(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセンサの製造方法であって、
あらかじめ作製された中間体に所定の処理を行うことで前記ガスセンサを構成する組立体を得る工程を含んでおり、
前記中間体が、
少なくとも１つがセラミックスの圧粉体であり、それぞれが円板状または円筒状をなしている複数の環装部品を、セラミックスを主構成材料とする長尺状のセンサ素子に環装した環装体と、
前記環装体の外周に環装された、内部において前記環装体の一方端部側を係止可能な筒状体と、
を備えるものであり、
前記複数の環装部品が少なくともワッシャーを含んでおり、
前記組立体を得る工程が、
前記中間体を構成する前記センサ素子の一方端部を所定の位置決め部材に当接させることで前記センサ素子を位置決めする位置決め部材配置工程と、
前記位置決め部材配置工程によって前記センサ素子が位置決めされた状態で前記センサ素子の他方端部側から所定の第１の治具を前記ワッシャーに当接させることによって前記環装部品に第１の力を印加し、これによって前記圧粉体を圧縮させることで前記筒状体の内部において前記センサ素子を固定する一次圧縮工程と、
前記一次圧縮工程の後、前記センサ素子の前記一方端部を前記位置決め部材に当接させない状態で前記センサ素子の前記他方端部側から所定の第２の治具を前記ワッシャーに当接させることによって前記環装部品に対し前記第１の力よりも大きい第２の力を印加し、これによって前記圧粉体をさらに圧縮することで前記筒状体の内部において前記センサ素子の一方端部側の空間と他方端部側の空間との間を気密封止する二次圧縮工程と、
を含むことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサの製造方法であって、
前記センサ素子の長手方向が鉛直方向に延在し、かつ、前記他方端部側が上方となる前記中間体および前記組立体の姿勢を組立姿勢とするとき、
前記位置決め部材配置工程は、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記位置決め部材を前記センサ素子の下方側から前記センサ素子の前記一方端部に当接させる工程であり、
前記一次圧縮工程においては、前記中間体を前記組立姿勢とし、かつ、前記位置決め部材配置工程によって前記センサ素子が位置決めされた状態で、前記第１の力を前記環装部品の上部に対し鉛直下向きの力として印加することによって前記圧粉体を圧縮し、圧縮された前記圧粉体によって前記センサ素子を前記位置決め部材の配置位置によって定まる第１の位置にて固定し、
前記二次圧縮工程においては、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記環装部品の上部に対し前記第２の力を印加する、
ことを特徴とする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、
前記二次圧縮工程に伴い前記センサ素子が前記第１の位置から鉛直方向にずれることで前記二次圧縮工程後において前記センサ素子が第２の位置に配置されるとするときに、前記位置決め部材配置工程においては、前記第２の位置が前記組立体における前記センサ素子の配置位置としてあらかじめ定められてなる範囲内の位置となるように、前記位置決め部材を配置する、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のガスセンサの製造方法であって、
前記位置決め部材配置工程においては、あらかじめ特定されている前記センサ素子についての前記第１の位置と前記第２の位置との相関関係に基づいて、前記第２の位置が前記組立体における前記センサ素子の配置位置としてあらかじめ定められてなる範囲内の位置となるように、前記位置決め部材を配置する、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のガスセンサの製造方法であって、
前記組立体を得る工程が、
前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記二次圧縮工程によって前記圧粉体が圧縮された前記環装部品の最上部の直上位置である第１の加締め位置において前記筒状体を第１の加締め手段によって外周から加締める一次加締め工程、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のガスセンサの製造方法であって、
前記一次加締め工程を、前記二次圧縮工程に続いて前記環装部品の上部に対し前記第２の力を印加した状態のまま行う、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のガスセンサの製造方法であって、
前記組立体を得る工程が、
前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記一次加締め工程後における前記圧粉体の存在位置の側方である第２の加締め位置において前記筒状体を第２の加締め手段によって外周から加締める二次加締め工程、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項８】
ガスセンサの製造装置であって、
あらかじめ作製された中間体に所定の処理を行うことで前記ガスセンサを構成する組立体を得る手段を少なくとも有しており、
前記中間体が、
少なくとも１つがセラミックスの圧粉体であり、それぞれが円板状または円筒状をなしている複数の環装部品を、セラミックスを主構成材料とする長尺状のセンサ素子に環装した環装体と、
前記環装体の外周に環装された、内部において前記環装体の一方端部側を係止可能な筒状体と、
を備えるものであり、
前記複数の環装部品が少なくともワッシャーを含んでおり、
前記組立体を得る手段が、
前記中間体を構成する前記センサ素子の一方端部に当接されることで前記センサ素子を位置決めする位置決め部材と、
第１の治具を備え、前記センサ素子が前記位置決め部材によって位置決めされた状態で前記センサ素子の他方端部側から前記第１の治具を前記ワッシャーに当接させることによって前記環装部品に第１の力を印加し、これによって前記圧粉体を圧縮させることで前記筒状体の内部において前記センサ素子を固定する一次圧縮を行う一次圧縮手段と、
第２の治具を備え、前記一次圧縮の後、前記センサ素子の前記一方端部を前記位置決め部材に当接させない状態で前記センサ素子の前記他方端部側から前記第２の治具を前記ワッシャーに当接させることによって前記環装部品に対し前記第１の力よりも大きい第２の力を印加し、これによって前記圧粉体をさらに圧縮することで前記筒状体の内部において前記センサ素子の一方端部側の空間と他方端部側の空間との間を気密封止する二次圧縮を行う二次圧縮手段と、
を備えることを特徴とするガスセンサの製造装置。
【請求項９】
請求項８に記載のガスセンサの製造装置であって、
前記センサ素子の長手方向が鉛直方向に延在し、かつ、前記他方端部側が上方となる前記中間体および前記組立体の姿勢を組立姿勢とするとき、
前記位置決め部材は、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記センサ素子の下方側から前記センサ素子の前記一方端部に当接され、
前記一次圧縮においては、前記中間体を前記組立姿勢とし、かつ、前記位置決め部材によって前記センサ素子を位置決めした状態で、前記第１の力を前記環装部品の上部に対し鉛直下向きの力として印加することによって前記圧粉体を圧縮し、圧縮された前記圧粉体によって前記センサ素子を前記位置決め部材の配置位置によって定まる第１の位置にて固定し、
前記二次圧縮においては、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記環装部品の上部に対し前記第２の力を印加する、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のガスセンサの製造装置であって、
前記二次圧縮に伴い前記センサ素子が前記第１の位置から鉛直方向にずれることで前記二次圧縮後において前記センサ素子が第２の位置に配置されるとするときに、前記位置決め部材は、前記第２の位置が前記組立体における前記センサ素子の配置位置としてあらかじめ定められてなる範囲内の位置となるように配置される、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のガスセンサの製造装置であって、
あらかじめ特定されている前記センサ素子についての前記第１の位置と前記第２の位置との相関関係に基づいて、前記第２の位置が前記組立体における前記センサ素子の配置位置としてあらかじめ定められてなる範囲内の位置となるように、前記位置決め部材を配置する、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。
【請求項１２】
請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載のガスセンサの製造装置であって、
前記組立体を得る手段が、
前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記二次圧縮によって前記圧粉体が圧縮された前記環装部品の最上部の直上位置である第１の加締め位置において前記筒状体を外周から加締める一次加締めを行う一次加締め手段、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの製造装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のガスセンサの製造装置であって、
前記二次圧縮手段が前記環装部品の上部に対し前記第２の力を印加した状態のままで前記一次加締め手段が前記一次加締めを行う、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載のガスセンサの製造装置であって、
前記組立体を得る手段が、
前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記一次加締め後の前記圧粉体の存在位置の側方である第２の加締め位置において前記筒状体を外周から加締める二次加締めを行う二次加締め手段、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの製造装置。
【請求項１５】
請求項８ないし請求項１４のいずれかに記載のガスセンサの製造装置であって、
前記複数の環装部品を前記センサ素子に環装して前記環装体を得る第１環装機構と、
前記環装体の外周に前記筒状体を環装して、前記中間体を得る第２環装機構と、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス製のセンサ素子を備えるガスセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のエンジン等の内燃機関における燃焼ガスや排気ガス等の被測定ガス中の所定のガス成分の濃度を測定する装置として、ジルコニア（ＺｒＯ２）等の酸素イオン伝導性固体電解質セラミックスを用いてセンサ素子を形成したガスセンサが公知である。
【０００３】
