(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着されるためのねじ部、及び前記ねじ部よりも前記センサ素子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングとを備えたガスセンサが、前記被取付部に前記ハウジングが螺着されることにより取り付けられているガスセンサ取付構造体であって、
８５０℃（１１２３Ｋ）における前記ハウジングの緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、
下記式（５）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ５が３１μｍ以下であることを特徴とするガスセンサ取付構造体。
【数１】
0003866134.tif 000011
（但し、Ｘ５は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ１はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ２はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、α１は被取付部の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α２はハウジングの熱膨張係数（×１０−６／℃）を示す。）
【請求項２】
ガスケットを介して前記シール部が形成されているとともに、
前記間隙の予想値Ｘ６が下記式（６）に従って算出される請求項１に記載のガスセンサ取付構造体。
【数２】
0003866134.tif 000012
（但し、Ｘ６は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ１はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ２はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ３はガスケットの厚さ（μｍ）、α１は被取付部の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α２はハウジングの熱膨張係数（×１０−６／℃）、α３はガスケットの熱膨張係数（×１０−６／℃）を示す。）
【請求項３】
前記ガスケットを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種である請求項２に記載のガスセンサ取付構造体。
【請求項４】
所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、前記センサ素子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着されるためのねじ部を有するとともに前記ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転部材と、を備えたガスセンサが、前記回転部材が螺着されることにより前記被取付部に取り付けられているガスセンサ取付構造体であって、
８５０℃（１１２３Ｋ）における前記回転部材の緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、
下記式（７）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ７が３１μｍ以下であることを特徴とするガスセンサ取付構造体。
【数３】
0003866134.tif 000013
（但し、Ｘ７は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ１はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ４はねじ部の下端から上端までの長さ（μｍ）、Ｌ５はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α１は被取付部の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α４は回転部材の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α５はハウジングの熱膨張係数（×１０−６／℃）を示す。）
【請求項５】
ガスケットを介して前記シール部が形成されているとともに、前記間隙の予想値Ｘ８が下記式（８）に従って算出される請求項４に記載のガスセンサ取付構造体。
【数４】
0003866134.tif 000014
（但し、Ｘ８は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ１はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ３はガスケットの厚さ（μｍ）、Ｌ４はねじ部の上端から下端までの長さ（μｍ）、Ｌ５はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α１は被取付部の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α３はガスケットの熱膨張係数（×１０−６／℃）、α４は回転部材の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α５はハウジングの熱膨張係数（×１０−６／℃）を示す。）
【請求項６】
前記ガスケットを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種である請求項５に記載のガスセンサ取付構造体。
【請求項７】
前記回転部材を構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種である請求項３〜５のいずれか一項に記載のガスセンサ取付構造体。
【請求項８】
前記ハウジングを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種である請求項１〜７のいずれか一項に記載のガスセンサ取付構造体。
【請求項９】
所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着するためのねじ部、及び前記ねじ部よりも前記センサ素子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、を備えたガスセンサを、前記ハウジングを螺着することにより前記被取付部に取り付けるガスセンサ取付方法であって、
８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上となるように、かつ、
下記式（９）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ９が３１μｍ以下となるように前記ハウジングを螺着することを特徴とするガスセンサ取付方法。
【数５】
0003866134.tif 000015
（但し、Ｘ９は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ１はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ２はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、α１は被取付部の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α２はハウジングの熱膨張係数（×１０−６／℃）を示す。）
【請求項１０】
ガスケットを介して前記シール部を形成するとともに、
下記式（１０）に従って算出される前記間隙の予想値Ｘ１０が３１μｍ以下となるように前記ハウジングを螺着する請求項９に記載のガスセンサ取付方法。
【数６】
0003866134.tif 000016
