(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子（１）と、
該センサ素子とその外周を保持する絶縁部材（２）を収納し、先端側が被測定ガスに露出する筒状ハウジング（Ｈ）と、
上記ハウジングの内周に設けられ、上記絶縁部材の外周に突出する外周突部（２１）を支持する段差面（Ｈ１）と、
該段差面と上記ハウジングの基端側の開口との間に充填されて、上記絶縁部材と上記ハウジングとの間をシールする第１シール部（３）と、
上記絶縁部材と上記センサ素子との間をシールする第２シール部（４）と、
上記ハウジングの外周に回動自在に設けられ、先端（５１）が上記ハウジング外周に突設したフランジ部（Ｈ２）に支持されると共に、先端側外周面に取付用のねじ部（５２）を有する取付部材（５）と、
上記ハウジングの基端側の開口に設けられ、上記第１シール部を上記段差面に押圧保持する加締め部（６）と、を備えており、
上記ハウジングは、上記加締め部と上記段差面との間におけるハウジング壁（Ｈ３）の壁厚ｔと壁長Ｌとの比の値が、０．１１＜ｔ／Ｌ≦０．５を満足する、ガスセンサ。
【請求項２】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子（１）と、
該センサ素子とその外周を保持する絶縁部材（２）を収納し、先端側が被測定ガスに露出する筒状ハウジング（Ｈ）と、
上記ハウジングの内周に設けられ、上記絶縁部材の外周に突出する外周突部（２１）を支持する段差面（Ｈ１）と、
該段差面と上記ハウジングの基端側の開口との間に充填されて、上記絶縁部材と上記ハウジングとの間をシールする第１シール部（３）と、
上記絶縁部材と上記センサ素子との間をシールする第２シール部（４）と、
上記ハウジングの外周に回動自在に設けられ、先端（５１）が上記ハウジング外周に突設したフランジ部（Ｈ２）に支持されると共に、先端側外周面に取付用のねじ部（５２）を有する取付部材（５）と、
上記ハウジングの基端側の開口に設けられ、上記第１シール部を上記段差面に押圧保持する加締め部（６）と、を備えており、
上記ハウジングは、上記加締め部と上記段差面との間におけるハウジング壁（Ｈ３）の壁厚ｔと壁長Ｌとの比の値が、ｔ／Ｌ＞０．１１を満足し、かつ、
上記第１シール部は、上記段差面と上記ハウジング壁の内周面と上記絶縁部材の外周面とで囲まれる空間部に充填される粉末シール材（３１）と、該粉末シール材と上記加締め部との間に配置される絶縁材（３２、３３）とを有しており、
上記粉末シール材と上記絶縁部材との境界面は、上記取付部材の基端側の端面よりも基端側に位置する、ガスセンサ。
【請求項３】
上記比の値は、０．１８≦ｔ／Ｌ≦０．５を満足する、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
上記ハウジング壁の内周面に接する上記粉末シール材の軸方向のシール長Ｌ１と、上記境界面と上記取付部材の基端側の端面との距離Ｌ２とが、Ｌ２＞（Ｌ１／２）を満足する、請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項５】
上記取付部材の材質は、少なくともＣｕを含むステンレス鋼である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスセンサ。
【請求項６】
上記ステンレス鋼は、ＳＵＳＸＭ７である、請求項５に記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排ガス等に含まれるガス成分を検出するガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用内燃機関の排気系に設置されて、排ガス中の各種ガス成分を検出するガスセンサは、一般に、ハウジング内にセンサ素子を絶縁保持した状態で、排気管壁にねじ固定される。ガスセンサの構成部材間は、排ガスに対して気密封止される。一例として、平板状の積層型センサ素子を用いる場合には、筒状の絶縁部材内にセンサ素子を保持し、センサ素子と絶縁部材の間を、ガラス材でシールする一方、絶縁部材の大径部を、筒状のハウジング内に設けた段差部にて支持し、ハウジングと絶縁部材との間に粉末シール材を充填してシールする構造が採用されている。
