(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】P2024101949
(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】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023006197
(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】牧 慎太郎
(72)【発明者】
【氏名】片桐 康太
(72)【発明者】
【氏名】矢板 航平
(72)【発明者】
【氏名】清家 雄也
【テーマコード（参考）】
2G004
【Ｆターム（参考）】
2G004BB04
2G004BC02
2G004BF01
2G004BF27
2G004BH04
2G004BH09
2G004BH11
(57)【要約】
【課題】外筒の後端側をテーパー状に加締めることなく、外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生などの各リスクを抑制した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において、筒状体の後端側に形成され、弾性体を加締める縮径部の径は、軸方向に一定であり、前記弾性体の変形を評価する指標である総合パラメータの値は、０．０３８以上、０．１７１以下である。
【選択図】図２
【解決手段】本発明の一側面に係るガスセンサにおいて、筒状体の後端側に形成され、弾性体を加締める縮径部の径は、軸方向に一定であり、前記弾性体の変形を評価する指標である総合パラメータの値は、０．０３８以上、０．１７１以下である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被測定ガスの特定ガス濃度を検出可能なガスセンサであって、
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、
前記センサ素子が内部に配置され、開口端が形成された筒状体と、
前記軸方向に延びる端子金具を介して前記素子電極と電気的に接続し、前記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、前記リード線が挿入される弾性体と、
前記弾性体の、前記軸方向における先端側の端面である第１端面と接して、該第１端面の前記軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部と、
を備え、
前記筒状体の後端側には、前記弾性体の一部を周囲から加締める縮径部が形成され、
前記縮径部における前記筒状体の径は、前記軸方向において一定であり、
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である加締め後直径Ｄｂは、前記軸方向において一定であり、
以下の数式（１）を満たす、
ガスセンサ。
０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１
・・・数式（１）
ここで、前記数式（１）において、
「Ｄａ」は、前記縮径部によって周囲から加締められる前の、前記弾性体の直径である加締め前直径Ｄａを表し、
「Ｄｂ」は、前記加締め後直径Ｄｂを表し、
「Ｌｃ」は、前記縮径部の、前記軸方向の長さである縮径部長Ｌｃを表し、
「Ｌｄ」は、前記弾性体の、前記軸方向において前記被加締め部分よりも先端側の部分である非加締め部分の長さである非加締め長Ｌｄを表し、
「Ａｅ」は、前記第１端面の面積である第１面積Ａｅを表し、
「Ａｆ」は、前記第１端面と接する、前記位置固定部の、前記軸方向における後端側の端面である第２端面の面積である第２面積Ａｆを表す。
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、
前記センサ素子が内部に配置され、開口端が形成された筒状体と、
前記軸方向に延びる端子金具を介して前記素子電極と電気的に接続し、前記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、前記リード線が挿入される弾性体と、
前記弾性体の、前記軸方向における先端側の端面である第１端面と接して、該第１端面の前記軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部と、
を備え、
前記筒状体の後端側には、前記弾性体の一部を周囲から加締める縮径部が形成され、
前記縮径部における前記筒状体の径は、前記軸方向において一定であり、
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である加締め後直径Ｄｂは、前記軸方向において一定であり、
以下の数式（１）を満たす、
ガスセンサ。
０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１
・・・数式（１）
ここで、前記数式（１）において、
「Ｄａ」は、前記縮径部によって周囲から加締められる前の、前記弾性体の直径である加締め前直径Ｄａを表し、
「Ｄｂ」は、前記加締め後直径Ｄｂを表し、
「Ｌｃ」は、前記縮径部の、前記軸方向の長さである縮径部長Ｌｃを表し、
「Ｌｄ」は、前記弾性体の、前記軸方向において前記被加締め部分よりも先端側の部分である非加締め部分の長さである非加締め長Ｌｄを表し、
「Ａｅ」は、前記第１端面の面積である第１面積Ａｅを表し、
「Ａｆ」は、前記第１端面と接する、前記位置固定部の、前記軸方向における後端側の端面である第２端面の面積である第２面積Ａｆを表す。
【請求項2】
前記弾性体の前記加締め前直径Ｄａ、前記弾性体の前記加締め後直径Ｄｂ、前記縮径部の前記縮径部長Ｌｃ、前記弾性体の前記非加締め長Ｌｄ、前記弾性体の前記第１端面の面積である前記第１面積Ａｅ、および、前記位置固定部の前記第２端面の面積である前記第２面積Ａｆは、以下の数式（２）を満たす、
請求項１に記載のガスセンサ。
０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４
・・・数式（２）
請求項１に記載のガスセンサ。
０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４
・・・数式（２）
【請求項3】
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4】
前記非加締め部分の径は、前記軸方向において変化する、
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】
前記非加締め部分の径は、前記軸方向において先端側ほど小さい、
請求項４に記載のガスセンサ。
請求項４に記載のガスセンサ。
【請求項6】
前記非加締め部分の前記軸方向における先端側の端部には、面取り加工が施されている、
請求項４に記載のガスセンサ。
請求項４に記載のガスセンサ。
【請求項7】
前記位置固定部は、
前記素子電極と、前記端子金具の、前記素子電極と電気的に接続する素子接触部と、を収容したセラミックハウジング、
前記軸方向において前記セラミックハウジングよりも後端側に配置され、前記セラミックハウジングによって前記軸方向における先端側への移動が制限されたスペーサ、
および、
前記スペーサと一体に形成された前記セラミックハウジング、
の何れかである、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
前記素子電極と、前記端子金具の、前記素子電極と電気的に接続する素子接触部と、を収容したセラミックハウジング、
前記軸方向において前記セラミックハウジングよりも後端側に配置され、前記セラミックハウジングによって前記軸方向における先端側への移動が制限されたスペーサ、
および、
前記スペーサと一体に形成された前記セラミックハウジング、
の何れかである、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項8】
前記筒状体の後端側には、前記縮径部が複数形成され、
前記加締め前直径Ｄａ、前記非加締め長Ｌｄ、前記第１面積Ａｅ、および、前記第２面積Ａｆは、それぞれ、複数の前記縮径部について共通であり、
複数の前記縮径部のそれぞれの前記加締め後直径Ｄｂ、前記縮径部長Ｌｃを用いて、複数の前記縮径部のそれぞれについて算出した、｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）の合計が、０．０３８以上、０．１７１以下である、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
前記加締め前直径Ｄａ、前記非加締め長Ｌｄ、前記第１面積Ａｅ、および、前記第２面積Ａｆは、それぞれ、複数の前記縮径部について共通であり、
複数の前記縮径部のそれぞれの前記加締め後直径Ｄｂ、前記縮径部長Ｌｃを用いて、複数の前記縮径部のそれぞれについて算出した、｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）の合計が、０．０３８以上、０．１７１以下である、
請求項１または２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】
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などの特定ガスの濃度を検出するガスセンサについて、例えば以下の構成を備えるものが知られている。すなわち、センサ素子を収容した外筒と、前記外筒の開口部を封止する弾性体と、前記弾性体に挿入されるリード線と、前記センサ素子と前記リード線とを電気的に接続するコネクタとを備え、前記外筒を加締めることで前記弾性体が固定されたガスセンサが知られている。係る構成を備えるガスセンサについて、前記外筒内の気密性を確保するための様々な試みがなされている。例えば、下掲の特許文献１には、前記外筒をテーパー状に加締めることで、前記外筒内の気密性を確保しようとするガスセンサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１７３２３４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、センサ素子を収容し、後端開口部が弾性体によって封止された外筒の後端側をテーパー状に加締めたガスセンサについて、以下の問題が発生し得ることを見出した。すなわち、上述の構成を備えるガスセンサにおいては、弾性体の一部に応力が集中するため、弾性体が破断するリスクが上昇する。また、応力が集中する部分は摩耗が進みやすく、結果として、前記外筒内の気密性が早期に悪化しやすい。さらに、弾性体の、外筒によって加締められている部分である被加締め部分がテーパー状となって軸方向において径が変化すると、前記外筒内の気密性を確保するために必要な前記被加締め部分の径寸法の管理が困難となる。その結果、弾性体によって実現される外筒内の気密性が安定しなくなるというリスクが発生する。加えて、テーパー状に加締めた場合、弾性体に加わる圧縮力が大きいため、弾性体の軸方向の変形、移動が大きく、コネクタとリード線との電気的な接続が失われる（つまり、接点ずれが発生する）リスクが高い。
【0005】
以上に説明してきた通り、本件発明者らは、外筒の後端側をテーパー状に加締めた場合、弾性体において応力が軸方向に集中しやすく、その結果、前記外筒内の気密性の悪化、前記弾性体の破断、前記接点ずれの発生などの各リスクが上昇することを見出した。
【0006】
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、外筒の後端側をテーパー状に加締めることなく、外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生などの各リスクを抑制した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】
【0007】
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。
【0008】
第１の観点に係るガスセンサは、被測定ガスの特定ガス濃度を検出可能なガスセンサであって、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、前記センサ素子が内部に配置され、開口端が形成された筒状体と、前記軸方向に延びる端子金具を介して前記素子電極と電気的に接続し、前記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、前記リード線が挿入される弾性体と、前記弾性体の、前記軸方向における先端側の端面である第１端面と接して、該第１端面の前記軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部と、を備え、前記筒状体の後端側には、前記弾性体の一部を周囲から加締める縮径部が形成され、前記縮径部における前記筒状体の径は、前記軸方向において一定であり、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である加締め後直径Ｄｂは、前記軸方向において一定であり、以下の数式（１）を満たす。
０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１
・・・数式（１）
０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１
・・・数式（１）
【0009】
ここで、前記数式（１）において、「Ｄａ」は、前記縮径部によって周囲から加締められる前の、前記弾性体の直径である加締め前直径Ｄａを表し、「Ｄｂ」は、前記加締め後直径Ｄｂを表し、「Ｌｃ」は、前記縮径部の、前記軸方向の長さである縮径部長Ｌｃを表し、「Ｌｄ」は、前記弾性体の、前記軸方向において前記被加締め部分よりも先端側の部分である非加締め部分の長さである非加締め長Ｌｄを表し、「Ａｅ」は、前記第１端面の面積である第１面積Ａｅを表し、「Ａｆ」は、前記第１端面と接する、前記位置固定部の、前記軸方向における後端側の端面である第２端面の面積である第２面積Ａｆを表す。
【0010】
当該構成では、前記ガスセンサについて、前記縮径部における前記筒状体（従来の「外筒」に相当する）の径は、前記軸方向に一定であり、前記弾性体の、前記被加締め部分の直径である前記加締め後直径Ｄｂは、前記軸方向に一定である。そのため、前記ガスセンサは、「外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることで、外筒内の気密性を確保するのが困難となったり、また、弾性体が破断したり、接点ずれを発生させたりするリスクが高くなる」といった従来のガスセンサの課題を解決できる。すなわち、前記ガスセンサは、外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることで上昇する、「外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」などの各リスクを、縮径部における筒状体の径を軸方向に一定とすることで抑制できるとの効果を奏する。
【0011】
ここで、前記筒状体について良好な気密性を得るためには、前記弾性体（前記筒状体の開口端を封止し、前記リード線が挿入される前記弾性体）を周囲から加締めて、前記弾性体に適切な応力を与えることが重要となる。そして、一般的に、前記弾性体の、前記筒状体によって周囲から加締められる部分（前記被加締め部分）において、前記弾性体に過剰な軸方向の応力が加わらない範囲で、前記縮径部の径を小さくすることで、前記筒状体内の気密性を向上できることが知られている。ただし、前記縮径部の径を小さくして前記弾性体の圧縮率を上げ過ぎると、前記弾性体の軸方向の変形が大きくなり過ぎ、前記弾性体の、前記軸方向における先端側の端面である第１端面の位置を、前記位置固定部によって許容範囲に保つことが困難となる。例えば、前記位置固定部によって、前記第１端面の位置を、接点ずれを発生させない範囲に保つことが困難となる。
【0012】
そこで、前記ガスセンサは、前記弾性体の前記非加締め部分に適切な応力を与えることで、前記縮径部における前記筒状体の径および前記加締め後直径Ｄｂが前記軸方向に一定であっても、前記筒状体内の気密性を良好なものとする。すなわち、前記ガスセンサは、前記縮径部の縮径部長Ｌｃと前記弾性体の圧縮量とに応じて発生する、前記弾性体の前記軸方向の変形を、前記位置固定部により、径方向の変形（気密性に寄与する変形）へと変換することで、前記筒状体内の良好な気密性を実現する。特に、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で、前記弾性体の軸方向の変形が大きくなり過ぎるのを防いで、前記位置固定部によって、前記弾性体の前記第１端面の位置を許容範囲に保つことができる。
【0013】
具体的には、前記弾性体の圧縮率Ｒｃは、前記弾性体の前記加締め前直径Ｄａと、前記弾性体（前記被加締め部分）の前記加締め後直径Ｄｂとを用いて、「Ｒｃ＝１－Ｄｂ／Ｄａ」と表される。そのため、前記弾性体の前記軸方向の変形量（特に、先端側への変形量）Δ［ｍｍ］は、前記弾性体の材料により決定される定数ｋ、前記縮径部の前記縮径部長Ｌｃ、および、前記弾性体の圧縮率Ｒｃを用いて、「Δ＝ｋ×Ｌｃ×Ｒｃ」と表すことができる。なお、前記弾性体は、前記被加締め部分の前記軸方向における中央の位置から、前記軸方向の両側に変形する。そのため、前記軸方向の先端側への前記弾性体の変形量Δは、前記軸方向の両側（先端側および後端側の両方）への前記弾性体の変形量の、例えば、半分（「１／２」）となる。ただし、定数ｋは「１／２」を含むものとして、「Δ＝ｋ×Ｌｃ×Ｒｃ」と表されるΔによって、前記弾性体の、前記軸方向の先端側への変形量を表すことができる。したがって、前記軸方向の変形量Δに対する、前記弾性体の前記非加締め長Ｌｄの割合である第１パラメータＰｆは、「Ｐｆ＝Δ／Ｌｄ」と表すことができる。そして、前述のとおり、「Δ＝ｋ×Ｌｃ×Ｒｃ」であり、「Ｒｃ＝１－Ｄｂ／Ｄａ」であるから、前記第１パラメータＰｆは、「Ｐｆ＝｛ｋ×Ｌｃ×（１－Ｄｂ／Ｄａ）｝／Ｌｄ」と表すことができる。前記第１パラメータＰｆは、前記弾性体に加わる応力を、前記軸方向の変形へと変換する効率（変換効率）を評価する指標であり、前記第１パラメータＰｆの値が大きい程、前記弾性体に加わる応力を、前記軸方向の変形へと変換する変換効率は高いことになる。