（但し、Ｘ１０は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ１はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ２はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ３はガスケットの厚さ（μｍ）、α１は被取付部の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α２はハウジングの熱膨張係数（×１０−６／℃）、α３はガスケットの熱膨張係数（×１０−６／℃）を示す。）
【請求項１１】
所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、前記センサ素子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着するためのねじ部を有するとともに前記ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転部材とを備えたガスセンサを、前記回転部材を螺着することにより前記被取付部に取り付けるガスセンサ取付方法であって、
８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上となるように、かつ、
下記式（１１）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ１１が３１μｍ以下となるように前記回転部材を螺着することを特徴とするガスセンサ取付方法。
【数７】
0003866134.tif 000017
（但し、Ｘ１１は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ１はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ４はねじ部の下端から上端までの長さ（μｍ）、Ｌ５はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α１は被取付部の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α４は回転部材の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α５はハウジングの熱膨張係数（×１０−６／℃）を示す。）
【請求項１２】
ガスケットを介して前記シール部を形成するとともに、
下記式（１２）に従って算出される前記間隙の予想値Ｘ１２が３１μｍ以下となるように前記ハウジングを螺着する請求項１１に記載のガスセンサ取付方法。
【数８】
0003866134.tif 000018
（但し、Ｘ１２は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ１はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ３はガスケットの厚さ（μｍ）、Ｌ４はねじ部の上端から下端までの長さ（μｍ）、Ｌ５はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α１は被取付部の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α３はガスケットの熱膨張係数（×１０−６／℃）、α４は回転部材の熱膨張係数（×１０−６／℃）、α５はハウジングの熱膨張係数（×１０−６／℃）を示す。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスセンサ、ガスセンサ取付構造体、及びガスセンサ取付方法に係り、更に詳しくは、高温条件下、例えば車両等に実装した場合に曝され得る高温条件下等で使用する場合であっても被取付部から脱落し難いガスセンサと、これを取り付けたガスセンサ取付構造体、及びガスセンサ取付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の排気管（配管）には、排気ガス中の所定のガス成分（例えば、ＮＯX）を検出するために、各種のガスセンサが取り付けられている。この種のガスセンサは、一般的には図１に示すように、所定の配管６に取り付けられる。
【０００３】
即ち、ガスセンサ１０は、例えばＮＯXを検出する機能を有するセンサ素子１と、このセンサ素子１をその内部に収納するとともに、その外部にはねじ部２、及び被取付部（ボス７）の所定箇所と接触することによりシール部３を形成し得るシール面４を有するハウジング５とを備えている。また、ガスセンサ１０が取り付けられる配管６には、ハウジング５のねじ部２に螺合し得るねじ溝を有するボス７が固着されており、このボス７にハウジング５が螺合されることにより、ガスセンサ１０が配管６に取り付けられる。なお、ガスセンサ１０が取り付けられるに際しては、図２に示すように、シール面４にガスケット８が配され、シール部３が形成される場合もある。
【０００４】
また、図３に示すように、ハウジング５自体を回転させることなく、ハウジング５の外部に、その中心軸と同心に回転可能な回転部材（回転式ヘキサゴン１５）が配され、これがねじ込まれることによってシール面４がボス７に押し付けられ、ガスセンサ１０が取り付けられる構成とする場合もある。また、図２に示す場合と同じく、回転式ヘキサゴン１５が用いられる構成であっても、シール面４にガスケット８が配されてシール部３が形成される場合もある（図４）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、適当な締付けトルクによりハウジングが螺着され、ガスセンサが被取付部に取り付けられていても、配管自体が高温となり、このガスセンサを取り付けた箇所が高温に曝される場合がある。例えば、自動車の排気管にガスセンサを取り付けて用いる場合、ガスセンサの取付箇所は８００〜９００℃の高温に曝されることとなる。このとき、ボスを構成する材質とハウジングやガスケットを構成する材質の組み合わせによっては、高温条件下において、これらの材質の熱膨張係数の大小関係に起因して、シール部に間隙が形成され易くなる。
【０００６】
シール部において前述の間隙が形成されると、この間隙の増大に伴い、ねじの締付け力が徐々に低下する。このように、ねじの締付け力が低下した状態のままガスセンサの使用を継続すると、ガスセンサが配管から脱落する可能性がある。特に、継続的又は断続的に振動が加わる設置環境下においてガスセンサを使用する場合には、ガスセンサの脱落の可能性が高まるため、このような不具合を解消するための対策が必要とされている。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高温条件下、例えば車両等に実装した場合に曝され得る高温条件下等に設置・使用される場合であってもねじの締付け力が低下し難く、更に振動が加えられる場合にも取り付けられた配管等から脱落し難いガスセンサ、このガスセンサが取り付けられたガスセンサ取付構造体、及びガスセンサ取付方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着されるためのねじ部、及び前記ねじ部よりも前記センサ素子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、を備えたガスセンサであって、前記ハウジングが前記被取付部に螺着された場合の、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、下記式（１３）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ1が３１μｍ以下であることを特徴とするガスセンサが提供される。
【０００９】
【数１３】
Ｘ1（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）｝×１１２３      …（１３）
（但し、Ｘ1は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００１０】