【０００３】
一方、特許文献１に記載されるように、センサ素子を保持する主体金具と、ねじ部を有する取付部材とを別体に設けて、取付性を高めた構造が知られている。取付部材は、主体金具に対して回転自在に設けられ、主体金具には、径方向外側に突出する鍔部が設けられて、ねじ止めしたときに、鍔部の先端向き面が、取付対象となる取付け面に当接してシールするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４６９６９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハウジングの外側に粉末シール材の充填部を備える排ガスシール構造において、特許文献１のように、取付部材を別体とした取付構造を採用し、取付作業性を改善することが検討されている。ところが、ガスセンサの取付径を変更することなく、ねじ部を有する取付部材を別体とするには、ハウジングの外径を、従来よりも小径化する必要がある。しかも、ハウジング内に保持される絶縁部材は、内側にガラス材の充填部、外側に粉末シール材の充填部が並設される構成であり、シール性と加工性を確保するために、小径化が難しい。
【０００６】
そのため、ハウジングの壁厚を従来よりも薄くする必要があるが、剛性が低下して、粉末シール材に加わる荷重で、ハウジングが変形してしまう問題が生じる。このとき、ハウジングが外側に膨らむように変形し、取付部材がハウジングと干渉して回転自在性が失われると、所定のトルクで締め付けても固定力が発揮できなくなる。また、変形が大きい場合は、取付部材をハウジングに組付けできなくなるおそれがある。変形を抑えるには、粉末シール材に加わる荷重を低下させればよいが、粉末シール材の反発力も低下するためシール性が失われてしまう問題がある。
一方で、粉末シール材の充填部の外側に、ハウジングと取付部材が存在することになり、排ガス等により温度が上昇した場合に、周辺に熱がこもり易い。このため、タルク部の温度が高くなり易く、更に温度が下がり難いため、粉末シール材が高温に晒されてシール性が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、センサ素子を収納するハウジングと取付部材を別体とし、しかも、ハウジングの薄肉化による変形を抑制して、高気密なシール構造と取付性とを両立させることができるガスセンサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子（１）と、
該センサ素子とその外周を保持する絶縁部材（２）を収納し、先端側が被測定ガスに露出する筒状ハウジング（Ｈ）と、
上記ハウジングの内周に設けられ、上記絶縁部材の外周に突出する外周突部（２１）を支持する段差面（Ｈ１）と、
該段差面と上記ハウジングの基端側の開口との間に充填されて、上記絶縁部材と上記ハウジングとの間をシールする第１シール部（３）と、
上記絶縁部材と上記センサ素子との間をシールする第２シール部（４）と、
上記ハウジングの外周に回動自在に設けられ、先端（５１）が上記ハウジング外周に突設したフランジ部（Ｈ２）に支持されると共に、先端側外周面に取付用のねじ部（５２）を有する取付部材（５）と、
上記ハウジングの基端側の開口に設けられ、上記第１シール部を上記段差面に押圧保持する加締め部（６）と、を備えており、
上記ハウジングは、上記加締め部と上記段差面との間におけるハウジング壁（Ｈ３）の壁厚ｔと壁長Ｌとの比の値が、０．１１＜ｔ／Ｌ≦０．５を満足する、ガスセンサにある。