係るガスセンサにおいては、通常、セラミックス製の長尺板状のセンサ素子（検出素子）が、金属製のハウジングとこれに溶接固定された円筒形の内筒の中空部において、複数のセラミック製の碍子であるセラミックサポータと、これらセラミックサポータの間にそれぞれ充填されたタルク等のセラミックスの圧粉体とによって固定され、圧粉体によってセンサ素子の一方端部側の空間と他方端部側との空間との間が気密封止された構成を有する。係る気密封止は、センサ素子に順次に環装されたセラミックサポータおよび圧粉体を所定の封止部材によって押圧することで圧粉体を圧縮させた後、所定の加締め治具によって内筒を外側から加締めることによって実現される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１６９６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような気密封止によって気密性を確保するためには、封止治具による押圧を、例えば４００ｋｇｆ以上という比較的高い荷重にて行う必要がある。加えて、ガスセンサが所望の特性を満足するためには、気密封止を行った後において、センサ素子が正しい位置に正しい姿勢にて配置される必要もある。
【０００６】
仮に、封止の際にセンサ素子が傾いてセラミックサポータに接触し、センサ素子に対しセラミックサポータから応力が作用する状態となっていると、製造途中において、あるいは実使用時に、セラミックサポータとの接触箇所においてセンサ素子にひびが入ったり、あるいは当該接触箇所のところでセンサ素子が折れてしまうことがある。製造工程においては、そのような不具合品の発生を抑制するとともに、仮に発生した場合にはそれを確実に発見して出荷対象から除外することが求められる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ガスセンサ内部におけるセンサ素子の姿勢不良に起因した不具合品の発生が抑制され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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、ガスセンサの製造方法であって、あらかじめ作製された中間体に所定の処理を行うことで前記ガスセンサを構成する組立体を得る工程を含んでおり、前記中間体が、少なくとも１つがセラミックスの圧粉体であり、それぞれが円板状または円筒状をなしている複数の環装部品を、セラミックスを主構成材料とする長尺状のセンサ素子に環装した環装体と、前記環装体の外周に環装された、内部において前記環装体の一方端部側を係止可能な筒状体と、を備えるものであり、前記複数の環装部品が少なくともワッシャーを含んでおり、前記組立体を得る工程が、前記中間体を構成する前記センサ素子の一方端部を所定の位置決め部材に当接させることで前記センサ素子を位置決めする位置決め部材配置工程と、前記位置決め部材配置工程によって前記センサ素子が位置決めされた状態で前記センサ素子の他方端部側から所定の第１の治具を前記ワッシャーに当接させることによって前記環装部品に第１の力を印加し、これによって前記圧粉体を圧縮させることで前記筒状体の内部において前記センサ素子を固定する一次圧縮工程と、前記一次圧縮工程の後、前記センサ素子の前記一方端部を前記位置決め部材に当接させない状態で前記センサ素子の前記他方端部側から所定の第２の治具を前記ワッシャーに当接させることによって前記環装部品に対し前記第１の力よりも大きい第２の力を印加し、これによって前記圧粉体をさらに圧縮することで前記筒状体の内部において前記センサ素子の一方端部側の空間と他方端部側の空間との間を気密封止する二次圧縮工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係るガスセンサの製造方法であって、前記センサ素子の長手方向が鉛直方向に延在し、かつ、前記他方端部側が上方となる前記中間体および前記組立体の姿勢を組立姿勢とするとき、前記位置決め部材配置工程は、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記位置決め部材を前記センサ素子の下方側から前記センサ素子の前記一方端部に当接させる工程であり、前記一次圧縮工程においては、前記中間体を前記組立姿勢とし、かつ、前記位置決め部材配置工程によって前記センサ素子が位置決めされた状態で、前記第１の力を前記環装部品の上部に対し鉛直下向きの力として印加することによって前記圧粉体を圧縮し、圧縮された前記圧粉体によって前記センサ素子を前記位置決め部材の配置位置によって定まる第１の位置にて固定し、前記二次圧縮工程においては、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記環装部品の上部に対し前記第２の力を印加する、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第２の態様に係るガスセンサの製造方法であって、前記二次圧縮工程に伴い前記センサ素子が前記第１の位置から鉛直方向にずれることで前記二次圧縮工程後において前記センサ素子が第２の位置に配置されるとするときに、前記位置決め部材配置工程においては、前記第２の位置が前記組立体における前記センサ素子の配置位置としてあらかじめ定められてなる範囲内の位置となるように、前記位置決め部材を配置する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第３の態様に係るガスセンサの製造方法であって、前記位置決め部材配置工程においては、あらかじめ特定されている前記センサ素子についての前記第１の位置と前記第２の位置との相関関係に基づいて、前記第２の位置が前記組立体における前記センサ素子の配置位置としてあらかじめ定められてなる範囲内の位置となるように、前記位置決め部材を配置する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第２ないし第４の態様のいずれかに係るガスセンサの製造方法であって、前記組立体を得る工程が、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記二次圧縮工程によって前記圧粉体が圧縮された前記環装部品の最上部の直上位置である第１の加締め位置において前記筒状体を第１の加締め手段によって外周から加締める一次加締め工程、をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第５の態様に係るガスセンサの製造方法であって、前記一次加締め工程を、前記二次圧縮工程に続いて前記環装部品の上部に対し前記第２の力を印加した状態のまま行う、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第７の態様は、第５または第６の態様に係るガスセンサの製造方法であって、前記組立体を得る工程が、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記一次加締め工程後における前記圧粉体の存在位置の側方である第２の加締め位置において前記筒状体を第２の加締め手段によって外周から加締める二次加締め工程、をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第８の態様は、ガスセンサの製造装置であって、あらかじめ作製された中間体に所定の処理を行うことで前記ガスセンサを構成する組立体を得る手段を少なくとも有しており、前記中間体が、少なくとも１つがセラミックスの圧粉体であり、それぞれが円板状または円筒状をなしている複数の環装部品を、セラミックスを主構成材料とする長尺状のセンサ素子に環装した環装体と、前記環装体の外周に環装された、内部において前記環装体の一方端部側を係止可能な筒状体と、を備えるものであり、前記複数の環装部品が少なくともワッシャーを含んでおり、前記組立体を得る手段が、前記中間体を構成する前記センサ素子の一方端部に当接されることで前記センサ素子を位置決めする位置決め部材と、第１の治具を備え、前記センサ素子が前記位置決め部材によって位置決めされた状態で前記センサ素子の他方端部側から前記第１の治具を前記ワッシャーに当接させることによって前記環装部品に第１の力を印加し、これによって前記圧粉体を圧縮させることで前記筒状体の内部において前記センサ素子を固定する一次圧縮を行う一次圧縮手段と、第２の治具を備え、前記一次圧縮の後、前記センサ素子の前記一方端部を前記位置決め部材に当接させない状態で前記センサ素子の前記他方端部側から前記第２の治具を前記ワッシャーに当接させることによって前記環装部品に対し前記第１の力よりも大きい第２の力を印加し、これによって前記圧粉体をさらに圧縮することで前記筒状体の内部において前記センサ素子の一方端部側の空間と他方端部側の空間との間を気密封止する二次圧縮を行う二次圧縮手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第９の態様は、第８の態様に係るガスセンサの製造装置であって、前記センサ素子の長手方向が鉛直方向に延在し、かつ、前記他方端部側が上方となる前記中間体および前記組立体の姿勢を組立姿勢とするとき、前記位置決め部材は、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記センサ素子の下方側から前記センサ素子の前記一方端部に当接され、前記一次圧縮においては、前記中間体を前記組立姿勢とし、かつ、前記位置決め部材によって前記センサ素子を位置決めした状態で、前記第１の力を前記環装部品の上部に対し鉛直下向きの力として印加することによって前記圧粉体を圧縮し、圧縮された前記圧粉体によって前記センサ素子を前記位置決め部材の配置位置によって定まる第１の位置にて固定し、前記二次圧縮においては、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記環装部品の上部に対し前記第２の力を印加する、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１０の態様は、第９の態様に係るガスセンサの製造装置であって、前記二次圧縮に伴い前記センサ素子が前記第１の位置から鉛直方向にずれることで前記二次圧縮後において前記センサ素子が第２の位置に配置されるとするときに、前記位置決め部材は、前記第２の位置が前記組立体における前記センサ素子の配置位置としてあらかじめ定められてなる範囲内の位置となるように配置される、ことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１１の態様は、第１０の態様に係るガスセンサの製造装置であって、あらかじめ特定されている前記センサ素子についての前記第１の位置と前記第２の位置との相関関係に基づいて、前記第２の位置が前記組立体における前記センサ素子の配置位置としてあらかじめ定められてなる範囲内の位置となるように、前記位置決め部材を配置する、ことを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１２の態様は、第９ないし第１１の態様のいずれかに係るガスセンサの製造装置であって、前記組立体を得る手段が、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記二次圧縮によって前記圧粉体が圧縮された前記環装部品の最上部の直上位置である第１の加締め位置において前記筒状体を外周から加締める一次加締めを行う一次加締め手段、をさらに備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１３の態様は、第１２の態様に係るガスセンサの製造装置であって、前記二次圧縮手段が前記環装部品の上部に対し前記第２の力を印加した状態のままで前記一次加締め手段が前記一次加締めを行う、ことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１４の態様は、第１２または第１３の態様に係るガスセンサの製造装置であって、前記組立体を得る手段が、前記中間体を前記組立姿勢とした状態で、前記一次加締め後の前記圧粉体の存在位置の側方である第２の加締め位置において前記筒状体を外周から加締める二次加締めを行う二次加締め手段、をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１５の態様は、第８ないし第１４の態様のいずれかに係るガスセンサの製造装置であって、前記複数の環装部品を前記センサ素子に環装して前記環装体を得る第１環装機構と、前記環装体の外周に前記筒状体を環装して、前記中間体を得る第２環装機構と、をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１ないし第１５の態様によれば、センサ素子の位置決めを主たる目的とする一次圧縮に続いて、素子位置決め部材を用いることなく、筒状体の内部においてセンサ素子の一方端部側の空間と他方端部側の空間との間を気密封止する二次圧縮を行うので、センサ素子に欠けや割れを生じさせることなく気密封止が実現できる。
