前記線パッキンを軸線方向に押圧し、前記線パッキンを塑性変形させて、前記突出部の基端面と前記主体金具の内周面とが鋭角をなす間隙に、断面くさび型形状をなす前記第 1パッキンを形成すると共に、これを前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ圧接させる第 1パッキン形成工程と、を備える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、主体金具に第 2パッキンを挿入した後（第 2パッキン挿入工程）、さらにガス検出素子を挿入し (素子挿入工程）、第 2パッキンとガス検出素子とを軸線方向に押圧して、第 2パッキンを主体金具の段付部の支持面に密着させている（第 2 パッキン押圧工程)。このため、第 2パッキンと主体金具との接触が良好となる。

そしてその後、線パツキンを揷入する（線パツキン揷入工程)。その後、この線パツキンを軸線方向に押圧し、線パッキンを塑性変形させて、突出部の基端面と主体金具の内周面とがなす鋭角な間隙に、断面くさび型形状をなして配設すると共に、突出部の基端面及び主体金具の内周面にそれぞれ圧接させる（第 1パッキン形成工程)。このようにすれば、塑性変形してできた第 1パッキンは、ガス検出素子の突出部の基端面に強く圧接すると共に、主体金具の内周面にも強く圧接する。従って、第 1パッキンに外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキンによってガス検出素子を主体金具に固定できる。このため、ガスセンサを長期間使用して力めゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキンが緩みにくいので、ガス検出素子の位置ずれを抑制し、ガス検出素子の突出部の先端面にある外側電極と主体金具の段付部の支持面との接触不良を抑制できる。よって、ガス検出素子の外側電極と主体金具との電気的接続の信頼性を向上させることができる。カロえて、線パッキンを利用し、これを塑性変形させて、上記のような第 1パッキンを形成しているので、安価にかつ容易にガスセンサを製造すること力 Sできる。

図面の簡単な説明

[図 1]実施形態 1に係るガスセンサの断面図である。

[図 2]実施形態 1に係るガスセンサの第 1パッキン及び板パッキン付近の部分拡大断面図である。

[図 3]実施形態 1に係るガスセンサの第 1パッキン付近の要部の部分拡大図断面図でめる。

[図 4]実施形態 1に係るガスセンサの製造方法に関し、線パッキンを押圧する押圧治具を示す説明図である。

[図 5]実施形態 1に係るガスセンサの製造方法に関し、線パッキンを塑性変形させる様子を示す説明図である。

[図 6]実施形態 2に係るガスセンサの第 1パッキン付近の部分拡大断面図である。

[図 7]実施形態 3に係るガスセンサの断面図である。

[図 8]実施形態 3に係るガスセンサの第 1パッキン及び板パッキン付近の部分拡大断面図である。

[図 9]実施形態 3に係るガスセンサの第 1パッキン付近の要部の部分拡大図断面図でめる。

[図 10]実施形態 4に係るガスセンサの断面図である。

[図 11]実施形態 4に係るガスセンサの第 1パッキン及び板パッキン付近の部分拡大断面図である。

[図 12]実施形態 4に係るガスセンサの第 1パッキン付近の要部の部分拡大図断面図である。 [図 13]従来技術に係るガスセンサの部分断面図である。

符号の説明

[0046] 101 , 301， 401 ガスセンサ

111 , 311， 411 ガス検出素子

111η, 311η (ガス検出素子の）内周面

111m, 311m (ガス検出素子の）外周面

113, 313 (ガス検出素子の）突出部

115, 315 内側電極

117, 317 外側電極

131 , 331, 431 主体金具

131η, 331η, 431η (主体金具の）内周面

135b, 335b, 435b (主体金具の）段付部

157, 357, 457 gノヽ。ッキン（ 2ノヽ。ッキン）

159, 359, 459 第 1パッキン

165, 365, 465 線パッキン

161 , 361， 461 充填封止層

421 素子ホルダ

発明を実施するための最良の形態

[0047] (実施形態 1)

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態のガスセンサ 101の断面図を図 1に、第 1パッキン 159及び板パッキン（第 2パッキン） 157付近の部分拡大断面図を図 2に示す。さらに、第 1パッキン 159付近の要部の部分拡大断面図を図 3に示す。このガスセンサ 101は、内燃機関の排ガス管に取り付けて、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサである。ガスセンサ 101は、軸線 C方向先端側（図中下側)が閉じた有底筒状のガス検出素子 (被保持部材） 111と、このガス検出素子 111を内側に同軸状に保持する筒状の主体金具 13 1とを備える。

[0048] このうち、ガス検出素子 111は、軸線 C方向中央付近に周方向に形成され径方向外側に突出する突出部 113を有する。この突出部 113は、その先端側に位置し先端側から基端側に向けて拡がる第 1テーパ状外周面 (先端面 (先端側保持面）） 113tl と、基端側に位置し基端側から先端側に向けて拡がる第 2テーパ状外周面 (基端面（基端側保持面)） 113t2と、これらの面を結ぶ同径な中央外周面 113mとを有する。さらに詳細には、図 3に示すように、第 2テーパ状外周面 (基端面 (基端側保持面）） 1 13t2は、 2つの曲面、即ち、先端側に位置し、外側（図 3中、右方）に凸の第 1曲面 1 13t21と、これに繋がり基端側に位置し、内側（図 3中、左方）に凸の第 2曲面 113t2 2によって構成されている。ガス検出素子 111は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質、例えば、部分安定化ジルコユアを主成分とする固体電解質からできている。ガスセンサ素子 111の内周面 11 Inの略全面には内側電極 115が被着形成されてレ、る。一方、外周面 111mのうち、主体金具 131から突出した先端部分の略全面には、外側電極 117が被着形成されている。また、上記先端部分よりも基端側にも、突出部 113まで軸線方向に線状に外側電極 117が被着形成されてレ、る。内側電極 115及び外側電極 117は、主として Ptからできている。

[0049] 主体金具 131は、ステンレス鋼（SUS430)力できており、先端部 133 (図中下側 )と中央部 135と基端部 137 (図中上側）とからなり、内周面 131ηにより構成される貫通孔は、基端側から先端側に向けて先細りとなる形状とされている。

先端部 133は、比較的小径（直径約 6. 5mm)な内周面 133ηを有し、一方、外周には、このガスセンサ 101を排ガス管に取り付けるための取付ねじ部 133gが周方向に形成されている。また、先端部 133の先端側には、ガス検出素子 111の先端部を保護するための保護キャップ 151が装着されている。保護キャップ 151は、ステンレス鋼からできており、有底筒状をなし、排気管内の排気ガスをガスセンサ 101の内部に導入するための通気孔 151kを多数有する。一方、先端部 133の基端側には、ステンレス鋼からなるガスケット 153が取り付けられている。

[0050] 中央部 135は、先端部 133の内周面 133ηと繋がり基端側に向けて拡がる第 1テーパ状内周面（支持面） 135tlを有する第 1段付部 135bと、この第 1テーパ状内周面 1 35tlと繋がり、上記内周面 133ηより径大（直径約 9. 1mm)な中央内周面 135ηを有する筒部 135cと、この中央内周面 135ηと繋がり基端側に向けて拡がる第 2テーパ状内周面 135t2を有する第 2段付部 135dとからなる。中央部 135の外側は、このガスセンサ 101を排ガス管に取り付ける際に利用される六角フランジ部（工具係合部 ) 135rとされている。

基端部 137は、中央部 135の第 2テーパ状内周面 135t2に繋がり、上記中央内主面 135nより径大（直径約 12. 5mm)な内周面 137nを有する。

