(57)【要約】【課題】ヒータ等により加熱されたガス検出素子の先端部の熱が奪われ難いガスセンサ、及び、その製造方法を提供する。【解決手段】ガスセンサ１００は、主体金具１１０内において、断面矩形状の第１挿入孔１４１ｂ内にガス検出素子１２０を挿入しつつ充填粉末１３５に対し軸線方向後端側に配置されて、充填粉末１３５を圧縮する第１部材１４１と、主体金具１１０内において、断面矩形状の第２挿入孔１３３ｂ内にガス検出素子１２０を非接触状態で挿入しつつ充填粉末１３５に対し軸線方向先端側に配置されて、充填粉末１３５を圧縮する第２部材１３３とを備える。第１部材１４１の第１挿入孔１４１ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚み方向にかかる寸法Ｂと、第２部材１３３の第２挿入孔１３３ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚み方向にかかる寸法Ｃとは、Ｂ＜Ｃの関係を満たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる筒状の主体金具と、
板状をなし、上記主体金具の内側に挿入されるガス検出素子と、
上記主体金具の内側において上記ガス検出素子の外周面と上記主体金具の内周面との間に充填された充填粉末と、
上記ガス検出素子が挿入される断面矩形状の第１挿入孔を有し、上記主体金具内において、上記第１挿入孔内に上記ガス検出素子を挿入しつつ上記充填粉末に対し上記軸線方向の後端側に配置されて、上記充填粉末を圧縮する第１部材と、
上記ガス検出素子が挿入される断面矩形状の第２挿入孔を有し、上記主体金具内において、上記第２挿入孔内に上記ガス検出素子を非接触状態で挿入しつつ上記充填粉末に対し上記軸線方向の先端側に配置されて、上記充填粉末を圧縮する第２部材と、を備える
ガスセンサであって、
上記第１部材の上記第１挿入孔の断面寸法のうち上記ガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｂと、上記第２部材の上記第２挿入孔の断面寸法のうち上記ガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｃとは、Ｂ＜Ｃの関係を満たす
ガスセンサ。
【請求項２】
軸線方向に延びる筒状の主体金具と、
板状をなし、上記主体金具の内側に挿入されたガス検出素子と、
上記主体金具の内側において上記ガス検出素子の外周面と上記主体金具の内周面との間に充填された充填粉末と、
上記ガス検出素子が挿入される断面矩形状の第１挿入孔を有し、上記主体金具内において、上記第１挿入孔内に上記ガス検出素子を挿入しつつ上記充填粉末に対し上記軸線方向の後端側に配置されて、上記充填粉末を上記軸線方向先端側に押圧して圧縮する第１部材と、
上記ガス検出素子が挿入される断面矩形状の第２挿入孔を有し、上記主体金具内において、上記第２挿入孔内に上記ガス検出素子を非接触状態で挿入しつつ上記充填粉末に対し上記軸線方向の先端側に配置されて、上記充填粉末を上記軸線方向後端側に押圧して圧縮する第２部材と、を備える
ガスセンサの製造方法であって、
上記主体金具内において、上記第１部材の上記第１挿入孔内に上記ガス検出素子が挿入された態様で、上記第１部材が上記充填粉末に対し上記軸線方向の後端側に位置し、且つ、上記第２部材の上記第２挿入孔内に上記ガス検出素子が挿入された態様で、上記第２部材が上記充填粉末に対し上記軸線方向の先端側に位置するように、上記ガス検出素子、上記第１部材、上記充填粉末、上記第２部材、及び、上記主体金具を配置する配置工程と、
上記第１部材と上記第２部材との間に上記充填粉末を挟んで、上記第１部材と上記第２部材との押圧により、上記充填粉末を上記軸線方向に圧縮する圧縮工程と、を備え、
上記第１部材の上記第１挿入孔の断面寸法のうち上記ガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｂと、上記第２部材の上記第２挿入孔の断面寸法のうち上記ガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｃとは、Ｂ＜Ｃの関係を満たす
ガスセンサの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のガスセンサの製造方法であって、
前記圧縮工程では、前記ガス検出素子のうち前記軸線方向の後端側に位置する後端部を固定した状態で、前記第１部材と前記第２部材との押圧により、前記充填粉末を上記軸線方向に圧縮する
ガスセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサ及びガスセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の排気管等に取り付けられて使用され、排気ガス中の特定ガス成分（例えばＮＯｘ（窒素酸化物）や酸素など）を検出するガス検出素子を備えるガスセンサが知られている。ガス検出素子としては、板状をなし、その先端部に、測定対象ガス中の特定ガス成分を検出する検出部を有するガス検出素子が知られている。このガス検出素子は、ヒータ等により先端部（固体電解質体など）が加熱された状態で使用される。このようなガスセンサの製造方法として、様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３７３７２号公報
【特許文献２】特開２００８−１４５３３９号公報
【０００４】
特許文献１では、次のような製造方法が開示されている。第１ステップにおいて、基台部の素子配置部に対してピン部材を配置する作業を行い、次の第２ステップでは、ピン部材に対して滑石リングおよびセラミックホルダをこの順に挿通したあと、滑石リングおよびセラミックホルダを覆うように、筒状の保護カバーを配置する。続く第３ステップでは、ピン部材を引き抜く作業を行う。この結果、保護カバー，セラミックホルダ，滑石リングが、基台部の上側において、積層された状態で配置される。
【０００５】
次いで、第４ステップでは、後端側（電極端子部が形成されている側）を先頭とする状態で、検出素子を、保護カバーの開口部、セラミックホルダの開口挿通部、滑石リングの素子挿通孔および素子配置部の内部に対して挿入する。これにより、保護カバーの貫通孔内におけるガス検出素子の外周面と保護カバー（主体金具）の内周面との間に、滑石リング（充填粉末に相当する）が配置される。その後、圧力印加部材により保護カバーを介してセラミックホルダに対して基台部に向かう圧力を印加することで、セラミックホルダ（第２部材に相当する）によって、滑石リング（充填粉末）を軸線方向に押圧して圧縮する。その後、第５ステップにおいて、滑石リング、セラミックホルダ、保護カバー、及び検出素子が一体に組み付けられて構成される素子ユニットを基台部から取り外すことで、素子ユニットが完成する。
【０００６】
また、特許文献２では、次のような製造方法が開示されている。まず、主体金具の貫通孔内に素子ユニットを挿入する。そして、フランジ部を構成する金属カップの先端周縁部を貫通孔内の段部に係止させて、主体金具内に検出素子を保持させる。さらに検出素子に、その後端部側より滑石リング、スリーブ（第１部材に相当する）、及び加締めパッキンを挿通させ、それぞれ主体金具の貫通孔内に収容する。これにより、主体金具（主体金具に相当する）の貫通孔内におけるガス検出素子の外周面と主体金具（主体金具）の内周面との間に、滑石リング（充填粉末に相当する）が配置される。
【０００７】