【００２４】
特に、本発明の第３、第４、第１０、および第１１の態様によれば、センサ素子に欠けや割れを生じさせることなく、筒状体の内部においてセンサ素子を所望の位置に固定しつつ気密封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ガスセンサ１の外観斜視図である。
【図２】ガスセンサ１の内部の主要構成を示す部分断面図である。
【図３】組立体４０の製造の手順を概略的に示す図である。
【図４】製造装置１００の概略的な構成を示すブロック図である。
【図５】中間体組立工程の様子を概略的に示す図である。
【図６】搬送処理部１１０における中間体４０αおよび組立体４０の搬送と、各部との間における中間体４０αの受渡の様子を概略的に示す平面図である。
【図７】仮封止工程のより具体的な手順を示す図である。
【図８】仮封止工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図９】仮封止工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図１０】仮封止工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図１１】仮封止工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図１２】本封止工程および一次加締め工程のより具体的な手順を示す図である。
【図１３】本封止／加締め処理部１４０の構成を概略的に示す側面図である。
【図１４】本封止工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図１５】本封止工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図１６】一次加締めの際の加締め治具移動機構１４３ｍの動作について説明するための図である。
【図１７】一次加締め工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図１８】一次加締め工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図１９】一次加締め工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図２０】二次加締め工程のより具体的な手順を示す図である。
【図２１】増し締め処理部１５０の構成を概略的に示す側面図である。
【図２２】二次加締め工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図２３】二次加締め工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図２４】二次加締め工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図２５】二次加締め工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【図２６】対比例における気密封止の手順を示す図である。
【図２７】対比例における封止の様子を示す模式断面図およびその部分拡大図である。
【図２８】リーク試験の様子を概略的に示す図である。
【図２９】リーク試験における封止荷重とエアーのリーク量との関係を示す図である。
【図３０】本封止後の突き出し長ｔ２を仮封止時の突き出し長ｔ１に対してプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜ガスセンサの構成＞
図１は、本実施の形態において製造の対象となるガスセンサ（より詳細には、その本体部）１の外観斜視図である。図２は、係るガスセンサ１の内部の主要構成を示す部分断面図である。本実施の形態において、ガスセンサ１とは、その内部に備わるセンサ素子１０（図２）によって所定のガス成分（例えば、ＮＯｘ等）を検出するためのものである。
【００２７】
なお、センサ素子１０は、ジルコニアなどの酸素イオン伝導性固体電解質セラミックスを主たる構成材料とする長尺の柱状あるいは薄板状の部材である。センサ素子１０は、第１先端部１０ａの側にガス導入口や内部空所などを備えるとともに、素子体表面および内部に種々の電極や配線パターンを備えた構成を有する。センサ素子１０においては、内部空所に導入された被検ガスが内部空所内で還元ないしは分解されて酸素イオンが発生する。ガスセンサ１においては、素子内部を流れる酸素イオンの量が被検ガス中における当該ガス成分の濃度に比例することに基づいて、係るガス成分の濃度が求められる。なお、図２において正面を向いている面をセンサ素子１０の主面Ｐ１と称し、この主面Ｐ１と垂直でかつ長手方向に沿う面を側面Ｐ２と称する。主面Ｐ１と側面Ｐ２とは、ともにセンサ素子１０の長手方向に延在するが、主面Ｐ１の方が側面Ｐ２よりも幅広である。
【００２８】
ガスセンサ１の外側は、主として、第１カバー２と、固定ボルト３と、第２カバー４とから構成される。
【００２９】
第１カバー２は、センサ素子１０のうち、使用時に被検ガスに直接に接触する部分、具体的には、ガス導入口１１や閉空間１２（緩衝空間１２ａ、第１内部空所１２ｂ、第２内部空所１２ｃ）などが備わる第１先端部１０ａを保護する、略円筒状の外装部材である。なお、ガス導入口１１はセンサ素子１０の図２における最下端部である第１先端部１０ａにおいて開口している。緩衝空間１２ａ、第１内部空所１２ｂ、第２内部空所１２ｃはそれぞれ、センサ素子１０の内部に設けられている。ガス導入口１１、緩衝空間１２ａ、第１内部空所１２ｂ、第２内部空所１２ｃは、センサ素子１０の長手方向に沿ってこの順に配置されており、拡散律速部を介して連通している。
【００３０】
また、より詳細には、第１カバー２は、外側カバー２ａと内側カバー（図示省略）との２層構造となっている。外側カバー２ａと内側カバーは、それぞれ、一方側が有底の円筒状をしているとともに、側面部分に気体が通過可能な複数の貫通孔が設けられている。なお、図１には、外側カバー２ａに設けられた貫通孔Ｈ１を例示しているが、これはあくまで例示であって、貫通孔の配置位置および配置個数は、第１カバー２の内部への被測定ガスの流入態様を考慮して適宜に定められてよい。
【００３１】
固定ボルト３は、ガスセンサ１を測定位置に固定する際に用いられる環状の部材である。固定ボルト３は、ねじ切りがされたボルト部３ａと、ボルト部３ａを螺合する際に保持される保持部３ｂとを備えている。ボルト部３ａは、ガスセンサ１の取り付け位置に設けられたナットと螺合する。例えば、自動車の排気管に設けられたナット部にボルト部３ａが螺合されることで、ガスセンサ１は、第１カバー２の側が排気管内に露出する態様にて該排気管に固定される。
【００３２】
第２カバー４は、ガスセンサ１の他の部位を保護する円筒状部材である。第２カバー４の端部からは、ガスセンサ１と図示しない駆動制御部とを電気的に接続するための図示しない複数のリード線を内部に収容するワイヤーハーネスＷＨが延在している。
【００３３】
図２は、ガスセンサ１の内部構成、より具体的には、ガスセンサ１から、図１に示した第１カバー２と第２カバー４とを除いた構成を示している。
【００３４】
図２に示すように、ガスセンサ１の内部においては、センサ素子１０のうち、ガス導入口１１等が備わる第１先端部１０ａとワイヤーハーネスＷＨに収容された図示しないリード線との接続端子（電極端子）１３などが備わる第２先端部１０ｂとを除く部分に、ワッシャー７と、３つのセラミックサポータ８（８ａ、８ｂ、８ｃ）と、２つの圧粉体９（９ａ、９ｂ）とが、それぞれ、センサ素子１０が軸中心に位置する態様にて環装されている。セラミックサポータ８は、セラミックス製の碍子である。一方、圧粉体９は、タルクなどのセラミックス粉末を成型したものである。なお、以降の説明においては、ワッシャー７、セラミックサポータ８、および、圧粉体９を環装部品と総称することとし、これらの環装部品がセンサ素子１０に環装された状態のものを部品環装体３１（図５参照）と称することがある。
【００３５】
また、図２に示すように、ワッシャー７、セラミックサポータ８（８ａ、８ｂ、８ｃ）、および圧粉体９（９ａ、９ｂ）の外周には、金属製の円筒状部材であるハウジング５と金属製の円筒状部材である内筒６とが一体となった円筒状の筒状体（内筒溶接品）３０が環装されている。
【００３６】
筒状体３０は、内筒６の一方端部がハウジング５に溶接されることで、ハウジング５と内筒６とが一体に構成されている部材である。また、ハウジング５と内筒６とは、略同じ内径を有するとともに、同軸に接続されている。なお、筒状体３０の内径は、各環装部品の最大外径の設計値よりも大きく設定されている。
【００３７】
ハウジング５内部の一方端側にはテーパー部５ｃが設けられている。係るテーパー部５ｃによって、部品環装体３１の一方端部側が筒状体３０の内部に係止されている。また、内筒６のワッシャー７の直上の位置と圧粉体９ａの側方の位置にはそれぞれ、内側に向けて窪んだ凹部６ａ、６ｂが形成されている。これらの凹部６ａ、６ｂによって、部品環装体３１の他方端部側が筒状体３０の内部に係止されている。
【００３８】
より詳細には、圧粉体９は環装後に圧縮されており、センサ素子１０と密着している。また、凹部６ａ、６ｂは、圧粉体９を圧縮させたうえで設けられている。圧粉体９とセンサ素子１０との密着状態が実現されることで、筒状体３０の内部においては、センサ素子１０が固定されるとともに、センサ素子１０のガス導入口１１等が備わる第１先端部１０ａ側とリード線との接続端子（電極端子）１３などが備わる第２先端部１０ｂとの間が封止される。これにより、センサ素子１０の第１先端部１０ａが接する、被検ガス（被測定ガス）が存在する被測定ガス空間と、第２先端部１０ｂが接する例えば大気である基準ガスが存在する基準ガス空間との間の気密性が確保される。凹部６ａ、６ｂは、圧粉体９の圧縮状態を維持するために設けられている。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、係る気密性確保のための封止（気密封止）が、仮封止（一次圧縮）と本封止（二次圧縮）との２段階でなされる。係る気密封止の詳細については後述する。