[0051] 主体金具 131の中央部 135の第 1テーパ状内周面 135tl上には、環状で厚さ 0. 3 mmの金属製（SUS430)の板パッキン 157が配置され、第 1テーパ状内周面 135tl に密着している。そして、この板パッキン 157上には、主体金具 131に同軸状に内揷されたガス検出素子 111の突出部 113の第 1テーパ状外周面 113tlが当接している。即ち、主体金具 131の中央部 135の第 1段付部 135bとガス検出素子 111の突出部 113とは、板パッキン 157を介して面同士で確実に係合している。これにより、板パッキン 157は、ガス検出素子 111の外側電極 117と主体金具 131とを、電気的に確実に接続している。

[0052] 内挿されたガス検出素子 111の突出部 113の基端側には、ガス検出素子 111の突出部 113と主体金具 131の内周面 131η (中央部 135の中央内周面 135η)との隙間を塞ぐ位置に、 Niを主成分とした NW2201 IIS H4551-2002)力らなる C状の第 1パッキン 159が配置されている。即ち、第 1パッキン 159は、突出部 113の第 2テーパ状外周面 113t 2と主体金具 131の中央内周面 135nとがなす鋭角な間隙 120に、断面くさび型形状をなして配設され、突出部 113の第 2テーパ状外周面 113t2と主体金具 131の中央内周面 135ηにそれぞれ圧接している。より具体的には、間隙 12 0 (図 3参照）のうち、先端側の部分は、突出部 113の第 2テーパ状外周面 113t2の先端側が第 1曲面 113t21となっているため、突出部 113の第 2テーパ状外周面 113 t2と主体金具 131の中央内周面 135ηのなす角が先端側ほど小さくなる形態となつている。そして、第 1パッキン 159は、この角度が小さくなる部分にまで配設されている。なお、第 1パッキン 159は、本来直径約 0. 6mmの線パッキンであつたが、軸線方向先端側に押圧することにより塑性変形され、上記のようにくさび型形状をなしている

[0053] さらに、ガス検出素子 111の突出部 113の基端側（第 1パッキン 159の基端側）にぉレ、ては、ガス検出素子 111の基端側の外周面 11 lmと主体金具 131の内周面 13 In (中央部 135の第 2テーパ状内周面 135t2及び基端部 137の内周面 137η)とによって構成された環状の空隙に、主として滑石からなる粉体が充填され、充填封止層 161が形成されている。

[0054] さらに、その基端側、即ち、ガス検出素子 111の外周面 111mと主体金具 131の内周面 131η (基端部 137の内周面 137η)とによって構成された環状の空隙には、筒状をなす包囲体 171の先端部 173が揷入されている。この包囲体 171は、アルミナ力できている。包囲体 171の先端部 173は、周方向に形成され外側に突出する径大部とされ、先端側に向けて拡がるテーパ状外周面 173mを有する。そして、このテーパ状外周面 173m上には、ステンレス鋼（SUS430)からなる第 2線パッキン 165が配置され、さらに、この第 2線パッキン 165を覆うように主体金具 131の基端部 137の基端が内側に折り曲げられ、第 2線パッキン 165が圧縮されて、力、しめられている。この圧縮、かしめにより、充填封止層 161は軸線方向に圧縮されて、ガス検出素子 11 1が主体金具 131に同軸上に保持されている。また、圧縮、力めによって生じる充填封止層 161の弾性力（応力）により、ガス検出素子 111の外周面 11 lmと主体金具 131の内周面 13 Inとの間のシール性が確保されてレ、る。

[0055] ガス検出素子 111の内側には、素子側端子 181が挿入され、ガス検出素子 111の内側電極 115と電気的に接続している。さらに、この素子側端子 181は、ガス検出素子 111からの出力信号を外部に出力するために包囲体 171の内側に形成された包囲体側端子 183と電気的に接続している。これら素子側端子 181及び包囲体側端子 183はインコネル等の Ni合金からできている。

[0056] 以上で説明したように、本実施形態のガスセンサ 101では、第 1パッキン 159は、ガス検出素子 111の突出部 113の第 2テーパ状外周面 (基端面 (基端側保持面)） 113 t2に圧接していると共に、主体金具 131の内周面 131η (中央内周面 135η)にも圧接している。従って、第 1パッキン 159に外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキン 159によってガス検出素子 (被保持部材） 111を主体金具 131に固定できる。このため、ガスセンサ 101を長期間使用してかしめゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキン 159が緩みにくいので、ガス検出素子 111の位置ずれを抑制し、板パッキン（第 2パッキン） 157と、ガス検出素子 111の突出部 113の第 1テーパ状外周面（先端面） 113tlにある外側電極 117、及び、主体金具 131の第 1段付部 135bの第 1 テーパ状内周面（支持面） 135tlとの接触不良を抑制できる。よって、ガス検出素子 111の外側電極 117と主体金具 131との電気的接続の信頼性を向上させることができる。

[0057] 特に、本実施形態では、第 1パッキン 159は、間隙 120に揷入した線パッキンを軸線方向に押圧して塑性変形させることにより、断面くさび型形状としている。このような第 1パッキン 159は、パッキンが塑性変形するほど強く押圧されてくさび型形状となつているため、第 2テーパ状外周面 113t2及び中央内周面 135ηにそれぞれ強く圧接している。従って、ガス検出素子 111と主体金具 131とを強固に固定できる。

さらに、間隙 120の先端側部分では、第 2テーパ状外周面 113t2と内周面 131ηとのなす角が先端側ほど小さくなる形態（図 3の第 1曲面 113t21)とされ、この部分にまで第 1パッキン 159が配設されているので、第 1パッキン 159の先端側ほどくさびの効果が大きくなり、ガス検出素子 111と主体金具 131とをより強固に固定できる。

[0058] また、本実施形態では、ガス検出素子 111の基端側の外周面 111mと主体金具 13 1の内周面 131η (中央部 135の第 2テーパ状内周面 135t2及び基端部 137の内周面 137η)とによって構成された環状の空隙に、粉体が充填されてなる充填封止層 16 1を有する。従って、ガス検出素子 111と主体金具 131との間のシール性能をより向上させることができる。

その上、上記のような第 1パッキン 159により、ガスセンサ 101の長期間の使用でかしめゆるみ等が起きても、粉体がガス検出素子 111の突出部 113の外周面（中央外周面 113m)と主体金具 131の内周面（中央内周面 135η)との隙間を通って板パッキン 157まで達することを抑制し、板パッキン 157とガス検出素子 111、または、板パッキン 157と主体金具 131との間に入り込んで、これらの接触が不良となることを抑制すること力 Sできる。

[0059] 次いで、上記ガスセンサ 101の製造方法について説明する。

まず、公知の方法により所定形状に成型した主体金具 131を用意する。また一方で、公知の手法により固体電解質体に内側電極 115と外側電極 117を被着させ焼成したガス検出素子 111を用意する。

そして、主体金具 131に厚さ約 0. 3mmの板パッキン 157を挿入し、板パッキン 15 7を中央部 135の段付部 135bの第 1テーパ状内周面 135tl上に配置する（第 2パッキン揷入工程)。

[0060] 次に、主体金具 131にガス検出素子 111を同軸状に挿入し、ガス検出素子 111の突出部 113の第 1テーパ状外周面 113tlを板パッキン 157に当接させる（素子揷入工程)。

