(57)【要約】【課題】非接触の溶接不良判定方法を用いて、歩留りを下げることなく確実に主体金具と外筒部材との溶接固定ができるガスセンサの製造方法を提供する。【解決手段】外筒部材１１と主体金具４との重ね合わせ部１１ｂの周方向にレーザ照射して溶接部１３を形成し、始点８１１から重ね合わせ部を一周して全周溶接を行うと共に、レーザ光始点を越えて照射して重複溶接部８１３を形成する溶接工程と、その監視結果に基づいて溶接不良を生じたか否かの判定を行う溶接不良判定工程と、溶接不良を生じた場合に、重複溶接部８１３から周方向に所定距離だけずらした位置を始点として再度、溶接部１３上を一周した後、始点を越えるように照射して、重複溶接部８１３と重ならない他の重複溶接部８２３を形成する再溶接工程と、そのレーザ照射の監視結果に基づいて溶接不良を生じたか否かの判定を行う再溶接不良判定工程とを備える。【選択図】図４
2010197247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延び、先端側に検出部を有するセンサ素子と、該センサ素子の周囲を取り囲む筒状の主体金具と、該主体金具の後端側に固定される筒状の外筒部材とを備えるガスセンサの製造方法において、
上記外筒部材の先端部と、上記主体金具の後端部と、が重なる重ね合わせ部の周方向に亘ってレーザ光を照射して溶接部を形成する溶接工程であって、レーザ光の始点から該重ね合わせ部を一周して全周溶接を行うと共に、該レーザ光の始点を越えてレーザ光を照射することで重複溶接部を形成する溶接工程と、
上記溶接工程における上記レーザ光の照射時に、該レーザ光の反射光及び／又は上記溶接部から発せられるプラズマ光を監視して得られた監視結果に基づいて溶接不良を生じたか否かの判定を行う溶接不良判定工程と、
溶接不良を生じた場合に、上記重複溶接部から周方向に所定距離だけずらした位置をレーザ光の始点として再度、上記溶接部上を一周した後該レーザ光の始点を越えるようにレーザ光を照射して、前記重複溶接部と重ならない他の重複溶接部を形成する再溶接工程と、
上記再溶接工程における上記レーザ光の照射時に、該レーザ光の反射光及び／又は上記溶接部から発せられるプラズマ光を監視して得られた監視結果に基づいて溶接不良を生じたか否かの判定を行う再溶接不良判定工程と、を備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項２】
上記再溶接工程及び上記再溶接不良判定工程を複数回繰り返す請求項１記載のガスセンサの製造方法。
【請求項３】
上記外筒部材の厚みは０．３〜０．８ｍｍである請求項２記載のガスセンサの製造方法。
【請求項４】
上記再溶接工程における上記外筒部材の軸方向における上記レーザ光を照射する位置は、上記溶接工程と同じ位置である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガスセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触の溶接不良判定方法を用いて、歩留りを下げることなく確実に主体金具と外筒部材との溶接固定ができるガスセンサの製造方法に関する。本ガスセンサの製造方法は、酸素センサ、炭化水素センサ及び酸化窒素センサ等の、測定対象となる雰囲気に含まれる被検出成分を検出するためのガスセンサ等であって、センサ素子の周囲を取り囲む筒状の主体金具と、主体金具の後端側に固定される筒状の外筒部材とがレーザ溶接されているガスセンサの製造に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、雰囲気に含まれる被検出成分を検出する検出部が先端側に設けられたセンサ素子を、金属製のケーシングに保持させた構造を備えるガスセンサが知られている。この金属製のケーシングは、外周面にセンサ取付用のネジ部が形成された主体金具、主体金具の先端側から突出しているセンサ素子の検出部を覆うように主体金具に固定されたプロテクタ、主体金具の後端側の開口部に固定され、開口部から後方に延びるセンサ素子を保護する外筒部材等の複数の筒状体が組み合わされて構成されている。
