(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024101948
(43)【公開日】2024-07-30
(54)【発明の名称】ガスセンサ
(51)【国際特許分類】
G01N 27/409 20060101AFI20240723BHJP
【ＦＩ】
G01N27/409 100
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023006196
(22)【出願日】2023-01-18
(71)【出願人】
【識別番号】000004064
【氏名又は名称】日本碍子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124039
【弁理士】
【氏名又は名称】立花 顕治
(72)【発明者】
【氏名】清家 雄也
(72)【発明者】
【氏名】牧 慎太郎
(72)【発明者】
【氏名】矢板 航平
(72)【発明者】
【氏名】片桐 康太
【テーマコード（参考）】
2G004
【Ｆターム（参考）】
2G004BB04
2G004BC02
2G004BF01
2G004BF27
2G004BH09
2G004BH11
(57)【要約】
【課題】短尺化しても弾性体の溶損リスクが低く、かつ、リード線保持部が弾性体の貫通孔の内面と干渉したり、貫通孔を塞いだりすることのないガスセンサを提供する。
【解決手段】本発明の一側面に係るガスセンサは、弾性体を筒状体に固定する縮径部が１つ形成され、弾性体の先端面からリード線保持部までが０．１ｍｍ以上離れており、さらに、所定の関係式を満たすように各部材のサイズ等を調整することで、接点ずれの発生を防止する。
【選択図】図２
【解決手段】本発明の一側面に係るガスセンサは、弾性体を筒状体に固定する縮径部が１つ形成され、弾性体の先端面からリード線保持部までが０．１ｍｍ以上離れており、さらに、所定の関係式を満たすように各部材のサイズ等を調整することで、接点ずれの発生を防止する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸方向に延び、先端側に検出部を有すると共に、後端側に素子電極を有するセンサ素子と、
前記軸方向に延び、先端側において前記素子電極に電気的に接続される端子金具と、
前記センサ素子と前記端子金具とが内部に配置された筒状体と、
前記端子金具の後端側に電気的に接続され、前記筒状体の後端側の開口端から外方に延びるリード線と、
前記開口端を封止するよう配置され、前記軸方向に延びる貫通孔が内部に形成されており、前記貫通孔に前記リード線の被膜部分を収容した弾性体と、
を備え、
前記端子金具の後端には、前記リード線を圧着して保持するリード線保持部が形成されており、
前記筒状体には、前記弾性体の一部を周囲から加締めている縮径部が１つ形成されており、
前記軸方向において、前記弾性体の先端側の端面から、前記リード線保持部までは０．１ｍｍ以上離れており、
以下の数式（１）を満たす、
ガスセンサ。
（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ） ・・・数式（１）
ここで、前記数式（１）において、
「Ｄａ」は、前記弾性体の、前記縮径部によって加締められていない部分である非加締め部分の直径を表し、
「Ｄｂ」は、前記弾性体の、前記縮径部によって加締められている部分である被加締め部分の直径を表し、
「Ｓａ」は、前記リード線の前記被膜部分の、前記被加締め部分における前記貫通孔に収容されている部分の表面積を表し、
「Ｆｃ」は、前記素子電極と前記端子金具との電気的接続を切断する、前記軸方向の荷重の大きさを表し、
「μ」は、前記弾性体と前記リード線の前記被膜部分との間の静止摩擦係数を表し、
「ｑ」は、前記縮径部によって前記弾性体を径方向に単位長さ加締めたときに、前記弾性体によって前記リード線の前記被膜部分へと加えられる、単位面積当たりの圧力を表す。
前記軸方向に延び、先端側において前記素子電極に電気的に接続される端子金具と、
前記センサ素子と前記端子金具とが内部に配置された筒状体と、
前記端子金具の後端側に電気的に接続され、前記筒状体の後端側の開口端から外方に延びるリード線と、
前記開口端を封止するよう配置され、前記軸方向に延びる貫通孔が内部に形成されており、前記貫通孔に前記リード線の被膜部分を収容した弾性体と、
を備え、
前記端子金具の後端には、前記リード線を圧着して保持するリード線保持部が形成されており、
前記筒状体には、前記弾性体の一部を周囲から加締めている縮径部が１つ形成されており、
前記軸方向において、前記弾性体の先端側の端面から、前記リード線保持部までは０．１ｍｍ以上離れており、
以下の数式（１）を満たす、
ガスセンサ。
（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ） ・・・数式（１）
ここで、前記数式（１）において、
「Ｄａ」は、前記弾性体の、前記縮径部によって加締められていない部分である非加締め部分の直径を表し、
「Ｄｂ」は、前記弾性体の、前記縮径部によって加締められている部分である被加締め部分の直径を表し、
「Ｓａ」は、前記リード線の前記被膜部分の、前記被加締め部分における前記貫通孔に収容されている部分の表面積を表し、
「Ｆｃ」は、前記素子電極と前記端子金具との電気的接続を切断する、前記軸方向の荷重の大きさを表し、
「μ」は、前記弾性体と前記リード線の前記被膜部分との間の静止摩擦係数を表し、
「ｑ」は、前記縮径部によって前記弾性体を径方向に単位長さ加締めたときに、前記弾性体によって前記リード線の前記被膜部分へと加えられる、単位面積当たりの圧力を表す。
【請求項2】
前記素子電極と、前記素子電極に電気的に接続される前記端子金具の先端側の部分とを収容したセラミックハウジングと、
前記軸方向において、前記セラミックハウジングと前記弾性体との間に配置されるスペーサと、
をさらに備える、
請求項１に記載のガスセンサ。
前記軸方向において、前記セラミックハウジングと前記弾性体との間に配置されるスペーサと、
をさらに備える、
請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項3】
前記端子金具の前記リード線保持部は、前記スペーサの内部に配置されている、
請求項２に記載のガスセンサ。
請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項4】
前記弾性体の材料はフッ素ゴムである、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項5】
前記リード線の前記被膜部分は、フッ素樹脂により被膜されている、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項6】
前記非加締め部分の直径Ｄａと、前記被加締め部分の直径Ｄｂとは、以下の数式（２）を満たす、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
Ｄｂ／Ｄａ≧０．５ ・・・数式（２）
請求項１または２に記載のガスセンサ。
Ｄｂ／Ｄａ≧０．５ ・・・数式（２）
【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】
従来、自動車の排気ガス等の被測定ガスにおける酸素やＮＯxなどの特定のガス成分の濃度を測定するために使用されるガスセンサが知られている。係るガスセンサは、例えば、センサ素子を収容した筒状体と、前記筒状体の開口端から外方に延びるリード線と、前記センサ素子と前記リード線とを電気的に接続する金属端子と、前記開口端を封止するよう配置され、前記リード線が挿入される弾性体と、を備える。このような構成を備えるガスセンサについて、弾性体のシール性を確保してガス濃度の検出精度を向上させつつ、金属端子とセンサ素子との接続部分が位置ずれ（接点ずれ）を起こすのを防止するための種々の試みが知られている。例えば、下掲の特許文献１には、以下のガスセンサが開示されている。すなわち、特許文献１に開示のガスセンサにおいて、前記筒状体の開口端は、内部に貫通孔が形成された前記弾性体によって封止され、前記貫通孔には、前記リード線を圧着して保持する前記端子金具のリード線保持部と、前記リード線とが収容されている。そして、特許文献１に開示のガスセンサにおいて、前記筒状体の後端側は、軸方向に所定間隔を空けた２箇所が加締められ、係る２箇所の縮径部によって前記弾性体は多段（具体的には、２段）で加締められて前記筒状体に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－１９６９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本件発明者らは、上述の特許文献１に開示された構成を備えるガスセンサ（従来のガスセンサ）には、次のような問題点があることを見出した。
【0005】
第１に、従来のガスセンサは、弾性体を筒状体に固定するために、前記筒状体の、軸方向に所定間隔を空けた２箇所を加締めている。つまり、従来のガスセンサの弾性体は、前記筒状体の内部において、前記筒状体の開口端から、少なくとも、前記２箇所の加締め位置のうち前記筒状体の先端側の加締め位置まで、延びている。そのため、前記弾性体を前記筒状体に固定するために２つの縮径部を前記筒状体に設ける従来のガスセンサは、前記縮径部を１つとする場合に比べて、前記弾性体の軸方向の長さを、長くせざるを得ない。そして、係る従来のガスセンサについて、ガスセンサ全体の軸方向の長さを短くしようとすると、つまり、短尺化しようとすると、以下の問題が生じる。すなわち、前記弾性体の軸方向の長さを維持しつつ、ガスセンサ全体の軸方向の長さを短くしようとすると、ガスセンサの先端から、特に、ガスセンサの先端側にある熱源から、前記弾性体までの間隔を十分に確保することが困難となる。そのため、従来のガスセンサは、ガスセンサ全体の軸方向の長さを短くしようとした場合に、前記熱源から前記弾性体までの間隔を十分に確保することができず、前記弾性体が高温にさらされて溶損を起こす可能性がある。つまり、本件発明者らは、従来のガスセンサについて、短尺化した場合に弾性体の溶損リスクが高くなるという問題点を見出した。
【0006】
第２に、従来のガスセンサにおいて、前記リード線を圧着して保持する前記端子金具のリード線保持部は、前記弾性体の内部に形成された前記貫通孔に収容されている。そして、前記２箇所の縮径部によって前記弾性体の周囲が加締められることで、従来のガスセンサにおいて、前記貫通孔の内面と前記リード線保持部とは、互いに接触した状態にある。そのため、過酷な環境下での使用、長期間にわたる使用等によるガスセンサの振動などが原因となって、従来のガスセンサにおいては、前記貫通孔の内面と前記リード線保持部とが干渉し合い、前記筒状体内の気密性を悪化させるリスクがある。つまり、本件発明者らは、従来のガスセンサについて、リード線保持部が弾性体の貫通孔の内面と干渉して弾性体のシール性を低下させ、筒状体内の気密性を悪化させるリスクがあるという問題点を見出した。
【0007】
第３に、従来のガスセンサにおいては、前記２箇所の縮径部によって前記弾性体の周囲が加締められることで、前記貫通孔に収容された前記リード線保持部が、前記貫通孔を完全に塞いでしまう（言い換えれば、完全に閉塞してしまう）可能性がある。ここで、ガスセンサにおいては、例えば、前記リード線の被膜と金属線（導体）との間（言い換えれば、被膜の内側）を、外気および前記筒状体内の気体が通ることで、前記筒状体内に外気が導入され、また、前記筒状体内の気体が外部に排出される。しかしながら、前記リード線保持部が前記貫通孔を完全に閉塞してしまうと、前記筒状体内と外部空間との間での気体の入れ替え、循環ができなくなり、ガスセンサのセンサ測定精度が悪化するリスクがある。つまり、本件発明者らは、従来のガスセンサについて、リード線保持部が弾性体の貫通孔を塞いでセンサ測定精度を悪化させるリスクがあるという問題点を見出した。
【0008】
本発明は、一側面では、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、短尺化しても弾性体の溶損リスクが低く、かつ、リード線保持部が弾性体の貫通孔の内面と干渉したり、貫通孔を塞いだりすることのないガスセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
【0010】
第１の観点に係るガスセンサは、軸方向に延び、先端側に検出部を有すると共に、後端側に素子電極を有するセンサ素子と、前記軸方向に延び、先端側において前記素子電極に電気的に接続される端子金具と、前記センサ素子と前記端子金具とが内部に配置された筒状体と、前記端子金具の後端側に電気的に接続され、前記筒状体の後端側の開口端から外方に延びるリード線と、前記開口端を封止するよう配置され、前記軸方向に延びる貫通孔が内部に形成されており、前記貫通孔に前記リード線の被膜部分を収容した弾性体と、を備え、前記端子金具の後端には、前記リード線を圧着して保持するリード線保持部が形成されており、前記筒状体には、前記弾性体の一部を周囲から加締めている縮径部が１つ形成されており、前記軸方向において、前記弾性体の先端側の端面から、前記リード線保持部までは０．１ｍｍ以上離れており、以下の数式（１）を満たす。
（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ） ・・・数式（１）
（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ） ・・・数式（１）
【0011】