本発明においては、シール面にガスケットを備えるとともに、間隙の予想値Ｘ2が下記式（１４）に従って算出されることが好ましい。本発明においては、ガスケットを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００１１】
【数１４】
Ｘ2（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）−（Ｌ3×α3）｝×１１２３…（１４）
（但し、Ｘ2は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００１２】
また、本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、前記センサ素子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着されるためのねじ部を有するとともに、前記ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転部材と、を備えたガスセンサであって、前記回転部材が前記被取付部に螺着されることにより前記ガスセンサが前記被取付部に取り付けられた場合の、８５０℃（１１２３Ｋ）における前記回転部材の緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、下記式（１５）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ3が３１μｍ以下であることを特徴とするガスセンサが提供される。
【００１３】
【数１５】
Ｘ3（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ4×α4）−（Ｌ5×α5）｝×１１２３…（１５）
（但し、Ｘ3は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の下端から上端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００１４】
本発明においては、シール面にガスケットを備えるとともに、間隙の予想値Ｘ4が下記式（１６）に従って算出されることが好ましい。
【００１５】
【数１６】
0003866134.tif 000002
（但し、Ｘ4は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の上端から下端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００１６】
本発明においては、ガスケットを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。本発明においては、回転部材を構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましく、ハウジングを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着されるためのねじ部、及び前記ねじ部よりも前記センサ素子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングとを備えたガスセンサが、前記被取付部に前記ハウジングが螺着されることにより取り付けられているガスセンサ取付構造体であって、８５０℃（１１２３Ｋ）における前記ハウジングの緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、下記式（１７）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ5が３１μｍ以下であることを特徴とするガスセンサ取付構造体が提供される。
【００１８】
【数１７】
Ｘ5（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）｝×１１２３      …（１７）
（但し、Ｘ5は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００１９】
本発明においては、ガスケットを介して前記シール部が形成されているとともに、間隙の予想値Ｘ6が下記式（１８）に従って算出されることが好ましい。本発明においては、ガスケットを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００２０】
【数１８】
Ｘ6（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）−（Ｌ3×α3）｝×１１２３…（１８）
（但し、Ｘ6は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００２１】
また、本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、前記センサ素子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着されるためのねじ部を有するとともに、前記ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転部材とを備えたガスセンサが、前記回転部材が螺着されることにより前記被取付部に取り付けられているガスセンサ取付構造体であって、８５０℃（１１２３Ｋ）における前記回転部材の緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、下記式（１９）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ7が３１μｍ以下であることを特徴とするガスセンサ取付構造体が提供される。
【００２２】
【数１９】
Ｘ7（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ4×α4）−（Ｌ5×α5）｝×１１２３…（１９）
（但し、Ｘ7は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の下端から上端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００２３】
本発明においては、ガスケットを介して前記シール部が形成されているとともに、前記間隙の予想値Ｘ8が下記式（２０）に従って算出されることが好ましい。
【００２４】
【数２０】
Ｘ8（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ3×α3）−（Ｌ4×α4）−（Ｌ5×α5）｝×１１２３      …（２０）
（但し、Ｘ8は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の上端から下端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００２５】
本発明においては、ガスケットを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。本発明においては、回転部材を構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましく、ハウジングを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００２６】
また、本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着するためのねじ部、及び前記ねじ部よりも前記センサ素子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングとを備えたガスセンサを、前記ハウジングを螺着することにより前記被取付部に取り付けるガスセンサ取付方法であって、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上となるように、かつ、下記式（２１）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ9が３１μｍ以下となるように前記ハウジングを螺着することを特徴とするガスセンサ取付方法が提供される。
