特許 6385719 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】6385719

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】ガスセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/409 20060101AFI20180827BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/409 100

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-111162(P2014-111162)

(22)【出願日】2014年5月29日

(65)【公開番号】特開2015-225020(P2015-225020A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2017年3月7日

(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】100113022

【弁理士】

【氏名又は名称】赤尾 謙一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100110249

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 昭

(74)【代理人】

【識別番号】100116090

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 和彦

(72)【発明者】

【氏名】田口 政孝

(72)【発明者】

【氏名】浅井 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】高田 歩

(72)【発明者】

【氏名】足立 直樹

(72)【発明者】

【氏名】安田 功二郎

【審査官】 大瀧 真理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０３３０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８１３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３３７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３５２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１９０８２９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／４０６ − ２７／４１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線方向に延び、先端部が被測定ガスに晒されるガスセンサ素子であって、有底筒状の素子本体と、該ガスセンサ素子の先端部から後端部にわたって、該素子本体の外表面に設けられた外側電極と、を有するガスセンサ素子と；
前記ガスセンサ素子の後端部を径方向から包囲して前記外側電極と電気的に接続される筒状部であって、前記ガスセンサ素子の後端部に自身を外嵌した際に弾性力によって拡径する筒状部と、該筒状部の先端縁に周方向にわたって断続的に接続すると共に、該先端縁から径方向外側に広がりつつ先端側に向かって延びる複数のガイド片と、を有する外側端子と；
を備えたガスセンサであって、
前記ガスセンサ素子の前記後端部には、前記素子本体の前記外表面が後端側に向かってテーパ状に窄まるストレート部と、
該ストレート部の後端側に繋がり、前記素子本体の前記外表面が後端側に向かって該ストレート部よりも窄まると共に、径方向内側に湾曲する湾曲部と、が形成されているガスセンサ。

【請求項2】

前記ストレート部の外表面と前記湾曲部の外表面とは滑らかに繋がる請求項１に記載のガスセンサ。

【請求項3】

前記ストレート部のテーパ角θ２は、前記ガイド片の開き角θ１よりも小さい請求項１又は請求項２に記載のガスセンサ。

【請求項4】

前記ガスセンサ素子に外嵌される前の自由状態での前記筒状部の先端縁の内径ｄ１は、前記ストレート部と前記湾曲部との接続点における前記素子本体の外径ｄ２以上である請求項１から請求項３のいずれか一項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、被検出ガスの濃度を検出するガスセンサ素子を備えたガスセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の排気ガス中の特定ガス（酸素やＮＯ_ｘ）の濃度を検出するガスセンサとして、固体電解質を用いたガスセンサ素子を有するものが知られている。
図６に示すように、このガスセンサ素子３００として、軸線方向に延びる筒状の素子本体３００Ｓの外表面に外側電極（検知電極）３００Ｃを設け、素子本体３００Ｓの内孔３００ｄの表面に内側電極（図示せず）を設けたものがある（特許文献１、２）。さらに外側電極３００Ｃは、素子本体３００Ｓの先端側の外側検知部３００ＣＳと、外側検知部３００ＣＳから後端に延びる線状のリード部３００ＣＬと、素子本体３００Ｓの後端側に周方向の一部に延びるように設けられてリード部３００ＣＬと接続する接続部３００ＣＰとを有している。
そして、ガスセンサ素子３００の後端側の外周面に、外側端子９１の筒状部９３を外嵌し、接続部３００ＣＰと筒状部９３とを電気的に接続する。これにより、外側電極３００Ｃの外側検知部３００ＣＳの検出信号を外側端子９１から外部回路等に取り出すようになっている。

【0003】

ここで、筒状部９３はスリットＭを有する断面Ｃ字形状をなし、ガスセンサ素子３００の後端部に自身を外嵌して拡開した際にバネ力によって筒状部９３が縮まり、接続部３００ＣＰに押圧されるようになっている。
又、外側端子９１の筒状部９３の先端縁の周方向にわたって断続的に接続する複数のガイド片９８が設けられ、ガイド片９８は、径方向外側に広がりつつ先端側に向かって延びている。ガイド片９８は、筒状部９３をガスセンサ素子３００に外嵌する際のガイドとなっている。又、素子本体３００Ｓの接続部３００ＣＰよりも後端側には、後端側に向かってテーパ状に窄まる面取り部３００ｅが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２３３７８６号公報