【0014】
また、前記弾性体において、前記軸方向の変形が径方向の変形へと変換される効率を評価する指標である第２パラメータＰｓは、以下のように表わすことができる。すなわち、前記第２パラメータＰｓは、前記弾性体の先端側の端面（前記第１端面）の面積である前記第１面積Ａｅと、前記位置固定部の後端側の端面（前記第２端面）の面積である前記第２面積Ａｆとの比として表すことができる。具体的には、「Ｐｓ＝Ａｆ／Ａｅ」と表すことができる。前記第２パラメータＰｓの値が大きい程、前記弾性体において、前記軸方向の変形が径方向の変形へと変換される効率は、高いことになる。
【0015】
上述のとおり、前記第１パラメータＰｆが大きい程、前記弾性体に加わる応力を、前記軸方向の変形へと変換する変換効率は高く、また、前記第２パラメータＰｓが大きい程、前記弾性体において、前記軸方向の変形が径方向の変形へと変換される効率は、高い。そのため、前記弾性体の変形（前記軸方向の変形量、径方向の変形量、および、両者のバランスなど）を評価する指標である総合パラメータＰｃは、「Ｐｃ＝Ｐｆ×Ｐｓ」と表すことができる。そして、「Ｐｆ＝｛ｋ×Ｌｃ×（１－Ｄｂ／Ｄａ）｝／Ｌｄ」であり、「Ｐｓ＝Ａｆ／Ａｅ」であるから、「Ｐｃ＝ｋ×｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）」と表すことができる。
【0016】
本件発明者らは、実験により、前記弾性体によって実現される前記筒状体（従来の外筒に相当する）の気密性を確保するには、前記総合パラメータＰｃの値は「０．０３８ｋ」以上とすることが必要であることを確認した。
【0017】
また、本件発明者らは、実験により、「前記弾性体の前記軸方向の変形、移動が大きくなって接点ずれを発生させる」事態を回避するためには、前記総合パラメータＰｃの値は「０．１７１ｋ」以下とすることが必要であることを確認した。具体的には、前記ガスセンサにおいて、「前記弾性体の前記軸方向における変形が過大となって、前記軸方向の変形を前記位置固定部によって径方向の変形へと変換しきれなくなる」と、前記位置固定部自体が、前記軸方向に（特に、先端側に）移動することになる。そこで、本件発明者らは、「前記位置固定部が、前記弾性体の前記軸方向における変形を、径方向の変形へと変換できる」範囲の前記総合パラメータＰｃの値を、実験により求めた。具体的には、本件発明者らは、前記弾性体の前記第１端面の位置移動（先端側への移動）を許容範囲に保つ前記総合パラメータＰｃの値を、実験により求めた。その結果、本件発明者らは、前記総合パラメータＰｃの値を「０．１７１ｋ」以下とすることで、前記弾性体の前記第１端面の位置移動を許容範囲に保つことができることを確認した。
【0018】
以上に説明してきた通り、本件発明者らは、実験により、前記総合パラメータＰｃの値が以下の範囲にある場合、前記筒状体（外筒）内の気密性を確保し、かつ、接点ずれの発生を効果的に防止できることを確認した。すなわち、本件発明者らは、前記総合パラメータＰｃの値を、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下とすることで、気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止できることを確認した。ここで、「Ｐｃ＝ｋ×｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）」であるから、「０．０３８ｋ≦ｋ×｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１ｋ」と整理できる。この関係式の各辺においては「定数ｋ」が共通するため、この定数ｋを各辺から除くと、「０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１」となる。
【0019】
そして、前記ガスセンサは、前記数式（１）を満たし、つまり、「０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１」を満たす。したがって、前記ガスセンサは、外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることなく、外筒内の気密性を確保することができ、また、接点ずれの発生を効果的に防止することができるとの効果を奏する。
【0020】
なお、本件発明者らは、実験により、前記位置固定部の前記第２端面の面積である前記第２面積Ａｆを、前記弾性体の前記第１端面の面積である前記第１面積Ａｅよりも大きくしても、前記第２パラメータＰｓは改善されないことを確認した。
【0021】
また、本件発明者らは、実験により、前記弾性体の圧縮率Ｒｃ（＝１－Ｄｂ／Ｄａ）の上限は、前記弾性体の材料に応じて決定されることを確認した。例えば、前記弾性体の材料をフッ素ゴムとした場合、圧縮率Ｒｃの上限（圧縮限界）は「０．２５」である。そして、本件発明者らは、前記弾性体の圧縮率Ｒｃが、前記弾性体の材料に応じて決定される圧縮限界（例えば、「０．２５」）以下の範囲にある場合、前記弾性体が破断することはない（つまり、前記弾性体の破断リスクを抑制できる）ことも確認した。
【0022】
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、前記弾性体の前記加締め前直径Ｄａ、前記弾性体の前記加締め後直径Ｄｂ、前記縮径部の前記縮径部長Ｌｃ、前記弾性体の前記非加締め長Ｌｄ、前記弾性体の前記第１端面の面積である前記第１面積Ａｅ、および、前記位置固定部の前記第２端面の面積である前記第２面積Ａｆは、以下の数式（２）を満たしてもよい。
０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４
・・・数式（２）
０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４
・・・数式（２）
【0023】
当該構成では、前記ガスセンサは、前記数式（２）を満たし、つまり、「０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４」を満たす。本件発明者らは、実験により、前記総合パラメータＰｃの値を、「０．０５０ｋ」以上、かつ、「０．０９４ｋ」以下とすることで、前記筒状体内の気密性が著しく向上し、また、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになることを確認した。したがって、「０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４」を満たす前記ガスセンサは、前記筒状体内の気密性を著しく良好なものとし、また、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになるとの効果を奏する。
【0024】
第３の観点に係るガスセンサは、上記第１または上記第２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、前記弾性体の材料は、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。
【0025】
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、前記非加締め部分の径は、前記軸方向において変化してもよい。当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記非加締め部分の径は、前記軸方向において変化する。したがって、前記ガスセンサは、前記非加締め部分の径が前記軸方向において変化する前記弾性体を用いて、「外筒（筒状体）内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」などの各リスクを、抑制することができるとの効果を奏する。
【0026】
第５の観点に係るガスセンサは、上記第４の観点に係るガスセンサにおいて、前記非加締め部分の径は、前記軸方向において先端側ほど小さくてもよい。当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記非加締め部分の径は、前記軸方向において先端側ほど小さい。したがって、前記ガスセンサは、前記非加締め部分の径が前記軸方向において先端側ほど小さい前記弾性体を用いて、「外筒（筒状体）の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」などの各リスクを、抑制することができるとの効果を奏する。
【0027】
第６の観点に係るガスセンサは、上記第４または上記第５の観点に係るガスセンサにおいて、前記非加締め部分の前記軸方向における先端側の端部には、面取り加工が施されていてもよい。当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記非加締め部分の前記軸方向における先端側の端部には、面取り加工が施されている。したがって、前記ガスセンサは、前記非加締め部分の前記軸方向における先端側の端部に面取り加工の施された前記弾性体を用いて、「外筒（筒状体）の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」などの各リスクを、抑制することができるとの効果を奏する。
【0028】
第７の観点に係るガスセンサは、上記第１から上記第６の何れかの観点に係るガスセンサにおいて、前記位置固定部は、（１）前記素子電極と、前記端子金具の、前記素子電極と電気的に接続する素子接触部と、を収容したセラミックハウジング、（２）前記軸方向において前記セラミックハウジングよりも後端側に配置され、前記セラミックハウジングによって前記軸方向における先端側への移動が制限されたスペーサ、および、（３）前記スペーサと一体に形成された前記セラミックハウジング、の何れかであってもよい。当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記位置固定部は、前記セラミックハウジング、前記スペーサ、および、前記スペーサと一体に形成された前記セラミックハウジングの何れかである。したがって、前記ガスセンサは、前記セラミックハウジング、前記スペーサ、および、両者を一体成形した部材の何れかを用いて、「外筒（筒状体）の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」などの各リスクを、抑制することができるとの効果を奏する。
【0029】
第８の観点に係るガスセンサは、上記第１から上記第７の何れかの観点に係るガスセンサにおいて、前記筒状体の後端側には、前記縮径部が複数形成され、前記加締め前直径Ｄａ、前記非加締め長Ｌｄ、前記第１面積Ａｅ、および、前記第２面積Ａｆは、それぞれ、複数の前記縮径部について共通であり、複数の前記縮径部のそれぞれの前記加締め後直径Ｄｂ、前記縮径部長Ｌｃを用いて、複数の前記縮径部のそれぞれについて算出した、｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）の合計が、０．０３８以上、０．１７１以下であってもよい。
【0030】
当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記筒状体の後端側には、前記縮径部が複数形成されている。また、前記ガスセンサにおいて、前記加締め前直径Ｄａ、前記非加締め長Ｌｄ、前記第１面積Ａｅ、および、前記第２面積Ａｆは、それぞれ、複数の前記縮径部について共通である。そして、前記ガスセンサにおいて、複数の前記縮径部のそれぞれの前記加締め後直径Ｄｂ、前記縮径部長Ｌｃを用いて、複数の前記縮径部のそれぞれについて算出した総合パラメータＰｃ（ただし、定数ｋを除く）の合計は、０．０３８以上、０．１７１以下である。
【0031】
本件発明者らは、前記筒状体に前記縮径部を複数形成したガスセンサを用いて実験を行ない、各構成要素のサイズ等が以下の条件を満たすと、前記筒状体内の気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止できることを確認した。すなわち、複数の前記縮径部のそれぞれについて算出した前記総合パラメータＰｃの合計が、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下である場合、前記筒状体内の気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止できることを確認した。
【0032】
そして、前記ガスセンサは、前記筒状体の後端側に前記縮径部が複数形成され、複数の前記縮径部のそれぞれについて算出した「｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）」の合計は、「０．０３８」以上、「０．１７１」以下である。したがって、前記ガスセンサは、前記筒状体の後端側に前記縮径部が複数形成され、前記筒状体内の気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止できるとの効果を奏する。
【発明の効果】
【0033】
本発明によれば、外筒の後端側をテーパー状に加締めることなく、外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生などの各リスクを抑制したガスセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【発明を実施するための形態】
【0035】
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。
【0036】
本件発明者らは、センサ素子を収容し、後端開口部が弾性体によって封止される筒状体（外筒）の後端側をテーパー状に加締めた従来のガスセンサについて、以下の問題が発生し得ることを見出した。すなわち、筒状体の後端側をテーパー状に加締めた場合、弾性体において応力が軸方向に集中しやすく、その結果、筒状体内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生などの各リスクが上昇することを見出した。
【0037】
そこで、本発明の一側面に係るガスセンサは、筒状体の後端側に形成され、弾性体を加締める縮径部の径を、前記ガスセンサ（センサ素子）の軸方向に一定とした。縮径部の径を軸方向に一定とすることで、本発明の一側面に係るガスセンサは、従来のガスセンサについて見出された上述の問題を解決する。すなわち、本発明の一側面に係るガスセンサは、「筒状体の後端側をテーパー状に加締めることで、筒状体内の気密性の確保が困難となり、また、弾性体の破断、接点ずれの発生などのリスクが高くなる」という従来のガスセンサの問題を解決する。本発明の一側面に係るガスセンサは、外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることで上昇する、「外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」などの各リスクを、縮径部における筒状体の径を軸方向に一定とすることで抑制する。
【0038】
さらに、本発明の一側面に係るガスセンサにおいて、縮径部によって加締められることで弾性体に加わる応力が好適なものとなるよう、各部材のサイズ等は調整され、所定の関係式（具体的には、後述する数式（１））を満たす。詳細は後述するが、各部材のサイズ等が数式（１）を満たすガスセンサは、軸方向の応力を緩和することで、弾性体が軸方向に移動するなどのリスクを抑制でき、また、径方向に好適な大きさの応力を発生させることで、筒状体内の良好な気密性を実現する。
【0039】
具体的には、本発明の一側面に係るガスセンサは、筒状体の開口端を封止する弾性体の、軸方向における先端側の端面である第１端面と接して、該第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部を備えている。そして、本発明の一側面に係るガスセンサは、数式（１）を満たすように各部材のサイズ等が調整されることで、前述の位置固定部によって、弾性体の軸方向の変形を、筒状体内の気密性に寄与する径方向の変形へと、好適に変換する。そのため、本発明の一側面に係るガスセンサは、筒状体内の良好な気密性を実現するとともに、接点ずれの発生を効果的に防止することができるとの効果を奏する。
【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、弾性体を固定するために筒状体の後端側に形成される縮径部の径を、軸方向に一定とする。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、「外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることで、気密性確保が困難となり、弾性体の破断および接点ずれのリスクが高くなる」という従来のガスセンサの課題を解決する。さらに、本発明の一側面に係るガスセンサは、「弾性体の先端面（第１端面）と接して、該第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」を備え、各部材のサイズ等が数式（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、筒状体内の気密性を許容可能な範囲に確保し、また、接点ずれの発生を効果的に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の一例として、スペーサを、「弾性体の先端面（第１端面）と接して、該第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」とするガスセンサ１について説明する。
