气体传感器的组装方法、气体传感器的组装装置、被环绕安装构件的环绕安装方法、及筒状体的环绕安装方法

摘要

本发明提供一种即使在传感器元件存在挠曲的情况下，也能可靠地组装气体传感器的方法及装置。根据本发明的气体传感器的组装方法，在传感器元件的下端部插入于保持台的凹部的状态下，通过对多个被环绕安装构件重复以下工序：形成将以上端部沿垂直方向的方式保持传感器元件的上侧保持状态的保持工序；使被环绕安装构件的贯通孔嵌合于处于上侧保持状态的传感器元件的上端部的嵌合工序；通过从上侧保持状态转换为以下端部沿垂直方向的方式保持装传感器元件的下侧保持状态来使被环绕安装构件达到规定的环绕安装位置的转换工序。由此得到中间组装体后，利用定中心单元从侧方夹持该中间组装体，在使其外径最小化的基础上，将筒状体环绕安装于该中间组装体。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备陶瓷制传感器元件的气体传感器的组装方法 及用于该组装的组装装置。

背景技术

一直以来，作为测量汽车发动机等内燃机中的燃烧气体或尾气等 被测量气体中的NOx浓度的装置，已知的是：使用氧化锆（ZrO₂）等 氧离子传导性固体电解质陶瓷来形成传感器元件的NOx传感器（例如， 参照专利文献1）。在测量电极上使NOx气体分解，此时产生的氧离 子的量与流经测量电极及参比电极的电流（也称为NOx信号）形成比 例，该NOx传感器利用这种比例求出NOx气体的浓度。

在专利文献1的该气体传感器中，对陶瓷制传感器元件而言，在 金属制壳体与焊接固定于该金属制壳体的圆筒形内筒的空心部中，通 过作为陶瓷制绝缘子的多个陶瓷支架、及分别填充在这些陶瓷支架之 间的滑石等陶瓷的压粉体来被固定，并通过压粉体被气密封。

专利文献1公开的气体传感器的组装工序，包括：通过依次嵌合 分别设置于陶瓷支架和压粉体的轴中心位置的贯通孔、和传感器元件 来将各构件环绕安装于传感器元件的工序；通过嵌合将根据该工序得 到的陶瓷支架或压粉体环绕安装于传感器元件而形成的中间组装品、 和圆筒形内筒，由此将内筒环绕安装于中间组装体的工序。

在这种嵌合工序中，在形成轴的零部件存在挠曲，并且零部件的 相互嵌合部分的间隙（clearance）窄的情况下，则成为轴的零部件与 嵌合零部件发生干扰，由此导致不能按照规定的状态嵌合零部件。

而且，在专利文献1公开的气体传感器的情况下，为了使被测量 气体不流入至参考气体空间，需要确保被测量气体空间和参考气体空 间之间的气密性，另一方面，由于设置汽车等的内燃机排气管内等关 系，其尺寸优选尽可能小。因此，不仅要求使内筒的内径尤其要求使 陶瓷支架或压粉体的尺寸设置得小，并且，尺寸公差也比一般的嵌合 零部件设定得小。即，要求在没有充分确保间隙（clearance）的情况 下进行组装。其结果，陶瓷支架或压粉体与传感器元件发生干扰，或 者，中间组装体与内筒发生干扰，由这些原因而容易出现不能良好地 进行组装的情况。特别是，欲将该组装工序实现自动化时，容易发生 这种干扰。另外，即使在从元件的特性观点来看，将挠曲的程度不构 成问题的传感器元件采用于组装的情况下，也发生上述干扰的结果、 组装不良的现象。

如果以能够充分地确保嵌合零部件的间隙（clearance）的方式设 定尺寸及公差，虽然能降低该不良现象，但是如上所述，从元件的气 密封及尺寸抑制的观点来看，不优选采用这种对应方案。

现有技术文献：

专利文献

专利文献1:日本国特开平10-318980号公报

发明内容

本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供一种即使在传 感器元件存在挠曲的情况下，与现有技术相比，也能可靠地组装气体 传感器的组装方法、及实现其的组装装置。

为了解决上述课题，本发明的第一方案中的气体传感器的组装方 法包括保持工序、嵌合工序以及转换工序，所述保持工序中，在将以 陶瓷为主要构成材料的长条状的传感器元件的下端部插入于规定的保 持台的凹部的状态下，通过利用第一夹持件单元夹持所述下端部侧的 规定位置，由此使所述传感器元件处于至少所述下端部沿垂直方向的 方式保持所述传感器元件的下侧保持状态，然后在所述下端部插入于 所述凹部的状态下，通过利用第二夹持件单元夹持所述传感器元件的 上端部侧的规定位置，由此使所述传感器元件处于至少所述上端部沿 垂直方向的方式保持所述传感器元件的上侧保持状态，并使所述传感 器元件保持在所述上侧保持状态；所述嵌合工序中，在处于所述上侧 保持状态的所述气体传感器元件的所述上端部嵌合被环绕安装构件的 贯通孔，该被环绕安装构件形成圆板状或圆筒状且具备与所述传感器 元件的剖面形状相对应的贯通孔；所述转换工序中，在所述贯通孔嵌 合于所述上端部之后，将所述传感器元件的保持状态从所述上侧保持 状态转换为所述下侧保持状态，从而使所述被环绕安装构件到达至规 定的环绕安装位置。

对本发明的第二方案而言，在第一方案的气体传感器的组装方法 中，通过分别对多种类型的所述被环绕安装构件实施所述保持工序、 所述嵌合工序、以及所述转换工序来得到中间组装体。

对本发明的第三方案而言，在第二方案的该气体传感器的组装方 法中，所述多种类型的所述被环绕安装构件包括作为陶瓷制绝缘子的 陶瓷支架和陶瓷压粉体，所述陶瓷支架和所述压粉体互相交替环绕安 装。

对本发明的第四方案而言，气体传感器的组装方法包括：通过第 二或第三方案的方法得到所述中间组装体的第一环绕安装工序；在通 过将所述下端部插入于所述凹部来将所述中间组装体载置于所述保持 台的状态下，利用规定的定中心（centering）单元从侧方夹持所述中 间组装体，且将所述中间组装体的外径最小化的定中心（centering） 工序；将筒状体环绕安装于通过所述定中心工序来使外径最小化了的 所述中间组装体的第二环绕安装工序。

对本发明的第五方案而言，气体传感器的组装方法包括：将分别 形成圆板状或圆筒状的多个被环绕安装构件环绕安装于以陶瓷为主要 构成材料的长条状传感器元件而形成中间组装体，在将所述传感器元 件的下端部插入于规定的保持台的凹部的状态下，利用规定的定中心 单元从侧方夹持该中间组装体，且将所述中间组装体的外径最小化的 定中心工序；将所述筒状体环绕安装于通过所述定中心工序来使外径 最小化了的所述中间组装体的环绕安装工序。

对本发明的第六方案而言，气体传感器的组装装置具备：保持台， 其具备凹部，该凹部用于插入以陶瓷为主要构成材料的长条状的传感 器元件；第一夹持件单元，其在所述传感器元件的下端部插入于所述 保持台的凹部的状态下，用于夹持所述传感器元件的所述下端部侧的 规定位置；第二夹持件单元，其在所述传感器元件的所述下端部插入 于所述凹部的状态下，用于夹持所述传感器元件的上端部侧的规定位 置；被环绕安装构件供给部，其用于供给被环绕安装构件，该被环绕 安装构件形成圆板状或圆筒状且具备与所述传感器元件的剖面形状相 对应的贯通孔；被环绕安装构件搬运单元，其将所述被环绕安装构件 从所述被环绕安装构件供给部搬运至环绕安装处理执行位置，其中， 通过利用所述第一夹持件单元夹持所述传感器元件的所述下端部侧的 规定位置，由此以至少所述下端部沿垂直方向的方式保持所述传感器 元件的状态作为下侧保持状态，并且，通过利用第二夹持件单元夹持 所述传感器元件的上端部侧的规定位置，由此以至少所述上端部沿垂 直方向的方式保持所述传感器元件的状态作为上侧保持状态，此时， 在所述被环绕安装构件搬运单元将所述被环绕安装构件的所述贯通孔 嵌合于处于所述上侧保持状态的所述传感器元件的所述上端部后，通 过将所述传感器元件的保持状态从所述上侧保持状态转换为所述下侧 保持状态，由此使所述被环绕安装构件到达规定的环绕安装位置。