【特許文献1】特開２０１４−３８０６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、図７に示すように、筒状部９３をガスセンサ素子３００に外嵌する際、まず、素子本体３００Ｓの面取り部３００ｅの後端縁に位置する角部３００ｐにガイド片９８の内面が当接し、角部３００ｐがガイド片９８の内面を擦りながらガイド片９８（筒状部９３）を押し広げ、筒状部９３内にガスセンサ素子３００が挿入されるようになっている。
しかしながら、尖った形状の角部３００ｐがガイド片９８の内面に引っ掛るため、筒状部９３の挿入荷重が過大になってそれ以上の挿入が困難になったり、ガイド片９８が変形し、生産性や製品歩留りが低下するという問題がある。

【0006】

これに対し、例えば、素子本体の面取り部の後端縁の直径をより小さくし、筒状部をガスセンサ素子に外嵌する際に、角部がガイド片に接触しないようにすることが考えられる。これにより、面取り部が筒状部の先端縁（の内面）を擦りながらガイド片（筒状部）を押し広げ、筒状部内にガスセンサ素子が挿入されるようになる。よって、角部にガイド片の内面が引っ掛ること無く、筒状部の挿入荷重が過大になってそれ以上の挿入が困難になったり、ガイド片が変形したりすることを抑制できる。

【0007】

しかしながら、筒状部をガスセンサ素子に外嵌する際、筒状部の軸心がガスセンサ素子の軸心に対して径方向にずれてしまい、一部のガイド片の内面が径方向内側に配置した素子本体の角部に接触してしまう（以下、片当たりとも言う）虞がある。この場合、上述の問題と同様に、尖った形状の角部がガイド片の内面に引っ掛ることがあり、筒状部の挿入荷重が過大になってそれ以上の挿入が困難になったり、ガイド片が変形し、生産性や製品歩留りが低下するという問題がある。

【0008】

従って、本発明は、筒状のガスセンサ素子へ筒状の外側端子を外嵌する際の挿入荷重を低減し、生産性や製品歩留りを向上させたガスセンサの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に延び、先端部が被測定ガスに晒されるガスセンサ素子であって、有底筒状の素子本体と、該ガスセンサ素子の先端部から後端部にわたって、該素子本体の外表面に設けられた外側電極と、を有するガスセンサ素子と；前記ガスセンサ素子の後端部を径方向から包囲して前記外側電極と電気的に接続される筒状部であって、前記ガスセンサ素子の後端部に自身を外嵌した際に弾性力によって拡径する筒状部と、該筒状部の先端縁に周方向にわたって断続的に接続すると共に、該先端縁から径方向外側に広がりつつ先端側に向かって延びる複数のガイド片と、を有する外側端子と；を備えたガスセンサであって、前記ガスセンサ素子の前記後端部には、前記素子本体の前記外表面が後端側に向かってテーパ状に窄まるストレート部と、該ストレート部の後端側に繋がり、前記素子本体の前記外表面が後端側に向かって該ストレート部よりも窄まると共に、径方向内側に湾曲する湾曲部と、が形成されている

【0010】

本発明では、ストレート部の後端側に繋がり、素子本体の前記外表面が後端側に向かって該ストレート部よりも窄まると共に、径方向内側に湾曲する湾曲部を設けている。素子本体の後端側に筒状部を外嵌した際、筒状部の軸心が素子本体の軸心に対して径方向にずれてしまい、ガイド片の内面が素子本体に片当たりすることがある。このとき、片当りする部位を湾曲部とすることで、湾曲部は角部の無い曲面になっているため、片当たりしたとしても、ガイド片の内面との接触点でガイド片との接圧が低減されつつ、筒状部を径方向に移動させることで、筒状部の軸心と素子本体の軸心とを合わせる（片当たりを解消する）ことができる。

【0011】

また、本発明では、湾曲部の先端側に繋がるように、外表面が後端側に向かってテーパ状に窄まるストレート部を設けている。素子本体に筒状部がさらに挿入され、湾曲部を越えてストレート部に筒状部の先端縁（ガイド片の最後端）が接触する。このとき、筒状部内にストレート部が挿入されるにつれて先端縁（筒状部）が拡径される割合が一定となり、筒状部内に素子本体を安定して挿入することができる。