その後、板パッキン 157とガス検出素子 111とを約 3kNの力で軸線方向に押圧することにより、板パッキン 157を中央部 135の段付部 135bの第 1テーパ状内周面 13 5tlにならわせ密着させる（第 2パッキン押圧工程)。

次に、ガス検出素子 111が内挿された主体金具 131に、第 1パッキン 159となる線パッキン 159を揷入し、線パッキン 159をガス検出素子 111の突出部 113の基端側であって、ガス検出素子 111の外周面 111mと主体金具 131の内周面 131ηとの間（間隙 120)に配置する (線パッキン挿入工程）（図 4参照）。

[0061] 次に、この線パッキン 159を軸線方向先端側に押圧し、線パッキン 159を軸線方向に塑性変形させ、第 1パッキン 159を形成する（第 1パッキン形成工程)。具体的には、図 4に示す押圧治具 201を利用し、図 5に示すように、約 5kNの力で線パッキン 15 9を図中に矢印で示す軸線方向先端側に押圧する。ここで、押圧治具 201は、筒状をなし、小径な先端部 203と径大な基端部 205とからなる。先端部 203は、ガス検出素子 111の基端側の外周面 111mと主体金具 131の内周面 131ηとによって構成された空隙に挿入可能な大きさとされており、さらに、その先端 203sは、線パッキン 15 9を押圧できるように肉薄な形状とされている。第 1パッキン形成工程により、線パツキン 159は、断面が円形からくさび型形状に塑性変形し、ガス検出素子 111の突出部 113の第 2テーパ状外周面 113t2と主体金具 131の中央部 135の中央内周面 135 nとにそれぞれ圧接する。

[0062] 次に、充填封止層 161を形成するために、公知の手法により、滑石を主成分とする粉体をガス検出素子 111の基端側の外周面 11 lmと主体金具 131の内周面 13 Inとによって構成された空隙に充填する。その後、上記空隙に、包囲体 171の先端部 173を挿入し、軸線方向に押圧する。その後、線パッキン 165を挿入し、包囲体 171の先端部 173のテーパ状外周面 173 m上に配置する。そして、主体金具 131の基端部 137の基端を内側に折り曲げ軸線方向に圧縮して力める。

次に、ガス検出素子 111内に素子側端子 181を揷入し、ガス検出素子 111の内側電極 115と接触させる。またこれと共に、包囲体 171の内側に包囲体側端子 183を挿入し固定する。その後は、主体金具 131の先端に保護キャップ 151を装着し、また、主体金具 131の先端部 133の基端側にガスケット 153を取り付ける。

このようにしてガスセンサ 101が完成する。

[0063] 以上で説明したように、本実施形態のガスセンサ 101の製造方法では、第 2パツキン押圧工程において、板パッキン（第 2パッキン） 157を軸線方向に押圧して、板パッキン 157を主体金具 131の段付部 135bの第 1テーパ状内周面（支持面） 135tlに密着させている。このため、板パッキン 157と主体金具 131との接触が良好となる。また、第 1パッキン形成工程において、線パッキン 159を軸線方向に押圧し、これをくさび型形状に塑性変形させて、線パッキン (第 1パッキン） 159を、ガス検出素子 11 1の突出部 113の第 2テーパ状外周面 113t2と主体金具 131の中央部 135の中央内周面 135ηにそれぞれ圧接させている。従って、第 1パッキン 159に外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキン 159によってガス検出素子 (被保持部材） 111を主体金具 131に固定できる。このため、ガスセンサ 101を長期間使用してかしめゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキン 159が緩みにくいので、ガス検出素子 11 1の位置ずれが抑制され、板パッキン 157と、ガス検出素子 111の突出部 113の第 1 テーパ状外周面 (先端面） 113tlにある外側電極 117、及び、主体金具 131の第 1 段付部 135bの第 1テーパ状内周面（支持面） 135tlとの接触不良を抑制できる。よつて、ガス検出素子 111の外側電極 117と主体金具 131との電気的接続の信頼性を向上させることができる。カロえて、線パッキン 159を利用し、これを塑性変形させて、上記のような第 1パッキン 159を形成しているので、安価にかつ容易にガスセンサ 10 1を製造することができる。

[0064] (実施形態 2) 次いで、第 2の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態 1と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。

本実施形態に係るガスセンサの要部の部分拡大断面図を図 6に示す。このガスセンサでは、板パッキン（第 2パッキン）をなくしている点が、上記実施形態 1と異なる。それ以外の部分は、上記実施形態 1と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。

[0065] 本実施形態では、主体金具 131の中央部 135の第 1テーパ状内周面 135tl上に、板パッキンが存在しなレ、。即ち、主体金具 131の中央部 135の第 1段付部 135bとガス検出素子 111の突出部 113とが直接係合し、ガス検出素子 111の外側電極 117と主体金具 131とが直接電気的に接続してレ、る。

このようなものでも、第 1パッキン 159は、ガス検出素子 111の突出部 113の第 2テーパ状外周面 (基端面 (基端側保持面)） 113t2に強く圧接すると共に、主体金具 13 1の内周面 131η (中央内周面 135η)にも強く圧接する。従って、第 1パッキン 159に外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキン 159によってガス検出素子 (被保持部材） 111を主体金具 131に固定できる。このため、ガスセンサ 101を長期間使用してかしめゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキン 159が緩みにくいので、ガス検出素子 111の位置ずれを抑制し、板パッキン 157と、ガス検出素子 111の突出部 1 13の第 1テーパ状外周面（先端面） 113tlにある外側電極 117、及び、主体金具 13 1の第 1段付部 135bの第 1テーパ状内周面（支持面） 135tlとの接触不良を抑制できる。よって、ガス検出素子 111の外側電極 117と主体金具 131との電気的接続の信頼性を向上させることができる。

その他、上記実施形態 1と同様な部分は同様な効果を奏する。

[0066] なお、本実施形態のガスセンサの製造方法においては、板パッキンが存在しないことに伴い、それに関わる工程が省略される。即ち、主体金具 131とガス検出素子 111 を用意した後、第 2パツキン揷入工程を行わずに、素子揷入工程を行う。次に、第 2 パッキン押圧工程を行わずに、線パツキン揷入工程を行う。そしてその後、上記実施形態 1と同様に、第 1パッキン形成工程を行う。その後は、上記実施形態 1と同様にして、ガスセンサを完成させる。 [0067] 本実施形態においても、第 1パッキン形成工程を行って、第 1パッキン 159を形成しているので、第 1パッキン 159に外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキン 15 9によってガス検出素子 (被保持部材） 111を主体金具 131に固定できる。このため、ガスセンサ 101を長期間使用して力、しめゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキン 159が緩みにくいので、ガス検出素子 111の位置ずれが抑制され、ガス検出素子 111の突出部 113の第 1テーパ状外周面 (先端面） 113tlにある外側電極 117と、主体金具 131の第 1段付部 135bの第 1テーパ状内周面（支持面） 135tlとの接触不良を抑制できる。よって、ガス検出素子 111の外側電極 117と主体金具 131との電気的接続の信頼性を向上させることができる。カロえて、線パッキン 159を利用し、これを塑性変形させて、上記のような第 1パッキン 159を形成しているので、安価にかつ容易にガスセンサを製造することができる。

[0068] (実施形態 3)

次いで、第 3の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態 1または 2と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。