次いで、上記のように組み立てた中間組立体を、素子台座に位置決め支持させた後、圧縮治具の当接部の先端が中間組立体の加締めパッキンに当接する位置まで、圧縮治具を移動させる。その後、昇降装置の駆動により圧縮治具に下方向の圧力が加えられ、当接部の先端面により、中間組立体の加締めパッキンを介しスリーブが下方に向けて押圧される。このとき、スリーブ（第１部材）によって、滑石リング（充填粉末）を下方（軸線方向先端側）に押圧して圧縮する。これにより、検出素子は主体金具の貫通孔内で位置決めされ、主体金具と一体化される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、本願発明者は、次のような製造方法の採用を検討している。具体的には、まず、主体金具内において、第１部材の第１挿入孔内にガス検出素子が挿入された態様で、第１部材が充填粉末に対し軸線方向の後端側に位置し、且つ、第２部材の第２挿入孔内にガス検出素子が挿入された態様で、第２部材が充填粉末に対し軸線方向の先端側に位置するように、ガス検出素子、第１部材、充填粉末、第２部材、及び、主体金具を配置する（配置工程）。その後、第１部材と第２部材との間に充填粉末を挟んで、第１部材と第２部材との押圧により、充填粉末を軸線方向に圧縮する（圧縮工程）。この製造方法では、特許文献１，２と異なり、素子ユニットを形成することなく、ガス検出素子、第１部材、充填粉末、第２部材、及び、主体金具を組み立てた組立体（特許文献２の中間組立体に相当する）を形成するので、容易且つ迅速に、ガスセンサを製造することができる。
【０００９】
ところで、上述のガスセンサは、ガス検出素子の先端部（固体電解質体など）がヒータ等により加熱されて使用される。具体的には、例えば、ガス検出素子の先端部に位置する固体電解質体の温度が所定の設定温度となるように加熱制御して、測定対象ガス中の特定ガス成分を検出する。このため、第１部材及び第２部材のうち、ガス検出素子の先端部に近い第２部材がガス検出素子に接触していると、ヒータ等により加熱されたガス検出素子の先端部の熱が第２部材に奪われ、これによって、ガス検出素子の先端部の温度が適切な温度（設定温度）に保持できず、測定対象ガス中の特定ガス成分の検出精度が低下する虞があった。
【００１０】
ところが、充填粉末（滑石粉末からなる滑石リング等）を圧縮するとき、充填粉末において粉末（粒子）の分布に粗密がある場合には、粉末が密な箇所から粗な箇所に流動することになる。従って、ガス検出素子の厚み方向について粉末の分布に粗密がある場合には、充填粉末を圧縮したときに、粉末が軸線方向に流動しつつガス検出素子の厚み方向に流動する。このように流動する粉末からの作用により、ガス検出素子が、軸線方向に対して自身の厚み方向に傾いたり、厚み方向に動く（平行移動する）ことがある。これによって、ガス検出素子が第２部材に接触することがあった。
【００１１】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ヒータ等により加熱されたガス検出素子の先端部の熱が奪われ難いガスセンサ、及び、そ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】
【００１２】
本発明の一態様は、軸線方向に延びる筒状の主体金具と、板状をなし、上記主体金具の内側に挿入されるガス検出素子と、上記主体金具の内側において上記ガス検出素子の外周面と上記主体金具の内周面との間に充填された充填粉末と、上記ガス検出素子が挿入される断面矩形状の第１挿入孔を有し、上記主体金具内において、上記第１挿入孔内に上記ガス検出素子を挿入しつつ上記充填粉末に対し上記軸線方向の後端側に配置されて、上記充填粉末を圧縮する第１部材と、上記ガス検出素子が挿入される断面矩形状の第２挿入孔を有し、上記主体金具内において、上記第２挿入孔内に上記ガス検出素子を非接触状態で挿入しつつ上記充填粉末に対し上記軸線方向の先端側に配置されて、上記充填粉末を圧縮する第２部材と、を備えるガスセンサであって、上記第１部材の上記第１挿入孔の断面寸法のうち上記ガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｂと、上記第２部材の上記第２挿入孔の断面寸法のうち上記ガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｃとは、Ｂ＜Ｃの関係を満たすガスセンサである。
【００１３】
上述のガスセンサは、ガス検出素子が挿入される断面矩形状（断面矩形状で軸線方向に延びる形態）の第１挿入孔を有し、主体金具内において、第１挿入孔内にガス検出素子を挿入しつつ充填粉末に対し軸線方向後端側に配置されて、充填粉末を圧縮する（軸線方向先端側に押圧して圧縮する）第１部材を備えている。さらに、ガス検出素子が挿入される断面矩形状（断面矩形状で軸線方向に延びる形態）の第２挿入孔を有し、主体金具内において、第２挿入孔内にガス検出素子を挿入しつつ充填粉末に対し軸線方向後先端側に配置されて、充填粉末を圧縮する（軸線方向後端側に押圧して圧縮する）第２部材を備えている。従って、充填部材は、第１部材による押圧と第２部材による押圧によって、軸線方向に圧縮されている。
【００１４】
ところで、上述のガスセンサは、例えば、ガス検出素子の先端部（測定対象ガス中の特定ガス成分を検出する検出部が含まれる部位）を、ヒータ等により加熱して使用される。このため、第１部材及び第２部材のうち、ガス検出素子の先端部に近い第２部材がガス検出素子に接触していると、ヒータ等により加熱されたガス検出素子の先端部の熱が第２部材に奪われ、これによって、ガス検出素子の先端部の温度を適切な温度（設定温度）に保持できず、測定対象ガス中の特定ガス成分の検出精度が低下する虞があった。
【００１５】
これに対し、上述のガスセンサでは、第１部材の第１挿入孔の断面寸法のうちガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｂと、第２部材の第２挿入孔の断面寸法のうちガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｃとが、Ｂ＜Ｃの関係を満たしている。
これにより、上述のガスセンサは、ガス検出素子が、非接触状態で（第２部材に接触することなく）第２挿入孔内に挿入されたガスセンサとなる。具体的には、上述のガスセンサの製造時に、ガス検出素子が軸線方向に対し自身の厚み方向に傾いたり、厚み方向に平行移動したとしても、ガス検出素子は、第１部材及び第２部材のうち、先ずは、ガス検出素子の厚み方向にかかる断面寸法の小さい第１部材に接触する（これによってガス検出素子の動きが止まる）ので、ガス検出素子が第２部材に接触するのを抑制できる。
【００１６】
従って、上述のガスセンサでは、ヒータ等により加熱されたガス検出素子の先端部の熱が奪われ難くなる。これにより、ガスセンサの使用時に、ガス検出素子の温度が適切な温度（設定温度）に保持されやすくなるので、測定対象ガス中の特定ガス成分を精度良く検出することが可能となる。
【００１７】
また、後端側に位置する第１部材の第１挿入孔の断面寸法Ｂを、先端側に位置する第２部材の第２挿入孔の断面寸法Ｃよりも小さく（Ｂ＜Ｃ）することで、ガスセンサの製造時（例えば、後述する圧縮工程）に、ガス検出素子が自身の厚み方向に平行移動したり、軸線方向に対し自身の厚み方向に傾いた場合でも、Ｂ≧Ｃとした場合に比べて、ガス検出素子の後端部（軸線方向の後端側に位置する部位）の偏心量（軸線からの素子厚み方向へのずれ量）を小さくすることができる。これにより、例えば、圧縮工程の後、ガス検出素子の後端部に形成されている電極端子部に、端子部材を接続（主体金具の軸線に直交する方向について端子部材を位置決めした状態で接続）するとき、ガス検出素子の後端部に作用する曲げ応力（素子厚み方向への曲げ応力）を小さくすることができる。その結果、ガス検出素子の折損を抑制することができる。
