(57)【要約】【課題】  プロテクタの小型化やガス検出精度の精密化されたガスセンサにおいて、プロテクタ内周面や主体金具内周面に付着した油剤の影響によるガス検出精度が低下を抑制するガスセンサを提供。【解決手段】  主体金具４の内周面のうち、先端側内周面４８及びプロテクタ１２０の内周面１２４の少なくとも一部に油剤２５０が塗布されており、油剤２５０の塗布量が０．７ｍｇ未満とすることで、ガスセンサ１の使用中に、プロテクタ１２０の内周面１２４や主体金具４の先端側内周面４８の残留した油剤２５０がガス化してプロテクタ１２０内に染み出す量をガス検出精度に影響を与えない範囲内に抑えることができ、ガス検出精度が低下することを抑制できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、
該検出素子の先端部が自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、
前記主体金具の内周面のうち前記被測定ガスに晒される先端側内周面及び前記プロテクタの内周面の少なくとも一部に油剤が付着されており、該油剤の付着量が０．７ｍｇ未満であることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
請求項１記載のガスセンサにおいて、
前記油剤の付着量は、前記主体金具の前記先端側内周面よりも前記プロテクタ内周面が少ないことを特徴とするガスセンサ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のガスセンサにおいて、
前記プロテクタは、前記主体金具の前記先端部に溶接されてなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガスセンサにおいて、
前記主体金具の内周面と前記検出素子の外周面との間には、粉末状のシール部材が配置され、
前記主体金具の後端部には、前記シール部材を気密にするように加締る加締め部を有していることを特徴とするガスセンサ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガスセンサにおいて、
前記油剤の付着量は、前記主体金具の前記加締め部外周面よりも前記主体金具の前記先端側内周面が少ないことを特徴とするガスセンサ。
【請求項６】
軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、
該検出素子の先端部が自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、
前記主体金具の内周面のうち、前記被測定ガスに晒される先端側内周面及び前記プロテクタの内周面の少なくとも一部に油剤が付着されており、
前記主体金具の先端側内周面又は前記プロテクタの内周面を顕微赤外分光法にて測定した場合に、該顕微赤外分光法にて得られる赤外吸収スペクトルにはピークが発生しており、該ピークはＣＨの変角振動に帰属していないことを特徴とするガスセンサ。
【請求項７】
軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、
該検出素子の先端部が自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、
油剤を付着させた前記主体金具及び前記プロテクタを準備する準備工程と、
前記主体金具に前記プロテクタを装着する装着工程と、
前記プロテクタが装着された主体金具に、前記検出素子を支持させる組付工程と、
前記主体金具の内周面のうち、被測定ガスが晒される先端側内周面及び前記プロテクタの内周面に付着した前記油剤の付着量が０．７ｍｇ未満とする除去工程とを有することを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載のガスセンサの製造方法において、
前記除去工程は、前記主体金具又は／及び前記プロテクタに熱処理を行なう熱処理工程を含むことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載のガスセンサの製造方法において、
前記主体金具の内周面と前記検出素子の外周面との間には、粉末状のシール部材が配置され、且つ前記主体金具の後端部には、前記シール部材を気密にする加締め部が形成されており、
前記組付工程は、前記主体金具の内周面と前記検出素子の外周面との間に前記シール部材を充填する充填工程と、
前記主体金具の後端部を加締める加締め工程と、を有することを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載のガスセンサの製造方法において、
前記準備工程後に、
前記プロテクタ及び前記主体金具を洗浄する洗浄工程と、
洗浄後の前記主体金具の前記先端側内周面に付着した前記油剤の塗布量が０．７ｍｇ〜２ｍｇとなるように前記主体金具に再度油剤を付着させる付着工程を
含むことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項１１】
軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、
該検出素子の先端部が自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、
前記主体金具の内周面と前記検出素子の外周面との間に配置され、前記主体金具の後端部に設けられた加締め部により気密にされてなる粉末状のシール部材と、
を備えるガスセンサにおいて、
油剤を付着させた前記主体金具及び前記プロテクタを準備する準備工程と、
前記プロテクタ及び前記主体金具を洗浄する洗浄工程と、
前記主体金具に前記プロテクタを溶接する装着工程と、
前記プロテクタが装着された主体金具に、前記検出素子を挿入し、且つ前記主体金具の内周面と前記検出素子の外周面との間に前記シール部材を充填する充填工程と、
前記主体金具の後端部を加締める加締め工程と、を有し、
前記洗浄工程後から前記加締め工程前までに、前記主体金具の前記後端部外周面に前記油剤を付着させる第２付着工程ことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気ガス等の被測定ガス中の特定ガス成分の濃度を検出するガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気系に設置され、排気ガス中の酸素濃度を検出して内燃機関の燃焼制御に利用されるガスセンサとして、酸素センサが知られている。この酸素センサは、軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、該検出素子の先端部を自身の先端よりも突出させると共に、該検出素子を取り囲む筒状の主体金具と、主体金具の先端部に装着されると共に、検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタとを有している。
【０００３】
ところで、ガスセンサの主体金具やプロテクタを構成する金属部品は、金属材料から複数の工程で機械加工され作製される。この金属材料を複数の機械加工する際、金属材料には、例えば塑性加工、切削加工や研削加工時に潤滑や冷却のために潤滑油剤、切削油剤や研削油剤のような油剤を使用しており、金属材料にその油剤を付着させる。
【０００４】