【0041】
なお、本発明の一側面に係るガスセンサにとって、上述の位置固定部としてスペーサを備えることは必須ではない。本発明の一側面に係るガスセンサは、スペーサを備えずに、セラミックハウジング（具体的には、センサ素子の素子電極と、端子金具の素子接触部とを収容したセラミックハウジング）を、位置固定部として備えていてもよい。また、本発明の一側面に係るガスセンサは、上述のスペーサと一体に形成されたセラミックハウジングを、位置固定部として備えてもよい。つまり、スペーサとセラミックハウジングとは一体成形されてもよく、本発明の一側面に係るガスセンサは、係る一体成形された部材を、位置固定部として備えてもよい。スペーサに代えて、セラミックハウジングを、位置固定部として備えるガスセンサの例については、図４を用いて後述する。
【0042】
［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、スペーサ７０、および、保護カバー８０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８０とによって囲繞され、筒状体２０と、保護カバー８０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８０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、スペーサ７０、および、保護カバー８０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８０とによって囲繞され、筒状体２０と、保護カバー８０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８０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。
【0043】
（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。
【0044】
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。
【0045】
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８０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９０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。
【0046】
（環装部品）
環装部品９０は、図１に示す例では、第１セラミックサポータ９１と、圧粉体９２と、第２セラミックサポータ９３とからなる。第１セラミックサポータ９１および第２セラミックサポータ９３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９１および第２セラミックサポータ９３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９１および第２セラミックサポータ９３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９１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９０は、図１に示す例では、第１セラミックサポータ９１と、圧粉体９２と、第２セラミックサポータ９３とからなる。第１セラミックサポータ９１および第２セラミックサポータ９３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９１および第２セラミックサポータ９３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９１および第２セラミックサポータ９３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９１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。
【0047】
一方、圧粉体９２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９２は、第１セラミックサポータ９１および第２セラミックサポータ９３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９２をなすセラミックス粒子は、第１セラミックサポータ９１および第２セラミックサポータ９３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９２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。
【0048】
図１には、環装部品９０を第１セラミックサポータ９１と、圧粉体９２と、第２セラミックサポータ９３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９０を第１セラミックサポータ９１と、圧粉体９２と、第２セラミックサポータ９３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を固定するとともに、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９０を備えている。
【0049】
（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。
【0050】
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９０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９０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。
【0051】
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、セラミックハウジング６０（端子金具３０）、および、スペーサ７０の周囲を覆っている。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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８０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。
【0055】
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９０と、セラミックハウジング６０（端子金具３０）と、スペーサ７０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。
【0056】
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。
【0057】
（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。詳細は図２において説明するが、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。詳細は図２において説明するが、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。
【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、図２において説明する素子接触部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、図２において説明する素子接触部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（具体的には、図２において説明するリード線保持部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（具体的には、図２において説明するリード線保持部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およびスペーサ７０に連続的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】
（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）。
【0064】
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。
【0065】
（スペーサ）
スペーサ７０は、本発明の「位置固定部」の一例であり、つまり、「弾性体の先端面（第１端面）と接して、係る第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」の一例である。すなわち、ガスセンサ１は、位置固定部としてスペーサ７０を備え、スペーサ７０は、弾性体５０の先端面５３（第１端面）と接して、先端面５３の軸方向における先端側への移動を制限する。
スペーサ７０は、本発明の「位置固定部」の一例であり、つまり、「弾性体の先端面（第１端面）と接して、係る第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」の一例である。すなわち、ガスセンサ１は、位置固定部としてスペーサ７０を備え、スペーサ７０は、弾性体５０の先端面５３（第１端面）と接して、先端面５３の軸方向における先端側への移動を制限する。
【0066】
スペーサ７０は、ガスセンサ１（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よりも後端側に配置され、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。具体的には、図１に例示するスペーサ７０は、ガスセンサ１（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との間に配置されている。つまり、スペーサ７０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。すなわち、スペーサ７０の先端側の端面（先端面）は、セラミックハウジング６０の後端側の端面（後端面）に接しており、上述のとおり、セラミックハウジング６０は、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。そのため、スペーサ７０は、セラミックハウジング６０によって、先端側への移動を抑制されている。詳細は図２を用いて後述するが、弾性体５０の先端側の端面である先端面５３は、スペーサ７０の後端側の端面である後端面７１に接しており、つまり、先端面５３は、スペーサ７０によって、軸方向の移動を、特に先端側への移動を、制限されている。
【0067】
図１に例示するスペーサ７０には、リード線４０が挿入されている。例えば、図１に示す例では、スペーサ７０の内部に、リード線４０と、端子金具３０（特に、リード線４０と電気的に接続された、端子金具３０の後端）とが収容されている。
【0068】
スペーサ７０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７０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７０が、ガスセンサ１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７０を介在させることにより、ガスセンサ１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７０の熱伝導率は低い方が望ましい。ただし、スペーサ７０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７０は高温度となるため、スペーサ７０自体には十分な耐熱性が必要となる。そこで、スペーサ７０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７０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することができる。
【0069】
なお、図１には、スペーサ７０を１つの部材とする例を示しているが、スペーサ７０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７０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７０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。
【0070】
スペーサ７０を利用して、ガスセンサ１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、以下に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。
【0071】
また、図１には、セラミックハウジング６０とスペーサ７０とが別々の部材である例を示したが、セラミックハウジング６０とスペーサ７０とは一体に形成されてもよい。例えば、ガスセンサ１は、「弾性体５０の先端面５３（第１端面）と接して、先端面５３の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」として、セラミックハウジング６０とスペーサ７０とが一体成形された部材を備えていてもよい。ガスセンサ１において、セラミックハウジング６０は、スペーサ７０と一体に形成されていてもよい。
【0072】
（保護カバー）
保護カバー８０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８０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８０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８０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８０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８０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８０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８０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８０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８０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。
【0073】
保護カバー８０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８０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８０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８０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。
【0074】
図１に示す例では、保護カバー８０は、センサ素子１０の先端を覆う有底筒状の内側カバー８１と、内側カバー８１を覆う有底筒状の外側カバー８２とを備えている。内側カバー８１は、第１部材８１Ｂおよび第２部材８１Ａ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８１Ｂ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８１Ａは、第１部材８１Ｂ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８２は、内側カバー８１の周囲を覆うように構成されている。
【0075】
内側カバー８１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８１の第１部材８１Ｂ、第２部材８１Ａおよび外側カバー８２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８０の外側の空間と接続している。ただし、保護カバー８０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８０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。
【0076】
保護カバー８０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８０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８０は、ガスセンサ１の構成から省略されてもよい。
【0077】