【００２７】
【数２１】
Ｘ9（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）｝×１１２３      …（２１）
（但し、Ｘ9は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００２８】
本発明においては、ガスケットを介してシール部を形成するとともに、下記式（２２）に従って算出される間隙の予想値Ｘ10が３１μｍ以下となるようにハウジングを螺着することが好ましい。
【００２９】
【数２２】
Ｘ10（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）−（Ｌ3×α3）｝×１１２３…（２２）
（但し、Ｘ10は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００３０】
また、本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、前記センサ素子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着するためのねじ部を有するとともに、前記ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転部材とを備えたガスセンサを、前記回転部材を螺着することにより前記被取付部に取り付けるガスセンサ取付方法であって、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上となるように、かつ、下記式（２３）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ11が３１μｍ以下となるように前記回転部材を螺着することを特徴とするガスセンサ取付方法が提供される。
【００３１】
【数２３】
Ｘ11（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ4×α4）−（Ｌ5×α5）｝×１１２３…（２３）
（但し、Ｘ11は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の下端から上端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００３２】
本発明においては、ガスケットを介してシール部を形成するとともに、下記式（２４）に従って算出される前記間隙の予想値Ｘ8が３１μｍ以下となるようにハウジングを螺着することが好ましい。
【００３３】
【数２４】
0003866134.tif 000003
（但し、Ｘ12は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の上端から下端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜、設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００３５】
本発明は、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子をその内部に収納するとともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着されるためのねじ部、及びねじ部よりもセンサ素子の進入方向の前方において被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、を備えたガスセンサであり、ハウジングが前述の被取付部に螺着された場合の、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、下記式（２５）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）でシール面と被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ1が３１μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００３６】
【数２５】
0003866134.tif 000004
（但し、Ｘ1は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００３７】
図１に示すガスセンサ取付構造体を例に挙げ、本発明の実施の形態について具体的に説明する。前述の通り、図１においては、ボス７にハウジング５が螺合されることにより、ガスセンサ１０が配管６に取り付けられた状態が示されている。ここで、被取付部であるボス７の熱膨張係数（α1）とハウジング５の熱膨張係数（α2）との大小関係がα1＞α2である場合、この状態で配管６が高温になった場合を想定すると、シール部３においては間隙が形成され、ねじの締付け力が低下するが、本実施の形態のガスセンサは、被取付部の熱膨張係数（α1）、及びシール面から被取付部の上端までの長さ（Ｌ1）との関係において、この被取付部（ボス７）にハウジング５を螺着した場合の８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクの値と、前記式（２５）に従って算出される間隙の予想値Ｘ1とが所定の値であるために、ねじ部２の締付け力が適度に維持される。従って、本実施の形態のガスセンサは、高温条件下、継続的又は断続的に振動が加わる設置環境において使用された場合であっても、被取付部（ボス７）から脱落する可能性が極めて低いという効果を示す。
【００３８】
本発明にいう「緩めトルク」とは、締結物（ガスセンサ）を被取付部から取り外すのに必要なトルク、又は、締結物と被取付部との締結力を失わせるのに必要なトルク、を意味し、トルクゲージにより実際に測定される測定値である。
【００３９】
なお、脱落の可能性をより一層低減するといった観点からは、ハウジングを被取付部に螺着した場合の、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが１５Ｎ・ｍ以上であるとともに、前記式（２５）に従って算出される間隙の予想値Ｘ1が２０μｍ以下であることが好ましい。また、同様の観点から、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが２０Ｎ・ｍ以上であるとともに、前記式（２５）に従って算出される間隙の予想値Ｘ1が１５μｍ以下であることが更に好ましい。
【００４０】
本発明においては、前記緩めトルクの上限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ねじの噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け時のトルク以下であればよい。また、本発明における間隙の予想値Ｘ1の下限値についても限定はされず、前記間隙の予想値Ｘ1は理論値であるため負の値となる場合もあるが、概ね−１０μｍ以上であればよい。
【００４１】
なお、本発明のガスセンサは、図２に示すように、シール面４にガスケット８を備える構成とすることもできる。この場合、間隙の予想値Ｘ2は下記式（２６）に従って算出することができる。
【００４２】
【数２６】
Ｘ2（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）−（Ｌ3×α3）｝×１１２３…（２６）
（但し、Ｘ2は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００４３】