本実施形態に係るガスセンサ 301の断面図を図 7に、第 1パッキン 359及び板パッキン（第 2パッキン） 357付近の部分拡大断面図を図 8に示す。さらに、第 1パッキン 3 59付近の要部の部分拡大断面図を図 9に示す。このガスセンサ 301も、内燃機関の排ガス管に取り付けて、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサである。ガスセンサ 301は、軸線 C方向先端側（図中下側）が閉じた有底筒状のガス検出素子 (被保持部材） 311と、このガス検出素子 311を内側に同軸状に保持する筒状の主体金具 331とを備える。

[0069] このうち、ガス検出素子 311は、軸線 C方向中央付近に周方向に形成され径方向外側に突出する突出部 313を有する。この突出部 313は、その先端側に位置し先端側から基端側に向けて拡がる第 1テーパ状外周面 (先端面 (先端側保持面)） 313tl と、基端側に位置し基端側から先端側に向けて拡がる第 2テーパ状外周面 (基端面（基端側保持面)） 313t2と、これらの面を結ぶ同径な中央外周面 313mとを有する。さらに詳細には、図 9に示すように、第 2テーパ状外周面 (基端面 (基端側保持面）） 3 13t2は、 2つの曲面、即ち、先端側に位置し、外側（図 9中、右方）に凸の第 1曲面 3 13t21と、これに繋がり基端側に位置し、内側（図 9中、左方）に凸の第 2曲面 313t2 2によって構成されている。ガス検出素子 311は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質、例えば、部分安定化ジルコニァを主成分とする固体電解質からできている。ガスセンサ素子 311の内周面 311ηの略全面には内側電極 315が被着形成されている。一方、外周面 311mのうち、主体金具 331から突出した先端部分の略全面には、外側電極 317が被着形成されている。さらに、この外側電極 317上には、絶縁性の多孔質保護層 319が形成されている。なお、内側電極 315及び外側電極 317は、主として Ptからできている。ガス検出素子 311の内側には、ヒータ 312が揷入されている。ヒータ 312は棒状のセラミックヒータであり、アルミナを主とする芯材に抵抗発熱体を有する発熱部が形成されてレ、る。

[0070] 主体金具 331は、ステンレス鋼（SUS430)力できており、先端部 333 (図中下側 )と中央部 335と基端部 337 (図中上側）とからなり、内周面 331ηにより構成される貫通孔は、基端側から先端側に向けて先細りとなる形状とされている。

先端部 333は、比較的小径な内周面 333ηを有する。この先端部 333及び後述する中央部 335の外側には、このガスセンサ 301を排ガス管に取り付けるための取付ねじ部 333gが周方向に形成されている。また、先端部 333の先端側には、ガス検出素子 311の先端部を保護するための保護キャップ 351が装着されている。保護キャップ 351は、ステンレス鋼からできており、有底筒状をなし、排気管内の排気ガスをガスセンサ 301の内部に導入するための通気孔 35 lkを多数有する。

[0071] 中央部 335は、先端部 333の内周面 333ηと繋がり基端側に向けて拡がる第 1テーパ状内周面（支持面） 335tlを有する第 1段付部 335bと、この第 1テーパ状内周面 3 35tlと繋がり、上記内周面 333ηより径大な中央内周面 335ηを有する筒部 335cと、この中央内周面 135ηと繋がり基端側に向けて拡がる第 2テーパ状内周面 335t2を有する第 2段付部 335dとからなる。この中央部 335の外側には、ステンレス鋼からなるガスケット 353が取り付けられている。

基端部 337は、中央部 335の第 2テーパ状内周面 335t2に繋がり、上記中央内周面 335ηより径大な内周面 337ηを有する。基端部 337の先端部分の外側は、このガスセンサ 301を排ガス管に取り付ける際に利用される六角フランジ部（工具係合部） 3 37rとされている。

[0072] 主体金具 331の中央部 335の第 1テーパ状内周面 335tl上には、環状で金属製（ SUS430)の板パッキン 357 (第 2パッキン）が配置され、第 1テーパ状内周面 335tl に密着している。そして、この板パッキン 357上には、主体金具 331に同軸状に内揷されたガス検出素子 311の突出部 313の第 1テーパ状外周面 313tlが当接している。即ち、主体金具 331の中央部 335の第 1段付部 335bとガス検出素子 311の突出部 313とは、板パッキン 357を介して面同士で確実に係合している。

[0073] 内挿されたガス検出素子 311の突出部 313の基端側には、ガス検出素子 311の突出部 313と主体金具 331の内周面 331η (中央部 335の中央内周面 335η)との隙間を塞ぐ位置に、 Niを主成分とした NW2201 (JIS H4551—2002)力らなる C状の第 1パッキン 359が配置されている。即ち、第 1パッキン 359は、突出部 313の第 2テーパ状外周面 313t2と主体金具 331の中央内周面 335ηとがなす鋭角な間隙 320に、断面くさび型形状をなして配設され、突出部 313の第 2テーパ状外周面 313t2と主体金具 331の中央内周面 335ηにそれぞれ圧接している。より具体的には、間隙 32 0 (図 9参照）の先端部分は、突出部 313の第 2テーパ状外周面 313t2の先端側が第 1曲面 313t21となっているため、第 2テーパ状外周面 313t2と中央内周面 335ηとのなす角が先端側ほど小さくなる形態となっている。そして、第 1パッキン 359は、この角度が小さくなる部分にまで配設されている。なお、第 1パッキン 359は、線パツキンを軸線方向先端側に押圧することにより、塑性変形されてくさび型形状をなしている。

[0074] さらに、ガス検出素子 311の突出部 313の基端側（第 1パッキン 359の基端側）においては、ガス検出素子 311の基端側の外周面 311mと主体金具 331の内周面 33 In (中央部 335の第 2テーパ状内周面 335t2及び基端部 337の内周面 337η)とによって構成された環状の空隙に、主として滑石からなる粉体が充填され、充填封止層 361が形成されている。

[0075] さらに、その基端側、即ち、ガス検出素子 311の外周面 311mと主体金具 331の内周面 331η (基端部 337の内周面 337η)とによって構成された環状の空隙には、ァノレミナからなり、筒状をなすインシュレータ 371が揷入されている。そして、このインシユレータ 371の基端上には、ステンレス鋼（SUS430)力もなる第 2線パッキン 365が配置され、さらに、この第 2線パッキン 365を覆うように主体金具 331の基端部 337の基端が内側に折り曲げられ、第 2線パッキン 365が圧縮されて、力められている。この圧縮、かしめにより、充填封止層 361は軸線方向に圧縮されて、ガス検出素子 31 1が主体金具 331に同軸状に保持されている。また、圧縮、力めによって生じる充填封止層 361の弾性力（応力）により、ガス検出素子 311の外周面 311mと主体金具 331の内周面 331ηとの間のシール性が確保されている。

[0076] 主体金具 331の基端部 337には、筒状の金属外筒 375が外側からレーザ溶接により固着されている。また、この金属外筒 375の基端側開口部には、ゴムで構成されたグロメット 377が嵌入されカ卩締められている。グロメット 377の中心部には、大気を金属外筒 375内に導入する一方、水分の進入を防ぐフィルタ部材 379が配置されている。またこのグロメット 377の先端側には、絶縁性のアルミナセラミックからなるセパレータ 381が設けられている。そして、セパレータ 381及びグロメット 377を貫通してセンサ出力リード ,線383, 384及びヒータリード f泉 385, 386力己置されている。