【００４０】
また、以降の説明においては、部品環装体３１に筒状体３０が環装され、かつ、図２に示すように凹部６ａ、６ｂが設けられた構成のものを組立体４０と称する。一方、一連の組立工程のなかで最後に行われる凹部６ｂの形成が完了していない状態のものを、中間体４０α（図５参照）と称する。
【００４１】
図２に示すような構成を有する組立体４０が第１カバー２、固定ボルト３、および第２カバー４にて被覆されたものが、ガスセンサ１である。具体的には、ハウジング５の先端の筒状部５ａには、第１カバー２が接続される。また、ハウジング５の外周には、突起部（フランジ部）５ｂと接触する態様にて固定ボルト３が環装される。さらに、係る環装によって形成される、固定ボルト３とハウジング５との間の環状の溝部（図示省略）に嵌め込む態様にて、第２カバー４が取り付けられる。
【００４２】
以上のような構成を有することで、ガスセンサ１では、所定位置に取り付けられた状態において、センサ素子１０の第１先端部１０ａの周りの雰囲気（第１カバー２内の雰囲気）と外部の雰囲気とが完全に遮断されるようになっており、これにより、被検ガス中における対象ガス成分の濃度を精度良く測定できるようになっている。
【００４３】
＜組立体の製造の概要＞
次に、ガスセンサ１の製造工程のうち、本実施の形態において主たる対象とする組立体４０の製造工程について説明する。図３は、組立体４０の製造の手順を概略的に示す図である。
【００４４】
組立体４０の製造は、図３に示す手順のうち、中間体組立工程（ステップＳ１）によって組み立てた中間体４０αに対し、その内部を気密に封止するための封止工程を仮封止（一次圧縮）工程（ステップＳ２）と本封止（二次圧縮）工程（ステップＳ３）との２段階で行った後、一次加締め工程（ステップＳ４）によって内筒６に凹部６ａを形成し、さらに二次加締め工程（ステップＳ５）によって内筒６に凹部６ｂを形成することでなされる。
【００４５】
＜製造装置の概要＞
図４は、図３に示した手順にて組立体４０の製造を行う製造装置１００の概略的な構成を示すブロック図である。
【００４６】
製造装置１００は、ＣＰＵ１０１ａ、ＲＯＭ１０１ｂ、ＲＡＭ１０１ｃ等から構成され製造装置１００全体の動作を制御する制御部１０１と、製造装置１００に対して種々の実行指示などを与えるためのスイッチやボタン、タッチパネルなどからなる入力インタフェースである操作部１０２と、製造装置１００の種々の動作メニューや動作状態などを表示するディスプレイや計器類などの表示部１０３と、製造装置１００の動作プログラム１０４ｐや図示しない動作条件データなどが格納される記憶部１０４とを備える。製造装置１００においては、動作プログラム１０４ｐが制御部１０１にて実行されることにより、後述する一連の動作が自動処理にて行われる。
【００４７】
製造装置１００はさらに、実際の組立体の製造を担う構成要素として、搬送処理部１１０と、中間体組立処理部１２０と、仮封止処理部１３０と、本封止／加締め処理部１４０と、増し締め処理部１５０とを備える。
【００４８】
搬送処理部１１０は、中間体４０αおよび組立体４０を製造装置１００内において搬送する処理を担う部位である。搬送処理部１１０は、中間体４０αおよび組立体４０が載置される搬送パレット１１１と、搬送パレット１１１を所定の手順で各部に移動させるパレット移動機構１１２と、中間体４０αおよび組立体４０が載置されている搬送パレット１１１を各処理部との間で受け渡すパレット受渡機構１１３とを備える。
【００４９】
中間体組立処理部１２０は、中間体４０αの組み立てを担う部位である。中間体組立処理部１２０は、センサ素子１０に環装部品を環装して部品環装体３１を得る第１環装機構１２１と、部品環装体３１に筒状体３０を環装して中間体４０αを得る第２環装機構１２２とを備える。
【００５０】
また、中間体組立処理部１２０は、組立対象となるセンサ素子１０、環装部品（ワッシャー７、セラミックサポータ８、圧粉体９）がそれぞれに載置される素子待機部１２３、環装部品待機部１２４、および筒状体待機部１２５をさらに備える。
【００５１】
仮封止処理部１３０は、センサ素子１０の位置決め（固定）を主たる目的として圧粉体９を圧縮させる処理である仮封止（一次圧縮）を担う部位である。仮封止処理部１３０は、搬送パレット１１１が載置されるパレット載置台１３１と、仮封止の際にセンサ素子１０を位置決めするための素子位置決めピン１３２と、仮封止の実行に先立ってセンサ素子１０の水平面内における位置を調整するための第１調整治具１３３Ａおよび第２調整治具１３３Ｂと、仮封止の際にワッシャー７を押圧する仮封止治具（一次圧縮治具）１３４とを備える。
【００５２】
また、仮封止処理部１３０は、素子位置決めピン１３２の鉛直方向における昇降動作を担う位置決めピン昇降機構１３２ｍと、第１調整治具１３３Ａおよび第２調整治具１３３Ｂによるセンサ素子１０の水平面内位置の調整動作を担う面内位置調整機構１３３ｍと、仮封止治具１３４の鉛直方向における昇降動作を担う仮封止治具昇降機構１３４ｍとを、さらに備える。
【００５３】
本封止／加締め処理部１４０は、ガスセンサ１における被測定ガス空間と基準ガス空間との間の気密の確保（気密封止）を実現する本封止（二次圧縮）と、内筒６を加締めることによる凹部６ａの形成（一次加締め）とを担う部位である。本封止／加締め処理部１４０は、搬送パレット１１１が載置されるパレット載置台１４１と、本封止の際にワッシャー７を押圧する本封止治具１４２と、凹部６ａを形成するべく内筒６を加締める第１加締め治具１４３とを備える。
【００５４】
また、本封止／加締め処理部１４０は、パレット載置台１４１の鉛直方向における昇降動作を担う載置台昇降機構１４１ｍと、第１加締め治具１４３の水平面内における移動動作を担う加締め治具移動機構１４３ｍとを、さらに備える。
【００５５】
増し締め処理部１５０は、内筒６を加締めることによる凹部６ｂの形成（二次加締め）を担う部位である。本実施の形態においては、内筒６に対し一次加締め工程による凹部６ａの形成に続いて二次加締め工程により凹部６ｂを形成することを、増し締めと称する。増し締め処理部１５０は、搬送パレット１１１が載置されるパレット載置台１５１と、増し締めの際にワッシャー７に当接される増し締め補助治具１５２と、凹部６ｂを形成するべく内筒６を加締める第２加締め治具１５３とを備える。
【００５６】
また、増し締め処理部１５０は、パレット載置台１５１の鉛直方向における昇降動作を担う載置台昇降機構１５１ｍと、第２加締め治具１５３の水平面内における移動動作を担う加締め治具移動機構１５３ｍとを、さらに備える。
【００５７】
＜中間体の組み立て＞
以下、図３に示した手順にて行う組立体４０の製造の詳細を、順次に説明する。
【００５８】
図５は、中間体組立処理部１２０において行われる中間体組立工程（図３のステップＳ１）の様子を概略的に示す図である。
【００５９】
中間体組立工程においては、まず、第１環装機構１２１が、素子待機部１２３からセンサ素子１０を取得して、図示しない保持手段にて保持する。そして環装部品待機部１２４からワッシャー７、セラミックサポータ８ａ、圧粉体９ａ、セラミックサポータ８ｂ、圧粉体９ｂ、セラミックサポータ８ｃをこの順に取得しつつ、図５（ａ）に矢印ＡＲ１にて示すように該センサ素子１０の第１先端部１０ａの側から環装する。これにより、図５（ｂ）に示す部品環装体３１が得られる。なお、センサ素子１０および各環装部品は、あらかじめ所定の場所で製造され、中間体組立工程の実行に先立ってそれぞれ素子待機部１２３および環装部品待機部１２４に用意される。
【００６０】
より詳細には、各環装部品は円板状または円柱状をなしているが、係る環装を実現するため、ワッシャー７の軸中心位置には、円形状の貫通孔７ｈが設けられており、セラミックサポータ８ａ、圧粉体９ａ、セラミックサポータ８ｂ、圧粉体９ｂ、セラミックサポータ８ｃにはそれぞれ、センサ素子１０の断面形状に応じた矩形状の貫通孔８ａｈ、９ａｈ、８ｂｈ、９ｂｈ、８ｃｈが設けられている。これらの貫通孔が、センサ素子１０と嵌め合わされることで、各部材がセンサ素子１０に環装される。係る場合において、ワッシャー７と、セラミックサポータ８と、圧粉体９とは、同軸に配置される。
【００６１】
なお、気密性の確保の観点から、セラミックサポータ８の貫通孔と圧粉体９の貫通孔とは、センサ素子１０の設計上の断面サイズとの差が０．２５ｍｍ〜０．３５ｍｍであるように、そして、寸法公差が０．１ｍｍであるように構成される。一方、ワッシャー７の貫通孔７ｈは、センサ素子１０の設計上の断面サイズとの差が最低でも１ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であるように設けられる。また、ワッシャー７と、セラミックサポータ８と、圧粉体９とは、外径の値の差が最大でも０．３５ｍｍ程度に収まるように構成されている。
【００６２】
次に、第２環装機構１２２が、筒状体待機部１２５から筒状体３０を取得し、内筒６の側から部品環装体３１に環装させる。具体的には、図５（ｂ）において矢印ＡＲ２にて示すように、筒状体３０は、センサ素子１０の第１先端部１０ａが備わる側から部品環装体３１に環装される。これにより、図５（ｃ）に示すように、中間体４０αが得られる。なお、係る時点では中間体４０αは未封止の状態であるので、センサ素子１０は完全には固定されてはいない。それゆえ、センサ素子１０は、例えば外力が作用するなどの原因で長手方向に変位可能な状態となっている。換言すれば、未封止の中間体４０αにおいては、センサ素子１０は位置決めされてはいない。センサ素子１０の位置決めは、次に行う仮封止工程において行われる。
【００６３】
＜搬送処理部による搬送と受け渡し＞
中間体組立処理部１２０において組み立てられた中間体４０αは、以降、搬送処理部１１０によって搬送され、後段の処理を行う各部との間で逐次受け渡される。
【００６４】
図６は、搬送処理部１１０における中間体４０αおよび組立体４０の搬送と、各部との間における中間体４０αおよび組立体４０の受渡の様子を概略的に示す平面図である。
【００６５】
搬送処理部１１０は、概略、中間体４０αおよび組立体４０を、搬送パレット１１１に載置した状態で搬送するとともに、各部との間における中間体４０αあるいは組立体４０の受け渡しも、中間体４０αあるいは組立体４０を載置した搬送パレット１１１ごと行うように構成されている。
【００６６】
搬送パレット１１１の上部には嵌合部１１１ａが備わっており、係る嵌合部１１１ａに中間体４０αあるいは組立体４０が嵌め合わされることで、中間体４０αあるいは組立体４０が搬送パレット１１１に載置固定されるようになっている。より詳細には、ワッシャー７の側を上方とする姿勢の中間体４０αあるいは組立体４０が、筒状体３０の下部を嵌合部１１１ａに嵌合されることで、中間体４０αあるいは組立体４０は搬送パレット１１１に載置固定される（図８等参照）。なお、本実施の形態において、筒状体３０の下部とは、図２におけるハウジング５の突起部５ｂ以下の部分を指し示すものとする。換言すれば、中間体４０αおよび組立体４０は、センサ素子１０の長手方向が鉛直方向に延在し、かつ、その第２先端部１０ｂの側が上方となる姿勢にて、搬送パレット１１１により搬送される。このときの中間体４０αおよび組立体４０の姿勢を、組立姿勢とも称する。