对本发明的第七方案而言，在第六方案的气体传感器的组装装置 中，对所述多种类型的被环绕安装构件进行如下动作：所述被环绕安 装构件供给部和所述被环绕安装构件搬运单元分别对应多种类型的各 个被环绕安装构件而设置有多个，在所述被环绕安装构件搬运单元将 所述被环绕安装构件的所述贯通孔嵌合于处于所述上侧保持状态的所 述传感器元件的所述上端部后，通过将所述传感器元件的保持状态从 所述上侧保持状态转换为所述下侧保持状态，由此使所述被环绕安装 构件到达规定的环绕安装位置，其结果，得到所述多种类型的被环绕 安装构件环绕安装于所述传感器元件的中间组装体。

对本发明的第八方案而言，在第七方案的气体传感器的组装装置 中，所述环绕安装处理执行位置对应所述多种类型的所述被环绕安装 构件而设置有多个，还具备在各所述环绕安装处理执行位置之间搬运 所述保持台的保持台搬运单元，所述保持台搬运单元，将保持所述传 感器元件的所述保持台依次搬运至各个所述环绕安装处理执行位置， 并且在各个所述环绕安装处理执行位置，所述被环绕安装构件搬运单 元进行如下动作：将所述被环绕安装构件的所述贯通孔嵌合于处于所 述上侧保持状态的所述传感器元件的所述上端部之后，通过将所述传 感器元件的保持状态从所述上侧保持状态转换为所述下侧保持状态， 由此使所述被环绕安装构件到达规定的环绕安装位置，其结果，得到 所述多种类型的被环绕安装构件环绕安装于所述传感器元件的中间组 装体。

对本发明的第九方案而言，气体传感器的组装装置具备：保持台， 其具备凹部，该凹部用于插入以陶瓷为主要构成材料的长条状的传感 器元件的下端部；定中心单元，其为将分别形成圆板状或圆筒状的多 个被环绕安装构件环绕安装于所述传感器元件而形成中间组装体，在1 通过将所述传感器元件的所述下端部插入于所述凹部来使该中间组装 体载置于所述保持台的状态下，通过从侧方夹持该中间组装体，由此 进行使所述中间组装体的外径最小化的定中心处理；筒状体供给部， 其用于供给筒状体；筒状体搬运单元，其将所述筒状体从所述筒状体 供给部搬运至筒状体环绕安装处理位置；环绕安装单元，其将所述筒 状体环绕安装于所述中间组装体，其中，利用所述定中心单元进行定 中心处理后，通过所述环绕安装单元环绕安装所述筒状体，该筒状体 通过所述筒状体搬运单元从所述筒状体供给部搬运至所述中间组装体 的上方的所述筒状体环绕安装处理位置。

对本发明的第十方案而言，具备第八方案的组装装置和第九方案 的组装装置的气体传感器的组装装置，通过第八方案的组装装置来得 到所述中间组装体后，通过所述保持台搬运单元来将载置有所述中间 组装体的所述保持台搬运至用于进行所述定中心处理的定中心处理位 置，并且在所述定中心处理位置将该中间组装体作为第九方案的中间 组装体而环绕安装所述筒状体。

对本发明的第十一方案而言，将形成圆板状或圆筒状且具备与所 述长条状构件的剖面形状相对应的贯通孔的被环绕安装构件环绕安装 于具有规定的尺寸公差内的挠曲的长条状构件的方法，该方法具备： 在所述长条状构件的下端部插入于规定的保持台的凹部的状态下，通 过利用第一夹持件单元夹持所述下端部侧的规定位置，以至少所述下 端部沿垂直方向的方式保持所述长条状构件的状态作为下侧保持状 态，并且，在将所述下端部插入于所述凹部的状态下，通过利用第二 夹持件单元夹持所述长条状构件的上端部侧的规定位置，以至少所述 上端部沿垂直方向的方式保持所述长条状构件的状态作为上侧保持状 态，此时，将所述长条状构件形成为所述上侧保持状态的保持工序； 将所述被环绕安装构件的所述贯通孔嵌合于处于所述上侧保持状态的 所述长条状构件的的嵌合工序；在将所述被环绕安装构件嵌合于所述 上端部后，将所述长条状构件的保持状态从所述上侧保持状态转换为 所述下侧保持状态，据此，使所述被环绕安装构件到达规定的环绕安 装位置的转换工序。

对本发明的第十二方案而言，将分别形成圆板状或圆筒状的多个 被环绕安装构件环绕安装于存在规定的尺寸公差内的挠曲的长条状构 件而形成中间组装体，将筒状体环绕安装于该中间组装体的方法具备： 在将所述长条状构件的下端部插入于规定的保持台的凹部的状态下， 利用规定的定中心单元从侧方夹持所述中间组装体，由此将所述中间 组装体的外径最小化的定中心工序；将所述筒状体环绕安装于通过所 述定中心工序来使外径最小化了的所述中间组装体的环绕安装工序。

根据本发明的第一至第四、第六至第八、第十、以及第十一的方 案，即使在传感器元件或长条状构件存在挠曲，且被环绕安装构件与 传感器元件或长条状构件的尺寸公差小的情况下，也能够可靠地将被 环绕安装构件环绕安装于传感器元件或长条状构件。

根据本发明的第四、第五、第九、第十、以及第十二的方案，即 使在传感器元件或长条状构件存在挠曲，且中间组装体与筒状体的尺 寸公差小的情况下，也能够可靠地将筒状体环绕安装于中间组装体。

附图说明

图1是实施方案中的作为组装对象的气体传感器1的外观立体图。

图2是表示气体传感器1的内部的主要结构的部分剖面图。

图3是示意性表示中间组装体20的组装顺序的图。

图4是表示为了得到组装完成品40，将中间组装体20嵌合于筒 状体30的状态的图。

图5是表示现有的第一和第二组装工序中的传感器元件10的保持 固定的状态的图。

图6是表示现有的第一组装工序的组装过程中的状态的图。

图7是示意性地表示使用存在挠曲的传感器元件10而得到的中间 组装体20的图。

图8是表示实施方案中的用于第一组装工序和第二组装工序的保 持台50的概略俯视图。

图9是表示第一组装工序中的传感器元件10的保持的状态的图。

图10是表示第一组装工序中的传感器元件10的保持的状态的图。

图11是表示使陶瓷支架8b的贯通孔8bh嵌合于处于上侧夹持 （clamp）状态的传感器元件10的第一顶端部10a时的状态的图。

图12是表示夹持（clamp）状态的转换过程中的状态的概念图。

图13是表示环绕安装垫圈（washer）7时的状态的图。

图14是表示环绕安装陶瓷支架8a时的状态的图。

图15是表示环绕安装压粉体9a时的状态的图。

图16是表示环绕安装陶瓷支架8b时的状态的图。

图17是表示环绕安装压粉体9b时的状态的图。

图18是表示环绕安装陶瓷支架8c时的状态的图。

图19是表示第二组装工序开始时的状态的图。

图20是表示使用了定中心导向（centering guide）71的定中心处 理的状态的图。

图21是示意性表示定中心处理前后中的传感器元件10的姿势的 图。

图22是进行第一组装工序和第二组装工序的组装装置1000的俯 视图。

具体实施方式

＜气体传感器的结构＞

图1是本实施方案中的作为组装对象的气体传感器（更详细地， 其主体部）1的外观立体图。图2是表示该气体传感器1的内部的主要 结构的部分剖面图。在本实施方案中，气体传感器1通过在其内部具 备的传感器元件10（图2）来检测规定的气体成分（例如，NOx等）。

此外，传感器元件10是，以由氧化锆（ZrO₂）等氧离子传导性固 体电解质陶瓷而构成的元件体为主要构成材料的长尺寸的柱状或者薄 板状的构件。传感器元件10具有如下结构：在第一顶端部10a侧具备 气体导入口或内部空腔等，并且在元件体表面和内部具备各种电极或 布线图形。在传感器元件10中，导入至内部空腔的被测气体在内部空 腔内被还原或被分解而产生氧离子。在气体传感器1，基于流经元件内 部的氧离子的量与被测气体中的该气体成分的浓度成比例，求出该气 体成分的浓度。此外，在图2中，将朝向正面的面称为传感器元件10 的主面S1，将与该主面S1垂直且沿长尺寸的面称为侧面S2。

气体传感器1的外侧主要由第一罩（cover）2、固定螺栓3、以及 第二罩4而构成。

第一罩2是大致圆筒状的护套构件，在传感器元件10中，其用于 保护在使用时直接与被测气体接触的部分，具体地，用于保护具备气 体导入口11或封闭空间12（缓冲空间12a、第一内部空腔12b、第二 内部空腔12c）等的第一顶端部10a。此外，在图2和之后的图面中， 为了有助于理解，虽然示出的气体导入口11和封闭空间12（缓冲空间 12a、第一内部空腔12b、第二内部空腔12c）看起来形成于主面S1， 但实际上，这些部分在主面S1上并未露出，除了气体导入口11在传 感器元件10的图2中的最下端部开口之外，分别设置于传感器元件10 的内部。