【０００３】
このようなガスセンサ、例えば、酸素センサは、自動車エンジンの排気系統の排気管等に装着されて用いられている。また、近年、排ガス中の有機物質を分解する触媒装置を排気管に付設し、この触媒装置の下流側にガスセンサを装着することで、有機物質が除去された排ガスに含まれる被検出成分を測定するガスセンサが一般的となってきている。この場合、ガスセンサは、エンジンから自動車の底部に沿って後方に延びる排気管の下流側に外気に晒された状態で配設されているため、埃や水滴等がガスセンサに付着してしまう虞がある。そこで、ガスセンサの内部に侵入しないように複数の筒状体同士、特に主体金具と外筒部材とを確実に接合する必要がある。
【０００４】
そして、主体金具と外筒部材とを確実に接合する方法として、レーザ溶接法が知られている。具体的には、外筒部材の先端部と主体金具の後端部とを重ね合わせ、その重ね合わせ部の周方向に亘ってレーザ光を照射することで、外筒部材と主体金具とにまたがる溶接部を形成している。
ところで、このようなレーザ溶接法において、溶接部が適切に形成されているか否か（適切に外筒部材と主体金具とを溶接部がまたがっているか否か）を確認する必要がある。そこで、レーザ溶接時に、レーザ光の反射光の非接触モニタリングを行うことで、溶接不良を判定する方法が知られている（例えば、特許文献１及び２を参照）。また、レーザ溶接時に、溶接部位から発生するプラズマの発光の非接触モニタリングを行うことで、溶接不良を判定する方法が知られている（例えば、特許文献３を参照）。これらの方法は、レーザ光が溶接部に照射された後、反射した光や発光するプラズマ光をカメラ等で撮影し、得られた画像を解析することによって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４３７４１号公報
【特許文献２】特開昭６１−２８６０８１号公報
【特許文献３】特開２００４−０６６２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、非接触モニタリングによる溶接不良の判定方法は、誤って溶接不良と判断されることが多く、正常品であるにもかかわらず不良品扱いとなって歩留りが下がる問題がある。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、非接触の溶接不良判定方法を用いても、歩留りを下げることなく確実に主体金具と外筒部材との溶接固定ができる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】
【０００７】
本発明は、以下の通りである。
１．軸線方向に延び、先端側に検出部を有するセンサ素子と、該センサ素子の周囲を取り囲む筒状の主体金具と、該主体金具の後端側に固定される筒状の外筒部材とを備えるガスセンサの製造方法において、上記外筒部材の先端部と、上記主体金具の後端部と、が重なる重ね合わせ部の周方向に亘ってレーザ光を照射して溶接部を形成する溶接工程であって、レーザ光の始点から該重ね合わせ部を一周して全周溶接を行うと共に、該レーザ光の始点を越えてレーザ光を照射することで重複溶接部を形成する溶接工程と、上記溶接工程における上記レーザ光の照射時に、該レーザ光の反射光及び／又は上記溶接部から発せられるプラズマ光を監視して得られた監視結果に基づいて溶接不良を生じたか否かの判定を行う溶接不良判定工程と、溶接不良を生じた場合に、上記重複溶接部から周方向に所定距離だけずらした位置をレーザ光の始点として再度、上記溶接部上を一周した後該レーザ光の始点を越えるようにレーザ光を照射して、前記重複溶接部と重ならない他の重複溶接部を形成する再溶接工程と、上記再溶接工程における上記レーザ光の照射時に、該レーザ光の反射光及び／又は上記溶接部から発せられるプラズマ光を監視して得られた監視結果に基づいて溶接不良を生じたか否かの判定を行う再溶接不良判定工程と、を備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。