[0077] また、セパレータ 381の内側には、センサ出力リード線 383, 384と電気的に接続するセンサ端子金具 387, 388のコネクタ部 387f, 388f、及び、ヒータリード線 385, 386と電気的に接続するヒータ端子部材 391, 392が、それぞれ互いに絶縁されつつ保持されている。さらに、セパレータ 381の内側には、ヒータ 312の基端部が挿入され、ヒータ端子部材 391 , 392と電気的に接続した状態で保持されている。一方のセンサ端子金具 387の先端部 387eは、センサ検出素子 311の有底孔内に挿入されて、センサ検出素子 311の内側電極 315と電気的に接続している。他方のセンサ端子金具 388の先端部 388eは、センサ検出素子 311の外周に形成された外側電極 3 17と電気的に接続している。

また、セパレータ 381の先端側の周囲には、金属外筒 375を付勢し、金属外筒 375 の内側にセパレータ 381を保持する付勢金具 393が装着されている。

[0078] 以上で説明したように、本実施形態のガスセンサ 301では、第 1パッキン 359は、ガス検出素子 311の突出部 313の第 2テーパ状外周面 (基端面 (基端側保持面)） 313 t2に強く圧接していると共に、主体金具 331の内周面 331η (中央内周面 335η)にも強く圧接している。従って、第 1パッキン 359に外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキン 359によってガス検出素子 (被保持部材） 311を主体金具 331に固定できる。このため、ガスセンサ 301を長期間使用してかしめゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキン 359が緩みにくいので、ガス検出素子 311の位置ずれを抑制すること力 Sできる。

[0079] 特に、本実施形態では、第 1パッキン 359は、間隙 320に揷入した線パッキンを軸線方向に押圧して塑性変形させることにより、断面くさび型形状としている。このような第 1パッキン 359は、パッキンが塑性変形するほど強く押圧されてくさび型形状となつているため、第 2テーパ状外周面 313t2及び中央内周面 335ηにそれぞれ強く圧接している。従って、ガス検出素子 311と主体金具 331とを強固に固定できる。

さらに、間隙 320は先端側ほど、第 2テーパ状外周面 313t2と内周面 331ηとのなす角が小さくなる形態（図 9の第 1曲面 313t21)とされ、この部分まで第 1パッキン 35 9が配設されているので、第 1パッキン 359の先端側ほどくさびの効果が大きくなり、ガス検出素子 311と主体金具 331とをより強固に固定できる。

[0080] さらに、本実施形態では、ガス検出素子 311の基端側の外周面 311mと主体金具 3 31の内周面 331η (中央部 335の第 2テーパ状内周面 335t2及び基端部 337の内周面 337η)とによって構成された環状の空隙に、粉体が充填されてなる充填封止層 361を有する。従って、ガス検出素子 311と主体金具 331との間のシール性能をより向上させることができる。

その上、上記のような第 1パッキン 359により、ガスセンサ 301の長期間の使用でかしめゆるみ等が起きても、粉体がガス検出素子 311の突出部 313の外周面（中央外周面 313m)と主体金具 331の内周面（中央内周面 335η)との隙間を通って板パッキン 357まで達することを抑制することができる。

[0081] 次いで、上記ガスセンサ 301の製造方法について説明する。

まず、公知の方法により所定形状に成型した主体金具 331を用意する。また一方で、公知の手法により固体電解質体に内側電極 315と外側電極 317等を被着させ焼成したガス検出素子 311を用意する。

そして、主体金具 331に板パッキン 357を揷入し、板パッキン 357を中央部 335の段付部 335bの第 1テーパ状内周面 335tl上に配置する（第 2パッキン挿入工程)。

[0082] 次に、主体金具 331にガス検出素子 311を同軸状に挿入し、ガス検出素子 311の突出部 313の第 1テーパ状外周面 313tlを板パッキン 357に当接させる（素子挿入工程)。

その後、板パッキン 357とガス検出素子 311とを約 3kNの力で軸線方向に押圧することにより、板パッキン 357を中央部 335の段付部 335bの第 1テーパ状内周面 33 5tlにならわせ密着させる（第 2パッキン押圧工程)。

次に、ガス検出素子 311が内挿された主体金具 331に、第 1パッキン 359となる線パッキン 359を揷入し、線パッキン 359をガス検出素子 311の突出部 313の基端側であって、ガス検出素子 311の外周面 311mと主体金具 331の内周面 331ηとの間（間隙 320)に配置する（線パツキン揷入工程)。

[0083] 次に、この線パッキン 359を軸線方向先端側に押圧し、線パッキン 359を軸線方向に塑性変形させ、第 1パッキン 359を形成する（第 1パッキン形成工程)。具体的には、図 4に示したような押圧治具を利用し、約 5kNの力で線パッキン 159を軸線方向先端側に押圧する。これにより、線パッキン 359は、断面が円形からくさび型形状に塑性変形し、ガス検出素子 311の突出部 313の第 2テーパ状外周面 313t2と主体金具 331の中央部 335の中央内周面 335ηとにそれぞれ強く圧接する。

[0084] 次に、充填封止層 361を形成するために、公知の手法により、滑石を主成分とする粉体をガス検出素子 311の基端側の外周面 311mと主体金具 331の内周面 331ηとによって構成された空隙に充填する。

その後、上記空隙に、インシユレータ 371を挿入し、軸線方向に押圧する。その後、線パッキン 365を揷入して、主体金具 331の基端部 337の基端を内側に折り曲げ軸線方向に圧縮して力める。また、主体金具 331の先端に保護キャップ 351を装着し、主体金具 331にガスケット 353を取り付ける。

[0085] また一方で、センサ端子金具 387, 388にそれぞれセンサ出力リード 383， 384を接続し、ヒータ端子金具 391 , 392にヒータリード線 385, 386を接続する。そして、これらをセパレータ 381に揷入すると共に、ヒータ 312の基端部もセパレータ 381に揷入する。さらに、セパレータ 381の外周に付勢金具 387を装着する。その後、このセパレータ 381とグロメット 377を金属外筒 375に遊揷する。

次に、セパレータ 381等を有する金属外筒 375を、ガス検出素子 311が組み込まれた主体金具 331の所定位置に当接させる。その後、金属外筒 375の先端側をかしめて金属外筒 375と主体金具 331を仮接続する。

次に、金属外筒 375の基端側を縮径変形させて、金属外筒 375内にセパレータ 38 1等を固定する。また、金属外筒 375のさらに基端側をかしめてグロメット 377を固定する。その後、仮接続しておいた金属外筒 375と主体金具 331をレーザ溶接により固設する。

このようにしてガスセンサ 301が完成する。

[0086] 以上で説明したように、本実施形態のガスセンサ 301の製造方法では、第 2パツキン押圧工程において、板パッキン（第 2パッキン） 357を軸線方向に押圧して、板パッキン 357を主体金具 331の段付部 335bの第 1テーパ状内周面（支持面） 335tlに密着させている。このため、板パッキン 357と主体金具 331との係合が良好となる。また、第 1パッキン形成工程において、線パッキン 359を軸線方向に押圧し、これを塑性変形させて、線パッキン (第 1パッキン） 359を、ガス検出素子 311の突出部 313 の第 2テーパ状外周面 313t2と主体金具 331の中央部 335の中央内周面 335ηとにそれぞれ強く圧接している。従って、第 1パッキン 359に外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキン 359によってガス検出素子 (被保持部材） 311を主体金具 331に固定できる。このため、ガスセンサ 301を長期間使用してかしめゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキン 359が緩みにくいので、ガス検出素子 311の位置ずれを抑制することができる。カロえて、線パッキン 359を利用し、これを塑性変形させて、上記のような第 1パッキン 359を形成しているので、安価にかつ容易にガスセンサ 301 を製造すること力 Sできる。

