特許 6241527 ガスセンサの製造方法および製造装置

(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】6241527

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】ガスセンサの製造方法および製造装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/409 20060101AFI20171127BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/409 100

【請求項の数】7

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2016-195786(P2016-195786)

(22)【出願日】2016年10月3日

(62)【分割の表示】特願2014-250187(P2014-250187)の分割

【原出願日】2014年12月10日

(65)【公開番号】特開2016-224072(P2016-224072A)

(43)【公開日】2016年12月28日

【審査請求日】2016年10月3日

(31)【優先権主張番号】特願2014-60400(P2014-60400)

(32)【優先日】2014年3月24日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】599161580

【氏名又は名称】デンソートリム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(72)【発明者】

【氏名】渡部 勲

(72)【発明者】

【氏名】原野 元

(72)【発明者】

【氏名】後藤 文弥

【審査官】 大瀧 真理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１１１７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２０３７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０１７７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００５９３７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／４０９

Ｂ２３Ｐ １９／００ − ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カップ状のセンサ素子（１３）と、
通電するためのリード（３４）が設けられた基端部、および前記センサ素子の内部に配置される先端部を有する棒状のヒータ（３２）と、
前記センサ素子の内部に配置され、前記ヒータの外周面に接触し前記ヒータを保持するヒータ保持部（３５）、および前記センサ素子の内面に設けられた電極に接触するコンタクト部（３７）を有し前記ヒータを前記センサ素子の内部に支持するホルダ（２９）とを備えるガスセンサの製造方法において、
前記ヒータおよび前記ホルダを縦姿勢に保持する工程（１５１、１５２）と、
前記ヒータおよび前記ホルダの一方を他方の上に位置づけ、前記ヒータおよび前記ホルダの一方を自重で落下させることにより、前記ヒータの先端部を前記ホルダの内部に挿入する落下工程（１５４）と、
前記ホルダの中に前記ヒータを圧入することによりヒータユニットとして組み立てる圧入工程（１５６）と、
前記ヒータユニットを前記センサ素子の中に配置するガスセンサ組立工程（１４８）と
を備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。

【請求項2】

前記落下工程は、前記ヒータおよび前記ホルダの一方を保持することによって搬送する保持装置（７６、７９）から離れた前記ヒータおよび前記ホルダの一方の倒れを案内部材によって抑制しながら、軸方向に落下させることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサの製造方法。

【請求項3】

前記ヒータおよび前記ホルダの一方は、前記ホルダに設けられた周方向スリットのスリット縁（３９ａ）と前記ヒータとの衝突を回避するように前記案内部材によって案内されながら落下することを特徴とする請求項２に記載のガスセンサの製造方法。

【請求項4】

さらに、前記落下工程の前に、前記ホルダが前記ヒータから離れているが、前記ホルダのコンタクト部が前記先端部に被さる位置まで、前記保持装置によって前記ヒータおよび前記ホルダの一方を位置付ける位置決め工程（１５２）を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のガスセンサの製造方法。

【請求項5】

前記落下工程の前に、前記基端部を下に、前記先端部を上に向けて前記ヒータを縦姿勢に保持する保持工程（１５１）と、
前記落下工程では、縦姿勢に保持された前記ヒータの上から前記ホルダを自重で落下させることにより、前記ホルダを自重により前記ヒータの先端部に接触させ、前記ホルダが前記ヒータの上に被さる状態で保持されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のガスセンサの製造方法。

【請求項6】

カップ状のセンサ素子（１３）と、
通電するためのリード（３４）が設けられた基端部、および前記センサ素子の内部に配置される先端部を有する棒状のヒータ（３２）と、
前記センサ素子の内部に配置され、前記ヒータの外周面に接触し前記ヒータを保持するヒータ保持部（３５）、および前記センサ素子の内面に設けられた電極に接触するコンタクト部（３７）を有し前記ヒータを前記センサ素子の内部に支持するホルダ（２９）とを備えるガスセンサの製造装置において、
前記ホルダの内部に前記ヒータの先端部を挿入可能な縦姿勢に前記ヒータおよび前記ホルダを保持するとともに、前記ヒータおよび前記ホルダの一方を他方の上に位置付ける上保持装置（７６、７９）および下保持装置（７１、７２、７３、７４、７７）と、
前記ホルダの内部に前記ヒータの先端部を位置づけた後に、前記ヒータおよび前記ホルダの一方を自重により落下させるように前記上保持装置を開放させる制御装置（７０）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7】

前記制御装置は、前記上保持装置から離れた前記ヒータおよび前記ホルダの一方の倒れを案内部材によって抑制しながら、軸方向に落下させることを特徴とする請求項６に記載のガスセンサの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示される発明は、ガスセンサの製造方法およびガスセンサの製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、内燃機関用の酸素センサなどとして利用可能なガスセンサの構造と、その製造方法を開示する。このガスセンサでは、セラミック製の棒状のヒータに、金属製の断面Ｃ字型のスプリングであるホルダが装着される。ホルダは、ヒータを保持する機能だけでなく、カップ状のセンサ素子の内側電極に接触するためのターミナルとしての機能を有する。このため、ホルダは複雑な形状を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−２７８８０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ガスセンサにおいては、セラミック製のヒータの破損を抑制する必要があり、しかも、ヒータと金属製のホルダとを所定の位置関係に正確に組み立てる必要がある。このため、効率的な大量生産が困難である。

【0005】

ひとつの観点では、従来技術は、複雑な形状をもつホルダを整列させ、後続の組立工程に供給する段階にひとつの課題を有している。低コストでの大量生産を実現するためには、ホルダを効率的に整列させる必要がある。具体的には、次の工程に適した姿勢に整列させる必要がある。また、所定の姿勢を維持したまま搬送する必要がある。このような観点から、ホルダの整列工程にはさらなる改良が求められている。

【0006】

また、別の観点では、従来技術は、ヒータとホルダとを連結する段階にひとつの課題を有している。この段階では、両者を後続の圧入工程に適した姿勢に位置決めする必要がある。しかも、ヒータとホルダとを連結する工程においては、ヒータの破損を確実に防止するように配慮する必要がある。このような観点から、ヒータとホルダとを連結する工程にはさらなる改良が求められている。

【0007】

上述の観点において、または言及されていない他の観点において、ガスセンサの製造方法および製造装置にはさらなる改良が求められている。

【0008】

発明の目的のひとつは、低コストの生産を可能とするガスセンサの製造方法、およびガスセンサの製造装置を提供することである。

【0009】

発明の目的の他のひとつは、ホルダを搬送に適した所定の姿勢に整列させることにより、低コストの生産を可能とするガスセンサの製造方法、およびガスセンサの製造装置を提供することである。

【0010】

発明の目的の他のひとつは、ホルダがヒータに接触するときのヒータの破損を抑制することにより、低コストの生産を可能とするガスセンサの製造方法、およびガスセンサの製造装置を提供することである。

【0011】

発明の目的の他のひとつは、ホルダにヒータを縦姿勢において圧入する工程に適したガスセンサの製造方法、およびガスセンサの製造装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0013】

【0014】

【0015】

【0016】

【0017】

【0018】

【0019】

【0020】

【0021】

【0022】

【0023】

請求項１に記載の発明は、カップ状のセンサ素子（１３）と、通電するためのリード（３４）が設けられた基端部、およびセンサ素子の内部に配置される先端部を有する棒状のヒータ（３２）と、センサ素子の内部に配置され、ヒータの外周面に接触しヒータを保持するヒータ保持部（３５）、およびセンサ素子の内面に設けられた電極に接触するコンタクト部（３７）を有しヒータをセンサ素子の内部に支持するホルダ（２９）とを備えるガスセンサの製造方法において、ヒータおよびホルダを縦姿勢に保持する工程（１５１、１５２）と、ヒータおよびホルダの一方を他方の上に位置づけ、ヒータおよびホルダの一方を自重で落下させることにより、ヒータの先端部をホルダの内部に挿入する落下工程（１５４）と、ホルダの中にヒータを圧入することによりヒータユニットとして組み立てる圧入工程（１５６）と、ヒータユニットをセンサ素子の中に配置するガスセンサ組立工程（１４８）とを備えることを特徴とする。この発明によると、ヒータとホルダとを強く保持したまま組み合わせることなく、一方の自由落下によって組み合わせるから、ヒータの破損が抑制される。

【0024】

請求項２に記載の発明は、落下工程は、ヒータおよびホルダの一方を保持することによって搬送する保持装置（７６、７９）から離れたヒータおよびホルダの一方の倒れを案内部材によって抑制しながら、軸方向に落下させることを特徴とする。