＜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、紙面左右方向が、ガスセンサ１（センサ素子１０）の軸方向（長手方向）であり、紙面左側が先端側、紙面右側が後端側である。
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、紙面左右方向が、ガスセンサ１（センサ素子１０）の軸方向（長手方向）であり、紙面左側が先端側、紙面右側が後端側である。
【0078】
（縮径部の形状について）
図２に例示するように、弾性体５０は、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（第１端面）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、弾性体５０は、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（第１端面）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。
【0079】
上述のとおり、ガスセンサ１は、「弾性体の先端面（第１端面）と接して、係る先端面の軸方向における先端側への移動を制限する」位置固定部として、スペーサ７０を備える。すなわち、図２に例示するようにガスセンサ１において、スペーサ７０は、弾性体５０の先端面５３（第１端面）と接して、先端面５３が軸方向に移動するのを、特に、先端側へ移動するのを制限している。具体的には、図２に示す例では、スペーサ７０の、軸方向における後端側の端面である後端面７１（第２端面）は、弾性体５０の先端面５３（第１端面）と接している。そして、スペーサ７０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）を制限されており、また、セラミックハウジング６０は、筒状体２０内での位置を固定されており、特に、軸方向の位置を固定されている。そのため、弾性体５０の先端面５３は、スペーサ７０（特に、スペーサ７０の後端面７１）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。
【0080】
スペーサ７０にはリード線４０が挿入されており、図２に例示するスペーサ７０の内部には、リード線４０と、端子金具３０のリード線保持部３２とが収容されている。例えば、スペーサ７０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７０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７０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７０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）。
【0081】
端子金具３０は、センサ素子１０の素子電極（センサ素子１０の後端側の素子電極）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。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２に示す例では、端子金具３０のリード線保持部３２は、スペーサ７０内に収容されており、つまり、ガスセンサ１において、リード線保持部３２とリード線４０とは、スペーサ７０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で、電気的に接続されている。
【0082】
図２に例示するように、縮径部２２１における筒状体２０（外筒２２）の径は、軸方向において一定である。また、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の直径である加締め後直径Ｄｂは、軸方向において一定である。
【0083】
前述のとおり、外筒（ガスセンサ１の「筒状体２０」に相当）の後端側をテーパー状に加締めた従来のガスセンサは、弾性体において応力が軸方向に集中しやすく、外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生などの各リスクが上昇する。これに対して、ガスセンサ１において、筒状体２０の後端側に形成され、弾性体５０を加締める縮径部２２１の径は、軸方向に一定であり、また、被加締め部分５１の加締め後直径Ｄｂも、軸方向において一定である。そのため、ガスセンサ１は、「筒状体の後端側をテーパー状に加締めることで、筒状体内の気密性の確保が困難となり、また、弾性体の破断、接点ずれの発生などのリスクが高くなる」という従来のガスセンサの問題を解決することができる。ガスセンサ１は、外筒の後端側をテーパー状に加締めることで上昇する、「外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」等の従来のガスセンサが直面する各リスクを、縮径部２２１における筒状体２０の径を軸方向に一定とすることで抑制する。
【0084】
（各部材のサイズ等について）
ガスセンサ１は、外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることで上昇する、「外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」などの各リスクを、縮径部２２１における筒状体２０の径を軸方向において一定とすることで、抑制することができる。さらに、ガスセンサ１は、各部材のサイズ等を所定の関係式（具体的には、以下の数式（１））を満たすように調整することで、筒状体２０内の気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止することができる。
ガスセンサ１は、外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることで上昇する、「外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」などの各リスクを、縮径部２２１における筒状体２０の径を軸方向において一定とすることで、抑制することができる。さらに、ガスセンサ１は、各部材のサイズ等を所定の関係式（具体的には、以下の数式（１））を満たすように調整することで、筒状体２０内の気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止することができる。
【0085】
具体的には、ガスセンサ１において、加締め前直径Ｄａ、加締め後直径Ｄｂ、縮径部長Ｌｃ、非加締め長Ｌｄ、第１面積Ａｅ、および、第２面積Ａｆは、以下の数式（１）を満たす。すなわち、ガスセンサ１は、
０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１
・・・数式（１）
を満たす。
０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１
・・・数式（１）
を満たす。
【0086】
「加締め前直径Ｄａ（単位：［ｍｍ］）」は、縮径部２２１によって周囲から加締められる前の、弾性体５０の直径を表す。図２に示す例では、加締め前直径Ｄａは、弾性体５０の後端面（軸方向において後端側の端面）の直径である。「加締め後直径Ｄｂ（単位：［ｍｍ］）」は、弾性体５０の、縮径部２２１によって加締められている部分の直径を表し、つまり、弾性体５０の被加締め部分５１の直径を表す。「縮径部長Ｌｃ（単位：［ｍｍ］）」は、縮径部２２１の軸方向の長さを表す。「非加締め長Ｌｄ（単位：［ｍｍ］）」は、弾性体５０の「軸方向において被加締め部分５１よりも先端側の部分」の軸方向の長さを表し、つまり、弾性体５０の非加締め部分５２の軸方向の長さを表す。「第１面積Ａｅ（単位：［ｍｍ2］）」は、弾性体５０の「軸方向における先端側の端面である先端面５３（第１端面）」の面積を表す。上述のとおり、ガスセンサ１において、「弾性体の第１端面と接して、該第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」は、スペーサ７０である。弾性体５０の先端面５３は、「位置固定部の、軸方向における後端側の端面である第２端面」に接しており、図２に示す例では、スペーサ７０の後端面７１に接している。係る先端面５３の面積が、第１面積Ａｅである。「第２面積Ａｆ（単位：［ｍｍ2］）」は、「位置固定部の、軸方向における後端側の端面である第２端面」の面積を表し、ガスセンサ１においては、位置固定部であるスペーサ７０の後端面７１の面積を表す。なお、以下の説明においては、加締め前直径Ｄａ、加締め後直径Ｄｂ、縮径部長Ｌｃ、非加締め長Ｌｄ、第１面積Ａｅ、および、第２面積Ａｆのそれぞれの単位については省略する。
【0087】
ここで、筒状体２０について良好な気密性を得るためには、弾性体５０（筒状体２０の開口端を封止し、リード線４０が挿入される弾性体５０）を周囲から加締めて、弾性体５０に適切な応力を与えることが重要となる。そして一般的に、弾性体５０の、筒状体２０によって周囲から加締められる部分（被加締め部分５１）において、弾性体５０に過剰な軸方向の応力が加わらない範囲で、縮径部２２１の径を小さくすることで、筒状体２０内の気密性を向上できることが知られている。ただし、縮径部２２１の径を小さくして弾性体５０の圧縮率を上げ過ぎると、弾性体５０の軸方向の変形が大きくなり過ぎ、弾性体５０の先端面５３の位置を、位置固定部（ガスセンサ１においてはスペーサ７０）によって許容範囲に保つことが困難となる。例えば、スペーサ７０（位置固定部）によって、先端面５３の位置を、接点ずれを発生させない範囲に保つことが困難となる。
【0088】
そこで、ガスセンサ１は、弾性体５０の非加締め部分５２に適切な応力を与えることで、縮径部２２１における筒状体２０の径および加締め後直径Ｄｂが、それぞれ、軸方向に一定であっても、筒状体２０内の気密性を良好なものとする。すなわち、ガスセンサ１は、縮径部２２１の縮径部長Ｌｃと弾性体５０の圧縮量とに応じて発生する、弾性体５０の軸方向の変形を、スペーサ７０により、径方向の変形（気密性に寄与する変形）へと変換することで、筒状体２０内の良好な気密性を実現する。特に、ガスセンサ１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、弾性体５０の軸方向の変形が大きくなり過ぎるのを防いで、スペーサ７０によって、弾性体５０の先端面５３の位置を許容範囲に保つことができる。
【0089】
具体的には、弾性体５０の圧縮率Ｒｃは、弾性体５０の加締め前直径Ｄａと、弾性体５０（被加締め部分５１）の加締め後直径Ｄｂとを用いて、「Ｒｃ＝１－Ｄｂ／Ｄａ」と表される。そのため、弾性体５０の軸方向の変形量（特に、先端側への変形量）Δ［ｍｍ］は、弾性体５０の材料により決定される定数ｋ、縮径部２２１の縮径部長Ｌｃ、および、弾性体５０の圧縮率Ｒｃを用いて、「Δ＝ｋ×Ｌｃ×Ｒｃ」と表すことができる。なお、弾性体５０は、被加締め部分５１の軸方向における中央の位置から、軸方向の両側に変形する。そのため、軸方向の先端側への弾性体５０の変形量Δは、軸方向の両側（先端側および後端側の両方）への弾性体５０の変形量の、例えば、半分（「１／２」）となる。ただし、定数ｋは「１／２」を含むものとして、「Δ＝ｋ×Ｌｃ×Ｒｃ」と表されるΔによって、弾性体５０の軸方向の先端側への変形量を表すことができる。したがって、軸方向の変形量Δに対する、弾性体５０の非加締め長Ｌｄの割合である第１パラメータＰｆは、「Ｐｆ＝Δ／Ｌｄ」と表すことができる。そして、前述のとおり、「Δ＝ｋ×Ｌｃ×Ｒｃ」であり、「Ｒｃ＝１－Ｄｂ／Ｄａ」であるから、第１パラメータＰｆは、「Ｐｆ＝｛ｋ×Ｌｃ×（１－Ｄｂ／Ｄａ）｝／Ｌｄ」と表すことができる。第１パラメータＰｆは、弾性体５０に加わる応力を、軸方向の変形へと変換する効率（変換効率）を評価する指標であり、第１パラメータＰｆの値が大きい程、弾性体５０に加わる応力を、軸方向の変形へと変換する変換効率は高いことになる。
【0090】
また、弾性体５０において、軸方向の変形が径方向の変形へと変換される効率を評価する指標である第２パラメータＰｓは、以下のように表わすことができる。すなわち、第２パラメータＰｓは、弾性体５０の先端側の端面（先端面５３）の面積である第１面積Ａｅと、スペーサ７０の後端側の端面（後端面７１）の面積である第２面積Ａｆとの比として表すことができる。具体的には、「Ｐｓ＝Ａｆ／Ａｅ」と表すことができる。第２パラメータＰｓの値が大きい程、弾性体５０において、軸方向の変形が径方向の変形へと変換される効率は、高いことになる。
【0091】
上述のとおり、第１パラメータＰｆが大きい程、弾性体５０に加わる応力を、軸方向の変形へと変換する変換効率は高く、また、第２パラメータＰｓが大きい程、弾性体５０において、軸方向の変形が径方向の変形へと変換される効率は、高い。そのため、弾性体５０の変形（軸方向の変形量、径方向の変形量、および、両者のバランスなど）を評価する指標である総合パラメータＰｃは、「Ｐｃ＝Ｐｆ×Ｐｓ」と表すことができる。そして、「Ｐｆ＝｛ｋ×Ｌｃ×（１－Ｄｂ／Ｄａ）｝／Ｌｄ」であり、「Ｐｓ＝Ａｆ／Ａｅ」であるから、「Ｐｃ＝ｋ×｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）」と表すことができる。
【0092】
本件発明者らは、実験により、弾性体５０によって実現される筒状体２０（従来のガスセンサにおける「外筒」に相当する）の気密性を確保するには、総合パラメータＰｃの値は「０．０３８ｋ」以上とすることが必要であることを確認した。
【0093】
また、本件発明者らは、実験により、「弾性体５０の軸方向の変形、移動が大きくなって接点ずれを発生させる」事態を回避するためには、総合パラメータＰｃの値は「０．１７１ｋ」以下とすることが必要であることを確認した。具体的には、ガスセンサ１において、「弾性体５０の軸方向における変形が過大となって、軸方向の変形をスペーサ７０（位置固定部）によって径方向の変形へと変換しきれなくなる」と、スペーサ７０自体が、軸方向に（特に、先端側に）移動することになる。そこで、本件発明者らは、「位置固定部（ガスセンサ１においては、スペーサ７０）が、弾性体５０の軸方向における変形を、径方向の変形へと変換できる」範囲の総合パラメータＰｃの値を、実験により求めた。具体的には、本件発明者らは、弾性体５０の先端面５３の位置移動（先端側への移動）を許容範囲に保つ総合パラメータＰｃの値を、実験により求めた。実験に際しては、スペーサ７０（より正確には、セラミックハウジング６０）の軸方向の位置を、「（一般的なガスセンサにおいて採用されている）所定範囲の大きさの力で」固定したガスセンサ１を用いた。実験について、詳細は後述する。その結果、本件発明者らは、総合パラメータＰｃの値を「０．１７１ｋ」以下とすることで、弾性体５０の先端面５３の位置移動を許容範囲に保つことができることを確認した。
【0094】
以上に説明してきた通り、本件発明者らは、実験により、総合パラメータＰｃの値が以下の範囲にある場合、筒状体２０（従来のガスセンサの「外筒」）内の気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止できることを確認した。すなわち、本件発明者らは、総合パラメータＰｃの値を、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下とすることで、気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止できることを確認した。ここで、「Ｐｃ＝ｋ×｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）」であるから、「０．０３８ｋ≦ｋ×｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１ｋ」と整理できる。この関係式の各辺においては「定数ｋ」が共通するため、この「定数ｋ」を各辺から除くと、「０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１」となる。
【0095】
そして、ガスセンサ１は、数式（１）を満たし、つまり、「０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１」を満たす。したがって、ガスセンサ１は、筒状体２０の後端側をテーパー状に加締めることなく、筒状体２０内の気密性を確保することができ、また、接点ずれの発生を効果的に防止することができるとの効果を奏する。
【0096】
なお、本件発明者らは、実験により、さらに以下の点についても確認した。すなわち、位置固定部の第２端面（ガスセンサ１においては、スペーサ７０の後端面７１）の面積である第２面積Ａｆを、弾性体５０の先端面５３の面積である第１面積Ａｅよりも大きくしても、第２パラメータＰｓは改善されないことを確認した。
【0097】
また、本件発明者らは、実験により、弾性体５０の圧縮率Ｒｃ（＝１－Ｄｂ／Ｄａ）の上限は、弾性体５０の材料に応じて決定されることを確認した。例えば、弾性体５０の材料をフッ素ゴムとした場合、圧縮率Ｒｃの上限（圧縮限界）は「０．２５」である。そして、本件発明者らは、弾性体５０の圧縮率Ｒｃが、弾性体５０の材料に応じて決定される圧縮限界（例えば、「０．２５」）以下の範囲にある場合、弾性体５０が破断することはない（つまり、弾性体５０の破断リスクを抑制できる）ことも確認した。
【0098】
さらに、本件発明者らは、実験により、加締め前直径Ｄａ、加締め後直径Ｄｂ、縮径部長Ｌｃ、非加締め長Ｌｄ、第１面積Ａｅ、および、第２面積Ａｆの関係について、以下の事象を確認した。すなわち、加締め前直径Ｄａ、加締め後直径Ｄｂ、縮径部長Ｌｃ、非加締め長Ｌｄ、第１面積Ａｅ、第２面積Ａｆが、以下の数式（２）を満たす場合、筒状体２０内の気密性が著しく向上し、また、先端面５３の移動を著しく良好に抑制できることを確認した。例えば、