また、本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子をその内部に収納するとともに、その進入方向の前方において被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着されるためのねじ部を有するとともに、ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転部材と、を備えたガスセンサであって、回転部材が前記被取付部に螺着されることによりガスセンサが被取付部に取り付けられた場合の、８５０℃（１１２３Ｋ）における回転部材の緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、下記式（２７）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）でシール面と被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ3が３１μｍ以下であることを特徴とするガスセンサが提供される。以下、図３に示すガスセンサ取付構造体を例に挙げて説明する。
【００４４】
【数２７】
Ｘ3（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ4×α4）−（Ｌ5×α5）｝×１１２３…（２７）
（但し、Ｘ3は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の下端から上端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００４５】
前述の通り、図３においては、ハウジング５自体を回転させることなく、ハウジング５の外部に、その中心軸と同心に回転可能な回転部材（回転式ヘキサゴン１５）が配され、これがねじ込まれることによってシール面４がボス７に押し付けられ、ガスセンサ１０が取り付けられる状態が示されている。なお、被取付部であるボス７の熱膨張係数（α1）とハウジング５及び回転部材（回転式ヘキサゴン１５）の熱膨張係数（α4、α5）との大小関係がα1＞α4、α1＞α5である場合、この状態で配管６が高温になった場合を想定すると、シール部３においては間隙が形成され、ねじ部の締付け力が低下するが、本実施の形態のガスセンサは、被取付部の熱膨張係数（α1）、及びシール面から被取付部の上端までの長さ（Ｌ1）との関係において、この被取付部（ボス７）に回転部材である回転式ヘキサゴン１５を螺着した場合の８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクの値と、前記式（２７）に従って算出される間隙の予想値Ｘ3とが所定の値であるために、ねじ部の締付け力が適度に維持される。従って、本発明のガスセンサは、高温条件下、継続的又は断続的に振動が加わる設置環境において使用された場合であっても、被取付部（ボス７）から脱落する可能性が極めて低いという効果を示す。
【００４６】
なお、脱落の可能性をより一層低減するといった観点からは、回転部材を被取付部に螺着した場合の、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが１５Ｎ・ｍ以上であるとともに、前記式（２７）に従って算出される間隙の予想値Ｘ3が２０μｍ以下であることが好ましい。また、同様の観点から、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが２０Ｎ・ｍ以上であるとともに、前記式（２７）に従って算出される間隙の予想値Ｘ3が１５μｍ以下であることが更に好ましい。
【００４７】
本発明においては、前述の緩めトルクの上限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ねじの噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け時のトルク以下であればよい。また、本発明における間隙の予想値Ｘ1の下限値についても限定はされず、前記間隙の予想値Ｘ1は理論値であるため負の値となる場合もあるが、概ね−１０μｍ以上であればよい。
【００４８】
なお、本発明においては図４に示すように、シール面４にガスケット８を備える構成とすることもできる。この場合、間隙の予想値Ｘ4は下記式（２８）に従って算出することができる。
【００４９】
【数２８】
0003866134.tif 000005
（但し、Ｘ4は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の上端から下端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００５０】
本発明においては、ガスケットを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの材質は、シール部において良好なシール性を発揮し得る材質であるとともに、加工性も良好であるために好ましい。
【００５１】
また、本発明において、回転部材、及びハウジングを構成する材質としては、各々汎用の材質が好適に用いられる。具体例として、回転部材を構成する材質としてはＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種が、また、ハウジングを構成する材質としてはＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種が、各々好適に採用される。
【００５２】
また、本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子をその内部に収納するとともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着されるためのねじ部、及びねじ部よりもセンサ素子の進入方向の前方において被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングとを備えたガスセンサが、被取付部にハウジングが螺着されることにより取り付けられているガスセンサ取付構造体であり、８５０℃（１１２３Ｋ）におけるハウジングの緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、下記式（２９）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）でシール面と被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ5が３１μｍ以下であることを特徴とするガスセンサ取付構造体が提供される。以下、図１に示すガスセンサ取付構造体を例に挙げて説明する。
【００５３】
【数２９】
Ｘ5（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）｝×１１２３      …（２９）
（但し、Ｘ5は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００５４】
前述の通り、配管６が高温になった場合を想定すると、シール部３においては間隙が形成され、ねじ部３の締付け力が低下するが、本実施の形態のガスセンサ取付構造体は、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクの値と、前記式（２９）に従って算出される間隙の予想値Ｘ5とが所定の値であるために、ねじ部３の締付け力が適度に維持される。従って、本実施の形態のガスセンサ取付構造体は、高温条件下、継続的又は断続的に振動が加わる設置環境下において使用された場合であっても、ガスセンサ１０が被取付部（ボス７）から脱落する可能性が極めて低いという効果を示す。
【００５５】
なお、脱落の可能性をより一層低減するといった観点からは、８５０℃（１１２３Ｋ）におけるハウジングの緩めトルクが１５Ｎ・ｍ以上であるとともに、前記式（２９）に従って算出される間隙の予想値Ｘ5が２０μｍ以下であることが好ましい。また、同様の観点から、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが２０Ｎ・ｍ以上であるとともに、前記式（２９）に従って算出される間隙の予想値Ｘ5が１５μｍ以下であることが更に好ましい。
