特許 5944889 ガスセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5944889

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】ガスセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/409 20060101AFI20160621BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/409 100

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-507487(P2013-507487)

(86)(22)【出願日】2012年11月27日

(86)【国際出願番号】JP2012007577

(87)【国際公開番号】WO2013080513

(87)【国際公開日】20130606

【審査請求日】2015年5月21日

(31)【優先権主張番号】特願2011-260038(P2011-260038)

(32)【優先日】2011年11月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109298

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100142686

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 浩貴

(72)【発明者】

【氏名】渥美 尚勝

【審査官】 黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１００８５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２７６３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９８４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−６５５６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−１８７９６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／４０９

Ｇ０１Ｎ ２７／４１

Ｇ０１Ｎ ２７／４１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線方向に延び、先端側が被測定ガスに晒されるセンサ素子と、
前記センサ素子の後端部を後端側に突出させつつ、前記センサ素子の周囲を被う筒状の主体金具と、
前記主体金具の後端側に配置され、前記センサ素子の後端部を取り囲む外筒と、
を備え、
前記外筒の先端部には、径方向外側に突出する突出部を有し、
前記主体金具の後端部には、前記突出部よりも後端側にて径方向内側に加締められることにより屈曲形成された屈曲部を有し、
前記屈曲部と前記突出部とをパッキンを介して前記軸線方向に沿うように配置したガスセンサであって、
前記主体金具、前記外筒および前記パッキンは、Ｆｅを主成分とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料によってのみ形成されるガスセンサ。

【請求項2】

前記主体金具の材料、前記外筒の材料、及び前記パッキンの材料は、それぞれ、Ｃの含有量が、前記主体金具の材料＞前記パッキンの材料＞前記外筒の材料の関係となる請求項１に記載のガスセンサ。

【請求項3】

前記主体金具、前記外筒および前記パッキンの外表面には、亜鉛メッキ層、又はニッケルメッキ層である表面層が設けられている
請求項１又は請求項２に記載のガスセンサ。

【請求項4】

軸線方向に延び、先端側が被測定ガスに晒されるセンサ素子と、
前記センサ素子の後端部を後端側に突出させつつ、前記センサ素子の周囲を被う筒状の主体金具と、
前記主体金具の後端側に配置され、前記センサ素子の後端部を取り囲む外筒と、
を備え、
前記外筒の先端部には、径方向外側に突出する突出部を有し、
前記主体金具の後端部には、前記突出部よりも後端側にて径方向内側に加締められることにより屈曲形成された屈曲部を有し、
前記屈曲部と前記突出部とをパッキンを介して前記軸線方向に沿うように配置したガスセンサであって、
前記主体金具は、Ｆｅを主成分とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料によってのみ形成され、
前記主体金具、前記外筒および前記パッキンの外表面には、同じ腐食電位を有する表面層が設けられているガスセンサ。

【請求項5】

前記主体金具、前記外筒および前記パッキンの前記表面層は、亜鉛メッキ層又はニッケルメッキ層である
請求項４に記載のガスセンサ。

【請求項6】

前記外筒および前記パッキンは、Ｆｅを主成分とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料によってのみ形成される請求項４又は請求項５に記載のガスセンサ。

【請求項7】

前記主体金具の材料、前記外筒の材料、及び前記パッキンの材料は、それぞれ、Ｃの含有量が、前記主体金具の材料＞前記パッキンの材料＞前記外筒の材料の関係となる請求項６に記載のガスセンサ。

【請求項8】

前記主体金具は、車両用の内燃機関のエンジンヘッドに設けられた取り付け部に取り付けられる
請求項１から請求項７の何れか一つ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、ガスセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

センサ素子を保持する筒状の主体金具、主体金具の後端部の周囲に加締め固定される筒状の外筒、並びに主体金具および外筒の間をシールするパッキンとを備えるガスセンサが知られている。このようなガスセンサは、車両用など、腐食が進行しやすい環境において使用されることがある。

【0003】

そこで、主体金具の材料をステンレス鋼にすることによって、主体金具の腐食を抑制することが知られている（例えば特許文献１）。或いは、外筒を被う保護外筒部材を備える場合に、外筒の腐食の進行を抑制するために、外筒部材を、保護外筒部材よりも錆びにくい材料にしたガスセンサが知られている（例えば特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１９８４２２号公報