【0025】

請求項３に記載の発明は、ヒータおよびホルダの一方は、周方向スリットのスリット縁（３９ａ）とヒータとの衝突を回避するように案内部材によって案内されながら落下することを特徴とする。

【0026】

請求項４に記載の発明は、さらに、落下工程の前に、ホルダがヒータから離れているが、ホルダのコンタクト部が先端部に被さる位置まで、保持装置によってヒータおよびホルダの一方を位置付ける位置決め工程（１５２）を備えることを特徴とする。

【0027】

請求項５に記載の発明は、落下工程の前に、基端部を下に、先端部を上に向けてヒータを縦姿勢に保持する保持工程（１５１）と、落下工程では、縦姿勢に保持されたヒータの上からホルダを自重で落下させることにより、ホルダを自重によりヒータの先端部に接触させ、ホルダがヒータの上に被さる状態で保持されることを特徴とする。

【0028】

【0029】

【0030】

【0031】

【0032】

請求項６に記載の発明は、カップ状のセンサ素子（１３）と、通電するためのリード（３４）が設けられた基端部、およびセンサ素子の内部に配置される先端部を有する棒状のヒータ（３２）と、センサ素子の内部に配置され、ヒータの外周面に接触しヒータを保持するヒータ保持部（３５）、およびセンサ素子の内面に設けられた電極に接触するコンタクト部（３７）を有しヒータをセンサ素子の内部に支持するホルダ（２９）とを備えるガスセンサの製造装置において、ホルダの内部にヒータの先端部を挿入可能な縦姿勢にヒータおよびホルダを保持するとともに、ヒータおよびホルダの一方を他方の上に位置付ける上保持装置（７６、７９）および下保持装置（７１、７２、７３、７４、７７）と、ホルダの内部にヒータの先端部を位置づけた後に、ヒータおよびホルダの一方を自重により落下させるように上保持装置を開放させる制御装置（７０）とを備えることを特徴とする。この発明によると、ヒータとホルダとを強く保持したまま組み合わせることなく、一方の自由落下によって組み合わせるから、ヒータの破損が抑制される。

【0033】

請求項７に記載の発明は、制御装置は、上保持装置から離れたヒータおよびホルダの一方の倒れを案内部材によって抑制しながら、軸方向に落下させることを特徴とする。この発明によると、ヒータとホルダとの衝突が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】発明の第１実施形態に係るガスセンサの断面図である。

【図2】ガスセンサの製造方法を示す流れ図である。

【図3】第１実施形態の整列工程におけるフィーダを示す断面図である。

【図4】第１実施形態の整列工程を示す側面図である。

【図5】第１実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図6】第１実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図7】第１実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図8】第１実施形態の整列工程を示す底面図である。

【図9】発明の第２実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図10】第２実施形態の整列工程を示す底面図である。

【図11】第２実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図12】発明の第３実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図13】発明の第４実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図14】発明の第５実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図15】発明の第６実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図16】発明の第７実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図17】発明の第８実施形態の整列工程を示す側面図である。

【図18】第８実施形態の整列工程を示す底面図である。

【図19】発明の第９実施形態の整列工程を示す側面図である。

【図20】発明の第１０実施形態の整列工程を示す断面図である。

【図21】発明の第１１実施形態のガスセンサの製造方法を示す流れ図である。

【図22】第１１実施形態のホルダ装着工程を示す遷移図である。

【図23】第１１実施形態のホルダ装着工程を示す遷移図である。

【図24】第１１実施形態のホルダ用チャックを示す断面図である。

【図25】第１１実施形態のホルダ用チャックを示す断面図である。

【図26】第１１実施形態のホルダとヒータとの関係を示す断面図である。

【図27】第１１実施形態のホルダとヒータとの関係を示す断面図である。

【図28】発明の第１２実施形態のホルダ装着工程を示す遷移図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

図面を参照しながら、ここに開示される発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については他の形態の説明を参照し適用することができる。

【0036】

（第１実施形態）
（ガスセンサの構成）
図１において、この実施形態のガスセンサ１０の縦断面が図示されている。ガスセンサ１０は、内燃機関の排気通路などに装着され、排気ガス中の酸素濃度を計測する酸素センサとして用いることができる。ガスセンサ１０は、センサ部１１と、配線部１２とを有する。センサ部１１は、特定のガス成分による電気化学的な反応に起因する電気信号を出力する。配線部１２は、センサ部１１を機能させるための電力供給と、センサ部１１から出力される電気信号を取り出すための電気的な接続を提供する。

【0037】

センサ部１１は、センサ素子１３を有する。センサ素子１３は、固体電解質製のカップ状部材である。固体電解質として、ジルコニアセラミックスを用いることができる。センサ素子１３は、内面と外面とのそれぞれに、多孔質電極を有する。センサ素子１３は、その内外の酸素濃度差に応じて起電力を発生し、この起電力が多孔質電極から検出される。

【0038】

ハウジングボディ１４は、センサ素子１３を保持し、計測対象であるガスが流れる通路への装着に適した形状を有する。ハウジングボディ１４は、ステンレス鋼製である。以下の説明において、特に材質を述べない部材は、ステンレス、鉄などの金属製である。センサ素子１３は、ハウジングボディ１４内に挿入され保持されている。センサ素子１３とハウジングボディ１４との間には、耐火性の封止材１５が配置されている。さらに、センサ素子１３とハウジングボディ１４との間には、リテーナリング１６およびスペーサリング１７が収容されている。

【0039】

センサ素子１３は、ハウジングボディ１４の先端部から先端が閉じた筒状に突出するように配置されている。ハウジングボディ１４には、センサ素子１３を保護するためのインナカバー１８と、アウタカバー１９とが固定されている。インナカバー１８とアウタカバー１９とには、ガスがセンサ素子１３の外側に到達するように、多数の連通孔が開設されている。

【0040】

ハウジングボディ１４の後端には、センサ素子１３の開口端が位置付けられている。ハウジングボディ１４の後端には、配線部１２が連結されている。配線部１２は、筒状のリアカバー２１を有する。リアカバー２１の一端はハウジングボディ１４に連結されている。リアカバー２１内には、電気配線を保持するためのインシュレータ２２が配置されている。インシュレータ２２は、電気絶縁性のセラミック製である。リアカバー２１の後端には、ゴム製のグロメット２３が配置されている。グロメット２３は、樹脂で被覆された複数のワイヤ２４、２５、２６を保持する。

【0041】

リアカバー２１の内部には、第１センサターミナル２８が配置されている。第１センサターミナル２８は、センサ素子１３の外周面に形成された多孔質電極に接触する金属製の端子である。第１センサターミナル２８は、センサ素子１３の外周面に圧入される断面Ｃ字型の接触部と、この接触部から延びるターミナル部とを有する。ターミナル部は、インシュレータ２２内にまで延びている。第１センサターミナル２８は、インシュレータ２２内の中継ターミナルによってワイヤ２４と接続されている。

【0042】

リアカバー２１の内部には、第２センサターミナル２９が配置されている。第２センサターミナル２９は、センサ素子１３の内周面に形成された多孔質電極に接触する金属製の端子である。第２センサターミナル２９は、センサ素子１３の内周面に圧入される断面Ｃ字型の接触部と、この接触部から延びるターミナル部とを有する。ターミナル部は、インシュレータ２２内にまで延びている。第２センサターミナル２９は、インシュレータ２２内の中継ターミナルによってワイヤ２５と接続されている。第２センサターミナル２９は、後述のヒータ３２を保持する機能を有するから、ホルダ２９とも呼ばれる。

【0043】

ガスセンサ１０は、ヒータユニット３１を有する。ヒータユニット３１は、センサ素子１３を所定の活性温度に加熱するために、センサ素子１３内に配置されている。ヒータユニット３１は、ヒータ３２と、上記ホルダ２９とを有する。ホルダ２９は、ヒータ３２をセンサ素子１３内において所定の位置に位置付け、その位置に保持する。

【0044】

ヒータ３２は、細長い棒状のアルミナ製である。ヒータ３２は、その長手方向に延びる中心軸ＡＸを有する。軸方向はヒータ３２の中心軸ＡＸに平行な方向を指す。また、周方向はヒータ３２の中心軸ＡＸの周りの円周方向を指す。ヒータ３２は、正温度特性（ＰＴＣ）ヒータ素子として機能する。ヒータ３２の先端部は、センサ素子１３内に挿入されている。ヒータ３２の後端部は、センサ素子１３の開口端から所定の長さだけ突出して配置されている。ヒータ３２の後端部には、電力供給用の一対のヒータ端子３３が設けられている。ヒータ端子３３は、円柱状のヒータ３２の外周面に、互いに離れて配置されている。一対のヒータ端子３３は、ヒータ３２の外周面の直径上に離れて配置されている。図中には、ひとつのヒータ端子３３だけが図示されている。