【００５６】
本発明においては、前記緩めトルクの上限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ねじの噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け時のトルク以下であればよい。また、本発明における間隙の予想値Ｘ1の下限値についても限定はされず、前記間隙の予想値Ｘ1は理論値であるため負の値となる場合もあるが、概ね−１０μｍ以上であればよい。
【００５７】
なお、本発明のガスセンサ取付構造体は、図２に示すように、ガスケット８を介してシール部３を形成する構造としてもよい。この場合、間隙の予想値Ｘ5は下記式（３０）に従って算出することができる。
【００５８】
【数３０】
Ｘ6（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）−（Ｌ3×α3）｝×１１２３…（３０）
（但し、Ｘ6は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００５９】
本発明においては、ガスケットを構成する材質がＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの材質は、シール部において良好なシール性を発揮し得る材質であるとともに、加工性も良好であるために好ましい。
【００６０】
また、本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子をその内部に収納するとともに、その進入方向の前方において被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着されるためのねじ部を有するとともに、ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転部材とを備えたガスセンサが、回転部材が螺着されることにより被取付部に取り付けられているガスセンサ取付構造体であって、８５０℃（１１２３Ｋ）における回転部材の緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、下記式（３１）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）で前記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ7が３１μｍ以下であることを特徴とするガスセンサ取付構造体が提供される。以下、図３に示すガスセンサ取付構造体を例に挙げて説明する。
【００６１】
【数３１】
Ｘ7（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ4×α4）−（Ｌ5×α5）｝×１１２３…（３１）
（但し、Ｘ7は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の下端から上端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００６２】
図３においては、ハウジング５自体を回転させることなく、ハウジング５の外部に、その中心軸と同心に回転可能な回転部材（回転式ヘキサゴン１５）が配され、これがねじ込まれることによってシール面４がボス７に押し付けられて、ガスセンサ取付構造体が構成されている状態が示されている。なお、被取付部であるボス７の熱膨張係数（α1）とハウジング５及び回転部材（回転式ヘキサゴン１５）の熱膨張係数（α4、α5）との大小関係がα1＞α4、α1＞α5である場合、この状態で配管６が高温になった場合を想定すると、シール部３においては間隙が形成され、ねじ部の締付け力が低下するが、本発明のガスセンサ取付構造体は、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクの値と、前記式（３１）に従って算出される間隙の予想値Ｘ7とが所定の値であるために、ねじ部の締付け力が適度に維持される。従って、本実施の形態のガスセンサ取付構造体は、高温条件下、継続的又は断続的に振動が加わる設置環境において使用された場合であっても、ガスセンサ１０が被取付部（ボス７）から脱落する可能性が極めて低いという効果を示す。
【００６３】
なお、脱落の可能性をより一層低減するといった観点からは、８５０℃（１１２３Ｋ）における回転部材の緩めトルクが１５Ｎ・ｍ以上であるとともに、前記式（３１）に従って算出される間隙の予想値Ｘ7が２０μｍ以下であることが好ましい。また、同様の観点から、８５０℃（１１２３Ｋ）における回転部材の緩めトルクが２０Ｎ・ｍ以上であるとともに、前記式（３１）に従って算出される間隙の予想値Ｘ7が１５μｍ以下であることが更に好ましい。
【００６４】
本発明においては、回転部材の緩めトルクの上限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ねじの噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け時のトルク以下であればよい。また、本発明における間隙の予想値Ｘ1の下限値についても限定はされず、前記間隙の予想値Ｘ1は理論値であるため負の値となる場合もあるが、概ね−１０μｍ以上であればよい。
【００６５】
なお、本発明のガスセンサ取付構造体は、図４に示すように、ガスケット８を介してシール部３を形成する構造としてもよい。この場合、間隙の予想値Ｘ8は下記式（３２）に従って算出することができる。このとき、ガスケットを構成する材質はＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの材質は、シール部において良好なシール性を発揮し得る材質であるとともに、加工性も良好であるために好ましい。
【００６６】
【数３２】
0003866134.tif 000006
（但し、Ｘ8は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の上端から下端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００６７】
また、本発明において、回転部材、及びハウジングを構成する材質としては、各々汎用の材質が好適に用いられる。具体例として、回転部材を構成する材質としてはＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種が、また、ハウジングを構成する材質としてはＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種が、各々好適に採用される。
【００６８】
次に、本発明のガスセンサ取付方法について説明する。本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子をその内部に収納するとともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着するためのねじ部、及びねじ部よりもセンサ素子の進入方向の前方において被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングとを備えたガスセンサを、ハウジングを螺着することにより被取付部に取り付けるガスセンサ取付方法であって、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上となるように、かつ、下記式（３３）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）でシール面と被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ9が３１μｍ以下となるようにハウジングを螺着することを特徴とするガスセンサ取付方法が提供される。以下、図１に示すガスセンサ取付構造体を例に挙げて説明する。