そして、金属材料に付着した油剤は、次のガスセンサの組立工程（例えば、主体金具のかしめ工程やプロテクタと主体金具の装着工程等）にて同様に潤滑や冷却のために、金属材料にそのまま残留させている。但し、残留油剤の量がその後の工程にとって多過ぎる又は少な過ぎるときは、残留油剤の一部を洗い落とし、又は、残留油剤にそれと同じ油剤を付加し、油剤の付着量を後工程に適した量に増減することが知られている。また、加工品の残留油剤の種類が後工程にとって適当ではなく他の種類の油剤が後工程で必要であるときは、加工品は、残留油剤の全部を洗い落とし、残留油剤とは異なる種類の油剤を新たに適量、付着することが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９３１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ガスセンサの組立工程後、プロテクタや主体金具に油剤を残留させたままガスセンサを排気管に取り付けて使用に供した場合、プロテクタの内周面や主体金具内周面の残留した油剤がガス化し、プロテクタ内にそのガスが染み出すことで、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合い、ガス検出精度が低下する虞があった。そこで、特許文献１には、ガスセンサの使用前に主体金具やプロテクタを加熱することで、主体金具の内周面やプロテクタの内周面に付着した油剤をガス化させて除去し、ガスセンサの使用時にガス検出精度の低下を抑制することが示されている。しかしながら、近年では、排ガス規制の強化に伴い、ガス検出精度の更なる高精度化が求められており、ガスセンサ使用前に単純に熱処理を行なうだけでは、その要求に十分に応えられるガスセンサが得られるとは言い難い。特に、近年のガスセンサは、プロテクタが小型化されつつあり、プロテクタの内周面や主体金具の内周面に少量の油剤が残留しプロテクタ内にガスの染み出す量が少量であっても、ガス検出精度が低下する傾向にある。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、プロテクタ内周面や主体金具内周面に付着した油剤の影響によるガス検出精度が低下を抑制するガスセンサを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明のガスセンサは、軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、該検出素子の先端部を自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、
前記主体金具の内周面のうち前記被測定ガスに晒される先端側内周面及び前記プロテクタの内周面の少なくとも一部に油剤が付着されており、該油剤の付着量が０．７ｍｇ未満であることを特徴とする。
【０００９】
このように、主体金具の先端側内周面及びプロテクタの内周面の少なくとも一部に付着した油剤の付着量を０．７ｍｇ未満と制限することで、ガスセンサの使用中に、プロテクタの内周面や主体金具の先端側内周面の残留した油剤がガス化してプロテクタ内に染み出す量をガス検出精度に影響を与えない範囲内に抑えることができ、ガス検出精度が低下することを抑制できる。なお、主体金具の先端側内周面及びプロテクタの内周面の少なくとも一部に付着した油剤の付着量が０．７ｍｇ以上であると、上記効果を得ることが難しい。
【００１０】
そして、本発明では、油剤が付着している部位として、被測定ガスに晒される先端側内周面及びプロテクタの内周面の少なくとも一部としている。主体金具の先端側内周面及びプロテクタ内周面（以下、両内周面とも言う）は、プロテクタ内の空間と接しており、両内周面に塗布された油剤は、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合う。そこで、この両内周面の付着量を０．７ｍｇ未満に制限することで、ガスセンサ使用中のガス検出精度の低下を効果的に抑制できる。
【００１１】
さらに、本発明のガスセンサでは、油剤の付着量が、主体金具の先端側内周面よりも前記プロテクタ内周面が少ないことが好ましい。主体金具とプロテクタとの組み付け時に潤滑のための油剤が必要となる。しかしながら、潤滑に必要な油剤は、主体金具とプロテクタのどちらか一方に付着していればよい。そこで、表面積がより大きいプロテクタの内周面の油剤の塗布量を、表面積がより小さい主体金具の先端側内周面の油剤の塗布量よりも少なくすることで、プロテクタ、主体金具両者の組み付けに影響を及ぼすことなく、両内周面の油剤の付着量を効果的に減らすことができる。
【００１２】
特に、プロテクタの脱落防止効果を向上させるために、プロテクタを主体金具の先端部にスポット溶接や、レーザ溶接されてなるガスセンサがある。このプロテクタが主体金具の先端部に溶接されてなるガスセンサでは、潤滑や冷却のために、溶接前に主体金具やプロテクタに油剤を付着、又は残留させている。よって、油剤をそのまま付着、残留させると、主体金具の先端側内周面及びプロテクタの内周面に塗布された油剤は、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合う。それに対して本発明では、この両内周面の付着量を０．７ｍｇ未満に制限しているので、プロテクタが主体金具に溶接されてなるガスセンサであっても、使用中のガス検出精度の低下を効果的に抑制できる。
【００１３】
さらに、ガスセンサの検出精度向上のために、主体金具の内周面と検出素子の外周面との間には、粉末状のシール部材が配置され、主体金具の後端側にて、シール部材が気密となるように加締る加締め部を有するガスセンサがある。この主体金具の後端部が加締められ、加締め部が形成されてなるガスセンサでは、潤滑や冷却のために、加締め前に主体金具に油剤を付着、又は残留させている。よって、油剤をそのまま付着、残留させると、主体金具の先端側内周面に塗布された油剤は、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合う。それに対して本発明では、この主体金具の先端側内周面の付着量を０．７ｍｇ未満に制限しているので、主体金具の後端部が加締められ、加締め部が形成されてなるガスセンサであっても、使用中のガス検出精度の低下を効果的に抑制できる。
【００１４】
なお、「シール部材を気密にする」とは、主体金具の温度を５５０℃に加熱し、主体金具の先端側から大気を０．４ＭＰａにて加圧した際、検出素子と主体金具の間を通って主体金具の後端側へ漏れる大気の量が１０ｃｃ／ｍｉｎ以下にすることを指す。この気密性をもつガスセンサでは、主体金具の先端側内周面に塗布された油剤が、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合いやすいため、本発明を用いることが有効である。
【００１５】
さらに、油剤の付着量が、主体金具の加締め部外周面よりも主体金具の前記先端側内周面が少ないことが好ましい。つまり、主体金具の加締めに必要となる加締め部外周面には油剤を付着させつつ、主体金具の先端側内周面後端部の油剤の付着量を少なくするので、加締め精度向上とガス検出制度向上の２つの効果を同時にえることができる。
【００１６】
また本発明の別の形態は、軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、該検出素子の先端部を自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、
前記主体金具の内周面のうち、前記被測定ガスに晒される先端側内周面及び前記プロテクタの内周面の少なくとも一部に油剤が付着されており、前記主体金具の先端側内周面又は前記プロテクタの内周面を顕微赤外分光法にて測定した場合に、該顕微赤外分光法にて得られる赤外吸収スペクトルには、ピークが発生しており、該ピークはＣＨの変角振動に帰属していないことを特徴とする。
【００１７】
このように、先端側内周面又はプロテクタ内周面の赤外吸収スペクトルには、ピークが発生しているものの、両内周面に多量の油剤が付着していることを指すＣＨの変角振動が帰属していないので、両内周面の油剤の付着量が、ガスセンサの使用中に、プロテクタの内周面や主体金具の先端側内周面の残留した油剤がガス化してプロテクタ内に染み出す量をガス検出精度に影響を与えない少ない量の範囲内に抑えることができ、ガス検出精度が低下することを抑制できる。なお、ＣＨの変角振動が帰属する場合、本効果を得ることが難しい。なお、「ピークにはＣＨの変角振動が帰属していない」ということは、赤外吸収スペクトルに現れるピークについて、その官能基を特定した場合、ＣＨの変角振動がないことを指す。つまり、ＣＨの変角振動のピークが現れていないことを指す。