【0045】

ヒータ端子３３には、ニッケル合金製のリード３４がろう付けされている。ヒータ３２には、一対のリード３４が設けられている。２つのリード３４は、ヒータ３２の中心軸ＡＸを通る直径上に配置されている。リード３４は、ヒータ３２の長手方向に沿って、ヒータ３２から突出して延びている。リード３４は、ヒータ端子３３上においてヒータ３２の外周面に接触している。リード３４は、ヒータ３２の外周面から、径方向外側にわずかに延び出しながらヒータ３２の軸方向に沿って延びることで斜めに延びる部分と、ヒータ３２の軸方向に沿って真っ直ぐに延び出す部分とを有する。２つのリード３４は、インシュレータ２２内にまで延びている。２つのリード３４は、インシュレータ２２内において、それぞれ、別の中継ターミナルに接続されている。それら中継ターミナルは、ワイヤに接続されている。図中には、２本のワイヤのうちのひとつのワイヤ２６だけが図示されている。この結果、ヒータ３２は、通電するためのリード３４が設けられた基端部と、センサ素子の内部に配置される先端部とを有する。

【0046】

ホルダ２９は、バネ鋼等の金属製である。ホルダ２９は、ほぼ円筒状である。ホルダ２９はヒータ３２の中心軸ＡＸと一致する中心軸ＡＸを有する。軸方向はホルダ２９の中心軸ＡＸの方向を指す。周方向は、ホルダ２９の中心軸ＡＸの周りの円周方向を指す。ホルダ２９は、センサ素子１３の内部に配置される。ホルダ２９は、ヒータ３２の外周面に接触することによりヒータ３２を保持するヒータ接触部３５を有する。以下の説明では、ヒータ接触部３５は、ヒータ保持部３５とも呼ばれる。ホルダ２９は、センサ素子１３の内周面に圧入され、センサ素子１３の内面に接触しセンサ素子１３内に固定されるセンサ接触部３７を有する。センサ接触部３７は、センサ素子１３の内面に設けられた電極に接触することにより電気的な接続を提供するコンタクト部３７でもある。以下の説明では、センサ接触部３７は、コンタクト部３７と呼ばれる。ホルダ２９は、ヒータ３２をセンサ素子１３の内部に支持する。

【0047】

ヒータ保持部３５は、断面Ｃ字型の筒状部分である。ヒータ保持部３５は、軸方向に沿って細長く延びる開口部であるスリット３６を有する。スリット３６は、第１の縦スリット３６とも呼ばれる。ヒータ保持部３５は、弾性変形して径方向外側に拡張しており、ヒータ３２の外周面に強く接触している。

【0048】

コンタクト部３７は、断面Ｃ字型の筒状部分である。コンタクト部３７は、軸方向に沿って細長く延びる開口部であるスリット３８を有する。スリット３８は、第２の縦スリット３８とも呼ばれる。コンタクト部３７は、弾性変形して径方向内側に収縮しており、センサ素子１３の内周面に強く接触している。

【0049】

コンタクト部３７の外径は、ヒータ保持部３５の外径より大きい。ヒータ保持部３５の内径は、コンタクト部３７の内径より小さい。ヒータ保持部３５とコンタクト部３７との間は、テーパ状のコーン部によって接続されている。ヒータ保持部３５は、コンタクト部３７より先端側に設けられている。この結果、ホルダ２９は、センサ素子１３の開口端においてセンサ素子１３の内周面に保持され、ホルダ２９は、センサ素子１３の開口端より奥側においてヒータ３２を保持している。

【0050】

ヒータ保持部３５とコンタクト部３７との間には、ホルダ２９の周方向に沿って延びる周方向スリット３９が設けられている。周方向スリット３９は、ホルダ２９を完全に１周することなく、ヒータ保持部３５とコンタクト部３７とを連結する連結部を残すように形成されている。周方向スリット３９は、ヒータ保持部３５とコンタクト部３７とを連結する連結部を残すように周方向に沿って１８０度を超えるが３６０度には到達しない角度範囲にわたって設けられている。周方向スリット３９の幅、すなわち軸方向の幅は、スリット３６、３８の幅、すなわち周方向の幅にほぼ等しい。周方向スリット３９の幅は、スリット３６、３８の幅より大きく設定されてもよい。周方向スリット３９の幅は、スリット３６、３８の幅より小さく設定されてもよい。

【0051】

周方向スリット３９は、ホルダ２９の中心軸ＡＸに直交する平面ＨＰに沿って延びるＣ字型の縁を提供している。この縁は、ホルダ２９の軸方向の位置を規定するために利用される。周方向スリット３９の両端、すなわち周方向スリット３９の周方向に沿って最も奥の２つの端部は、中心軸ＡＸと直交するが中心軸ＡＸから離れて位置する平面を通る直線を規定する。この周方向スリット３９の両端は、ホルダ２９の中心軸ＡＸの周りにおけるホルダ２９の回転を規制するために利用される。

【0052】

ホルダ２９は、コンタクト部３７の後端から細長く延び出すターミナル部２９ａを有する。ターミナル部２９ａは、電気的な接続を提供するために軸方向に延び出している。ターミナル部２９ａは、断面Ｃ字型のコンタクト部３７の一部分だけに相当する細幅の板状である。ターミナル部２９ａは、コンタクト部３７からわずかに径方向外側へ延び出した後に、軸方向へコンタクト部３７から離れるように延び出している。

【0053】

コンタクト部３７の後端には、径方向外側に向けて広がるフレア状のフランジ部２９ｂが設けられている。フランジ部２９ｂは、センサ素子１３に対するホルダ２９の挿入量を規制するストッパとして機能する。フランジ部２９ｂは、ホルダ２９をヒータ３２に圧入するための操作部としても機能する。

【0054】

図示の例では、スリット３８とターミナル部２９ａとは、ホルダ２９の周方向に関して反対側に位置している。言い換えると、スリット３８とターミナル部２９ａとは、直径上の反対側に位置している。スリット３６とスリット３８とは、ホルダ２９の周方向に関して異なる角度位置に設けられている。図示の例では、スリット３６とスリット３８とは、ほぼ９０度ずれて配置されている。周方向スリット３９は、コンタクト部３７のためのスリット３８から周方向の両側に向けてほぼ等しい角度範囲にわたって延びている。スリット３６とスリット３８とのずれに起因して、周方向スリット３９は、スリット３６に対して左右非対称の角度範囲にわたって延びている。

【0055】

（ガスセンサの製造方法）
図２において、ガスセンサ１０の製造方法を示す複数のステップが図示されている。ガスセンサの製造方法は、ホルダ２９を供給する工程１４１−１４３と、ヒータ３２を供給する工程１４５−１４６とを有する。更に、ガスセンサの製造方法は、ホルダ２９とヒータ３２とをガスセンサ１０の部品としてガスセンサ１０を組み立てるガスセンサ組み立て工程１４８とを有する。組立工程１４８においてホルダ２９内にヒータ３２が圧入され、ヒータユニット３１が組み立てられる。

【0056】

ステップ１４１は供給工程である。ここでは、予め所定の形状に成形された複数のホルダ２９が供給される。ホルダ２９は、例えば振動式のパーツフィーダに供給される。

【0057】

ステップ１４２は整列工程である。以下の説明では、ホルダ２９を所定の姿勢に移行させ、その姿勢に維持する操作を整列と呼ぶ。整列工程には、ホルダ２９の移動を含むことができる。ここでは、多数のホルダ２９から所定の姿勢のホルダ２９を選び出すことによってホルダ２９が整列させられる。ここでは、パーツフィーダによって所定の姿勢のホルダ２９が取り出され、その姿勢のまま保持される。ここでは、ホルダ２９は、その軸方向を縦にした、すなわち軸方向を重力方向と平行にした縦姿勢に位置付けられる。縦姿勢のホルダ２９は、後続の搬送工程においてホルダ２９を縦姿勢のままチャックすることを容易にする。さらに、ホルダ２９は、ターミナル部２９ａが周方向に関する所定の位置に位置するように整列される。この周方向の位置も、後続の工程におけるホルダ２９の位置決めを容易にする。

【0058】

整列工程では、無秩序な姿勢でパーツフィーダに供給された複数のホルダ２９から所定の姿勢にあるホルダ２９だけがパーツフィーダによって選び出される。整列工程には、ホルダ２９を移動させながら、ホルダ２９を所定の姿勢に移行させる工程が含まれる。