【００６７】
好ましくは、係る載置固定の際、中間体４０αおよび組立体４０は水平面内において回転ずれを起こさないように位置決めされる。これは例えば、ハウジング５の外周形状に異方性を持たせ、嵌合部１１１ａもこれに応じた形状とすることで実現されてもよいし、搬送パレット１１１に備わる図示しない保持手段が中間体４０αおよび組立体４０の水平姿勢を保持する態様であってもよい。
【００６８】
搬送処理部１１０においては、中間体組立処理部１２０から組み立てられた中間体４０αを受け取る第１受渡位置Ｐｏｓ１と、仮封止処理部１３０、本封止／加締め処理部１４０、および増し締め処理部１５０との間で中間体４０αあるいは組立体４０を受け渡す第２受渡位置Ｐｏｓ２〜第４受渡位置Ｐｏｓ４があらかじめ定められている。
【００６９】
また、仮封止処理部１３０、本封止／加締め処理部１４０、および増し締め処理部１５０にはそれぞれ、搬送パレット１１１が載置固定されるパレット載置台１３１、１４１、および１５１が備わっている。パレット載置台１３１、１４１、および１５１はそれぞれ、パレット嵌合部１３１ａ、１４１ａ、および１５１ａを備えており、各処理部においては、これらパレット嵌合部１３１ａ、１４１ａ、および１５１ａに搬送パレット１１１が嵌合されることで、パレット載置台１３１、１４１、および１５１に搬送パレット１１１が載置固定された状態が実現される。
【００７０】
パレット移動機構１１２（図６において図示せず）はまず、中間体組立処理部１２０において中間体４０αが組み立てられるタイミングで搬送パレット１１１を第１受渡位置Ｐｏｓ１に配置する。そして、組み立てられた中間体４０αは、図６において図示しないパレット受渡機構１１３によって、矢印ＡＲ３にて示すように第１受渡位置Ｐｏｓ１に配置されている搬送パレット１１１へと受け渡される。
【００７１】
以降、図６において矢印ＡＲ４〜ＡＲ６にて示すパレット移動機構１１２による第２受渡位置Ｐｏｓ２〜第４受渡位置Ｐｏｓ４への搬送パレット１１１の搬送と、矢印ＡＲ７〜ＡＲ９にて示すパレット受渡機構１１３による各受渡位置とパレット載置台との間における搬送パレット１１１の受渡とが、交互に行われる。
【００７２】
増し締め処理部１５０における処理の終了後、搬送パレット１１１が増し締め処理部１５０から第４受渡位置Ｐｏｓ４へと戻されると、該搬送パレット１１１が保持している組立体４０は組立品待機部１７０に受け渡される。あるいは、引き続き別の処理部に搬送される態様であってもよい。空になった搬送パレット１１１は第１受渡位置Ｐｏｓ１に戻され、以降の処理に再び用いられる。
【００７３】
あるいは、ある処理部に対応する受渡位置に手前の受渡位置から中間体４０αあるいは組立体４０を搬送してきた搬送パレット１１１と、当該処理部における処理の終了後、次の受渡位置に中間体４０αあるいは組立体４０を搬送する搬送パレット１１１とが、異なる態様であってもよい。
【００７４】
＜仮封止＞
中間体組立処理部１２０において組み立てられた中間体４０αは、仮封止処理部１３０において行われる仮封止（一次圧縮）工程（図３のステップＳ２）工程に供される。仮封止工程は、センサ素子１０を素子位置決めピン１３２と当接する位置にて仮に固定することを主たる目的として行う工程である。ここで、「仮に」と言っているのは、この後に行う本封止（二次圧縮）の際にセンサ素子１０にわずかながら変位が生じるからである。
【００７５】
図７は、仮封止工程のより具体的な手順を示す図である。図８ないし図１１は、仮封止工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【００７６】
図８（ａ）は、中間体４０αを保持（載置固定）している搬送パレット１１１がパレット載置台１３１に載置された状態を示している。
【００７７】
仮封止処理部１３０において仮封止工程を行うにあたっては、まず、第１受渡位置Ｐｏｓ１において中間体組立処理部１２０から受け渡された、中間体４０αを保持（載置固定）する搬送パレット１１１が、パレット移動機構１１２によって第２受渡位置Ｐｏｓ２に配置されたうえで、パレット受渡機構１１３によって図８（ａ）に示すように中間体４０αともども仮封止処理部１３０のパレット載置台１３１に載置固定される（ステップＳ２１）。
【００７８】
なお、図８においては、センサ素子１０の厚み方向が図面視左右方向となるように、換言すれば、主面Ｐ１が図面視左右方向に直交し、側面Ｐ２の一方が図面視手前側を向くように、中間体４０αが組立姿勢にて載置固定される様子を示している。以降においては、中間体４０αが載置固定されている搬送パレット１１１がパレット載置台１３１に載置固定された状態を単に、中間体４０αがパレット載置台１３１に固定された状態とも称する。また、図８および以降の図においては適宜、鉛直上方をｚ軸正方向とする座標を付している。
【００７９】
図８に示すように、搬送パレット１１１の嵌合部１１１ａの下方には、中間体４０αの下方において突出しているセンサ素子１０が搬送パレット１１１と干渉しないように孔部１１１ｂが設けられている。加えて、パレット載置台１３１も、そのパレット嵌合部１３１ａの下方に、孔部１３１ｂを有している。係る孔部１３１ｂは、搬送パレット１１１がパレット嵌合部１３１ａに載置された状態において搬送パレット１１１の孔部１１１ｂと同軸となるように、設けられている。
【００８０】
上述したように、センサ素子１０は位置決めされてはいないので、矢印ＡＲ１０にて示すように孔部１１１ｂさらには１３１ｂ内で上下に変位可能な状態となっている。ただし、図示は省略するが、孔部１３１ｂは、センサ素子１０が搬送パレット１１１から突出することのないように構成されている。
【００８１】
孔部１１１ｂおよび１３１ｂは、素子位置決めピン１３２の昇降空間としても利用される。図８（ａ）においては図示を省略するが、素子位置決めピン１３２は、位置決めピン昇降機構１３２ｍにて、鉛直方向に昇降自在に、かつ、孔部１１１ｂおよび１３１ｂに侵入可能に設けられている。
【００８２】
中間体４０αがパレット載置台１３１に固定されると、位置決めピン昇降機構１３２ｍが、図８（ｂ）において矢印ＡＲ１１にて示すように孔部１３１ｂおよび孔部１１１ｂにおいて素子位置決めピン１３２が鉛直上方に上昇させて、所定の位置に配置する（ステップＳ２２）。
【００８３】
より詳細には、最終的に組立体４０が気密封止された後の状態における、セラミックサポータ８ｃの最下端部からセンサ素子１０の最下端部（第１先端部１０ａ側の端部）までの距離（突き出し長と称する）の目標値をｔ０とするとき、素子位置決めピン１３２は、突き出し長がｔ０よりも短いｔ１となるように配置される。これにより、センサ素子１０は、矢印ＡＲ１２にて示すように押し上げられ、第２先端部１０ｂ側が筒状体３０からより突出する。このとき、センサ素子１０は第１の位置に配置されているとする。
【００８４】
このように、素子位置決めピン１３２がセンサ素子１０の最下端部を押し上げ、突き出し長がｔ１となる第１の位置に配置させるのは、後段の工程においてセンサ素子１０が第１の位置から下降して、突き出し長がｔ０に近づくことを見越したものである。なお、突き出し長ｔ０とｔ１の差は、あらかじめ実験的に定められる。
【００８５】
センサ素子１０の第１先端部１０ａ側に素子位置決めピン１３２が配置されると、図９に示すように、センサ素子１０の第２先端部１０ｂ側において、第１調整治具１３３Ａおよび第２調整治具１３３Ｂにより、センサ素子１０の水平面内における位置が調整される（ステップＳ２３）。これは、第１調整治具１３３Ａによるセンサ素子１０の厚み方向の調整と第２調整治具１３３Ｂによる幅方向の調整との二段階でなされる。
【００８６】
まず、図９において図示しない面内位置調整機構１３３ｍが作動することにより、図９（ａ）に示すように、１対の第１調整治具１３３Ａを用いたセンサ素子１０の厚み方向における位置調整がなされる。具体的には、矢印ＡＲ１３が指し示す枠囲いの中にて示される上面図からわかるように、１対の第１調整治具１３３Ａはそれぞれが矢印ＡＲ１４にて示すようにｘ軸方向に進退自在に設けられてなり、主面Ｐ１に当接しつつセンサ素子１０を両者の間に挟み込むことで、厚み方向についてのセンサ素子１０の位置決め（芯出し）を行う。
【００８７】
続いて、同様に、図９において図示しない面内位置調整機構１３３ｍが作動することにより、図９（ｂ）に示すように、１対の第２調整治具１３３Ｂがセンサ素子１０の幅方向の位置調整を行う。具体的には、矢印ＡＲ１５が指し示す枠囲いの中にて示される上面図からわかるように、１対の第２調整治具１３３Ｂはそれぞれが矢印ＡＲ１６にて示すようにｙ軸方向に進退自在に設けられてなり、側面Ｐ２に当接しつつセンサ素子１０を両者の間に挟み込むことで、幅方向についてのセンサ素子１０の位置決め（芯出し）を行う。
【００８８】
センサ素子１０の水平面内における位置が定められると、続いて、図１０に示すように、仮封止治具１３４による仮封止（一次圧縮）がなされる（ステップＳ２４）。
【００８９】
仮封止治具１３４は、中間体４０αがパレット載置台１３１に固定された状態において、中間体４０αの（より具体的にはセンサ素子１０の）鉛直上方となる位置に、図１０において図示しない仮封止治具昇降機構１３４ｍによって鉛直方向に昇降自在に設けられている。仮封止治具１３４は、その鉛直方向最下端部が、中間体４０αを構成するワッシャー７に上方から当接する略円環状の当接部１３４ａとなっているとともに、鉛直下方に向けて開口している空隙部１３４ｂを備える。なお、仮封止治具１３４は、パレット載置台１３１に固定された中間体４０αと同軸となるように、配置されている。
【００９０】
空隙部１３４ｂは、仮封止の際にセンサ素子１０が収容される部位である。係る空隙部１３４ｂが設けられていることで、仮封止を行うべく仮封止治具１３４が下降させられた際に仮封止治具１３４とセンサ素子１０との干渉が生じないようになっている。
【００９１】
仮封止は、図１０において図示しない仮封止治具昇降機構１３４ｍにより、仮封止治具１３４が図１０（ａ）において矢印ＡＲ１７にて示すように中間体４０αの上方から鉛直下方に向けて下降されることによって、実現される。
【００９２】
仮封止治具１３４が仮封止治具昇降機構１３４ｍによって下降されるとやがて、その当接部１３４ａがワッシャー７に当接する。このとき、センサ素子１０は空隙部１３４ｂに収容されている。
【００９３】
仮封止治具昇降機構１３４ｍは、係る当接の後も図１０（ｂ）において矢印ＡＲ１８にて示すように係る下降を継続させる。すると、仮封止治具１３４の当接部１３４ａはワッシャー７を押圧し、ワッシャー７に対して鉛直下向きの力（荷重）Ｆ１（第１の力）を印加させる。ここで、力Ｆ１は、センサ素子１０の固定が実現される一方でセンサ素子１０に欠け（あるいは割れ）が生じることのない範囲の大きさにて印加される。実際の力Ｆ１の値は、ワッシャー７に当接する当接部１３４ａの面積を鑑みて設定されればよい。
【００９４】