另外，更详细地，第一罩2形成为外侧罩2a与内侧罩（省略图示） 的两层结构。外侧罩2a和内侧罩的一侧，分别设置成有底的圆筒状， 并且在侧面部分设置气体可以通过的多个贯通孔。此外，在图1中， 虽然例示了设置于外侧罩2a的贯通孔H1，但这终究只是例示，对贯 通孔的配置位置和配置数量而言，可以考虑流入至第一罩2内部的被 测量气体的状况而适当地决定。

固定螺栓3是在将气体传感器1固定于测量位置时使用的环状的 构件。固定螺栓3具备被螺纹切削的螺栓部3a、和在将螺栓部3a螺纹 结合时被保持的保持部3b。螺栓部3a与设置于气体传感器1的安装位 置的螺母螺纹结合。例如，通过将螺栓部3a与设置于汽车排气管的螺 母部螺纹结合，气体传感器1在第一罩2侧露出于排气管内的状态下 固定于该排气管。

第二罩4是用于保护气体传感器1的其他部位的圆筒状构件。从 第二罩4的端部延伸设置有电缆（cable）C，该电缆用于使气体传感 器1和未图示的驱动控制部电连接。

图2示出了气体传感器1的内部结构，更具体地示出了，除去了 气体传感器1、图1示出的第一罩2、固定螺栓3、以及第二罩4的结 构。

如图2所示，在气体传感器1的内部，在传感器元件10中除了具 备气体导入口11等的第一顶端部10a、和具备与电缆C的连接端子13 等的第二顶端部10b之外的部分，垫圈（washer）7、三个陶瓷支架8 （8a、8b、8c）、两个压粉体9（9a、9b）分别在传感器元件10位于 轴中心的状态下被环绕安装。陶瓷支架8是陶瓷制绝缘子。另一方面， 压粉体9成型为滑石粉等的陶瓷粉末。

在之后的说明中，将垫圈7、陶瓷支架8、以及压粉体9环绕安装 于传感器元件10的结构称为中间组装体20。图3是示意性表示中间组 装体20的组装顺序的图。

如图3所示，对中间组装体20而言，相对于传感器元件10，大致 以垫圈7、陶瓷支架8a、压粉体9a、陶瓷支架8b、压粉体9b、陶瓷支 架8c的这种顺序进行环绕安装而组装。各构件形成圆板状或圆柱状， 为了实现该环绕安装，在垫圈7的轴中心位置设置圆形状的贯通孔7h， 在陶瓷支架8a、压粉体9a、陶瓷支架8b、压粉体9b、陶瓷支架8c分 别设置有与传感器元件10的剖面形状相对应的矩形状的贯通孔8ah、 9ah、8bh、9bh、8ch。通过将这些贯通孔与传感器元件10嵌合，各构 件被环绕安装于传感器元件10。此外，与陶瓷支架8c的贯通孔8ch相 反一侧的部分，形成有开口部8ch’，其具有比贯通孔8ch还要大的开 口。另外，在中间组装体20中，垫圈7、陶瓷支架8、以及压粉体9 同轴配置。

此外，从确保气密性的观点来看，陶瓷支架8的贯通孔和压粉体9 的贯通孔以如下方式构成：与传感器元件10的设计上的剖面尺寸的差 为0.25mm-0.35mm，并且，尺寸公差为0.1mm。另一方面，垫圈7的 贯通孔7h与传感器元件10的设计上的剖面尺寸的差最低设置为1mm 以上且1.3mm以下。另外，对垫圈7、陶瓷支架8、以及压粉体9而 言，这些与外径值的差最大控制在0.35mm左右。

另外，如图2所示，在中间组装体20环绕安装有筒状体（内筒溶 接品）30，陶瓷制圆筒状构件的壳体5和金属制圆筒状构件的内筒6 一体形成该圆筒状30。在之后的说明中，将相对于中间组装体20环绕 安装有筒状体30的结构称为组装完成品40。图4是表示为了得到组装 完成品40，将中间组装体20嵌合于筒状体30的状态的图。

对筒状体30而言，通过将在内筒6的一端部具备的向外侧弯曲的 弯曲部6a与壳体5的端面5s焊接为一体而构成。另外，壳体5与内 筒6具有大致相同的内径，并且同轴连接。此外，筒状体30的内径 D1大于中间组装体20的最大外径的设计值D2而设定。

如图4所示，在通过将中间组装体20嵌合于筒状体30来得到组 装完成品40之后，相对于筒状体30的内部的中间组装体20向压缩压 粉体9a、9b的方向施加外力，据此，在组装完成品40的内部中，使 具备传感器元件10的气体导入口11等的第一顶端部10a侧、和具备 与电缆C的连接端子13等的第二顶端部10b之间被密封。通过以上， 能够确保被测量气体空间和参考气体空间之间的气密性。

另外，组装完成品40被第一罩2、固定螺栓3、以及第二罩4包 覆而形成的构件即为气体传感器1。具体地，在壳体5的顶端的筒状部 5a连接有第一罩2。另外，固定螺栓3以其与突起部5b相接触的状态 环绕安装于壳体5的外周。进一步地，第二罩4以嵌入通过该环绕安 装而形成的、在固定螺栓3和壳体5之间的环状沟槽部的状态被安装。

通过具有以上结构，在气体传感器1中，在处于安装于规定位置 的状态下，传感器元件10的第一顶端部10a的周围的气氛（第一罩2 内的气氛）和外部的气氛被完全遮断，据此，能够精确地测量被测气 体中的目标气体成分的浓度。

＜传感器元件的挠曲与现有的组装工序的问题点＞

在图2至图4中，为了说明的简便，忽略了传感器元件10的挠曲， 然而在实际的传感器元件10中，由其制备工艺的原因而存在微小的挠 曲。具体地，传感器元件10通过如下方式制备：将陶瓷粉末和有机物 的混合物、即浆料涂布在规定的薄膜上后，进行干燥，之后准备多个 切割成规定尺寸的陶瓷生片，根据需要在各陶瓷生片上通过网板印刷 等形成规定的布线图形（pattern），或者在形成内腔（cavity）后对其 层压，在切割层压体后通过烧成而制备。伴随着该烧成时的收缩，在 传感器元件10发生挠曲。即使为了抑制挠曲而采取各种各样的对策， 但对使所有的传感器元件完全消除挠曲而言，从现实来讲是有困难的。

由于过度的挠曲会对传感器元件10的特性产生影响，对具有这种 挠曲的传感器元件10而言，在实施中间组装体20的组装工序（以下， 将其称为第一组装工序）之前进行排除。然而，对于即使存在挠曲只 要控制在规定的尺寸公差内的、在特性上没有问题的传感器元件10而 言，将其供给第一组装工序的做法也很普遍。因此，在第一组装工序 和其后进行的组装完成品40的组装工序（以下，将其称为第二组装工 序）中，有必要进行考虑了传感器元件10的挠曲的组装。

图5、图6、及图7，是示意性地表示现有的第一和第二组装工序 的状态的图。此外，在图5至图7及之后的说明中，虽然将在传感器 元件10的长尺寸方向和厚度方向进行相同弯曲的状态下发生挠曲的情 况作为为对象进行说明，但传感器元件10的挠曲的状态终究只是例示， 在实际的传感器元件10发生挠曲的方向不被限定于这些组合。另外， 传感器元件10的挠曲与实际相比夸张表示。

图5表示现有的第一和第二组装工序中的传感器元件10的保持固 定的状态。图5（a）是从主面S1侧观察传感器元件10时的图，图5 （b）是从长尺寸方向的侧面S2侧观察传感器元件10时的图。

如图5所示，在现有的方法中，将传感器元件10的第二顶端部10b 插入从保持台1050的上面朝向铅直下方而设置的凹部1050a后，例如 通过夹持机构等如箭头AR1及AR2所示那样进行夹持，传感器元件 10在凹部1050a被保持固定。该保持固定的状态被保持至第二组装工 序完成。

该情况下，如果传感器元件10存在挠曲，则如图5所示，传感器 元件10的第一顶端部10a从固定于保持台1050的第二顶端部10b的 铅直上方的位置偏离而定位。在图5所示的情况下，从保持台1050越 朝向上方，传感器元件10越偏离。

图6示出了现有的第一组装工序的组装过程中的状态。在第一组 装工序中，相对于以图5所示的状态固定的传感器元件10，如图3所 示那样，通过以垫圈7、陶瓷支架8a、压粉体9a、陶瓷支架8b、压粉 体9b、陶瓷支架8c的顺序从第二顶端部10b侧进行环绕安装，由此组 装中间组装体20。在图6中例示了如下情况：将这些构件中的陶瓷支 架8b从第一顶端部10a侧环绕安装于传感器元件10时的状态，从主 面S1侧观察时的情况。