【0059】

整列工程には、パーツフィーダの外周に沿って設けられた細い溝状の通路によって、その通路の長手方向に沿うようにホルダ２９を整列させる工程を含むことができる。この通路における工程には、ホルダ２９の縦方向のスリット３８とガイドレールとの噛み合いを利用してホルダ２９をその周方向に関して位置決めする工程を含むことができる。この工程は、スリット３８が上下左右のいずれかの方向に向くようにホルダ２９を位置決めする。この工程では、縦方向のスリット３８とガイドレール６２ａとを接触させ、嵌め合うことにより、ホルダ２９が整列させられ、ホルダ２９の姿勢が維持される。上記通路における工程には、上記スリット３８を利用する工程の後に、ホルダ２９を細く深い溝に落とし、この溝にホルダ２９を嵌め合う工程を含むことができる。ここで利用される溝は、ホルダ２９がコンタクト部３７を上に位置付け、ヒータ保持部３５を下に位置付ける縦姿勢になって嵌り込み、しかもホルダ２９がその太い部分によって引っかかるような細く深い溝である。

【0060】

整列工程には、縦姿勢に位置付けられたホルダ２９を周方向に回転させることによってホルダ２９を周方向に関して位置決めする工程を含むことができる。この工程には、ホルダ２９の中心軸ＡＸと直角であるが中心軸ＡＸと交差しない線を規定するホルダ２９の縁部を利用する工程を含むことができる。縁は、スリット３６、３８、３９のいずれかひとつまたは複数によって提供される。典型的な例では、整列工程には、周方向スリット３９を利用することによってホルダ２９を周方向に回転させる工程が含まれる。この工程では、周方向スリット３９に嵌り合うガイドレール６３が用いられる。周方向スリット３９とガイドレール６３との嵌め合いは、ホルダ２９を軸方向に関して位置決めする工程も提供する。この工程では、周方向スリット３９とガイドレール６３とを接触させ、嵌め合うことにより、ホルダ２９が整列させられ、ホルダ２９の姿勢が維持される。

【0061】

ステップ１４３は搬送工程である。ここでは、所定の姿勢に整列させられたホルダ２９が搬送装置によって後続の工程へ搬送される。搬送装置としては、多関節型ロボット、スカラロボットなど多様な機器を利用することができる。さらに、搬送装置は、ターミナル部２９ａを周方向の所定の位置に位置させる。

【0062】

ステップ１４５はヒータ３２の供給工程である。ここでは、ヒータ３２は、専用のパレット上に所定の姿勢で並べた状態で供給される。

【0063】

ステップ１４６はヒータ３２の搬送工程である。ここでは、ヒータ３２が搬送装置によって後続の工程へ搬送される。搬送装置としては、多関節型ロボット、スカラロボットなど多様な機器を利用することができる。

【0064】

ステップ１４８はガスセンサ１０の組立工程である。この組立工程は、ホルダ２９とヒータ３２とをセンサ素子１３の中に配置する工程を含む。ひとつの形態では、ホルダ２９内にヒータ３２が圧入され、ヒータユニット３１を組み立てた後に、このヒータユニット３１がセンサ素子１３の中に圧入され、固定される。これに代えて、センサ素子１３の中にホルダ２９を圧入した後に、ホルダ２９の中にヒータ３２を圧入することにより、センサ素子１３の中でヒータユニット３１を組み立ててもよい。以上に述べた製造方法によって、ガスセンサ１０が製造される。

【0065】

（ホルダ整列工程）
図３は、ホルダ２９整列させるための整列工程を示す模式的な断面図である。図中には、振動型のパーツフィーダ６１と、そのボウル内に供給された多数のホルダ２９と、パーツフィーダ６１から整列して出てゆく多数のホルダ２９とが模式的に図示されている。パーツフィーダ６１は、ホルダ２９を横姿勢に並べる。パーツフィーダ６１の搬送通路６２は、ホルダ２９を搬送方向ＴＤへ移動させる。搬送通路６２は、ホルダ２９をパーツフィーダ６１から搬出するための通路である。

【0066】

パーツフィーダ６１は、無秩序な姿勢でパーツフィーダ６１に供給された複数のホルダ２９から所定の姿勢にあるホルダ２９だけを選び出す。パーツフィーダ６１は、所定の姿勢にないホルダ２９を篩い落とす選別部と、ホルダ２９を移動させながら、ホルダ２９を所定の姿勢に移行させる矯正部とを有する。パーツフィーダ６１は、その外周に沿って設けられ、所定位置から接線方向又は径方向へ延び出す細い溝状の搬送通路６２を有する。搬送通路６２は、選別部と、矯正部とを提供する。

【0067】

図３に図示されるように、搬送通路６２の初期部分は、搬送通路６２の長手方向に沿う姿勢にあるホルダ２９だけを搬送通路６２に載せ、その姿勢にないホルダ２９を篩い落とす。始端部は、第１の選別部を提供する。

【0068】

図３に図示されるように、搬送通路６２の中期部分は、搬送通路６２の壁面に設けられたガイドレール６２ａを有する。ガイドレール６２ａは、搬送通路６２の長手方向に沿って延びるとともに、搬送通路６２の底面から上に延び出す板状の部材である。ガイドレール６２ａは、縦ガイドレール６２ａとも呼ぶことができる。ガイドレール６２ａは、搬送通路６２の始端から終端へ向けて、搬送通路６２の壁面から徐々に高くなるように設けられている。ガイドレール６２ａは、ホルダ２９の縦方向のスリット３８と嵌り合う厚さをもつ板状部材である。図示されるように、ガイドレール６２ａは、搬送通路６２の底面に設けることができる。ガイドレール６２ａにスリット３８が嵌まり込まない姿勢にあるホルダ２９は、ガイドレール６２ａに乗り上げ、搬送通路６２から篩い落とされる。ガイドレール６２ａにスリット３８が嵌まり込む姿勢にあるホルダ２９は、ガイドレール６２ａと噛みあいながら移動してゆく。よって、ガイドレール６２ａをもつ中期部分は、第２の選別部を提供している。さらに、一部のホルダ２９は、スリット３８とガイドレール６２ａとの不完全な嵌め合い状態から、完全な嵌め合い状態に移行するように回転する。よって、ガイドレール６２ａをもつ中期部分は、第１の矯正部を提供しているともいえる。図４は、スリット３８とガイドレール６２ａとの嵌め合い状態を示す。

【0069】

図３に戻り、ガイドレール６２ａは、搬送通路６２の途中において中断している。ガイドレール６２ａの終端が位置付けられた搬送通路６２の中期部分には、搬送通路６２の形状が浅い溝から深い溝へと変化する転換部分が設けられている。搬送通路６２は、細く深い溝を区画形成するガイドレール６２ｂを有する。転換部分の後に設けられた細く深い溝は、ホルダ２９がコンタクト部３７を上に位置付け、ヒータ保持部３５を下に位置付ける縦姿勢となって嵌り込み、しかもホルダ２９がその太い部分またはフランジ部２９ｂによって引っかかり、吊り下げられるような幅をもつ。

【0070】

転換部分までの浅い溝は、ホルダ２９を横姿勢に位置付け、横姿勢のままで移動させる。転換部分において、ホルダ２９は、ガイドレール６２ａから、細く深い溝に向けて落とされる。ホルダ２９は、この溝に嵌め合わせられ、溝を区画形成するガイドレール６２ｂの角部によって吊り下げられる。転換部分の後の深い溝は、ホルダ２９を縦姿勢に位置付け、縦姿勢のまま移動させる。転換部分において、コンタクト部３７より細いヒータ保持部３５を進行方向前方に位置づけた姿勢にあるホルダ２９は、ヒータ保持部３５から、細く深い溝の中に落ち、その溝に嵌り込む。転換部分において溝に嵌まらない姿勢にあるホルダ２９は、搬送通路６２から篩い落とされる。よって、転換部分は、第３の選別部を提供する。

【0071】

図３に図示されるように、搬送通路６２の終期部分は、搬送通路６２の壁面に設けられたガイドレール６３を有する。ガイドレール６３は、ホルダ２９の搬送方向に沿って延びている。ガイドレール６３は、搬送通路６２の長手方向に沿って延びるとともに、搬送通路６２の側面から横方向へ、より詳細には、水平方向に対してやや傾斜して延び出す板状の部材である。ガイドレール６３は、横ガイドレール６３とも呼ぶことができる。図示されるように、ガイドレール６３は、搬送通路６２の側面に設けることができる。ガイドレール６３は、搬送通路６２の始端から終端へ向けて、搬送通路６２の壁面から徐々に高くなるように設けられている。ガイドレール６３は、搬送通路６２の長さ方向に沿って延びる金属製の細長い板である。ガイドレール６３は周方向スリット３９の中に挿入可能な板状の部材である。