当接部１３４ａからワッシャー７に対して力Ｆ１が作用すると、ワッシャー７が鉛直下方にわずかに押し下げられるとともに、セラミックサポータ８ａ、８ｂを介して圧粉体９ａ、９ｂにも係る力Ｆ１が圧縮力として作用する。これにより、圧粉体９ａ、９ｂは圧縮される。そして、係る圧縮に伴い、圧粉体９ａ、９ｂとセンサ素子１０との間に存在していた隙間はなくなり、圧粉体９ａ、９ｂはセンサ素子１０に密着する。すると、それまでは鉛直方向に変位可能であったセンサ素子１０が圧粉体９ａ、９ｂによって固定される。素子位置決めピン１３２にて位置決めされているセンサ素子１０は第１の位置に保たれることから、結果として、センサ素子１０が、その最下端部における突き出し長がｔ１となる第１の位置にて固定されたことになる。
【００９５】
仮封止が終了すると、図１１において矢印ＡＲ１９およびＡＲ２０にて示すように、仮封止治具１３４および素子位置決めピン１３２が順次に退避させられる（ステップＳ２５）。そして、パレット受渡機構１１３によって、仮封止後の中間体４０αを保持する搬送パレット１１１がパレット載置台１３１からパレット移動機構１１２に受け渡される（ステップＳ２６）。すなわち、搬送パレット１１１は再び第２受渡位置Ｐｏｓ２に配置される。これにより仮封止工程が終了する。
【００９６】
＜本封止および一次加締め＞
仮封止処理部１３０において仮封止がなされた中間体４０αは、本封止／加締め処理部１４０において行われる本封止（二次圧縮）工程（図３のステップＳ３）およびこれに続く一次加締め工程（図３のステップＳ４）に供される。本封止工程は、被測定ガス空間と基準ガス空間との間の気密の確保を主たる目的として行う工程である。一次加締め工程は、本封止された中間体４０αにおいて、筒状体３０内の環装部品を完全に拘束するために行う工程である。
【００９７】
図１２は、本封止（二次圧縮）工程および一次加締め工程のより具体的な手順を示す図である。本封止／加締め処理部１４０においては、本封止工程と、一次加締め工程とが連続して行われる。図１３は、本封止／加締め処理部１４０の構成を概略的に示す側面図（一部断面図）である。また、図１４および図１５は、本封止工程の途中の様子を段階的に示す図である。図１６は、一次加締めの際の加締め治具移動機構１４３ｍの動作について説明するための図である。さらに、図１７、図１８、および図１９は、一次加締め工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【００９８】
本封止／加締め処理部１４０は、パレット載置台１４１と、本封止治具１４２と、第１加締め治具１４３とを主に備える。
【００９９】
図１３は、中間体４０αを保持（載置固定）する搬送パレット１１１がパレット載置台１４１に載置された状態を示している。なお、図１３においても、図８と同様、センサ素子１０の厚み方向が図面視左右方向となるように、中間体４０αが組立姿勢にて載置固定される様子を示している。また、以降においては、中間体４０αが載置固定されている搬送パレット１１１がパレット載置台１４１に載置固定された状態を単に、中間体４０αがパレット載置台１４１に固定された状態とも称する。
【０１００】
パレット載置台１４１は、仮封止処理部１３０に備わるパレット載置台１３１と同様の構成を有するが、載置台昇降機構１４１ｍによって鉛直方向に昇降自在とされている点で、パレット載置台１３１とは相異する。載置台昇降機構１４１ｍは、サーボシリンダによって構成されている。
【０１０１】
また、本封止／加締め処理部１４０は、パレット載置台１４１の上方位置に、鉛直方向に延在する支軸１４０ｓを有しており、本封止治具１４２は、係る支軸１４０ｓに付設されている。より具体的には、支軸１４０ｓは下端部が下方に開口する空隙部１４０ａとなっており、本封止治具１４２は、該空隙部１４０ａに突出する態様にて支軸１４０ｓに固設されている。
【０１０２】
係る本封止治具１４２は、その鉛直方向最下端部が、中間体４０αを構成するワッシャー７に上方から当接する略円環状の当接部１４２ａとなっているとともに、鉛直下方に向けて開口している空隙部１４２ｂを備える。本封止治具１４２は、パレット載置台１４１に固定された中間体４０αと同軸となるように、配置されている。
【０１０３】
また、支軸１４０ｓにはさらに、空隙部１４０ａから側方に延在する態様にて貫通孔１４０ｂが設けられており、係る貫通孔１４０ｂには、第１加締め治具１４３が、貫通孔１４０ｂの延在方向に沿って進退自在に備わっている。
【０１０４】
なお、図１３においては図面視左右方向に２つの貫通孔１４０ｂが示され、それぞれに第１加締め治具１４３が備わる態様が示されているが、実際には、後述するように、貫通孔１４０ｂは空隙部１４０ａの四方のそれぞれに、つまりは全４箇所に設けられている。そして、第１加締め治具１４３も、これら４箇所の貫通孔１４０ｂのそれぞれに設けられている（図１６参照）。
【０１０５】
第１加締め治具１４３は、空隙部１４０ａ側を向いた一方端部に爪部１４３ａを有するとともに、他方端部側には加締め治具移動機構１４３ｍによってガイドされる被ガイド部１４３ｂを有する。
【０１０６】
加締め治具移動機構１４３ｍは、鉛直方向に伸縮自在に設けられたサーボシリンダ１４４と、その下端部に設けられた案内部材１４５とを有する。サーボシリンダ１４４および案内部材１４５は、それぞれの第１加締め治具１４３に対応させて全４箇所に設けられている。案内部材１４５は、第１加締め治具１４３の被ガイド部１４３ｂをガイドするガイド面１４６を有している。ガイド面１４６は、鉛直方向に対して所定角度だけ傾斜しているとともに対応する第１加締め治具１４３が備わる貫通孔１４０ｂの延在方向を含む鉛直面に対しては直交している。そして、第１加締め治具１４３の被ガイド部１４３ｂは、係るガイド面１４６に接触しつつその傾斜方向に沿って進退可能に設けられている。
【０１０７】
本封止／加締め処理部１４０において本封止工程とこれに続く一次加締め工程とを行うにあたっては、まず、第２受渡位置Ｐｏｓ２において仮封止処理部１３０から受け渡された、中間体４０αを保持（載置固定）する搬送パレット１１１が、パレット移動機構１１２によって第３受渡位置Ｐｏｓ３に配置されたうえで、パレット受渡機構１１３によって図１３に示すように中間体４０αともども本封止／加締め処理部１４０のパレット載置台１４１に載置固定される（ステップＳ３１）。
【０１０８】
係る載置固定がなされると、載置台昇降機構１４１ｍが作動し、中間体４０αが固定されたパレット載置台１４１が、図１３において矢印ＡＲ２１にて示すように上昇される。パレット載置台１４１が上昇を続けるとやがて、図１４に示すように、中間体４０αのワッシャー７が本封止治具１４２の当接部１４２ａに当接する（ステップＳ３２）。このとき、センサ素子１０は空隙部１４２ｂに収容されている。
【０１０９】
載置台昇降機構１４１ｍは、係る当接の後も図１４において矢印ＡＲ２２にて示すように係る上昇を継続させる。すると、本封止治具１４２の当接部１４２ａはワッシャー７を押圧し、図１５に示すように、ワッシャー７に対して鉛直下向きの力（荷重）Ｆ２（第２の力）を印加させる。その際には、Ｆ２が仮封止の際に印加した力Ｆ１に比して大きくなるようにする。実際の力Ｆ２の値は、ワッシャー７に当接する当接部１４２ａの面積を鑑みて設定されればよい。
【０１１０】
当接部１４２ａからワッシャー７に対して力Ｆ２が作用すると、ワッシャー７が鉛直下方にさらに押し下げられるとともに、セラミックサポータ８ａ、８ｂを介して圧粉体９ａ、９ｂにも係る力Ｆ２が圧縮力として作用する。これにより、圧粉体９ａ、９ｂはさらに圧縮される。その結果、被測定ガス空間と基準ガス空間との間が気密封止される。これにより、本封止（二次圧縮）が実現される（ステップＳ３３）。
【０１１１】
なお、力Ｆ２を印加する際にワッシャー７に作用する圧力の上限値は、本封止治具１４２やワッシャー７あるいはセラミックサポータ８の材料強度等を鑑みて適宜に定められればよい。
【０１１２】
係る本封止は、素子位置決めピン１３２をセンサ素子１０に当接させることなく行われるので、仮封止の段階でいったんは圧粉体９ａ、９ｂによって第１の位置に固定されていたセンサ素子１０は、本封止の際にわずかではあるがさらに下降する。本封止後のセンサ素子１０の突き出し長をｔ２とすると、ｔ２はｔ１よりもｔ０に近い値となる。この本封止後のセンサ素子１０の配置位置を第２の位置とする。ｔ２＝ｔ０となるのが理想的ではあるが、Δｔ＝ｔ２−ｔ０の値がガスセンサ１において所望される特性に照らして許容される所定の誤差範囲内であれば、つまりは、第２の位置が組立体４０（この段階では中間体４０α）におけるセンサ素子１０の配置位置としてあらかじめ定められてなる範囲内の位置となっていれば、センサ素子１０は良好に固定されたものと判断することができる。それゆえ、本実施の形態においては、第２の位置がそのような範囲をみたすよう、素子位置決めピン１３２の配置位置が定められる。Δｔの許容誤差範囲は、あらかじめ適宜に定められればよい。
【０１１３】
なお、本実施の形態において、以上のようにいったん仮封止によってセンサ素子１０を固定した後に本封止によって気密封止を実現するという二段階封止を行うのは、封止の際に強い力が加わることに起因してセンサ素子１０に欠けや割れが生じることを防ぐためである。係る二段階封止が奏する作用効果の詳細については後述する。
【０１１４】
なお、仮封止後の突き出し長ｔ１と本封止後の突き出し長ｔ２との間には強い相関（例えば線型関係）がある場合がある。そのような相関関係があらかじめ特定されている場合、仮封止の際のセンサ素子１０の最下端部の位置（つまりは素子位置決めピン１３２の上端位置）と、仮封止および本封止の際に仮封止治具１３４および本封止治具１４２が作用させる力Ｆ１、Ｆ２の値とを好適に定めれば、係る相関関係に基づいて、本封止後のセンサ素子１０の突き出し長ｔ２を、Δｔの許容誤差範囲内の値とすることができる。すなわち、センサ素子１０を、ガスセンサ１の特性に照らして所望される位置にて固定することができる。
【０１１５】
上述した態様にて本封止がなされると、続いて、本封止治具１４２をワッシャー７に当接させた状態を維持しつつ、一次加締め工程を行う。一次加締めは概略、図１５において矢印ＡＲ２３にて示すように、加締め治具移動機構１４３ｍにおいてサーボシリンダ１４４を鉛直下方に伸張させることによって、実現される。
【０１１６】
図１６は、第１加締め治具１４３とその移動機構である加締め治具移動機構１４３ｍの構成および動作の詳細を説明するための図である。図１６（ａ）下方の概略上面図に示すように、本封止／加締め処理部１４０においては、４つの第１加締め治具１４３が、水平面内において互いに対称な４方向に向けて、それぞれ設けられている。それぞれの第１加締め治具１４３は、水平方向に延在する貫通孔１４０ｂに沿って進退自在とされている。そして、中間体４０αのワッシャー７が本封止治具１４２に当接された状態においては、これら４つの第１加締め治具１４３が、中間体４０αの内筒６を中心として、対称に位置することになる。
【０１１７】