【特許文献2】特開２００９−２７６３３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

主体金具の材料に、特許文献１のセンサのようにステンレス鋼を採用すると、コストが高価になりがちになるという課題があった。そこで、ステンレス鋼に代えて安価な材料、例えば、Ｆｅを主成分とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料（例えば、炭素鋼）を主体金具の材料に採用することが考えられる。ところが、この材料を主体金具の材料に採用すると、ステンレス鋼を材料とする外筒およびパッキンよりも腐食電位が低いので、腐食が進行しやすくなるという課題があった。さらに、腐食が進行すると主体金具の肉厚が薄くなり、主体金具と外筒との加締め固定が緩んでしまうという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、以下の形態または適用例として実現できる。

【0007】

適用例１：軸線方向に延び、先端側が被測定ガスに晒されるセンサ素子と、
前記センサ素子の後端部を後端側に突出させつつ、前記センサ素子の周囲を被う筒状の主体金具と、
前記主体金具の後端側に配置され、前記センサ素子の後端部を取り囲む外筒と、
を備え、
前記外筒の先端部には、径方向外側に突出する突出部を有し、
前記主体金具の後端部には、前記突出部よりも後端側にて径方向内側に加締められることにより屈曲形成された屈曲部を有し、
前記屈曲部と前記突出部とをパッキンを介して前記軸線方向に沿うように配置したガスセンサであって、
前記主体金具、前記外筒および前記パッキンは、Ｆｅを主成分とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料によってのみ形成されることを要旨とする。

【0008】

なお、本発明において、「主成分」とは、その材料に含まれる成分のうち、最も多く含有されている成分のことを指す。例えば、「Ｆｅを主成分とする材料」とは、材料中にＦｅが最も多く含有されていることを指す。

【0009】

適用例２：適用例１に記載のガスセンサであって、
前記主体金具の材料、前記外筒の材料、及び前記パッキンの材料は、それぞれ、Ｃの含有量が、前記主体金具の材料＞前記パッキンの材料＞前記外筒の材料の関係となることを要旨とする。

【0010】

適用例３：適用例１又は２記載のガスセンサであって、
前記主体金具、前記外筒及び前記パッキンの外表面には、亜鉛メッキ層、又はニッケルメッキ層である表面層が設けられていることを要旨とする。

【0011】

なお、主体金具、外筒及びパッキンは、亜鉛メッキ層又はニッケルメッキ層の何れかにて形成されていてもよいが、より好ましくは、主体金具、外筒及びパッキンが、すべて亜鉛メッキ層、又はすべてニッケルメッキ層にて覆われていることが好ましい。

【0012】

適用例４：軸線方向に延び、先端側が被測定ガスに晒されるセンサ素子と、
前記センサ素子の後端部を後端側に突出させつつ、前記センサ素子の周囲を被う筒状の主体金具と、
前記主体金具の後端側に配置され、前記センサ素子の後端部を取り囲む外筒と、
を備え、
前記外筒の先端部には、径方向外側に突出する突出部を有し、
前記主体金具の後端部には、前記突出部よりも後端側にて径方向内側に加締められることにより屈曲形成された屈曲部を有し、
前記屈曲部と前記突出部とをパッキンを介して前記軸線方向に沿うように配置したガスセンサであって、
前記主体金具は、Ｆｅを主成分とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料によって形成され、
前記主体金具、前記外筒および前記パッキンの外表面には、同じ腐食電位を有する表面層が設けられていることを要旨とする。

【0013】

適用例５：適用例４に記載のガスセンサであって、
前記主体金具、前記外筒および前記パッキンの前記表面層は、亜鉛メッキ層、又はニッケル層であることを要旨とする。

【0014】

適用例６：適用例４又は適用例５に記載のガスセンサであって、
前記外筒及び前記パッキンは、Ｆｅを主成分とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料によってのみ形成されることを要旨とする。

【0015】

適用例７：適用例６に記載のガスセンサであって、
前記主体金具の材料、前記外筒の材料、及び前記パッキンの材料は、それぞれ、Ｃの含有量が、前記主体金具の材料＞前記パッキンの材料＞前記外筒の材料の関係となることを要旨とする。

【0016】

適用例８：適用例１から適用例７の何れか一つに記載のガスセンサであって、
前記主体金具は、車両用の内燃機関のエンジンヘッドに設けられた取り付け部に取り付けられることを要旨とする。