【0072】

整列工程では、ガイドレール６３が周方向スリット３９内に挿入されている。ガイドレール６３は、搬送通路６２に並んだホルダ２９の周方向スリット３９に入り込むように搬送通路内に設けられている。ガイドレール６３は、搬送通路が進むにつれて、搬送通路の壁から徐々に立ち上がるように配置されている。これにより、搬送通路をホルダ２９が移動するにつれて、周方向スリット３９に徐々にガイドレール６３が入り込んでゆく。一部のホルダ２９は、周方向スリット３９とガイドレール６３との干渉によって、それらが不完全は嵌め合い状態から、完全な嵌め合い状態に移行するように回転する。よって、ガイドレール６３をもつ終期部分は、第２の矯正部を提供している。これにより、ホルダ２９は、ガイドレール６３に噛み合った状態のまま移動してゆく。ガイドレール６３は、周方向スリット３９に噛み合うことにより、ホルダ２９の周方向への回転を規制する。

【0073】

ターミナル部２９ａと周方向スリット３９は、ホルダ２９の周方向に関して互いに所定の角度位置に位置するように設けられている。よって、ガイドレール６３上のホルダ２９は、ターミナル部２９ａを所定の位置に位置付けて整列させられる。この結果、ホルダ２９は、上下方向の姿勢と、周方向の姿勢との両方が規定の姿勢になるように位置付けられる。

【0074】

図５、図６、図７は、搬送通路６２の長手方向に直交する断面を示す。搬送通路６２の中期部分から終期部分にかけて、搬送通路６２は、ホルダ２９をやや傾いた縦姿勢に保持する。

【0075】

搬送通路６２は、ホルダ２９の上側に位置付けられるガイド部材６４を有する。ガイド部材６４は、ホルダ２９に設けられた段部に当接することにより、ホルダ２９の軸方向の位置を規定する。図示の例では、ガイド部材６４は、ターミナル部２９ａに設けられた段部の下に位置付けられ、段部を下から支える。ガイド部材６４は、ホルダ２９の軸方向の姿勢を維持する。ガイド部材６４は、ガイドレール６２ｂの一部でもある。

【0076】

搬送通路６２は、ホルダ２９の下側に位置付けられるガイド部材６５を有する。ガイド部材６５は、スリット３８が提供する開口部に接触する。スリット３８を区画するように周方向に離れて位置する２つの縁は、ひとつの平面上に位置している。ガイド部材６５は、これら２つの縁に接触することにより、ホルダ２９の回転を規制し、ホルダ２９の周方向の姿勢を維持する。ガイド部材６５は、ガイドレール６２ｂの一部でもある。

【0077】

図５に図示されるように、搬送通路６２の初期段階においては、ガイドレール６３は周方向スリット３９にほとんど入り込んでいないか、またはわずかに入り込んでいる。図６に図示されるように、ホルダ２９が搬送通路６２内を進むと、ガイドレール６３は周方向スリット３９内に深く入り込む。このように、ガイドレール６３は、ホルダ２９が搬送通路６２内を進むにつれて、徐々に周方向スリット３９内に深く入り込んでゆく。

【0078】

このとき、ガイドレール６３は、周方向スリット３９によってホルダ２９を吊り上げ、支えている。言い換えると、ホルダ２９は、ガイドレール６３の上に乗っている。ホルダ２９は、縦姿勢のまま、後続の工程への搬送されるまでストックされる。ホルダ２９は図７に図示されるような完全な縦姿勢に保持されてもよい。

【0079】

図８は、図７を下から見た底面図である。図示されるように、ガイドレール６３は、ホルダ２９の径方向の半分を超えて周方向スリット３９内に入り込んでいる。ホルダ２９は、ガイドレール６３、ガイド部材６４、およびガイド部材６５によって縦姿勢に維持される。さらに、ホルダ２９は、ガイドレール６３およびガイド部材６５によって周方向に関して所定の姿勢に維持される。ガイドレール６３は周方向スリット３９との噛み合いによってホルダ２９の周方向への回転を規制する規制部材を提供している。

【0080】

ガイド部材６５は、スリット３８との噛み合いによってホルダ２９の周方向への回転を規制する規制部材を提供している。ガイド部材６５は、周方向スリット３９とガイドレール６３との噛み合いが解消された状態においても、ホルダ２９の周方向への回転を阻止する。これにより、周方向スリット３９からガイドレール６３が抜き出された後においても、ホルダ２９は、周方向に関して規定の位置に位置付けられる。

【0081】

この実施形態によると、低コストの生産を可能とするガスセンサの製造方法、およびガスセンサの製造装置が提供される。しかも、安定した品質の提供が可能となる。この実施形態では、ホルダ２９を整列させる工程において、ホルダ２９を搬送に適した縦姿勢に整列させることができる。また、ホルダ２９を後続の工程に適した縦姿勢に整列させることができる。例えば、縦姿勢は、後続の工程への搬送のための把持（チャック操作）に適している場合がある。また、縦姿勢は、後続の工程へそのままの姿勢で移行できる場合がある。

【0082】

しかも、ホルダ２９のターミナル部２９ａの位置が所定の位置になるようにホルダ２９を周方向に関して整列させることができる。この結果、低コストの生産が可能となる。具体的には、周方向スリット３９に噛み合うガイドレール６３によってホルダ２９を安定的に縦姿勢に整列させることができる。しかも、ガイドレール６３はホルダ２９をその周方向に関しても整列させる。周方向の整列は、ガイド部材６５によっても提供される。

【0083】

（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態のホルダ２９では、スリット３６とスリット３８とが９０度異なる角度位置に設けられている。スリット３６とスリット３８との位置は、種々の組合せに位置付けることができる。

【0084】

図９、図１０、および図１１に図示されるこの実施形態では、ヒータ保持部３５を形成するスリット２３６と、コンタクト部３７を形成するスリット３８とが、周方向の同じ位置に形成されている。この実施形態でも、ガイド部材６５はスリット３８の縁と接触することによりホルダ２９の周方向への回転を阻止している。

【0085】

（第３実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、スリット３８とガイド部材６５とによってホルダ２９の周方向への回転が阻止されている。これに代えて、ヒータ保持部３５を形成するスリット２３６によってホルダ２９の周方向への回転が阻止されてもよい。

【0086】

図１２に図示される実施形態では、ヒータ保持部３５を形成するスリット２３６と、搬送通路６２のガイド部材３６５とによってホルダ２９の回転が阻止される。このように、搬送工程におけるホルダ２９の回転阻止は、搬送方向ＴＤと平行な平面に沿って広がるスリット３８、２３６を利用することにより実現可能である。

【0087】

（第４実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、搬送方向ＴＤに平行な平面を区画するスリット３８、２３６によってホルダ２９の周方向の回転が阻止される。これに代えて、搬送方向ＴＤに直交する平面を区画するスリットによってホルダ２９の周方向への回転を阻止してもよい。

【0088】

図１３に図示される実施形態では、搬送方向ＴＤの終端において、スリット３６を終端壁４６６に当てることによってホルダ２９の周方向への回転が阻止される。この実施形態によると、整列工程の終端、すなわち搬送装置によって搬送される直前に、ホルダ２９の周方向の位置を所定の位置に位置決めすることができる。

【0089】

（第５実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、整列工程においてホルダ２９は重力方向に沿って直立した縦姿勢で搬送される。これに代えて、ホルダ２９は、やや傾いた縦姿勢で搬送されてもよい。

【0090】

図１４に図示される実施形態では、ホルダ２９は、やや傾いた縦姿勢で搬送される。ホルダ２９は、周方向スリット３９を下に向けるように傾けられている。言い換えると、ホルダ２９は、ターミナル部２９ａを上側に位置付けるように傾けられている。

【0091】

（第６実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図１５に図示される実施形態では、傾けて搬送されるホルダ２９の上側に位置するガイド部材６４が除去されている。ホルダ２９は、自らの重量によってガイドレール６３とガイド部材６５とに乗りながら搬送される。よって、上側に位置するガイド部材６４を無くすことができる。

【0092】

（第７実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図１６に図示される実施形態では、両方のガイド部材６４、６５が除去されている。ホルダ２９は、自らの重量によってガイドレール６３に乗りながら搬送される。ガイドレール６３は、それ単独でホルダ２９の姿勢を維持することができる。