また、本発明の他の態様は、
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子（１）と、
該センサ素子とその外周を保持する絶縁部材（２）を収納し、先端側が被測定ガスに露出する筒状ハウジング（Ｈ）と、
上記ハウジングの内周に設けられ、上記絶縁部材の外周に突出する外周突部（２１）を支持する段差面（Ｈ１）と、
該段差面と上記ハウジングの基端側の開口との間に充填されて、上記絶縁部材と上記ハウジングとの間をシールする第１シール部（３）と、
上記絶縁部材と上記センサ素子との間をシールする第２シール部（４）と、
上記ハウジングの外周に回動自在に設けられ、先端（５１）が上記ハウジング外周に突設したフランジ部（Ｈ２）に支持されると共に、先端側外周面に取付用のねじ部（５２）を有する取付部材（５）と、
上記ハウジングの基端側の開口に設けられ、上記第１シール部を上記段差面に押圧保持する加締め部（６）と、を備えており、
上記ハウジングは、上記加締め部と上記段差面との間におけるハウジング壁（Ｈ３）の壁厚ｔと壁長Ｌとの比の値が、ｔ／Ｌ＞０．１１を満足し、かつ、
上記第１シール部は、上記段差面と上記ハウジング壁の内周面と上記絶縁部材の外周面とで囲まれる空間部に充填される粉末シール材（３１）と、該粉末シール材と上記加締め部との間に配置される絶縁材（３２、３３）とを有しており、
上記粉末シール材と上記絶縁部材との境界面は、上記取付部材の基端側の端面よりも基端側に位置する、ガスセンサにある。
【発明の効果】
【０００９】
上記ガスセンサは、センサ素子を保持する絶縁部材がハウジングの段差面に支持され、絶縁部材とハウジング及びセンサ素子の間がそれぞれ第１シール部３、第２シール部４でシールされる。第１シール部３は、段差面と加締め部の間に充填され、ハウジングのねじ部より基端側のハウジング壁に接する。ハウジングは、先端側にねじ部を有する取付部材が別体で設けられるので、その分肉厚が薄くなるが、第１シール部３が配置される段差面と加締め部の間において、ハウジング壁の壁厚ｔと壁長Ｌの比の値が、ｔ／Ｌ＞０．１１となるように各部が形成されることで、第１シール部３の加締め固定に伴うハウジング壁に変形が生じ難くなる。
【００１０】
したがって必要な荷重を付与することができるのでシール性の低下が抑制され、ハウジング壁が変形して取付部材と干渉するのを抑制できる。以上のごとく、上記態様によれば、高気密なシール構造と取付性とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１における、ガスセンサの取付構造を示す主要部の断面図。
【図２】実施形態１における、ガスセンサの主要部の一部拡大断面図。
【図３】実施形態１における、ガスセンサの構成を示す全体断面図。
【図４】実施形態１における、ガスセンサのハウジングに加わる荷重とハウジングの変形の関係を説明するための主要部断面図。
【図５】参考形態における、ガスセンサの主要部の断面図。
【図６】実施例における、ガスセンサの各部構成と製造方法を説明するための主要部断面図。
【図７】実施例における、ガスセンサの第１シール部に接するハウジング壁の壁厚と軸方向長の比と、ハウジングの外径の変化量との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
以下に、ガスセンサの実施形態１について、図面を参照しながら説明する。
図１において、本形態のガスセンサＳは、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子１と、センサ素子１を内部に収納する筒状ハウジングＨと、センサ素子１の外周を保持する絶縁部材２と、を有している。ハウジングＨの内周には、絶縁部材２に設けた外周突部２１を支持する段差面Ｈ１が設けられ、この段差面Ｈ１とハウジングＨの基端側（すなわち、図の上側）の開口との間において、絶縁部材２とハウジングＨとの間をシールする第１シール部３が設けられる。また、絶縁部材２とセンサ素子１との間は、第２シール部４でシールされる。