ここで、前記数式（１）において、「Ｄａ」は、前記弾性体の、前記縮径部によって加締められていない部分である非加締め部分の直径を表し、「Ｄｂ」は、前記弾性体の、前記縮径部によって加締められている部分である被加締め部分の直径を表し、「Ｓａ」は、前記リード線の前記被膜部分の、前記被加締め部分における前記貫通孔に収容されている部分の表面積を表し、「Ｆｃ」は、前記素子電極と前記端子金具との電気的接続を切断する、前記軸方向の荷重の大きさを表し、「μ」は、前記弾性体と前記リード線の前記被膜部分との間の静止摩擦係数を表し、「ｑ」は、前記縮径部によって前記弾性体を径方向に単位長さ加締めたときに、前記弾性体によって前記リード線の前記被膜部分へと加えられる、単位面積当たりの圧力を表す。
【0012】
当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記弾性体を前記筒状体に固定するために前記筒状体に形成される前記縮径部を、「１つ」とする。そのため、前記ガスセンサは、前記弾性体を前記筒状体に固定するための縮径部を、前記筒状体に、所定の間隔を空けて「２つ」形成する従来のガスセンサと比べて、前記弾性体の前記軸方向の長さを短くすることができる。
【0013】
したがって、前記ガスセンサは、ガスセンサ全体の軸方向の長さを短くする（短尺化する）場合であっても、前記筒状体の後端側の前記開口端を封止する前記弾性体から、前記ガスセンサの先端までの間隔を十分に確保することができる。つまり、前記ガスセンサは、全体を短尺化する場合であっても、前記弾性体から、前記ガスセンサの先端側にある熱源までの間隔を十分に確保することができる。そのため、前記ガスセンサは、全体を短尺化する場合であっても、前記弾性体から前記熱源までの間隔を十分に確保することで、前記弾性体が高温にさらされて溶損を起こすといった事態が発生するのを防止できるとの効果を奏する。
【0014】
また、前記ガスセンサにおいて、前記リード線保持部は、前記弾性体の前記貫通孔内にはなく、具体的には、前記リード線保持部は、前記軸方向において、前記弾性体の先端側の端面から、０．１ｍｍ以上離れている。
【0015】
したがって、前記ガスセンサにおいて、前記リード線保持部は、前記弾性体の前記貫通孔の内面と干渉することがなく、また、前記リード線保持部が、前記貫通孔を閉塞してしまうこともない。つまり、前記ガスセンサは、前記リード線保持部が前記弾性体の前記貫通孔の内面と干渉するのを防止することができ、かつ、前記リード線保持部が前記貫通孔を閉塞してしまうのを防止することができるとの効果を奏する。
【0016】
ここで、前記弾性体を前記筒状体に固定するための前記縮径部を「１つ」とした場合、前記リード線の前記軸方向の移動を、前記弾性体（特に、前記被加締め部分）によって抑制するのは困難となることが想定される。つまり、前記縮径部を１つとした場合、前記リード線が前記軸方向に移動しやすくなることが想定される。そして、前記リード線が前記軸方向に移動しやすくなるのに伴って、前記リード線保持部において前記リード線に圧着された前記端子金具も前記軸方向に移動しやすくなり、前記端子金具と前記素子電極との電気的接続が失われやすくなる（切断されやすくなる）。したがって、前記縮径部を１つとした場合、前記ガスセンサにおいて、接点ずれ（前記端子金具と前記素子電極との電気的接続の切断）が発生しやすくなることが想定される。
【0017】
そこで、前記ガスセンサは、前記数式（１）を満たすように各部材のサイズ等を調整することにより、接点ずれの発生を抑制している。つまり、前記数式（１）を満たすようにサイズ等が調整された各部材を備える前記ガスセンサは、前記弾性体（特に、１つだけの前記縮径部に対応する、１つだけの前記被加締め部分）により前記リード線の前記軸方向の移動を抑制し、接点ずれの発生を防止する。具体的には、前記ガスセンサにおいて、前記非加締め部分の直径Ｄａ、前記被加締め部分の直径Ｄｂ、前記表面積Ｓａ、前記静止摩擦係数μ、および、前記単位長さ加締めたときの圧力ｑは、前記数式（１）を満たす。
【0018】
本件発明者らは、前記弾性体（特に、前記被加締め部分）によって、前記リード線は、以下のようにして前記軸方向の移動を抑制されていることを確認した。すなわち、内部に形成された前記貫通孔に前記リード線の前記被膜部分を収容した前記弾性体を周囲から加締めることで、前記リード線（特に、前記被膜部分）に径方向の力（垂直抗力Ｆｎ）が働く。これによって、前記リード線の前記軸方向の動きに対して、前記弾性体と前記被膜部分との間の静止摩擦係数μと、前記垂直抗力Ｆｎとに比例した静止摩擦力Ｆｆが発生する。すなわち、「Ｆｆ＝μ×Ｆｎ」である。係る静止摩擦力Ｆｆによって、前記リード線は前記軸方向に移動するのを抑制される。
【0019】
前記垂直抗力Ｆｎは、前記単位長さ加締めたときの圧力ｑ、前記非加締め部分の直径Ｄａと前記被加締め部分の直径Ｄｂとの差、および、前記表面積Ｓａに比例する。すなわち、「Ｆｎ＝（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ×ｑ」である。前述のとおり、前記単位長さ加締めたときの圧力ｑは、前記弾性体が径方向に単位長さ加締められたときに、前記弾性体によって前記被膜部分へと加えられる、単位面積当たりの圧力を示している。また、前記表面積Ｓａは、前記被膜部分の、前記被加締め部分（より正確には、前記被加締め部分における前記貫通孔）に収容されている部分の表面積である。なお、前記表面積Ｓａは、前記弾性体の内部に形成された複数の前記貫通孔のそれぞれに複数の前記リード線のそれぞれの前記被膜部分が収容されている場合、以下のように表わされる。すなわち、複数の前記リード線のそれぞれの外径（円周長）Ｄｏ、前記被加締め部分の前記軸方向の長さＬａ、および、複数の前記リード線の本数Ｎｍを用いて、「Ｓａ＝Ｄｏ×Ｌａ×Ｎｍ」と表される。
【0020】
以上に説明してきた通り、「Ｆｆ＝μ×Ｆｎ」であり、「Ｆｎ＝（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ×ｑ」であるから、前記弾性体と前記被膜部分との間の前記静止摩擦力Ｆｆは、「Ｆｆ＝μ×（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ×ｑ」と表される。
【0021】
そして、本件発明者らは、前記端子金具と前記素子電極とを電気的に接続したガスセンサに対して、前記リード線を前記軸方向に引っ張る検査を行なって、接点ずれが生じる、前記軸方向の荷重の大きさを確認した。その結果、本件発明者らは、接点ずれを生じさせる、前記軸方向の荷重（の大きさ）が、前記軸方向の荷重（の大きさ）Ｆｃであることを確認した。すなわち、本件発明者らは、接点ずれが発生した（つまり、前記端子金具と前記素子電極との電気的接続が切断された）ときの、前記リード線を前記軸方向に引っ張る力（荷重）の大きさが、前記軸方向の荷重の大きさＦｃであることを確認した。
【0022】
そのため、前記静止摩擦力Ｆｆ（の大きさ）を、前記軸方向の荷重（の大きさ）Ｆｃよりも大きくすることで、接点ずれの発生を防止することができる。前述のとおり、「Ｆｆ＝μ×（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ×ｑ」であるから、「μ×（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ×ｑ＞Ｆｃ」とすることで、接点ずれの発生を防止することができる。係る関係式を変形して、前記数式（１）の「（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ）」を得る。
【0023】
したがって、前記非加締め部分の直径Ｄａ、前記被加締め部分の直径Ｄｂ、前記被膜部分の前記表面積Ｓａ、前記静止摩擦係数μ、および、前記単位長さ加締めたときの圧力ｑが前記数式（１）を満たす前記ガスセンサは、接点ずれの発生を防止することができる。
【0024】
さらに、前記筒状体に形成される前記縮径部は１つであるため、前記ガスセンサは、縮径部を前記筒状体に所定の間隔を空けて２つ形成する従来のガスセンサと比べて、寸法を管理すべき項目を低減でき、検査工数・検査コストを削減することができる。また、上述の通り、前記ガスセンサは、従来のガスセンサと比べて、前記弾性体を短尺化できるため、前記弾性体の材料コストを低減でき、さらに、前記弾性体の材料の選択肢を広げて最適な材料を選択することを可能とする。
【0025】
第２の観点に係るガスセンサは、上記第１の観点に係るガスセンサにおいて、前記素子電極と、前記素子電極に電気的に接続される前記端子金具の先端側の部分とを収容したセラミックハウジングと、前記軸方向において、前記セラミックハウジングと前記弾性体との間に配置されるスペーサと、をさらに備えてもよい。
【0026】
当該構成では、前記ガスセンサは、前記セラミックハウジングと、前記スペーサとをさらに備える。つまり、前記ガスセンサにおいて、前記弾性体は、前記セラミックハウジングおよび前記スペーサよりも、前記軸方向において後端側に配置される。そのため、前記ガスセンサは、前記セラミックハウジングおよび前記スペーサによって、前記ガスセンサの先端側にある前記熱源から発せられる熱が、前記弾性体へと伝わるのをより効果的に抑制することができるとの効果を奏する。なお、前記軸方向において前記弾性体よりも先端側に配置される前記スペーサは、耐熱性の材料によって構成されることが好ましい。耐熱性の材料によって前記スペーサを構成することで、前記軸方向において前記弾性体よりも先端側に配置される前記スペーサが、前記熱源から発せられる熱によって溶損を起こすといった事態が発生するのを防止できる。
【0027】
第３の観点に係るガスセンサは、上記第２の観点に係るガスセンサにおいて、前記端子金具の前記リード線保持部は、前記スペーサの内部に配置されていてもよい。当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記端子金具の前記リード線保持部は、前記スペーサの内部に配置されている。したがって、前記ガスセンサは、前記リード線保持部が前記弾性体と干渉したり、前記弾性体の前記貫通孔を塞いだりするのをより効果的に防止することができるとの効果を奏する。
【0028】
第４の観点に係るガスセンサは、上記第１から上記第３の何れかの観点に係るガスセンサにおいて、前記弾性体の材料はフッ素ゴムであってもよい。当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記弾性体の材料は、耐性、強度などのさまざまな面で優れた性能を持ち、特に耐熱性および耐油性に優れたフッ素ゴムである。そのため、前記ガスセンサは、例えば、高温環境下でも前記弾性体のシール性を確保して、ガス濃度の検出精度を維持、向上させることができるとの効果を奏する。
【0029】
第５の観点に係るガスセンサは、上記第１から上記第４の何れかの観点に係るガスセンサにおいて、前記リード線の前記被膜部分は、フッ素樹脂により被膜されていてもよい。当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記リード線の被膜材料は、誘電率が小さく、絶縁耐久性および耐熱性などに優れたフッ素樹脂である。そのため、前記ガスセンサは、高性能化、小型精密化などを実現できるとの効果を奏する。
【0030】
第６の観点に係るガスセンサは、上記第１から上記第５の何れかの観点に係るガスセンサにおいて、前記非加締め部分の直径Ｄａと、前記被加締め部分の直径Ｄｂとは、以下の数式（２）を満たしてもよい。
Ｄｂ／Ｄａ≧０．５ ・・・数式（２）
Ｄｂ／Ｄａ≧０．５ ・・・数式（２）
【0031】
当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記弾性体の、前記非加締め部分の直径Ｄａと、前記被加締め部分の直径Ｄｂとは、上述の数式（２）を満たし、つまり、前記被加締め部分の直径Ｄｂは、前記非加締め部分の直径Ｄａの５０％以上である。本件発明者らは、前記被加締め部分の直径Ｄｂを前記非加締め部分の直径Ｄａの５０％未満とすると、以下の問題が発生することを確認した。すなわち、前記筒状体と前記弾性体との間に隙間が生じて、前記弾性体のシール性（前記弾性体によって実現される、前記筒状体内の気密性）が悪化するなどの問題が発生することを確認した。したがって、前記ガスセンサは、前記被加締め部分の直径Ｄｂを、前記非加締め部分の直径Ｄａの５０％以上とすることで、前記弾性体のシール性を確保してガス濃度の検出精度を維持、向上させることができるとの効果を奏する。
【発明の効果】
【0032】
本発明によれば、短尺化しても弾性体の溶損リスクが低く、かつ、リード線保持部が弾性体の貫通孔の内面と干渉したり、貫通孔を塞いだりすることのないガスセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【0035】
本件発明者らは、端子金具のリード線保持部と、リード線とを内部に形成された貫通孔に収容した弾性体を、筒状体の、軸方向に所定間隔を空けた２つの縮径部によって加締める従来のガスセンサには、以下の問題点があることを見出した。すなわち、ガスセンサ全体を短尺化すると弾性体が溶損するリスクが高くなり、また、リード線保持部が弾性体の貫通孔の内面と干渉したり、貫通孔を塞いだりして、筒状体内の気密性およびセンサ測定精度を悪化させるリスクがあるとの問題点を見出した。
【0036】
そこで、本発明の一側面に係るガスセンサにおいて、弾性体によって後端側の開口端が封止される筒状体には、この弾性体の一部を周囲から加締めている縮径部が１つだけ形成されている。つまり、本発明の一側面に係るガスセンサが備える縮径部は、１つである。また、本発明の一側面に係るガスセンサにおいて、弾性体の先端側の端面から、端子金具のリード線保持部までの、軸方向の間隔は、０．１ｍｍ以上である。つまり、本発明の一側面に係るガスセンサにおいて、リード線保持部は弾性体の貫通孔内に収容されておらず、具体的には、リード線保持部は、弾性体（弾性体の先端側の端面）から０．１ｍｍ以上離れた位置に配置される。