【発明の効果】

【0017】

適用例１のガスセンサによれば、主体金具の材料として安価なＦｅを主成分とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料を採用することによって、コストを抑制できる。さらに、外筒およびパッキンにも同様の材料を採用することによって、前記主体金具、並びに前記外筒および前記パッキンの腐食電位の差が小さくなる。この結果、主体金具の腐食が進行することを抑制でき、ひいては、加締め固定が緩むことを抑制できる。

【0018】

適用例２のガスセンサによれば、外筒の材料がＣの含有量を最も少なくしているため、外筒の加工性が向上し、外筒を容易に形成することができる。特に、この材料であれば、絞り加工を必要とする外筒を容易に形成することが可能となる。

【0019】

適用例３のガスセンサによれば、主体金具、外筒及びパッキンの表面に亜鉛メッキ層、又はニッケルメッキ層を設けることで、さらに、主体金具、外筒及びパッキンの腐食を抑制することができる。

【0020】

適用例４のガスセンサによれば、主体金具の材料として安価なＦｅを主成分とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料を採用することによって、コストを抑制できる。さらに、前記主体金具、並びに前記外筒および前記パッキンの表面が同じ腐食電位を有する表面層が設けられている結果、主体金具の腐食が進行することを抑制でき、ひいては、加締め固定が緩むことを抑制できる。

【0021】

適用例５のガスセンサによれば、表面層を容易に形成することができ、腐食を抑制できる。

【0022】

適用例６のガスセンサによれば、パッキン及び外筒の材料についても、安価なＦｅを主成分とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料を採用することによって、コストを抑制できる。

【0023】

適用例７のガスセンサによれば、外筒の材料がＣの含有量を最も少なくしているため、外筒の加工性が向上し、外筒を容易に形成することができる。特に、この材料であれば、絞り加工を必要とする外筒を容易に形成することが可能となる。

【0024】

適用例８の使用環境は、炭素鋼の耐熱性で十分であるので、このガスセンサに適したものである。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】ガスセンサ１の断面図。

【図2】主材料と材料の表面処理とを示すテーブル。

【図3】起電力の測定結果を示すテーブル。

【図4】塩水噴霧試験による錆を目視判定した結果を示すテーブル。

【発明を実施するための形態】

【0026】

１．ガスセンサ１の構造（図１）：
図１は、ガスセンサ１の断面図である。ガスセンサ１は、二輪車の排気ガスの酸素濃度を測定するためのセンサであり、内燃機関のエンジンヘッドに設けられた取り付け部に取り付けられる。図１に示すように、ガスセンサ１は、センサ素子３、閉塞部材７、リード線１１、主体金具１３、プロテクタ１５、外筒１７、保護外筒１９、パッキン５３及びフィルタ５７を備える。主体金具１３及び外筒１７は、ケーシング２０を構成する。

【0027】

センサ素子３は、軸線Ｏ方向（図１の上下方向）に延びる有底筒状を有しており、先端側（図１の下側）が被測定ガスである排気ガスに晒される。センサ素子３は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質、具体的にはＹ_２Ｏ_３を固溶させたＺｒＯ_２を主成分として採用している。ただし、ＣａＯ、それ以外のアルカリ土類金属または希土類金属の酸化物とＺｒＯ_２との固溶体を使用しても良い。さらには、これにＨｆＯ_２が含有されていても良い。

【0028】

このセンサ素子３の先端側には、外周面に外側電極（図示せず）が形成されており、また、内周面には、内側電極（図示せず）が設けられている。この外側電極及び内側電極はいずれもＰｔあるいはＰｔ合金にて形成されている。
また、センサ素子３のほぼ中央部には、径方向外向きに突出する鍔部２３が設けられている。

【0029】

閉塞部材７は、例えばフッ素ゴムからなる。閉塞部材７は、円筒形状のシール部材である。閉塞部材７の後端側の外周は、金属製の外筒１７の内周面と保護外筒１９の内周面とに密着し、ガスセンサ１の内部と外部とを隔てる。つまり、閉塞部材７は、ケーシング２０の後端側を閉塞する。

【0030】

閉塞部材７には、軸線Ｏ方向に貫通する貫通孔３７が設けられており、この貫通孔３７には、リード線１１が挿通している。このリード線１１は先端側にて端子金具９と接続しており、後端側は外部回路（図示せず）に接続している。また、端子金具９は、センサ素子３の内部に挿入された略筒状の部材であり、内側電極と接触している。これにより、センサ出力を外部回路に取り出すことができる。