【0012】

さらに、本発明では、前記ストレート部の外表面と前記湾曲部の外表面とは滑らかに繋がる。これにより、ストレート部と湾曲部との接続点には、角部が形成されず、その結果、筒状部内に素子本体が挿入され、筒状部の先端縁が湾曲部を超えてストレート部を擦る際に、接続点に筒状部の先端縁が引っ掛ることが無く、筒状部の挿入荷重が過大になってそれ以上の挿入が困難になったり、ガイド片が変形したりすることを抑制できる。

【0013】

さらに、本発明では、前記ストレート部のテーパ角θ２は、前記ガイド片の開き角θ１よりも小さい。テーパ角θ２が開き角θ１よりも小さいので、ガイド片の尖った先端がストレート部に当接することはなく、筒状部の先端縁が確実にストレート部に接触するので、ガイド片の先端が接触することにより挿入荷重が過大になることを抑制できる。

【0014】

なお、湾曲部はストレート部よりも窄まっている。つまり、湾曲部においても、ガイド片は先端に向かって湾曲部よりも径方向外側に開いていることになる。このため、上記したように筒状部の軸芯がずれてずれてもガイド片の尖った先端が湾曲部に当接することがなく、ガイド片の内面が確実に湾曲部に接触するので、ガイド片の先端が接触することにより挿入荷重が過大になることを抑制できる。

【0015】

前記ガスセンサ素子に外嵌される前の自由状態での前記筒状部の先端縁の内径ｄ１は、前記ストレート部と前記湾曲部との接続点における前記素子本体の外径ｄ２以上であってもよい。
このガスセンサによれば、片当たりが解消され、筒状部の先端縁が周方向に亘って素子本体に接触する際に、ストレート部にて接触するようになる。このため、筒状部の挿入荷重をより一層低減させることができる。

【発明の効果】

【0016】

この発明によれば、筒状のガスセンサ素子へ筒状の外側端子を外嵌する際の挿入荷重を低減し、生産性や製品歩留りを向上させたガスセンサが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係るガスセンサを軸線方向に沿う面で切断した断面図である。

【図2】ガスセンサ素子及び外側端子の構造を示す斜視図である。

【図3】ガスセンサを製造する態様を示す図である。

【図4】ガスセンサ素子及び外側端子の構造を示す側面図である。

【図5】ガスセンサ素子に外側端子を外嵌する際、ストレート部及び湾曲部と外側端子との接触状態を示す図である。

【図6】従来のガスセンサ素子及び外側端子の構造を示す斜視図である。

【図7】従来のガスセンサ素子に外側端子を外嵌する際の両者の接触状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガスセンサ素子３を有するガスセンサ１００を軸線Ｏ方向に沿う面で切断した断面構造を示す。図２はガスセンサ素子及び外側端子の構造を示す斜視図である。図３はガスセンサを製造する態様を示す図である。
この実施形態において、ガスセンサ１００は自動車の排気管内に挿入されて先端が排気ガス中に曝され、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサになっている。ガスセンサ素子３は、酸素イオン伝導性の固体電解質体に一対の電極を積層した酸素濃淡電池を構成し、酸素量に応じた検出値を出力する公知の酸素センサ素子である。
なお、図１の下側をガスセンサ１００の先端側とし、図１の上側をガスセンサ１００の後端側とする。