【0037】
本発明の一側面に係るガスセンサは、弾性体を筒状体に固定するための縮径部を１つとすることで、係る縮径部を軸方向に所定間隔を空けて２つ形成する従来のガスセンサと比べて、弾性体の軸方向の長さを短くすることができる。そのため、本発明の一側面に係るガスセンサは、ガスセンサ全体を短尺化する場合であっても、筒状体の後端側の開口端を封止する弾性体から、ガスセンサの先端側にある熱源までの間隔を十分に確保することができる。したがって、本発明の一側面に係るガスセンサは、全体を短尺化する場合であっても、弾性体から熱源までの間隔を十分に確保することで、弾性体が高温にさらされて溶損を起こすといった事態が発生するのを防止することができる。
【0038】
また、本発明の一側面に係るガスセンサは、端子金具のリード線保持部を、弾性体（弾性体の先端面）から軸方向に０．１ｍｍ以上離すことで、リード線保持部が弾性体の貫通孔の内面と干渉したり、貫通孔を塞いだりするといった事態が発生するのを防止する。そのため、本発明の一側面に係るガスセンサは、リード線保持部が弾性体の貫通孔の内面と干渉したり、貫通孔を塞いだりして、筒状体内の気密性およびセンサ測定精度を悪化させるリスクを抑制することができる。
【0039】
さらに、縮径部を１つとした場合にも、リード線が軸方向に移動して接点ずれを発生させることがないよう、本発明の一側面に係るガスセンサにおいて、各部材のサイズ等は、所定の条件（関係式）を満たすように調整されている。具体的には、本発明の一側面に係るガスセンサにおいて、各部材のサイズ等は、後述する数式（１）を満たすように調整されている。本件発明者らは、数式（１）を満たすように各部材のサイズ等を調整することで、縮径部を１つとした場合にも、リード線の軸方向の移動を抑制して、接点ずれの発生を防止できることを確認した。そのため、本発明の一側面に係るガスセンサは、数式（１）を満たすようにサイズ等が調整された各部材を備えることで、縮径部を１つとした場合にも、接点ずれの発生を防止することができる。
【0040】
以上に説明したように、本発明の一側面に係るガスセンサは、弾性体を筒状体に固定するための縮径部を１つとし、また、端子金具のリード線保持部を、弾性体（弾性体の先端側の端面）から軸方向に０．１ｍｍ以上離れた位置に配置する。そして、本発明の一側面に係るガスセンサにおいて、各部材のサイズ等は、数式（１）を満たすように調整されている。係る構成を採用することで、本発明の一側面に係るガスセンサは、短尺化しても弾性体の溶損リスクが低く、かつ、リード線保持部が弾性体の貫通孔の内面と干渉したり、貫通孔を塞いだりすることがなく、さらに、接点ずれの発生を防止することができる。以下では先ず、図１および図２を用いて、本発明の一側面に係るガスセンサとして、ガスセンサ１について説明する。
【0041】
［構成例］
＜ガスセンサの全体概要＞
図１は、本実施形態に係るガスセンサ１の構成の一例を概略的に示す断面模式図である。すなわち、図１は、ガスセンサ１の、長手方向の軸（軸線、図の左右方向に沿う線）に平行でかつ軸に接する断面の構成を、模式的に示す。ガスセンサ１は、本発明の「ガスセンサ」の一例であり、自動車の排気ガス等の被測定ガスにおける酸素やＮＯxなどの特定ガスの濃度（特定ガス濃度）を検出可能なガスセンサである。図１に例示するように、ガスセンサ１は、軸を有し、長手方向（軸方向）に沿って延びるように構成されており、長手方向のそれぞれの端として先端および後端を有している。長手方向の一方の端が先端、他方の端が後端である。図１の例では、ガスセンサ１は、ガスセンサ１の先端が左方向を向き、ガスセンサ１の後端が右方向を向くように配置されている。すなわち、図１の左右方向が、長手方向（軸方向）に相当する。本実施形態では、ガスセンサ１は、センサ素子１０、筒状体２０、端子金具３０、リード線４０、弾性体５０、セラミックハウジング６０、および、保護カバー７０を備える。ガスセンサ１においてセンサ素子１０は、筒状体２０と、保護カバー７０とによって囲繞され、筒状体２０と、保護カバー７０とは、全体として、センサ素子１０を内部に収容する収容部材（ケーシング）を構成している。センサ素子１０は、筒状体２０および保護カバー７０と同軸に配置されており、係るセンサ素子１０の中心軸の延在方向は、ガスセンサ１の軸方向と一致している。
＜ガスセンサの全体概要＞
図１は、本実施形態に係るガスセンサ１の構成の一例を概略的に示す断面模式図である。すなわち、図１は、ガスセンサ１の、長手方向の軸（軸線、図の左右方向に沿う線）に平行でかつ軸に接する断面の構成を、模式的に示す。ガスセンサ１は、本発明の「ガスセンサ」の一例であり、自動車の排気ガス等の被測定ガスにおける酸素やＮＯxなどの特定ガスの濃度（特定ガス濃度）を検出可能なガスセンサである。図１に例示するように、ガスセンサ１は、軸を有し、長手方向（軸方向）に沿って延びるように構成されており、長手方向のそれぞれの端として先端および後端を有している。長手方向の一方の端が先端、他方の端が後端である。図１の例では、ガスセンサ１は、ガスセンサ１の先端が左方向を向き、ガスセンサ１の後端が右方向を向くように配置されている。すなわち、図１の左右方向が、長手方向（軸方向）に相当する。本実施形態では、ガスセンサ１は、センサ素子１０、筒状体２０、端子金具３０、リード線４０、弾性体５０、セラミックハウジング６０、および、保護カバー７０を備える。ガスセンサ１においてセンサ素子１０は、筒状体２０と、保護カバー７０とによって囲繞され、筒状体２０と、保護カバー７０とは、全体として、センサ素子１０を内部に収容する収容部材（ケーシング）を構成している。センサ素子１０は、筒状体２０および保護カバー７０と同軸に配置されており、係るセンサ素子１０の中心軸の延在方向は、ガスセンサ１の軸方向と一致している。
【0042】
（センサ素子）
センサ素子１０は、本発明の「センサ素子」の一例であり、軸方向（図１の左右方向）に沿って延びるように構成される。図１に例示するセンサ素子１０は、細長な平板状の（長尺板状の）素子である。センサ素子１０は、先端側に不図示の検出部を有すると共に、後端側に不図示の素子電極を有する。図１に例示するセンサ素子１０は、先端側が外側多孔質層によって被膜されており、係る外側多孔質層は、例えば被測定ガス中の水分等が付着してセンサ素子１０の素子本体にクラックが生じるのを抑制する保護層としての役割を果たしている。
センサ素子１０は、本発明の「センサ素子」の一例であり、軸方向（図１の左右方向）に沿って延びるように構成される。図１に例示するセンサ素子１０は、細長な平板状の（長尺板状の）素子である。センサ素子１０は、先端側に不図示の検出部を有すると共に、後端側に不図示の素子電極を有する。図１に例示するセンサ素子１０は、先端側が外側多孔質層によって被膜されており、係る外側多孔質層は、例えば被測定ガス中の水分等が付着してセンサ素子１０の素子本体にクラックが生じるのを抑制する保護層としての役割を果たしている。
【0043】
ガスセンサ１においてセンサ素子１０は、先端側がガスセンサ１の先端の方を向くように配置されている。例えば、センサ素子１０の一態様においては、センサ素子１０の内部に導入された被測定ガスがセンサ素子１０の内部で還元ないしは分解されて酸素イオンが発生する。このようなセンサ素子１０を備えるガスセンサ１においては、センサ素子１０の内部を流れる酸素イオンの量が被測定ガス中における検知対象ガスである特定ガスの濃度に比例することに基づいて、当該特定ガスの濃度が求められる。
【0044】
図１に示す例においてセンサ素子１０の先端側は、保護カバー７０によって囲繞されており、後端側は、外筒２２内に突出しており、両者の間の略中央部分は、環装部品８０により、両端部間を気密に封止する態様にて主体金具２１の内部に固定されている。
【0045】
（環装部品）
環装部品８０は、図１に示す例では、第１セラミックサポータ８１と、圧粉体８２と、第２セラミックサポータ８３とからなる。第１セラミックサポータ８１および第２セラミックサポータ８３は、セラミックス製の碍子である。より詳細には、第１セラミックサポータ８１および第２セラミックサポータ８３の軸中心位置には、センサ素子１０の断面形状に応じた形状の貫通孔（図示省略）が設けられており、当該貫通孔にセンサ素子１０が挿通されることによって、第１セラミックサポータ８１および第２セラミックサポータ８３はセンサ素子１０に環装されている。なお、第１セラミックサポータ８１は、図面左側において主体金具２１のテーパー面に係止されている。
環装部品８０は、図１に示す例では、第１セラミックサポータ８１と、圧粉体８２と、第２セラミックサポータ８３とからなる。第１セラミックサポータ８１および第２セラミックサポータ８３は、セラミックス製の碍子である。より詳細には、第１セラミックサポータ８１および第２セラミックサポータ８３の軸中心位置には、センサ素子１０の断面形状に応じた形状の貫通孔（図示省略）が設けられており、当該貫通孔にセンサ素子１０が挿通されることによって、第１セラミックサポータ８１および第２セラミックサポータ８３はセンサ素子１０に環装されている。なお、第１セラミックサポータ８１は、図面左側において主体金具２１のテーパー面に係止されている。
【0046】
一方、圧粉体８２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。圧粉体８２は、第１セラミックサポータ８１および第２セラミックサポータ８３と同様に、貫通孔にセンサ素子１０が挿通されることによって、センサ素子１０に環装されていた２つの成型体（不図示）が、センサ素子１０の周囲に環装された状態で主体金具２１の内部に配置された後、さらに圧縮されて一体となったものである。より詳細には、圧粉体８２をなすセラミックス粒子は、第１セラミックサポータ８１および第２セラミックサポータ８３と主体金具２１とに囲繞され、かつ、主体金具２１の内部の、センサ素子１０が貫通する空間に、密に充填されている。圧粉体８２の圧縮充填により、センサ素子１０の先端側と、後端側との間の気密封止が、実現される。
【0047】
図１には、環装部品８０を第１セラミックサポータ８１と、圧粉体８２と、第２セラミックサポータ８３とによって構成する例を示した。しかしながら、ガスセンサ１において、環装部品８０を第１セラミックサポータ８１と、圧粉体８２と、第２セラミックサポータ８３とによって構成することは必須ではない。図１に例示するガスセンサ１は、主体金具２１の内部においてセンサ素子１０を固定すると共に、センサ素子１０の先端側と後端側との間を気密封止する環装部品８０を備えている。
【0048】
（筒状体）
筒状体２０は、本発明の「筒状体」の一例である。筒状体２０は、例えば、金属製の筒状（例えば、円筒状）の部材であり、開口端が形成されている。筒状体２０の内部にはセンサ素子１０および端子金具３０が配置されている。図１に示す例では、筒状体２０は、それぞれが金属製の部材である、筒状の主体金具２１と、筒状の外筒２２と、固定ボルト２３とを含む。
筒状体２０は、本発明の「筒状体」の一例である。筒状体２０は、例えば、金属製の筒状（例えば、円筒状）の部材であり、開口端が形成されている。筒状体２０の内部にはセンサ素子１０および端子金具３０が配置されている。図１に示す例では、筒状体２０は、それぞれが金属製の部材である、筒状の主体金具２１と、筒状の外筒２２と、固定ボルト２３とを含む。
【0049】
主体金具２１は、金属製の筒状（例えば、円筒状）の部材である。主体金具２１の内部には、センサ素子１０と、該センサ素子１０に環装された固定用の環装部品８０とが、収容される。つまり、主体金具２１は、センサ素子１０の周りに環装された環装部品８０の周囲に、さらに環装される。図１に例示する主体金具２１は、軸方向（長手方向）に沿ってセンサ素子１０を囲むように構成され、特に、センサ素子１０の先端側および後端側のそれぞれの一部を除く範囲を囲うように構成されている。
【0050】
外筒２２は、金属製の筒状（例えば、円筒状）の部材であり、図１に例示する外筒２２は、センサ素子１０の後端、および、セラミックハウジング６０（端子金具３０）の周囲を覆っている。
【0051】
外筒２２の先端側の端部（開口端）は、主体金具２１の後端側の外周端部に溶接固定されている。また、外筒２２の後端側の開口端には、係る開口端を封止するように弾性体５０が配置されている。外筒２２の後端側には、後端側の開口端を封止するための弾性体５０の一部を周囲から加締める縮径部２２１が、形成されている。縮径部２２１は、本発明の「縮径部」の一例である。縮径部２２１において外筒２２がその周方向全体にわたって縮径状に外側から加締められることにより、弾性体５０に径方向外側へと向かう反力を生じさせることによって、外筒２２は封止されている。
【0052】
また、弾性体５０によって封止された外筒２２の後端側の開口端からは、リード線４０が、弾性体５０の内部に形成された貫通孔（不図示）を通って、外部に引き出されている。リード線４０の被膜と金属線（導体）との間（言い換えれば、被膜の内側）を通って、外筒２２の内部空間には外気（大気）が導入され、外筒２２の内部空間は、基準ガス（大気）雰囲気となっている。センサ素子１０の後端は、基準ガスで満たされた外筒２２の内部空間内に配置されている。
【0053】
固定ボルト２３は、ガスセンサ１を測定位置（取り付け位置）に固定する際に用いられる環状の部材であり、主体金具２１と同軸に固定されている。固定ボルト２３は、ねじ切りがされたボルト部と、係るボルト部を螺合する際に保持される保持部とを備えている。固定ボルト２３のボルト部は、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（ナット部）に、固定ボルト２３のボルト部が螺合されることで、ガスセンサ１は、保護カバー７０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。
【0054】