【００１８】
また、ガス検出素子の後端部を固定した状態で圧縮工程を行った場合において、後述するように、圧縮時に流動する粉末から受ける力により、ガス検出素子が軸線方向に対し自身の厚み方向に傾く場合は、ガス検出素子の先端側が厚み方向に移動するようにして傾くことになる。このような圧縮工程において、ガス検出素子が第２部材（第２挿入孔を構成する内周面）に接触した場合、接触した後に、ガス検出素子が流動する粉末から厚み方向に力（曲げ応力）を受け、これによって、ガス検出素子が折損する虞があった。
【００１９】
これに対し、上述のガスセンサでは、先端側に位置する第２部材の第２挿入孔の断面寸法Ｃを、後端側に位置する第１部材の第１挿入孔の断面寸法Ｂよりも大きく（Ｂ＜Ｃ）しているので、ガス検出素子が第２部材（第２挿入孔を構成する内周面）に接触するのを抑制できる。これにより、圧縮工程において、ガス検出素子の折損を抑制することができる。従って、上述のガスセンサは、ガス検出素子の折損が抑制されたガスセンサになる。
【００２０】
なお、第１挿入孔の断面形状である「断面矩形状」には、四隅が直角をなす四角形状のみならず、四隅が円弧状をなす略四角形状（四隅が直角をなす四角形の四隅を円弧状にした形状）も含まれる。第２挿入孔の「断面矩形状」についても同様である。
【００２１】
本発明の他の態様は、軸線方向に延びる筒状の主体金具と、板状をなし、上記主体金具の内側に挿入されたガス検出素子と、上記主体金具の内側において上記ガス検出素子の外周面と上記主体金具の内周面との間に充填された充填粉末と、上記ガス検出素子が挿入される断面矩形状の第１挿入孔を有し、上記主体金具内において、上記第１挿入孔内に上記ガス検出素子を挿入しつつ上記充填粉末に対し上記軸線方向の後端側に配置されて、上記充填粉末を上記軸線方向先端側に押圧して圧縮する第１部材と、上記ガス検出素子が挿入される断面矩形状の第２挿入孔を有し、上記主体金具内において、上記第２挿入孔内に上記ガス検出素子を非接触状態で挿入しつつ上記充填粉末に対し上記軸線方向の先端側に配置されて、上記充填粉末を上記軸線方向後端側に押圧して圧縮する第２部材と、を備えるガスセンサの製造方法であって、上記主体金具内において、上記第１部材の上記第１挿入孔内に上記ガス検出素子が挿入された態様で、上記第１部材が上記充填粉末に対し上記軸線方向の後端側に位置し、且つ、上記第２部材の上記第２挿入孔内に上記ガス検出素子が挿入された態様で、上記第２部材が上記充填粉末に対し上記軸線方向の先端側に位置するように、上記ガス検出素子、上記第１部材、上記充填粉末、上記第２部材、及び、上記主体金具を配置する配置工程と、上記第１部材と上記第２部材との間に上記充填粉末を挟んで、上記第１部材と上記第２部材との押圧により、上記充填粉末を上記軸線方向に圧縮する圧縮工程と、を備え、上記第１部材の上記第１挿入孔の断面寸法のうち上記ガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｂと、上記第２部材の上記第２挿入孔の断面寸法のうち上記ガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｃとは、Ｂ＜Ｃの関係を満たすガスセンサの製造方法である。
【００２２】
上述のガスセンサの製造方法では、配置工程において、主体金具内において、第１部材の第１挿入孔内にガス検出素子が挿入された態様で、第１部材が充填粉末に対し軸線方向の後端側に位置し、且つ、第２部材の第２挿入孔内にガス検出素子が挿入された態様で、第２部材が充填粉末に対し軸線方向の先端側に位置するように、ガス検出素子、第１部材、充填粉末、第２部材、及び、主体金具を配置する。
【００２３】
その後、圧縮工程において、第１部材と第２部材との間に充填粉末を挟んで、第１部材と第２部材との押圧により、充填粉末を軸線方向に圧縮する。このとき、充填粉末において粉末の分布に粗密がある場合には、粉末（粒子）が密な箇所から粗な箇所に流動することになる。従って、ガス検出素子の厚み方向について粉末の分布に粗密がある場合には、充填粉末を圧縮したときに、粉末が軸線方向に流動しつつガス検出素子の厚み方向に流動する。このように流動する粉末からの作用により、ガス検出素子が、軸線方向に対して自身の厚み方向に傾いたり、厚み方向に移動する（平行移動）することがある。なお、圧縮工程により充填粉末を圧縮することで、ガス検出素子の位置は固定される。従って、圧縮時に、ガス検出素子が軸線方向に対して自身の厚み方向に傾いた場合、そのガス検出素子は、軸線方向に対して自身の厚み方向に傾いた状態で固定される。
【００２４】
ところで、製造されるガスセンサは、例えば、ガス検出素子の先端部（測定対象ガス中の特定ガス成分を検出する検出部が含まれる部位）をヒータ等により加熱して使用される。このため、第１部材及び第２部材のうち、ガス検出素子の先端部に近い第２部材がガス検出素子に接触していると、ヒータ等により加熱されたガス検出素子の先端部の熱が第２部材に奪われ、これによって、ガス検出素子の先端部の温度が適切な温度（設定温度）に保持できず、測定対象ガス中の特定ガス成分の検出精度が低下する虞があった。
【００２５】
これに対し、上述の製造方法では、第１部材及び第２部材として、第１部材の第１挿入孔の断面寸法のうちガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｂと、第２部材の第２挿入孔の断面寸法のうちガス検出素子の厚み方向にかかる寸法Ｃとが、Ｂ＜Ｃの関係を満たすものを用いている。
【００２６】
これにより、ガス検出素子が、軸線方向に対し自身の厚み方向に傾いたり、厚み方向に平行移動した場合でも、ガス検出素子が非接触状態で（第２部材に接触することなく）第２挿入孔内に挿入されたガスセンサとなる。より具体的には、ガス検出素子は、軸線方向に対し自身の厚み方向に傾いたり、厚み方向に平行移動したとしても、第１部材及び第２部材のうち、先ずは、ガス検出素子の厚み方向にかかる断面寸法の小さい第１部材に接触する（これによりガス検出素子の動きが止まる）ので、ガス検出素子が第２部材に接触するのを抑制できる。
従って、上述の製造方法によれば、ヒータ等により加熱されたガス検出素子の先端部の熱が奪われ難いガスセンサを製造することができる。
【００２７】
また、後端側に位置する第１部材の第１挿入孔の断面寸法Ｂを、先端側に位置する第２部材の第２挿入孔の断面寸法Ｃよりも小さく（Ｂ＜Ｃ）とすることで、ガス検出素子が軸線方向に対し自身の厚み方向に傾いたり、厚み方向に平行移動した場合でも、Ｂ≧Ｃとした場合に比べて、ガス検出素子の後端部（軸線方向の後端側に位置する部位）の偏心量（軸線からの厚み方向へのずれ量）を小さくすることができる。これにより、圧縮工程の後、ガス検出素子の後端部に形成されている電極端子部に、端子部材を接続（主体金具の軸線に直交する方向について端子部材を位置決めした状態で接続）するとき、ガス検出素子の後端部に作用する曲げ応力（素子厚み方向への曲げ応力）を小さくすることができる。その結果、ガス検出素子の折損を抑制することができる。
【００２８】
また、ガス検出素子の後端部を固定した状態で圧縮工程を行った場合において、前述のように、圧縮時に流動する粉末から受ける力により、ガス検出素子が軸線方向に対し自身の厚み方向に傾く場合は、ガス検出素子の先端側が厚み方向に移動するようにして傾くことになる。このような圧縮工程において、ガス検出素子が第２部材（第２挿入孔を構成する内周面）に接触し、接触した後も、ガス検出素子が流動する粉末から厚み方向に力（曲げ応力）を受けた場合には、ガス検出素子の先端側と後端側とが固定された状態で、その間の部位に流動する粉末からの力（曲げ応力、剪断応力）がかかり、これによってガス検出素子が折損する虞があった。