【００１３】
ハウジングＨの外周には、筒状の取付部材５が、回動自在に嵌挿される。取付部材５は、基端側に六角部５３を有し、先端側（すなわち、図の下側）の外周面に、取付用のねじ部５２が形成された多角形ナット形状で、挿通端である先端５１が、ハウジングＨの外周に突設したフランジ部Ｈ２に当接支持されている。ハウジングＨは、基端側の開口部に加締め部６となる薄肉部を備えており、これを加締めて第１シール部３を段差面Ｈ１に押圧することによって、加締め部６と段差面Ｈ１の間に第１シール部３を挟持している。
【００１４】
図３に示すように、ガスセンサＳは、例えば、自動車用エンジン等の内燃機関の排気管ＥＸに設置されて、排気センサとして用いられる。排気センサは、例えば、酸素センサ、空燃比センサ、ＮＯｘセンサ等であり、被測定ガスである排ガスに含まれる特定ガス濃度、例えば、酸素濃度、空燃比、ＮＯｘ濃度等を検出する。図示しないエンジンに連通する排気管ＥＸには、管壁に設けた貫通穴に取付用のボス部Ｂが固定され、該ボス部ＢにガスセンサＳが挿通固定される。
【００１５】
筒状のボス部Ｂは、排気管ＥＸの内壁側（すなわち、図の下面側）が、径方向内方に屈曲するＬ字断面形状であり、この屈曲部が環状の受け面Ｂ１を形成している。受け面Ｂ１より外壁側（すなわち、図の上面側）のボス部Ｂは、内周面にねじ溝が形成されて、取付部材５のねじ部５２に対応するねじ穴Ｂ２となっている。ガスセンサＳは、取付部材５のねじ部５２をボス部Ｂのねじ穴Ｂ２に螺挿し、取付部材５の先端５１が、ハウジングＨのフランジ部Ｈ２を受け面Ｂ１に押圧する位置まで締め付けることにより、ボス部Ｂとの間を気密封止する。
【００１６】
ハウジングＨ及び取付部材５は、通常、ステンレス鋼、例えば、ＳＵＳＸＭ７、ＳＵＳ４３０等にて構成される。好適には、取付部材５の材質を、少なくともＣｕを含んだステンレス鋼、例えば、ＳＵＳＸＭ７とすることが望ましい。Ｃｕを含むステンレス鋼からなる取付部材５は、鍛造時の加工硬化を抑制できるため、薄肉でも鍛造型を破損することなく加工できる。このため、取付部材５の肉厚を薄く設定することができ、その分だけハウジングＨの肉厚を厚く設定することが可能になる。
【００１７】
ガスセンサＳは、ハウジングＨの先端側に保護カバーＳ１が固定されて、排気管ＥＸ内に突出するセンサ素子１を保護している。保護カバーＳ１は有底筒状で、センサ素子１の周囲を取り囲むように配置される。通常、保護カバーＳ１の側面及び底面には、図示しない複数のガス流通孔が形成され、これらガス流通孔から、内部に排ガスが取り込まれる。
【００１８】
図１、図２に示すように、ガスセンサＳの絶縁部材２は、ハウジングＨと同軸的に配置される筒状体であり、センサ素子１が挿通支持される軸孔２２を有する。センサ素子１は、例えば、複数のセラミック層を積層した平板形状であり、軸孔２２の断面形状は、素子形状に対応している。絶縁部材２の基端部には、軸孔２２より大きな空間部を形成する筒状部２３が設けられ、その内側の空間部にガラス材が充填されて、第２シール部４を形成している。第２シール部４となるガラス材としては、公知の封止ガラス材料、例えば、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス等がいずれも好適に用いられる。
【００１９】