【0031】

センサ素子３と閉塞部材７との間には、セパレータ５が配置されている。このセパレータ５は、アルミナ等のセラミックからなり、リード線１１を挿通する貫通孔３５が設けられている。

【0032】

プロテクタ１５は、センサ素子３の先端側を被って保護する。プロテクタ１５は、後端縁が、センサ素子３の鍔部２３と後述する主体金具１３の段部３９との間に挟まれて固定されている。

【0033】

主体金具１３は、金属製で円筒状の部材であり、段部３９を備える。この段部３９は、センサ素子３の鍔部２３を支持するためのものであり、主体金具１３の内周面から径方向内側に向かって突き出ている。

【0034】

また、主体金具１３の先端側の外周面には、ガスセンサ１をエンジンヘッドの取り付け部に取り付けるためのねじ部４１が設けられており、このねじ部４１の後端側には、ねじ部４１を取り付け部にねじ込むための取付工具を係合させる六角部４３が設けられている。さらに、この主体金具１３の六角部４３の後端側には、筒状部４５が設けられている。そして、筒状部４５の後端側には、主体金具１３の後端部を径方向内側に加締めることによって屈曲形成された屈曲部５１が設けられている。この加締めによって、後述する外筒１７が固定される。

【0035】

外筒１７は、主体金具１３の後端側に固定され、センサ素子３の後端部を取り囲む。外筒１７の突出部５５は、径方向外側に屈曲している。突出部５５は、この屈曲によって、内側に屈曲した屈曲部５１に対して向かい合う。パッキン５３は、金属製であり、突出部５５と屈曲部５１とが向かい合うことによって形成された隙間に配置されている。

【0036】

なお、主体金具１３とセンサ素子３との間には、先端側より、滑石から形成されたセラミック粉末４７と、アルミナからなるセラミックスリーブ４９とが配置されており、屈曲部５１を形成するために、主体金具１３の後端部を径方向内側に加締めることによって、セラミック粉末４７が圧縮され、主体金具１３とセンサ素子３とのシールを図っている。

【0037】

保護外筒１９は、外筒１７に対してフィルタ５７を介して加締められて固定される。外
筒１７及び保護外筒１９には、それぞれ通気孔５９、６１が設けられている。通気孔５９、６１及びフィルタ５７を介して、ガスセンサ１の内部と外部との通気が行われる。

【0038】

ここで、主体金具１３、外筒１７及びパッキン５３は、金属製であり、互いに接触しており、外気に晒される。よって、腐食が進行しやすい環境にある。腐食が進行すると、錆の発生によって肉厚が薄くなり、加締め固定が緩むおそれがある。そこで、これらの材料として好ましいものを調査するために、次から述べる実験によってデータを収集した。

【0039】

２．主材料および表面処理（図２）：
図２は各材料の主成分となる主材料と表面処理とを示すテーブルである。ここでは、主材料に表面処理を施したものを材料と呼ぶ。表面処理を施さないものについては、主材料および材料は同じである。これらの材料は、後述する実験に用いられる。図２に示すように、テストピースとして下記の材料Ａ〜Ｅの５種類を用意した。材料Ａ〜Ｅは「主材料、表面処理」の順に示している。
Ａ：ＳＵＳ３０４、表面処理無し
Ｂ：ＳＰＣＥ又はＳ１７Ｃ、亜鉛メッキ＋３価クロメート
Ｃ：ＳＰＣＥ又はＳ１７Ｃ、ニッケルメッキ＋電解３価クロメート
Ｄ：ＳＰＣＥ又はＳ１７Ｃ、表面処理無し
Ｅ：ＳＵＳ４３０、表面処理無し
ＳＰＣＥは、低炭素鋼であり、炭素含有量が０.１％以下である。よって、ＳＰＣＥは、安価で加工性に優れる。

【0040】

３．起電力の測定（図３）：
材料Ａ〜Ｅを用いて、２つのテストピース間に生じる起電力を測定する実験を行った。
この実験の条件は、次の通りである。
（i）５ｗｔ％塩化ナトリウム水溶液中に２つのテストピースを浸した。
（ii）塩化ナトリウム水溶液中に浸された状態で、２つのテストピース間に安定的に発生する起電力を測定した。
（iii）安定的な起電力を測定するために、２つのテストピースを水溶液に浸してから２０分後に測定した。
（iv）起電力の値の正負は、テストピースＩがテストピースIIよりも高電位な状態を正として定めた。