【００２９】
これに対し、上述の製造方法では、先端側に位置する第２部材の第２挿入孔の断面寸法Ｃを、後端側に位置する第１部材の第１挿入孔の断面寸法Ｂよりも大きく（Ｂ＜Ｃ）しているので、ガス検出素子が第２部材（第２挿入孔を構成する内周面）に接触するのを抑制できる。これにより、充填粉末の圧縮中に、ガス検出素子の先端側が固定されるのを抑制できるので、ガス検出素子の折損を抑制することができる。
【００３０】
さらに、上記のガスセンサの製造方法であって、前記圧縮工程では、前記ガス検出素子のうち前記軸線方向の後端側に位置する後端部を固定した状態で、前記第１部材と前記第２部材との押圧により、前記充填粉末を上記軸線方向に圧縮変形させるガスセンサの製造方法とすると良い。
【００３１】
上述の製造方法では、ガス検出素子の後端部を固定した状態で圧縮工程を行う。このように圧縮工程を行う場合において、前述のように、圧縮時に流動する粉末から受ける力により、ガス検出素子が軸線方向に対し自身の厚み方向に傾く場合は、ガス検出素子の先端側が厚み方向に移動するようにして傾くことになる。
【００３２】
これに対し、上述の製造方法では、前述のように、先端側に位置する第２部材の第２挿入孔の断面寸法Ｃを、後端側に位置する第１部材の第１挿入孔の断面寸法Ｂよりも大きく（Ｂ＜Ｃ）しているので、ガス検出素子が第２部材（第２挿入孔を構成する内周面）に接触するのを抑制できる。これにより、圧縮工程におけるガス検出素子の折損を抑制することができる。
【００３３】
なお、ガス検出素子の後端部は、電極端子部を含む部位である。従って、上述の製造方法のようにガス検出素子の後端部を固定した状態で圧縮工程を行うことにより、電極端子部の位置ずれ（偏心）を防止することができる。これにより、圧縮工程の後、ガス検出素子の後端部に形成されている電極端子部に、端子部材を接続（主体金具の軸線に直交する方向について端子部材を位置決めした状態で接続）するとき、ガス検出素子の後端部に曲げ応力（厚み方向への曲げ応力）が作用するのを抑制することができる。その結果、ガス検出素子の折損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態にかかるガスセンサの縦断面図である。
【図２】ガス検出素子の斜視図である。
【図３】第１部材の平面図である。
【図４】第１部材の縦断面図である。
【図５】第２部材の平面図である。
【図６】第２部材の縦断面図である。
【図７】実施形態にかかる配置工程を説明する図である。
【図８】実施形態にかかる圧縮工程を説明する図である。
【図９】実施形態にかかる圧縮工程を説明する他の図である。
【図１０】実施形態にかかる接続工程を説明する図である。
【図１１】実施形態にかかる接続工程を説明する他の図である。
【図１２】変形形態にかかる配置工程を説明する図である。
【図１３】変形形態にかかる圧縮工程を説明する図である。
【図１４】変形形態にかかる圧縮工程を説明する他の図である。
【図１５】変形形態にかかる接続工程を説明する図である。
【図１６】比較形態１にかかる圧縮工程を説明する図である。
【図１７】比較形態２にかかる圧縮工程を説明する図である。
【図１８】比較形態２にかかる接続工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
（実施形態）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態のガスセンサ１００の縦断面図である。図１において、下側が軸線方向先端側（以下、単に先端側ともいう）であり、上側が軸線方向後端側（以下、単に後端側ともいう）である。
【００３６】
ガスセンサ１００は、図示しない自動車の排気管に取り付けられ、内部に保持するガス検出素子１２０の先端部１２１が排気管内を流通する排気ガス（被検出ガス）中に晒されて、その排気ガス中の酸素（特定ガス成分）の濃度から排気ガスの空燃比を検出する、いわゆる全領域空燃比センサである。
【００３７】
このガスセンサ１００は、図１に示すように、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向、図１において上下方向）に延びる筒状の主体金具１１０、この主体金具１１０の内側に挿入されて保持された板状のガス検出素子１２０、主体金具１１０の後端側に固設された外筒１５１、及び、主体金具１１０の先端側に固定された内側プロテクタ１６０と外側プロテクタ１７０を備えている。さらに、ガスセンサ１００は、主体金具１１０の内側においてガス検出素子１２０の外周面１２０ｃと主体金具１１０の内周面１１０ｃとの間に充填された充填粉末１３５、及び、この充填粉末１３５を圧縮する第１部材１４１と第２部材１３３を備えている。
【００３８】
第１部材１４１は、セラミックからなり、図３及び図４に示すように、略円柱状をなし、その中心部に、ガス検出素子１２０が挿入される第１挿入孔１４１ｂを有している。この第１挿入孔１４１ｂは、断面矩形状（詳細には、四隅が円弧状をなす略四角形の断面形状）で軸線方向に延びる形態をなしている。この第１部材１４１は、主体金具１１０内において、第１挿入孔１４１ｂ内にガス検出素子１２０を挿入しつつ、充填粉末１３５に対し軸線方向の後端側に配置されて、充填粉末１３５を圧縮している。
【００３９】
第２部材１３３は、セラミックからなり、図５及び図６に示すように、略円柱状をなし、その中心部に、ガス検出素子１２０が挿入される第２挿入孔１３３ｂを有している。この第２挿入孔１３３ｂは、断面矩形状（詳細には、四隅が円弧状をなす略四角形の断面形状）で軸線方向に延びる形態をなしている。この第２部材１３３は、主体金具１１０内において、第２挿入孔１３３ｂ内にガス検出素子１２０を挿入しつつ、充填粉末１３５に対し軸線方向の先端側に配置されて、充填粉末１３５を圧縮している。なお、本実施形態では、第２挿入孔１３３ｂ内にガス検出素子１２０を非接触状態で挿入している。すなわち、ガス検出素子１２０が、第２挿入孔１３３ｂを構成する第２部材１３３の内周面に接触することなく、第２挿入孔１３３ｂ内に挿入されている。
【００４０】
充填粉末１３５は、滑石粉末からなり、主体金具１１０内で、第１部材１４１と第２部材１３３との間で圧縮されて細部にまで充填されている。これにより、ガス検出素子１２０が、自身の周囲を取り囲む筒状の主体金具１１０内で位置決めされて保持されている。
【００４１】
また、ガス検出素子１２０は、図２に示すように、細長板状（短冊状）をなし、排気ガス中の酸素ガス成分を検出する。このガス検出素子１２０は、公知の構造を有し、酸素濃度の検出を行う板状のガス検出体１２６と、このガス検出体１２６を早期活性化させるために加熱を行う板状のヒータ体１２７とを、互いに貼り合わせて一体化したものである。
【００４２】
このうち、ガス検出体１２６は、ジルコニアを主体とする固体電解質体、及び、白金を主体とする検出電極などから構成される。検出電極及びこの間に介在する固体電解質体などからなる検出部１２０ｓは、ガス検出素子１２０の先端部１２１に配置されている。
【００４３】
また、ヒータ体１２７は、アルミナを主体とする絶縁基板の間に、Ｐｔを主体とする発熱抵抗体パターンが挟み込まれて形成されている。この発熱抵抗体パターンは、ガス検出素子１２０の先端部１２１に配置されており、この発熱抵抗体パターンの発熱により、ガス検出素子１２０の先端部１２１（検出部１２０ｓ）が加熱される。このヒータ体１２７の加熱制御により、ガス検出素子１２０の先端部１２１（検出部１２０ｓ）の温度を適切な温度（設定温度）に保持し、測定対象ガス中の特定ガス成分を精度良く検出することが可能となる。