絶縁部材２は、中間部の一部を拡径して設けた外周突部２１を有する。外周突部２１は、絶縁部材２の外周面から略台形断面を有して突出し、外周突部２１を挟んで両側に位置する先端部及び基端部の外径は、一定径となっている。絶縁部材２の先端部及び基端部の外径は、ハウジングＨの先端側の内径とほぼ同径かわずかに小さく、外周突部２１の外径は、ハウジングＨの基端側の内径とほぼ同径かわずかに小さく形成される。ハウジングＨの内周面において、先端側と基端側を接続する段差面Ｈ１は、先端側ほど内径が小さくなる緩やかなテーパ面であり、対向する外周突部２１の先端側の面も、これに沿うテーパ面となっている。外周突部２１の基端側の面は、先端側の面と略対称な形状であり、先端側ほど外径が大きくなる緩やかなテーパ面となっている。
【００２０】
絶縁部材２の外周突部２１は、先端側のテーパ面が、リング状の金属製パッキン１１を挟んで、ハウジングＨの段差面Ｈ１に押圧保持される。外周突部２１の基端側のテーパ面と、加締め部６の間には、粉末シール材３１が充填され、さらに、絶縁材であるリング状の絶縁性パッキン３２及び筒状の絶縁体３３とが収容されて、第１シール部３を形成している。粉末シール材３１は、例えば、タルク粉末等の絶縁性粉末材料からなる。タルク粉末は、Ｍｇ3Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2 で示されるタルクを主成分とする粉末材料である。
【００２１】
粉末シール材３１は、必要に応じて、例えば、筒状の仮成形体とすることもできる。この仮成形体を外周突部２１の基端側に挿入し、さらに、絶縁性パッキン３２及び絶縁体３３と、高さ調整用のリング状の金属製スペーサ１２を挿入した後、加締め部６を形成する過程で、仮成形体が押圧され、粉末状の粉末シール材３１となって密充填される。加締め部６は、ハウジングＨの基端開口縁部の薄肉部を、公知の方法で熱加締めすることにより形成され、内方へ屈曲変形する先端部と、絶縁部材２の外周突部２１の間に、第１シール部３が挟持される。
【００２２】
このとき、図４に矢印で示すように、第１シール部３に、加締め部６からのタルク押え荷重を軸方向に加えて、反発力を発生させることで、シール性を確保している。ただし、取付部材５をハウジングＨと別体としたことにより、その分ハウジングＨの外径が小さくなる一方、第２シール部４が形成される絶縁部材２は小径化が難しいことから、ハウジングＨの肉厚が、従来よりも薄くなる。特に、段差面Ｈ１より基端側で加締め部６より先端側において、第１シール部３の外側に位置するハウジング壁Ｈ３は、段差面Ｈ１より先端側のハウジングＨより薄壁となるために、剛性が低下しやすい。そのため、図中に矢印で示すように、タルク押え荷重が加わったときに、ハウジング壁Ｈ３が径方向外方に変形するおそれがある。
【００２３】
この場合、ハウジングＨの外径が部分的に膨らむことになり、その外周に取付部材５を嵌挿したときに、両者が干渉して回転自在性が失われると、所定のトルクで締め付けても固定力が発揮できなくなる。あるいは、変形が大きい場合には、取付部材５がハウジングＨの外周に外挿できなくなり、組付けが困難になる。
【００２４】
なお、変形を抑えるためには、粉末シール材３１に加わるタルク押え荷重を小さくすればよいが、タルク押え荷重を小さくすると、粉末シール材３１の反発力も低下するため、シール性が失われるおそれがある。また、取付部材５を別体とする構造を採用することにより、ねじ部５２と六角部５３の長さ分だけハウジングＨの長さが長くなる。そのため、ハウジングＨの肉厚を薄くする必要がない場合であっても、軸方向長が長くなることによってハウジングＨの剛性が低下しやすくなり、変形しやすくなる。
【００２５】
そこで、図１におけるハウジング壁Ｈ３の壁厚ｔと、ハウジング壁Ｈ３の軸方向長である壁長Ｌとの比の値（すなわち、ｔ／Ｌ）に着目し、ｔ／Ｌ＞０．１１を満足するように設定して、変形を抑制する。ここで、ハウジング壁Ｈ３は、加締め部６と段差面Ｈ１との間に位置して、略一定の壁厚となるハウジングＨの薄壁部であり、ハウジング壁Ｈ３の壁厚ｔは、この略一定となるハウジングＨの薄壁部の厚さである。また、ハウジング壁Ｈ３の軸方向長Ｌは、加締め部６の先端側端部から段差面Ｈ１の基端側端部までの、略一定の薄壁部の長さである。ハウジング壁Ｈ３は、第１シール部３の外表面、特に粉末シール材３１に密接してシール性に大きく寄与する。