０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４
・・・数式（２）
を満たすガスセンサ１は、筒状体２０内の気密性が著しく良好であり、また、先端面５３の移動を著しく良好に抑制することができる。
０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４
・・・数式（２）
を満たすガスセンサ１は、筒状体２０内の気密性が著しく良好であり、また、先端面５３の移動を著しく良好に抑制することができる。
【0099】
ここで、例えば、ガスセンサ１において、弾性体５０の先端面５３が軸方向に移動する（特に、先端側に移動する）と、スペーサ７０も軸方向に移動することになり、その結果、セラミックハウジング６０も軸方向に移動することになる。そして、上述のとおり、端子金具３０（特に、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において、電気的に接続されている。そのため、セラミックハウジング６０が軸方向に移動すると、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やすくなり、つまり、接点ずれが発生しやすくなる。そこで、接点ずれの発生を防止するには、弾性体５０の先端面５３の移動（軸方向の移動。特に、先端側への移動）を抑制するのが有用である。そのため、上述の数式（２）を満たすガスセンサ１は、弾性体５０の先端面５３の移動（特に、軸方向の移動）を著しく良好に抑制することで、接点ずれの発生を極めて効果的に防止することができる。
【0100】
以上に説明してきたとおり、数式（２）を満たすガスセンサ１は、筒状体２０内の気密性を著しく良好なものとし、また、弾性体５０の先端面５３の移動を極めて良好に抑制して、接点ずれの発生を極めて効果的に防止することができる。
【0101】
＜弾性体についての考察＞
これまで説明してきたとおり、本発明に係るガスセンサは、「外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めるため、外筒内の気密性悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生などの各リスクが上昇する」という従来のガスセンサの課題を、以下の構成により解決する。すなわち、本発明に係るガスセンサは、縮径部における筒状体（外筒）の径を、軸方向において一定とすることで、「外筒（筒状体）内の気密性悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生など」の各リスクを抑制する。そのため、本発明に係るガスセンサにおいて、縮径部における筒状体の径は軸方向に一定であり、また、弾性体の被加締め部分（縮径部によって加締められている部分）の直径（加締め後直径Ｄｂ）は、軸方向に一定である。例えば、図１および図２を用いて説明してきたガスセンサ１は、縮径部２２１における径が軸方向において一定である筒状体２０と、被加締め部分５１の加締め後直径Ｄｂが軸方向において一定である弾性体５０とを備える。
これまで説明してきたとおり、本発明に係るガスセンサは、「外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めるため、外筒内の気密性悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生などの各リスクが上昇する」という従来のガスセンサの課題を、以下の構成により解決する。すなわち、本発明に係るガスセンサは、縮径部における筒状体（外筒）の径を、軸方向において一定とすることで、「外筒（筒状体）内の気密性悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生など」の各リスクを抑制する。そのため、本発明に係るガスセンサにおいて、縮径部における筒状体の径は軸方向に一定であり、また、弾性体の被加締め部分（縮径部によって加締められている部分）の直径（加締め後直径Ｄｂ）は、軸方向に一定である。例えば、図１および図２を用いて説明してきたガスセンサ１は、縮径部２２１における径が軸方向において一定である筒状体２０と、被加締め部分５１の加締め後直径Ｄｂが軸方向において一定である弾性体５０とを備える。
【0102】
これに対して、本発明に係るガスセンサにおいて、弾性体の非加締め部分（軸方向において被加締め部分よりも先端側の部分。つまり、縮径部によって加締められていない部分）の直径は、軸方向において変化してもよい。以下、本発明の一側面に係る、「非加締め部分の径が、軸方向において変化する」弾性体を備えるガスセンサについて、図３を用いて説明する。
【0103】
図３は、変形例１～３に係る弾性体を模式的に示す拡大断面図である。具体的には、図３の（Ａ）～（Ｃ）は、それぞれ、変形例１～３に係る弾性体５０（Ａ）～５０（Ｃ）を模式的に示す拡大断面図である。図３（図３の（Ａ）～（Ｃ）のそれぞれ）において、紙面上下方向が、ガスセンサ１（Ａ）～１（Ｃ）のそれぞれの軸方向（長手方向）であり、紙面下側が先端側、紙面上が後端側である。
【0104】
（軸方向において先端側ほど径の小さな非加締め部分の例）
図３の（Ａ）は、「筒状体２０の開口端を封止するよう配置され、リード線４０が挿入される弾性体」として、図１および図２を用いて説明してきた弾性体５０に代えて、弾性体５０（Ａ）を備えるガスセンサ１（Ａ）の後端側を模式的に示す拡大断面図である。ガスセンサ１（Ａ）において、弾性体５０（Ａ）は、筒状体２０（外筒２２）の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。なお、ガスセンサ１（Ａ）は、弾性体５０に代えて弾性体５０（Ａ）を備える点を除いて、ガスセンサ１と同様であるため、弾性体５０（Ａ）以外の構成についての説明は省略する。
図３の（Ａ）は、「筒状体２０の開口端を封止するよう配置され、リード線４０が挿入される弾性体」として、図１および図２を用いて説明してきた弾性体５０に代えて、弾性体５０（Ａ）を備えるガスセンサ１（Ａ）の後端側を模式的に示す拡大断面図である。ガスセンサ１（Ａ）において、弾性体５０（Ａ）は、筒状体２０（外筒２２）の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。なお、ガスセンサ１（Ａ）は、弾性体５０に代えて弾性体５０（Ａ）を備える点を除いて、ガスセンサ１と同様であるため、弾性体５０（Ａ）以外の構成についての説明は省略する。
【0105】
図３の（Ａ）に例示する弾性体５０（Ａ）は、弾性体５０と同様に、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（Ａ）と、軸方向において被加締め部分５１（Ａ）よりも先端側の部分である非加締め部分５２（Ａ）とを含む。弾性体５０（Ａ）の、軸方向において先端側の端面（先端面）は、スペーサ７０の、軸方向において後端側の端面（後端面）と接して、係る後端面によって、軸方向の移動（特に、先端側への移動）を制限されている。
【0106】
ガスセンサ１と同様に、ガスセンサ１（Ａ）において、弾性体５０（Ａ）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（Ａ）の直径である加締め後直径Ｄｂは、軸方向において一定である。また、縮径部２２１における筒状体２０（外筒２２）の径は、軸方向において一定である。
【0107】
弾性体５０（Ａ）の非加締め部分５２（Ａ）の径は、軸方向において変化しており、具体的には、非加締め部分５２（Ａ）の径は、軸方向において先端側ほど小さい。ただし、非加締め部分５２（Ａ）の径が軸方向において先端側ほど小さい点を除いて、ガスセンサ１（Ａ）が備える構成は、図１および図２を用いて説明してきたガスセンサ１の構成と同様である。したがって、ガスセンサ１（Ａ）は、非加締め部分５２（Ａ）の径が軸方向において先端側ほど小さい弾性体５０（Ａ）を用いて、筒状体２０内の気密性の悪化、弾性体５０（Ａ）の破断、接点ずれの発生などの各リスクを、抑制することができる。
【0108】
（軸方向の先端側の端部に面取り加工の施された非加締め部分の例１）
図３の（Ｂ）は、「筒状体２０の開口端を封止するよう配置され、リード線４０が挿入される弾性体」として、図１および図２を用いて説明してきた弾性体５０に代えて、弾性体５０（Ｂ）を備えるガスセンサ１（Ｂ）の後端側を模式的に示す拡大断面図である。ガスセンサ１（Ｂ）において、弾性体５０（Ｂ）は、筒状体２０（外筒２２）の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。なお、ガスセンサ１（Ｂ）は、弾性体５０に代えて弾性体５０（Ｂ）を備える点を除いて、ガスセンサ１と同様であるため、弾性体５０（Ｂ）以外の構成についての説明は省略する。
図３の（Ｂ）は、「筒状体２０の開口端を封止するよう配置され、リード線４０が挿入される弾性体」として、図１および図２を用いて説明してきた弾性体５０に代えて、弾性体５０（Ｂ）を備えるガスセンサ１（Ｂ）の後端側を模式的に示す拡大断面図である。ガスセンサ１（Ｂ）において、弾性体５０（Ｂ）は、筒状体２０（外筒２２）の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。なお、ガスセンサ１（Ｂ）は、弾性体５０に代えて弾性体５０（Ｂ）を備える点を除いて、ガスセンサ１と同様であるため、弾性体５０（Ｂ）以外の構成についての説明は省略する。
【0109】
図３の（Ｂ）に例示する弾性体５０（Ｂ）は、弾性体５０と同様に、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（Ｂ）と、軸方向において被加締め部分５１（Ｂ）よりも先端側の部分である非加締め部分５２（Ｂ）とを含む。弾性体５０（Ｂ）の、軸方向において先端側の端面（先端面）は、スペーサ７０の、軸方向において後端側の端面（後端面）と接して、係る後端面によって、軸方向の移動（特に、先端側への移動）を制限されている。
【0110】
ガスセンサ１と同様に、ガスセンサ１（Ｂ）において、弾性体５０（Ｂ）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（Ｂ）の直径である加締め後直径Ｄｂは、軸方向において一定である。また、縮径部２２１における筒状体２０（外筒２２）の径は、軸方向において一定である。
【0111】
弾性体５０（Ｂ）の非加締め部分５２（Ｂ）の径は、軸方向において変化しており、具体的には、非加締め部分５２（Ｂ）の軸方向における先端側の端部（先端）には、面取り加工が施されている。図３の（Ｂ）に示す例では、非加締め部分５２（Ｂ）の先端には面取り加工が施され、非加締め部分５２（Ｂ）の先端は軸方向において径が連続的に変化している。ただし、非加締め部分５２（Ｂ）の先端に面取り加工が施されている点を除いて、ガスセンサ１（Ｂ）が備える構成は、図１および図２を用いて説明してきたガスセンサ１の構成と同様である。したがって、ガスセンサ１（Ｂ）は、非加締め部分５２（Ｂ）の先端に面取り加工が施された弾性体５０（Ｂ）を用いて、筒状体２０内の気密性の悪化、弾性体５０（Ｂ）の破断、接点ずれの発生などの各リスクを、抑制することができる。
【0112】
（軸方向の先端側の端部に面取り加工の施された非加締め部分の例２）
図３の（Ｃ）は、「筒状体２０の開口端を封止するよう配置され、リード線４０が挿入される弾性体」として、図１および図２を用いて説明してきた弾性体５０に代えて、弾性体５０（Ｃ）を備えるガスセンサ１（Ｃ）の後端側を模式的に示す拡大断面図である。ガスセンサ１（Ｃ）において、弾性体５０（Ｃ）は、筒状体２０（外筒２２）の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。なお、ガスセンサ１（Ｃ）は、弾性体５０に代えて弾性体５０（Ｃ）を備える点を除いて、ガスセンサ１と同様であるため、弾性体５０（Ｃ）以外の構成についての説明は省略する。
図３の（Ｃ）は、「筒状体２０の開口端を封止するよう配置され、リード線４０が挿入される弾性体」として、図１および図２を用いて説明してきた弾性体５０に代えて、弾性体５０（Ｃ）を備えるガスセンサ１（Ｃ）の後端側を模式的に示す拡大断面図である。ガスセンサ１（Ｃ）において、弾性体５０（Ｃ）は、筒状体２０（外筒２２）の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。なお、ガスセンサ１（Ｃ）は、弾性体５０に代えて弾性体５０（Ｃ）を備える点を除いて、ガスセンサ１と同様であるため、弾性体５０（Ｃ）以外の構成についての説明は省略する。
【0113】
図３の（Ｃ）に例示する弾性体５０（Ｃ）は、弾性体５０と同様に、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（Ｃ）と、軸方向において被加締め部分５１（Ｃ）よりも先端側の部分である非加締め部分５２（Ｃ）とを含む。弾性体５０（Ｃ）の、軸方向において先端側の端面（先端面）は、スペーサ７０の、軸方向において後端側の端面（後端面）と接して、係る後端面によって、軸方向の移動（特に、先端側への移動）を制限されている。
【0114】
ガスセンサ１と同様に、ガスセンサ１（Ｃ）において、弾性体５０（Ｃ）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（Ｃ）の直径である加締め後直径Ｄｂは、軸方向において一定である。また、縮径部２２１における筒状体２０（外筒２２）の径は、軸方向において一定である。
【0115】
弾性体５０（Ｃ）の非加締め部分５２（Ｃ）の径は、軸方向において変化しており、具体的には、非加締め部分５２（Ｃ）の軸方向における先端側の端部（先端）には、面取り加工が施されている。図３の（Ｃ）に示す例では、非加締め部分５２（Ｃ）の先端には面取り加工が施され、非加締め部分５２（Ｃ）の先端は軸方向において径が非連続的に変化している。ただし、非加締め部分５２（Ｃ）の先端に面取り加工が施されている点を除いて、ガスセンサ１（Ｃ）が備える構成は、図１および図２を用いて説明してきたガスセンサ１の構成と同様である。したがって、ガスセンサ１（Ｃ）は、非加締め部分５２（Ｃ）の先端に面取り加工が施された弾性体５０（Ｃ）を用いて、筒状体２０内の気密性の悪化、弾性体５０（Ｃ）の破断、接点ずれの発生などの各リスクを、抑制することができる。
【0116】
図３（図３の（Ａ）～（Ｃ））を用いて説明してきたとおり、ガスセンサ１（Ａ）～１（Ｃ）において、弾性体５０（Ａ）～５０（Ｃ）の非加締め部分５２（Ａ）～５２（Ｃ）の直径は、軸方向において変化する。本発明に係るガスセンサは、「縮径部における径が、軸方向において一定である」筒状体と、「軸方向において径が一定である」被加締め部分（弾性体の、縮径部によって加締められている部分）とを備えればよく、弾性体の非加締め部分の形状は特に限られない。図３（図３の（Ａ）～（Ｃ））に例示するように、本発明に係るガスセンサにおいて、弾性体の非加締め部分（軸方向において、被加締め部分よりも先端側の部分、縮径部によって加締められていない部分）の径（直径）は、軸方向において変化してもよい。本発明に係るガスセンサは、非加締め部分の径が軸方向において変化する弾性体を用いて、筒状体内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生などの各リスクを、抑制することができるとの効果を奏する。
【0117】
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は、非加締め部分の径が軸方向において変化する弾性体を備えてもよい。例えば、本発明に係るガスセンサにおいて、非加締め部分の径は、軸方向において先端側ほど小さくてもよいし、また、非加締め部分の軸方向における先端側の端部（先端）には、面取り加工が施されていてもよい。
【0118】
ここで、上述のとおり、本発明に係るガスセンサにおいて、弾性体の非加締め部分は、「弾性体の、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」よりも、軸方向において先端側の部分である。そして、本発明に係るガスセンサは、「弾性体の先端面（第１端面）と接して、係る第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する」位置固定部を備えている。そのため、本発明に係るガスセンサにおいて、非加締め部分の先端側の端面である先端面（つまり、弾性体の第１端面）は、位置固定部（特に、位置固定部の後端側の端面である後端面（第２端面））に接している。
【0119】
したがって、本発明に係るガスセンサは、非加締め部分の先端面（第１端面）と、位置固定部（特に、位置固定部の後端面（第２端面））との接触面積を小さくすることによって、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、ガスセンサの先端側にある熱源から位置固定部を介して弾性体へと熱が伝わるのを抑制し、つまり、位置固定部から弾性体への伝熱を抑制することができるとの効果を奏する。本発明に係るガスセンサは、弾性体の先端側の非加締め部分と位置固定部との接触面積を小さくすることで、位置固定部から弾性体への伝熱を抑制し、弾性体の熱劣化を抑制することができる。本発明に係るガスセンサは、例えば、非加締め部分の径を、軸方向において先端側ほど小さくしたり、非加締め部分の先端に面取り加工を施したりすることで、弾性体の先端側の非加締め部分と位置固定部との接触面積を小さくしてもよい。
【0120】
＜位置固定部についての考察＞