【００４４】
さらに、ガス検出素子１２０の先端部１２１には、排気ガス中の酸素成分を検出するために排気ガスをガス検出素子１２０の外部から内部に導入するガス導入部１２３が設けられている。このガス導入部１２３は、多孔質体からなり、平面視矩形状をなしている。本実施形態では、軸線方向について同位置に、同寸法のガス導入部１２３が２つ（図１及び図２に示すガス導入部１２３と、その裏側に位置するガス導入部）設けられている。
【００４５】
また、図２に示すように、ガス検出素子１２０の後端部１２９には、ガス検出体１２６やヒータ体１２７から電極端子を取り出すための６個の電極パッド１２８，１２８，…  が形成されている（図１ではそのうちの２つを図示している）。また、ガス検出素子１２０の先端部１２１には、検出電極を排気ガスによる被毒から保護するため、その外表面を覆うようにして保護層１２５が設けられている（図１参照）。
【００４６】
主体金具１１０は、ガスセンサ１００を自動車の排気管に取り付け固定するためのものである。この主体金具１１０の外周先端側には、排気管への取り付け用の雄ねじ部１１１が形成されている。また、主体金具１１０の先端側には、後述する内側プロテクタ１６０と外側プロテクタ１７０が設けられている。
【００４７】
また、主体金具１１０の外周中央には、取り付け用の工具が係合する工具係合部１１７が形成されている。また、主体金具１１０には、この工具係合部１１７と雄ねじ部１１１との間に、排気管に取り付けた際のガス抜けを防止するためのガスケット１１９が嵌挿されている。更に、工具係合部１１７の後端側には、後述する外筒１５１が固定される後端固定部１１６が形成されている。また、更にその後端側には、主体金具１１０内にガス検出素子１２０を加締め保持するための加締め部１１８が形成されている。この加締め部１１８とスリーブ１４１との間には、円環状の加締めパッキン１４３が配置されている。
【００４８】
ガス検出素子１２０は、その後端部１２９が、主体金具１１０の後端部である加締め部１１８よりも後端側に突出しており、その後端部１２９には、絶縁性セラミックスからなる筒状のセパレータ１４５が被せられている。このセパレータ１４５は、ガス検出素子１２０の後端部１２９に形成された６個の電極パッド１２８，１２８，…とそれぞれ電気的に接続する６個の接続端子１４７，１４７，…（図１ではそのうちの２つを図示している。）を内部に保持している。また、セパレータ１４５は、これらの接続端子１４７，１４７，…と、ガスセンサ１００の外部に引き出される６本のリード線１４９，１４９，…（図１ではそのうちの２本を図示している）との各接続部分を互いに絶縁しつつ収容している。
【００４９】
さらに、セパレータ１４５の周囲を囲うようにして、筒状の外筒１５１が配設されている。この外筒１５１は、ステンレス（本実施形態ではＳＵＳ３０４）製であり、その先端開口部１５２が、主体金具１１０の後端固定部１１６の径方向外側に配置されている。この先端開口部１５２は、レーザ溶接により、後端固定部１１６に接合されている。
【００５０】
また、外筒１５１とセパレータ１４５との間隙には、金属製で筒状をなす保持金具１５３が配設されている。この保持金具１５３は、自身の後端を内側に折り曲げて構成した支持部１５４を有し、自身の内部に挿通されるセパレータ１４５の後端側外周に鍔状に設けられた鍔部１４６をこの支持部１５４に係止させて、セパレータ１４５を支持している。この状態で、保持金具１５３が配置された部分の外筒１５１が外側から加締められ、セパレータ１４５を支持した保持金具１５３が外筒１５１に固定されている。
【００５１】
また、外筒１５１の後端側開口には、フッ素系ゴム製のグロメット１５５が嵌合されている。このグロメット１５５は、６つの挿通孔１５６，１５６，…（図１ではそのうちの２つを図示している。）を有し、各挿通孔１５６，１５６，…に、セパレータ１４５から延出した６本のリード線１４９，１４９，…が気密に挿通されている。この状態でグロメット１５５は、セパレータ１４５を先端側に押圧しつつ、外筒１５１の外側から加締められて、外筒１５１に固定されている。
【００５２】
また、主体金具１１０の先端側には、ガス検出素子１２０先端部１２１の周囲を取り囲む筒状の内側プロテクタ１６０と、外側プロテクタ１７０とが設けられている。内側プロテクタ１６０と外側プロテクタ１７０により、ガス検出素子１２０の先端部１２１を、排気ガス中のデポジット（燃料灰分やオイル成分など被毒性の付着物質）による汚損や被水などによる折損等から保護することができる。
【００５３】
ところで、本実施形態のガスセンサ１００は、前述のように、ガス検出素子１２０の先端部１２１（測定対象ガス中の特定ガス成分を検出する検出部１２０ｓが含まれる部位）を、ヒータ体１２７により加熱して使用される。従来、このようなガスセンサでは、第１部材１４１及び第２部材１３３のうち、ガス検出素子１２０の先端部１２１に近い第２部材１３３がガス検出素子１２０に接触していると、ヒータ体１２７により加熱されたガス検出素子１２０の先端部１２１の熱が第２部材１３３に奪われ、これによって、ガス検出素子１２０の先端部１２１の温度を適切な温度（設定温度）に保持できず、測定対象ガス中の特定ガス成分の検出精度が低下する虞があった。
【００５４】
これに対し、本実施形態のガスセンサ１００では、第１部材１４１の第１挿入孔１４１ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚みＴの方向にかかる寸法Ｂ（図３参照）と、第２部材１３３の第２挿入孔１３３ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚みＴの方向にかかる寸法Ｃ（図５参照）とが、Ｂ＜Ｃの関係を満たしている。
【００５５】
これにより、本実施形態のガスセンサ１００は、ガス検出素子１２０が、非接触状態で（第２部材１３３に接触することなく）第２挿入孔１３３ｂ内に挿入されたガスセンサとなる。具体的には、後述するように、ガスセンサ１００の製造時に、ガス検出素子１２０が軸線方向に対し自身の厚み方向（図１において左右方向）に傾いたとしても、ガス検出素子１２０は、第１部材１４１及び第２部材１３３のうち、先ずは、ガス検出素子１２０の厚み方向にかかる断面寸法の小さい第１部材１４１に接触する（これによってガス検出素子１２０の傾きが止まる）ので、ガス検出素子１２０が第２部材１３３に接触するのを抑制できる。
【００５６】
従って、本実施形態のガスセンサ１００では、ヒータ体１２７により加熱されたガス検出素子１２０の先端部１２１の熱が奪われ難くなる。これにより、ガスセンサ１００の使用時に、ガス検出素子１２０の温度が適切な温度（設定温度）に保持されやすくなるので、測定対象ガス中の特定ガス成分を精度良く検出することが可能となる。
【００５７】
また、後述するように、ガス検出素子１２０の後端部１２９を固定した状態で圧縮工程（第１部材と第２部材とにより充填粉末を圧縮する工程）を行ったとき、圧縮時に流動する充填粉末１３５から受ける力により、ガス検出素子１２０が軸線方向に対し自身の厚み方向に傾く場合は、ガス検出素子１２０の先端側が厚み方向に移動するようにして傾くことになる。このような圧縮工程では、従来、第２挿入孔５３３ｂの断面寸法が小さいために、ガス検出素子１２０が第２部材５３３（第２挿入孔５３３ｂを構成する内周面）に接触してしまう。このとき、ガス検出素子１２０が、流動する充填粉末１３５から厚み方向に力（曲げ応力）を受け続けることになり、これによって、ガス検出素子１２０が折損する（クラックＣＲが発生する）ことがあった（図１６参照）。