【0019】

ガスセンサ１００は、先端が閉じた略円筒状(中空軸状)のガスセンサ素子（この例では酸素センサ素子）３を、筒状の金具本体（主体金具）２０の内側に挿通して保持するよう組み付けられている。センサ素子３は、先端に向かってテーパ状に縮径する筒状の固体電解質体からなる素子本体（図２参照）３Ｓと、固体電解質体の内周面と外周面にそれぞれ形成された内側電極３Ｂ及び外側電極（検知電極）３Ｃとからなる。そして、ガスセンサ素子３の内部空間を基準ガス雰囲気とし、ガスセンサ素子３の外面に被検出ガスを接触させてガスの検知を行うようになっている。
又、ガスセンサ素子３の中空部には丸棒状のヒータ１５が挿入され、ガスセンサ素子３を活性化温度に昇温するようになっている。
金具本体２０の後端部には、ガスセンサ素子３の後端側に設けられたリード線や端子（後述）を保持し、センサ素子３の後端部を覆う筒状の外筒４０が接合されている。さらに、ガスセンサ素子３の後端側の外筒４０内側には、絶縁性で円柱状のセパレータ１２１が保持金具８０を介して加締め固定されている。一方、ガスセンサ素子３先端の検出部はプロテクタ７で覆われている。そして、このようにして製造されたガスセンサ１００の金具本体２０の雄ねじ部２０ｄを排気管等のネジ孔に取付けることで、ガスセンサ素子３先端の検出部を排気管内に露出させて被検出ガス（排気ガス）を検知している。なお、金具本体２０の中央付近には、六角レンチ等を係合するための多角形の鍔部２０ｃが設けられ、鍔部２０ｃと雄ねじ部２０ｄとの間の段部には、排気管に取付けた際のガス抜けを防止するガスケット１４が嵌挿されている。

【0020】

ガスセンサ素子３の中央側に鍔部３ａが設けられ、金具本体２０の先端寄りの内周面には内側に縮径する段部２０ｅが設けられている。又、段部２０ｅの後端向き面にワッシャ１２を介して筒状のセラミックホルダ５が配置されている。そして、ガスセンサ素子３が金具本体２０及びセラミックホルダ５の内側に挿通され、セラミックホルダ５に後端側からワッシャ１３を介してガスセンサ素子３の鍔部３ａが当接している。
さらに、鍔部３ａの後端側におけるガスセンサ素子３と金具本体２０との径方向の隙間に、筒状の滑石粉末６、及び筒状のセラミックスリーブ１０が配置されている。そして、セラミックスリーブ１０の後端側に金属リング３０を配し、金具本体２０の後端部を内側に屈曲して加締め部２０ａを形成することにより、セラミックスリーブ１０が先端側に押し付けられる。これにより滑石リング６を押し潰し、セラミックスリーブ１０及び滑石粉末６が加締め固定されるとともに、ガスセンサ素子３と金具本体２０の隙間がシールされている。

【0021】

ガスセンサ素子３の後端側にセパレータ１２１が配置され、セパレータ１２１と外筒４０との間隙には保持金具８０が配置されている。そして、保持金具８０の内部にセパレータ１２１が保持されている。
セパレータ１２１には、挿通孔（この例では４個）が設けられ、そのうち２個の挿通孔にそれぞれ内側端子７１、外側端子９１の板状基部７４、９４が挿入されて固定されている。各板状基部７４、９４の後端にはそれぞれコネクタ部７５、９５が形成され、コネクタ部７５、９５にそれぞれリード線４１、４１が加締め接続されている。又、セパレータ１２１の図示しない２個の挿通孔（ヒータリード孔）に、ヒータ１５から引き出されたヒータリード線４３（図１では１個のみ図示）が挿通されている。
セパレータ１２１の後端側の外筒４０の内側には筒状のグロメット１３１が加締め固定され、グロメット１３１の４個の挿通孔からそれぞれ２個のリード線４１、及び２個のヒータリード線４３が外部に引き出されている。
なお、グロメット１３１の中心には貫通孔１３１ａが形成され、ガスセンサ素子３の内部空間に連通している。そして、グロメット１３１の貫通孔１３１ａに撥水性の通気フィルタ１４０が介装され、外部の水を通さずにガスセンサ素子３の内部空間に基準ガス（大気）を導入するようになっている。

【0022】

一方、金具本体２０の先端側には筒状のプロテクタ７が外嵌され、金具本体２０から突出するガスセンサ素子３の先端側がプロテクタ７で覆われている。プロテクタ７は、複数の孔部（図示せず）を有する有底筒状で金属製（例えば、ステンレスなど）二重の外側プロテクタ７ｂおよび内側プロテクタ７ａを、溶接等によって取り付けて構成されている。