２．上記再溶接工程及び上記再溶接不良判定工程を複数回繰り返す上記１．記載のガスセンサの製造方法。
３．上記外筒部材の厚みは０．３〜０．８ｍｍである上記２．記載のガスセンサの製造方法。
４．上記再溶接工程における上記外筒部材の軸方向における上記レーザ光を照射する位置は、上記溶接工程と同じ位置である上記１．乃至３．のいずれかに記載のガスセンサの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本ガスセンサの製造方法によれば、レーザの反射光及び／又は溶接部から発せられるプラズマ光を用いたレーザ溶接の溶接不良判定工程により溶接不良と判断された場合に、再度レーザ光を照射して溶接を行う再溶接工程を備えると共に、この再溶接工程で再度溶接不良判定を行うことにより、正常品であるにもかかわらず不良品扱いとなることを削減でき、ガスセンサの製造の歩留りを上昇させることができる。つまり、正常品にもかかわらず溶接不良判定工程にて不良品扱いとなった製造物に対し、再度溶接を行うと共に、この再溶接時に反射光及び／又はプラズマ光を用いたレーザ溶接の再溶接不良判定工程を行うことで、再溶接後に再度溶接不良と判定する誤判定が起こりにくくなり、ガスセンサの製造の歩留りを上昇させることができる。また、溶接不良と判定されたときに溶接工程を再度行うことにより、溶接の不確実性を低下させることができる。
【０００９】
そして、レーザ溶接を行うときにレーザ光の始点から重ね合わせ部を一周し且つ始点を越えるようにレーザ光を照射することで、重複溶接部を備えた溶接部を形成することによって、溶接部の両端が重ね合わせ部でつながって一周するため、未溶接の隙間が生じず、埃や水滴等が付着してガスセンサの内部に侵入することがない。尚、レーザ光の始点とは、レーザ光が重ね合わせ部に最初に照射される位置のことをいう。
更に、重複溶接部から周方向に所定距離だけずらした位置をレーザ光の新たな始点として再溶接工程を行うことで、溶接工程にて形成された重複溶接部と（図４に例示する始点８１１と終点８１２との間の重複溶接部８１３を参照）、再溶接工程にて形成された他の重複溶接部（図４に例示する始点８２１と終点８２２との間の他の重複溶接部８２３を参照）と、が重なることがない。このため、重複溶接部以外の箇所である非重複溶接部（図４に例示する非重複溶接部８０２を参照）と、重複溶接部との溶接強度の差が大きくならず、安定した品質のガスセンサを製造することができる。
【００１０】
また、再溶接工程及び溶接不良判定工程を複数回繰り返す場合は、溶接不良の誤判定による廃棄を更に減らして歩留りを一定以上とすることができる。尚、再溶接工程を複数回繰り返してもよいが、非重複溶接部と重複溶接部との溶接強度の差を考慮して回数を決定することが好ましい。
外筒部材の厚みを規定する場合は、外筒部材の強度を保ち、且つ外筒部材の加工性が向上するため好ましい。尚、上述の外筒厚みであっても、上記溶接工程及び上記再溶接工程によるレーザ溶接を行う回数を任意に設定することで、安定した品質のガスセンサを製造することができる。
再溶接工程で、溶接工程と同じ位置に溶接を行う場合は、溶接工程で正しく溶接されていなくても、再溶接工程で重ねて溶接を行うことによって溶接不良を解消することができ、歩留りを上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明により製造されたガスセンサの外観の模式図である。
【図２】本発明により製造されたガスセンサの断面の模式図である。
【図３】本製造方法のフローを説明するためのフローチャート図である。
【図４】レーザ溶接を行うときの溶接部位を説明するための底面の模式図である。
【図５】他の本製造方法のフローを説明するためのフローチャート図である。
【図６】重複してレーザ溶接を行った場合の溶接部位を説明するための底面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜６を参照しながら本発明のガスセンサの製造方法を詳しく説明する。
［１］ガスセンサ