【００５８】
これに対し、本実施形態のガスセンサ１００では、先端側に位置する第２部材１３３の第２挿入孔１３３ｂの断面寸法Ｃを、後端側に位置する第１部材１４１の第１挿入孔１４１ｂの断面寸法Ｂよりも大きく（Ｂ＜Ｃ）しており、ガス検出素子１２０の先端側が厚み方向について可動な状態であるため、ガス検出素子１２０が第２部材１３３（第２挿入孔１３３ｂを構成する内周面）に接触するのを抑制できる。すなわち、ガス検出素子１２０が、流動する充填粉末１３５から厚み方向に力（曲げ応力）を受けたとしても、ガス検出素子１２０の先端側が、充填粉末１３５の流動方向へとその力を受け流すことが可能となり、これにより、圧縮工程において、ガス検出素子１２０の折損を抑制することができる。従って、本実施形態のガスセンサ１００は、ガス検出素子１２０の折損が抑制されたガスセンサになる。
【００５９】
次に、本実施形態にかかるガスセンサの製造方法について説明する。
まず、配置工程において、主体金具１１０内において、第１部材１４１の第１挿入孔１４１ｂ内にガス検出素子１２０が挿入された態様で、第１部材１４１が充填粉末１３５に対し軸線方向の後端側（図７において下側）に位置し、且つ、第２部材１３３の第２挿入孔１３３ｂ内にガス検出素子１２０が挿入された態様で、第２部材１３３が充填粉末１３５に対し軸線方向の先端側（図７において上側）に位置するように、ガス検出素子１２０、第１部材１４１、充填粉末１３５、第２部材１３３、及び、主体金具１１０を配置する。
【００６０】
具体的には、図７に示すように、固定された円柱状をなす第２押圧治具２０の上面２３の上に、加締めパッキン１４３、第１部材１４１、充填粉末１３５、第２部材１３３を、この順に積み重ねる。なお、本実施形態では、充填粉末１３５として、滑石粉末を円環状に成形した滑石リングを用いている。次に、ガス検出素子１２０を、その後端部１２９側から、第２部材１３３の第２挿入孔１３３ｂ、充填粉末１３５の軸孔、及び、第１部材１４１の第１挿入孔１４１ｂ内に挿入してゆき、さらに、第２押圧治具２０の上端部に形成されている挿入孔２１内に、ガス検出素子１２０の後端部１２９を挿入する。このとき、ガス検出素子１２０、第１部材１４１、充填粉末１３５、及び、第２部材１３３の軸線を、軸線ＡＸに一致させる。
【００６１】
なお、挿入孔２１は、上端側に位置する上端側挿入孔２１ｂと、これの下端側に位置する下端側挿入孔２１ｃとからなる。下端側挿入孔２１ｃは、上端側挿入孔２１ｂに比べて、ガス検出素子１２０の厚み方向（図７において左右方向）の寸法（素子厚み方向寸法ともいう）が小さい。具体的には、下端側挿入孔２１ｃの素子厚み方向寸法は、ガス検出素子１２０の厚みＴと一致している。このため、第２押圧治具２０の挿入孔２１（下端側挿入孔２１ｃ）内に、ガス検出素子１２０の後端部１２９を挿入することで、ガス検出素子１２０の後端部１２９が固定される。
【００６２】
その後、主体金具１１０の内側に、積み重ねられた第１部材１４１、充填粉末１３５、及び、第２部材１３３を収容するように、主体金具１１０をガス検出素子１２０の先端部１２１の上方から外嵌して配置する。このとき、主体金具１１０の棚部１１４が、第２部材１３３のテーパ面１３３ｄに当接することで、主体金具１１０が係止する。なお、主体金具１１０の軸線は、軸線ＡＸに一致させる。
【００６３】
次に、圧縮工程に進み、第１部材１４１と第２部材１３３との間に充填粉末１３５を挟んで、第１部材１４１と第２部材１３３との押圧により、充填粉末１３５を軸線方向に圧縮する。具体的には、図７に示すように、円筒状の第１押圧治具１０を、その軸線を軸線ＡＸに一致させつつ、上方から下方に向けて移動させてゆく。すると、図８に示すように、第１押圧治具１０の円環状の押圧面１３により、主体金具１１０の工具係合部１１７の先端面１１７ｂが下方に押圧される。
【００６４】
これにより、主体金具１１０の棚部１１４が、第２部材１３３のテーパ面１３３ｄを下方に押圧する。これによって、第１部材１４１と第２部材１３３との間に挟まれている充填粉末１３５が、第２部材１３３から受ける軸線方向先端側（図８において下方）への押圧力と、第１部材１４１から受ける軸線方向後端側（図８において上方）への押圧力とにより、軸線方向に圧縮する。圧縮された充填粉末１３５は、主体金具１１０内において、第１部材１４１と第２部材１３３との間で細部にまで充填される。これにより、ガス検出素子１２０が、自身の周囲を取り囲む筒状の主体金具１１０内で位置決めされて保持される。
【００６５】
ところで、圧縮工程を行う前の充填粉末１３５（滑石リング）において、滑石粉末の分布に粗密がある場合には、滑石粉末（粒子）が密な箇所から粗な箇所に流動することになる。従って、ガス検出素子１２０の厚み方向（図８において左右方向）について、滑石粉末の分布に粗密がある場合には、充填粉末１３５を圧縮したときに、滑石粉末が軸線方向に流動しつつガス検出素子１２０の厚み方向に流動する。このように流動する滑石粉末からの作用により、ガス検出素子１２０が、軸線方向に対して自身の厚み方向に傾くことがあった。
【００６６】
ここで、従来のガスセンサである比較形態１のガスセンサ５００の圧縮工程について、図１６を参照して説明する。比較形態１の圧縮工程では、実施形態の圧縮工程と同様の第１押圧治具１０及び第２押圧治具２０を用い、第２押圧治具２０の挿入孔２１内にガス検出素子１２０の後端部１２９を固定した状態で、円筒状の第１押圧治具１０を、その軸線を軸線ＡＸに一致させつつ、上方から下方に向けて移動させていくことで、充填粉末１３５を圧縮する。しかしながら、比較形態１のガスセンサ５００は、実施形態のガスセンサ１００と異なり、第１部材１４１の第１挿入孔１４１ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚み方向にかかる寸法Ｂと、第２部材５３３の第２挿入孔５３３ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚み方向にかかる寸法Ｃとが、Ｂ≧Ｃ（具体的にはＢ＝Ｃ）の関係を満たしている。
【００６７】
比較形態１の圧縮工程において、充填粉末１３５（滑石リング）を構成する滑石粉末の分布に粗密がある場合、例えば、図１６において、ガス検出素子１２０の左側の部分が右側の部分に比べて粗である場合は、図１６において矢印で示すように、左側の滑石粉末が右側に流動する。このように流動する滑石粉末からの作用により、ガス検出素子１２０の先端側（図１６において上側）が、軸線方向に対して自身の厚み方向に傾き、これによって、ガス検出素子１２０が第２部材５３３に接触することがあった。
【００６８】
さらに、ガス検出素子１２０が第２部材５３３（第２挿入孔５３３ｂを構成する内周面）に接触した後も、滑石粉末が左側から右側に流動する場合は、ガス検出素子１２０の先端側と後端側とが位置規制（固定）された状態で、流動する滑石粉末からガス検出素子１２０が厚み方向（図１６において左側）に力を受け（曲げ応力、剪断応力がかかり）、これによって、ガス検出素子１２０が折損する（クラックＣＲが発生する）ことがあった。
【００６９】
これに対し、本実施形態のガスセンサ１００では、第１部材１４１の第１挿入孔１４１ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚みＴの方向にかかる寸法Ｂと、第２部材１３３の第２挿入孔１３３ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚みＴの方向にかかる寸法Ｃとが、Ｂ＜Ｃの関係を満たしている。つまり、ガス検出素子１２０の先端側が厚み方向について可動な状態である。