【0041】

図３は、上記起電力測定の実験結果を示すテーブルである。図３に示すように、テストピースＩとして材料Ａ〜Ｅ、テストピースIIとして材料Ａ〜Ｄを組み合わせた。

【0042】

実施例は、試験Ｎｏ２，４，６の３つである。これら実施例は、２つのテストピースが、同じ表面処理、もしくはテストピースの主材料が同じ低炭素鋼のみであることを満たす。つまり、表面の腐食電位が同等であり、且つ、ステンレス鋼よりも安価な材料である。これら実施例を対象とした試験においては、何れも小さい起電力が測定された。ここで言う「小さい」とは、絶対値が小さいことである。具体的には、絶対値で０．０１〜０．０５Ｖが測定された。この結果から、実施例の材料を主体金具１３と外筒１７とパッキン５３とに用いる場合、腐食が進行しにくいことが確認された。

【0043】

これに対して、試験Ｎｏ１，３，５は、比較例である。これら比較例は何れも、両テストピースの表面の材質が異なるので、表面の腐食電位も異なる。よって、これら比較例を対象とした試験においては、何れも大きい起電力が測定された。具体的には、絶対値で０．２３〜０．８９Ｖが測定された。比較例の結果から、実施例の優位性が確認された。

【0044】

試験Ｎｏ７は、従来技術を対象にした試験である。試験Ｎｏ７の起電力は０．０１Ｖであり、実施例と同等である。ただし、テストピースＩが材料Ａ（ＳＵＳ３０４）、テストピースIIが材料Ｅ（ＳＵＳ４３０）であり、何れも炭素鋼ではなく、高価なステンレス鋼である。

【0045】

４．塩水噴霧試験（図４）：
ガスセンサ１から保護外筒１９とフィルタ５７とを取り外し、外筒１７の通気孔５９を埋めたものを試験対象物にして塩水噴霧試験を行った。この試験は、塩水噴霧試験浴槽に５０時間入れ、ＪＩＳ Ｈ ８５０２（２０１０年度版）に掲載されているものに準拠して行った。

【0046】

図４は、上記塩水噴霧試験の試験結果を示す。試験対象物は、図４に示すように、材料Ｅ，Ｂ，Ｃを主体金具１３に、材料Ａ，Ｂ，Ｃを外筒１７に組み合わせた５種類である。塩水噴霧試験については、材料Ｂ，ＣにＳＰＣＥのみを用いて評価した。判定の対象部位は、主体金具１３の加締め部と、外筒１７の露出部とである。判定は、目視で行い、錆が対象部位の半分以上にわたって発生した場合は不良（×）、半分未満であれば良好（○）という基準を採用した。

【0047】

実施例は、試験Ｎｏ１０，１２の２つである。これら２つは、主体金具１３と外筒１７とが両方とも主材料が低炭素鋼であること、及び表面が同じ腐食電位を有することを満たす。２つの実施例は、主体金具１３、外筒１７の両方について良好な結果が得られた。つまり、安価な低炭素鋼を用いつつ、腐食を抑制できることが確認された。

【0048】

試験Ｎｏ８は、従来技術を対象にしたものであり、主体金具１３及び外筒１７の材料がステンレス鋼である。この従来技術によれば、錆は抑制できるものの、主体金具１３及び外筒１７の何れかを低炭素鋼にて形成するよりも高価になってしまう。

【0049】

試験Ｎｏ９，１１は比較例である。何れの比較例も、主体金具１３の結果が不良である。この結果は、主体金具１３の表面と外筒１７の表面との腐食電位が同等でないことによって、腐食が促進されたことに起因すると考えられる。