[0087] (実施形態 4)

次いで、第 4の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態 1一 3と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。

本実施形態に係るガスセンサ 401の断面図を図 10に、第 1パッキン 459及び板パッキン (第 2パッキン) 457付近の部分拡大断面図を図 11に示す。さらに、第 1パツキン 459付近の要部の部分拡大断面図を図 12に示す。このガスセンサ 401も、内燃機関の排ガス管に取り付けて、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサである。ガスセンサ 401は、軸線 C方向に延びる棒状のガス検出素子 411と、このガス検出素子 411が開口内に揷通された筒状の素子ホルダ (被保持部材) 421と、この素子ホルダ 421を内側に保持する筒状の主体金具 431とを備える。

[0088] このうち、ガス検出素子 411は、主としてセラミックからなり、被測定ガス中の酸素濃度を測定可能な感ガス特性を有する。ガス検出素子 411は、固体電解質層の表面（被測定ガスに晒される側の表面）に測定電極、裏面に基準電極を有する形態で形成された長板状の酸素濃淡電池素子と、この酸素濃淡電池素子を活性化させるための、発熱抵抗体が内部に設けられた長板状のヒータとが積層されてなり、軸方向に垂直な断面が矩形状である。センサ素子 411の後端部 412の外周のうち、一方の表面には、酸素濃淡電池素子で生じた起電力を引き出すために測定電極と基準電極にリードを介して電気的に接続された複数（2個）の電極端子 413が形成され、他方の表面には、ヒータの発熱抵抗体に電力を供給するための複数（2個）の電極端子 414が形成されている。これらの電極端子 413, 414は、主として Ptからできている。

[0089] 素子ホルダ 421は、その先端側の外周に位置し先端側から基端側に向けて拡がる第 1テーパ状外周面 (先端面 (先端側保持面) ) 421tlと、基端側の外周に位置し基端側から先端側に向けて拡がる第 2テーパ状外周面 (基端面 (基端側保持面） ) 421 t2と、これらの面を結ぶ同径な外周面 421mとを有する。素子ホルダ 421は、絶縁性のセラミックからなる。さらに詳細には、図 12に示すように、第 2テーパ状外周面（基端面（基端側保持面）） 421t2は、 2つの曲面と 1つの平面、即ち、先端側に位置し外側（図 12中、右方）に凸の第 1曲面 421t21と、基端側に位置し、内側（図 12中、左方）に凸の第 2曲面 421t23と、これらの面を結ぶ平面 421t22とによって構成されている。

[0090] 主体金具 431は、ステンレス鋼（SUS430)力できており、先端部 433 (図中下側 )と中央部 435と基端部 437 (図中上側）とからなり、内周面 431ηにより構成される貫通孔は、基端側から先端側に向けて先細りとなる形状とされている。

先端部 433は、比較的小径な内周面 433ηを有する。先端部 433の先端側には、ガス検出素子 411の先端部を保護するための二重構造をなす保護キャップ 451が装着されている。保護キャップ 451は、ステンレス鋼からできており、有底筒状をなし、排気管内の排気ガスをガスセンサ 401の内部に導入するための通気孔 451kを多数有する。

[0091] 中央部 435は、先端部 433の内周面 433ηと繋がり基端側に向けて拡がる第 1テーパ状内周面（支持面) 435tlを有する第 1段付部 435bと、この第 1テーパ状内周面 4 35tlと繋がり、上記内周面 433ηより径大な内周面 435ηを有する筒部 435cとからなる。中央部 435の外周には、このガスセンサ 401を排ガス管に取り付けるための取付ねじ部 435gが周方向に形成されている。

基端部 437は、中央部 435の内周面 435ηに繋がる内周面 437ηを有する。基端部 437の先端側の外周には、ステンレス鋼からなるガスケット 453が取り付けられてレ、る。また、基端部 437のうちガスケット 453の基端側は、このガスセンサ 401を排ガス管に取り付ける際に利用される六角フランジ部（工具係合部） 437rとされている。

[0092] 主体金具 431の中央部 435の第 1テーパ状内周面 435tl上には、環状で金属製（ SUS430)の板パッキン（第 2パッキン) 457が配置され、第 1テーパ状内周面 435tl に密着している。そして、この板パッキン 457上には、主体金具 431に同軸状に内挿された素子ホルダ 421の第 1テーパ状外周面 421tlが当接している。即ち、主体金具 431の中央咅 B435の第 1段付咅 435bと素子ホノレダ 421とは、板ノッキン 457を介して面同士で確実に係合してレ、る。

[0093] 内挿された素子ホルダ 421の基端側には、素子ホルダ 421と主体金具 431の内周面 431η (中央部 435の中央内周面 435η)との隙間を塞ぐ位置に、 Niを主成分とした NW2201 (JIS H4551— 2002)力もなる C状の第 1パッキン 459が配置されている。即ち、第 1パッキン 459は、素子ホルダ 421の第 2テーパ状外周面 421tlと主体金具 431の中央内周面 435ηとがなす鋭角な間隙 420 (図 12参照）に、断面くさび型形状をなして配設され、素子ホルダ 421の第 2テーパ状外周面 421t2と主体金具 43 1の中央内周面 435ηにそれぞれ強く圧接している。より具体的には、間隙 420の先端側部分は、第 2テーパ状外周面 421t2の先端側が第 1曲面 421t21となっているため、第 2テーパ状外周面 421t2と中央内周面 435ηとのなす角が先端側ほど小さくなる形態となっている。そして、第 1パッキン 459は、この角度が小さくなる部分にまで配設されている。なお、第 1パッキン 459は、線パッキンを軸線方向先端側に押圧することにより、塑性変形されてくさび型形状をなしている。

[0094] さらに、素子ホルダ 421の基端側（第 1パッキン 459の基端側）においては、ガス検出素子 411の外周面 411mと主体金具 431の内周面 431ηとによって構成された環状の空隙に、主として滑石からなる粉体が充填され、充填封止層 461が形成されている。

[0095] さらに、その基端側、即ち、ガス検出素子 411の外周面 411mと主体金具 431の内周面 431η (基端部 437の内周面 437η)とによって構成された環状の空隙には、ァノレミナからなり、筒状をなすインシュレータ 471が揷入されている。そして、このインシユレータ 471の基端上には、ステンレス鋼（SUS430)力もなる第 2線パッキン 465が配置され、さらに、この第 2線パッキン 465を覆うように主体金具 431の基端部 437の基端が内側に折り曲げられ、第 2線パッキン 465が圧縮されて、力められている。この圧縮、かしめにより、充填封止層 461は軸線方向に圧縮されて、素子ホルダ 421 が主体金具 431に同軸状に保持されている。また、圧縮、力めによって生じる充填封止層 361の弾性力（応力）により、素子ホルダ 421の外周面 421mと主体金具 431 の内周面 431ηとの間のシール性が確保されている。

[0096] 主体金具 431の基端部 437には、筒状の金属外筒 475が外側からのレーザ溶接により固着されている。また、この金属外筒 475の基端側開口部には、ゴムで構成されたグロメット 477が嵌入され加締められている。グロメット 477には、センサ出力リード ,線483, 484及びヒータリード ,線485, 486力 S貫通してレヽる。