【0093】

（第８実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態のホルダ２９は、比較的狭い幅のフランジ部２９ｂを有している。ホルダ２９は、多様な形状のフランジ部を有することができる。

【0094】

図１７、および図１８に図示される実施形態では、ホルダ２９は、その端部から径方向外側に向けて長く延び出すように形成されたフランジ部８２９ｂを有する。フランジ部８２９ｂは、４つのタブ状と呼べる板片を含む。フランジ部８２９ｂは、コンタクト部３７の端部において径方向外側に延び出すように設けられている。フランジ部８２９ｂは、ホルダ２９の中心軸ＡＸに直交する平面ＨＰに沿って延びている。

【0095】

この実施形態では、パーツフィーダ６１の搬送通路６２は、左右一対のガイドレール８６７と、左右一対のガイドレール８６８とを有する。これらガイドレール８６７、８６８は板状に延びている。

【0096】

図１７に図示されるように、ガイドレール８６７、８６８の間には、ホルダ２９が導入される。ガイドレール８６７、８６８は、それらの間にフランジ部８２９ｂを挿入可能な隙間または溝を形成する部材である。隙間は、スロットとも呼ぶことができる。整列工程では、フランジ部８２９ｂが隙間内に挿入されている。ホルダ２９は、ガイドレール８６７、８６８の間において縦姿勢を維持しながら搬送される。ガイドレール８６７とガイドレール８６８との上下方向の間には、フランジ部８２９ｂを配置可能な隙間が形成されている。ガイドレール８６７とガイドレール８６８との上下方向の隙間Ｌと、フランジ部８２９ｂの厚さＴとは、Ｌ＜２Ｔを満足するように設定されることが望ましい。フランジ部８２９ｂは、ガイドレール８６７とガイドレール８６８との間を滑って移動することができる。

【0097】

図１８に図示されるように、下側の一対のガイドレール８６７は、ホルダ２９のコンタクト部３７の両側に位置している。下側の一対のガイドレール８６７は、それらの間に、ホルダ２９のコンタクト部３７を受け入れ可能な溝状の隙間を形成している。上側の一対のガイドレール８６８は、ホルダ２９の両側に位置している。上側の一対のガイドレール８６８は、それらの間に、ホルダ２９のターミナル部２９ａを受け入れ可能な溝状の隙間を形成している。この隙間は、ターミナル部２９ａの移動を規制し、ホルダ２９の周方向への回転を規制する程度の細い隙間である。上側の一対のガイドレール８６８は、ターミナル部２９ａの両側に配置されている。整列工程では、ホルダ２９は一対の第１ガイドレール８６７の間と一対の第２ガイドレール８６８の間とに位置付けられる。

【0098】

この実施形態では、上記実施形態の周方向スリット３９に代えて、比較的大きいフランジ部８２９ｂがホルダ２９を縦姿勢に位置付けるための面として利用される。整列工程１４２では、フランジ部８２９ｂを、ガイドレール８６７、８６８に接触させることにより、ホルダ２９を縦姿勢に整列させる。また、この実施形態でも、整列工程においてホルダ２９の周方向への回転を阻止することができる。

【0099】

（第９実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態に代えて、整列工程のいずれかの段階において、縦方向に延びるスリット２３６、３８を利用してもよい。

【0100】

図１９に図示される実施形態は、図９に図示されるホルダ２９のスリット２３６、３８が利用される。ガイドレール９６２ａは、ホルダ２９のスリット２３６と、スリット３８との両方に噛み合う。

【0101】

（第１０実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態に代えて、ターミナル部２９ａをもたないホルダを採用してもよい。図２０は、ターミナル部を持たないホルダ２９を図示している。ホルダ２９には、ターミナル部２９ａに相当する電線またはバスバーが接続される。

【0102】

（第１１実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態に加えて、ヒータ３２とホルダ２９とを組み合わせるための新たな工程を採用することができる。図２１は、この実施形態のガスセンサの製造方法を示す流れ図である。この実施形態では、ホルダ２９とヒータ３２とを組み合わせることによってヒータユニット３１を形成する装着工程１５０が採用される。この装着工程１５０では、ホルダ２９をヒータ３２の上から落下させることによってヒータ３２の先端部にホルダ２９が位置づけられる。

【0103】

この実施形態では、先行する実施形態のステップ１４１−１４６が採用される。ステップ１５１は、ヒータ３２を所定の姿勢に設置するヒータ設置工程である。ここでは、搬送装置によってヒータ３２が作業台の上に所定の姿勢となるように位置付けられる。ここでは、ヒータ３２は、先端部を上に、リード３４を下にした逆さの縦姿勢に位置付けられる。ヒータ３２は、その中心軸ＡＸが重力方向と平行となるように位置付けられる。ステップ１５１は、基端部を下に、先端部を上に向けてヒータ３２を縦姿勢に保持する保持工程を提供する。ここでは、ヒータ３２の中央部やや上の胴部分が作業台に設けられた保持装置によって締め付けられる。保持装置は、部材を保持または解放可能なチャック装置を含む。チャック装置は、移動可能な爪部によって部材を保持可能である。これにより、ヒータ３２が逆さの縦姿勢に調節される。

【0104】

ステップ１５２は、位置決め工程である。ここでは、搬送装置によってホルダ２９がヒータ３２上に位置付けられる。ホルダ２９は、先端部を上に位置付けて保持されたヒータ３２の上に、コンタクト部３７を下に、ヒータ保持部３５を上に位置付けた逆さの縦姿勢で位置付けられる。すなわち、ホルダ２９は、ヒータ３２の先端の上から被せるように位置付けられる。この位置決め工程では、ホルダ２９がヒータ３２から離れているが、ホルダ２９のコンタクト部３７がヒータ３２の先端部に被さる位置まで、保持装置によってホルダ２９を位置付けることができる。

【0105】

搬送装置は、ホルダ２９を搬送する間中、他の物品との干渉を検出しながらホルダ２９を搬送する。搬送装置は、例えば所定のしきい値以上のトルクが発生すると干渉を検出し、作業者へ報知する。

【0106】

ステップ１５３は搬送装置の保持装置に含まれるチャック装置を緩める隙間チャック工程である。チャック装置は完全に開放状態に移行することなく、ホルダ２９の姿勢を維持したまま、ホルダ２９を真っ直ぐに下へ落下させるようにわずかに緩められる。チャック装置は、ホルダ２９との間に小さい隙間を形成する。チャック装置は、ホルダ２９が逆さの縦姿勢から斜めに倒れることを阻止する程度の開度に開かれる。このようなチャック装置の開度は、中間開度とも呼ばれる。この工程において、チャック装置は、ホルダ２９の倒れを抑制しながら、軸方向に落下させる案内部材を提供する。

【0107】

ステップ１５４は、自由落下工程である。ここでは、ホルダ２９が、ヒータ３２の上にホルダ２９の自重だけによって自然落下する。縦姿勢に保持されたヒータ３２の上からホルダ２９を自重で落下させることにより、ホルダ２９を自重によりヒータ３２の先端部に接触させる落下工程が提供される。

【0108】

ホルダ２９は、大径のコンタクト部３７を下にしてヒータ３２に被せられ、しかもコンタクト部３７とヒータ保持部３５との間にコーン部を有しているから、ホルダ２９は、自らの重さによってホルダ２９の中心軸ＡＸをヒータ３２の中心軸ＡＸに一致させる。すなわち、ホルダ２９の重さだけで、自動的に調芯が実現される。これにより、ヒータ３２の損傷、ホルダ２９の過度の変形が抑制される。例えば、ヒータ３２の角部または表面の欠けが抑制される。

【0109】

ステップ１５５は、ホルダ２９をヒータ３２の先端部に被せる組合せ工程である。ここでは、ステップ１５４によって落下させられたホルダ２９がステップ１４５−１５１によって設置されたヒータ３２に被せられる。ホルダ２９は、自重だけで、ヒータ３２の上に落下し、接触することにより、先端部の上に被せられる。

【0110】

図２２は、ステップ１５２からステップ１５４におけるホルダ２９の移動を示している。図中には、ガスセンサの製造装置を制御する制御装置７０が図示されている。制御装置７０は、図２１に図示された複数の工程において製造装置を制御する。制御装置７０は、落下工程および組合せ工程において複数の保持装置を制御する。これら保持装置は、ホルダ２９またはヒータ３２に接触または離間するように開閉可能なチャック装置と、静止している台座または案内部材とを含む。保持装置は、ホルダ２９またはヒータ３２の移動を規制するようにそれらと接触する形状をもつ。例えば、保持装置の少なくとも一部は、ホルダ２９またはヒータ３２を径方向または軸方向に受け入れ可能なＵ字形空洞、または丸穴を形成する部材によって提供することができる。