该情况下，由于传感器元件10存在挠曲，如图6（a）所示，传感 器元件10的第一顶端部10a从点划线L1所示的、传感器元件10的设 计上的轴中心位置偏离。因此，在陶瓷支架8b的贯通孔8bh和第一顶 端部10a嵌合时，需要将陶瓷支架8b配合第一顶端部10a的位置而定 位。根据情况，有时需要对应第一顶端部10a的朝向而调整陶瓷支架 8b的姿势。即，在现有的第一组装工序的情况下，存在使位置确定的 控制变得复杂的倾向。

另外，如图6（a）所示，当将陶瓷支架8b的贯通孔8bh的内尺 寸作为w1，并且将传感器元件10的主面S1中的宽度作为w2时，将 内尺寸w1的值理所当然地大于传感器元件10的宽度w2而设定。

但是，当将存在挠曲的传感器元件10在水平方向实际占有的最大 宽度设定为w3时，即使将w3的值控制在规定的尺寸公差内，在与 w1的差小的情况下，如图6（b）所示那样，陶瓷支架8b中途挂在传 感器元件10，从而发生不能良好地进行环绕安装的情况。

该情况也同样发生在传感器元件10的侧面S2侧。该情况下，陶 瓷支架8b停留在与原来位置具有不同高度的位置，从而与在其之前环 绕安装了的压粉体9a之间产生大于所需的间隙，或者，发生剩余的构 件不能被环绕安装于规定位置等的不良现象。即，第一组装工序不能 正常地完成。

但是，如图6（c）所示，如果陶瓷支架8b配合传感器元件10的 形状而在向水平方向倾斜的状态下被嵌合，结果，也存在陶瓷支架8b 能够环绕安装于原来的高度位置的情况。然而，该状态并非能够经常 实现，这种情况不过是偶然发生。

这些情况不限于陶瓷支架8b，可以说对其他的陶瓷支架8和压粉 体9也是同样的。特别是，由于压粉体9脆弱易坏，如果在环绕安装 过程中卡在传感器元件10，由于冲击会发生其形状变形的不良现象。

即，现有的第一组装工序的情况下，使这些构件与传感器元件10 的第一顶端部10a嵌合时，存在容易发生不良现象的问题。另外，挠 曲形状越复杂，在环绕安装过程中，越容易发生构件卡住的现象。

另一方面，图7示意性地表示中间组装体20，该中间组装体20在 如下情况下得到，即：即使传感器元件10存在挠曲，在第一组装工序 中也能将所有构件环绕安装于传感器元件10。其中还包括：在环绕安 装的过程中，发生如图6（c）所示的构件倾斜的情况。此外，图7（a） 是从主面S1侧观察传感器元件10时的图，图7（b）是从长尺寸方向 的侧面S2侧观察传感器元件10时的图。

如图7所示，在该中间组装体20，被环绕安装了的各构件配合传 感器元件10的挠曲形状，在水平方向位移而定位。在图7所示的情况 下，越靠近上方（离第二顶端部10b近的一侧）而配置的构件，其位 移越大。

该情况下，将中间组装体20的设计上的外径设定为D2（参照图4） 时，由于存在构件的位移，因此如图7所示，在第二组装工序中嵌合 于筒状体30时的中间组装体20的实际外径，在压粉体9b处形成为 D2+d1，在陶瓷支架8c处形成为D2+d2。考虑到中间组装体20的外径 的尺寸误差，内筒6（筒状体30）的内径D1小于其设计值D2而设定， 但如果D2+d1或D2+d2的值均大于D1，则在第二组装工序中无法使 中间组装体20与筒状体30嵌合。

如上所述，在现有技术的情况下，如果传感器元件10存在挠曲， 则图6（b）或图7所示，容易发生不能良好地进行第一组装工序中的 中间组装体20或者第二组装工序中的组装完成品40的组装的情况。 即，即使传感器元件10自身不是不良品，也容易发生中间组装体20 或者组装完成品40变成不良品的情况。这成为使气体传感器1的制造 合格率降低的主要原因。

此外，初看该问题，觉得如果将嵌合时的各构件的尺寸公差设定 得大的话就可以将其消除。但是，当这样设定时，即使环绕安装本身 能够进行，但是由于传感器元件10与环绕安装了的各构件之间间隙、 或中间组装体20与筒状体30之间的间隙变大，因此即使通过压缩压 粉体9来进行气密封，也会发生不能充分确保气密性的问题。因此， 将尺寸公差设定得大的处理，从确保气体传感器1的性能的观点来看 是不现实的。

＜组装工序中的传感器元件的保持＞

接着，在对本实施方案中实现的第一组装工序和第二组装工序进 行说明之前，先对这些组装工序、特别是第一组装工序中的传感器元 件10的保持方法进行说明。图8至图10是对该传感器元件10的保持 进行说明的图。

图8是表示本实施方案中用于第一组装工序和第二组装工序的保 持台50的概略俯视图。如图8（a）所示，在保持台50，用于插嵌传 感器元件10（更具体地，其第二顶端部10b侧）的凹部50a从上面侧 朝向铅直下方而设置。另外，在保持台50的内部设置有第一夹持件51， 该第一夹持件51具有沿铅直方向延伸的夹持面51s，且能够通过未图 示的操作机构来自如地进行传感器元件10的第二顶端部10b的夹持与 开放，该第二顶端部10b插嵌于凹部50a。图8（a）所示的状态，是 传感器元件10未被第一夹持件51夹持的状态，图8（b）所示的状态， 是传感器元件10被第一夹持件51夹持的状态。此外，在第二顶端部 10b侧仅仅插嵌于凹部50a并未被夹持的状态下，传感器元件10的姿 势不稳定，发生晃动。

此外，在图8中，如箭头AR3所示那样，例示了第一夹持件51 被设置成在传感器元件10的剖面的对角线方向进退自如地的情况，但 第一夹持件51的具体的结构不限于此。

图9和图10是表示第一组装工序中的传感器元件10的保持的状 态。在本实施方案中，作为在第一组装工序用于保持传感器元件10的 单元，除了在上述保持台50具备的第一夹持件51外，还使用图9和 图10所示的第二夹持件52。后文中，将第一夹持件51和后述的第二 夹持件52夹持传感器元件10仅称作“夹持（clamp）”。

图9（a）和图10（a）是从主面S1侧观察被第一夹持件51或第 二夹持件52夹持的传感器元件10时的图，图9（a）和图10（b）是 从长尺寸的侧面S2侧观察该传感器元件10时的图。

当将传感器元件10的第二顶端部10b插入于保持台50时，第二 夹持件52可以以定位于传感器元件10的第一顶端部10a的附近的方 式设置。此外，虽然在图9和图10中省略了图示，但第二夹持件52 被规定的支撑单元支撑，并且具有沿铅直方向延伸的夹持面52s，而且 能够通过未图示的操作机构来自如地进行传感器元件10的第一顶端部 10a的夹持与开放。优选地，第二夹持件52以在铅直方向升降自如的 方式设置。此外，在图9和图10中，第二夹持件52分为四个构件的 形式图示，但不限于该结构。

在本实施方案中，原则上使用第一夹持件51和第二夹持件52中 的任意一个来夹持传感器元件10。具体地，如图9所示，使用第一夹 持件51夹持第二顶端部10b时，使第二夹持件52与第一顶端部10a 分离。将其称为下侧夹持状态（下侧保持状态）。另一方面，如图10 所示，使用第二夹持件52夹持第一顶端部10a时，使第一夹持件51 与第二顶端部10b分离。将其称为上侧夹持状态（上侧保持状态）。

在下侧夹持状态下，如图9所示，通过被夹在沿铅直方向延伸的 第一夹持件51的夹持面51s之间，传感器元件10以至少第二顶端部 10b的附近沿着铅直方向的方式被保持。存在挠曲的传感器元件10的 情况下，以越靠近第一顶端部10a越偏离铅直方向的方式被保持。这 与图5所示的现有组装工序中的传感器元件10的保持的状态相同。

另一方面，在上侧夹持状态下，如图10所示，通过被夹在沿铅直 方向延伸的第二夹持件52的夹持面52s之间，对传感器元件10而言， 以至少第一顶端部10a沿铅直方向的方式被保持。存在挠曲的传感器 元件10的情况下，以越靠近第二顶端部10b越偏离铅直方向的方式被 保持。此外，传感器元件10处于上侧夹持状态时，从停留在设置于保 持台50的凹部50a中的意义来说，第二顶端部10b被限制于凹部50a， 但由于没有进行使用第一夹持件51的夹持，所以其在凹部50a并非被 保持固定。