加締め治具移動機構１４３ｍにおいては、それぞれの第１加締め治具１４３に対応して備わるサーボシリンダ１４４が矢印ＡＲ２４にて示すように鉛直下方に伸張されると、これに付随する案内部材１４５が鉛直下方に下降する。すると、案内部材１４５は、そのガイド面１４６に接触している第１加締め治具１４３の被ガイド部１４３ｂに対し鉛直下向きの力を加えて、これを押し下げようとする。しかしながら、上述のように、被ガイド部１４３ｂは傾斜面であるガイド面１４６の傾斜方向に沿って進退可能に設けられてはいるものの、第１加締め治具１４３全体としては、水平方向に延在する貫通孔１４０ｂに沿って進退自在とされている。つまりは、第１加締め治具１４３の移動方向は水平面内に限定されている。それゆえ、結果的には、サーボシリンダ１４４の伸張によって案内部材１４５が下降された場合、図１６（ａ）において矢印ＡＲ２５にて示すように被ガイド部１４３ｂがガイド面１４６に沿って相対的に上昇させられながら、第１加締め治具１４３は、矢印ＡＲ２６にて示すように貫通孔１４０ｂ内を内筒６の側に向けて移動し、サーボシリンダ１４４が所定の距離ΔＺ伸張すると、図１６（ｂ）に示すように、その爪部１４３ａが内筒６の外周面に当接することになる。
【０１１８】
なお、図１６に示すように、それぞれの第１加締め治具１４３が有する爪部１４３ａの先端は、内筒６の形状に応じた湾曲面となっているので、爪部１４３ａが内筒６に当接する場合には、その湾曲面全体が内筒６に当接される。
【０１１９】
また、図１６（ｂ）に示すように、それぞれの爪部１４３ａが内筒６の外周面に当接する際の当接位置（高さ位置）は、ワッシャー７の直上の位置である。本実施の形態に係る製造装置１００においては、係る位置関係がみたされるように、本封止工程においてワッシャー７に対して加えられる第２の力Ｆ２や、第１加締め治具１４３の爪部１４３ａの形状を含めた加締め治具移動機構１４３ｍの構成や動作態様などが、定められている。
【０１２０】
そして、図１７に示すように、第１加締め治具１４３の爪部１４３ａが内筒６の外周面に当接した後も、矢印ＡＲ２７にて示すように、サーボシリンダ１４４を鉛直下方に伸張させると、爪部１４３ａによって内筒６が押圧される。これにより内筒６が外周側から加締められ、図１８に示すように、内筒６の外周面であってワッシャー７の直上位置には凹部６ａが形成される（ステップＳ４１）。これによって筒状体３０内の環装部品は完全に拘束される。なお、図１６に示したように、第１加締め治具１４３は四方にのみ存在するので、凹部６ａは必ずしも内筒６の周方向全体にわたって一様にかつ連続的に形成されるわけではない。
【０１２１】
凹部６ａが形成されると、図１８において矢印ＡＲ２８にて示すようにサーボシリンダ１４４が鉛直上方へと短縮される。これに伴い、内筒６を押圧していた第１加締め治具１４３も矢印ＡＲ２９にて示すように退避させられる（ステップＳ４２）。
【０１２２】
第１加締め治具１４３が退避されると、載置台昇降機構１４１ｍが再び作動して、矢印ＡＲ３０にて示すように、パレット載置台１４１を初期位置まで下降させる（ステップＳ４３）。図１９は、パレット載置台１４１を初期位置まで下降させた後の様子を示している。
【０１２３】
そして、パレット受渡機構１１３によって、一次加締め後の中間体４０αを保持する搬送パレット１１１がパレット載置台１４１からパレット移動機構１１２に受け渡される（ステップＳ４４）。すなわち、搬送パレット１１１は再び第３受渡位置Ｐｏｓ３に配置される。これにより本封止工程及びこれに続く一次加締め工程が終了する。
【０１２４】
＜二次加締め（増し締め）＞
本封止／加締め処理部１４０において本封止と一次加締めがなされた中間体４０αは、増し締め処理部１５０において行われる二次加締め（増し締め）工程（図３のステップＳ５）に供される。二次加締め工程は、筒状体３０内における環装部品の拘束をより確実化させるために行う工程である。
【０１２５】
図２０は、二次加締め工程のより具体的な手順を示す図である。図２１は、増し締め処理部１５０の構成を概略的に示す側面図（一部断面図）である。また、図２２、図２３、図２４および図２５は、二次加締め工程の途中の様子を段階的に示す図である。
【０１２６】
増し締め処理部１５０は、パレット載置台１５１と、増し締め補助治具１５２と、第２加締め治具１５３とを主に備える。
【０１２７】
図２１は、中間体４０αを保持（載置固定）する搬送パレット１１１がパレット載置台１５１に載置された状態を示している。なお、図２１においても、図８と同様、センサ素子１０の厚み方向が図面視左右方向となるように、中間体４０αが組立姿勢にて載置固定される様子を示している。また、以降においては、中間体４０αが載置固定されている搬送パレット１１１がパレット載置台１５１に載置固定された状態を単に、中間体４０αがパレット載置台１５１に固定された状態とも称する。
【０１２８】
増し締め処理部１５０は、上述した本封止／加締め処理部１４０と類似する構成を有する。すなわち、パレット載置台１５１および載置台昇降機構１５１ｍは、本封止／加締め処理部１４０のパレット載置台１４１および載置台昇降機構１４１ｍと同様の構成を有する。また、増し締め処理部１５０は、パレット載置台１５１の上方位置に、鉛直方向に延在する支軸１５０ｓを有しており、該支軸１５０ｓの下端部は下方に開口する空隙部１５０ａとなっている。そして、増し締め補助治具１５２は、該空隙部１５０ａに突出する態様にて支軸１５０ｓに固設されている。これらの構成は、本封止／加締め処理部１４０における支軸１４０ｓ、空隙部１４０ａ、本封止治具１４２の構成態様と同様である。
【０１２９】
ただし、増し締め補助治具１５２の当接部１５２ａの高さ位置は、ワッシャー７が該当接部１５２ａに当接した状態において、中間体４０αを構成する圧粉体９ａの高さ位置が、第２加締め治具１５３の爪部１５３ａの高さ位置と一致するように、定められている。これにより、増し締め補助治具１５２の支軸１５０ｓからの突出長さは、本封止治具１４２の支軸１４０ｓからの突出長さよりもよりも小さくなっている。
【０１３０】
また、第２加締め治具１５３（爪部１５３ａ、被ガイド部１５３ｂ）、該第２加締め治具１５３が配置される貫通孔１５０ｂ、および、第２加締め治具１５３を水平面内において移動させるための加締め治具移動機構１５３ｍの構成（サーボシリンダ１５４、案内部材１５５、ガイド面１５６）も、第１加締め治具１４３（爪部１４３ａ、被ガイド部１４３ｂ）、該第１加締め治具１４３が配置される貫通孔１４０ｂ、および、第１加締め治具１４３を水平面内において移動させるための加締め治具移動機構１４３ｍの構成（サーボシリンダ１４４、案内部材１４５、ガイド面１４６）と、ほぼ同様である。それゆえ、増し締め処理部１５０における構成の詳細な説明は省略する。
【０１３１】
ただし、第２加締め治具１５３の爪部１５３ａの形状と、第１加締め治具１４３の爪部１４３ａの形状とは多少異なっていてもよく、図２１ないし図２５において例示している、第２加締め治具１５３の爪部１５３ａの形状は、図１３ないし図１９において例示している第１加締め治具１４３の爪部１４３ａとは異なっている。
【０１３２】
以上のような構成を有する増し締め処理部１５０において、二次加締め（増し締め）工程を行うにあたっては、まず、第３受渡位置Ｐｏｓ３において本封止／加締め処理部１４０から受け渡された、中間体４０αを保持（載置固定）する搬送パレット１１１が、パレット移動機構１１２によって第４受渡位置Ｐｏｓ４に配置されたうえで、パレット受渡機構１１３によって図２１に示すように、中間体４０αともども増し締め処理部１５０のパレット載置台１５１に載置固定される（ステップＳ５１）。
【０１３３】
係る載置固定がなされると、載置台昇降機構１５１ｍが作動し、中間体４０αが固定されたパレット載置台１５１が、図２１において矢印ＡＲ３１にて示すように上昇される。パレット載置台１５１が上昇を続けるとやがて、図２２に示すように、中間体４０αのワッシャー７が増し締め補助治具１５２の当接部１５２ａに当接する（ステップＳ５２）。このとき、センサ素子１０は空隙部１５２ｂに収容されている。
【０１３４】
係る態様にてワッシャー７が当接部１５２ａに当接すると、図２２において矢印ＡＲ３２にて示すように、加締め治具移動機構１５３ｍにおいてサーボシリンダ１５４を鉛直下方に伸張させる。すると、矢印ＡＲ３３にて示すように、第２加締め治具１５３は貫通孔１５０ｂ内を内筒６の側に向けて移動し、やがては図２３に示すように、その爪部１５３ａが、圧粉体９ａの側方位置において内筒６の外周面に当接することになる。
【０１３５】
そして、爪部１５３ａが内筒６の外周面に当接した後も矢印ＡＲ３４にて示すようにサーボシリンダ１５４を鉛直下方に伸張させると、爪部１５３ａによって内筒６が押圧される。これにより内筒６が外周側から加締められ、図２４に示すように、内筒６の外周面には圧粉体９ａの側方位置に凹部６ｂが形成される（ステップＳ５３）。係る凹部６ｂが形成されることで、筒状体３０内における環装部品の拘束がより確実化されることになる。そして、係る凹部６ｂの形成により、組立体４０が組み立てられたことになる。
【０１３６】
凹部６ｂが形成されると、図２４において矢印ＡＲ３５にて示すようにサーボシリンダ１５４が鉛直上方へと短縮される。これに伴い、内筒６を押圧していた第２加締め治具１５３も矢印ＡＲ３６にて示すように退避させられる（ステップＳ５４）。
【０１３７】
第２加締め治具１５３が退避されると、載置台昇降機構１５１ｍが再び作動して、矢印ＡＲ３７にて示すように、パレット載置台１５１を初期位置まで下降させる（ステップＳ５５）。図２５は、パレット載置台１４１を初期位置まで下降させた後の様子を示している。
【０１３８】
そして、パレット受渡機構１１３によって、組立体４０を保持する搬送パレット１１１がパレット載置台１５１からパレット移動機構１１２に受け渡される（ステップＳ５６）。すなわち、搬送パレット１１１は再び第４受渡位置Ｐｏｓ４に配置される。これにより二次加締め（増し締め）締め工程が終了する。その後、組立体４０は、後段の工程に供されるべく、組立品待機部１７０に受け渡される。
【０１３９】
＜二段階封止の効果＞
次に、上述の態様にて行う二段階封止の効果について、封止を一段階のみ行う場合（以下、対比例）との対比により説明する。図２６は、対比例における気密封止の手順を示す図である。
【０１４０】
対比例における手順のうち、ステップＳ１００１からステップＳ１００４は、図３あるいは図７に示した本実施の形態に係る二段階封止の場合のステップＳ１と、ステップＳ２の一部であるステップＳ２１〜Ｓ２３と同じである。
【０１４１】
しかしながら、以降の工程については両者は相違する。対比例の場合、二段階封止の場合であれば仮封止を行う段階で早くも、気密化のための封止工程を行う（ステップＳ１００５）。しかも、係る封止工程は、素子位置決めピンを退避させることなく行う。そして、係る封止工程に続いて一次加締め工程（ステップＳ１００６）を行った後、素子位置決めピンを退避させ（ステップＳ１００７）、最後に、二段階封止の場合と同様、二次加締め工程が行われる（ステップＳ１００８）。
【０１４２】
図２７は、係る対比例における封止の様子を示す模式断面図およびその部分拡大図である。なお、対比例における封止は、本実施の形態における仮封止処理部１３０と同様の構成を有する処理部にて実施されるので、以下においては便宜上、仮封止処理部１３０の構成要素を用いて封止の様子を説明する。ただし、図２７においては搬送パレット１１１が載置されるパレット載置台１３１を省略している。また、以下の説明においては仮封止治具１３４を単に封止治具１３４とも称する。
【０１４３】