【0111】

制御装置は、電子制御装置（Electronic Control Unit）である。制御装置は、少なくともひとつの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置とを有する。制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置は、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置を機能させる。制御装置は、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、機能を実行するための手段と呼ぶことができ、別の観点では、それらの要素の少なくとも一部は、構成として解釈されるブロック、または構成として解釈されるモジュールと呼ぶことができる。

【0112】

制御装置が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。

【0113】

段階（ａ）は、ステップ１５２の初期段階である。ヒータ３２は、保持装置によって保持されている。ヒータ３２は、開閉可能なチャック装置７１およびチャック装置７２と、台座７３と、リードサポート７４とによって保持される。台座７３およびリードサポート７４とは、静止した部材、または可動の部材によって提供することができる。ホルダ２９は、保持装置によって保持され、搬送される。保持装置は、駆動機構７５によって開閉可能なチャック装置７６を含む。ホルダ２９は、ヒータ３２の上に搬送される。

【0114】

段階（ｂ）は、ステップ１５２の後期段階である。ホルダ２９は、ヒータ３２の先端部がコンタクト部３７の中に位置するように位置づけられる。言い換えると、ホルダ２９は、ヒータ３２の先端部が、ホルダ２９の周方向スリット３９より直径が大きい大径部分の中に位置するように位置づけられる。これにより、後続の落下工程における落下距離を抑制しながら、スリット縁３９ａと角部３２ａとの衝突の抑制が図られる。ホルダ２９は、径方向に関して、スリット縁３９ａとの衝突を避けるように位置づけられる。ホルダ２９は、コンタクト部３７とヒータ保持部３５との間の錐面部分３５ａ内にまで到達していてもよい。ただし、この工程では、スリット縁３９ａとヒータ３２の衝突を避けるために、ヒータ３２はスリット縁３９ａを越えて挿し込まれることはない。

【0115】

段階（ｃ）は、ステップ１５３においてチャック装置７６が開かれた直後である。ホルダ２９は、チャック装置７６から開放され、自重だけによって自由落下する。ホルダ２９は、ヒータ３２の先端部に被せられているから、ホルダ２９はヒータ３２の先端部の上に落下する。しかも、搬入工程においてホルダ２９はヒータ３２の近傍にまで接近させられている。このため、ホルダ２９の落下距離はわずかな距離である。ホルダ２９は、チャック装置７６によって案内されながら、自由落下する。チャック装置７６は、案内部材を提供する。このとき、チャック装置７６は、スリット縁３９ａとヒータ３２の角部３２ａとの衝突を避けるようにホルダ２９を案内し続ける。

【0116】

段階（ｄ）は、ステップ１５４の終期段階である。ヒータ３２の直径は、スリット縁３９ａの位置におけるホルダ２９の内径より小さい。このため、ヒータ３２の先端部は、スリット縁３９ａを越えてホルダ２９の奥へ挿入される。ヒータ３２の直径は、ヒータ保持部３５の内径より大きい。このため、ヒータ３２の先端部は、錐面部分３５ａに到達するが、角部３２ａは、錐面部分３５ａの内面に接触する。これにより、ホルダ２９を自由落下させることによる挿入量が規定される。落下工程の後、組合せ工程の間中、ホルダ２９は、ヒータ３２の先端部の上に安定的に位置付けられる。段階（ｄ）は、ホルダ２９とヒータ３２との圧入開始位置を示す。ヒータ３２は、図示の位置から、ヒータ保持部３５の中に圧入される。

【0117】

図２３は、ステップ１５３におけるホルダ２９の移動を示している。段階（ａ）は、初期段階である。ホルダ２９が落下するにつれて、ヒータ３２の先端は、ホルダ２９の奥へ徐々に侵入してゆく。段階（ｂ）は、中期段階である。このとき、ヒータ３２の先端部がスリット縁３９ａを通過する。このとき、角部３２ａは、スリット縁３９ａに衝突することなく、スリット縁３９ａの径方向内側を通過する。この実施形態のヒータ３２は、先端部分に段付き形状を有し、その段部によって角部３２ａが形成されている。このような形状は、セラミックコアの周囲に発熱体を設けることによって形成される。スリット縁３９ａと角部３２ａとの衝突が回避されることにより、角部３２ａにおける破損が抑制される。段階（ｃ）は、後期段階である。角部３２ａは、錐面部分３５ａの内面に接触する。

【0118】

図２４、図２５は、ホルダ２９の中心軸ＡＸに直交する断面におけるチャック装置７６の断面を示す。チャック装置７６は、ホルダ２９の少なくとも一部を収容する凹部７６ａを有する。凹部７６ａは、チャック装置７６がホルダ２９に接触していない状態においても、ホルダ２９を囲むことを可能とする。凹部７６ａが形成する空間はホルダ２９を収容するとともに、ホルダ２９がその径方向に向けてチャック装置７６の間から抜け出すことを阻止することを可能とする。言い換えると、凹部７６ａは、ホルダ２９が縦姿勢から横姿勢へ向けて倒れることを阻止することを可能とする。図２４は、ホルダ２９とチャック装置７６とが接触している状態を示す。図２５は、チャック装置７６の隙間チャック状態（中間チャック状態）を示す。隙間チャック状態は、ホルダ２９の倒れを防止しながら、ホルダ２９の上下方向への移動を許容する。

【0119】

図２４および図２５に図示されるように、落下工程は、ホルダ２９の外周面に接触することによりホルダ２９を搬送するチャック装置７６をわずかに開くことにより提供される。落下工程では、チャック装置７６によってホルダ２９の倒れを抑制しながら、ホルダ２９を軸方向に落下させる。チャック装置７６は、ホルダ２９の全方向への倒れを阻止するために、凹部７６ａを有することが望ましい。

【0120】

図２６は、スリット縁３９ａが角部３２ａに衝突する一例を示す。落下工程においてホルダ２９が平行移動または傾斜すると、スリット縁３９ａが角部３２ａに衝突することがある。図中には、ホルダ２９の中心軸ＡＸ２９が、ヒータ３２の中心軸ＡＸ３２に対して衝突角度ＲＤ１だけ倒れた場合が図示されている。ホルダ２９の平行移動量および／または傾斜角は、ヒータ３２とホルダ２９との接触によって規制される。よって、スリット縁３９ａと角部３２ａとが衝突する条件は、ヒータ３２とホルダ２９との直径、長さなどに基づいて数学的に示すことができる。この実施形態では、スリット縁３９ａと角部３２ａとが衝突しないように、中心軸ＡＸ２９と中心軸ＡＸ３２との平行移動量および／または傾斜角がチャック装置７６によって規制されている。

【0121】

図２７は、チャック装置７６がホルダ２９の倒れを抑制することにより、スリット縁３９ａと角部３２ａとの衝突が回避されている一例を示す。図示されるように、チャック装置７６は、ホルダ２９を保持するほどに強く接触することはないが、ホルダ２９の傾斜角を規制するように位置している。チャック装置７６は、ホルダ２９の傾斜角を上記衝突角度ＲＤ１を下回る抑制角度ＲＤ２に規制する。これにより、ヒータ３２がスリット縁３９ａの位置に到達したときに、スリット縁３９ａと角部３２ａとの間に隙間ＧＰが形成される。

【0122】

図２１に戻り、ステップ１５６はヒータ３２をホルダ２９に圧入する圧入工程である。ここでは、ホルダ２９の中にヒータ３２が圧入されることによりヒータユニット３１として組み立てられる。圧入工程では、ヒータ３２を逆さの縦位置に固定したまま、ホルダ２９が上から下へ押し下げられる。圧入工程においては、フランジ部２９ｂに当接する圧入器具、例えば環状パンチ器具が用いられる。ホルダ２９は、規定の位置まで押し下げられる。

【0123】

組合せ工程１５５および圧入工程１５６は、ヒータ３２およびホルダ２９を縦姿勢に位置付けて実行される。整列工程１４２は、周方向スリット３９を、ガイドレール６３に接触させることにより、ホルダ２９を縦姿勢に整列させる。よって、整列工程１４２において、後続の組合せ工程１５５および圧入工程１５６に適した縦姿勢にホルダ２９を整列させることができる。

【0124】

ステップ１５７はステップ１４１−１５６の製造方法によって製造されたヒータユニット３１を作業台から取り出す排出工程である。ここでは、ヒータユニット３１が搬送装置によって作業台から取り出され、次の工程へ搬送される。搬送装置としては、多関節型ロボット、スカラロボットなど多様な機器を利用することができる。