これまでに説明してきた通り、図１に例示する筒状体２０は、主体金具２１と、外筒２２と、固定ボルト２３とを含み、全体として筒状（例えば、円筒状）の部材として、特に、軸方向に延びる筒状の部材として構成されている。すなわち、図１に例示する筒状体２０は、筒状の主体金具２１と、主体金具２１の後端側の外周端部に溶接固定される筒状の外筒２２と、主体金具２１の先端側の外周に配置される固定ボルト２３とを含む、軸方向に延びる円筒状の部材である。例えば、筒状体２０とガスセンサ１（センサ素子１０）とは同軸であり、筒状体２０は、軸方向（長手方向）のそれぞれの端として先端および後端を有しており、筒状体２０の先端がガスセンサ１の先端の方を向くように配置されている。そして、筒状体２０の内部には、センサ素子１０と、該センサ素子１０に環装された固定用の環装部品８０と、セラミックハウジング６０（端子金具３０）とが収容され、後端側の開口端を弾性体５０によって封止されている。筒状体２０（外筒２２）の後端側には、筒状体２０の開口端を封止するための弾性体５０を固定するための縮径部２２１が形成され、縮径部２２１は、弾性体５０の一部を周囲から加締めている。
【0055】
なお、ガスセンサ１において、筒状体２０が、主体金具２１と、外筒２２と、固定ボルト２３とを含むことは必須ではない。筒状体２０は、固定ボルト２３を含んでいなくてもよいし、主体金具２１と外筒２２とは一体的に形成された部材であってもよい。ガスセンサ１において、筒状体２０は、センサ素子１０が内部に配置され、開口端が形成された、筒状の部材であればよい。
【0056】
（端子金具）
端子金具３０は、本発明の「端子金具」の一例である。端子金具３０は、軸方向に延びる金属製の部材（接点部材）である。ガスセンサ１において、センサ素子１０（特に、その素子電極）と、リード線４０とは、端子金具３０を介して、電気的に接続されている。図１に例示するように、端子金具３０は、センサ素子１０の素子電極と電気的に接続する素子接触部３１を先端側に有し、また、リード線４０を圧着して保持するリード線保持部３２を後端側に有する。
端子金具３０は、本発明の「端子金具」の一例である。端子金具３０は、軸方向に延びる金属製の部材（接点部材）である。ガスセンサ１において、センサ素子１０（特に、その素子電極）と、リード線４０とは、端子金具３０を介して、電気的に接続されている。図１に例示するように、端子金具３０は、センサ素子１０の素子電極と電気的に接続する素子接触部３１を先端側に有し、また、リード線４０を圧着して保持するリード線保持部３２を後端側に有する。
【0057】
例えば、端子金具３０の先端側の素子接触部３１は、セラミックハウジング６０に掛止された状態でセンサ素子１０の素子電極に接しており、また、端子金具３０の後端側のリード線保持部３２は、リード線４０を圧着して保持している。端子金具３０において、素子接触部３１とリード線保持部３２との間の部分は、板バネ状をなしていてもよい。図１に示す例では、端子金具３０のリード線保持部３２は、軸方向において、弾性体５０よりも先端側に配置されている。また、端子金具３０の素子接触部３１は、セラミックハウジング６０に収容されており、つまり、素子接触部３１とセンサ素子１０の素子電極とは、セラミックハウジング６０内で、電気的に接続されている。
【0058】
（セラミックハウジング）
セラミックハウジング６０は、本発明の「セラミックハウジング」の一例である。セラミックハウジング６０は、センサ素子１０の後端側（具体的には、センサ素子１０の後端側に設けられた素子電極）と、端子金具３０の先端側（具体的には、素子接触部３１）と、を収容したセラミック製の部材である。つまり、図１に例示するガスセンサ１において、センサ素子１０（特に、素子電極）と端子金具３０（特に、素子接触部３１）とは、セラミックハウジング６０内で、電気的に接続されている。
セラミックハウジング６０は、本発明の「セラミックハウジング」の一例である。セラミックハウジング６０は、センサ素子１０の後端側（具体的には、センサ素子１０の後端側に設けられた素子電極）と、端子金具３０の先端側（具体的には、素子接触部３１）と、を収容したセラミック製の部材である。つまり、図１に例示するガスセンサ１において、センサ素子１０（特に、素子電極）と端子金具３０（特に、素子接触部３１）とは、セラミックハウジング６０内で、電気的に接続されている。
【0059】
例えば、端子金具３０の先端側（素子接触部３１）を収容したセラミックハウジング６０に、素子電極が設けられたセンサ素子１０の後端側が挿入されている。係る挿入状態において、センサ素子１０の後端側に設けられた素子電極と、端子金具３０の先端側（素子接触部３１）とは、互いに接することになる。素子電極が設けられたセンサ素子１０の後端側とセラミックハウジング６０との間に、端子金具３０の先端側（素子接触部３１）が挟持固定されることで、センサ素子１０の素子電極と端子金具３０とが電気的に接続されていてもよい。
【0060】
セラミックハウジング６０は、筒状体２０内での位置（例えば、軸方向における位置）を固定されており、特に、先端側への移動を抑制されている。セラミックハウジング６０は、例えば、不図示のセラハウ固定部材によって、筒状体２０内での軸方向における位置を固定され、特に、先端側への移動を抑制されている。係るセラハウ固定部材は、例えば、筒状体２０の内部でセラミックハウジング６０を径方向内側に押圧するバネ部材と、係るバネ部材を押さえつけることによりバネ力を発揮させるカシメリングとにより構成されていてもよい。
【0061】
（リード線）
リード線４０は、本発明の「リード線」の一例である。リード線４０は、端子金具３０を介してセンサ素子１０の素子電極と電気的に接続し、筒状体２０の開口端から外方に延びている。具体的には、リード線４０は、その先端側において端子金具３０の後端側（すなわち、リード線保持部３２）と電気的に接続されており、また、リード線４０の後端側は、筒状体２０の開口端から外方に延びている。そして、上述のとおり、リード線４０と筒状体２０（外筒２２）との隙間は弾性体５０によって封止されている。
リード線４０は、本発明の「リード線」の一例である。リード線４０は、端子金具３０を介してセンサ素子１０の素子電極と電気的に接続し、筒状体２０の開口端から外方に延びている。具体的には、リード線４０は、その先端側において端子金具３０の後端側（すなわち、リード線保持部３２）と電気的に接続されており、また、リード線４０の後端側は、筒状体２０の開口端から外方に延びている。そして、上述のとおり、リード線４０と筒状体２０（外筒２２）との隙間は弾性体５０によって封止されている。
【0062】
例えば、リード線４０は、弾性体５０の内部に設けられた貫通穴（不図示）に挿通されている。リード線４０の先端側の端部（具体的には、図２において説明する非被膜部分４２）は、端子金具３０の後端側（リード線保持部３２）に圧着固定され、また、リード線４０の後端側の端部は、外部の装置（コントローラ）、電源等に接続されている。これにより、センサ素子１０（特に、センサ素子１０の素子電極）と、外部の装置、電源等とが、端子金具３０およびリード線４０を通じて電気的に接続される。なお、図１には、端子金具３０とリード線４０とがそれぞれ２つである例を示しているが、これはあくまで図示の簡単のためである。実際には、ガスセンサ１は、上記の電気的な接続に必要な数の端子金具３０およびリード線４０を備えている。
【0063】
ガスセンサ１においては、例えば、リード線４０の被膜と金属線（導体）との間（言い換えれば、被膜の内側）を、外気および筒状体２０内の気体が通ることで、筒状体２０内に外気が導入され、また、筒状体２０内の気体が外部に排出される。
【0064】
（弾性体）
弾性体５０は、本発明の「弾性体」の一例である。弾性体５０は、弾性を有する部材であり、例えばゴム製である。弾性体５０は、筒状体２０の開口端（図１に示す例では、後端側の開口端）を封止するよう配置され、リード線４０が挿入される。具体的には、弾性体５０の内部には、軸方向に延びる貫通孔が形成されており、例えば、軸方向に延びる貫通孔が複数形成されている。弾性体５０の内部に形成された貫通孔には、リード線４０（特に、被膜部分４１）が収容され（挿入され）、例えば、弾性体５０の内部に形成された複数の貫通孔のそれぞれに、複数のリード線４０のそれぞれが、収容されている（挿入されている）。
弾性体５０は、本発明の「弾性体」の一例である。弾性体５０は、弾性を有する部材であり、例えばゴム製である。弾性体５０は、筒状体２０の開口端（図１に示す例では、後端側の開口端）を封止するよう配置され、リード線４０が挿入される。具体的には、弾性体５０の内部には、軸方向に延びる貫通孔が形成されており、例えば、軸方向に延びる貫通孔が複数形成されている。弾性体５０の内部に形成された貫通孔には、リード線４０（特に、被膜部分４１）が収容され（挿入され）、例えば、弾性体５０の内部に形成された複数の貫通孔のそれぞれに、複数のリード線４０のそれぞれが、収容されている（挿入されている）。
【0065】
弾性体５０の材料は、例えば、フッ素ゴムである。フッ素ゴムは、耐性、強度などのさまざまな面で優れた特性を有し、特に耐熱性および耐油性に優れている。そのため、ガスセンサ１は、フッ素ゴムからなる弾性体５０を利用することで、例えば、高温環境下でも弾性体５０のシール性を確保して、ガス濃度の検出精度を維持、向上させることができるとの効果を奏する。ただし、ガスセンサ１にとって、弾性体５０の材料をフッ素ゴムとすることは必須ではなく、ガスセンサ１は、弾性を有する素材を適宜、弾性体５０の材料に用いてもよい。
【0066】
（保護カバー）
保護カバー７０は、センサ素子１０のうち、使用時に被測定ガスに直接に接触する部分である先端側の所定範囲を保護する、略円筒状の外装部材である。図１に例示する保護カバー７０は、軸方向（長手方向）に沿って、筒状体２０（主体金具２１）の先端側の少なくとも一部の周りを囲み、センサ素子１０の先端を越えて延びるように構成されている。例えば、保護カバー７０は、センサ素子１０および筒状体２０の先端側の一部を軸周りに囲うように構成される。保護カバー７０は、軸方向のそれぞれの端として先端および後端を有しており、保護カバー７０の先端がセンサ素子１０の先端よりもガスセンサ１の先端側に配置されている。
保護カバー７０は、センサ素子１０のうち、使用時に被測定ガスに直接に接触する部分である先端側の所定範囲を保護する、略円筒状の外装部材である。図１に例示する保護カバー７０は、軸方向（長手方向）に沿って、筒状体２０（主体金具２１）の先端側の少なくとも一部の周りを囲み、センサ素子１０の先端を越えて延びるように構成されている。例えば、保護カバー７０は、センサ素子１０および筒状体２０の先端側の一部を軸周りに囲うように構成される。保護カバー７０は、軸方向のそれぞれの端として先端および後端を有しており、保護カバー７０の先端がセンサ素子１０の先端よりもガスセンサ１の先端側に配置されている。
【0067】
保護カバー７０には、気体が通過可能な複数の貫通孔（不図示）が設けられている。係る貫通孔を通じて保護カバー７０内に流入した被測定ガスが、センサ素子１０における直接の検知対象となる。なお、保護カバー７０に設けられる貫通孔の種類、配置個数、配置位置、形状などは、保護カバー７０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。
【0068】
図１に示す例では、保護カバー７０は、センサ素子１０の先端を覆う有底筒状の内側カバー７１と、内側カバー７１を覆う有底筒状の外側カバー７２とを備えている。内側カバー７１は、第１部材７１Ｂおよび第２部材７１Ａを備え、センサ素子１０および筒状体２０（主体金具２１）の先端側の少なくとも一部の周囲を覆うように構成されている。第１部材７１Ｂは、筒状体２０の先端部の外壁から軸方向に沿って延び、筒状体２０の先端を越えた辺りで軸方向に垂直な方向に径が小さくなった後に、軸方向に沿ってさらに延びるように構成されている。第２部材７１Ａは、第１部材７１Ｂの先端側の一部の周囲を覆うように構成されている。外側カバー７２は、内側カバー７１の周囲を覆うように構成されている。
【0069】
内側カバー７１によって囲まれた空間としてセンサ素子室が形成されており、センサ素子１０の先端は、このセンサ素子室内に配置されている。内側カバー７１の第１部材７１Ｂ、第２部材７１Ａおよび外側カバー７２には、開口が適宜設けられており、これにより、センサ素子室は、保護カバー７０の外側の空間と接続している。ただし、保護カバー７０の構成および形状は、このような例に限定されなくてよい。保護カバー７０の構成および形状は、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。
【0070】
保護カバー７０の材料には、例えば、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ）等の金属材料が用いられてよい。保護カバー７０は、金属材料を適宜成形することで、製造されてよい。なお、この保護カバー７０は、ガスセンサ１の構成から省略されてもよい。
【0071】
＜ガスセンサの後端側の詳細＞
図２は、ガスセンサ１の要部を模式的に示す拡大断面図である。具体的には、図２は、ガスセンサ１の後端側の詳細を示す。図２において、紙面上下方向が、ガスセンサ１（センサ素子１０）の軸方向（長手方向）であり、紙面下側が先端側、紙面上側が後端側である。
図２は、ガスセンサ１の要部を模式的に示す拡大断面図である。具体的には、図２は、ガスセンサ１の後端側の詳細を示す。図２において、紙面上下方向が、ガスセンサ１（センサ素子１０）の軸方向（長手方向）であり、紙面下側が先端側、紙面上側が後端側である。
【0072】
（縮径部の個数などについて）