対比例における封止は、図２７（ａ）に示すように、センサ素子１０を素子位置決めピン１３２に当接させた状態で、図示しない封止治具昇降機構１３４ｍが、矢印ＡＲ３８にて示すように、封止治具１３４をワッシャー７に対し中間体４０αの上方から鉛直下方に向けて当接させることによって実現される。対比例における封止が素子位置決めピン１３２を退避させることなくセンサ素子１０を当接させた状態で行われるのは、前もってセンサ素子１０の位置決めを行うことなくいきなり封止を行うので、センサ素子１０の位置決めについても封止に併せて行う必要があるからである。また、係る位置決めを行う要請から、素子位置決めピン１３２は、図２７（ａ）に示すようにセンサ素子１０の突き出し長がｔ０となるように配置される。
【０１４４】
また、対比例における封止の際に封止治具１３４がワッシャー７に対し印加する力Ｆａの大きさは、上述した二段階封止における本封止と同様、気密封止を実現する必要から、本封止の際に印加する力Ｆ２と同程度であることが求められる。このような力Ｆａがワッシャー７に作用すると、セラミックサポータ８ａ、８ｂを介して圧粉体９ａ、９ｂにも係る力Ｆａが圧縮力として作用する。これにより、圧粉体９ａ、９ｂは圧縮され、その結果、被測定ガス空間と基準ガス空間との間が気密封止される。
【０１４５】
ただし、対比例の場合、センサ素子１０の最下端部が素子位置決めピン１３２と接触しているために、図２７（ｂ）に示すように、センサ素子１０の第１先端部１０ａにも力Ｆａと同程度の力Ｆｂが作用する。センサ素子１０の長手方向に垂直な断面は、ワッシャー７等の環装部品の断面よりも小さいため、第１先端部１０ａに作用する圧力は環装部品に作用する圧力よりも大きくなる。それゆえ、対比例の場合、センサ素子１０の強度が力Ｆｂに耐えきれず、センサ素子１０に欠けや割れが生じる不具合が起こり得る。
【０１４６】
これに対し、本実施の形態で行う二段階封止の場合、仮封止の際にはセンサ素子１０の最下端部は素子位置決めピン１３４と当接してはいるものの、仮封止の際に圧粉体を圧縮するために加える力Ｆ１は、気密性を確保するために行う本封止の際に加える力Ｆ２よりも十分小さい。また、本封止の際は、センサ素子１０の最下端部は素子位置決めピン１３４とは当接していないので、対比例の場合とは異なり、気密封止に際してセンサ素子１０の第１先端部１０ａに強い力が作用することもない。それゆえ、本実施の形態で行う二段階封止の場合、センサ素子１０に欠けや割れが生じることはない。よって、本実施の形態の場合、組立体４０の気密封止の際にセンサ素子１０において欠けや割れが原因となった不具合が発生することを、確実に防ぐことができる。
【０１４７】
しかも、仮封止の際の素子位置決めピンの配置位置と、仮封止の際に圧粉体に作用させる力Ｆ１と、本封止の際に圧粉体に作用させる力Ｆ２とを、好適に定めることで、センサ素子を所望の位置に適切に固定することもできる。
【０１４８】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、ガスセンサの組立途中において行う、圧粉体の圧縮によってセンサ素子を位置決め固定するとともにセンサ素子の両端側の空間を気密に封止する工程を、センサ素子の位置決めを主たる目的とする仮封止（一次圧縮）と、係る仮封止に続いて素子位置決めピンを用いることなく行う本封止（二次圧縮）との二段階で行うようにすることで、センサ素子に欠けや割れを生じさせることなく、筒状体の内部においてセンサ素子を固定しつつ気密封止することができる。
【０１４９】
また、素子位置決めピンの配置を、本封止の際のセンサ素子の位置ずれを考慮してさだめることで、センサ素子に欠けや割れを生じさせることなく、筒状体の内部においてセンサ素子を所望の位置に固定しつつ気密封止することができる。
【実施例】
【０１５０】
（実施例１）
本封止の際に気密封止を実現するために必要な力（荷重）を評価するべく、中間体４０αとして、センサ素子１０の長手方向に垂直な断面のサイズが４．２５ｍｍ×１．４５ｍｍでありワッシャー７、セラミックサポータ８ａ、８ｂ、８ｃ、圧粉体９（９ａ、９ｂ）の外径がそれぞれ８．９ｍｍ、８．８５ｍｍ、８．７ｍｍ、８．７ｍｍ、８．９ｍｍであるものを複数用意し、それぞれについて相異なる封止条件で封止を行うことにより５通りの評価用の組立体を作製したうえで、それぞれの組立体についてリーク試験を行った。
【０１５１】
組立体の作製は、素子位置決めピン１３２を使用しなかったほかは図２６に示す対比例と同様の手順にて行った。なお、素子位置決めピン１３２を用いず、かつ仮封止を行っていないのは、圧粉体９による固定がなされる限りにおいて、センサ素子１０が固定される位置はリーク量に影響しないと考えられるからである。
【０１５２】
封止の際に（仮）封止治具１３４がワッシャー７に対し印加する荷重を４５０ｋｇｆ、５００ｋｇｆ、５５０ｋｇｆ、６００ｋｇｆ、６５０ｋｇｆの５水準に違えた。その際、（仮）封止治具１３４としては、当接部１３４ａの内径が６．２ｍｍで外径が７．７ｍｍのものを用いた。
【０１５３】
図２８は、リーク試験の様子を概略的に示す図である。リーク試験は、図２８に示すようにセンサ素子１０の第１先端部１０ａ側が鉛直下方となる姿勢にて評価用の組立体に付随する固定ボルト３を試験用固定台１９０に螺合することによって、組立体を試験用固定台１９０に固定した状態で、試験用固定台１９０の下方から矢印ＡＲ３９にて示すようにエアーを流し、そのときに第２先端部１０ｂの近傍において生じる、矢印ＡＲ４０にて示すような評価用の組立体の内部からのエアーの流量をリーク量として求めることにより行った。
【０１５４】
なお、試験用固定台１９０にはシールゴム１９１が備わっており、固定ボルト３が試験用固定台１９０に螺合された状態においてハウジング５のフランジ部５ｂと試験用固定台１９０との間をシールするようになっている。これにより、リーク試験に際しエアーの流路は組立体内部のみとなっている。
【０１５５】
リーク試験時に流すエアーの圧力は０．４ＭＰａとし、また、リーク量が０．１０ｃｍ３／ｍｉｎ．以下であれば、気密封止は良好に実現されているものと判断した。なお、この０．１０ｃｍ３／ｍｉｎ．というしきい値は、ガスセンサ１の内部に対する被測定ガスのリーク量の上限値である。仮にガスセンサ１の内部に対する被測定ガスのリークがあったとしても、リーク量がこの値以下であるならば、ガス成分の濃度測定には影響しない。
【０１５６】
図２９は、上述した条件のもとで行ったリーク試験における封止荷重とエアーのリーク量との関係を示す図である。図２９からは、ばらつきを考慮しても、封止荷重が４００ｋｇｆ以上であれば、リーク量は０．１０ｃｍ３／ｍｉｎ．以下となることが見込まれる。
【０１５７】
（実施例２）
仮封止の実効性を確認するべく、実施例１に用いたものと同じ条件にて作製された中間体４０αについて、圧粉体９によるセンサ素子１０の固定に必要な荷重と、センサ素子１０に欠けが発生する荷重との評価を行った。
【０１５８】
具体的には、組立体の作製手順のうち、ステップＳ１とステップ２の一部であるステップＳ２１からステップＳ２４までを、封止荷重を８水準に違えつつ行い、センサ素子１０の固定の可否と、各水準における欠けの発生頻度とを評価した。各水準における封止荷重は、５ｋｇｆ、１０ｋｇｆ、２０ｋｇｆ、４０ｋｇｆ、８０ｋｇｆ、１００ｋｇｆ、１８０ｋｇｆ、および３００ｋｇｆとした。
【０１５９】
評価は、各水準について５個の中間体４０αを対象に行った。（仮）封止治具１３４は実施例１と同じものを用いた。素子位置決めピン１３２としては、直径が１．５ｍｍの円柱状の部材を用い、突き出し長ｔ１が１５ｍｍとなるように配置した。
【０１６０】
各水準における封止荷重と、センサ素子１０の固定の成否と、センサ素子１０における欠けの発生頻度とを表１に一覧にして示す。なお、本実施例においては、１５ｍｍという突き出し長ｔ１が維持されていればセンサ素子１０は固定されていると判断し、表１においては、「ＯＫ」と示している。一方、１５ｍｍという突き出し長ｔ１が維持されていなければセンサ素子１０は固定されていないと判断し、表１においては、「ＮＧ」と示している。
【０１６１】
【表１】
0006650311.tif 000002
【０１６２】
表１に示すように、センサ素子１０は、封止荷重が１０ｋｇｆ以上の場合には好適に固定された。一方、封止荷重が５ｋｇｆの場合には固定されず、それゆえ、封止荷重が５ｋｇｆの場合については、欠けの発生について評価することができなかった。
【０１６３】
一方、欠け発生頻度についてみれば、封止荷重が１０ｋｇｆ以上８０ｋｇｆ以下の場合には欠けは発生しなかったが、１００ｋｇｆ以上では欠けが発生した。
【０１６４】
以上の結果からは、封止荷重が１０ｋｇｆ以上８０ｋｇｆ以下であれば、欠けを発生させることなくセンサ素子１０を固定できることがわかる。
【０１６５】
（実施例３）
本実施例では、仮封止後の突き出し長ｔ１と本封止後の突き出し長ｔ２との相関について評価した。
【０１６６】
具体的には、仮封止時の突き出し長ｔ１（つまりは素子位置決めピン１３２の配置位置）と、仮封止時および本封止時の封止荷重とを種々に違えつつ、図３に示す手順にて評価用の組立体を作製し、本封止後の突き出し長ｔ２とを評価した。
【０１６７】
図３０は、本封止後の突き出し長ｔ２を仮封止時の突き出し長ｔ１に対してプロットした図である。図３０に示すように、各データ点は直線状に分布した。係る分布に基づいて回帰直線を求めると、
ｔ２＝１．０３５８ｔ１＋１．３１７４  ・・・（１）
という関係式が得られるとともに、相関係数Ｒについて
Ｒ２＝０．９９７  ・・・（２）
なる値が得られた。すなわち、本封止後の突き出し長ｔ２と仮封止時の突き出し長ｔ１との間には強い相関関係（線型関係）があることが確認された。この結果は、仮封止時の突き出し長ｔ１を管理することで、本封止後の突き出し長ｔ２を管理することができることを指し示している。
【符号の説明】
【０１６８】
１  ガスセンサ
５  ハウジング
６  内筒
６ａ、６ｂ  凹部
７  ワッシャー
８（８ａ、８ｂ、８ｃ）  セラミックサポータ
９（９ａ、９ｂ）  圧粉体
１０  センサ素子
３０  筒状体
３１  部品環装体
４０α  中間体
４０  組立体
１００  製造装置
１１１  搬送パレット
１１１ａ  嵌合部
１１１ｂ  孔部
１３１、１４１、１５１  パレット載置台
１３１ａ、１４１ａ、１５１ａ  パレット嵌合部
１３１ｂ  （パレット載置台の）孔部
１３２  素子位置決めピン
１３３Ａ  第１調整治具
１３３Ｂ  第２調整治具
１３４  仮封止治具
１４２  本封止治具
１４３  第１加締め治具
１４４、１５４  サーボシリンダ
１４５、１５５  案内部材
１４６、１５６  ガイド面
１５２  増し締め補助治具
１５３  第２加締め治具
１９０  試験用固定台
１９１  シールゴム
ＷＨ  ワイヤーハーネス
【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】
0006650311.tif 000019
【図１８】
0006650311.tif 000020
【図１９】
0006650311.tif 000021
【図２０】
0006650311.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
0006650311.tif 000024
【図２３】
0006650311.tif 000025
【図２４】
0006650311.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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