図１及び２は、本実施形態により製造されるガスセンサ１００の模式的な正面図（図１）及び断面図（図２）である。このガスセンサ１００は、自動車の排気管に装着されて使用に供されるものであって、このガスセンサ１００として、例えば、排気管の内部を流通する排気ガスに含まれる酸素濃度を検出する酸素センサ等が挙げられる。また、炭化水素センサ及び酸化窒素センサ等を挙げることができる。以下、この酸素センサについて詳しく説明する。
【００１３】
ガスセンサ１００は、軸線方向に延びると共に、先端部が閉塞された有底筒状をなすセンサ素子２と、センサ素子２の周囲を覆う共に、自身の内側にセンサ素子２を保持する主体金具４と、主体金具４の後端側に固定される筒状の外筒部材１１等を備える。また、主体金具４と外筒部材１１との間を封止するために、外筒部材１１の先端部１１ａを周方向にわたってレーザ溶接されて形成された溶接部１３を備える。
尚、本実施形態において、図１及び２のガスセンサ１００の軸線方向のうち、センサ素子２側（図１及び２の下方側）を「先端側」とし、これと反対方向（図１及び２の上方側）を「後端側」として説明する。
【００１４】
（１）センサ素子
センサ素子２は、先端部が閉塞された有底筒状の固体電解質体２１と、この固体電解質体２１の内面の略全面に形成されたＰｔ又はＰｔ合金からなる多孔質の内部電極層２２と、固体電解質体２１の外面に内部電極層２２と同様にして形成された多孔質の外部電極層２３とを有し、センサ素子２の先端側に検出部２１ａが形成されている。このうち、固体電解質体２１は、イットリア等を安定化剤として固溶させた部分安定化ジルコニア等を主成分とする酸素イオン伝導性を有するセラミックを用いて成形されている。
【００１５】
また、外部電極層２３は、アルミナ−マグネシア−スピネル等の耐熱性セラミックからなる多孔質の電極保護層（図示せず）により被覆されている。更に、センサ素子２の軸線方向の略中間位置には、径方向外側に向かって突出する係合用フランジ部２４が設けられている。また、固体電解質体２１の内部には、発熱部３１を有する棒状のセラミックヒータ３が、発熱部３１が固体電解質体２１の底部側に位置するように挿入されている。このセラミックヒータ３は、後述するヒータ用リード線３２、３３を介して通電されることで発熱部３１が発熱し、センサ素子２を加熱することによって活性化している。
【００１６】
（２）主体金具
主体金具４の先端側外周には、ガスセンサ１００を排気管の取付部に取り付けるためのネジ部４１を有し、その後端側には、排気管の取付部への取付時に取付工具をあてがう六角部４２を有する。また、主体金具４の先端側内周には、径方向内側に向かって突出する金具側段差部４３が設けられ、金具側段差部４３には、パッキン５１を介してアルミナ製の支持部材５２が係止されている。センサ素子２は、係合用フランジ部２４が支持部材５２に支持されることにより、主体金具４に支持される。更に、支持部材５２の後端側における主体金具４の内面とセンサ素子２の外面との間には、滑石粉末等の無機充填材が充填されて充填材部５３が形成され、この充填材部５３の後端側には、アルミナ製のスリーブ５４及び環状リング５５が順次同軸状に内挿されて配設される。そして、主体金具４の後端側に設けられた加締め部４４が径方向内側に加締められることによって、環状リング５５、スリーブ５４がそれぞれ先端側に向かって押圧され、充填材部５３が隙間を埋めることで、主体金具４にセンサ素子２が固定される。
【００１７】
（３）プロテクタ
主体金具４の先端部には、センサ素子２の検出部２１ａを周囲から取り囲むように金属製のプロテクタ６がレーザ溶接により固定されている。プロテクタ６は、底部６４を備える二重のプロテクタ６１、６２からなり、それぞれのプロテクタ６１、６２には、複数のガス取入孔６３が形成されている。このガス取入孔６３から排気ガスが流入し、センサ素子２に晒されることで排気ガスに含まれる酸素濃度が検出される。
【００１８】
（４）外筒部材