【0023】

図２に示すように、外側電極（検知電極）３Ｃはガスセンサ素子３の素子本体３Ｓの外表面に形成され、さらに外側電極３Ｃは、素子本体３Ｓの先端側の全周に亘って設けられる検出部３ＣＳと、検出部３ＣＳから後端に延びる線状のリード部３ＣＬと、素子本体３Ｓの後端側に周方向の一部に延びるように設けられてリード部３ＣＬ（検出部３ＣＳ）と接続する接続部３ＣＰとを有している。なお、接続部３ＣＰは周方向にリード部３ＣＬより広幅で形成され、接続部３Ｃとリード部３ＣＬとがＴ字状をなしている。又、内側電極３Ｂ（図１参照）は、素子本体３Ｓの先端部から後端部の内孔３ｄの表面に設けられている。
さらに、外側電極３Ｃ（より詳しくは接続部３ＣＰ）よりも後端側には、外表面が後端側に向かってテーパ状に窄まるストレート部３ｔと、ストレート部３ｔの後端側に繋がり、素子本体３Ｓの外表面が後端側に向かってストレート部３ｔよりも窄まるとともに、径方向内側に湾曲する湾曲部３ｅと、が形成されている。ストレート部３ｔ及び湾曲部３ｅについては後述する。

【0024】

一方、外側端子９１は、先端から後端に細長く延び、所定の形状に打ち抜かれた金属薄板（耐食耐熱超合金板）を曲げ加工して一体に形成されている。外側端子９１の後端側には板状基部９４が形成され、板状基部９４の後端側にはリード線４１の芯線に加締め接続される接続端部９５が配置されている。一方、板状基部９４の先端側には筒状部９３が接続されている。さらに、板状基部９４の軸線方向中央側には、他の部位より広幅の広幅部９４ｗが形成され、広幅部９４ｗの中央部は後端側が固定されたコ字状に打ち抜かれ、広幅部９４ｗの背面側（前面と反対側の面）に切起こされた切り起こし部９４Ｙが設けられている。
板状基部９４をセパレータ１２１の挿通孔に挿入した際、板状基部９４が挿通孔内に位置決めされる。又、上記した切起こし部９４Ｙが挿通孔の外端壁に当接し、そのバネ力によって板状基部９４を挿通孔内に保持している。

【0025】

また、筒状部９３は軸線Ｏを中心とする筒状をなし、かつ板状基部９４と反対側に軸線Ｏ方向に沿ったスリットＭを有する断面Ｃ字形状をなしている。そして、筒状部９３の内径は、ガスセンサ素子３（素子本体３Ｓ）の後端部の外径より小さく、筒状部９３をガスセンサ素子３に外嵌して拡開した際にバネ力によって筒状部９３が縮まり、ガスセンサ素子３の外側電極３Ｃ（接続部３ＣＰ）に押圧されるようになっている。
又、筒状部９３の先端縁９３ｆに周方向にわたって断続的に接続すると共に、先端縁９３ｆから径方向外側に向かって放射状に折り返した片状のガイド片９８が合計８個（図２では４つのみ図示）形成されている。ガイド片９８は径方向外側に広がりつつ、先端縁９３ｆから先端側に向かって延び、筒状部９３をセンサ素子３に外嵌する際のガイドとなっている。

【0026】

このガスセンサ１００は、図３に示すようにして製造される。まず、ガスセンサ素子３を金具本体２０の内側に保持してセンサ素子アセンブリＢを組み付ける。具体的には、ガスセンサ素子３を金具本体２０内に配置されたセラミックホルダ５上に配置する。その後、金具本体２０とガスセンサ素子３との間隙に滑石（タルク）６を充填し、セラミックスリーブ１０、金属パッキン３０を順に滑石６上に配置し、金具本体２０の後端側を加締めてセンサ素子アセンブリＢを組み付ける。
一方で、外筒４０内に、内側の内側端子７１及び外側の外側端子９１を組み付けたセパレータ１２１をグロメット１３１と共に外筒４０を配置し、セパレータアセンブリＡを組み付ける。具体的には、リード線４１に接続された内側端子７１及び外側端子９１をセパレータ１２１内に挿入し、その後、セパレータ１２１を外筒４０の段部４０ｄに当接する。
その後、セパレータ１２１と外筒４０との間隙に保持金具８０を挿入すると共に、グロメット１３１を外筒４０の後端側に配置し、セパレータアセンブリＡを組み付ける。なお、内側端子７１にはヒータ１５が既に取付けられている。