【００２６】
具体的には、ハウジング壁Ｈ３は、ｔ／Ｌが０．１１を上回ると、タルク押え荷重に対する変形量が、実用上十分な程度に小さくなる（例えば、５０μｍ以下）。そのため、回転自在性を確保しつつ、粉末シール材３１に必要な高荷重をかけることができる。好ましくは、０．１８≦ｔ／Ｌ≦０．５とするのがよい。ｔ／Ｌが０．１８以上となると、タルク押え荷重に対する変形量を、極めて小さくすることができ（例えば、１０μｍ以下）、回転自在性を確保しつつ、粉末シール材３１に必要な高荷重をかけることができる。取付部材５はほぼ変形しないため、通常は、回転自在性を得るために取付部材５に高い寸法精度が要求されるが、ｔ／Ｌがより大きくなることで、寸法精度を高めない安価な加工方法で回転自在性を維持できる。なお、ｔ／Ｌは０．２以上でほぼ下限値となり、０．５前後で変化量がほぼ０となるので、これを超えてｔ／Ｌを大きくしても効果は変わらない。したがって、より好ましくは、０．２≦ｔ／Ｌ≦０．５とするのがよく、シール性と組付性を高度に両立できる。
【００２７】
所望のｔ／Ｌを実現するために、例えば、ガスセンサＳの外径に応じて設定されるハウジング壁Ｈ３の壁厚ｔに対して、ハウジング壁Ｈ３の壁長Ｌを適切に設定するのがよい。ハウジング壁Ｈ３の壁長Ｌが短いほど、ｔ／Ｌが大きくなり、変形を抑制しやすい。また、ハウジング壁Ｈ３の先端側端部となる段差面Ｈ１の位置が、より取付部材５の基端側に近づき、段差面Ｈ１より先端側のハウジングＨの厚壁部の長さが長くできる。
【００２８】
さらに、この場合、第１シール部３の位置が、より取付部材５の基端側となることで、放熱性の改善が可能となる。特に、第１シール部３の熱劣化を抑制するためには、粉末シール材３１に接するハウジング壁Ｈ３が、外気に晒される位置にあるとよい。
具体的には、図２に示すように、ハウジングＨの段差面Ｈ１が、取付部材５のねじ部５２よりも基端側に位置し、絶縁性パッキン３２との境界面となる粉末シール材３１の基端側端面が、取付部材５の基端側端面よりも、さらに基端側に位置しているとよい。このとき、第１シール部３の粉末シール材３１の外側において、その外表面を保持するハウジング壁Ｈ３の一部が、取付部材５から露出し、外気に晒される。そして、車両走行時の風当たりにより第１シール部３が冷却されやすくなるので、粉末シール材３１の温度上昇が抑制され、熱による気密性の低下を抑えることができる。
【００２９】
好適には、ハウジング壁Ｈ３に接する粉末シール材３１の軸方向のシール長Ｌ１に対して、粉末シール材３１の基端側端面と取付部材５の基端側端面との距離Ｌ２が、Ｌ２≧（Ｌ１／２）を満足するように配置されるとよい。シール性は、粉末シール材３１とハウジング壁Ｈ３とが接触する長さ、すなわちシール長Ｌ１が長い方が、排ガスが抜ける経路を減らせるため有利である。一方で、高温の排ガス等に晒されることにより、粉末シール材３１が劣化するおそれがある。このような場合でも、シール長Ｌ１の１／２以上の長さの部位が、取付部材５より基端側に露出することで、この部位の放熱性が高まり、高温による劣化を抑えることができるため、気密性の低下を回避できる。
【００３０】
これに対して、参考例として図５に示すように、ハウジングＨの段差面Ｈ１が、取付部材５に対してねじ部５２の先端側に位置する構成では、第１シール部３の軸方向長は長くなるものの、粉末シール材３１がハウジング壁Ｈ３及び取付部材５に囲まれて、熱がこもりやすくなる。このため、粉末シール材３１の周辺部が高温の排ガス等に晒されると、粉末シール材３１の温度が上昇して劣化し、シール性が低下する。また、第１シール部３に接するハウジング壁Ｈ３の長さが長くなり、壁厚ｔと壁長Ｌとの比の値：ｔ／Ｌが、相対的に小さくなる。このため、加締め部６によるタルク押え荷重が加わったときに、ハウジング壁Ｈ３が変形しやすくなる。