【００１８】
さらに本発明の別の形態は、軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、該検出素子の先端部を自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、
油剤を付着させた前記主体金具及び前記プロテクタを準備する準備工程と、前記主体金具に前記プロテクタを装着する装着工程と、前記プロテクタが装着された主体金具に、前記検出素子を支持させる組付工程と、前記主体金具の内周面のうち被測定ガスが晒される先端側内周面及び前記プロテクタの内周面に付着した前記油剤の付着量が０．７ｍｇ未満とする除去工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
このように、主体金具の内周面のうち、被測定ガスが晒される先端側内周面及びプロテクタの内周面の少なくとも一部に付着した油剤の付着量が０．７ｍｇ未満となるように、油剤を主体金具又は／及びプロテクタから除去する除去工程とを有することで、ガスセンサの使用中に、プロテクタの内周面や主体金具の先端側内周面の残留した油剤がガス化してプロテクタ内に染み出す量をガス検出精度に影響を与えない範囲内に抑えることができ、ガス検出精度が低下することを抑制できるガスセンサを効率良く作製できる。
【００２０】
そして、本発明では、除去工程を行なう部位として、被測定ガスが晒される先端側内周面及びプロテクタの内周面の少なくとも一部としている。主体金具の支持部から先端にかけての先端側内周面及びプロテクタ内周面（以下、両内周面とも言う）は、プロテクタ内の空間と接しており、両内周面に塗布された油剤は、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合う。そこで、この両内周面の付着量が０．７ｍｇ未満となるように油剤を主体金具又は／及びプロテクタから除去する除去工程とを有することで、ガスセンサ使用中のガス検出精度が低下することを抑制できるガスセンサを効果的に効率良く作製できる。
【００２１】
さらに本発明は、前記除去工程が、前記主体金具又は／及び前記プロテクタに熱処理を行なう熱処理工程を含むことが好ましい。このように熱処理工程を行なうことで、組付工程後であっても、さらに効率よく油剤を主体金具又は／及びプロテクタから除去することができる。
【００２２】
さらに、ガスセンサの検出精度向上のために、主体金具の内周面と検出素子の外周面との間には、粉末状のシール部材を充填する充填工程と、主体金具の後端側を加締める加締め工程を有する場合がある。主体金具の後端部に加締め部が形成されてなるガスセンサでは、加締め工程の際が加締め部に予め油剤が塗布されていることが好ましい。他方で、油剤をそのまま付着、残留させると、主体金具の先端側内周面に塗布された油剤は、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合う。それに対して本発明では、この主体金具の先端側内周面の付着量を０．７ｍｇ未満に制限しているので、主体金具の後端部が加締められ、加締め部が形成されてなるガスセンサであっても、使用中のガス検出精度の低下を効果的に抑制できる。
【００２３】
さらに本発明は、準備工程後に、プロテクタ及び主体金具を洗浄する洗浄工程と、洗浄後の主体金具の先端側内周面に付着した油剤の塗布量が０．７ｍｇ〜２ｍｇとなるように主体金具に再度油剤を付着させる付着工程とを含むことが好ましい。装着工程では、プロテクタ及び主体金具のいずれか一方の装着面に油剤が必要であるが、プロテクタの内周面は主体金具の先端側内周面よりも面積が大きく、油剤がガス検出精度に与える影響が大きい。したがって、プロテクタは準備工程後に洗浄し、他方、主体金具には適量の油剤を再度塗布する。これにより、装着工程での装着性とガス検知精度向上の２つの効果を同時に得られるガスセンサを得ることができる。
【００２４】
なお、０．７ｍｇ未満では、装着性向上の効果が乏しい。。一方、２ｍｇを越えると、後で熱処理により除去することが困難である。そして、上記塗布量の油剤が付着された主体金具から除去工程にて油剤が除去されるのでガスセンサ使用中のガス検出精度が低下することを抑制できるガスセンサを効率良く作製できる。
【００２５】
さらに、本発明では、軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、該検出素子の先端部が自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、前記主体金具の内周面と前記検出素子の外周面との間に配置され、前記主体金具の後端部に設けられた加締め部により気密にされてなる粉末状のシール部材と、を備えるガスセンサにおいて、前記主体金具の内周面及び前記プロテクタの内周面の少なくともいずれか一方に油剤を付着させた前記主体金具及び前記プロテクタを準備する準備工程と、前記プロテクタ及び前記主体金具を洗浄する洗浄工程と、前記主体金具に前記プロテクタを溶接する装着工程と、前記プロテクタが装着された主体金具に、前記検出素子を挿入し、且つ前記主体金具の内周面と前記検出素子の外周面との間に前記シール部材を充填する充填工程と、前記主体金具の後端部を加締める加締め工程と、を有し、前記洗浄工程後から前記加締め工程前までに、前記主体金具の前記後端部外周面に前記油剤を付着させる第２付着工程ことを特徴とする。
【００２６】
ガスセンサの検出精度向上のために、主体金具の内周面と検出素子の外周面との間には、粉末状のシール部材を充填する充填工程と、主体金具の後端側を加締める加締め工程を有する場合がある。この製造方法にて作製された主体金具の後端部に加締め部が形成されてなるガスセンサでは、潤滑や冷却のために、加締め前に主体金具に油剤を付着、又は残留させている。そこで、洗浄工程にて洗浄された主体金具の後端部外周面に油剤を付着させる第２付着工程を有することで、十分な加締め工程を行うことができる。
【００２７】
主体金具の内周面のうち、被測定ガスが晒される先端側内周面及びプロテクタの内周面は、洗浄工程にて油剤が除去されている。洗浄工程による油剤除去は、熱処理による油剤除去よりも、残存する油剤の量が少ないため、容易にかつ確実に油剤の残量を減らすことができる。他方、加締め工程においては、加締め精度向上のために油剤が必要である。洗浄工程にて洗浄された主体金具の後端部外周面に油剤を付着させる第２付着工程を有することで、ガス検知精度を損なうことなく、十分な加締め工程を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第1及び第２の実施形態のガスセンサ１の断面図である。
【図２】第1の実施形態のガスセンサ１の要部拡大断面図である。
【図３】第1の実施形態のガスセンサ１の主体金具４を顕微赤外分光法で分析した赤外吸収スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明を適用した実施形態であるガスセンサを図面と共に説明する。本実施形態（第１の実施形態）では、自動車の排気管に装着されて排気ガス中の酸素の濃度を検出するガスセンサ（酸素センサ）について説明する。図１は、本実施形態のガスセンサ１の全体構成を示す断面図である。
【００３０】
図１に示すように、ガスセンサ１は、先端部が閉じた有底筒状をなすセンサ素子２、センサ素子２に挿入されるセラミックヒータ３と、センサ素子２を内側にて保持する主体金具４を備える。なお、図１に示すセンサ素子２の軸に沿う方向のうち、測定対象ガス（排気ガス）に晒される先端部に向かう側（閉じている側、図中の下側）を「先端側」とし、これと反対方向（図中上側）に向かう側を「後端側」として説明する。