＜第一组装工序的概要＞

在本实施方案中，通过利用预定的时间（timing）转换上述下侧夹 持状态与上侧夹持状态来进行第一组装工序。具体而言，当欲将各个 构件的贯通孔嵌合于传感器元件10的第一顶端部10a时，以上侧夹持 状态来保持传感器元件10；当各个构件配置于规定位置时，以下侧夹 持状态来保持传感器元件10。

图11是从主面S1侧观察传感器元件10的图，表示：作为将构件 向传感器元件10环绕安装的一例，使陶瓷支架8b的贯通孔8bh嵌合 于处于上侧夹持状态的传感器元件10的第一顶端部10a时的状态。

如图11所示，通过使传感器元件10处于上侧夹持状态，由于传 感器元件10的第一顶端部10a沿铅直方向而配置，所以点划线L2所 示的第一顶端部10a的轴中心位置也与延长方向一致。因此，在使陶 瓷支架8b嵌合时，为使陶瓷支架8b的贯通孔8bh的轴中心与点划线 L2一致，配置陶瓷支架8b即可。该情况下，没有必要对应挠曲而调 整陶瓷支架8b的姿势。

而且，在该情况下，由于陶瓷支架8b的水平方向中的最大宽度为 传感器元件10的主面S1中的宽度w2，因此如果将该宽度w2与陶瓷 支架8b的贯通孔8bh的内尺寸w1满足规定的尺寸公差，则贯通孔8bh 能够嵌合于第一顶端部10a。

从其他观点来看，与图6所示的现有的组装工序不同，由于没有 必要将传感器元件10的第一顶端部10a在水平方向实际占有的最大宽 度估计得大，所以能够将内尺寸w1与宽度w2的尺寸公差控制得小于 现有技术。这能够更有效地提高气体传感器1的气密性。

如果通过以上方式将贯通孔8bh嵌合于第一顶端部10a，则传感器 元件10的保持状态从上侧夹持状态转换为下侧夹持状态。图12是表 示该夹持状态的转换过程中的状态的概念图。此外，图12终究是概念 图，其夸张地表示了传感器元件10的挠曲，但实际上，陶瓷支架8b 无会达到第二顶端部10b。

传感器元件10存在挠曲的情况下，在伴随着该上侧夹持状态向下 侧夹持状态转换的短短的时间内，传感器元件10的姿势从图12（a） 所示的上侧夹持状态经由图12（b）所示的中间状态向图12（c）所示 的下侧夹持状态变化。伴随着该过程，沿传感器元件10的铅直方向部 分，从第一顶端部10a向第二顶端部10b过渡，但该过渡的方向与嵌 合于第一顶端部10a的陶瓷支架8b的移动方向一致。因此，陶瓷支架 8b，大致保持其贯通孔8bh位于沿传感器元件10的铅直方向的部分的 状态的同时向下方移动。结果，即使传感器元件10存在挠曲，陶瓷支 架8b也可以顺利到达规定的环绕安装位置。此外，传感器元件10的 挠曲越小，在上侧夹持状态和下侧夹持状态的任意一个状态下，由于 传感器元件10以更接近铅直方向的姿势被保持，被嵌合的陶瓷支架8b 在途中不会卡住而顺利地被环绕安装。例如，在解除上侧夹持状态的 时刻，也迅速达到规定的环绕安装位置。

上述情况，对其他陶瓷支架8和压粉体9而言也是相同的。即， 在本实施方案中，当欲嵌合各构件的贯通孔时，在上侧夹持状态保持 传感器元件10，通过在各构件被嵌合后向上侧夹持状态转换，由此能 够将传感器元件10与陶瓷支架8和压粉体的尺寸公差控制为小的值， 并且相对于传感器元件10可靠地环绕安装陶瓷支架8或压粉体9，从 而能够得到中间组装体20。

＜第一组装工序的详细说明＞

接下来，对基于上述原理而进行的、本实施方案中的第一组装工 序的更详细的处理流程进行说明。此外，在之后的说明中，将传感器 元件10的挠曲处在能够实现该上侧夹持状态的程度范围内，对于具有 如下挠曲的传感器元件10不属于讨论对象：不能兼顾第一顶端部10a 的铅直状态和凹部50a中的第二顶端部10b的限制的程度的挠曲。

图13至图18是具体示出了第一组装工序的工序过程的状态的图。 此外，在图13至图18中，为了方便，图示的是不存在挠曲的传感器 元件10，但实际上，如上所述，在能实现上侧夹持状态的范围的挠曲 是允许的。

首先，将垫圈7环绕安装于传感器元件10。图13是表示环绕安装 垫圈7时的状态的图。

首先，如图13（a）所示，事先在将第二顶端部10b插入于保持台 50的凹部50a的状态下，将传感器元件10保持在上侧夹持状态。在该 状态下，通过规定的搬运单元61来将垫圈7以贯通孔7h位于传感器 元件10的第一顶端部10a的延长线上的方式配置。此外，图13（a） 例示了搬运单元61在从下方支撑垫圈7的状态下搬运垫圈7的状态， 但垫圈7的搬运状态不限于此。

从该状态开始，使搬运单元61下降。然后，如图13（b）所示， 在贯通孔7h嵌合于传感器元件10的时刻，迅速地使搬运单元61向水 平方向退避。据此，如图13（c）所示，垫圈7以被传感器元件10引 导的状态而下降在夹持传感器元件10的第二夹持件52的上面。

接着，从该状态开始，将传感器元件10的保持状态从上侧夹持状 态转换为下侧夹持状态。于是，伴随着第二夹持件52对传感器元件10 的夹持的解除，垫圈7以被传感器元件10引导的状态下降，并在保持 台50的上面50s静止。图13（d）示出了该状态。据此，垫圈7被嵌 合于传感器元件10。此外，通常垫圈7的贯通孔7h设置成无需担心被 传感器元件10卡住程度的大小，因此垫圈7的环绕安装可以没有问题 地进行。

接下来，环绕安装陶瓷支架8a。图14是表示环绕安装陶瓷支架 8a时的状态的图。

首先，如图14（a）所示，将传感器元件10的保持状态从下侧夹 持状态转换为上侧夹持状态。然后，通过规定的搬运单元62将陶瓷支 架8a以贯通孔8ah位于传感器元件10的第一顶端部10a的延长线上 的方式配置。此外，图14（a）例示了搬运单元61在其从侧方把持陶 瓷支架8a的状态下搬运陶瓷支架8a的状态，但陶瓷支架8a的搬运状 态不限于此。

从该状态开始，使搬运单元62下降。然后，如图14（b）所示， 在贯通孔8ah被嵌合于传感器元件10的时刻，迅速地使搬运单元62 向水平方向退避。据此，如图14（c）所示，陶瓷支架8a以被传感器 元件10引导的状态而下降在夹持传感器元件10的第二夹持件52的上 面。

接着，从该状态开始，将传感器元件10的保持状态从上侧夹持状 态转换为下侧夹持状态。于是，伴随着第二夹持件52对传感器元件10 的夹持的解除，陶瓷支架8a以被传感器元件10引导的状态下降，以 堆积在垫圈7上的状态而静止。图14（d）示出了该状态。据此，陶瓷 支架8a被环绕安装于传感器元件10。

接下来，环绕安装压粉体9a。图15是表示环绕安装压粉体9a时 的状态的图。

首先，如图15（a）所示，将传感器元件10的保持状态从下侧夹 持状态转换为上侧夹持状态。然后，通过规定的搬运单元63将压粉体 9a以贯通孔9ah位于传感器元件10的第一顶端部10a的延长线上的方 式配置。此外，由于压粉体9a脆弱易坏，因此如图15（a）所示，其 搬运优选在使用搬运单元63从上方对其进行吸附固定的状态下进行。 不过，只要能无损坏地搬运压粉体9a，就可以采用其他的搬运形式。

接着，从该状态开始，使搬运单元63下降，如图15（b）所示， 在将贯通孔9ah嵌合于传感器元件10的状态下使压粉体9a载置于第 二夹持件52上。如果压粉体9a载置于第二夹持件52上，则迅速地使 搬运单元63退避。接着，将载置有压粉体9a的第二夹持件52沿传感 器元件10下降。此外，优选地，鉴于传感器元件10存在挠曲，在该 下降的时候，稍微缓和第二夹持件52对传感器元件10的夹持，从而 抑制传感器元件10和第二夹持件52之间摩擦的发生。

如图15（c）所示，在第二夹持件52接近陶瓷支架8a的时刻，停 止第二夹持件52的下降，同时，将传感器元件10的保持状态转换为 下侧夹持状态。据此，压粉体9a以被传感器元件10引导的状态下， 下降到陶瓷支架8a为止的剩余距离，以堆积在陶瓷支架8a上的状态 而静止。图15（d）示出了该状态。据此，压粉体9a被环绕安装于传 感器元件10。此外，在转换为下侧夹持状态的时刻，第二夹持件52迅 速地恢复至初始位置。