図２に例示するように、ガスセンサ１において、「弾性体５０の一部を周囲から加締める」縮径部２２１は、筒状体２０（外筒２２）に「１つ」形成され、例えば、筒状体２０の後端側に「１つ」形成される。そして、弾性体５０は、係る「１つ」の縮径部２２１によって加締められている部分である被加締め部分５１と、軸方向において被加締め部分５１よりも先端側の部分である非加締め部分５２とを含む。非加締め部分５２は、軸方向において被加締め部分５１よりも先端側の、縮径部２２１によって加締められていない部分と捉えることもできる。弾性体５０の先端面５３は、弾性体５０の、軸方向において先端側の端面であり、被加締め部分５１の先端側の端面と捉えることもできる。
図２に例示するように、ガスセンサ１において、「弾性体５０の一部を周囲から加締める」縮径部２２１は、筒状体２０（外筒２２）に「１つ」形成され、例えば、筒状体２０の後端側に「１つ」形成される。そして、弾性体５０は、係る「１つ」の縮径部２２１によって加締められている部分である被加締め部分５１と、軸方向において被加締め部分５１よりも先端側の部分である非加締め部分５２とを含む。非加締め部分５２は、軸方向において被加締め部分５１よりも先端側の、縮径部２２１によって加締められていない部分と捉えることもできる。弾性体５０の先端面５３は、弾性体５０の、軸方向において先端側の端面であり、被加締め部分５１の先端側の端面と捉えることもできる。
【0073】
図２に示す例において、「Ｄａ」は、弾性体５０の、縮径部２２１によって加締められていない部分である非加締め部分５２の直径（単位：［ｍｍ］）を示している。図２に示す例では、非加締め部分５２の直径Ｄａは、弾性体５０の先端面５３の直径と捉えることもできる。また、「Ｄｂ」は、弾性体５０の、縮径部２２１によって加締められている部分である被加締め部分５１の直径（単位：［ｍｍ］）を示している。ガスセンサ１において、被加締め部分５１の直径Ｄｂは、非加締め部分５２の直径Ｄａの５０％以上である。
【0074】
また、以下の説明においては、縮径部２２１によって弾性体５０を径方向に単位長さ加締めたときに、弾性体５０によってリード線４０の被膜部分４１へと加えられる、単位面積当たりの圧力を、「単位長さ加締めたときの圧力ｑ」（単位：［Ｎ／ｍｍ3］）とする。なお、以下の説明においては、「単位長さ加締めたときの圧力ｑ」を単に「圧力ｑ」と略記することがある。圧力ｑは、「縮径部２２１によって弾性体５０を径方向に単位長さ加締めたときに、弾性体５０によってリード線４０の被押圧部分４１１へと加えられる、単位面積当たりの圧力」と捉えることもできる。リード線４０の被押圧部分４１１についての詳細は後述する。
【0075】
弾性体５０にはリード線４０が挿入されており、特に、図２に例示するように、弾性体５０の内部には、リード線４０の被膜部分４１が収容されている。具体的には、上述のとおり弾性体５０の内部には軸方向に延びる貫通孔が形成されており、係る貫通孔に、リード線４０が、特にリード線４０の被膜部分４１が、収容されている。
【0076】
リード線４０は、所定の被膜材料によって被膜された部分である被膜部分４１と、係る被膜材料によって被膜されていない部分である非被膜部分４２とを含む。非被膜部分４２は、被膜材料によって被膜されていない、むき出しの金属線（導体）と捉えることもでき、端子金具３０のリード線保持部３２に圧着されている。
【0077】
リード線４０の被膜部分４１は、例えば、フッ素樹脂により被膜されており、つまり、リード線４０の被膜材料は、例えば、フッ素樹脂である。フッ素樹脂は、誘電率が小さく、絶縁耐久性および耐熱性などに優れている。そのため、ガスセンサ１は、フッ素樹脂を被膜材料とするリード線４０を利用することで、例えば、高性能化、小型精密化などを実現できるとの効果を奏する。ただし、ガスセンサ１にとって、リード線４０の被膜材料をフッ素樹脂とすることは必須ではなく、ガスセンサ１は、リード線の被膜材料として好適な素材を適宜、リード線４０の被膜材料に用いてもよい。
【0078】
リード線４０の被膜部分４１のうち、弾性体５０の被加締め部分５１における貫通孔に収容されている部分が、被押圧部分４１１である。被押圧部分４１１は、リード線４０の被膜部分４１のうち、「被加締め部分５１の内部に形成されている貫通孔に収容され、係る貫通孔の内面によって外周面を押圧されている部分」と捉えることもできる。
【0079】
また、以下の説明においては、リード線４０の被押圧部分４１１の表面積を、「表面積Ｓａ」（単位：［ｍｍ2］）と称する。つまり、「表面積Ｓａ」は、「リード線４０の被膜部分４１のうち、弾性体５０の被加締め部分５１における貫通孔に収容されている部分」である被押圧部分４１１の表面積である。例えば、ガスセンサ１が、「軸方向に延びる貫通孔が内部に複数形成された弾性体５０」を備え、係る複数の貫通孔のそれぞれに、複数のリード線４０のそれぞれが収容されている場合、リード線４０の被押圧部分４１１の表面積Ｓａは以下の値を示す。すなわち、リード線４０の被押圧部分４１１の表面積Ｓａは、係る複数のリード線４０のそれぞれの被押圧部分４１１の表面積の和（合計）を示す。図２に示す例では、弾性体５０の内部には、軸方向に延びる貫通孔が２つ形成されており、係る２つの貫通孔のそれぞれに、２つのリード線４０（特に、２つの被膜部分４１）のそれぞれが、収容されている。そのため、図２に示す例では、２つの被膜部分４１のそれぞれの被押圧部分４１１の表面積の合計が、「リード線４０の被押圧部分４１１の表面積Ｓａ」となる。
【0080】
図２に示す例において、「Ｌａ」は、リード線４０の被押圧部分４１１の長さ（軸方向における長さ）（単位：［ｍｍ］）を示している。各リード線４０の外径（円周長）を「外径Ｄｏ（単位：［ｍｍ］）」とし、弾性体５０に収容されているリード線４０の本数を「本数Ｎｍ」とすると、上述の表面積Ｓａは、以下のように表わすことができる。すなわち、被押圧部分４１１の表面積Ｓａは、各リード線４０の外径Ｄｏ、リード線４０の本数Ｎｍ、および、被押圧部分４１１の長さＬａを用いて、「Ｓａ＝Ｄｏ×Ｌａ×Ｎｍ」と表すことができる。なお、以下の説明においては、表面積Ｓａについて、単位の記載は省略する。同様に、「非加締め部分５２の直径Ｄａ」、「被加締め部分５１の直径Ｄｂ」、および、「単位長さ加締めたときの圧力ｑ」についても、単位の記載は省略する。
【0081】
（弾性体の先端面からリード線保持部までの距離について）
図２に例示するように、端子金具３０の後端側には、リード線４０を圧着して保持するリード線保持部３２が形成されており、つまり、端子金具３０は、軸方向において後端側に、リード線保持部３２を有する。具体的には、端子金具３０のリード線保持部３２は、リード線４０の非被膜部分４２（金属線）を圧着して保持している。そして、端子金具３０のリード線保持部３２は、軸方向において、弾性体５０よりも先端側に配置されており、つまり、リード線保持部３２は、弾性体５０の先端面５３よりも、軸方向において先端側に配置されている。例えば、リード線４０の被膜部分４１のうち、少なくとも一部は、弾性体５０の貫通孔に収容されておらず、弾性体５０（弾性体５０の先端面５３）よりも先端側に突き出ている。
図２に例示するように、端子金具３０の後端側には、リード線４０を圧着して保持するリード線保持部３２が形成されており、つまり、端子金具３０は、軸方向において後端側に、リード線保持部３２を有する。具体的には、端子金具３０のリード線保持部３２は、リード線４０の非被膜部分４２（金属線）を圧着して保持している。そして、端子金具３０のリード線保持部３２は、軸方向において、弾性体５０よりも先端側に配置されており、つまり、リード線保持部３２は、弾性体５０の先端面５３よりも、軸方向において先端側に配置されている。例えば、リード線４０の被膜部分４１のうち、少なくとも一部は、弾性体５０の貫通孔に収容されておらず、弾性体５０（弾性体５０の先端面５３）よりも先端側に突き出ている。
【0082】
特に、ガスセンサ１においてリード線保持部３２は、軸方向において、弾性体５０の先端面５３から所定の距離を隔てた位置に配置され、図２に示す例では、弾性体５０の先端面５３とリード線保持部３２との間には、間隔Ｌｉ（単位：［ｍｍ］）が設けられている。なお、「弾性体５０の先端面５３と、リード線保持部３２との間の、軸方向における間隔Ｌｉ」についても、「表面積Ｓａ」、「直径Ｄａ」、「直径Ｄｂ」、および、「単位長さ加締めたときの圧力ｑ」と同様に、以下の説明においては、単位の記載を省略する。
【0083】
図２に示す例において、「Ｌｉ」は、弾性体５０の先端面５３と、リード線保持部３２との間の間隔を示しており、特に、係る間隔の、軸方向における長さを示している。図２に例示するガスセンサ１において、弾性体５０の先端面５３から、リード線保持部３２までの、軸方向における長さ（図２における間隔Ｌｉ）は、「０．１ｍｍ」以上である。すなわち、ガスセンサ１において、リード線保持部３２は、弾性体５０の先端面５３（先端側の端面）から、軸方向に０．１ｍｍ以上離れた位置に配置されている。
【0084】
これまでに説明してきたとおり、ガスセンサ１において、弾性体５０を筒状体２０（外筒２２）に固定するために筒状体２０に形成される縮径部２２１は、「１つ」である。そのため、ガスセンサ１は、『弾性体を筒状体に固定するための縮径部を、前記筒状体に、所定の間隔を空けて「２つ」形成する』従来のガスセンサと比べて、弾性体５０の軸方向の長さを短くすることができる。すなわち、軸方向に所定の間隔を空けて縮径部を「２つ」形成する従来のガスセンサにおいて、弾性体は、前記筒状体の後端側の開口端から、少なくとも、「２つ」の縮径部のうち前記筒状体の先端側の縮径部まで、軸方向に延びている必要があった。これに対して、ガスセンサ１において、弾性体５０は、筒状体２０の後端側の開口端から、「１つ」の縮径部２２１まで延びていればよい。そのため、筒状体２０の後端側に形成する縮径部２２１を「１つ」とするガスセンサ１は、『縮径部を、軸方向に所定の間隔を空けて「２つ」形成する』従来のガスセンサと比べて、弾性体５０の軸方向の長さを短くすることができる。
【0085】
したがって、ガスセンサ１は、ガスセンサ全体の軸方向の長さを短くする（短尺化する）場合であっても、筒状体２０の後端側の開口端を封止する弾性体５０から、ガスセンサ１の先端までの間隔を十分に確保することができる。つまり、ガスセンサ１は、全体を短尺化する場合であっても、弾性体５０から、ガスセンサ１の先端側にある熱源までの間隔を十分に確保することができる。そのため、ガスセンサ１は、全体を短尺化する場合であっても、弾性体５０から前記熱源までの間隔を十分に確保することで、弾性体５０が高温にさらされて溶損を起こすといった事態が発生するのを防止できるとの効果を奏する。
【0086】
また、ガスセンサ１において、端子金具３０のリード線保持部３２は、弾性体５０の貫通孔内にはなく、具体的には、リード線保持部３２は、軸方向において、弾性体５０の先端面５３（先端側の端面）から、０．１ｍｍ以上離れている。
【0087】
したがって、ガスセンサ１において、端子金具３０のリード線保持部３２は、弾性体５０の貫通孔の内面と干渉することがなく、また、リード線保持部３２が、弾性体５０の貫通孔を閉塞してしまうこともない。つまり、ガスセンサ１は、リード線保持部３２が弾性体５０の貫通孔の内面と干渉するのを防止することができ、かつ、リード線保持部３２が弾性体５０の貫通孔を閉塞してしまうのを防止することができるとの効果を奏する。
【0088】
（各部材のサイズ等について）
ここで、弾性体５０を筒状体２０に固定するための縮径部２２１を「１つ」とした場合、リード線４０の軸方向の移動を、弾性体５０（特に、被加締め部分５１）によって抑制するのは困難となることが想定される。つまり、縮径部２２１を１つとした場合、リード線４０が軸方向に移動しやすくなることが想定される。そして、リード線４０が軸方向に移動しやすくなるのに伴ない、リード線保持部３２においてリード線４０に圧着された端子金具３０も軸方向に移動しやすくなり、端子金具３０とセンサ素子１０の素子電極との電気的接続が失われ易くなる（切断され易くなる）。したがって、縮径部２２１を１つとした場合、ガスセンサ１において、接点ずれ（端子金具３０とセンサ素子１０の素子電極との電気的接続の切断）が発生しやすくなることが想定される。
ここで、弾性体５０を筒状体２０に固定するための縮径部２２１を「１つ」とした場合、リード線４０の軸方向の移動を、弾性体５０（特に、被加締め部分５１）によって抑制するのは困難となることが想定される。つまり、縮径部２２１を１つとした場合、リード線４０が軸方向に移動しやすくなることが想定される。そして、リード線４０が軸方向に移動しやすくなるのに伴ない、リード線保持部３２においてリード線４０に圧着された端子金具３０も軸方向に移動しやすくなり、端子金具３０とセンサ素子１０の素子電極との電気的接続が失われ易くなる（切断され易くなる）。したがって、縮径部２２１を１つとした場合、ガスセンサ１において、接点ずれ（端子金具３０とセンサ素子１０の素子電極との電気的接続の切断）が発生しやすくなることが想定される。
【0089】
そこで、ガスセンサ１は、以下の数式（１）を満たすように各部材のサイズ等を調整することにより、接点ずれの発生を抑制している。つまり、数式（１）を満たすようにサイズ等が調整された各部材を備えるガスセンサ１は、弾性体５０（特に、１つだけの縮径部２２１に対応する、１つだけの被加締め部分５１）によりリード線４０の軸方向の移動を抑制し、接点ずれの発生を防止する。具体的には、ガスセンサ１において、非加締め部分５２の直径Ｄａ、被加締め部分５１の直径Ｄｂ、リード線４０の被押圧部分４１１の表面積Ｓａ、静止摩擦係数μ、および、単位長さ加締めたときの圧力ｑは、数式（１）を満たす。すなわち、ガスセンサ１は、
（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ） ・・・数式（１）
を満たす。
（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ） ・・・数式（１）
を満たす。
【0090】