【００６９】
【数３３】
Ｘ9（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）｝×１１２３      …（３３）
（但し、Ｘ9は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００７０】
図１において示される、被取付部であるボス７の熱膨張係数（α1）とハウジング５の熱膨張係数（α2）との大小関係がα1＞α2である場合、この状態で配管６が高温になった場合を想定すると、シール部３においては間隙が形成され、ねじの締付け力が低下する。しかし、本発明のガスセンサ取付方法では、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクの値と、前記式（３３）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）でシール面４と被取付部（ボス７）との間に形成される間隙の予想値Ｘ9とが所定の値となるようにハウジング５を螺着するため、例えば８００〜９００℃といった高温条件下であってもシール部３において適度な面圧が維持されるガスセンサ取付構造体とすることができる。従って、高温条件下、継続的又は断続的に振動が加わる設置環境下において使用される場合であっても、ガスセンサ１０が被取付部（ボス７）から脱落する可能性が極めて低いガスセンサ取付構造体を提供することができる。
【００７１】
なお、脱落の可能性をより一層低減するといった観点からは、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが１５Ｎ・ｍ以上となるように、かつ、前記式（３３）に従って算出される間隙の予想値Ｘ9が２０μｍ以下となるようにハウジングを螺着することが好ましい。また、同様の観点から、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが２０Ｎ・ｍ以上となるように、かつ、前記式（３３）に従って算出される間隙の予想値Ｘ9が１５μｍ以下となるようにハウジングを螺着することが更に好ましい。
【００７２】
本発明においては、前記緩めトルクの上限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ねじの噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け時のトルク以下であればよい。また、本発明における間隙の予想値Ｘ1の下限値についても限定はされず、前記間隙の予想値Ｘ1は理論値であるため、負の値となる場合もあるが、概ね−１０μｍ以上であればよい。
【００７３】
なお、本発明のガスセンサ取付方法においては、図２に示すように、ガスケット８を介してシール部３を形成してもよい。この場合、間隙の予想値Ｘ10は下記式（３４）に従って算出することができる。
【００７４】
【数３４】
Ｘ10（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ2×α2）−（Ｌ3×α3）｝×１１２３…（３４）
（但し、Ｘ10は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ2はシール面からねじ部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α2はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００７５】
また、本発明によれば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子をその内部に収納するとともに、センサ素子の進入方向の前方において被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着するためのねじ部を有するとともに、ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転部材とを備えたガスセンサを、回転部材を螺着することにより被取付部に取り付けるガスセンサ取付方法であって、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上となるように、かつ、下記式（３５）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）でシール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値Ｘ11が３１μｍ以下となるように回転部材を螺着することを特徴とするガスセンサ取付方法が提供される。以下、図３に示すガスセンサ取付構造体を例に挙げて説明する。
【００７６】
【数３５】
Ｘ11（μｍ）＝｛（Ｌ1×α1）−（Ｌ4×α4）−（Ｌ5×α5）｝×１１２３…（３５）
（但し、Ｘ11は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の下端から上端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００７７】
図３においては、ハウジング５自体を回転させることなく、ハウジング５の外部に、その中心軸と同心に回転可能な回転部材（回転式ヘキサゴン１５）を配し、これをねじ込むことによってシール面４をボス７に押し付けて、ガスセンサ取付構造体を構成している状態が示されている。ここで、被取付部であるボス７の熱膨張係数（α1）とハウジング５及び回転部材（回転式ヘキサゴン１５）の熱膨張係数（α4、α5）との大小関係がα1＞α4、α1＞α5であるとき、この状態で配管６が高温になった場合を想定すると、シール部３においては間隙が形成され、ねじ部３の締付け力が低下する。
【００７８】
しかし、本発明のガスセンサ取付方法では、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクの値と、前記式（３５）に従って算出される、８５０℃（１１２３Ｋ）でシール面４と被取付部（ボス７）との間に形成される間隙の予想値Ｘ11とが所定の値となるように回転式ヘキサゴン１５を螺着するため、例えば８００〜９００℃といった高温条件下であってもシール部３において適度な面圧が維持されるガスセンサ取付構造体とすることができる。従って、高温条件下、継続的又は断続的に振動が加わる設置環境下において使用される場合であっても、ガスセンサ１０が被取付部（ボス７）から脱落する可能性が極めて低いガスセンサ取付構造体を提供することができる。
【００７９】
なお、脱落の可能性をより一層低減するといった観点からは、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが１５Ｎ・ｍ以上となるように、かつ、前記式（３５）に従って算出される間隙の予想値Ｘ11が２０μｍ以下となるように回転部材を螺着することが好ましい。また、同様の観点から、８５０℃（１１２３Ｋ）における緩めトルクが２０Ｎ・ｍ以上となるように、かつ、前記式（３５）に従って算出される間隙の予想値Ｘ11が１５μｍ以下となるように回転部材を螺着することが更に好ましい。
【００８０】
本発明においては、前記緩めトルクの上限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ねじの噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け時のトルク以下であればよい。また、本発明における間隙の予想値Ｘ1の下限値についても限定はされず、前記間隙の予想値Ｘ1は理論値であるため、負の値となる場合もあるが、概ね−１０μｍ以上であればよい。
【００８１】
なお、本発明のガスセンサ取付方法においては、図４に示すように、ガスケット８を介してシール部３を形成してもよい。この場合、間隙の予想値Ｘ12は下記式（３６）に従って算出することができる。
【００８２】
【数３６】
0003866134.tif 000007