【００３１】
このセンサ素子２は、イットリアを安定化剤として固溶させた部分安定化ジルコニアを主成分とする酸素イオン伝導性を有する固体電解質体２１と、その固体電解質体２１の内面に、ＰｔあるいはＰｔ合金により形成された内部電極２２と、固体電解質体２１の外面に形成された外部電極２３を有している。また、このセンサ素子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フランジ部２４が設けられている。なお、本実施形態のセンサ素子２が、特許請求の範囲の検出素子に相当する。また、セラミックヒータ３は、棒状に形成されると共に、内部に発熱抵抗体を有する発熱部３１を備えている。このセラミックヒータ３は、後述するヒータ用リード線１９０ 、２００を介して通電されることにより発熱部３１が発熱することになり、センサ素子２を活性化させるべく当該センサ素子２を加熱する機能を果たす。
【００３２】
次に、本発明の主要部である主体金具４及びプロテクタ１２０について詳細に説明する。
主体金具４は、ＳＵＳ４３０製であり、ガスセンサ１を排気管に取り付けるためのネジ部４１と、排気管への取り付け時に取付工具をあてがう六角部４２を有している。また、六角部４２の先端側には、ガスケット５が配置されている。また、主体金具４には、先端側内周に径方向内側に向かって突出した金具側段部４３が設けられており、この金具側段部４３の支持部４５にパッキン６を介してアルミナ製の支持部材７が支持されている。なお、センサ素子２のフランジ部２４が支持部材７上にパッキン８を介して支持される。また、支持部材７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、充填部材９が配設され、さらにこの充填部材９の後端側にスリーブ１００および環状リング１１０が順次内挿されている。
【００３３】
また、センサ素子２の先端側を覆うようにして、主体金具５の先端部４６に挿入されたＳＵＳ３１０製のプロテクタ１２０がスポット溶接されている。このプロテクタ１２０は、外側プロテクタ１２２及び内側プロテクタ１２３の二重構造であり、それぞれの周方向には、複数のガス取入れ孔１２１を有している。
【００３４】
この主体金具及びプロテクタは、後述するように金属材料から複数の機械加工を経て作成されており、その機械加工の際には、潤滑や冷却のための油剤（第１油剤）２５０が塗布されており、その後の主体金具４の加締め工程に使用される油剤（第２油剤）２５１が塗布されている。それに対して、図２に示すように、ガスセンサ１の主体金具４の支持部４５から主体金具４の先端４７にかけての被測定ガスに晒される先端側内周面４８と、プロテクタ１２０の内周面１２４（外側プロテクタ１２２の内周面及び内側プロテクタ１２３の内周面）の少なくとも一部にはその油剤２５０、２５１が付着しており、その油剤２５０、２５１の付着量が０．７ｍｇ未満に制限されている。
【００３５】
このように、主体金具４の先端側内周面４８及びプロテクタ１２０の内周面１２４の少なくとも一部に付着した油剤２５０、２５１の付着量を０．７ｍｇ未満と制限することで、ガスセンサ１の使用中に、プロテクタ１２０の内周面１２４や主体金具４の先端側内周面４８の残留した油剤２５０、２５１がガス化してプロテクタ１２０内に染み出す量をガス検出精度に影響を与えない範囲内に抑えることができ、ガス検出精度が低下することを抑制できる。
【００３６】
この油剤２５０は、主体金具４及びプロテクタ１２０の作製する際、複数の機械工程において潤滑や冷却として利用できるものであり、具体的には、鉱油である。一方、油剤２５１は主体金具４を加締める際に使用されるものであり、２５０と同様にガス検出精度の低下に影響を及ぼしやすい油剤である。しかし、主体金具４の先端側内周面４８及びプロテクタ１２０の内周面１２４に塗布された油剤２５０は洗浄により除去され、さらに、主体金具４に塗布された油剤２５１は、熱処理により付着量が０．７ｍｇ未満となるまで除去されている。
【００３７】
特に、プロテクタ１２０の脱落防止効果を向上させるために、プロテクタ１２０を主体金具４にスポット溶接してなる本実施例のガスセンサ１では、装着性向上のために、溶接前に主体金具４に油剤２５１が塗布されているが、プロテクタ１２０の油剤２５０は洗浄により除去されている。比較的表面積の大きいプロテクタ１２０の油剤２５０が予め洗浄により除去されているので、後の熱処理工程により除去すべき油剤の量を少なくできる。また、主体金具４に油剤２５１が塗布されているので、プロテクタ１２０を主体金具４に容易に装着できる。
【００３８】
さらにこのプロテクタ１２０の内周面１２４や主体金具４の先端側内周面４８を、顕微赤外分光法を用いて分析すると、図３に示すような赤外吸収スペクトルを得ることができる。この顕微赤外分光法は、顕微赤外分光分析装置（ＩＲμｓ（ＳＰＥＣＴＲＡ−ＴＥＣＨ社製））を用い、以下の測定条件に基づいて分析を行ったものである。
光源：グローバー、検出器：Ｎａｒｒｏｗ・ＭＣＴ（ＨｇＣｄＴｅ）、パージ：窒素ガス、分解能：８ｃｍ−１、積算回数：２０４８回以下、測定モード：透過法、測定波数範囲：４０００〜６５０ｃｍ−１
【００３９】
図３によると、赤外吸収スペクトルには、ピークが発生しており、ＯＨの伸縮振動や、ＣＨの伸縮振動、カルボン酸塩等のピークが現れている。しかし、ピークにはＣＨの変角振動が現れていない。このように、先端側内周面４８又はプロテクタ１２０の内周面１２４の赤外吸収スペクトルには、ピークが発生しているものの、油剤が多量に付着していることを指すＣＨの変角振動が帰属していないので、先端側内周面４８及びプロテクタ１２０の内周面１２４の油剤の付着量が、ガスセンサ１の使用中に、プロテクタ１２０の内周面１２４や主体金具４の先端側内周面４８の残留した油剤２５０、２５１がガス化してプロテクタ１２０内に染み出す量をガス検出精度に影響を与えない少ない量の範囲内に抑えることができ、ガス検出精度が低下することを抑制できる。
【００４０】
図１に戻り、主体金具４の後端側内側には内筒部材１３０の先端側が挿入されている。この内筒部材１３０は、先端側の拡径した開口端部（先端開口端部１３２）を環状リング１１０に当接させた状態で、主体金具４の後端部４４を内側先端方向に加締めることで、主体金具４に固定されている。なお、主体金具４の後端部４４を加締めることで、充填部材９がスリーブ１００を介して圧縮充填される構造になっており、これによりセンサ素子２が筒状の主体金具４の内側に気密状に保持されている。
【００４１】
なお、本実施例のように、主体金具４の内周面４８とセンサ素子２の外周面との間には、粉末状の充填部材９が配置され、主体金具４の後端側４４にて、充填部材９が気密となるように加締められたガスセンサ１では、ガス化した油剤２５０、２５１が後端側へ排出されにくい。よって、ガス化した油剤２５０、２５１は、先端側、すなわち、プロテクタ１２０内に染み出し、プロテクタ１２０内の被測定ガスと混ざり合う。それに対して本実施例では、この主体金具４の先端側内周面４８の付着量を０．７ｍｇ未満に制限しているので、主体金具４の後端部４４が加締められてなるガスセンサ１であっても、使用中のガス検出精度の低下を効果的に抑制できる。
【００４２】
内筒部材１３０は、軸線方向における略中間位置に段付き部１３３が形成されており、段付き部１３３よりも先端側に配置される先端部１３４と後端側に配置される後端部１３５とに分けられる。そして、後端部１３５は、先端部１３４よりも内径、外径がともに小さく形成され、その内径は後述するセパレータ１６０の外径よりも若干大きく形成されている。また、後端部１３５には、周方向に沿って所定の間隔で複数の大気導入孔１３１が形成されている。
【００４３】
外筒部材１５０は筒状に成形されており、段付き部１５２よりも先端側に配置され内筒部材１３０と重なりあう先端部１５４と、段付き部１５２よりも後端側に配置され後述するシール部材２４０を気密状に固定する後端部１５３とを有している。また、先端部１５４には、周方向に沿って所定の間隔で複数の大気導入孔１５１が形成されている。