筒状の外筒部材１１の材質は特に限定されないが、十分な強度と耐食性とを併せて有することが好ましく、通常、ステンレス鋼が用いられる。このステンレス鋼の種類も特に限定されず、各種のステンレス鋼を用いることができる。例えば、ＳＵＳ３０４Ｌ等の溶接性等に優れるオーステナイト系ステンレス鋼を用いることができる。外筒部材１１は、その先端部１１ａを主体金具４の後端部４ａの内側に挿入して重ね合わせ部１１ｂを形成し、重ね合わせ部１１ｂにレーザ溶接を行うことで、主体金具４に固定されている。
尚、外筒部材１１の厚みは任意に選択することができ、例えば０．３〜０．８ｍｍとすることができる。前記範囲の厚みとすることによって、外筒部材１１の強度を保ちつつ、且つ外筒部材１１の加工性が向上させることができる。更に、０．３ｍｍ未満であると、外筒部材の強度が不足することがある。また、０．８ｍｍを超えると、外筒部材の加工性が低下することがある。更に、前記範囲の外筒部材１１の厚みであっても、溶接工程及び再溶接工程によるレーザ溶接を行う回数を任意（例えば２回とすることができる。）に設定することで、安定した品質のガスセンサを製造することができる。
【００１９】
（５）セパレータ
上記外筒部材１１の内側には、略円筒状のセパレータ７２が配設されている。このセパレータ７２は、後述する端子金具Ｋ１の後端部及び端子金具Ｋ２の後端部を覆うセパレータ本体部７２１を備えると共に、セパレータ本体部７２１の後端部から径方向外側に延設されたセパレータフランジ部７２４を有している。このセパレータフランジ部７２４は、セパレータ７２を保持するために、外筒部材１１とセパレータ本体部７２１との隙間に配置された保持部材１２により支持されている。更に、このセパレータ本体部７２１には、後述する素子用リード線２５、２６と、ヒータ用リード線３２、３３とを挿通するためのリード線挿通孔７２２が、先端側から後端側にかけて貫通するように形成されている。また、セパレータ本体部７２１には、その先端側において開口する保持孔７２３が軸線方向に形成されている。この保持孔７２３の内部にはセラミックヒータ３の後端部が挿入され、セラミックヒータ３の後端面が保持孔７２３の底面に当接することによりセラミックヒータ３の軸線方向における位置決めがなされている。
【００２０】
（６）弾性シール部材
一方、セパレータ７２の後端側には、耐熱性に優れるフッ素ゴム等からなる弾性シール部材７１が配設されている。この弾性シール部材７１には、軸線方向に貫通するように４個のリード線挿通孔７１１が形成されている。また、弾性シール部材７１の中央には、酸素センサ１００の内部と外部を連通する貫通孔７１２が設けられており、貫通孔７１２内には、貫通孔７１２を閉塞するフィルタ１６を保持する金属筒１７が配置されている。この弾性シール部材７１は、外筒部材１１の後端側の内側に内挿され、外筒部材１１に加締められることで外筒部材１１に固定されている。
【００２１】
（７）配線
更に、素子用リード線２５、２６及びヒータ用リード線３２、３３は、弾性シール部材７１のリード線挿通孔７１１に挿通されて、外筒部材１１の内部から外部に向かって引き出されている。
尚、これら４本のリード線３２、３３、２５、２６は、外部において図示しないコネクタに接続され、このコネクタを介してＥＣＵ等の外部機器と各々のリード線３２、３３、２５、２６との電気信号の入出力がなされることになる。
【００２２】
また、リード線３２、３３、２５、２６は、詳細は図示しないが、導線が樹脂製の絶縁皮膜により被覆された構造を有し、導線の後端部がコネクタに設けられたコネクタ端子に接続される。そして、素子用リード線２５の導線の先端部は、固体電解質体２１の外面に外装された端子金具Ｋ１の後端部に加締められており、素子用リード線２６の導線の先端部は、固体電解質体２１の内側に圧入された端子金具Ｋ２の後端部に加締められており、それぞれ接続されている。これにより、素子用リード線２５は、センサ素子２の外部電極層２３と電気的に接続され、素子用リード線２６は、内部電極層２２と電気的に接続される。他方、ヒータ用リード線３２、３３の導線の先端部は、セラミックヒータ３の発熱抵抗体と接合された一対のヒータ用端子金具と各々接続される。
【００２３】
［２］ガスセンサの製造方法
上記ガスセンサの製造方法を以下に説明する。
本ガスセンサの製造方法は、図１及び２に示す主体金具４と外筒部材１１とをレーザ溶接してガスセンサ１００を作製する製造方法である。