なお上述のとおり、リード線４０の被押圧部分４１１は、リード線４０の被膜部分４１のうち、弾性体５０の被加締め部分５１における貫通孔に収容されている部分である。弾性体５０の複数の貫通孔のそれぞれに、複数のリード線４０のそれぞれの被膜部分４１が収容されている場合、表面積Ｓａは、係る複数のリード線４０のそれぞれの被押圧部分４１１の表面積を、合計したものである。また、詳細は後述するが、数式（１）における「Ｆｃ」は、端子金具３０とセンサ素子１０の素子電極との電気的接続を切断する軸方向の荷重であり、検査等により予め大きさ（値）を求めることのできる軸方向の荷重である。
【0091】
本件発明者らは、弾性体５０（特に、被加締め部分５１）によって、リード線４０は、以下のようにして軸方向の移動を抑制されていることを確認した。すなわち、内部に形成された貫通孔にリード線４０の被膜部分４１を収容した弾性体５０を周囲から加締めることで、リード線４０（特に、被膜部分４１のうち、被押圧部分４１１）に径方向の力（垂直抗力Ｆｎ）が働く。これによって、リード線４０の軸方向の動きに対して、弾性体５０と被膜部分４１（特に、被押圧部分４１１）との間の静止摩擦係数μと、垂直抗力Ｆｎとに比例した静止摩擦力Ｆｆが発生する。すなわち、「Ｆｆ＝μ×Ｆｎ」である。係る静止摩擦力Ｆｆによって、リード線４０は軸方向に移動するのを抑制される。
【0092】
垂直抗力Ｆｎは、上述の「単位長さ加締めたときの圧力ｑ」、「非加締め部分５２の直径Ｄａと被加締め部分５１の直径Ｄｂとの差」、および、「被押圧部分４１１の表面積Ｓａ」に比例する。すなわち、「Ｆｎ＝（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ×ｑ」である。前述のとおり、「単位長さ加締めたときの圧力ｑ」は、弾性体５０が径方向に単位長さ加締められたときに、弾性体５０によって被膜部分４１へと加えられる、単位面積当たりの圧力を示している。また、「被押圧部分４１１の表面積Ｓａ」は、被膜部分４１の「弾性体５０の被加締め部分５１（より正確には、被加締め部分５１における貫通孔）に収容されている部分」の表面積である。さらに、「被押圧部分４１１の表面積Ｓａ」は、弾性体５０の内部に形成された複数の貫通孔のそれぞれに複数のリード線４０のそれぞれの被膜部分４１が収容されている場合、以下のように表わされる。すなわち、複数のリード線４０のそれぞれの外径（円周長）Ｄｏ、被加締め部分５１の軸方向の長さＬａ、および、複数のリード線４０の本数Ｎｍを用いて、「Ｓａ＝Ｄｏ×Ｌａ×Ｎｍ」と表される。
【0093】
以上に説明してきた通り、「Ｆｆ＝μ×Ｆｎ」であり、「Ｆｎ＝（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ×ｑ」であるから、弾性体５０と被膜部分４１との間の静止摩擦力Ｆｆは、「Ｆｆ＝μ×（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ×ｑ」と表される。
【0094】
そして、本件発明者らは、端子金具３０とセンサ素子１０の素子電極とを電気的に接続したガスセンサに対して、リード線４０を軸方向に引っ張る検査を行なって、接点ずれが生じる、軸方向の荷重の大きさを確認した。その結果、本件発明者らは、接点ずれを生じさせる、軸方向の荷重（の大きさ）が、軸方向の荷重（の大きさ）Ｆｃであることを確認した。すなわち、本件発明者らは、接点ずれが発生した（つまり、端子金具３０とセンサ素子１０の素子電極との電気的接続が切断された）ときの、リード線４０を軸方向に引っ張る力（荷重）の大きさが、軸方向の荷重の大きさＦｃであることを確認した。
【0095】
そのため、静止摩擦力Ｆｆ（の大きさ）を、軸方向の荷重（の大きさ）Ｆｃよりも大きくすることで、接点ずれの発生を防止することができる。前述のとおり、「Ｆｆ＝μ×（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ×ｑ」であるから、「μ×（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ×ｑ＞Ｆｃ」とすることで、接点ずれの発生を防止することができる。係る関係式を変形して、数式（１）の「（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ）」を得る。
【0096】
したがって、非加締め部分５２の直径Ｄａ、被加締め部分５１の直径Ｄｂ、被押圧部分４１１の表面積Ｓａ、静止摩擦係数μ、および、単位長さ加締めたときの圧力ｑが、数式（１）を満たすガスセンサ１は、接点ずれの発生を防止することができる。
【0097】
さらに、筒状体２０に形成される縮径部２２１は１つであるため、ガスセンサ１は、縮径部２２１を筒状体２０に所定の間隔を空けて２つ形成する従来のガスセンサと比べて、寸法を管理すべき項目を低減でき、検査工数・検査コストを削減することができる。また、上述の通り、ガスセンサ１は、従来のガスセンサと比べて、弾性体５０を短尺化できるため、弾性体５０の材料コストを低減でき、さらに、弾性体５０の材料の選択肢を広げて最適な材料を選択することを可能とする。
【0098】
なお、上述の検査によって本件発明者らは、「端子金具３０とセンサ素子１０の素子電極との電気的接続を切断する、軸方向の荷重の大きさＦｃ」が、例えば、「１５０［Ｎ］」または「１８０［Ｎ］」であることを確認した。ただし、本発明に係るガスセンサにとって、「端子金具３０とセンサ素子１０の素子電極との電気的接続を切断する、軸方向の荷重の大きさＦｃ」が「１５０」または「１８０」であることは必須ではない。本発明に係るガスセンサにおける「Ｆｃ」は、ガスセンサの各部材のサイズ、形状、材料等に応じて適宜求められる。
【0099】
また、「弾性体５０とリード線４０の被膜部分４１との間の静止摩擦係数μ」は、弾性体５０およびリード線４０の被膜部分４１のそれぞれの材料（材質）に応じて予め求めることができる。同様に、「単位長さ加締めたときの圧力ｑ」は、弾性体５０の材料に応じて予め求めることができる。したがって、数式（１）中の「μ×ｑ」の値は、弾性体５０およびリード線４０の被膜部分４１のそれぞれの材料に応じて予め求めることができる。例えば、弾性体５０の材料としてフッ素ゴムを、また、リード線４０の被膜部分４１の材料としてフッ素樹脂を採用した場合、「μ×ｑ」の値は、「１．７」または「１．１」であった。ただし、本発明に係るガスセンサにとって、「μ×ｑ」の値が「１．７」または「１．１」であることは必須ではない。本発明に係るガスセンサにおける「μ×ｑ」の値は、弾性体およびリード線の被膜部分のそれぞれの材料（材質）に応じて予め求めることができる。
【0100】
さらに、ガスセンサ１において、非加締め部分５２の直径Ｄａと、被加締め部分５１の直径Ｄｂとは、以下の数式（２）を満たす。すなわち、ガスセンサ１は、
Ｄｂ／Ｄａ≧０．５ ・・・数式（２）
を満たす。つまり、ガスセンサ１において、被加締め部分５１の直径Ｄｂは、非加締め部分５２の直径Ｄａの５０％以上である。
Ｄｂ／Ｄａ≧０．５ ・・・数式（２）
を満たす。つまり、ガスセンサ１において、被加締め部分５１の直径Ｄｂは、非加締め部分５２の直径Ｄａの５０％以上である。
【0101】
本件発明者らは、被加締め部分５１の直径Ｄｂを非加締め部分５２の直径Ｄａの５０％未満とすると、以下の問題が発生することを確認した。すなわち、筒状体２０と弾性体５０との間に隙間が生じて、弾性体５０のシール性（弾性体５０によって実現される、筒状体２０内の気密性）が悪化するなどの問題が発生することを確認した。したがって、ガスセンサ１は、被加締め部分５１の直径Ｄｂを、非加締め部分５２の直径Ｄａの５０％以上とすることで、弾性体５０のシール性を確保してガス濃度の検出精度を維持、向上させることができるとの効果を奏する。
【0102】
＜リード線保持部の収納状態についての考察＞
これまでに説明してきたとおり、本発明に係るガスセンサにおいて、端子金具のリード線保持部（リード線を圧着して保持する部分）は、弾性体の内部にはなく、具体的には、リード線保持部は、軸方向において、弾性体の先端面から０．１ｍｍ以上離れている。例えば、ガスセンサ１において、リード線保持部３２は、弾性体５０の貫通孔内にはなく、具体的には、リード線保持部３２は、軸方向において、弾性体５０の先端面５３（先端側の端面）から、０．１ｍｍ以上離れている。
これまでに説明してきたとおり、本発明に係るガスセンサにおいて、端子金具のリード線保持部（リード線を圧着して保持する部分）は、弾性体の内部にはなく、具体的には、リード線保持部は、軸方向において、弾性体の先端面から０．１ｍｍ以上離れている。例えば、ガスセンサ１において、リード線保持部３２は、弾性体５０の貫通孔内にはなく、具体的には、リード線保持部３２は、軸方向において、弾性体５０の先端面５３（先端側の端面）から、０．１ｍｍ以上離れている。
【0103】
ここで、図１および図２に例示するガスセンサ１において、リード線保持部３２は、筒状体２０（外筒２２）の内部空間において露出している。例えば、端子金具３０の先端側の素子接触部３１は、セラミックハウジング６０の内部に収容されているのに対して、端子金具３０の後端側のリード線保持部３２は、セラミックハウジング６０よりも後端側で、筒状体２０の内部空間内で露出している。しかしながら、本発明に係るガスセンサにおいて、端子金具のリード線保持部が、筒状体の内部空間において露出していることは必須ではない。本発明に係るガスセンサにおいて、リード線保持部は、周囲を、弾性体以外の部材によって覆われた状態で、筒状体内に収容されていてもよい。本発明に係るガスセンサにおいて、端子金具のリード線保持部は、軸方向において弾性体の先端面から０．１ｍｍ以上離れていればよい。本発明に係るガスセンサにおいて、端子金具のリード線保持部が、露出した状態で筒状体内に収容されているか、それとも、弾性体以外の部材によって覆われた状態で筒状体内に収容されているかは、ガスセンサの用途、利用環境などに応じて適宜決められる。以下、本発明の一側面に係る、「端子金具のリード線保持部が、弾性体以外の部材によって覆われた状態で筒状体内に収容されている」ガスセンサについて、図３を用いて説明する。
【0104】
図３は、変形例１に係るガスセンサ１Ａの構成の一例を概略的に示す断面模式図である。すなわち、図３は、ガスセンサ１Ａの、長手方向の軸（軸線、図の左右方向に沿う線）に平行でかつ軸に接する断面の構成を、模式的に示す。ガスセンサ１Ａは、本発明の「ガスセンサ」の一例であり、自動車の排気ガス等の被測定ガスにおける酸素やＮＯxなどの特定ガスの濃度（特定ガス濃度）を検出可能なガスセンサである。ガスセンサ１Ａは、ガスセンサ１が備える構成に加えてさらにスペーサ９０を備える点を除いて、ガスセンサ１と同様であるため、スペーサ９０以外の構成について、詳細な説明は省略する。
【0105】
図３の例では、ガスセンサ１Ａは、ガスセンサ１Ａの先端が左方向を向き、ガスセンサ１Ａの後端が右方向を向くように配置されている。すなわち、図３の左右方向が、長手方向（軸方向）に相当する。ガスセンサ１Ａは、ガスセンサ１と同様に、センサ素子１０、筒状体２０、端子金具３０、リード線４０、弾性体５０、セラミックハウジング６０、および、保護カバー７０を備え、ガスセンサ１Ａはさらに、スペーサ９０を備えている。
【0106】
（スペーサ）
スペーサ９０は、本発明の「スペーサ」の一例である。スペーサ９０は、ガスセンサ１Ａ（センサ素子１０）の軸方向において、セラミックハウジング６０と弾性体５０との間に配置される。つまり、スペーサ９０は、筒状体２０（外筒２２）の内部において、セラミックハウジング６０と弾性体５０とに挟み込まれて（介在して）いる。例えば、スペーサ９０は、セラミックハウジング６０によって、軸方向の移動（特に、先端側への移動）を制限されている。
スペーサ９０は、本発明の「スペーサ」の一例である。スペーサ９０は、ガスセンサ１Ａ（センサ素子１０）の軸方向において、セラミックハウジング６０と弾性体５０との間に配置される。つまり、スペーサ９０は、筒状体２０（外筒２２）の内部において、セラミックハウジング６０と弾性体５０とに挟み込まれて（介在して）いる。例えば、スペーサ９０は、セラミックハウジング６０によって、軸方向の移動（特に、先端側への移動）を制限されている。
【0107】
図３に例示するスペーサ９０には、リード線４０が挿入されている。具体的には、スペーサ９０の内部に、リード線４０と、端子金具３０（特に、リード線４０を圧着して保持するリード線保持部３２）とが収容されている。例えば、スペーサ９０の内部には、軸方向に延びる貫通孔が形成されている。スペーサ９０の内部には、弾性体５０の内部と同様に、軸方向に延びる貫通孔が複数形成されていてもよい。スペーサ９０の内部に形成された貫通孔に、リード線４０と、端子金具３０のリード線保持部３２とは収容されている（挿入されている）。例えば、スペーサ９０の内部に形成された複数の貫通孔のそれぞれに、複数のリード線４０およびリード線保持部３２のそれぞれが、収容されている（挿入されている）。図３には、スペーサ９０の内部に貫通孔が２つ形成され、係る２つの貫通孔のそれぞれに、２つのリード線４０のそれぞれと、２つのリード線保持部３２のそれぞれとが、収容されている例が示されている。そして、ガスセンサ１Ａにおいて、リード線保持部３２とリード線４０とは、スペーサ９０内で、電気的に接続されている。
【0108】
スペーサ９０は、例えば、耐熱性の材料によって構成される。耐熱性の材料によってスペーサ９０を構成することで、軸方向において弾性体５０よりも先端側に配置されるスペーサ９０が、ガスセンサ１Ａの先端側にある熱源から発せられる熱によって溶損を起こすといった事態が発生するのを防止できる。例えば、弾性体５０とセラミックハウジング６０との間にスペーサ９０を介在させることにより、ガスセンサ１Ａの使用時等における弾性体５０の過剰な昇温を防ぐことができる。つまり、弾性体５０への伝熱を抑えるという観点からは、スペーサ９０の熱伝導率は低い方が望ましい。ただし、スペーサ９０によって弾性体５０の温度上昇が抑えられる一方で、スペーサ９０は高温度となるため、スペーサ９０自体には十分な耐熱性が必要となる。そこで、スペーサ９０を耐熱性の材料によって構成することで、上述の熱源から弾性体５０への伝熱を抑えつつ、スペーサ９０自体が熱源から発せられる熱によって溶損を起こすといった事態が発生するのを防止できる。