【００４４】
そして、内筒部材１３０の大気導入孔１３１と、外筒部材１５０の大気導入孔１５１との間には、外部から水が侵入するの防止するための筒状のフィルタ１４０が配置されている。なお、フィルタ１４０は、例えばポリテトラフルオロエチレンの多孔質繊維構造体（商品名：ゴアテックス（ジャパンコアテックス（株））のように、水を主体とする液体の透過は阻止する一方、空気などの気体の透過は許容する撥水性フィルタとして構成される。
【００４５】
なお、フィルタ１４０は、外筒部材１５０の先端部１５４のうちで大気導入孔１５１の先端側及び後端側を加締めることにより固定されている。さらに、フィルタ１４０よりも先端側にて、外筒部材１５０と内筒部材１３０とを直接加締めており、それにより、外筒部材１５０と内筒部材１３０とが固定される。
【００４６】
これにより、基準ガスとしての大気は、大気導入孔１５１、フィルタ１４０および大気導入孔１３１、内筒部材１３０の内部に導入され、センサ素子２の内部に導入される。一方、水滴はフィルタ１４０を通過することができないため、内筒部材１３０の内側への侵入が阻止される。
【００４７】
また、内筒部材１４の内側にはセパレータ１６０が配置されている。このセパレータ１６０は、素子用リード線１７０、１８０と、ヒータ用リード線１９０、２００とを挿通するためのセパレータリード線挿通孔１６１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１６０には、先端面に開口する有底状の保持孔１６２が軸線方向に形成されている。この保持孔１６２内には、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１６２の底面に当接することでセパレータ１６０に対するセラミックヒータ３の軸線方向の位置決めがなされる。
【００４８】
また、各リード線１７０、１８０、１９０、２００は、詳細は図示しないが、導線を樹脂からなる絶縁皮膜にて被覆した構造を有しており、導線の後端側がコネクタに設けられるコネクタ端子に接続される。そして、素子用リード線１７０の導線の先端側は、センサ素子２の外面に対して外嵌される端子金具２１０の後端部と加締められ、素子用リード線１８０の導線の先端側は、センサ素子２の内面に対して圧入される端子金具２２０の後端部と加締められる。これにより、素子用リード線１７０は、センサ素子２の外部電極２３と電気的に接続され、素子用リード線１８０は、内部電極２２と電気的に接続される。他方、ヒータ用リード線１９０、２００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２３０と各々接続される。
【００４９】
そして、セパレータ１６０の後端側には、耐熱性に優れるフッ素ゴム等からなるシール材２４０が、外筒部材１５０を加締めることにより固定されている。このシール部材２４０には、軸線方向に貫くように４つのリード線挿通孔２４１が形成されている。
【００５０】
次に、本実施形態のガスセンサ１の製造方法について詳細に説明する。
まず、ＳＵＳ４３０の鋼材に対して、潤滑や冷却のための油剤２５０を使用して、複数の機械加工（塑性加工及び切削加工）を施し、六角部４２、ネジ部４１、金具側段部４３、先端部４６等を有する筒状の主体金具４を作製する。なお、以上の主体金具４を得る工程が特許請求の範囲の準備工程に相当する。成形後の主体金具４の表面には、油剤２５０が残留している。そこで、まずこの油剤２５０が付着した主体金具４を脱脂液にて浸漬し、脱脂液から出して水洗し、主体金具４に付着した油剤２５０を除去する。なお、以上の主体金具４を洗浄する工程が特許請求の範囲の洗浄工程に相当する。
【００５１】
ついで、この水洗した主体金具４を油剤液に浸漬し、新たに新規の油剤２５１を付着させた主体金具４を得る。この油剤２５１は、温水に水溶液油剤と活性剤とを混合して溶解している。水溶液油剤は、油分が約３０％水溶液にアルキルアミンオキサイド等が含有されたものであり、その混合割合は、５０〜６０ｍｌ／ｌである。また、活性剤は、非イオン界面活性剤であり、その混合割合は、１３〜２０ｍｌ／ｌである。温水の温度域としては、５０〜６０℃である。なお、以上の主体金具に油剤２５１を付着する工程が付着工程に相当する。
【００５２】
また、同様にＳＵＳ３１０の鋼材に対して、複数の機械加工（塑性加工及び打抜加工）を施し、ガス取入れ孔１２１が複数形成された内側プロテクタ１２３及び外側プロテクタ１２２が作製される。なお、上述した複数の機械加工（塑性加工、切削加工）時にも、潤滑や冷却のための油剤２５０が使用されており、成形後の外側プロテクタ１２２や内側プロテクタ１２３の表面にも、油剤２５０が残留している。そして、内側プロテクタ１２３を外側プロテクタ１２２の内部に挿入し、互いをスポット溶接して固着し、プロテクタ１２０を得る。なお、以上のプロテクタ１２０を得る工程が特許請求の範囲の準備工程に相当する。成形後のプロテクタ１２０の表面には、油剤２５０が残留している。そこで、まずこの油剤２５０が付着したプロテクタ１２０を脱脂液にて浸漬し、脱脂液から出して水洗し、プロテクタ１２０に付着した油剤２５０を除去する。なお、除去後の油剤量は、０．２ｍｍｇ以下にすることが好ましい。なお、以上のプロテクタ１２０を洗浄する工程が特許請求の範囲の洗浄工程に相当する。
【００５３】
なお、このときの主体金具４の内周面（先端側内周面４８が予定される部位）及びプロテクタ１２０の内周面１２４には、塗布量が０．７ｍｇ〜２ｍｇとなる油剤が塗布されている。このように、塗布工程にて、０．７ｍｇ〜２ｍｇとなる油剤２５０が塗布されていることで、金属材料から複数の機械加工を経てプロテクタ１２０や主体金具４を効率よく作製することができる
【００５４】
ついで、主体金具４の先端部４６外周にプロテクタ１２０の後端側を挿入して重なり部を設け、その重なり部をスポット溶接することで、プロテクタ１２０と主体金具４とを固定する。なお、この工程が特許請求の範囲の装着工程に相当する。
【００５５】
このように、プロテクタ１２０においては、準備工程後に洗浄する洗浄工程を有し、その後、装着工程にて主体金具４に溶接している。準備工程で金属材料から機械加工を行ってプロテクタ１２０を作製する際には、潤滑や冷却のための油剤２５０が必要であるが、その後の溶接工程では、主体金具４の付着した油剤２５１で潤滑に十分であるため、プロテクタ１２０の油剤２５０は必要がない。そこで、準備工程に必要であったプロテクタ１２０の油剤２５１を、洗浄工程にて洗浄を行うことで、プロテクタ１２０の油剤２５０を殆ど除去できる。これにより、ガスセンサ１使用中のガス検出精度が低下することを抑制できるガスセンサ１を効率良く作製できる。
【００５６】
一方、ジルコニアに、イットリアを５ｍｏｌ％添加して造粒した後、図１に示すような先端部が閉じた有底筒状に成形し、電気炉にて１４００〜１６００℃の温度で焼成し、固体電解質体２１を得た。次いで、この固体電解質体２１の外周面に蒸着や化学メッキ等を用いて、白金よりなる外部電極２３を設ける。一方、固体電解質体２１の内側面にも同様に、蒸着や化学メッキ等を用いて、内部電極２２を設け、センサ素子２を得た。
【００５７】
そして、プロテクタ１２０が固定された主体金具４の内部にパッキン６、支持部材７、パッキン８、センサ素子２、充填部材９、スリーブ１００、環状リング１１０を順に挿入する。なお、パッキン６は主体金具４の金具側段部４３に支持され、主体金具４には支持部４５が形成される。そして、内筒部材１３０の先端開口端部１３２を環状リング１１０に当接させた状態で、主体金具４の後端部４４を内側先端方向に加締め、下部組立体が作製される。なお、この主体金具４にセンサ素子２を組み付ける工程が特許請求の範囲の組立工程に相当し、充填部材９を挿入する工程が特許請求の範囲の充填工程に相当し、主体金具４の後端部４４を加締める工程が特許請求項の範囲の加締め工程に相当する。