この製造方法は、少なくとも溶接工程、溶接不良判定工程、再溶接工程、及び再溶接不良判定工程を備える。これらの工程は、通常、この順に備えられるが、後述するように、溶接工程と溶接不良判定工程とは同時に行うことができ、再溶接工程と再溶接不良判定工程とは同時に行うこともできる。
また、これらの工程以外にも、移動工程及び／又は位置調整工程を備えることができる。
【００２４】
（１）移動工程
移動工程は、作製中のガスセンサをレーザ溶接が可能な位置に移動させる工程である。また、この工程は、通常、溶接工程の前に行われる。この工程において、作製中ガスセンサを移動させる手段は任意に選択することができる。
このような移動工程は、作製中のガスセンサが納められているテーブルから作製中ガスセンサ１００’の主体金具４の六角部４２をチャック９で掴み（図４を参照）、その後持ち上げることによって作製中ガスセンサ１００’を取り出し、次いで、レーザの溶接が可能な場所に移動させることができる（図３のＳ１を参照）。
【００２５】
（２）位置調整工程
位置調整工程は、作製中ガスセンサ１００’の軸方向の位置を調整して、繰り返しレーザ溶接を行う場合であっても、ガスセンサの軸方向において同じ位置にレーザ溶接を行うことができるようにする工程である。この工程を備える場合、通常、少なくとも溶接工程の前に行われる。また、上記移動工程と共に備える場合には、移動工程の後に位置調節工程を備えることができる。
このような位置調整工程は、作製中ガスセンサ１００’の位置をビデオカメラ等の撮影手段で撮影し、得られた画像を画像解析して六角部の座面等を検出し、これを目印としてチャックを移動させることによって位置決めを行うことができる（図３のＳ２を参照）。
これにより、一度溶接工程を行った後、後述する再溶接工程でレーザ溶接を行っても、溶接を行う位置を同じとすることができ、溶接工程で溶接不良が生じても再溶接工程のレーザ溶接で溶接をし直すことにより溶接不良を解消することができる。
尚、位置調節の手段は上記撮影手段を用いる方法に限られず、チャック等の位置を位置センサで取得したり、移動量を積算したりすることにより作製中ガスセンサ１００’の位置を求めて位置決めを行う等、任意に選択することができる。
【００２６】
（３）溶接工程
溶接工程は、外筒部材１１の先端部１１ａと、主体金具４の後端部４ａとの重ね合わせ部１１ｂにレーザ光８を照射して、溶接部１３を形成する工程である（図３のＳ３を参照）。また、この溶接工程時に、溶接不良判定機構により後述する溶接不良判定工程に用いられる溶接不良監視結果が記憶される。
溶接工程で用いるレーザ溶接装置は任意に選択することができる。更に、上記「溶接不良判定機構」は、レーザ溶接時のレーザ光８の反射光及び／又は溶接部位から発せられるプラズマ光を監視して溶接不良監視結果を出力し、記憶するものであればよく、例えば、レーザ光８の反射光の強度を測定しその時間的に変化するパターンと予め設定されたパターンとを比較することによって溶接不良監視結果を出力することができる。また、レーザ光８の反射光によって溶融部及びその周辺を撮像し、この撮像した画像から把握される溶融部の形状的な特徴に基づいて溶接不良監視結果を出力することができる。更に、プラズマ光を撮影し、そのプラズマ光像の強度、傾き角及び／又は面積に基づいて溶接不良監視結果を出力することができる。
【００２７】
このような溶接工程は、図４に示すように、チャック９を作製中ガスセンサ１００’の軸と同じ軸で回転させながら重ね合わせ部１１ｂの周面にレーザ光８を照射させることによってレーザ溶接を行うことにより溶接部１３を形成することができる。また、この回転は、図４の矢印８１に示すように、レーザ溶接の開始点である始点８１１から外筒部材１１の周面を一方向に一周し、始点８１１を越えた位置である終点８１２に到達するまで行われる。一周を越えてレーザ溶接を行うことにより、重複してレーザ溶接された重複溶接部８１３と、重複してレーザ溶接されない非重複溶接部（図４に示す８０２及び８２３を含む部位）と、を有する溶接部１３が形成される。これにより、溶接部１３が周方向につながり、未溶接の隙間が生じることがなく、埃や水滴等が隙間からガスセンサの内部に侵入することがない。尚、上記「一方向」は、ガスセンサ１００の軸に対して時計方向であってもよいし、反時計方向であってもよい。