此外，与环绕安装垫圈7或陶瓷支架8a的情况不同，在环绕安装 压粉体9a的情况下使第二夹持件52降落的目的在于，通过缩短哪怕 是很短的压粉体9a的落下距离，由此尽可能地抑制压粉体9a的损坏。 只要能够无损坏地环绕安装压粉体9a，就不采用该形式也是可以的。

之后，按照陶瓷支架8b、压粉体9b、陶瓷支架8c的顺序依次对 这些进行环绕安装，但是这些也可以进行与上述的陶瓷支架8a或压粉 体9a相同的环绕安装。

图16是表示环绕安装陶瓷支架8b时的状态的图。即，如图16（a） 所示，将传感器元件10的保持状态从下侧夹持状态转换为上侧夹持状 态。然后，通过规定的搬运单元64将陶瓷支架8b以贯通孔8bh位于 传感器元件10的第一顶端部10a的延长线上的方式配置。然后，从该 状态开始，使搬运单元64下降，并在贯通孔8bh嵌合于传感器元件10 的时刻，迅速地使搬运单元64向水平方向退避。据此，使陶瓷支架8b 落在第二夹持件52上之后，将传感器元件10的保持状态从上侧夹持 状态转换至下侧夹持状态，以被传感器元件10引导的状态下，使陶瓷 支架8b以堆积在压粉体9a上的方式使其落下。据此，如图16（b）所 示，陶瓷支架8b被环绕安装于传感器元件10。

另外，图17是表示环绕安装压粉体9b时的状态的图。即，如图 17（a）所示，将传感器元件10的保持状态从下侧夹持状态转换为上 侧夹持状态。然后，通过规定的搬运单元65将压粉体9b以贯通孔9bh 位于传感器元件10的第一顶端部10a的延长线上的方式配置。此外， 如图17（a）所示，压粉体9b的搬运也与压粉体9a的情况相同，优选 在使用搬运单元65从上方对其吸附固定的状态下进行。接着，从该状 态开始，通过使搬运单元63降落，在贯通孔9bh嵌合于传感器元件10 的状态下使压粉体9b载置于第二夹持件52上后，将载置有压粉体9b 的第二夹持件52沿传感器元件10降落。在第二夹持件52接近陶瓷支 架8b的时刻，停止第二夹持件52的降落，同时，将传感器元件10的 保持状态转换为下侧夹持状态，使压粉体9b下落在陶瓷支架8b上。 以堆积的状态而静止。据此，如图17（b）所示，陶瓷支架8b被环绕 安装于传感器元件10。

进而，图18是表示环绕安装陶瓷支架8c时的状态的图。即，如 图18（a）所示，将传感器元件10的保持状态从下侧夹持状态转换为 上侧夹持状态。然后，通过规定的搬运单元66将陶瓷支架8c以贯通 孔8ch位于传感器元件10的第一顶端部10a的延长线上的方式配置。 然后，从该状态开始，使搬运单元66降落，在贯通孔8ch嵌合于传感 器元件10的时刻，迅速地使搬运单元66向水平方向退避。据此，使 陶瓷支架8c下落在第二夹持件52上之后，将传感器元件10的保持状 态从上侧夹持状态转换为下侧夹持状态，并以被传感器元件10引导的 状态，使陶瓷支架8c以堆积在压粉体9b上的方式使其降落。据此， 如图17（b）所示，陶瓷支架8c被环绕安装于传感器元件10。通过环 绕安装陶瓷支架8c来得到了中间组装体20。

＜第二组装工序＞

接着，对第二组装工序进行说明。如上所述，现有的第二组装工 序中的问题如下，如图7所示，因传感器元件10存在挠曲，导致在第 二组装工序中嵌合于筒状体30时的中间组装体20的实际外径比筒状 体30的内径D1还要大。此时，在本实施方案中，在尽可能使中间组 装体20的实际外径变小的基础上（在尽可能接近设计值D2的基础上）， 使中间组装体20和筒状体30嵌合。

图19是表示第二组装工序开始时的状态的图。此外，图19（a） 是从主面S1侧观察传感器元件10时的图，图19（b）是从侧面S2侧 观察传感器元件10时的图。

换言之，图19示出了通过环绕安装陶瓷支架8c来得到中间组装 体20后的状态。此时，构成中间组装体20的传感器元件10形成为下 侧夹持状态。因此，在中间组装体20，与图7所示的现有的情况相同， 越靠近上方（离第二顶端部10b近的一侧）而配置的构件，配合传感 器元件10的挠曲形状，在水平方向位移而定位。

本实施方案中，在与筒状体30嵌合之前，先对处于图19所示的 状态的中间组装体20进行定中心处理，该定中心处理使用定中心导向 （centering guide）71。

如图19所示，对定中心导向71而言，在中间组装体20被组装且 其结构构件、即传感器元件10的第二顶端部10b处于直接被插入于保 持台50的状态时，在中间组装体20的附近以沿该中间组装体20的方 式被设置即可。此外，虽然在图19中省略了图示，但定中心导向71 被规定的支撑单元支撑，并且具有铅直方向延伸的夹持面71s，而且能 够通过未图示的驱动机构来驱动，由此在如箭头AR4所示的水平方向 进退自如。据此，从被环绕安装的各构件的侧面侧自如地进行中间组 装体20的夹持其开放。此外，在图19中，定中心导向71分为四个构 件的形式图示，但不限于该结构。

图20是表示使用了定中心导向71的定中心处理的状态的图。此 外，图20（a）是从主面S1侧观察传感器元件10时的图，图20（b） 是从侧面S2侧观察传感器元件10时的图。另外，图21是示意性表示 定中心处理前后中的传感器元件10的姿势的图。此外，图21终究只 是概念图，且传感器元件10的挠曲被夸张表示。

具体地，如图20所示，解除下侧夹持状态的同时，通过定中心导 向71来夹持中间组装体20。此时，构成中间组装体20的各构件中的 被环绕安装于传感器元件10的构件，接受来自所接触了的定中心导向 71的水平方向的力。由于各构件在水平方向没有受到限制，所以会位 移到来自相反方向的力平衡的位置。

此时，如图21（a）所示，传感器元件10也经由接受了来自定中 心导向71的水平方向的力的构件，间接地接受来自定中心导向71的 水平方向的力F。解除了由第一夹持件51的保持的传感器元件10，虽 然只有第二顶端部10b被保持台50的凹部50a受限制，但并不是被固 定于凹部50a，因此从图21（a）所示的定中心之前的状态开始，以凹 部50a为支点使姿势改变。具体地，如图21（b）所示那样，传感器元 件10的水平方向的最大占有宽度W朝着变为最小的状态而发生姿势 变更。

结果，通过定中心处理，中间组装体20，如图19所示，传感器元 件10越朝向上方越偏离铅直方向，并且伴随这些被环绕安装的各构件 也越朝着上方越发生水平方向位移，从该状态开始向如下状态过渡： 如图20所示，通过将各构件控制在定中心导向71的夹持面71s之间， 由此向最大外径D3最小的状态。定中心导向71向水平方向退避。

在本实施方案中，如上所述，在构成中间组装体20的各构件被定 中心的基础上，进行中间组装体20和筒状体30的嵌合。此时的中间 组装体20的最大外径D3，通常被控制在相对于设计值D2的尺寸公差 的范围，由于其形成为比筒状体30的内径D1还要小的值，因此适合 进行嵌合。

此外，对嵌合而言，在使定中心处理后的中间组装体20的中心线 与筒状体30的中心线一致之后，可以通过如下方式实现该嵌合：相对 于中间组装体20使筒状体30下降，或者与此相反地相对于固定的筒 状体30插入中间组装体20，或者通过组合这些动作。

从其他观点来看，本实施方案的情况下，由于没有必要将中间组 装体20的最大外径的尺寸公差相对于设计值D2估计得大，所以能够 将筒状体30的内径D1的尺寸公差也能抑制在比现有技术的还要小的 值。这能够更有效地提高气体传感器1的气密性。

即，在本实施方案中，陶瓷支架8和压粉体9相对于被环绕安装 的中间组装体20进行定中心处理，并且在使中间组装体20的外径最 小化的基础上环绕安装筒状体30，由此能够将中间组装体20与筒状体 30的尺寸公差抑制在小的值，同时使筒状体30可靠地环绕安装于中间 组装体20，从而得到组装完成品40。