【0109】
なお、図３には、スペーサ９０を１つの部材とする例を示しているが、スペーサ９０は、複数の構成要素（構成部材）によって構成されていてもよい。例えば、スペーサ９０は、軸方向において先端側に配置されるスペーサ先端側部分と、後端側に配置されるスペーサ後端側部分とを有していてもよい。すなわち、スペーサ９０を、スペーサ先端側部分とスペーサ後端側部分とを含む多段構成（例えば、２段構成）としてもよい。
【0110】
スペーサ９０を利用して、ガスセンサ１Ａの使用時における弾性体５０の昇温を抑制する場合、上述のスペーサ先端側部分およびスペーサ後端側部分は、それぞれ、以下のように構成されてもよい。すなわち、軸方向において先端側に配置されるスペーサ先端側部分の材質としては、スペーサ後端側部分よりも優れた耐熱性を具備するという点から、樹脂よりも高融点である、セラミックスが選択される。好ましくは、耐熱性に加え断熱性の点からも好適な、熱伝導率が３２Ｗ／ｍ・Ｋ以下であるセラミックスが選択され、より好ましくはアルミナ（熱伝導率：３２Ｗ／ｍ・Ｋ）またはステアタイト（熱伝導率：２Ｗ／ｍ・Ｋ）が選択される。これに対して、弾性体５０と接するスペーサ後端側部分の材質としては、低熱伝導性を具備するという点から、セラミックス等よりも樹脂が選択される。好ましくは、スペーサ後端側部分に用いる樹脂は、何れもフッ素樹脂であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン、融点３２７°Ｃ）またはＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン、融点３１０°ｃ）である。これらの樹脂は、低熱伝導性に加え、ゴム製の弾性体５０よりも高い耐熱性を有している。例えば、ＰＴＦＥについていえば、その熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ・Ｋであり、連続最高使用温度（最高温度での使用が連続する場合の当該最高温度）は２６０°Ｃである。
【0111】
図３に例示するガスセンサ１Ａにおいて、筒状体２０（外筒２２）は、センサ素子１０の後端、セラミックハウジング６０（端子金具３０）、および、スペーサ９０の周囲を覆っている。すなわち、図３に示す例では、筒状体２０の内部には、センサ素子１０と、該センサ素子１０に環装された固定用の環装部品８０と、セラミックハウジング６０（端子金具３０）と、スペーサ９０とが収容され、後端側の開口端を弾性体５０によって封止されている。
【0112】
また、ガスセンサ１Ａにおいて、リード線４０は、例えば、弾性体５０およびスペーサ９０に連続的に設けられた貫通穴（不図示）に挿通されており、先端側の端部（非被膜部分４２）は端子金具３０のリード線保持部３２に圧着固定されている。なお、図３には、端子金具３０とリード線４０とがそれぞれ２つである例を示しているが、これはあくまで図示の簡単のためである。実際には、ガスセンサ１Ａは、上記の電気的な接続に必要な数の端子金具３０およびリード線４０を備えている。
【0113】
図３に例示する端子金具３０のリード線保持部３２は、スペーサ９０内に収容されており、つまり、図３に例示するガスセンサ１Ａにおいて、リード線保持部３２とリード線４０とは、スペーサ９０内で、電気的に接続されている。また、端子金具３０の素子接触部３１は、セラミックハウジング６０に収容されている。
【0114】
これまでに説明してきたとおり、図３に例示するガスセンサ１Ａは、図１および図２を用いて説明したガスセンサ１が備える構成に加えてさらに、スペーサ９０を備える。すなわち、ガスセンサ１Ａは、「センサ素子１０の素子電極と、係る素子電極に電気的に接続される端子金具３０の先端側の部分（素子接触部３１）とを収容した」セラミックハウジング６０と、スペーサ９０と、を備えている。ガスセンサ１Ａにおいてスペーサ９０は、軸方向において、セラミックハウジング６０と弾性体５０との間に配置される。つまり、ガスセンサ１Ａにおいて、弾性体５０は、セラミックハウジング６０およびスペーサ９０よりも、軸方向において後端側に配置される。
【0115】
そのため、ガスセンサ１Ａは、セラミックハウジング６０およびスペーサ９０によって、ガスセンサ１Ａの先端側にある熱源から発せられる熱が、弾性体５０へと伝わるのをより効果的に抑制することができるとの効果を奏する。なお、軸方向において弾性体５０よりも先端側に配置されるスペーサ９０は、耐熱性の材料によって構成されることが好ましい。耐熱性の材料によってスペーサ９０を構成することで、軸方向において弾性体５０よりも先端側に配置されるスペーサ９０が、上述の熱源から発せられる熱によって溶損を起こすといった事態が発生するのを防止できる。
【0116】
ガスセンサ１Ａにおいて、端子金具３０のリード線保持部３２は、スペーサ９０の内部に配置されている。したがって、ガスセンサ１Ａは、リード線保持部３２が弾性体５０と干渉したり、弾性体５０の貫通孔を塞いだりするのをより効率的に防止することができるとの効果を奏する。
【0117】
なお、スペーサ９０を備える点を除いて、ガスセンサ１Ａは、ガスセンサ１と同様の構成を備える。すなわち、ガスセンサ１Ａは、ガスセンサ１と同様に、センサ素子１０と、筒状体２０と、端子金具３０と、リード線４０と、弾性体５０とを備えている。ガスセンサ１Ａにおいて、端子金具３０の後端には、リード線４０（特に、リード線４０の非被膜部分４２）を圧着して保持するリード線保持部３２が形成されており、筒状体２０には、弾性体５０の一部を周囲から加締めている縮径部２２１が１つ形成されている。したがって、ガスセンサ１Ａは、ガスセンサ全体の軸方向の長さを短くする（短尺化する）場合であっても、筒状体２０の後端側の開口端を封止する弾性体５０から、ガスセンサ１Ａの先端までの間隔を十分に確保することができる。つまり、ガスセンサ１Ａは、全体を短尺化する場合であっても、弾性体５０から、ガスセンサ１Ａの先端側にある熱源までの間隔を十分に確保することができる。そのため、ガスセンサ１Ａは、全体を短尺化する場合であっても、弾性体５０から熱源までの間隔を十分に確保することで、弾性体５０が高温にさらされて溶損を起こすといった事態が発生するのを防止できるとの効果を奏する。
【0118】
また、ガスセンサ１Ａにおいて、リード線保持部３２は、弾性体５０の貫通孔内にはなく、具体的には、弾性体５０の先端面５３から、リード線保持部３２までは、軸方向において０．１ｍｍ以上離れている。したがって、ガスセンサ１Ａにおいて、リード線保持部３２は、弾性体５０の貫通孔の内面と干渉することがなく、また、リード線保持部３２が、貫通孔を閉塞してしまうこともない。つまり、ガスセンサ１Ａは、リード線保持部３２が弾性体５０の貫通孔の内面と干渉するのを防止することができ、かつ、リード線保持部３２が貫通孔を閉塞してしまうのを防止することができるとの効果を奏する。
【0119】
さらに、ガスセンサ１Ａにおいて、非加締め部分５２の直径Ｄａ、被加締め部分５１の直径Ｄｂ、リード線４０の被押圧部分４１１の表面積Ｓａ、静止摩擦係数μ、および、単位長さ加締めたときの圧力ｑは、数式（１）を満たす。すなわち、ガスセンサ１Ａは、
（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ） ・・・数式（１）
を満たす。
（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ） ・・・数式（１）
を満たす。
【0120】
上述のとおり、直径Ｄａ、直径Ｄｂ、表面積Ｓａ、静止摩擦係数μ、および、単位長さ加締めたときの圧力ｑが、数式（１）を満たす場合、弾性体５０が、リード線４０の軸方向の移動を効果的に抑制するため、接点ずれの発生を防止することができる。したがって、ガスセンサ１Ａは、接点ずれの発生を防止することができる。
【0121】
さらに、筒状体２０に形成される縮径部２２１は１つであるため、ガスセンサ１Ａは、縮径部２２１を筒状体２０に所定の間隔を空けて２つ形成する従来のガスセンサと比べて、寸法を管理すべき項目を低減でき、検査工数・検査コストを削減することができる。また、上述の通り、ガスセンサ１Ａは、従来のガスセンサと比べて、弾性体５０を短尺化できるため、弾性体５０の材料コストを低減でき、さらに、弾性体５０の材料の選択肢を広げて最適な材料を選択することを可能とする。
【0122】
ここで、ガスセンサ１Ａにおいても、ガスセンサ１と同様に、非加締め部分５２の直径Ｄａと、被加締め部分５１の直径Ｄｂとは、以下の数式（２）を満たす。すなわち、ガスセンサ１Ａは、
Ｄｂ／Ｄａ≧０．５ ・・・数式（２）
を満たす。つまり、ガスセンサ１Ａにおいて、被加締め部分５１の直径Ｄｂは、非加締め部分５２の直径Ｄａの５０％以上である。
Ｄｂ／Ｄａ≧０．５ ・・・数式（２）
を満たす。つまり、ガスセンサ１Ａにおいて、被加締め部分５１の直径Ｄｂは、非加締め部分５２の直径Ｄａの５０％以上である。
【0123】
上述のとおり、本件発明者らは、被加締め部分５１の直径Ｄｂを非加締め部分５２の直径Ｄａの５０％未満とすると、弾性体５０のシール性が悪化するなどの問題が発生することを確認した。したがって、ガスセンサ１Ａは、被加締め部分５１の直径Ｄｂを、非加締め部分５２の直径Ｄａの５０％以上とすることで、弾性体５０のシール性を確保してガス濃度の検出精度を維持、向上させることができるとの効果を奏する。
【0124】
［特徴］
以上のとおり、本実施形態に係るガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、センサ素子１０と、筒状体２０と、端子金具３０と、リード線４０と、弾性体５０とを備える。センサ素子１０は、軸方向に延び、先端側に検出部を有すると共に、後端側に素子電極を有する。筒状体２０は、筒状（例えば、円筒状）の部材であり、その内部に、センサ素子１０と端子金具３０とが配置される。端子金具３０は、軸方向に延び、先端側（具体的には、素子接触部３１）においてセンサ素子１０の素子電極に電気的に接続され、後端には、リード線４０を圧着して保持するリード線保持部３２が形成されている。リード線４０は、端子金具３０の後端側（具体的には、リード線保持部３２）に電気的に接続され、筒状体２０の後端側の開口端から外方に延びる。弾性体５０は、筒状体２０の後端側の開口端を封止するよう配置され、軸方向に延びる貫通孔が内部に形成されており、係る貫通孔にリード線４０の被膜部分４１を収容している。
以上のとおり、本実施形態に係るガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、センサ素子１０と、筒状体２０と、端子金具３０と、リード線４０と、弾性体５０とを備える。センサ素子１０は、軸方向に延び、先端側に検出部を有すると共に、後端側に素子電極を有する。筒状体２０は、筒状（例えば、円筒状）の部材であり、その内部に、センサ素子１０と端子金具３０とが配置される。端子金具３０は、軸方向に延び、先端側（具体的には、素子接触部３１）においてセンサ素子１０の素子電極に電気的に接続され、後端には、リード線４０を圧着して保持するリード線保持部３２が形成されている。リード線４０は、端子金具３０の後端側（具体的には、リード線保持部３２）に電気的に接続され、筒状体２０の後端側の開口端から外方に延びる。弾性体５０は、筒状体２０の後端側の開口端を封止するよう配置され、軸方向に延びる貫通孔が内部に形成されており、係る貫通孔にリード線４０の被膜部分４１を収容している。
【0125】
ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａのそれぞれにおいて、筒状体２０には、弾性体５０の一部を周囲から加締めている縮径部２２１が「１つ」形成されている。そのため、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、『弾性体５０を筒状体２０に固定するための縮径部２２１を、筒状体２０に、所定の間隔を空けて「２つ」形成する従来のガスセンサ』と比べて、弾性体５０の軸方向の長さを短くすることができる。したがって、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、ガスセンサ全体を短尺化する場合であっても、筒状体２０の後端側の開口端を封止する弾性体５０から、ガスセンサの先端までの間隔を十分に確保することができる。つまり、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、全体を短尺化する場合であっても、弾性体５０から、ガスセンサの先端側にある熱源までの間隔を十分に確保することができる。そのため、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、全体を短尺化する場合であっても、弾性体５０から熱源までの間隔を十分に確保することで、弾性体５０が高温にさらされて溶損を起こすといった事態が発生するのを防止できるとの効果を奏する。
【0126】
ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａのそれぞれにおいて、弾性体５０の先端面５３（先端側の端面）から、リード線保持部３２までは、軸方向において０．１ｍｍ以上離れている。したがって、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａのそれぞれにおいて、リード線保持部３２は、弾性体５０の貫通孔の内面と干渉することがなく、また、リード線保持部３２が、貫通孔を閉塞してしまうこともない。つまり、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、リード線保持部３２が弾性体５０の貫通孔の内面と干渉するのを防止することができ、かつ、リード線保持部３２が貫通孔を閉塞してしまうのを防止することができるとの効果を奏する。
【0127】
ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａのそれぞれにおいて、非加締め部分５２の直径Ｄａ、被加締め部分５１の直径Ｄｂ、リード線４０の被押圧部分４１１の表面積Ｓａ、静止摩擦係数μ、および、単位長さ加締めたときの圧力ｑは、数式（１）を満たす。すなわち、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、
（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ） ・・・数式（１）
を満たす。
（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ＞Ｆｃ／（μ×ｑ） ・・・数式（１）
を満たす。
【0128】
上述のとおり、直径Ｄａ、直径Ｄｂ、表面積Ｓａ、静止摩擦係数μ、および、単位長さ加締めたときの圧力ｑが、数式（１）を満たす場合、弾性体５０が、リード線４０の軸方向の移動を効果的に抑制するため、接点ずれの発生を防止することができる。したがって、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、接点ずれの発生を防止することができる。
【0129】
さらに、筒状体２０に形成される縮径部２２１は１つであるため、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、「縮径部２２１を筒状体２０に間隔を空けて２つ形成する」従来のガスセンサと比べて、以下の効果を奏する。すなわち、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、寸法を管理すべき項目を低減でき、検査工数・検査コストを削減することができる。また、上述の通り、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、従来のガスセンサと比べて、弾性体５０を短尺化できる。そのため、ガスセンサ１およびガスセンサ１Ａは、それぞれ、弾性体５０の材料コストを低減でき、さらに、弾性体５０の材料の選択肢を広げて最適な材料を選択することを可能とする。
【0130】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、前述までの実施形態の説明は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。上記実施形態には、種々の改良および変形が行われてよい。上記実施形態の各構成要素に関して、適宜、構成要素の省略、置換および追加が行われてもよい。また、上記実施形態の各構成要素の形状および寸法は、実施の形態に応じて適宜変更されてよい。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、前述までの実施形態の説明は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。上記実施形態には、種々の改良および変形が行われてよい。上記実施形態の各構成要素に関して、適宜、構成要素の省略、置換および追加が行われてもよい。また、上記実施形態の各構成要素の形状および寸法は、実施の形態に応じて適宜変更されてよい。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
【0131】
図３には、軸方向における先端側の端面（先端面）が平坦であるスペーサ９０の例を示した。しかしながら、本発明に係るガスセンサにとって、スペーサ９０の先端面が平坦であることは必須ではない。先端面においてセラミックハウジング６０（特に、セラミックハウジング６０の後端側の端面（後端面））と接するスペーサ９０は、その先端面の一部においてのみ、セラミックハウジング６０と接してもよい。例えば、スペーサ９０の先端面に、１または複数の凹部を形成し、係る１または複数の凹部を除く部分において、スペーサ９０の先端面とセラミックハウジング６０（特に、セラミックハウジング６０の後端面）とが接していてもよい。また、スペーサ９０の先端面に、１または複数の凸部を形成し、係る１または複数の凸部の頂点（複数の凸部を形成する場合、複数の凸部のそれぞれの頂点）においてのみ、スペーサ９０の先端面とセラミックハウジング６０とが接していてもよい。
【0132】
スペーサ９０が、その先端面の全体ではなく、先端面の一部においてのみ、セラミックハウジング６０（特に、セラミックハウジング６０の後端面）に接するようにすることで、本発明に係るガスセンサは、以下の効果を実現することができる。すなわち、本発明に係るガスセンサは、セラミックハウジング６０からスペーサ９０、さらには、弾性体５０への伝熱を抑制することができるとの効果を奏する。例えば、スペーサ９０の強度を確保しつつ、弾性体５０の熱劣化を抑制できるように、本発明に係るガスセンサは、スペーサ９０の先端面に、１または複数の、凹部および凸部の少なくとも一方を、形成してもよい。先端面に、１または複数の、凹部および凸部の少なくとも一方が形成されたスペーサ９０は、先端面の全体ではなく、先端面の一部において、セラミックハウジング６０（特に、セラミックハウジング６０の後端面）に接する。
【0133】
［実施例］
本発明の効果（特に、接点ずれの防止性能）を検証するため、本件発明者らは、以下の水準１～８に係るガスセンサを作製し、振動試験を行なって上述の効果を検証した。振動試験においては、加速度を４０Ｇに固定し、０．０５７ｏｃｔ／ｍｉｎの掃引速度で、正弦波（振動）の周波数を１０００Ｈｚから３３００Ｈｚまで変化させた。この振動を、土台に固定した水準１～８に係るガスセンサのそれぞれに対して入力して、接点ずれの発生の有無を確認した。ただし、本発明は、以下の実施例（水準）に限定されるものではない。
本発明の効果（特に、接点ずれの防止性能）を検証するため、本件発明者らは、以下の水準１～８に係るガスセンサを作製し、振動試験を行なって上述の効果を検証した。振動試験においては、加速度を４０Ｇに固定し、０．０５７ｏｃｔ／ｍｉｎの掃引速度で、正弦波（振動）の周波数を１０００Ｈｚから３３００Ｈｚまで変化させた。この振動を、土台に固定した水準１～８に係るガスセンサのそれぞれに対して入力して、接点ずれの発生の有無を確認した。ただし、本発明は、以下の実施例（水準）に限定されるものではない。
【表1】
【0134】
表１は、水準１～８に係るガスセンサのそれぞれの構成の概要、および、上述の振動試験の結果を示す。水準１～８は、それぞれ、図１に例示する部材を備えるガスセンサである。ただし、水準１～８のそれぞれに係るガスセンサの、非加締め部分５２の直径Ｄａ、被加締め部分５１の直径Ｄｂ、リード線４０の被押圧部分４１１の表面積Ｓａ、静止摩擦係数μ、および、単位長さ加締めたときの圧力ｑの少なくとも１つは、互いに異なる。言い換えれば、水準１～８のそれぞれに係るガスセンサは、直径Ｄａ、直径Ｄｂ、表面積Ｓａ、静止摩擦係数μ、および、単位長さ加締めたときの圧力ｑの値を除いて、同様の構成（部材）を備えている。
【0135】
表１中の「Ｄａ」は、水準１～８に係るガスセンサのそれぞれが備える弾性体５０の、縮径部２２１によって加締められていない部分である非加締め部分５２の直径Ｄａを表す。表１中の「Ｄｂ」は、水準１～８に係るガスセンサのそれぞれが備える弾性体５０の、縮径部２２１によって加締められている部分である被加締め部分５１の直径Ｄｂを表す。表１中の「Ｓａ」は、水準１～８に係るガスセンサのそれぞれが備えるリード線４０の被押圧部分４１１の表面積Ｓａを表す。上述のとおり、被押圧部分４１１は、リード線４０（特に、被膜部分４１）の「弾性体５０の被加締め部分５１における貫通孔に収容されている部分」である。表１中の「μ」は、水準１～８に係るガスセンサのそれぞれが備える弾性体５０とリード線４０の被膜部分４１との間の静止摩擦係数μを表す。表１中の「ｑ」は、筒状体２０に１つ形成された縮径部２２１によって弾性体５０を径方向に単位長さ加締めたときに、弾性体５０によってリード線４０の被膜部分４１（特に、被押圧部分４１１）へと加えられる、単位面積当たりの圧力ｑを表す。つまり、表１中の「ｑ」は、これまでに説明してきた「単位長さ加締めたときの圧力ｑ」を表す。表１中の「Ｆｃ」は、水準１～８に係るガスセンサのそれぞれが備えるセンサ素子１０の素子電極と端子金具３０との電気的接続を切断する、軸方向の荷重の大きさＦｃを表す。表１中の「接点ずれ」は、振動試験に対する結果を示しており、「〇」は接点ずれが発生しなかったことを、「×」は接点ずれが発生したことを表す。
【0136】
「弾性体５０とリード線４０の被膜部分４１との間の静止摩擦係数μ」は、弾性体５０およびリード線４０の被膜部分４１のそれぞれの材料（材質）に応じて予め求めることができる。同様に、「単位長さ加締めたときの圧力ｑ」は、弾性体５０の材料に応じて予め求めることができる。したがって、表１中の「μ×ｑ」の値は、弾性体５０およびリード線４０の被膜部分４１のそれぞれの材料に応じて予め求めることができ、上述の試験においては、「１．７」または「１．１」であった。ただし、本発明に係るガスセンサにとって、「μ×ｑ」の値が「１．７」または「１．１」であることは必須ではない。本発明に係るガスセンサにおける「μ×ｑ」の値は、弾性体およびリード線の被膜部分のそれぞれの材料（材質）に応じて予め求めることができる。
【0137】
「センサ素子１０の素子電極と端子金具３０との電気的接続を切断する、軸方向の荷重の大きさＦｃ」は、従来までの一般的なガスセンサについて、以下の検査を行なって求めた。すなわち、本件発明者らは、金属端子とセンサ素子の素子電極とを電気的に接続した一般的なガスセンサに対して、リード線を軸方向に引っ張る検査を行なって、接点ずれが生じる、軸方向の荷重の大きさを求めた。係る検査によって本件発明者らは、「素子電極と金属端子との電気的接続を切断する、軸方向の荷重の大きさＦｃ」が、例えば、「１５０［Ｎ］」または「１８０［Ｎ］」であることを確認した。そこで、表１では、「Ｆｃ」は、「１５０」または「１８０」としている。ただし、本発明に係るガスセンサにとって、「センサ素子１０の素子電極と端子金具３０との電気的接続を切断する、軸方向の荷重の大きさＦｃ」が「１５０」または「１８０」であることは必須ではない。本発明に係るガスセンサにおける「Ｆｃ」は、ガスセンサの各部材のサイズ、形状、材料等に応じて適宜求められる。
【0138】
（実験により確認できた事項）
表１において、水準１～８に係るガスセンサのうち、「（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ」が「Ｆｃ／（μ×ｑ）」よりも大きい水準１、３、４、および、７に係るガスセンサについては、接点ずれが発生しなかった。これに対して、水準２、５、６、および、８に係るガスセンサについては、接点ずれが発生した。したがって、本件発明者らは、弾性体５０を筒状体２０に固定するための縮径部２２１を１つとし、かつ、弾性体５０を短尺化してリード線保持部３２から弾性体５０の先端面５３までの間隔を０．１ｍｍ以上としたガスセンサ１について、以下の事象を確認した。すなわち、係るガスセンサ１について、「（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ」を「Ｆｃ／（μ×ｑ）」よりも大きくすることで、上述の静止摩擦力Ｆを利用してリード線４０の軸方向の移動を抑制して、接点ずれを防止できるとの効果を奏することを確認した。
表１において、水準１～８に係るガスセンサのうち、「（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ」が「Ｆｃ／（μ×ｑ）」よりも大きい水準１、３、４、および、７に係るガスセンサについては、接点ずれが発生しなかった。これに対して、水準２、５、６、および、８に係るガスセンサについては、接点ずれが発生した。したがって、本件発明者らは、弾性体５０を筒状体２０に固定するための縮径部２２１を１つとし、かつ、弾性体５０を短尺化してリード線保持部３２から弾性体５０の先端面５３までの間隔を０．１ｍｍ以上としたガスセンサ１について、以下の事象を確認した。すなわち、係るガスセンサ１について、「（Ｄａ－Ｄｂ）×Ｓａ」を「Ｆｃ／（μ×ｑ）」よりも大きくすることで、上述の静止摩擦力Ｆを利用してリード線４０の軸方向の移動を抑制して、接点ずれを防止できるとの効果を奏することを確認した。
【符号の説明】
【0139】
１、１（Ａ）…ガスセンサ、１０…センサ素子、２０…筒状体、２２１…縮径部、
３０…端子金具、
３１…素子接触部（素子電極に電気的に接続される端子金具の先端側の部分）、
３２…リード線保持部、４０…リード線、４１…被膜部分、
４１１…被押圧部分（被膜部分の、被加締め部分における貫通孔に収容されている部分）、５０…弾性体、５１…被加締め部分、５２…非加締め部分、
５３…先端面（弾性体の先端側の端面）、６０…セラミックハウジング、
９０…スペーサ
３０…端子金具、
３１…素子接触部（素子電極に電気的に接続される端子金具の先端側の部分）、
３２…リード線保持部、４０…リード線、４１…被膜部分、
４１１…被押圧部分（被膜部分の、被加締め部分における貫通孔に収容されている部分）、５０…弾性体、５１…被加締め部分、５２…非加締め部分、
５３…先端面（弾性体の先端側の端面）、６０…セラミックハウジング、
９０…スペーサ
【図1】
【図2】
【図3】