【００２８】
（４）溶接不良判定工程
溶接不良判定工程は、上記溶接不良判定機構に記憶された溶接不良監視結果を用いて溶接が良好か否かを判断する工程（図３のＳ４を参照）である。この溶接不良判定工程は、通常、溶接不良判定機構により記憶された溶接不良監視結果に基づいて前記溶接工程の後に行われるが、溶接不良判定機構によって出力された溶接不良監視結果を記憶せずに、溶接工程と同時進行させてリアルタイムに判定を行うこともできる。即ち、溶接工程と溶接不良判定工程とを同時に行うこともできる。
この溶接不良判定工程では、溶接不良判定機構によって出力された溶接不良監視結果が良好（溶接良好）であった場合は、正常に溶接ができたものと判定し、このガスセンサの製造を終了する。また、溶接不良監視結果が不良（溶接不良）であった場合は、正常に溶接ができなかったものと判定し、このガスセンサの製造を継続するため、後述する再溶接工程を行う。
【００２９】
（５）再溶接工程
再溶接工程は、溶接不良判定機構によって溶接不良と判断された場合、重複溶接部８１３から周方向に所定距離だけずらした位置を始点８２１として再度、溶接部１３上を一周し且つ始点８２１を越えるようにレーザ光８を照射する工程である。この再度の溶接（図３のＳ７参照）により、溶接工程（図３のＳ３参照）で既に形成されている溶接部１３上の全周にわたって重複した溶接部１３を更に形成すると共に、上記重複溶接部８１３と重ならない他の重複溶接部８２３を形成する。
溶接不良判定機構によって溶接不良を検出した場合は、チャック９を上記一方向に所定距離だけ回転させる（図３のＳ５を参照）。尚、所定距離は溶接工程にて形成される重複溶接部８１３と、後述する再溶接工程にて形成される他の重複溶接部８２３と、が重ならない距離だけ回転させればよく、本実施例では、溶接工程の始点８１１と再溶接工程の始点８２１の距離分だけ回転させている。
その後、上記位置調整工程（Ｓ２）と同様に作製中ガスセンサの位置を調整する。（図３のＳ６を参照）。
【００３０】
その後、外筒部材１１の先端部１１ａと、主体金具４の後端部４ａとの溶接部１３上にレーザ光８を照射し、レーザ溶接を行う（図３のＳ７を参照）。また、レーザ溶接は、図４に示すように、溶接工程の終点８１２から一方向に所定距離だけずれた始点８２１から、外筒部材１１の周面を一方向に一周し、始点８２１を越える位置である終点８２２に到達するまで行われる。一周を越えてレーザ溶接を行うことにより溶接部１３に他の重複溶接部８２３が形成される。更に、溶接工程と同様にレーザ溶接中は、溶接不良判定機構によって作製中ガスセンサ１００’の溶接箇所から得られるレーザの反射光及び溶接に伴って発生するプラズマの発光を監視し、溶接不良監視結果を出力し、記憶する。
その後、再溶接不良判定工程を行い、溶接不良判定機構に記憶された溶接不良監視結果にて溶接が良好か否かを判断する（図３のＳ８を参照）。
そして、再溶接工程中に溶接不良判定機構によって出力された溶接不良監視結果が良好であった場合は、正常に溶接ができたものとして終了する。溶接不良監視結果が不良であった場合は溶接不良として作製中ガスセンサ１００’を廃棄する。
尚、前述の溶接不良判定工程と同様に、再溶接不良判定工程についても、溶接不良判定機構によって出力された溶接不良監視結果を記憶せずに、再溶接工程と同時進行させてリアルタイムに判定を行うこともできる。即ち、再溶接工程と再溶接不良判定工程とを同時に行うこともできる。
【００３１】
（６）本製造方法の効果
以上の工程を備えた製造方法は、再溶接工程が行われなかった場合は、図４の矢印８１に示す始点８１１から終点８１２までの範囲でレーザ溶接され、始点８１１及び終点８１２を境界として一度のみレーザ溶接された非重複溶接部（図４に示す８０２及び８２３を含む部位）と、二重にレーザ溶接された重複溶接部８１３と、が形成される。