図１～図３を用いて説明してきたガスセンサ１、１（Ａ）～１（Ｃ）は、何れも、「弾性体の、軸方向における先端側の端面である第１端面と接して、該第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」として、スペーサ７０を備えていた。しかしながら、本発明に係るガスセンサにとって、上述の位置固定部としてスペーサ７０を備えることは必須ではない。本発明に係るガスセンサは、セラミックハウジング（具体的には、センサ素子の素子電極と、端子金具の素子接触部とを収容したセラミックハウジング）を、上述の位置固定部として利用してもよい。以下、本発明の一側面に係るガスセンサとして、スペーサに代えてセラミックハウジングを位置固定部とするガスセンサの例を、図４を用いて説明する。
図１～図３を用いて説明してきたガスセンサ１、１（Ａ）～１（Ｃ）は、何れも、「弾性体の、軸方向における先端側の端面である第１端面と接して、該第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」として、スペーサ７０を備えていた。しかしながら、本発明に係るガスセンサにとって、上述の位置固定部としてスペーサ７０を備えることは必須ではない。本発明に係るガスセンサは、セラミックハウジング（具体的には、センサ素子の素子電極と、端子金具の素子接触部とを収容したセラミックハウジング）を、上述の位置固定部として利用してもよい。以下、本発明の一側面に係るガスセンサとして、スペーサに代えてセラミックハウジングを位置固定部とするガスセンサの例を、図４を用いて説明する。
【0121】
図４は、変形例４に係るガスセンサ１（Ｄ）の要部を模式的に示す拡大断面図である。具体的には、図４は、ガスセンサ１（Ｄ）の後端側の詳細を示す。図４において、紙面左右方向が、ガスセンサ１（Ｄ）の軸方向（長手方向）であり、紙面左側が先端側、紙面右側が後端側である。図４に例示するガスセンサ１（Ｄ）は、以下の点を除いて、ガスセンサ１と同様である。すなわち、ガスセンサ１（Ｄ）は、セラミックハウジング６０、筒状体２０、弾性体５０に代えて、セラミックハウジング６０（Ｄ）、筒状体２０（Ｄ）、弾性体５０（Ｄ）を備える点を除いて、ガスセンサ１と同様である。そのため、以下の説明においては、セラミックハウジング６０（Ｄ）、筒状体２０（Ｄ）、弾性体５０（Ｄ）以外の構成については、説明を省略する。
【0122】
図４に例示するように、ガスセンサ１（Ｄ）は、ガスセンサ１が備えていたスペーサ７０を備えていない。ガスセンサ１（Ｄ）は、スペーサ７０に代えて、セラミックハウジング６０（Ｄ）を、「弾性体の、軸方向における先端側の端面である第１端面と接して、該第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」として備える。すなわち、ガスセンサ１（Ｄ）は、「弾性体５０（Ｄ）の先端面５３（Ｄ）（第１端面）と接して、先端面５３（Ｄ）の軸方向における先端側への移動を制限する」セラミックハウジング６０（Ｄ）を、備える。セラミックハウジング６０（Ｄ）は、本発明の「位置固定部」の一例である。
【0123】
具体的には、図４に例示するガスセンサ１（Ｄ）において、弾性体５０（Ｄ）の先端面５３（Ｄ）（第１端面）は、セラミックハウジング６０（Ｄ）の後端面６１（Ｄ）（軸方向における後端側の端面、第２端面）に接している。そして、セラミックハウジング６０（Ｄ）は、セラミックハウジング６０と同様に、筒状体２０（Ｄ）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。例えば、セラミックハウジング６０（Ｄ）は、不図示のセラハウ固定部材によって、筒状体２０（Ｄ）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（Ｄ）の内部でセラミックハウジング６０（Ｄ）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。
【0124】
そのため、弾性体５０（Ｄ）の先端面５３（Ｄ）は、セラミックハウジング６０（Ｄ）の後端面６１（Ｄ）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。つまり、ガスセンサ１（Ｄ）は、弾性体５０（Ｄ）の先端面５３（Ｄ）（弾性体の、軸方向における先端側の端面である第１端面）と接して、先端面５３（Ｄ）の軸方向における先端側への移動を制限するセラミックハウジング６０（Ｄ）を備える。
【0125】
ガスセンサ１（Ｄ）は、上述の数式（１）を満たすように各部材のサイズ等を調整することで、位置固定部としてのセラミックハウジング６０（Ｄ）により、弾性体５０（Ｄ）の軸方向の変形を、径方向の変形へと好適に変換する。それゆえ、ガスセンサ１（Ｄ）は、筒状体２０（Ｄ）内の気密性を確保することができ、また、接点ずれの発生を効果的に防止できるとの効果を奏する。ガスセンサ１（Ｄ）の各部材のサイズ等が満たす数式（１）について、詳細は後述する。
【0126】
＜縮径部の個数についての考察＞
図１～図３を用いて説明してきたガスセンサ１、１（Ａ）～１（Ｃ）は、何れも、「筒状体の後端側の開口端を封止するための弾性体の一部を周囲から加締める縮径部」が「１つ」形成された筒状体を備えていた。しかしながら、本発明に係るガスセンサにとって、筒状体に形成する「筒状体の後端側の開口端を封止するための弾性体の一部を周囲から加締める縮径部」を「１つ」とすることは必須ではない。本発明に係るガスセンサは、「筒状体の後端側の開口端を封止するための弾性体の一部を周囲から加締める縮径部」が「複数」形成された筒状体を備えていてもよい。
図１～図３を用いて説明してきたガスセンサ１、１（Ａ）～１（Ｃ）は、何れも、「筒状体の後端側の開口端を封止するための弾性体の一部を周囲から加締める縮径部」が「１つ」形成された筒状体を備えていた。しかしながら、本発明に係るガスセンサにとって、筒状体に形成する「筒状体の後端側の開口端を封止するための弾性体の一部を周囲から加締める縮径部」を「１つ」とすることは必須ではない。本発明に係るガスセンサは、「筒状体の後端側の開口端を封止するための弾性体の一部を周囲から加締める縮径部」が「複数」形成された筒状体を備えていてもよい。
【0127】
すなわち、図４に例示するガスセンサ１（Ｄ）において、筒状体２０（Ｄ）（具体的には、外筒２２（Ｄ））の後端側には、弾性体５０（Ｄ）の一部を周囲から加締める縮径部が複数形成され、具体的には、縮径部２２１（１）～２２１（３）が形成されている。そして、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれにおける筒状体２０（Ｄ）の径は、軸方向において一定である。すなわち、縮径部２２１（１）における筒状体２０（Ｄ）の径は軸方向において一定であり、縮径部２２１（２）における筒状体２０（Ｄ）の径は軸方向において一定であり、縮径部２２１（３）における筒状体２０（Ｄ）の径は軸方向において一定である。
【0128】
弾性体５０（Ｄ）は、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれによって加締められている部分である被加締め部分５１（１）～５１（３）と、軸方向において被加締め部分５１（１）～５１（３）よりも先端側の部分である非加締め部分５２とを含む。
【0129】
被加締め部分５１（１）～５１（３）は、それぞれ、弾性体５０（Ｄ）の、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれによって加締められている部分である。具体的には、被加締め部分５１（１）は、弾性体５０（Ｄ）の、縮径部２２１（１）によって周囲から加締められた部分である。被加締め部分５１（２）は、弾性体５０（Ｄ）の、縮径部２２１（２）によって周囲から加締められた部分である。被加締め部分５１（３）は、弾性体５０（Ｄ）の、縮径部２２１（３）によって周囲から加締められた部分である。
【0130】
非加締め部分５２は、軸方向において被加締め部分５１（１）～５１（３）の何れよりも先端側の部分であり、図４に示す例では、被加締め部分５１（１）～５１（３）のうち、最も先端側に配置された被加締め部分５１（１）よりも、先端側の部分である。非加締め部分５２は、軸方向において被加締め部分５１（１）～５１（３）よりも先端側の、縮径部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。
【0131】
被加締め部分５１（１）～５１（３）のそれぞれの直径である加締め後直径Ｄｂ（１）～Ｄｂ（３）は、それぞれ、軸方向において一定である。すなわち、被加締め部分５１（１）の直径である加締め後直径Ｄｂ（１）は、軸方向において一定である。被加締め部分５１（２）の直径である加締め後直径Ｄｂ（２）は、軸方向において一定である。被加締め部分５１（３）の直径である加締め後直径Ｄｂ（３）は、軸方向において一定である。
【0132】
これまでに説明してきたとおり、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれにおける筒状体２０（Ｄ）の径は、軸方向において一定である。また、被加締め部分５１（１）～５１（３）のそれぞれの直径である加締め後直径Ｄｂ（１）～Ｄｂ（３）は、それぞれ、軸方向において一定である。そのため、ガスセンサ１（Ｄ）は、「外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることで、外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生などの各リスクが上昇する」という従来のガスセンサが直面する課題を解決することができる。すなわち、ガスセンサ１（Ｄ）は、上述の各リスクを、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれにおける筒状体２０（Ｄ）の径を軸方向に一定とすることで抑制することができるとの効果を奏する。
【0133】
また、ガスセンサ１（Ｄ）は、セラミックハウジング６０（Ｄ）を、「弾性体の、軸方向における先端側の端面である第１端面と接して、該第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」として備える。そして、ガスセンサ１（Ｄ）において、複数の縮径部２２１（つまり、縮径部２２１（１）～２２１（３））のそれぞれについて算出される総合パラメータＰｃの合計は、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下である。
【0134】
具体的には、縮径部２２１（１）、２２１（２）、２２１（３）のそれぞれについて算出される総合パラメータＰｃ（１）、Ｐｃ（２）、Ｐｃ（３）の合計は、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下である。つまり、総合パラメータＰｃ（１）と、総合パラメータＰｃ（２）と、総合パラメータＰｃ（３）との和は、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下である。
【0135】
縮径部２２１（１）について算出される総合パラメータＰｃ（１）は、加締め前直径Ｄａ、加締め後直径Ｄｂ（１）、縮径部長Ｌｃ（１）、非加締め長Ｌｄ、第１面積Ａｅ、および、第２面積Ａｆを用いて、以下のように表わされる。すなわち、「Ｐｃ（１）＝ｋ×｛（Ｌｃ（１）×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ（１）／Ｄａ）」と表される。
【0136】
加締め前直径Ｄａは、ガスセンサ１と同様に、縮径部２２１によって周囲から加締められる前の、弾性体５０（Ｄ）の直径を表す。図４に示す例では、加締め前直径Ｄａは、弾性体５０（Ｄ）の後端面（軸方向において後端側の端面）の直径である。加締め後直径Ｄｂ（１）は、弾性体５０（Ｄ）の、縮径部２２１（１）によって加締められている部分の直径を表し、つまり、弾性体５０（Ｄ）の被加締め部分５１（１）の直径を表す。縮径部長Ｌｃ（１）は、縮径部２２１（１）の軸方向の長さを表す。非加締め長Ｌｄは、弾性体５０（Ｄ）の「軸方向において、被加締め部分５１（１）～５１（３）の何れよりも先端側の部分」の軸方向の長さを表し、つまり、弾性体５０の（Ｄ）の非加締め部分５２（Ｄ）の軸方向の長さを表す。第１面積Ａｅは、弾性体５０（Ｄ）の「軸方向における先端側の端面」である先端面５３（Ｄ）の面積を表す。第２面積Ａｆは、「位置固定部の、軸方向における後端側の端面である第２端面」の面積を表し、ガスセンサ１（Ｄ）においては、位置固定部であるセラミックハウジング６０（Ｄ）の後端面６１（Ｄ）の面積を表す。
【0137】
同様に、縮径部２２１（２）について算出される総合パラメータＰｃ（２）は、加締め前直径Ｄａ、加締め後直径Ｄｂ（２）、縮径部長Ｌｃ（２）、非加締め長Ｌｄ、第１面積Ａｅ、および、第２面積Ａｆを用いて、以下のように表わされる。すなわち、「Ｐｃ（２）＝ｋ×｛（Ｌｃ（２）×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ（２）／Ｄａ）」と表される。加締め後直径Ｄｂ（２）は、弾性体５０（Ｄ）の、縮径部２２１（２）によって加締められている部分の直径を表し、つまり、弾性体５０（Ｄ）の被加締め部分５１（２）の直径を表す。縮径部長Ｌｃ（２）は、縮径部２２１（２）の軸方向の長さを表す。
【0138】
また、縮径部２２１（３）について算出される総合パラメータＰｃ（３）は、加締め前直径Ｄａ、加締め後直径Ｄｂ（３）、縮径部長Ｌｃ（３）、非加締め長Ｌｄ、第１面積Ａｅ、および、第２面積Ａｆを用いて、以下のように表わされる。すなわち、「Ｐｃ（３）＝ｋ×｛（Ｌｃ（３）×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ（３）／Ｄａ）」と表される。加締め後直径Ｄｂ（３）は、弾性体５０（Ｄ）の、縮径部２２１（３）によって加締められている部分の直径を表し、つまり、弾性体５０（Ｄ）の被加締め部分５１（３）の直径を表す。縮径部長Ｌｃ（３）は、縮径部２２１（３）の軸方向の長さを表す。
【0139】
なお、上述のとおり、縮径部２２１（１）、２２１（２）、２２１（３）（言い換えれば、被加締め部分５１（１）、５１（２）、５１（３））について、以下の各サイズ等は共通である。すなわち、弾性体５０（Ｄ）の加締め前直径Ｄａ、非加締め部分５２（Ｄ）の非加締め長Ｌｄ、弾性体５０（Ｄ）の先端面５３（Ｄ）の面積（第１面積Ａｅ）、および、セラミックハウジング６０（Ｄ）の後端面６１（Ｄ）の面積（第２面積Ａｆ）は、共通である。
【0140】
本件発明者らは、「筒状体の後端側の開口端を封止するための弾性体の一部を周囲から加締める縮径部」を筒状体に複数形成したガスセンサを用いて実験を行ない、以下の事象を確認した。すなわち、係るガスセンサの各部材のサイズ等が以下の条件を満たすと、前記筒状体内の気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止できることを確認した。すなわち、複数の前記縮径部のそれぞれについて算出した総合パラメータＰｃの合計が、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下である場合、前記筒状体内の気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止できることを確認した。
【0141】
そして、ガスセンサ１（Ｄ）は、筒状体２０（Ｄ）の後端側に縮径部２２１（１）～２２１（３）が形成され、総合パラメータＰｃ（１）、Ｐｃ（２）、Ｐｃ（３）の合計は、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下である。つまり、ガスセンサ１（Ｄ）において、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれについて算出した「｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）」の合計は、「０．０３８」以上、「０．１７１」以下である。
【0142】
したがって、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれについて算出される総合パラメータＰｃ（１）～Ｐｃ（３）の合計が、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下であるガスセンサ１（Ｄ）は、以下の効果を奏する。すなわち、ガスセンサ１（Ｄ）は、筒状体２０（Ｄ）内の気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止できるとの効果を奏する。
【0143】
なお、筒状体２０（Ｄ）の後端側に縮径部２２１（１）～２２１（３）が形成されたガスセンサ１（Ｄ）において、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれについて算出される総合パラメータＰｃ（１）～Ｐｃ（３）の合計は、以下の範囲にあってもよい。すなわち、総合パラメータＰｃ（１）～Ｐｃ（３）の合計は、「０．０５０ｋ」以上、かつ、「０．０９４ｋ」以下であってもよい。
【0144】
筒状体の後端側に複数の縮径部を設けたガスセンサは、係る複数の縮径部のそれぞれの総合パラメータＰｃの値の合計を以下の範囲とすることで、筒状体内の気密性を著しく良好なものとし、また、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになる。すなわち、複数の縮径部のそれぞれの総合パラメータＰｃの値の合計を、「０．０５０ｋ」以上、かつ、「０．０９４ｋ」以下とすることで、ガスセンサは、筒状体内の気密性を著しく良好なものとし、また、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになる。したがって、ガスセンサ１（Ｄ）は、総合パラメータＰｃ（１）～Ｐｃ（３）の合計を、「０．０５０ｋ」以上、かつ、「０．０９４ｋ」以下とすることで、筒状体内の気密性を著しく良好なものとし、また、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになる。