【００５８】
次に、この下部組立体を熱処理炉内に配置して熱処理を行い、油剤２５１を除去する。なお、この工程が特許請求の範囲の除去工程に相当する。具体的には、加熱させて昇温させていき、４３０℃に到達した時点で６０分間保持し、その後、自然冷却させる。なお、洗浄工程にて除去できなかったプロテクタ１２０及び主体金具４に付着している油剤２５０においても、この熱処理の際にて除去できる。すると、主体金具４の先端側内周面４８及びプロテクタ１２０の内周面１２４に付着した油剤２５０、２５１の付着量を０．７ｍｇ未満に制限することができる。このように、主体金具４の先端側内周面４８及びプロテクタ１２０の内周面１２４に付着した油剤２５０、２５１の付着量が０．７ｍｇ未満となるように、油剤２５０を主体金具４及びプロテクタ１２０から除去する除去工程とを有することで、ガスセンサ１の使用中に、プロテクタ１２０の内周面１２４や主体金具４の先端側内周面４８の残留した油剤２５０、２５１がガス化してプロテクタ１２０内に染み出す量をガス検出精度に影響を与えない範囲内に抑えることができ、ガス検出精度が低下することを抑制できるガスセンサ１を効率良く作製できる。
【００５９】
他方、端子金具２１０、２２０にそれぞれ素子用リード線１７０、１８０を接合し、セラミックヒータ３のヒータ用端子金具２３０にヒータ用リード線１９０、２００を接合する。そして、端子金具２２０の内側にセラミックヒータ３を位置させた状態で、各リード線１７０、１８０、２００ 、２１０をセパレータ１６０の各セパレータリード線挿通孔１６１に挿通する。ついで、各リード線１７０、１８０、１９０、２００をシール部材２４０のリード線挿通孔２４１に挿通させた状態で、このシール部材２４０の先端面がセパレータ１６０の後端面に当接するまで移動させる。このようにして、上部組立体を作製する。
【００６０】
そして、上部組立体のセパレータ１６０を、下部組立体の内筒部材１３０の内後端部１３５内に位置させる。これにより、セラミックヒータ３とともに端子金具２２０がセンサ素子２内部に挿入され、内側電極２２と導通する。また、端子金具２１０がセンサ素子２の外面に外嵌され、外側電極２３と導通する。
【００６１】
そして、内筒部材１３０の大気導入孔１３１の外周にフィルタ１４０を配置し、その後、外筒部材１５０を自身の内側に各リード線１７０、１８０、１９０、２００を通した状態でシール部材２４０の後端側から移動させ、内筒部材１３０の先端部１３４の外側に重なるまで移動させる。ついで、外筒部材１５０、グロメット２４０をそれぞれ加締め、ガスセンサ１を完成させる。
【００６２】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は実施形態に限定されることはなく、この発明の目的を達成することのできる範囲で、様々に設計変更することができる。
【００６３】
たとえば、本発明の別の実施形態としては、油剤の付着量が０．７ｍｇ〜２ｍｇと比較的多くする一方、主体金具と検出素子との間の気密性を相対的に低くしたものが挙げられる。気密性を低くする手法としては、充填部材９の軸方向長さ（厚さ）を小さくしたり、充填部材９に用いるセラミック粉末の粒径を調整する方法が挙げられる。このように、主体金具と検出素子との間の気密性が相対的に低い場合には、すなわち、主体金具の温度を５５０℃に加熱し、主体金具の先端側から大気を０．４ＭＰａにて加圧した際、検出素子と主体金具の間を通って主体金具の後端側へ漏れる大気の量が１０ｃｃ／ｍｉｎ〜５０ｃｃ／ｍｉｎである場合には、油剤の付着量が０．７ｍｇ〜２ｍｇであっても、ガス化した油剤の多くが容易に主体金具と検出素子の間を通って、後端側へ排出されるため、検出精度への悪影響が抑えられる。
【００６４】
さらに、本発明の別の実施形態（第２の実施形態）について図１を参照しつつ説明する。なお、第２の実施形態の製造方法は、第１の実施形態の製造方法と一部のみが異なる。したがって、その相違部分を中心に説明し、その他の部分は簡略、または省略する。
【００６５】
第２の実施形態では、成形後、油剤２５０が付着した主体金具４、プロテクタ１２０を脱脂液にて浸漬し、脱脂液から出して水洗し、油剤２５０を除去する。なお、除去後の油剤量は、０．２ｍｇ以下が好ましい。なお、以上の主体金具４、プロテクタ１２０を洗浄する工程が特許請求の範囲の洗浄工程に相当する。
【００６６】
ついで、第１の実施形態では、主体金具４に油剤２５１を別途塗布したのち、プロテクタ１２０を装着したが、第２の実施形態では主体金具４に油剤２５１を塗布せずにプロテクタ１２０を装着する。即ち、主体金具４の先端部４６外周にプロテクタ１２０の後端側を挿入して重なり部を設け、その重なり部をスポット溶接することで、プロテクタ１２０と主体金具４とを固定する。なお、この工程が特許請求の範囲の装着工程に相当する。
【００６７】
次に、主体金具4の後端部４４に油剤液を塗布し、新たに新規の油剤２５１を付着させる。この油剤２５１は、温水に水溶液油剤と活性剤とを混合して溶解している。水溶液油剤は、油分が約３０％水溶液にアルキルアミンオキサイド等が含有されたものであり、その混合割合は、５０〜６０ｍｌ／ｌである。また、活性剤は、非イオン界面活性剤であり、その混合割合は、１３〜２０ｍｌ／ｌである。温水の温度域としては、５０〜６０℃である。なお、以上の工程が、特許請求範囲の第２付着工程に相当する。
【００６８】
加締め工程での精度を上げるために、加締め前に主体金具に油剤２５１を付着している。他方、主体金具４の先端側内周面４８及びプロテクタ１２０の内周面１２４には、洗浄工程にて油剤を除去することで、熱処理よりも容易にかつ効率良く油剤を除去できる。
【００６９】
そして、プロテクタ１２０が固定された主体金具４の内部にパッキン６、支持部材７、パッキン８、センサ素子２、充填部材９、スリーブ１００、環状リング１1０を順に挿入する。なお、パッキン６は主体金具４の金具側段部４３に支持され、主体金具４には支持部４５が形成される。そして、内筒部材１３０の先端開口端部１３２を環状リング１１０に当接させた状態で、主体金具４の後端部４４を内側先端方向に加締め、下部組立体が作製される。なお、主体金具４とセンサ素子２との間に充填部材９を挿入する工程が特許請求の範囲の充填工程に相当し、主体金具４の後端部４４を加締める工程が特許請求項の範囲の加締め工程に相当する。
【００７０】
第２の実施形態では、主体金具４およびプロテクタ１２０の成形時に使用された油剤２５０は、組付工程前に洗浄により除去されている。また、油剤２５１は加締め部にのみ塗布されているので、ガスセンサの検知精度に悪影響を与えないため、熱処理等により除去する必要がない。
ただし、洗浄工程後に残存する油剤２５０をさらに除去する必要があれば、別途熱処理を行うことは妨げない。かかる場合においても、洗浄工程で油剤の量は大幅に減らされているため、熱処理での油剤除去の負担を大幅に小さくできる。
【００７１】
上記実施形態では、主体金具４の金具側段部４３にパッキン６、支持部材７、パッキン８を介してセンサ素子２を支持させたが、これに限らず、主体金具４の段付き部４３に直接センサ素子２を支持させても良い。この場合、センサ素子２が段付き部４３に当接する部位が支持部４５となる。
また、上記実施形態では、プロテクタ１２０として外側プロテクタ１２２及び内側プロテクタ１２３の２重プロテクタを用いたが、これに限らす、１重のプロテクタ１２０であってもよい。
また、上記実施形態では、有底筒状のセンサ素子２を用いたが、これに限らず板状のセンサ素子を用いても良い。
さらに、上記実施形態では、主体金具４とプロテクタ１２０のいずれについても油剤２５０を塗布するが、これに限らず、主体金具４又はプロテクタ１２０の一方に油剤を塗布しているものであっても良い。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・ガスセンサ