＜组装装置的概要＞

接下来，对上述组装工序中使用的装置的一例进行说明。图22是 在本实施方案中进行第一组装工序和第二组装工序的组装装置1000的 俯视图。

组装装置1000在水平方向大致具有按如下顺序排列设置的结构， 即：进行对保持台50的传感器元件10的插入和垫圈7的环绕安装的 第一区域（zone）100；进行陶瓷支架8a的环绕安装的第二区域200； 进行陶瓷支架8b和压粉体9a、9b的环绕安装的第三区域300；环绕安 装陶瓷支架8c，并对根据陶瓷支架8c的环绕安装而得到的中间组装体 20进行筒状体30的环绕安装的第四区域400；将据此而得到的组装完 成品40搬运至装置外部的第五区域500。

另外，组装装置1000具备区域间搬运单元TR0，其在区域之间用 于搬运保持台50。具体地，区域间搬运单元TR0是线性滑块，其通过 如下方式形成：如箭头AR5所示那样，两个移动工作台TB（第一移 动工作台TB1、第二移动工作台TB2）在导轨（guide rail）GR上移 动自如，该导轨以在水平方向排列设置的各区域之间横穿的状态而设 置。此外，各移动工作台TB具备交接单元DL（第一交接单元DL1、 第二交接单元DL2），该交接单元DL在保持台配置位置P1-P5之间 进行保持台50的交接，该保持台配置位置P1-P5设定于各区域所具备 的保持台配置部101、201、301、401、501。在与各保持台配置位置 P1-P5对置的交接位置p1-p5使移动工作台TB停止，在该状态下，通 过使交接单元DL工作，由此在移动工作台TB和保持台配置部101、 201、301、401、501之间交接保持台50变得可能。

此外，保持台配置部101、201、301、401、501具备未图示的第 一夹持件操作机构。对第一夹持件操作机构而言，在保持台50配置于 设置在各保持台配置部的保持台配置位置P1-P5的时刻，与第一夹持 件51连接，从而使第一夹持件51的动作变得可能。

优选地，第一夹持件51可以以如下方式构成：仅在通过第一夹持 件操作机构来进行特别的释放动作的情况下变为释放状态，除此之外 的情况下，进行保持非释放状态的动作。所谓的非释放状态，准确地 说是指，如果是传感器元件10插入于凹部50a的状态则对其进行夹持 的状态。这种结构，例如，利用弹簧对第一夹持件51的施压等来实现。

另一方面，在各区域具备的第二夹持件52上，具备与此对应的第 二夹持件操作机构53。第二夹持件52，仅在实现所述的上侧夹持状态 时，通过第二夹持件操作机构53来形成为夹持状态，除此之外的时候 为释放状态。

另外，更详细地，第一移动工作台TB1在第一区域100、第二区 域200、及第三区域300之间主要担当保持台50的搬运，第二移动工 作台TB2在第三区域300、第四区域400、及第五区域500之间主要承 担保持台50的搬运。

在具有该结构的组装装置1000中，通过适当地组合由区域间搬运 单元TR0引起的移动工作台TB的移动动作和交接单元DL的交接动 作，由此包括形成为组装过程中的中间组装体20或组装完成品40的 状态的、处于传感器元件10被插入于凹部50a的状态的保持台50配 合组装工序的进展而搬运至目标位置。对组装装置1000而言，通过具 有这种结构，能够在互不相同的多个地方同时进行以不同保持台50为 对象的互不相同阶段的组装处理。

另外，在该情况下，在各区域中没有必要使交接保持台50后的移 动工作台TB在其交接位置待命，从而使其移动至其他位置，由此可以 交接其他保持台50。即，在组装装置1000中，可以实现有效的组装处 理。

此外，在后文中，不分组装前后的状态，一律将传感器元件10未 插入于凹部50a的保持台50称为空的保持台50。另外，组装装置1000 具备控制装置各个部的动作的未图示的控制单元，此后进行说明的一 系列动作是通过控制单元控制各个部来自动运行的。

＜第一区域＞

对第一区域100而言，除保持台配置部101之外，还具备多关节 机器人手臂型的移载机构TR1。移载机构TR1设置有顶端臂部AM1。 顶端臂部AM1在铅直方向升降自如，且在水平面内旋转自如，并且在 其长尺寸方向的一侧端部具备传感器元件移载臂102，在另一侧端部具 备垫圈移载臂103（相当于图13的搬运单元61），它们分别沿铅直方 向延伸设置。另外，第一区域100具备：元件供给部104，其作为形成 为组装对象的传感器元件10的供给部；垫圈供给部105，其作为垫圈 7的供给部。

在第一区域100中的处理通过如下方式开始，即：首先，使搬运 空的保持台50的第一移动工作台TB1停止于交接位置p1（p1a），使 用第一交接单元DL1使该保持台50交接于保持台配置位置P1（P1A）。

首先，移载机构TR1连续进行：传感器元件10的获取，该传感器 元件10来自基于传感器元件移载臂102的元件供给部104；和垫圈7 的获取，该垫圈7来自基于垫圈移载臂103的垫圈供给部105。

具体地，首先，在传感器元件移载臂102位于元件供给部104的 上方的状态下，使顶端臂部AM1下降，并通过传感器元件移载臂102 来保持传感器元件10。之后，暂且使顶端臂部AM1上升，这一回， 在垫圈移载臂103位于垫圈供给部105的上方的状态下，使顶端臂部 AM1下降，由此使垫圈7保持于垫圈移载臂103。在保持垫圈7后， 再次使顶端臂部AM1上升。

接着，通过传感器元件移载臂102，使传感器元件10插入于配置 在保持台配置位置P1（P1A）的空的保持台50的凹部50a。然后，相 对于该传感器元件10，进行基于垫圈移载臂103的垫圈7的配置（向 第二夹持件52（52A）的载置）。这些动作是通过使移载机构TR1的 水平面内的姿势适当地不同而连续地进行的。

然后，接着后者，以图13例示的状态，对传感器元件10进行垫 圈7的环绕安装。此时，如上所述，适当地转换基于第一夹持件51的 下侧夹持状态与基于第二夹持件52（52A）的上侧夹持状态。

垫圈7被环绕安装后，保持台50通过保持台配置部101所具备的 未图示的驱动机构，从保持台配置位置P1A移动至与此邻接的保持台 配置位置P1（P1B）。然后，通过被搬运至与该保持台配置位置P1B 对置的交接位置p1（p1b）的第一移动工作台TB1所具备的第一交接 单元DL1，由此交接至第一移动工作台TB1。载置有保持台50的第一 移动工作台TB1，通过区域间搬运单元TR0被搬运至第二区域200。

＜第二区域＞

对第二区域200而言，除保持台配置部201之外，还具备直角坐 标型机器人的移载机构TR2。移载机构TR2设置有臂部AM2。臂部 AM2在水平方向移动自如，并且在其长尺寸方向的一端部具备在铅直 方向升降自如的陶瓷支架移载臂202（相当于图14的搬运单元62）。 另外，第二区域200具备作为陶瓷支架8a的供给部的第一陶瓷支架供 给部203。

在第二区域200的处理通过如下方式开始，即：首先，将保持垫 圈7环绕安装后的传感器元件10的保持台50从第一区域100搬运过 来的第一移动工作台TB1，停止于交接位置p2（p2a），并通过第一 交接单元DL1，使该保持台50被交接于保持台配置位置P2（P2A）。

首先，移载机构TR2通过陶瓷支架移载臂202来从第一陶瓷支架 供给部203获取陶瓷支架8a。

具体地，在陶瓷支架移载臂202位于第一陶瓷支架供给部203的 上方的状态下，使陶瓷支架移载臂202下降，由此保持陶瓷支架8a。 在保持陶瓷支架8a后，再次使陶瓷支架移载臂202上升。

接着，在陶瓷支架8a通过陶瓷支架移载臂202来搬运至传感器元 件10的上方的基础上，以图14例示的状态，进行陶瓷支架8a对传感 器元件10的环绕安装。此时，如上所述，适当地转换基于第一夹持件 51的下侧夹持状态与基于第二夹持件52（52B）的上侧夹持状态。

陶瓷支架8a被环绕安装后，保持台50通过保持台配置部201所 具备的未图示的驱动机构，从保持台配置位置P2A移动至与此邻接的 保持台配置位置P2（P2B）。然后，通过被搬运至与该保持台配置位 置P2B对置的交接位置p2（p2b）的第一移动工作台TB1所具备的第 一交接单元DL1，交接至第一移动工作台TB1。载置有保持台50的第 一移动工作台TB1，通过区域间搬运单元TR0被搬运至第三区域300。

＜第三区域＞

对第三区域300而言，除保持台配置部301之外，还具备多关节 机器人手臂型的移载机构TR3A和直角坐标型机器人的移载机构 TR3B。

移载机构TR3A设置有顶端臂部AM3A。顶端臂部AM3A在铅直 方向升降自如，且在水平面内旋转自如，并且在其长尺寸方向的两个 端部分别具备压粉体移载臂302、303（分别相当于图15的搬运单元 63和图17的搬运单元65），它们分别沿铅直方向延伸设置。压粉体 移载臂302、303，其下端部可以吸附并保持压粉体9。