【0145】
［特徴］
以上のとおり、本発明に係るガスセンサは、被測定ガスの特定ガス濃度を検出可能なガスセンサであって、センサ素子と、筒状体と、端子金具と、リード線と、弾性体とを備える。例えば、ガスセンサ１は、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（長手方向）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である。筒状体２０の内部にはセンサ素子１０が配置され、筒状体２０には開口端が形成されている。リード線４０は、軸方向に延びる端子金具３０を介して、センサ素子１０の素子電極と電気的に接続する。また、リード線４０は、筒状体２０の開口端（例えば、後端側の開口端）から外方に延びる。弾性体５０は、筒状体２０の開口端（例えば、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。
以上のとおり、本発明に係るガスセンサは、被測定ガスの特定ガス濃度を検出可能なガスセンサであって、センサ素子と、筒状体と、端子金具と、リード線と、弾性体とを備える。例えば、ガスセンサ１は、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（長手方向）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である。筒状体２０の内部にはセンサ素子１０が配置され、筒状体２０には開口端が形成されている。リード線４０は、軸方向に延びる端子金具３０を介して、センサ素子１０の素子電極と電気的に接続する。また、リード線４０は、筒状体２０の開口端（例えば、後端側の開口端）から外方に延びる。弾性体５０は、筒状体２０の開口端（例えば、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。
【0146】
本発明に係るガスセンサは、さらに、「弾性体の、軸方向における先端側の端面（第１端面）と接して、係る第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」を備える。
【0147】
例えば、ガスセンサ１は、「弾性体の第１端面と接して、係る第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」として、スペーサ７０を備える。すなわち、ガスセンサ１は、弾性体５０の先端面５３（第１端面）と接して、先端面５３の軸方向における先端側への移動を制限するスペーサ７０を備える。具体的には、ガスセンサ１において、スペーサ７０は、軸方向においてセラミックハウジング６０よりも後端側に配置され、セラミックハウジング６０によって軸方向における先端側への移動が制限されている。そして、セラミックハウジング６０は、センサ素子１０の素子電極と、端子金具３０の素子接触部３１とを収容している。そのため、ガスセンサ１において、弾性体５０の先端面５３は、スペーサ７０と接して、スペーサ７０によって、軸方向における先端側への移動を制限されている。
【0148】
なお、ガスセンサ１において、セラミックハウジング６０とスペーサ７０とは一体の部材であってもよく、その場合、弾性体５０の先端面５３は、係る一体の部材と接して、係る一体の部材によって、軸方向における先端側への移動を制限されることになる。すなわち、ガスセンサ１は、スペーサ７０と一体に形成されたセラミックハウジング６０を、上述の位置固定部として備えていてもよい。
【0149】
ただし、本発明に係るガスセンサにとって、「弾性体の第１端面（先端面）と接して、係る第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」として、スペーサ７０を備えることは必須ではない。本発明に係るガスセンサは、スペーサ７０を備えていなくてもよく、スペーサ７０に代えて、「センサ素子１０の素子電極と、端子金具３０の素子接触部３１と、を収容したセラミックハウジング」を、位置固定部として備えていてもよい。
【0150】
例えば、ガスセンサ１（Ｄ）は、「弾性体の、軸方向における先端側の端面（第１端面）と接して、係る第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」として、セラミックハウジング６０（Ｄ）を備える。すなわち、ガスセンサ１（Ｄ）は、弾性体５０（Ｄ）の軸方向における先端側の端面である先端面５３（Ｄ）（第１端面）と接して、先端面５３（Ｄ）の軸方向における先端側への移動を制限するセラミックハウジング６０（Ｄ）を備える。セラミックハウジング６０（Ｄ）は、ガスセンサ１におけるセラミックハウジング６０と同様に、センサ素子１０の素子電極と、端子金具３０の素子接触部３１とを収容している。そして、セラミックハウジング６０（Ｄ）は、筒状体２０（Ｄ）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。
【0151】
本発明に係るガスセンサにおいて、筒状体の後端側には、弾性体の一部を周囲から加締める縮径部が形成され、係る縮径部における筒状体の径は、軸方向において一定である。また、本発明に係るガスセンサにおいて、弾性体の、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である加締め後直径Ｄｂは、軸方向において一定である。
【0152】
例えば、ガスセンサ１において、筒状体２０（外筒２２）の後端側には、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、縮径部２２１における筒状体２０の径は、軸方向において一定である。また、ガスセンサ１において、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の直径である加締め後直径Ｄｂは、軸方向において一定である。
【0153】
同様に、ガスセンサ１（Ｄ）において、筒状体２０（Ｄ）の後端側には、弾性体５０（Ｄ）の一部を周囲から加締める縮径部２２１（１）～２２１（３）が形成されている。そして、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれにおける筒状体２０の径は、軸方向において一定である。また、弾性体５０（Ｄ）の被加締め部分５１（１）～５１（３）のそれぞれの直径である加締め後直径Ｄｂ（１）～Ｄｂ（３）は、それぞれ、軸方向において一定である。被加締め部分５１（１）～５１（３）は、それぞれ、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれによって加締められている部分である。
【0154】
本発明に係るガスセンサにおいて、「加締め前直径Ｄａ」、「加締め後直径Ｄｂ」、「縮径部長Ｌｃ」、「非加締め長Ｌｄ」、「第１面積Ａｅ」、および、「第２面積Ａｆ」は、以下の数式（１）を満たす。すなわち、本発明に係るガスセンサは、
０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１
・・・数式（１）
を満たす。
０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１
・・・数式（１）
を満たす。
【0155】
数式（１）において、「加締め前直径Ｄａ」は、「筒状体の後端側に形成された、弾性体の一部を周囲から加締める縮径部」によって周囲から加締められる前の、弾性体の直径を表す。例えば、ガスセンサ１において加締め前直径Ｄａは、縮径部２２１によって周囲から加締められる前の、弾性体５０の直径を表す。「加締め後直径Ｄｂ」は、「弾性体の、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、例えば、ガスセンサ１において加締め後直径Ｄｂは、弾性体５０の被加締め部分５１の直径を表す。「縮径部長Ｌｃ」は、「筒状体の後端側に形成され、弾性体の一部を周囲から加締める縮径部」の軸方向の長さを表し、例えば、ガスセンサ１において縮径部長Ｌｃは、縮径部２２１の軸方向の長さを表す。「非加締め長Ｌｄ」は、「弾性体の、軸方向において被加締め部分よりも先端側の部分である非加締め部分」の長さ（軸方向の長さ）を表し、例えば、ガスセンサ１において非加締め長Ｌｄは、弾性体５０の非加締め部分５２の長さ（軸方向の長さ）を表す。
【0156】
「第１面積Ａｅ」は、「弾性体の、軸方向における先端側の端面（第１端面）」の面積を表す。例えば、ガスセンサ１において第１面積Ａｅは、弾性体５０の先端面５３の面積を表す。また、ガスセンサ１（Ｄ）において第１面積Ａｅは、弾性体５０（Ｄ）の先端面５３（Ｄ）の面積を表す。
【0157】
「第２面積Ａｆ」は、「弾性体の第１端面と接する、位置固定部の、軸方向における後端側の端面（第２端面）」の面積を表す。前述のとおり、ガスセンサ１において位置固定部はスペーサ７０であるから、ガスセンサ１において第２面積Ａｆは、スペーサ７０の後端面７１（第２端面）の面積を表す。また、ガスセンサ１（Ｄ）において位置固定部はセラミックハウジング６０（Ｄ）であるから、ガスセンサ１（Ｄ）において第２面積Ａｆは、セラミックハウジング６０（Ｄ）の後端面６１（Ｄ）（第２端面）の面積を表す。
【0158】
以上に説明してきた通り、本発明に係るガスセンサにおいて、縮径部における筒状体（従来のガスセンサの「外筒」に相当する）の径は、軸方向に一定であり、また、弾性体の、被加締め部分の直径である加締め後直径Ｄｂは、軸方向に一定である。
【0159】
そのため、本発明に係るガスセンサは、「外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることで、外筒内の気密性を確保するのが困難となったり、また、弾性体が破断したり、接点ずれを発生させたりするリスクが高くなる」といった従来のガスセンサの課題を解決できる。すなわち、本発明に係るガスセンサは、外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることで上昇する、「外筒内の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」などの各リスクを、縮径部における筒状体の径を軸方向に一定とすることで抑制できる。
【0160】
ここで、筒状体について良好な気密性を得るためには、弾性体（筒状体の開口端を封止し、リード線が挿入される弾性体）を周囲から加締めて、弾性体に適切な応力を与えることが重要となる。そして、一般的に、弾性体の、筒状体によって周囲から加締められる部分（被加締め部分）において、弾性体に過剰な軸方向の応力が加わらない範囲で、縮径部の径を小さくすることで、筒状体内の気密性を向上できることが知られている。ただし、縮径部の径を小さくして弾性体の圧縮率を上げ過ぎると、弾性体の軸方向の変形が大きくなり過ぎ、弾性体の、軸方向における先端側の端面である第１端面の位置を、位置固定部によって許容範囲に保つことが困難となる。例えば、位置固定部によって、第１端面の位置を、接点ずれを発生させない範囲に保つことが困難となる。
【0161】
そこで、本発明に係るガスセンサは、弾性体の非加締め部分に適切な応力を与えることで、縮径部における筒状体の径および加締め後直径Ｄｂが軸方向に一定であっても、筒状体内の気密性を良好なものとする。すなわち、本発明に係るガスセンサは、縮径部の縮径部長Ｌｃと弾性体の圧縮量とに応じて発生する、弾性体の軸方向の変形を、位置固定部により、径方向の変形（気密性に寄与する変形）へと変換することで、筒状体内の良好な気密性を実現する。特に、本発明に係るガスセンサは、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、弾性体の軸方向の変形が大きくなり過ぎるのを防いで、位置固定部によって、弾性体の第１端面の位置を許容範囲に保つことができる。
【0162】
例えば、ガスセンサ１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、弾性体５０の軸方向の変形が大きくなり過ぎるのを防いで、スペーサ７０によって、弾性体５０の先端面５３の位置を許容範囲に保つことができる。同様に、ガスセンサ１（Ｄ）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、弾性体５０（Ｄ）の軸方向の変形が大きくなり過ぎるのを防いで、セラミックハウジング６０（Ｄ）によって、弾性体５０（Ｄ）の先端面５３（Ｄ）の位置を許容範囲に保つことができる。
【0163】
具体的には、弾性体の圧縮率Ｒｃは、弾性体の加締め前直径Ｄａと、弾性体（被加締め部分）の加締め後直径Ｄｂとを用いて、「Ｒｃ＝１－Ｄｂ／Ｄａ」と表される。そのため、弾性体の軸方向の変形量（特に、先端側への変形量）Δ［ｍｍ］は、弾性体の材料により決定される定数ｋ、縮径部の縮径部長Ｌｃ、および、弾性体の圧縮率Ｒｃを用いて、「Δ＝ｋ×Ｌｃ×Ｒｃ」と表すことができる。なお、弾性体は、被加締め部分の軸方向における中央の位置から、軸方向の両側に変形する。そのため、軸方向の先端側への弾性体の変形量Δは、軸方向の両側（先端側および後端側の両方）への弾性体の変形量の、例えば、半分（「１／２」）となる。ただし、定数ｋは「１／２」を含むものとして、「Δ＝ｋ×Ｌｃ×Ｒｃ」と表されるΔによって、弾性体の軸方向の先端側への変形量を表すことができる。したがって、軸方向の変形量Δに対する、弾性体の非加締め長Ｌｄの割合である第１パラメータＰｆは、「Ｐｆ＝Δ／Ｌｄ」と表すことができる。そして、前述のとおり、「Δ＝ｋ×Ｌｃ×Ｒｃ」であり、「Ｒｃ＝１－Ｄｂ／Ｄａ」であるから、第１パラメータＰｆは、「Ｐｆ＝｛ｋ×Ｌｃ×（１－Ｄｂ／Ｄａ）｝／Ｌｄ」と表すことができる。第１パラメータＰｆは、弾性体に加わる応力を、軸方向の変形へと変換する効率（変換効率）を評価する指標であり、第１パラメータＰｆの値が大きい程、弾性体に加わる応力を、軸方向の変形へと変換する変換効率は高いことになる。
【0164】
また、弾性体において、軸方向の変形が径方向の変形へと変換される効率を評価する指標である第２パラメータＰｓは、以下のように表わすことができる。すなわち、第２パラメータＰｓは、弾性体の先端側の端面（第１端面）の面積である第１面積Ａｅと、位置固定部の後端側の端面（第２端面）の面積である第２面積Ａｆとの比として表すことができる。具体的には、「Ｐｓ＝Ａｆ／Ａｅ」と表すことができる。第２パラメータＰｓの値が大きい程、弾性体において、軸方向の変形が径方向の変形へと変換される効率は、高いことになる。
【0165】
上述のとおり、第１パラメータＰｆが大きい程、弾性体に加わる応力を、軸方向の変形へと変換する変換効率は高く、また、第２パラメータＰｓが大きい程、弾性体において、軸方向の変形が径方向の変形へと変換される効率は、高い。そのため、弾性体の変形（軸方向の変形量、径方向の変形量、および、両者のバランスなど）を評価する指標である総合パラメータＰｃは、「Ｐｃ＝Ｐｆ×Ｐｓ」と表すことができる。そして、「Ｐｆ＝｛ｋ×Ｌｃ×（１－Ｄｂ／Ｄａ）｝／Ｌｄ」であり、「Ｐｓ＝Ａｆ／Ａｅ」であるから、「Ｐｃ＝ｋ×｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）」と表すことができる。
【0166】
本件発明者らは、実験により、弾性体によって実現される筒状体（従来のガスセンサの「外筒」に相当する）の気密性を確保するには、総合パラメータＰｃの値は「０．０３８ｋ」以上とすることが必要であることを確認した。
【0167】
また、本件発明者らは、実験により、「弾性体の軸方向の変形、移動が大きくなって接点ずれを発生させる」事態を回避するためには、総合パラメータＰｃの値は「０．１７１ｋ」以下とすることが必要であることを確認した。具体的には、ガスセンサにおいて、「弾性体の軸方向における変形が過大となって、軸方向の変形を位置固定部によって径方向の変形へと変換しきれなくなる」と、位置固定部自体が、軸方向に（特に、先端側に）移動することになる。そこで、本件発明者らは、「位置固定部が、弾性体の軸方向における変形を、径方向の変形へと変換できる」範囲の総合パラメータＰｃの値を、実験により求めた。具体的には、本件発明者らは、弾性体の第１端面の位置移動（先端側への移動）を許容範囲に保つ総合パラメータＰｃの値を、実験により求めた。その結果、本件発明者らは、総合パラメータＰｃの値を「０．１７１ｋ」以下とすることで、弾性体の第１端面の位置移動を許容範囲に保つことができることを確認した。
【0168】
以上に説明してきた通り、本件発明者らは、実験により、総合パラメータＰｃの値が以下の範囲にある場合、筒状体（外筒）内の気密性を確保し、かつ、接点ずれの発生を効果的に防止できることを確認した。すなわち、本件発明者らは、総合パラメータＰｃの値を、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下とすることで、気密性を確保し、また、接点ずれの発生を効果的に防止できることを確認した。ここで、「Ｐｃ＝ｋ×｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）」であるから、「０．０３８ｋ≦ｋ×｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１ｋ」と整理できる。この関係式の各辺においては「定数ｋ」が共通するため、この定数ｋを各辺から除くと、「０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１」となる。
【0169】
そして、本発明に係るガスセンサは、数式（１）を満たし、つまり、「０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１」を満たす。したがって、本発明に係るガスセンサは、外筒（筒状体）の後端側をテーパー状に加締めることなく、外筒内の気密性を確保することができ、また、接点ずれの発生を効果的に防止することができるとの効果を奏する。