グロメット 477の先端側には、絶縁性のアルミナセラミックからなるセパレータ 481が設けられている。セパレータ 481には、センサ出力リード線 483, 484と電気的に接続するセンサ端子金具 487, 488、及び、ヒータリード線 485， 486と電気的に接続するヒータ端子金具 491， 492が、それぞれ互いに絶縁されつつ保持されている。さらに、セパレータ 481の内側には、ガス検出素子 411の基端部 412が揷入され、基端部 412に形成された電極端子 413, 414と、センサ端子金具 487, 488及びヒータ端子金具 491 , 492とがそれぞれ電気的に接続した状態で保持されている。 [0097] 以上で説明したように、本実施形態のガスセンサ 401では、第 1パッキン 459は、素子ホルダ 421の第 2テーパ状外周面 (基端面 (基端側保持面)） 421t2に強く圧接していると共に、主体金具 431の内周面 431η (中央内周面 435η)にも強く圧接している。従って、第 1パッキン 459に外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキン 459 によって素子ホルダ（被保持部材) 421を主体金具 431に固定できる。このため、ガスセンサ 401を長期間使用してかしめゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキン 4 59が緩みにくいので、素子ホルダ 421の位置ずれを抑制することができる。

[0098] 特に、本実施形態では、第 1ノッキン 459は、間隙 420に揷入した線パッキンを軸線方向に押圧して塑性変形させることにより、断面くさび型形状としている。このような第 1パッキン 459は、パッキンが塑性変形するほど強く押圧されてくさび型形状となつているため、第 2テーパ状外周面 421t2及び中央内周面 435ηにそれぞれ強く圧接している。従って、素子ホルダ 421と主体金具 331とを強固に固定できる。

さらに、間隙 420の先端側は、第 2テーパ状外周面 421t2と中央内周面 435ηとのなす角が先端側ほど小さくなる形態（図 12の第 1曲面 421t21)とされ、この部分まで第 1パッキン 459が配設されているので、第 1パッキン 459の先端側ほどくさびの効果が大きくなり、素子ホルダ 421と主体金具 331とをより強固に固定できる。

[0099] さらに、本実施形態では、第 1パッキン 459の基端側において、ガス検出素子 411 の外周面 411mと主体金具 431の内周面 431ηとによって構成された環状の空隙に、粉体が充填されてなる充填封止層 461を有する。従って、ガス検出素子 411と主体金具 431との間のシール性能をより向上させることができる。

その上、上記のような第 1パッキン 459により、ガスセンサ 401の長期間の使用でかしめゆるみ等が起きても、粉体が素子ホルダ 421の外周面（外周面 421m)と主体金具 431の内周面（中央内周面 435η)との隙間を通って板パッキン 457まで達することを抑制することができる。

[0100] 次いで、上記ガスセンサ 401の製造方法について説明する。

まず、公知の方法により所定形状に成型した主体金具 431を用意する。また一方で、公知の手法により形成したガス検出素子 411を用意する。

そして、主体金具 431に板パッキン 457を揷入し、板ノノキン 457を中央部 435の段付部 435bの第 1テーパ状内周面 435tl上に配置する（第 2パッキン挿入工程)。

[0101] 次に、主体金具 431にガス検出素子 411を挿通した素子ホルダ 421を同軸状に挿入し、素子ホルダ 421の第 1テーパ状外周面 421tlを板パッキン 457に当接させる（素子ホルダ揷入工程）。

その後、板パッキン 457と素子ホルダ 421とを約 3kNの力で軸線方向に押圧することにより、板パッキン 457を中央部 435の段付部 435bの第 1テーパ状内周面 435tl にならわせ密着させる（第 2パッキン押圧工程)。

次に、主体金具 431に第 1パッキン 459となる線パッキン 459を揷入し、線パッキン

459を、素子ホルダ 421の第 2テーパ状外周面 421t2と主体金具 431の内周面 431 nとの間（間隙 420)に配置する (線パッキン挿入工程)。

[0102] 次に、この線パッキン 459を軸線方向先端側に押圧し、線パッキン 459を軸線方向に塑性変形させ、上記各実施形態と同様にして、第 1パッキン 459を形成する（第 1 パッキン形成工程)。これにより、線パッキン 459は、断面が円形からくさび型形状に塑性変形し、素子ホルダ 421の第 2テーパ状外周面 421t2と主体金具 431の中央部

435の中央内周面 435ηとにそれぞれ圧接する。

[0103] 次に、充填封止層 461を形成するために、公知の手法により、滑石を主成分とする粉体をガス検出素子 411の外周面 411mと主体金具 431の内周面 431ηとによって構成された空隙に充填する。

その後、上記空隙に、インシユレータ 471を挿入し、軸線方向に押圧する。その後、線パッキン 465を挿入して、主体金具 431の基端部 437の基端を内側に折り曲げ軸線方向に圧縮して力める。また、主体金具 431の先端に保護キャップ 451を装着し

、主体金具 431にガスケッ卜 453を取り付ける。

[0104] また一方で、センサ端子金具 487, 488にそれぞれセンサ出力リード 483， 484を接続し、ヒータ端子金具 491 , 492にヒータリード線 485, 486を接続する。そして、これらをセパレータ 481に取り付けると共に、ガス検出素子 411の基端部 412もセパレータ 481内に揷入する。その後、このセパレータ 481とグロメット 477を金属外筒 475 に揷入して固定する。そしてさらに、金属外筒 475を主体金具 331をレーザ溶接して固設する。このようにしてガスセンサ 401が完成する。

[0105] 以上で説明したように、本実施形態のガスセンサ 401の製造方法では、第 2パツキン押圧工程において、板パッキン（第 2パッキン) 457を軸線方向に押圧して、板パッキン 457を主体金具 431の段付部 435bの第 1テーパ状内周面（支持面） 435tlに密着させている。このため、板パッキン 457と主体金具 431との接触が良好となる。また、第 1パッキン形成工程において、線パッキン 459を軸線方向に押圧し、これを塑性変形させて、線パッキン (第 1パッキン) 459を、素子ホルダ 421の第 2テーパ状外周面 421t2と主体金具 431の中央部 435の中央内周面 435ηにそれぞれ強く圧接している。従って、第 1パッキン 459に外部からの応力が働かなくても、この第 1パッキン 459によって素子ホルダ（被保持部材） 421を主体金具 431に固定できる。このため、ガスセンサ 401を長期間使用して力めゆるみ等が起きても、従来に比して第 1パッキン 459が緩みにくいので、素子ホルダ 421の位置ずれを抑制することができる。力 Ρえて、線パッキン 459を利用し、これを塑性変形させて、上記のような第 1パツキン 459を形成しているので、安価にかつ容易にガスセンサ 401を製造することができる。

[0106] 以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなぐ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いうまでもない。

例えば、上記実施形態では、線パッキン 159, 165等として、線状（C型）のものを使用している力環状のものを利用してもよレ、。環状の線パッキンは、シール性能を確実に向上させることができる利点がある。

また、上記実施形態 1等では、第 2パッキンとして、環状の板パッキン 157等を用いているが、この代わりに、線状（C型）のパッキンなどを利用することもできる。

[0107] また、上記実施形態 1では、板パッキン 157によりガス検出素子 111と主体金具 13 1とを電気的に接続しているが、これに限らず、第 1パッキン 159が金属製であれば、第 1パッキン 159によっても、ガス検出素子 111と主体金具 131とを電気的に接続すること力 Sできる。なお、突出部 113の第 2テーパ状外周面 113t2と主体金具 131の内周面 131ηとに当接して圧接されてなる第 1パッキン 159であるが故に、第 1パッキン 159によりガス検出素子 111と主体金具 113を電気的に確実に接続することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 先端側保持面、及び、この先端側保持面よりも基端側に位置する基端側保持面を有する被保持部材と、