【００７０】
これにより、充填粉末１３５（滑石リング）を構成する滑石粉末の分布に粗密がある場合、例えば、図９に示すように、ガス検出素子１２０の左側の部分が右側の部分に比べて粗である場合に、圧縮工程において、ガス検出素子１２０が、軸線方向（図９において上下方向）に対し自身の厚み方向（図９において左右方向）に傾いたとしても、ガス検出素子１２０が第２部材１３３（第２挿入孔１３３ｂを構成する内周面）に接触するのを抑制できる。具体的には、ガス検出素子１２０が、軸線方向に対し自身の厚み方向に傾いた場合、第１部材１４１及び第２部材１３３のうち、先ずは、ガス検出素子１２０の厚み方向にかかる断面寸法の小さい第１部材１４１に接触する（これによりガス検出素子１２０の動きが止まる）ので、ガス検出素子１２０が第２部材１３３に接触するのを抑制できる。換言すると、ガス検出素子１２０が、流動する充填粉末１３５から厚み方向に力（曲げ応力）を受けたとしても、ガス検出素子１２０の先端側が、充填粉末１３５の流動方向へとその力を受け流すことが可能となり、これにより、ガス検出素子１２０が折損する（クラックＣＲが発生する）のも抑制することができる。
【００７１】
その後、主体金具１１０の加締め部１１８を加締めて、主体金具１１０内において、第１部材１４１、第２部材１３３、充填粉末１３５、及び、ガス検出素子１２０を固定する。その後、レーザー溶接により、主体金具１１０の先端側に、内側プロテクタ１６０と外側プロテクタ１７０を接合する。これにより、先端側組立体１００Ａを形成する（図１０参照）。
また、セパレータ１４５、接続端子１４７、リード線１４９、グロメット１５５、保持金具１５３、及び、外筒１５１を組み付けて、後端側組立体１００Ｂを形成する（図１０参照）。
【００７２】
次に、接続工程に進み、ガス検出素子１２０の後端部１２９に形成されている電極パッド１２８（電極端子部）に、接続端子１４７（端子部材）を接続する。具体的には、図１０、図１１に示すように、先端側組立体１００Ａの軸線と後端側組立体１００Ｂの軸線を軸線ＡＸに一致させつつ、先端側組立体１００Ａのガス検出素子１２０の後端部１２９を、後端側組立体１００Ｂのセパレータ１４５内に挿入して、ガス検出素子１２０の後端部１２９に形成されている電極パッド１２８を、それぞれ、セパレータ１４５内で固定されている接続端子１４７に接触させる。このとき、外筒１５１の先端開口部１５２が、主体金具１１０の後端固定部１１６の径方向外側に配置される（外嵌する）。その後、レーザ溶接により、外筒１５１の先端開口部１５２を後端固定部１１６に接合する。これにより、本実施形態のガスセンサ１００が完成する。
【００７３】
ところで、圧縮工程において、ガス検出素子１２０の後端部１２９に形成されている電極パッド１２８が大きく位置ずれ（偏心）した場合は、後の接続工程において、ガス検出素子１２０の後端部１２９をセパレータ１４５内に挿入して接続端子１４７に接続するとき、偏心している後端部１２９を軸線ＡＸの位置に戻す力が作用することになる。これにより、ガス検出素子１２０の後端部１２９に曲げ応力（厚み方向への曲げ応力、剪断応力）が作用し、その結果、ガス検出素子１２０が折損する虞があった。なお、接続端子１４７は、セパレータ１４５内において、主体金具１１０の軸線ＡＸに直交する方向について位置決め（固定）されている。
【００７４】
これに対し、本実施形態では、前述のように、ガス検出素子１２０の後端部１２９を固定した状態で圧縮工程を行っている。これにより、ガス検出素子１２０の後端部１２９に形成されている電極パッド１２８（電極端子部）の位置ずれ（偏心）を防止することができる。このため、上述の接続工程において、ガス検出素子１２０の後端部１２９をセパレータ１４５内に挿入して接続端子１４７に接続したとき、ガス検出素子１２０の後端部１２９に曲げ応力（厚み方向への曲げ応力。剪断応力）が作用するのを抑制することができる。その結果、ガス検出素子１２０の折損を抑制することができる。
【００７５】
（変形形態）
次に、変形形態にかかるガスセンサの製造方法について説明する。
実施形態では、ガス検出素子１２０の後端部１２９を固定して、圧縮工程を行った。具体的には、第２押圧治具として、ガス検出素子１２０の厚みＴと一致する素子厚み方向寸法を有する下端側挿入孔２１ｃが形成された第２押圧治具２０を用い、配置工程において、この第２押圧治具２０の下端側挿入孔２１ｃ内にガス検出素子１２０の後端部１２９を挿入することで、ガス検出素子１２０の後端部１２９を固定した。
【００７６】
これに対し、本変形形態の製造方法は、ガス検出素子１２０の後端部１２９を固定することなく圧縮工程を行う点で、実施形態の製造方法と異なり、その他については実施形態と同様である。なお、本変形形態でも、実施形態と同様に、第１部材１４１の第１挿入孔１４１ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚み方向にかかる寸法Ｂと、第２部材５３３の第２挿入孔５３３ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚み方向にかかる寸法Ｃとが、Ｂ＜Ｃの関係を満たしている。
【００７７】
以下、本変形形態の製造方法について、具体的に説明する。なお、ここでは、実施形態と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
本変形形態では、図１２に示すように、第２押圧治具として、ガス検出素子１２０の厚みＴよりも大きな素子厚み方向寸法（図１２において左右方向の寸法）を有する挿入孔４２が形成された第２押圧治具４０を用いる。このため、図１２に示すように、配置工程において、この第２押圧治具４０の挿入孔４２内にガス検出素子１２０の後端部１２９を挿入するが、ガス検出素子１２０の後端部１２９は固定されない（厚み方向について可動な状態である）。
【００７８】
図１２に示すように、圧縮工程では、実施形態と同様、円筒状の第１押圧治具１０を、その軸線を軸線ＡＸに一致させつつ、上方から下方に向けて移動させてゆき、図１３に示すように、第１押圧治具１０の円環状の押圧面１３により、主体金具１１０の工具係合部１１７の先端面１１７ｂを下方に押圧する。これにより、主体金具１１０の棚部１１４によって、第２部材１３３のテーパ面１３３ｄが下方に押圧され、第１部材１４１と第２部材１３３との間に挟まれている充填粉末１３５が軸線方向に圧縮される。
【００７９】
ところで、本変形形態においても、圧縮工程を行う前の充填粉末１３５（滑石リング）において、滑石粉末の分布に粗密がある場合には、滑石粉末（粒子）が密な箇所から粗な箇所に流動することになる。従って、ガス検出素子１２０の厚み方向（図１３において左右方向）について、滑石粉末の分布に粗密がある場合には、充填粉末１３５を圧縮したときに、滑石粉末が軸線方向に流動しつつガス検出素子１２０の厚み方向に流動する。このように流動する滑石粉末からの作用により、ガス検出素子１２０が、自身の厚み方向に平行移動したり、軸線方向に対して自身の厚み方向に傾くことがあった。
【００８０】