２・・・センサ素子
３・・・ヒータ
４・・・主体金具
９・・・充填部材
４４・・主体金具の後端部（加締め部）
４８・・主体金具の先端側内周面
１２０・・・プロテクタ
１２４・・・プロテクタの内周面
２５０・・・第１油剤
２５１・・・第２油剤
【図１】
2011169919.tif 000003
【図２】
2011169919.tif 000004
【図３】
2011169919.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月9日(2011.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、
該検出素子の先端部が自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、
前記主体金具の内周面のうち、前記被測定ガスに晒される先端側内周面及び前記プロテクタの内周面の少なくとも一部に油剤が付着されており、
前記主体金具の先端側内周面又は前記プロテクタの内周面を顕微赤外分光法にて測定した場合に、該顕微赤外分光法にて得られる赤外吸収スペクトルにはピークが発生しており、該ピークはＣＨの変角振動に帰属していないことを特徴とするガスセンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、該検出素子の先端部を自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、
前記主体金具の内周面のうち前記被測定ガスに晒される先端側内周面及び前記プロテクタの内周面の少なくとも一部に油剤が付着されており、該油剤の付着量が０．７ｍｇ未満となるようにしてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
そして、上述のガスセンサでは、油剤が付着している部位として、被測定ガスに晒される先端側内周面及びプロテクタの内周面の少なくとも一部としている。主体金具の先端側内周面及びプロテクタ内周面（以下、両内周面とも言う）は、プロテクタ内の空間と接しており、両内周面に塗布された油剤は、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合う。そこで、この両内周面の付着量を０．７ｍｇ未満に制限することで、ガスセンサ使用中のガス検出精度の低下を効果的に抑制できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
さらに、上述のガスセンサでは、油剤の付着量が、主体金具の先端側内周面よりも前記プロテクタ内周面が少ないことが好ましい。主体金具とプロテクタとの組み付け時に潤滑のための油剤が必要となる。しかしながら、潤滑に必要な油剤は、主体金具とプロテクタのどちらか一方に付着していればよい。そこで、表面積がより大きいプロテクタの内周面の油剤の塗布量を、表面積がより小さい主体金具の先端側内周面の油剤の塗布量よりも少なくすることで、プロテクタ、主体金具両者の組み付けに影響を及ぼすことなく、両内周面の油剤の付着量を効果的に減らすことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
特に、プロテクタの脱落防止効果を向上させるために、プロテクタを主体金具の先端部にスポット溶接や、レーザ溶接されてなるガスセンサがある。このプロテクタが主体金具の先端部に溶接されてなるガスセンサでは、潤滑や冷却のために、溶接前に主体金具やプロテクタに油剤を付着、又は残留させている。よって、油剤をそのまま付着、残留させると、主体金具の先端側内周面及びプロテクタの内周面に塗布された油剤は、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合う。それに対して上述のガスセンサでは、この両内周面の付着量を０．７ｍｇ未満に制限しているので、プロテクタが主体金具に溶接されてなるガスセンサであっても、使用中のガス検出精度の低下を効果的に抑制できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
さらに、ガスセンサの検出精度向上のために、主体金具の内周面と検出素子の外周面との間には、粉末状のシール部材が配置され、主体金具の後端側にて、シール部材が気密となるように加締る加締め部を有するガスセンサがある。この主体金具の後端部が加締められ、加締め部が形成されてなるガスセンサでは、潤滑や冷却のために、加締め前に主体金具に油剤を付着、又は残留させている。よって、油剤をそのまま付着、残留させると、主体金具の先端側内周面に塗布された油剤は、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合う。それに対して上述のガスセンサでは、この主体金具の先端側内周面の付着量を０．７ｍｇ未満に制限しているので、主体金具の後端部が加締められ、加締め部が形成されてなるガスセンサであっても、使用中のガス検出精度の低下を効果的に抑制できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
なお、「シール部材を気密にする」とは、主体金具の温度を５５０℃に加熱し、主体金具の先端側から大気を０．４ＭＰａにて加圧した際、検出素子と主体金具の間を通って主体金具の後端側へ漏れる大気の量が１０ｃｃ／ｍｉｎ以下にすることを指す。この気密性をもつガスセンサでは、主体金具の先端側内周面に塗布された油剤が、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合いやすいため、上述のガスセンサを用いることが有効である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明は、軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、該検出素子の先端部を自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、
前記主体金具の内周面のうち、前記被測定ガスに晒される先端側内周面及び前記プロテクタの内周面の少なくとも一部に油剤が付着されており、前記主体金具の先端側内周面又は前記プロテクタの内周面を顕微赤外分光法にて測定した場合に、該顕微赤外分光法にて得られる赤外吸収スペクトルには、ピークが発生しており、該ピークはＣＨの変角振動に帰属していないことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらに、軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、該検出素子の先端部を自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、
油剤を付着させた前記主体金具及び前記プロテクタを準備する準備工程と、前記主体金具に前記プロテクタを装着する装着工程と、前記プロテクタが装着された主体金具に、前記検出素子を支持させる組付工程と、前記主体金具の内周面のうち被測定ガスが晒される先端側内周面及び前記プロテクタの内周面に付着した前記油剤の付着量が０．７ｍｇ未満とする除去工程とを有するようにしてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
そして、上述のガスセンサでは、除去工程を行なう部位として、被測定ガスが晒される先端側内周面及びプロテクタの内周面の少なくとも一部としている。主体金具の支持部から先端にかけての先端側内周面及びプロテクタ内周面（以下、両内周面とも言う）は、プロテクタ内の空間と接しており、両内周面に塗布された油剤は、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合う。そこで、この両内周面の付着量が０．７ｍｇ未満となるように油剤を主体金具又は／及びプロテクタから除去する除去工程とを有することで、ガスセンサ使用中のガス検出精度が低下することを抑制できるガスセンサを効果的に効率良く作製できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