【0125】

ステップ１４８はガスセンサ１０の組立工程である。この組立工程では、ヒータユニット３１がセンサ素子１３の中に圧入され、固定される。この工程において、ホルダ２９とヒータ３２とセンサ素子１３とが規定の位置関係に位置づけられる。

【0126】

この実施形態では、ガスセンサの製造方法と製造装置とが提供される。保持装置７１、７２、７３、７４、７６は、ホルダ２９の内部にヒータ３２の先端部を挿入可能な縦姿勢にヒータ３２およびホルダ２９を保持する。保持装置７１、７２、７３、７４は、下保持装置を提供する。保持装置７１、７２、７３、７４は、ヒータ３２をホルダ２９の下に位置付ける。チャック装置７６は、上保持装置を提供する。チャック装置７６は、ホルダ２９をヒータ３２の上に位置付ける。チャック装置７６は、上側に位置づけられたホルダ２９を自重により落下させるように開放可能である。しかも、チャック装置７６は、わずかに開くことにより、ホルダ２９の倒れを抑制しながら、軸方向に落下させる。制御装置７０は、ホルダ２９の内部にヒータ３２の先端部を位置づけた後に、ホルダ２９を自重により落下させるように上チャック装置７６を開放させる。

【0127】

この実施形態によると、ホルダ２９とヒータ３２とは、ホルダ２９を落下させることによって圧入開始位置に位置付けられる。言い換えると、ホルダ２９がヒータ３２の上からホルダ２９の自重だけによって落下することによってホルダ２９とヒータ３２との接触が図られる。このため、最初の接触時に過大な応力が角部３２ａに作用することが回避され、ヒータ３２の破損が回避される。上チャック装置７６がホルダ２９を強固に保持しながら、圧入開始位置までヒータ３２をホルダ２９の内部に挿入する場合に比べると、角部３２ａがホルダ２９に接触する際の力が抑制され、ヒータ３２の破損が抑制される。

【0128】

加えて、チャック装置７６は、落下過程にあるホルダ２９の傾きを抑制する。これにより、スリット縁３９ａと角部３２ａとの衝突が抑制される。この結果、角部３２ａの欠けが抑制されるから、低コストの生産が可能となる。しかも、安定した品質の提供が可能となる。

【0129】

この実施形態によると、縦姿勢のホルダ２９と縦姿勢のヒータ３２とが組合せられる。このような縦姿勢での工程に適した他の工程が組合せられる。そのひとつは、ホルダ２９を縦姿勢に整列させる整列工程である。これにより、ホルダ２９は、容易に後続の装着工程および圧入工程に供給される。この実施形態によると、ホルダ２９とヒータ３２とを連結する一連の工程が効率的に実行可能となる。

【0130】

（第１２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態に代えて、ホルダ２９内に向けてヒータ３２を上から下へ落下させることによってホルダ２９とヒータ３２とを組み合わせてもよい。

【0131】

図２８は、図２２に相当する遷移図である。この実施形態では、ホルダ２９がコンタクト部３７を上に、ヒータ保持部３５を下に位置付ける縦姿勢に保持される。ホルダ２９は、保持装置７７によって保持される。ヒータ３２は、その先端部を下に、リード３４を上に位置付ける縦姿勢に保持される。ヒータ３２は、駆動機構７８によって開閉可能なチャック装置７９によって保持され、搬送される。

【0132】

段階（ａ）は、ステップ１５２において提供される。ヒータ３２は、ホルダ２９の上に位置づけられる。段階（ｂ）は、ステップ１５３において提供される。ヒータ３２の先端部は、ホルダ２９の中に挿入される。これにより、図２２の段階（ｂ）と上下が逆の状態が提供される。段階（ｃ）は、ステップ１５４において提供される。チャック装置７９が開かれることにより、ヒータ３２がホルダ２９内に向けて自由落下する。このとき、チャック装置７９は、ヒータ３２の倒れを抑制する。段落（ｄ）は、ステップ１５５において提供される。ヒータ３２が自由落下することにより、ヒータ３２の先端は、ホルダ２９の周方向スリット３９の縁に衝突することなく錐面部分３５ａに到達する。この結果、ヒータ３２を落下させることにより、ヒータ３２の先端部にホルダ２９を被せる組合せ工程が提供される。

【0133】

この実施形態では、ガスセンサの製造方法と製造装置とが提供される。保持装置７７、７９は、ホルダ２９の内部にヒータ３２の先端部を挿入可能な縦姿勢にヒータ３２およびホルダ２９を保持する。保持装置７７は、下保持装置を提供する。保持装置７７は、ホルダ２９をヒータ３２の下に位置付ける。チャック装置７９は、上保持装置を提供する。チャック装置７９は、ヒータ３２をホルダ２９の上に位置付ける。チャック装置７９は、上側に位置づけられたヒータ３２を自重により落下させるように開放可能である。しかも、チャック装置７９は、わずかに開くことにより、ヒータ３２の倒れを抑制しながら、軸方向に落下させる。この実施形態でもヒータ３２の破損が抑制される。

【0134】

（他の実施形態）
ここに開示される発明は、その発明を実施するための実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。開示される発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。実施形態は追加的な部分をもつことができる。実施形態の部分は、省略される場合がある。実施形態の部分は、他の実施形態の部分と置き換え、または組み合わせることも可能である。実施形態の構造、作用、効果は、あくまで例示である。開示される発明の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

【0135】

例えば、ホルダ２９は、図示される形状に限定されることなく種々の形状をもつことができる。例えば、コンタクト部３７における良好な電気的な接触を得るために追加的なスリットを設けることができる。また、ターミナル部２９ａは種々の形状をもつことができる。例えば、ターミナル部２９ａは、図示の形態より短い形状としてもよい。また、ホルダ２９、３２９に設けられたコンタクト部３７は、センサ素子１３の内面の電極に電気的に接触させない構成を採用してもよい。この場合、コンタクト部３７は、ホルダ２９、３２９をセンサ素子１３の内部に固定する部分としてだけ機能する。この場合、ホルダ２９、３２９にターミナル部２９ａに相当する電線などが接続されない構成が採用される。

【0136】

また、上記実施形態では、周方向スリット３９またはフランジ部８２９ｂを利用したが、整列工程において、周方向スリット３９およびフランジ部８２９ｂの両方を利用してホルダ２９を所定の位置に所定の姿勢で整列させてもよい。また、ひとつまたは複数の部位における接触によって、ホルダ２９の軸の周りにおける回転を規制してもよい。例えば、周方向スリット３９にガイドレール６３を接触させることにより、および／または、第１の縦スリット３６、２３６または第２の縦スリット３８にガイド部材６５、３６５、４６６を接触させることによりホルダ２９の回転を規制できる。

【0137】

また、上記実施形態では、図７に図示されるようにコンタクト部３７を上に、ヒータ保持部３５を下に位置付けるようにホルダ２９が整列される。これに代えて、ヒータ保持部３５を上に、コンタクト部３７を下に位置付けるようにホルダ２９を整列させてもよい。

【0138】

上記実施形態では、保持装置であるチャック装置によって案内部材が提供される。これに代えて、チャック装置とは別に設けられた部材によって案内部材が提供されてもよい。例えば、チャック装置７６の近傍に配置された静的な部材によって、チャック装置７６から解放されたホルダ２９を案内してもよい。この場合、チャック装置７６は、中間チャック開度で停止することなく開くことができる。同様に、チャック装置７９の近傍にヒータ３２を案内する案内部材を設けてもよい。これら案内部材は、ホルダ２９またはヒータ３２を径方向または軸方向に受け入れ可能なＵ字形空洞、または丸穴を形成する部材によって提供することができる。

【符号の説明】

【0139】

１０ ガスセンサ、 １３ センサ素子、 ２８ 第１センサターミナル、
２９ 第２センサターミナル、ホルダ、
２９ａ ターミナル部、 ２９ｂ、８２９ｂ フランジ部、
３１ ヒータユニット、 ３２ ヒータ、 ３２ａ 角部、 ３４ リード、
３５ ヒータ保持部、 ３５ａ 錐面部分、 ３６、２３６ スリット、
３７ コンタクト部、 ３８ スリット、
３９ 周方向スリット、 ３９ａ スリット縁、
６１ パーツフィーダ、 ６２ 搬送通路、
６３、８６７、８６８、６２ａ、９６２ａ ガイドレール、
７１、７２、７３、７４、７６、７７、７９ 保持装置、
７５、７８ 駆動機構。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】