ここで、従来のガスセンサである比較形態２のガスセンサ６００の圧縮工程について、図１７を参照して説明する。比較形態２の圧縮工程では、変形形態の圧縮工程と同様の第１押圧治具１０及び第２押圧治具４０を用い、ガス検出素子１２０の後端部１２９を固定しない状態で、充填粉末１３５を圧縮する。しかしながら、比較形態２のガスセンサ６００は、変形形態と異なり、第１部材６４１の第１挿入孔６４１ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚み方向にかかる寸法Ｂと、第２部材６３３の第２挿入孔６３３ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚み方向にかかる寸法Ｃとが、Ｂ≧Ｃ（具体的にはＢ＝Ｃ）の関係を満たしている。
【００８１】
比較形態２の圧縮工程において、充填粉末１３５（滑石リング）を構成する滑石粉末の分布に粗密がある場合、例えば、図１７において、ガス検出素子１２０の左側の部分が右側の部分に比べて粗である場合は、図１７において矢印で示すように、左側の滑石粉末が右側に流動する。このように流動する滑石粉末からの作用により、ガス検出素子１２０が自身の厚み方向に平行移動したり、軸線方向に対して自身の厚み方向に傾くことがあった。なお、図１７では、ガス検出素子１２０が自身の厚み方向に平行移動したときの例を示している。図１７に示すように、ガス検出素子１２０が自身の厚み方向に平行移動することで、ガス検出素子１２０が第２部材６３３（第２挿入孔６３３ｂを構成する内周面）に接触することがあった。
【００８２】
これに対し、本変形形態では、第１部材１４１の第１挿入孔１４１ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚みＴの方向にかかる寸法Ｂと、第２部材１３３の第２挿入孔１３３ｂの断面寸法のうちガス検出素子１２０の厚みＴの方向にかかる寸法Ｃとが、Ｂ＜Ｃの関係を満たすようにしている。
【００８３】
これにより、充填粉末１３５（滑石リング）を構成する滑石粉末の分布に粗密がある場合、例えば、図１３においてガス検出素子１２０の左側の部分が右側の部分に比べて粗である場合に、圧縮工程において、ガス検出素子１２０が自身の厚み方向に平行移動（図１４では左側に移動）したとても、図１４に示すように、ガス検出素子１２０が第２部材１３３（第２挿入孔１３３ｂを構成する内周面）に接触するのを抑制できる。具体的には、ガス検出素子１２０が自身の厚み方向に平行移動した場合、第１部材１４１及び第２部材１３３のうち、先ずは、ガス検出素子１２０の厚み方向にかかる断面寸法の小さい第１部材１４１に接触する（これによりガス検出素子１２０の動きが止まる）ので、ガス検出素子１２０が第２部材１３３に接触するのを抑制できる。
【００８４】
その後、実施形態と同様に、先端側組立体１００Ａ及び後端側組立体１００Ｂを形成する。次いで、実施形態と同様に、接続工程において、ガス検出素子１２０の後端部１２９に形成されている電極パッド１２８（電極端子部）に、接続端子１４７（端子部材）を接続する（図１５参照）。具体的には、先端側組立体１００Ａの軸線と後端側組立体１００Ｂの軸線を軸線ＡＸに一致させつつ、先端側組立体１００Ａのガス検出素子１２０の後端部１２９を、後端側組立体１００Ｂのセパレータ１４５内に挿入して、ガス検出素子１２０の後端部１２９に形成されている電極パッド１２８を、それぞれ、セパレータ１４５内で固定されている接続端子１４７に接触させる（図１５参照）。その後、レーザ溶接により、外筒１５１の先端開口部１５２を主体金具１１０の後端固定部１１６に接合して、ガスセンサ１００が完成する。
【００８５】
ところで、圧縮工程において、ガス検出素子１２０の後端部１２９に形成されている電極パッド１２８が大きく位置ずれ（偏心）した場合は、後の接続工程において、ガス検出素子１２０の後端部１２９をセパレータ１４５内に挿入して接続端子１４７に接続するとき、偏心している後端部１２９を軸線ＡＸの位置に戻す力が作用することになる。これにより、ガス検出素子１２０の後端部１２９に曲げ応力（厚み方向への曲げ応力。剪断応力）が作用し、その結果、ガス検出素子１２０が折損する虞があった。なお、接続端子１４７は、セパレータ１４５内において、主体金具１１０の軸線ＡＸに直交する方向について位置決め（固定）されている。
【００８６】
例えば、Ｂ≧Ｃ（具体的にはＢ＝Ｃ）とした比較形態２では、図１７に示すように、圧縮工程において、ガス検出素子１２０の後端部１２９が自身の厚み方向に大きく移動して、ガス検出素子１２０の後端部１２９に形成されている電極パッド１２８が大きく位置ずれ（偏心）することがあった。このため、図１８に示すように、接続工程において、ガス検出素子１２０の後端部１２９をセパレータ１４５内に挿入して接続端子１４７に接続するとき、偏心している後端部１２９を軸線ＡＸの位置に戻すように、ガス検出素子１２０の後端部１２９に大きな曲げ応力（厚み方向への曲げ応力。剪断応力）が作用し、その結果、ガス検出素子１２０が折損する（クラックＣＲが発生する）虞があった。
【００８７】
これに対し、本変形形態では、後端側に位置する第１部材１４１の第１挿入孔１４１ｂの断面寸法Ｂを、先端側に位置する第２部材１３３の第２挿入孔１３３ｂの断面寸法Ｃよりも小さく（Ｂ＜Ｃ）している。これにより、ガス検出素子１１０が軸線方向に対し自身の厚み方向に傾いたり、厚み方向に平行移動した場合でも、Ｂ≧Ｃとした比較形態２に比べて、ガス検出素子１１０の後端部１１９の偏心量（軸線ＡＸからの厚み方向へのずれ量）を小さくすることができる（図１４参照）。このため、図１５に示すように、接続工程において、ガス検出素子１２０の後端部１２９をセパレータ１４５内に挿入して接続端子１４７に接続したとき、ガス検出素子１２０の後端部１２９に作用する曲げ応力（厚み方向への曲げ応力。剪断応力）を小さくすることができる。その結果、ガス検出素子１２０の折損を抑制することができる。
【００８８】
以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等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いうまでもない。
【００８９】
例えば、変形形態では、圧縮工程において、ガス検出素子１２０が自身の厚み方向に平行移動した場合（図１４参照）に、ガス検出素子１２０が第２部材１３３（第２挿入孔１３３ｂを構成する内周面）に接触するのを抑制できることを説明した。しかしながら、このような場合に限らず、変形形態の製造方法によれば、圧縮工程において、ガス検出素子１２０が軸線方向に対し自身の厚み方向に傾いた場合でも、ガス検出素子１２０が第２部材１３３（第２挿入孔１３３ｂを構成する内周面）に接触するのを抑制できる。具体的には、ガス検出素子１２０が軸線方向に対し自身の厚み方向に傾いた場合、第１部材１４１及び第２部材１３３のうち、先ずは、ガス検出素子１２０の厚み方向にかかる断面寸法の小さい第１部材１４１に接触する（これによりガス検出素子１２０の動きが止まる）ので、ガス検出素子１２０が第２部材１３３に接触するのを抑制できる。
【符号の説明】
【００９０】
１０  第１押圧治具
２０，４０  第２押圧治具
１００  ガスセンサ
１１０  主体金具
１１０ｃ  主体金具の内周面
１２０  ガス検出素子
１２０ｃ  ガス検出素子の外周面
１２１  先端部
１２９  後端部
１２８  電極パッド（電極端子部）
１３３，５３３，６３３  第２部材
１３３ｂ，５３３ｂ，６３３ｂ  第２挿入孔
１３５  充填粉末（滑石リング）
１４１，６４１  第１部材
１４１ｂ，６４１ｂ  第１挿入孔
１４７  接続端子（端子部材）
ＡＸ  軸線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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