【0050】

以上の実験データから、主体金具１３、外筒１７及びパッキン５３に用いる材料を、材料Ｂ（ＳＰＣＥ、亜鉛メッキ＋３価クロメート）に統一するか、材料Ｃ（ＳＰＣＥ、ニッケルメッキ＋電解３価クロメート）に統一するかの何れかによれば、材料を安価なものにしつつ、腐食を抑制できることが確認された。腐食が抑制されれば、主体金具１３と外筒１７との加締め固定が長持ちし、ひいてはガスセンサ１の長寿命化に貢献する。なお、主体金具１３、外筒１７及びパッキン５３に用いる材料を、材料Ｂ（Ｓ１７Ｃ、亜鉛メッキ＋３価クロメート）、材料Ｃ（Ｓ１７Ｃ、ニッケルメッキ＋電解三価クロメート）材料Ｅ（ＳＰＣＥ又はＳ１７Ｃ、表面処理無し）に統一しても、材料を安価なものにしつつ、腐食を抑制できる。

【0051】

ガスセンサ１は、二輪車のエンジンのエンジンヘッドに設けられた取り付け部に取り付けられるものである。この使用環境は、比較的低温（２００℃程度）であり、ＳＰＣＥ等の炭素鋼の耐熱性でも使用できる環境である。よって、二輪車の排気ガスを被測定ガスとする用途は、材料Ｂ，Ｃ，Ｄを用いたガスセンサ１に適している。

【0052】

５．他の実施形態：
主体金具１３、外筒１７及びパッキン５３に用いる材料は、Ｆｅを主材料とし、少なくともＣを０．０５〜０．６５ｗｔ％含有し、Ｃｒ又はＮｉが１ｗｔ％以下である材料とすれば、表面の腐食電位が同じであるため好ましい。例えば、主成分は、ＪＩＳ Ｇ ４０５１（２０１０年度版）の表１に掲載されているものの何れか（例えばＳ１０Ｃ）を採用しても良く、特にＳ１７Ｃ〜２５Ｃが加工性の観点で好ましい。また、ＪＩＳ Ｇ ３１４１に掲載されている冷間圧延鋼板及び鋼帯の何れか（例えばＳＰＣＣ）を採用しても良い。

【0053】

主体金具１３と外筒１７とパッキン５３とに異なる主材料を用いたとしても、腐食電位が同等になるように、表面処理を同じにすれば良い。一方、同じ主材料を用いる場合、腐食電位が同等なので、表面処理をしなくても良い。

【0054】

主体金具１３は、外筒１７及びパッキン５３に比べて材料の使用量が多いので、材料の選定による製造コストへの影響が大きい。よって、主体金具１３の主材料が炭素鋼であれば、外筒１７及びパッキン５３の主材料を炭素鋼にしなくても、製造コストを低減する効果は十分に得られる。そこで、例えば、外筒１７及びパッキン５３の主材料にステンレス鋼を採用し、主体金具１３と外筒１７とパッキン５３とに異なる主材料を用いたとしても、腐食電位が同等になるように、表面処理を同じにすれば良い。

【0055】

また、主体金具１３の材料、外筒１７の材料、及びパッキン５３の材料を、それぞれ、Ｃの含有量が、主体金具１３の材料＞パッキン５３の材料＞外筒１７の材料の関係となるようにすることが好ましい。具体的には、主体金具１３をＳ１７Ｃ〜２５Ｃの炭素鋼とし、外筒１７をＳＰＣＥとし、パッキン５３をＳＰＣＣとすることで達成できる。このようにすることで、外筒１７の材料がＣの含有量を最も少なくしているため、外筒１７の加工性が向上し、外筒１７を容易に形成することができる。特に、この材料であれば、絞り加工を必要とする外筒１７を容易に形成することが可能となる。

【0056】

用途は、二輪車の排気ガス測定用でなくても良い。炭素鋼の耐熱性を考慮して、高温にならない環境（例えば２００℃以下）で使用するのが好ましい。例えば、四輪自動車用のエンジンのエンジンヘッドに取り付けても良いし、燃料電池用に用いても良い。燃料電池に採用する場合、運転温度が低い固体高分子形やリン酸形が特に適している。
表面処理は、防食に効果的であれば、他のものでも良い。例えば、６価クロメートを用いても良い。

【符号の説明】

【0057】

１…ガスセンサ
３…センサ素子
５…セパレータ
７…閉塞部材
９…端子金具
１１…リード線
１３…主体金具
１５…プロテクタ
１７…外筒
１９…保護外筒
２０…ケーシング
２３…鍔部
３５…貫通孔
３７…貫通孔
３９…段部
４１…ねじ部
４３…六角部
４５…筒状部
４７…セラミック粉末
４９…セラミックスリーブ
５１…屈曲部
５３…パッキン
５５…突出部
５７…フィルタ
５９…通気孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】