【0170】
なお、本件発明者らは、実験により、位置固定部の第２端面の面積である第２面積Ａｆを、弾性体の第１端面の面積である第１面積Ａｅよりも大きくしても、第２パラメータＰｓは改善されないことを確認した。
【0171】
本件発明者らは、例えば、ガスセンサ１において、スペーサ７０の後端面７１の面積である第２面積Ａｆを、弾性体５０の先端面５３の面積である第１面積Ａｅよりも大きくしても、第２パラメータＰｓは改善されないことを確認した。同様に、ガスセンサ１（Ｄ）において、セラミックハウジング６０（Ｄ）の後端面６１（Ｄ）の面積である第２面積Ａｆを、弾性体５０（Ｄ）の先端面５３（Ｄ）の面積である第１面積Ａｅよりも大きくしても、第２パラメータＰｓは改善されないことを確認した。
【0172】
また、本件発明者らは、実験により、弾性体の圧縮率Ｒｃ（＝１－Ｄｂ／Ｄａ）の上限は、弾性体の材料に応じて決定されることを確認した。例えば、弾性体の材料をフッ素ゴムとした場合、圧縮率Ｒｃの上限（圧縮限界）は「０．２５」である。そして、本件発明者らは、弾性体の圧縮率Ｒｃが、弾性体の材料に応じて決定される圧縮限界（例えば、「０．２５」）以下の範囲にある場合、弾性体が破断することはない（つまり、弾性体の破断リスクを抑制できる）ことも確認した。
【0173】
上述のとおり、本発明に係るガスセンサにおいて、筒状体の後端側には、上述の縮径部が複数形成されていてもよい。すなわち、本発明に係るガスセンサにおいて、筒状体の後端側には、弾性体の一部を周囲から加締める縮径部が複数形成され、係る複数の縮径部のそれぞれにおける筒状体の径は、軸方向において一定であってもよい。そして、「弾性体の、複数の縮径部のそれぞれによって加締められている部分である複数の被加締め部分」の、それぞれの直径（それぞれの加締め後直径Ｄｂ）は、軸方向において一定であってもよい。
【0174】
筒状体の後端側に複数の縮径部を形成する場合、上述の加締め前直径Ｄａ、非加締め長Ｌｄ、第１面積Ａｅ、および、第２面積Ａｆは、それぞれ、複数の縮径部について共通である。そして、複数の縮径部のそれぞれの加締め後直径Ｄｂ、縮径部長Ｌｃを用いて、複数の縮径部のそれぞれについて算出した、｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）の合計は、０．０３８以上、０．１７１以下である。
【0175】
例えば、ガスセンサ１（Ｄ）において、筒状体２０（Ｄ）の後端側には、弾性体５０（Ｄ）の一部を周囲から加締める縮径部２２１（１）～２２１（３）が形成されている。縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれにおける筒状体２０（Ｄ）の径は、軸方向において一定である。また、弾性体５０（Ｄ）の、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれによって加締められている部分である被加締め部分５１（１）～５１（３）のそれぞれの径は、軸方向において一定である。すなわち、被加締め部分５１（１）～５１（３）のそれぞれの直径である加締め後直径Ｄｂ（１）～Ｄｂ（３）は、それぞれ、軸方向において一定である。
【0176】
また、ガスセンサ１（Ｄ）において、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれについて算出される総合パラメータＰｃ（１）～Ｐｃ（３）の合計は、「０．０３８ｋ」以上、かつ、「０．１７１ｋ」以下である。言い換えれば、ガスセンサ１（Ｄ）において、縮径部２２１（１）～２２１（３）のそれぞれについて算出される「｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）」の合計は、０．０３８以上、０．１７１以下である。
【0177】
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は、数式（１）を満たすように各部材のサイズ等が調整されることで、筒状体内の気密性を確保することができ、また、接点ずれの発生を効果的に防止することができるとの効果を奏する。ここで、本件発明者らは、実験によりさらに、総合パラメータＰｃの値を、「０．０５０ｋ」以上、かつ、「０．０９４ｋ」以下とすることで、筒状体内の気密性が著しく向上し、また、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになることを確認した。
【0178】
したがって、本発明に係るガスセンサにおいて、弾性体の加締め前直径Ｄａ、弾性体の加締め後直径Ｄｂ、縮径部の縮径部長Ｌｃ、弾性体の非加締め長Ｌｄ、弾性体の第１端面の面積である第１面積Ａｅ、および、位置固定部の第２端面の面積である第２面積Ａｆは、以下の数式（２）を満たすことが望ましい。すなわち、
０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４
・・・数式（２）
を満たすことが望ましい。
０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４
・・・数式（２）
を満たすことが望ましい。
【0179】
上述の数式（２）を満たす場合、本発明に係るガスセンサは、筒状体内の気密性を著しく良好なものとし、また、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになるとの効果を奏する。
【0180】
なお、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、「弾性体の、軸方向における先端側の端面（第１端面）と接して、係る第１端面の軸方向における先端側への移動を制限する位置固定部」は、以下の何れかであればよい。すなわち、本発明に係るガスセンサにおいて、上述の位置固定部は、「センサ素子の素子電極と、端子金具の素子接触部と、を収容したセラミックハウジング」であってもよく、例えば、ガスセンサ１（Ｄ）のセラミックハウジング６０（Ｄ）であってもよい。また、上述の位置固定部は、「軸方向においてセラミックハウジングよりも後端側に配置され、セラミックハウジングによって軸方向における先端側への移動が制限されたスペーサ」であってもよく、例えば、ガスセンサ１のスペーサ７０であってもよい。さらに、上述の位置固定部は、「スペーサと一体に形成されたセラミックハウジング」であってもよく、例えば、ガスセンサ１のセラミックハウジング６０とスペーサ７０とを一体成形した部材であってもよい。
【0181】
本発明に係るガスセンサは、上述のセラミックハウジング、スペーサ、および、スペーサと一体に形成されたセラミックハウジングの何れかを用いて、「筒状体の気密性の悪化、弾性体の破断、接点ずれの発生」などの各リスクを、抑制できるとの効果を奏する。
【0182】
［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。
【0183】
図１および図２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７０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７０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７０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７０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７０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７０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７０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。
【0184】
スペーサ７０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７０、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７０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７０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７０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。
【0185】
［実施例］
本件発明者らは、本発明の効果を検証するため、以下の実施例１～７に係るガスセンサを作製した。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
本件発明者らは、本発明の効果を検証するため、以下の実施例１～７に係るガスセンサを作製した。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【表1】
【0186】
表１において、実施例１～７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。実施例１～７のそれぞれに係るガスセンサにおいて、スペーサ７０（より正確には、セラミックハウジング６０）の軸方向の位置は、「（一般的なガスセンサにおいて採用されている）所定範囲の大きさの力で」固定されている。ただし、実施例１～７のそれぞれに係るガスセンサの総合パラメータＰｃ（＝ｋ×｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ））の値は互いに異なる。つまり、実施例１～７のそれぞれに係るガスセンサは、総合パラメータＰｃの値を除いて、同様の構成を備えている。なお、以下では説明の簡略化のために、表１中の「総合パラメータＰｃ（「定数ｋ」省略）」を、単に「総合パラメータＰｃ」と表記する。
【0187】
実施例１および実施例７は、それぞれ、総合パラメータＰｃの値が、「０．０３８」～「０．１７１」の範囲にないガスセンサである。具体的には、実施例１に係るガスセンサの総合パラメータＰｃの値は「０．０３４」であり、実施例７に係るガスセンサの総合パラメータＰｃの値は「０．１８１」である。
【0188】
実施例２～６は、それぞれ、総合パラメータＰｃの値が、「０．０３８」～「０．１７１」の範囲にあるガスセンサである。具体的には、実施例２に係るガスセンサの総合パラメータＰｃの値は「０．０３８」であり、実施例３に係るガスセンサの総合パラメータＰｃの値は「０．０４２」であり、実施例４に係るガスセンサの総合パラメータＰｃの値は「０．０５０」である。また、実施例５に係るガスセンサの総合パラメータＰｃの値は「０．０９４」であり、実施例６に係るガスセンサの総合パラメータＰｃの値は「０．１７１」である。特に、実施例４および実施例５のそれぞれに係るガスセンサは、その総合パラメータＰｃの値が、「０．０５０」～「０．０９４」の範囲にある。
【0189】
本件発明者らは、実施例１～７のそれぞれに係るガスセンサについて、筒状体２０内の気密性と、位置ずれの抑制（具体的には、スペーサ７０によって、弾性体５０の先端面５３の移動を許容可能な範囲に抑制できるか）とを確認する実験を実施した。「許容可能な範囲」とは、例えば、接点ずれ（センサ素子１０の素子電極と端子金具３０との電気的接続の喪失、切断）を発生させない範囲である。
【0190】
上述の実験により、気密性が良好で、かつ、位置ずれを良好に抑制できていたことを確認したガスセンサについては、表１中の「結果」を「◎（良好）」とした。また、気密性が許容可能な範囲にあり、かつ、位置ずれを許容可能な範囲に抑制できていたことを確認したガスセンサについては、表１中の「結果」を「○（許容可能）」とした。さらに、気密性が許容可能な範囲になく、または、位置ずれが許容可能な範囲を超えていたことを確認したガスセンサについては、表１中の「結果」を「×（許容不可）」とした。
【0191】
なお、「不具合モード」とは、実施例１～７のそれぞれに係るガスセンサについて、上述の実験により改善すべき点（または、改善可能な点）として確認できた性能を表している。すなわち、「不具合モード」として「気密性」が挙げられている場合、上述の実験により、「筒状体２０内の気密性を改善すべきである（または、筒状体２０内の気密性が改善可能である）」と確認されたことを示している。同様に、「不具合モード」として「位置ずれ」が挙げられている場合、上述の実験により、「位置ずれの抑制について改善すべきである（または、位置ずれの抑制について改善可能である）」と確認されたことを示している。
【0192】
総合パラメータＰｃの値が、「０．０３８」～「０．１７１」の範囲にない実施例１および実施例７のそれぞれに係るガスセンサの「結果」は、何れも「×」であった。これに対して、総合パラメータＰｃの値が、「０．０３８」～「０．１７１」の範囲にある実施例２～６のそれぞれに係るガスセンサの「結果」は、「〇」または「◎」である。したがって、総合パラメータＰｃの値を、「０．０３８」～「０．１７１」の範囲にすることで、筒状体２０内の気密性を確保でき、また、位置ずれを抑制して接点ずれの発生を効果的に防止できることが確認された。
【0193】
以上に説明してきた通り、加締め前直径Ｄａ、加締め後直径Ｄｂ、縮径部長Ｌｃ、非加締め長Ｌｄ、第１面積Ａｅ、および、第２面積Ａｆが、以下の数式（１）を満たすガスセンサは、筒状体２０内の気密性を確保でき、また、接点ずれの発生を効果的に防止できた。すなわち、
０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１
・・・数式（１）
を満たすガスセンサは、筒状体２０内の気密性を確保でき、また、接点ずれの発生を効果的に防止できた。
０．０３８≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．１７１
・・・数式（１）
を満たすガスセンサは、筒状体２０内の気密性を確保でき、また、接点ずれの発生を効果的に防止できた。
【0194】
また、実施例２～６のうち、総合パラメータＰｃの値が、「０．０５０」～「０．０９４」の範囲にある実施例４および実施例５のそれぞれに係るガスセンサの「結果」は、「◎」である。これに対して、総合パラメータＰｃの値が、「０．０３８」～「０．１７１」の範囲にあるが、「０．０５０」～「０．０９４」の範囲にはない実施例２、実施例３、および、実施例６のそれぞれに係るガスセンサの「結果」は、「〇」である。したがって、総合パラメータＰｃの値を、「０．０５０」～「０．０９４」の範囲とした場合、筒状体２０内の気密性が著しく向上し、また、位置ずれの抑制効果が著しく向上して、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになることを確認できた。
【0195】
以上に説明してきた通り、加締め前直径Ｄａ、加締め後直径Ｄｂ、縮径部長Ｌｃ、非加締め長Ｌｄ、第１面積Ａｅ、および、第２面積Ａｆが、以下の数式（２）を満たすガスセンサは、筒状体２０内の気密性を著しく良好なものとし、また、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになるとの効果を奏する。すなわち、
０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４
・・・数式（２）
を満たすガスセンサは、筒状体２０内の気密性を著しく良好なものとし、また、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになるとの効果を奏する。
０．０５０≦｛（Ｌｃ×Ａｆ）／（Ａｅ×Ｌｄ）｝×（１－Ｄｂ／Ｄａ）≦０．０９４
・・・数式（２）
を満たすガスセンサは、筒状体２０内の気密性を著しく良好なものとし、また、接点ずれの発生を極めて効果的に防止できるようになるとの効果を奏する。
【0196】
なお、上述のとおり、実施例１～７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。そのため、上述の数式（１）および数式（２）において、加締め前直径Ｄａは、弾性体５０の、縮径部２２１によって周囲から加締められる前の直径を表している。加締め後直径Ｄｂは、弾性体５０の、縮径部２２１によって周囲から加締められている部分である被加締め部分５１の、直径を表している。縮径部長Ｌｃは、筒状体２０の縮径部２２１の、軸方向の長さを表している。非加締め長Ｌｄは、弾性体５０の、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の、軸方向の長さを表している。第１面積Ａｅは、弾性体５０の先端面５３（第１端面）の面積を表している。第２面積Ａｆは、スペーサ７０（位置固定部）の後端面７１を表している。
【符号の説明】
【0197】
１、１（Ａ）、１（Ｂ）、１（Ｃ）、１（Ｄ）…ガスセンサ、１０…センサ素子、
２０…筒状体、２２１…縮径部、３０…端子金具、４０…リード線、５０…弾性体、
５１、５１（１）、５１（２）、５１（３）…被加締め部分、５２…非加締め部分、
５３…先端面（第１端面）、６０（Ｄ）…セラミックハウジング（位置固定部）、
６１（Ｄ）…後端面（第２端面）、７０…スペーサ（位置固定部）、
７１…後端面（第２端面）
２０…筒状体、２２１…縮径部、３０…端子金具、４０…リード線、５０…弾性体、
５１、５１（１）、５１（２）、５１（３）…被加締め部分、５２…非加締め部分、
５３…先端面（第１端面）、６０（Ｄ）…セラミックハウジング（位置固定部）、
６１（Ｄ）…後端面（第２端面）、７０…スペーサ（位置固定部）、
７１…後端面（第２端面）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