【0027】

そして、セパレータアセンブリＡと素子アセンブリＢとの軸線を合わせ、セパレータアセンブリＡをセンサ素子アセンブリＢの後端に被せると、ガスセンサ素子３内にヒータ１５が挿入されると共に、センサ素子３の内側電極３Ｂ及び外側電極３Ｃがそれぞれ内側端子７１及び外側端子９１と電気的に接続される。その後、外筒４０のうち、保持金具８０の外周部、グロメット１３１の外周部、金具本体２０との重なり部をそれぞれ加締めると共に、外筒４０と金具本体２０との重なり部をレーザ溶接等によって金具本体２０の後端に外筒４０を接続させ、ガスセンサ１００を製造する。
セパレータアセンブリＡをセンサ素子アセンブリＢに押し込む際には、加圧装置（図示せず）を用い、セパレータ１２１の先端向き面１２１ａで外側端子９１の筒状部９３を所定ストロークで押し込む。これにより、筒状部９３の先端側が、自身の弾性力で拡径することを利用して、ガスセンサ素子３の後端部寄り（外側電極３Ｃの接続部３ＣＰの形成部分）に外嵌する。
このようにして、ガスセンサ素子３の後端側の外周面に、外側端子９１の筒状部９３を外嵌し、接続部３ＣＰと筒状部９３とを電気的に接続する。これにより、外側電極３Ｃ（検出部３ＣＳ）の検出信号を外側端子９１からリード線４１を介して外部に取り出すようになっている。
ここで、ガスセンサ素子３の後端側に筒状部９３を外嵌した際の挿入荷重を低減させるため、素子本体３Ｓに以下のストレート部３ｔ及び湾曲部３ｅを設ける。

【0028】

次に、図４、図５を参照し、本発明の特徴部分である素子本体３Ｓのストレート部３ｔ及び湾曲部３ｅの構成、及びそれによる挿入荷重の低減作用について説明する。
図４において、ストレート部３ｔのテーパ角θ２は、ガイド片９８の開き角θ１よりも小さい。また、湾曲部３ｅは、素子本体３Ｓの外表面が後端側に向かってストレート部３ｔよりも窄まると共に、径方向内側に湾曲している。さらに、ストレート部３ｔの外表面と湾曲部３ｅの外表面とは滑らかに繋がっている。
ここで、テーパ角θ２は、図４に示すように、ストレート部３ｔを後端側に延長した仮想線の間のなす角度である。開き角θ１は、ガイド片９８の内面を後端側に延長した仮想線Ｓ１の間のなす角度である。
また、本実施形態では、内径ｄ１は、ストレート部３ｔと湾曲部３ｅとの接続点Ｐにおける素子本体３Ｓの外径ｄ２以上になっている。

【0029】

そして、図５（ａ）に示すように、素子本体３Ｓの後端側に筒状部９３を外嵌した際、筒状部９３の軸心Ｘが素子本体３Ｓの軸心Ｙに対して径方向にずれてしまい、一部のガイド片９８の内面が素子本体３Ｓに片当たりすることがある。
このとき、片当りする部位を湾曲部３ｅとすることで、湾曲部３ｅは角部の無い曲面になっているため、片当たりしたとしても、ガイド片９８の内面との接触点Ｃでガイド片９８との接圧が低減されつつ、筒状部９３を径方向（図５（ａ）の左右方向）に移動させることで、筒状部９３の軸心Ｘと素子本体３Ｓの軸心Ｙを合わせることができる。

【0030】

次に、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、素子本体３Ｓに筒状部９３がさらに挿入されると、湾曲部３ｅを越えてストレート部３ｔに接触点Ｄで筒状部９３の先端縁９３ｆが接触するようになる。このとき、ガイド片９８をガイドとして両軸心Ｘ，Ｙが近づき（図５（ｂ））、ストレート部３ｔに先端縁９３ｆが接触した時点で両軸心Ｘ，Ｙが一致する（図５（ｃ））。