【００３１】
（試験例）
実施形態１の構成のガスセンサＳについて、ハウジング壁Ｈ３の壁厚ｔと壁長Ｌとの比の値：ｔ／Ｌと、ハウジングＨの外径Ｄの変化量の関係を調べた。
試験用のガスセンサＳのサンプルは、次のようにして用意した。まず、ハウジングＨに、センサ素子１が挿通固定された絶縁部材２を挿入して、ハウジングＨの段差面Ｈ１に当接支持させた。絶縁部材２は、予め、軸孔２２にセンサ素子１を挿通し、基端側を、封止ガラスよりなる第２シール部４で固定したものを用意した。また、ハウジングＨに取付部材５を外挿した。次いで、ハウジング壁Ｈ３と絶縁部材２の間に、第１シール部３となる粉末シール材３１、絶縁性パッキン３２及び筒状の絶縁体３３を順に挿入した。その後、図６に矢印で示すように、ハウジングＨの上方から軸方向に、加締め部６となる薄肉部に荷重をかけながら、熱加締めして、第１シール部３を圧縮した状態で加締め固定した。
【００３２】
ハウジングＨは、外径φ１５ｍｍ、内径φ１１ｍｍ、第１シール部３長さとなるハウジング壁Ｈ３の軸方向長１５ｍｍ、材質は、ステンレス鋼のＳＵＳ４３０とした。ハウジングＨに外挿される取付部材５は、内径φ１５.２ｍｍ、材質は、ステンレス鋼のＳＵＳＸＭ７とした。また、粉末シール材３１の材料は、タルク粉末であり、絶縁部材２と絶縁体３３の材料には、アルミナを用いた。
【００３３】
第１シール部３長さとなるハウジング壁Ｈ３の壁長Ｌと、ハウジングＨの外径Ｄを変更することにより、両者の比の値：ｔ／Ｌを、図７に示す範囲で変更した複数のサンプルを製作した。それぞれのサンプルについて、上記した方法で、熱加締めを行い、その前後のハウジング壁Ｈ３周りにおける、ハウジング外径Ｄの変化量を測定した。結果を図７に示す。
【００３４】
図７に明らかなように、ハウジング壁Ｈ３は、ｔ／Ｌの増加と共に外径Ｄの変化量が急減し、ｔ／Ｌが０．１１を上回ると、タルク押え荷重に対する変形量が、実用上十分な値（例えば、５０μｍ以下）まで小さくなる。さらに、ｔ／Ｌが０．１３以上の範囲では、外径Ｄの変化量は、３０μｍ以下、ｔ／Ｌが０．１８以上の範囲では、外径Ｄの変化量は、１０μｍ以下と極めて小さくなる。これにより、回転自在性を確保しつつ、粉末シール材３１に必要な高荷重をかけて、シール性を高めることができる。
【００３５】
ガスセンサＳは、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を超えない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、センサ素子１を保持する絶縁部材２の形状や第２シール部４の構成、センサ素子１を保護する素子カバー２の形状、ハウジングや取付部材の構成等は、任意に設定することができる。
【００３６】
上記実施形態では、ガスセンサＳを、自動車用エンジンの排気管に設置されて、酸素センサ、空燃比センサ、ＮＯｘセンサ等に使用する例を示したが、排ガス中のその他のガスを検出対象とする排気センサであってもよい。また、被測定ガスは、自動車用エンジンに限らず、各種装置からの燃焼排ガスであってもよく、あるいは、排ガス以外の各種ガスを被測定ガスとして、排気センサ以外の種々の用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
Ｓ  ガスセンサ
Ｈ  ハウジング
Ｈ１  段差面
Ｈ２  フランジ部
Ｈ３  ハウジング壁
１  センサ素子
２  絶縁部材
３  第１シール部
５  取付部材
６  加締め部
【図１】
0006485331.tif 000002
【図２】
0006485331.tif 000003
【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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