（但し、Ｘ12は間隙の予想値（μｍ）、Ｌ1はシール面から被取付部の上端までの長さ（μｍ）、Ｌ3はガスケットの厚さ（μｍ）、Ｌ4はねじ部の上端から下端までの長さ（μｍ）、Ｌ5はシール面からねじ部の下端までの長さ（μｍ）、α1は被取付部の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α3はガスケットの熱膨張係数（×１０-6／℃）、α4は回転部材の熱膨張係数（×１０-6／℃）、α5はハウジングの熱膨張係数（×１０-6／℃）を示す。）
【００８３】
なお、本発明のガスセンサ取付方法においては、ガスケット、回転部材、及びハウジングを構成する材質として、汎用の材質について各々採用される。具体的には、ガスケットを構成する材質としてはＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種が、回転部材を構成する材質としてはＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種が、また、ハウジングを構成する材質としてはＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１からなる群より選択される少なくとも一種少なくとも一種を好適に用いることができる。
【００８４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００８５】
（ガスセンサ脱落と、緩めトルク及び間隙の予想値との関係）
表１に示す材質からなる各構成部材を用意し、室温条件下、３０Ｎ・ｍ以上の締付けトルクで回転式ヘキサゴンをボスに螺着して、図３に示す構造のガスセンサ取付構造体を作製した（試料Ｎｏ．１〜１３）。なお、シール面からボス（被取付部）の上端までの長さ（Ｌ1：ｍｍ）は表１に示す通りである。得られたガスセンサ取付構造体を８５０℃の高温条件に曝し、そのときの回転式ヘキサゴンの緩めトルク（Ｎ・ｍ）を測定した。また、用いた各部材の材質の熱膨張係数（×１０-6／℃）、及び各箇所（Ｌ1、Ｌ3〜Ｌ5）の長さ（ｍｍ）から、シール面とボスとの間に形成される間隙の予想値（μｍ）を算出した。得られた数値に対して緩めトルク（Ｎ・ｍ）をプロットしたグラフを図５に示す。更に、作製したガスセンサ取付構造体について振動試験を行い、ガスセンサ脱落の有無を確認した。結果を図５中に示す。
【００８６】
【表１】
0003866134.tif 000008
【００８７】
図５に示す結果から、８５０℃（１１２３Ｋ）における回転式ヘキサゴンの緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、間隙の予想値が３１μｍ以下である場合には、ガスセンサが被取付部であるボスから脱落しないことが判明した。即ち、ボスの材質・寸法に対して、回転式ヘキサゴン、ガスケット及びハウジングの材質・寸法を適切に選択するとともに、回転式ヘキサゴンの締付け力（緩めトルク）を適切に制御することにより、ガスセンサ脱落を事前に防止できることが判明した。
【００８８】
［緩めトルクの測定］：
以下に示す方法に従って、作製したガスセンサ取付構造体の回転式ヘキサゴン（回転部材）の緩めトルクの測定を行った。まず、ガスセンサを配管に取り付けてガスセンサ取付構造体とし、次いで、この配管の内部に８５０℃のガスを流し、ガスセンサ取付構造体を加熱する。この状態に２時間曝した後、トルクゲージにて測定した緩めトルクの値を、８５０℃における緩めトルクの値（Ｎ・ｍ）とした。
【００８９】
［振動試験］：
表２に示す試験装置及び条件により、作製したガスセンサ取付構造体についての振動試験を行った。
【００９０】
【表２】
0003866134.tif 000009
【００９１】
（実施例１〜４、比較例１、２）
表３に示す材質からなる各構成部材を用意し、室温条件下、６０Ｎ・ｍ、又は４０Ｎ・ｍの締付けトルクで回転式ヘキサゴンをボスに螺着して、図３に示す構造のガスセンサ取付構造体を作製した。得られたガスセンサ取付構造体を８５０℃の高温条件に曝し、そのときの回転式ヘキサゴンの緩めトルク（Ｎ・ｍ）を測定した。また、用いた各部材の材質の熱膨張係数（×１０-6／℃）、及び各箇所（Ｌ1、Ｌ3〜Ｌ5）の長さ（ｍｍ）から、シール面とボスとの間に形成される間隙の予想値（μｍ）を算出した。８５０℃における緩めトルクの値（Ｎ・ｍ）、及び間隙の予想値（μｍ）を表３に示す。また、間隙の予想値に対して８５０℃における緩めトルク（Ｎ・ｍ）をプロットしたグラフを図６に示す。
【００９２】
【表３】
0003866134.tif 000010
【００９３】
更に、作製したガスセンサ取付構造体について振動試験を行い、ガスセンサ脱落の有無を確認した。その結果、実施例１〜４についてはガスセンサが脱落することがなかったが、比較例１、２についてはガスセンサが脱落することが判明した（表３）。従って、図６に示すように、８５０℃（１１２３Ｋ）における回転式ヘキサゴンの緩めトルクが９Ｎ・ｍ以上であるとともに、間隙の予想値が３１μｍ以下である場合には、ガスセンサが被取付部であるボスから脱落しないことを確認することができた。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガスセンサは、この構成部材であるハウジング又は回転部材が被取付部に螺着された場合の所定の温度における緩めトルクの値、及びシール面と被取付部との間に形成される間隙の予想値が所定の値であるため、高温条件下に設置・使用される場合であってもねじの締付け力が低下し難く、更に振動が加えられる場合にも被取付部から脱落し難いといった効果を示すものである。また、本発明のガスセンサ取付構造体は、所定の温度におけるハウジング又は回転部材の緩めトルクの値、及びシール面と被取付部との間に形成される間隙の予想値が所定の値であるため、高温条件下に設置・使用される場合であってもねじの締付け力が低下し難く、更に振動が加えられる場合にも被取付部から脱落し難いといった効果を示すものである。
【００９５】
更に、本発明のガスセンサの取付方法によれば、所定の温度における緩めトルク、及びシール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値が所定の値となるようにハウジング又は回転部材を螺着するため、高温条件下、振動が加わる設置環境下において使用される場合であっても、ガスセンサが脱落する可能性が極めて低いガスセンサ取付構造体を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のガスセンサ取付構造体の実施の形態を示す部分断面図である。
【図２】  本発明のガスセンサ取付構造体の他の実施の形態を示す部分断面図である。
【図３】  本発明のガスセンサ取付構造体の他の実施の形態を示す部分断面図である。
【図４】  本発明のガスセンサ取付構造体の他の実施の形態を示す部分断面図である。
【図５】  ガスセンサ脱落と、緩めトルク（Ｎ・ｍ）及び間隙の予想値（μｍ）との関係を示すグラフである。
【図６】  実施例で作製した各ガスセンサ取付構造体について、間隙の予想値（μｍ）に対して８５０℃における緩めトルク（Ｎ・ｍ）をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
１…センサ素子、２…ねじ部、３…シール部、４…シール面、５…ハウジング、６…配管、７…ボス、８…ガスケット、１０…ガスセンサ、１５…回転式ヘキサゴン。
【図１】
0003866134.tif 000019
【図２】
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【図３】
0003866134.tif 000021
【図４】
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【図５】
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【図６】
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