さらに上述のガスセンサは、前記除去工程が、前記主体金具又は／及び前記プロテクタに熱処理を行なう熱処理工程を含むことが好ましい。このように熱処理工程を行なうことで、組付工程後であっても、さらに効率よく油剤を主体金具又は／及びプロテクタから除去することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
さらに、ガスセンサの検出精度向上のために、主体金具の内周面と検出素子の外周面との間には、粉末状のシール部材を充填する充填工程と、主体金具の後端側を加締める加締め工程を有する場合がある。主体金具の後端部に加締め部が形成されてなるガスセンサでは、加締め工程の際が加締め部に予め油剤が塗布されていることが好ましい。他方で、油剤をそのまま付着、残留させると、主体金具の先端側内周面に塗布された油剤は、センサの使用中にガス化するとプロテクタ内に染み出し、プロテクタ内の被測定ガスと混ざり合う。それに対して上述のガスセンサでは、この主体金具の先端側内周面の付着量を０．７ｍｇ未満に制限しているので、主体金具の後端部が加締められ、加締め部が形成されてなるガスセンサであっても、使用中のガス検出精度の低下を効果的に抑制できる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
さらに上述のガスセンサは、準備工程後に、プロテクタ及び主体金具を洗浄する洗浄工程と、洗浄後の主体金具の先端側内周面に付着した油剤の塗布量が０．７ｍｇ〜２ｍｇとなるように主体金具に再度油剤を付着させる付着工程とを含むことが好ましい。装着工程では、プロテクタ及び主体金具のいずれか一方の装着面に油剤が必要であるが、プロテクタの内周面は主体金具の先端側内周面よりも面積が大きく、油剤がガス検出精度に与える影響が大きい。したがって、プロテクタは準備工程後に洗浄し、他方、主体金具には適量の油剤を再度塗布する。これにより、装着工程での装着性とガス検知精度向上の２つの効果を同時に得られるガスセンサを得ることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
なお、０．７ｍｇ未満では、装着性向上の効果が乏しい。一方、２ｍｇを越えると、後で熱処理により除去することが困難である。そして、上記塗布量の油剤が付着された主体金具から除去工程にて油剤が除去されるのでガスセンサ使用中のガス検出精度が低下することを抑制できるガスセンサを効率良く作製できる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
さらに、軸線方向に延びると共に、先端部が被測定ガスに晒される検出素子と、該検出素子の先端部が自身の先端よりも突出するように当該検出素子を支持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に装着されると共に、前記検出素子の先端部を覆う筒状のプロテクタと、前記主体金具の内周面と前記検出素子の外周面との間に配置され、前記主体金具の後端部に設けられた加締め部により気密にされてなる粉末状のシール部材と、を備えるガスセンサにおいて、前記主体金具の内周面及び前記プロテクタの内周面の少なくともいずれか一方に油剤を付着させた前記主体金具及び前記プロテクタを準備する準備工程と、前記プロテクタ及び前記主体金具を洗浄する洗浄工程と、前記主体金具に前記プロテクタを溶接する装着工程と、前記プロテクタが装着された主体金具に、前記検出素子を挿入し、且つ前記主体金具の内周面と前記検出素子の外周面との間に前記シール部材を充填する充填工程と、前記主体金具の後端部を加締める加締め工程と、を有し、前記洗浄工程後から前記加締め工程前までに、前記主体金具の前記後端部外周面に前記油剤を付着させる第２付着工程を有していてもよい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【図１】第1の実施形態及び参考形態のガスセンサ１の断面図である。
【図２】第1の実施形態のガスセンサ１の要部拡大断面図である。
【図３】第１の実施形態のガスセンサ１の主体金具４を顕微赤外分光法で分析した赤外吸収スペクトルである。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、センサ素子２の先端側を覆うようにして、主体金具４の先端部４６に挿入されたＳＵＳ３１０製のプロテクタ１２０がスポット溶接されている。このプロテクタ１２０は、外側プロテクタ１２２及び内側プロテクタ１２３の二重構造であり、それぞれの周方向には、複数のガス取入れ孔１２１を有している。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
さらに、本発明の参考形態について図１を参照しつつ説明する。なお、参考形態の製造方法は、第１の実施形態の製造方法と一部のみが異なる。したがって、その相違部分を中心に説明し、その他の部分は簡略、または省略する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
参考形態では、成形後、油剤２５０が付着した主体金具４、プロテクタ１２０を脱脂液にて浸漬し、脱脂液から出して水洗し、油剤２５０を除去する。なお、除去後の油剤量は、０．２ｍｇ以下が好ましい。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
ついで、第１の実施形態では、主体金具４に油剤２５１を別途塗布したのち、プロテクタ１２０を装着したが、参考形態では主体金具４に油剤２５１を塗布せずにプロテクタ１２０を装着する。即ち、主体金具４の先端部４６外周にプロテクタ１２０の後端側を挿入して重なり部を設け、その重なり部をスポット溶接することで、プロテクタ１２０と主体金具４とを固定する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
次に、主体金具４の後端部４４に油剤液を塗布し、新たに新規の油剤２５１を付着させる。この油剤２５１は、温水に水溶液油剤と活性剤とを混合して溶解している。水溶液油剤は、油分が約３０％水溶液にアルキルアミンオキサイド等が含有されたものであり、その混合割合は、５０〜６０ｍｌ／ｌである。また、活性剤は、非イオン界面活性剤であり、その混合割合は、１３〜２０ｍｌ／ｌである。温水の温度域としては、５０〜６０℃である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
そして、プロテクタ１２０が固定された主体金具４の内部にパッキン６、支持部材７、パッキン８、センサ素子２、充填部材９、スリーブ１００、環状リング１1０を順に挿入する。なお、パッキン６は主体金具４の金具側段部４３に支持され、主体金具４には支持部４５が形成される。そして、内筒部材１３０の先端開口端部１３２を環状リング１１０に当接させた状態で、主体金具４の後端部４４を内側先端方向に加締め、下部組立体が作製される。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
参考形態では、主体金具４およびプロテクタ１２０の成形時に使用された油剤２５０は、組付工程前に洗浄により除去されている。また、油剤２５１は加締め部にのみ塗布されているので、ガスセンサの検知精度に悪影響を与えないため、熱処理等により除去する必要がない。
ただし、洗浄工程後に残存する油剤２５０をさらに除去する必要があれば、別途熱処理を行うことは妨げない。かかる場合においても、洗浄工程で油剤の量は大幅に減らされているため、熱処理での油剤除去の負担を大幅に小さくできる。