筒状をなすと共に、内周面から径方向内側に突出する段付部を有し、前記被保持部材の先端側保持面を前記段付部の支持面で支持しつつ前記被保持部材の径方向外側を取り囲んで、前記被保持部材を自身の内側に保持する主体金具と、前記被保持部材の基端側保持面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ当接すを備え、

前記第 1パッキンは、前記被保持部材の基端側保持面と前記主体金具の内周面とが鋭角をなす間隙に、断面くさび型形状をなして配設され、前記被保持部材の基端側保持面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ圧接してなる

ことを特徴とするガスセンサ。

[2] 請求項 1に記載のガスセンサであって、

前記被保持部材は、前記先端側保持面と前記基端保持面とを含み径方向外側に突出する突出部を有し、軸線方向先端側が閉じた有底筒状をなすガス検出素子である

ことを特徴とするガスセンサ。

[3] 請求項 1に記載のガスセンサであって、

軸線方向に延びるガス検出素子を備え、

前記被保持部材は、前記先端側保持面及び前記基端側保持面を有すると共に、前記ガス検出素子が揷通される開口を有する素子ホルダである

ことを特徴とするガスセンサ。

[4] 請求項 2または請求項 3に記載のガスセンサであって、

前記第 1パッキンの基端側であって、前記ガス検出素子の外周面と前記主体金具の内周面とによって構成された空隙に、粉体が充填されてなる充填封止層を有することを特徴とするガスセンサ。

[5] 請求項 1一請求項 4のいずれか一項に記載のガスセンサであって、前記第 1パッキンは、前記被保持部材の基端側保持面と前記主体金具の内周面との前記間隙に挿入した線パッキンを軸線方向に押圧して塑性変形させることにより、断面くさび型形状としてなる

ことを特徴とするガスセンサ。

[6] 請求項 1一請求項 5のいずれか一項に記載のガスセンサであって、

前記被保持部材の基端側保持面と前記主体金具の内周面とは、前記間隙をなす部分のうち、少なくとも先端側の部分において、前記基端側保持面と前記内周面とのなす角が先端側ほど小さくなる形態を有し、

前記第 1パッキンは、前記間隙のうち、前記基端側保持面と前記内周面とのなす角が先端側ほど小さくなる部分にまで配設されてなる

ことを特徴とするガスセンサ。

[7] 軸線方向先端側が閉じた有底筒状をなすと共に、外周面に外側電極を有し、かつ、径方向外側に突出する突出部を有するガス検出素子と、

筒状をなすと共に、内周面から径方向内側に突出する段付部を有し、前記突出部の先端面を前記段付部の支持面で支持しつつ前記ガス検出素子の径方向外側を取り囲んで、前記ガス検出素子を自身の内側に保持する主体金具であって、前記段付部の支持面が前記突出部の先端面にある前記外側電極に当接して前記外側電極と電気的に接続する主体金具と、

前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ当接する第 1パツキンと、

を備え、

前記第 1パッキンは、前記突出部の基端面と前記主体金具の内周面とが鋭角をなす間隙に、断面くさび型形状をなして配設され、前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ圧接してなる

ことを特徴とするガスセンサ。

[8] 軸線方向先端側が閉じた有底筒状をなすと共に、外周面に外側電極を有し、かつ、径方向外側に突出する突出部を有するガス検出素子と、

筒状をなすと共に、内周面から径方向内側に突出する段付部を有し、前記突出部の先端面を前記段付部の支持面で支持しつつ前記ガス検出素子の径方向外側を取り囲んで、前記ガス検出素子を自身の内側に保持する主体金具と、

前記突出部の先端面と前記段付部の支持面との間に配置され、前記突出部の先端面にある前記外側電極及び前記段付部の支持面にそれぞれ当接することで前記外側電極と前記主体金具とを電気的に接続する金属製の第 2パッキンと、を備え、

ことを特徴とするガスセンサ。

[9] 請求項 7または請求項 8に記載のガスセンサであって、

前記ガス検出素子の突出部より基端側であって、前記ガス検出素子の外周面と前記主体金具の内周面とによって構成された空隙に、粉体が充填されてなる充填封止層を有する

ことを特徴とするガスセンサ。

[10] 請求項 7—請求項 9のレ、ずれか一項に記載のガスセンサであって、

前記第 1パッキンは、金属製であり、前記突出部の基端面にある前記外側電極及び前記主体金具の内周面にそれぞれ当接して前記外側電極と前記主体金具とを電気的に接続することを特徴とするガスセンサ。

[11] 請求項 7—請求項 10のいずれか一項に記載のガスセンサであって、

前記第 1パッキンは、前記突出部の基端面と前記主体金具の内周面との前記間隙に揷入した線パッキンを軸線方向に押圧して塑性変形させることにより、断面くさび型形状としてなる

ことを特徴とするガスセンサ。

[12] 請求項 7—請求項 11のいずれか一項に記載のガスセンサであって、

前記突出部の基端面と前記主体金具の内周面とは、前記間隙をなす部分のうち、少なくとも先端側の部分において、前記基端面と前記内周面とのなす角が先端側ほど小さくなる形態を有し、

前記第 1パッキンは、前記間隙のうち、前記基端面と前記内周面とのなす角が先端側ほど小さくなる部分にまで配設されてなる

ことを特徴とするガスセンサ。

[13] 軸線方向先端側が閉じた有底筒状をなすと共に、外周面に外側電極を有し、かつ、径方向外側に突出する突出部を有するガス検出素子と、

を備えるガスセンサの製造方法であって、

前記主体金具に前記ガス検出素子を挿入する素子挿入工程と、

前記第 1パッキンとなる線パッキンを挿入する線パッキン挿入工程と、

前記主体金具に挿入された前記線パッキンを軸線方向に押圧し、前記線パッキンを塑性変形させて、前記突出部の基端面と前記主体金具の内周面とが鋭角をなす間隙に、断面くさび型形状をなす前記第 1パッキンを形成すると共に、これを前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ圧接させる第 1パッキン形成工程と、

を備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。

[14] 軸線方向先端側が閉じた有底筒状をなすと共に、外周面に外側電極を有し、かつ、径方向外側に突出する突出部を有するガス検出素子と、

筒状をなすと共に、内周面から径方向内側に突出する段付部を有し、前記突出部の先端面を前記段付部の支持面で支持しつつ前記ガス検出素子の径方向外側を取り囲んで、前記ガス検出素子を自身の内側に保持する筒状の主体金具と、前記突出部の基端面及び前記主体金具の内周面にそれぞれ当接する第 1パツキンと、

前記突出部の先端面と前記段付部の支持面との間に配置され、前記突出部の先端面にある前記外側電極及び前記段付部の支持面にそれぞれ当接して前記外側電極と前記主体金具とを電気的に接続する金属製の第 2パッキンと、

を備えるガスセンサの製造方法であって、

前記主体金具に前記第 2パツキン揷入する第 2パツキン揷入工程と、

前記第 2パッキン挿入工程後、前記主体金具に前記ガス検出素子を揷入する素子揷入工程と、

前記素子揷入工程後、前記主体金具に揷入された前記第 2パッキンと前記ガス検出素子とを軸線方向に押圧し、前記第 2パッキンを前記段付部の支持面に密着させる第 2パッキン押圧工程と、

前記第 2パッキン押圧工程後、前記第 1パッキンとなる線パッキンを挿入する線パッキン挿入工程と、

を備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。