また、再溶接工程が行われた場合は、矢印８１に示す範囲に加えて、図４の矢印８２に示す始点８２１から終点８２２までの範囲のレーザ溶接が加わり、始点８１１、８２１及び終点８１２、８２２を境界として、溶接工程及び再溶接工程のいずれの工程においても一度のみ溶接された（結果として二重に溶接されている）非重複溶接部８０２と、溶接工程で二重に重複溶接された後、再溶接工程では一度のみ溶接された（結果として三重に溶接されている）た重複溶接部８１３、及び、溶接工程では一度のみ溶接された後、再溶接工程で二重に重複溶接された（結果として三重に溶接されている）他の重複溶接部８２３、が形成される。
【００３２】
一方、本製造方法と異なり、一方向に所定距離だけずらすことなく、重複溶接部８１３と他の重複溶接部８２３とが重なる（重複部位８０４が形成される）ようにレーザ溶接を行った場合には、図６に示すように、四重にレーザ溶接された重複部位８０４を生じ、重複部位８０４以外の部分であって二重に重複してレーザ溶接された部分との強度の差が本発明の製造方法に比べて大きくなる。
これに対して、本発明の製造方法は、非重複溶接部と前記重複溶接部、他の重複溶接部との溶接強度の差が大きくならず、安定した品質のガスセンサを製造することができる。
【００３３】
尚、再溶接工程の図３におけるＳ５〜Ｓ８のステップは、図５に示すように繰り返し行ってもよい。このとき、再溶接工程における溶接良好の判断結果（図５に示すＳ８を参照）が溶接不良であった場合は、再溶接工程を行った回数が所定のｎ回目（例えば２回）かどうか判断する溶接回数判断工程（図５のＳ９参照）を備えることができる。ｎ回目未満であれば、図５に示すＳ５に戻り、チャック９を上記一方向に回転させ、再度位置調整以下を実行することができる。また、ｎ回目であれば溶接不良として作製中ガスセンサ１００’を廃棄することができる（図５に示すＳ９を参照）。
このとき、上記回数が２回であれば、図３に示すフローと実質同じ構成となる。更に、上記回数は３回以上としてもよい。回数が３回以上であっても、溶接工程の溶接の重複部位と、再溶接工程による溶接の各重複部位とが重ならないように所定距離を設定することにより、非重複溶接部と前記各重複部位との溶接強度の差が大きくならず、安定した品質のガスセンサを製造することができるからである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、各種のガスセンサ、例えば、酸素センサ、炭化水素センサ及び酸化窒素センサ等の、測定対象となる雰囲気に含まれる被検出成分を検出するためのガスセンサ等であって、センサ素子を保持する主体金具と、主体金具の後端側に固定される筒状の外筒部材とがレーザ溶接されているガスセンサの製造において利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１００；ガスセンサ、１００’；作製中ガスセンサ、
１１；外筒部材、１１ａ；先端部、１１ｂ；重なり部（溶接前の重ね合わせ部、溶接後の溶接部）、１２；保持部材、１３；溶接部、
２；センサ素子、２１；固体電解質体、２２；内部電極層、２３；外部電極層、２４；係合用フランジ部、２５；素子用リード線、２６；素子用リード線、
３；セラミックヒータ、３１；発熱部、３２、３３；ヒータ用リード線、
４；主体金具、４１；ネジ部、４２；六角部、４３；金具側段差部、４４；加締め部、
５１；パッキン、５２；支持部材、５３；充填材部、５４；スリーブ、５５；環状リング、６、６１、６２；プロテクタ、６３；ガス取入孔、６４；底部、７１；弾性シール部材、７１１；リード線挿通孔、７１２；貫通孔、７２；セパレータ、７２１；セパレータ本体部、７２４；セパレータフランジ部、
８；レーザ光、８１、８２；矢印、８１１、８２１；始点、８１２、８２２；終点、８０２；非重複溶接部、８１３；重複溶接部、８２３；他の重複溶接部、
９；チャック、Ｋ１、Ｋ２；端子金具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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