【0031】

この実施形態では、湾曲部３ｅに繋がるように、外表面が後端側に向かってテーパ状に窄まるストレート部３ｔを設けている。これにより、筒状部９３内にストレート部３ｔが挿入されるにつれて先端縁９３ｆ（筒状部９３）が拡径される割合が一定となり、筒状部９３内に素子本体３Ｓを安定して挿入することができる。これに対し、ストレート部３ｔを設けずに素子本体３Ｓの外面を湾曲させた場合には、挿入するにつれて先端縁９３ｆ（筒状部９３）が拡径される割合が一定でなく、挿入荷重が変動する等により、筒状部９３内に素子本体３Ｓを安定して挿入し難くなることがある。

【0032】

また、本実施形態では、ストレート部３ｔの外表面と湾曲部３ｅの外表面とは滑らかに繋がる（図４参照）。これにより、ストレート部３ｔと湾曲部３ｅとの接続点Ｐには、角部が形成されず、その結果、筒状部９３内に素子本体３Ｓが挿入され、筒状部９３の先端縁９３ｆが湾曲部３ｅを超えてストレート部３ｔを擦る際に、接続点Ｐに筒状部９３の先端縁９３ｆが引っ掛ることが無く、筒状部９３の挿入荷重が過大になってそれ以上の挿入が困難になったり、ガイド片が変形したりすることを抑制できる。

【0033】

また、本実施形態では、テーパ角θ２が開き角θ１よりも小さいので、ガイド片９８の尖った先端９８ｐがストレート部３ｔに当接することはなく、筒状部９３の先端縁９３ｆが確実にストレート部３ｔに接触するので、先端９８ｐが接触することにより筒状部９３の挿入荷重が過大になることを抑制できる。
その上、湾曲部３ｅはストレート部３ｔよりも窄まっている。つまり、ガイド片９８は先端に向かって湾曲部３ｅよりも径方向外側に開いていることになる。このため、上記したように筒状部９３の軸芯がずれてもガイド片９８の尖った先端９８ｐが湾曲部３ｅに当接することがなく、ガイド片９８の内面が確実に湾曲部３ｅに接触するので、先端９８ｐが接触することにより筒状部９３の挿入荷重が過大になることを抑制できる。

【0034】

さらに、本実施形態では、先端縁９３ｆの内径ｄ１が、接続点Ｐにおける素子本体３Ｓの外径ｄ２以上になっている。このため、片当りが解消され、筒状部９３の先端縁９３ｆが周方向に亘って素子本体３Ｓに接触する際に、ストレート部３ｔにて接触するようになる。このため、筒状部９３の挿入荷重をより一層低減させることができる。
但し、内径ｄ１は、ストレート部３ｔより先端側の素子本体３Ｓの外径ｄ３（素子本体３Ｓの胴部の外径；図４参照）より小さい必要がある。ｄ１≧ｄ３であると、ガスセンサ素子３の後端部に自身を外嵌した後、バネ力によって筒状部９３が縮まることができず、筒状部９３が外側電極３Ｃ（の接続部３ＣＰ）と電気的に接続できなくなるからである。

【0035】

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
ストレート部３ｔの形状は、θ２＞θ１である限り限定されないし、ストレート部３ｔの軸方向の長さも限定されない。また、湾曲部３ｅの軸方向の長さも限定されない。
ガイド片９８は複数個形成されれば個数は限定されず、その形状も限定されない。
又、ガスセンサ素子としては、筒状の素子であれば、上記した酸素センサ素子（λセンサ素子）の他、アンモニアセンサ素子、ＨＣセンサ素子、Ｈ_２センサ素子等に用いることができる。

【符号の説明】

【0036】

３ ガスセンサ素子
３Ｃ（３ＣＳ、３ＣＬ、３ＣＰ） 外側電極
３ｅ 湾曲部
３Ｓ 素子本体
３ｔ ストレート部
９１ 外側端子
９３ 筒状部
９３ｆ 筒状部の先端縁
９８ ガイド片
１００ ガスセンサ
Ｏ 軸線
Ｍ スリット
θ１ ガイド片の開き角
θ２ ストレート部のテーパ角
ｄ１ 自由状態での筒状部の先端縁の内径
ｄ２ ストレート部と湾曲部との接続点における素子本体の外径
Ｐ ストレート部と湾曲部との接続点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】