另一方面，移载机构TR3B设置有臂部AM3B。移载机构TR3B 的臂部AM3B在水平方向移动自如，并且在其长尺寸方向的一端部具 备在铅直方向升降自如的陶瓷支架移载臂304（相当于图16的搬运单 元64）。另外，第三区域300具备作为压粉体9a及9b的供给部的压 粉体供给部305、和作为陶瓷支架8b的供给部的第二陶瓷支架供给部 306。

在第三区域300的处理通过如下方式开始，即：首先，将保持陶 瓷支架8a环绕安装后的传感器元件10的保持台50从第二区域200搬 运过来的第一移动工作台TB1，停止于交接位置p3（p3a），并通过 第一交接单元DL1，使该保持台50被交接于保持台配置位置P3（P3A）。

首先，移载机构TR3A从基于两个压粉体移载臂302、303的压粉 体供给部305而连续进行压粉体9（9a、9b）的获取。

具体地，首先，在压粉体移载臂302位于压粉体供给部305的上 方的状态下，使顶端臂部AM3A下降，使压粉体9（9a）吸附于压粉 体移载臂302的下端部。之后，暂且使顶端臂部AM3A上升，这一回， 在压粉体移载臂303位于压粉体供给部305的上方的状态下，使顶端 臂部AM3A下降，由此使压粉体9（9b）吸附于压粉体移载臂303的 下端部。在保持压粉体9（9b）后，再次使顶端臂部AM3A上升。

进一步地，移载机构TR3B通过陶瓷支架移载臂304从第二陶瓷 支架供给部306获取陶瓷支架8b。

具体地，在陶瓷支架移载臂304位于第二陶瓷支架供给部306的 上方的状态下，使陶瓷支架移载臂304下降，由此保持支架8b。在保 持陶瓷支架8a后，再次使瓷支架移载臂304上升。

接着，在图15至图17例示的状态下，对传感器元件10依次进行 压粉体9a、陶瓷支架8b、及压粉体9b的环绕安装。在对各构件进行 环绕安装时，如上所述，适当地转换基于第一夹持件51的下侧夹持状 态与基于第二夹持件52（52C）的上侧夹持状态。

更详细地说，首先，传感器元件10形成为上侧夹持状态，接下来， 移载机构TR3A通过压粉体移载臂302来将压粉体9a载置于夹持有传 感器元件10的第二夹持件52C上。在上侧夹持状态下载置的压粉体 9a，以上述状态被环绕安装于传感器元件10。此时，移载机构TR3A 暂且从第二夹持件52C的附近退避。

在压粉体9a环绕安装后，传感器元件10又一次形成为上侧夹持 状态。接下来，压粉体9a的移载机构TR3B通过陶瓷支架移载臂304 来将陶瓷支架8b载置于第二夹持件52C上。载置于第二夹持件52C 的陶瓷支架8b，以上述状态被环绕安装于传感器元件10。此时，载置 陶瓷支架8b的移载机构TR3B迅速从第二夹持件52C的附近退避。

在陶瓷支架8b环绕安装后，传感器元件10第三次形成为上侧夹 持状态。接下来，移载机构TR3A，这一回再一次通过压粉体移载臂 303来将压粉体9b载置于第二夹持件52C上。在上侧夹持状态下载置 的压粉体9b，以上述状态被环绕安装于传感器元件10。

压粉体9b被环绕安装后，保持台50通过被搬运至与保持台配置 位置P3A对置的交接位置p3a的第二移动工作台TB2所具备的第二交 接单元DL2，被交接至第二移动工作台TB2。载置有保持台50的第二 移动工作台TB2，通过区域间搬运单元TR0被搬运至第四区域400。

＜第四区域＞

对第四区域400而言，除保持台配置部401之外，还具备直角坐 标型机器人的移载机构TR4。移载机构TR4设置有第一臂部AM4A和 第二臂部AM4B。第一臂部AM4A具备在铅直方向升降自如的陶瓷支 架移载臂402（相当于图18的搬运单元66）。第二臂部AM4B同样具 备在铅直方向升降自如的筒状体移载臂403。另外，第四区域400具备 作为陶瓷支架8c的供给部的第三陶瓷支架供给部404、和作为筒状体 30的供给部的筒状体供给部405。另外，第一臂部AM4A和第二臂部 AM4B，在水平方向形成一体并移动自如。

在第四区域400的处理通过如下方式开始，即：首先，将保持压 粉体9b环绕安装后的传感器元件10的保持台50从第三区域300搬运 过来的第二移动工作台TB2，停止于交接位置p4（p4a），并通过第 二交接单元DL2，使该保持台50被交接于保持台配置位置P4（P4A）。

首先，移载机构TR4，通过陶瓷支架移载臂402来从第三陶瓷支 架供给部404获取陶瓷支架8c。具体地，在陶瓷支架移载臂402位于 第三陶瓷支架供给部404的上方的状态下，使陶瓷支架移载臂402下 降，由此保持陶瓷支架8c。在保持陶瓷支架8c后，再次使陶瓷支架移 载臂402上升。

接着，移载机构TR4同样通过筒状体移载臂403来从筒状体供给 部405获取筒状体30。具体地，在筒状体移载臂403位于筒状体供给 部405的上方的状态下，使筒状体移载臂403下降，由此保持筒状体 30。在保持筒状体30后，再次使筒状体移载臂403上升。

接着，在通过陶瓷支架移载臂402来将陶瓷支架8c搬运至传感器 元件10的上方的基础上，以图18例示的状态，进行陶瓷支架8c对传 感器元件10的环绕安装。此时，如上所述，适当地转换基于第一夹持 件51的下侧夹持状态与基于第二夹持件52（52D）的上侧夹持状态。

通过环绕安装陶瓷支架8c得到中间组装体20后，接着，通过定 中心导向71，以图19和图20所示的状态进行中间组装体20的定中心 处理。

然后，通过筒状体移载臂403来将筒状体30搬运至定中心处理后 的中间组装体20的上方，进行筒状体30对中间组装体20的环绕安装。 据此，得到组装完成品40。

得到组装完成品40后，保持台50通过保持台配置部401所具备 的未图示的驱动机构，从保持台配置位置P4A被移动至与此邻接的保 持台配置位置P4（P4B）。然后，通过被搬运至与该保持台配置位置 P4B对置的交接位置p4（p4b）的第二移动工作台TB2所具备的第二 交接单元DL2，交接至第二移动工作台TB2。载置有保持台50的第二 移动工作台TB2，通过区域间搬运单元TR0被搬运至第五区域。

＜第五区域＞

对第五区域500而言，除保持台配置部501之外，还具备将组装 完成品40搬运至装置外部的完成品搬运结构TR5，其中，该组装完成 品40通过沿导轨（guide rail）GR2在水平方向移动自如，并且传感器 元件10插入于凹部50a来保持于保持台50。完成品搬运结构TR5设 置有在铅直方向升降自如的臂部AM5。

在第五区域500，将保持组装完成品40的保持台50从第四区域 400搬运过来的第二移动工作台TB2，停止于交接位置p5（p5a或p5b）， 并通过第二交接单元DL2，使该保持台50被交接于保持台配置位置 P5（P5A或P5B）。此外，保持组装完成品40的保持台50，相对于 保持台配置位置P5A和保持台配置位置P5B交替进行。

在保持台配置位置P5A或P5B，完成品搬运结构TR5通过使其臂 部AM5夹持组装完成品40，进而使臂部AM5上升，由此从保持台50 获取组装完成品40。将组装完成品40夹持于臂部AM5的完成品搬运 结构TR5，沿导轨GR2将组装完成品4搬运至装置外部。

此外，组装完成品40被搬出而再次成为空的保持台50，通过被搬 运至与保持台配置位置P5A或P5B对置的交接位置p5a或p5b的第二 移动工作台TB2所具备的第二交接单元DL2，交接至第二移动工作台 TB2。

然后，载置有空的保持台50的第二移动工作台TB2，通过区域间 搬运单元TR0被搬运至第三区域300的交接位置p3b。第二移动工作 台TB2停止在该交接位置p3b后，通过第二交接单元DL2，载置于第 二移动工作台TB2的空的保持台50暂且被交接至保持台配置位置 P3B。

接下来，此时，通过被搬运至交接位置p3b的第一移动工作台TB1 所具备的第一交接单元DL1，交接至第一移动工作台TB1。接收空的 保持台50的第一移动工作台TB1，通过区域间搬运单元TR0来被搬 运至第一区域100的交接位置p1a。然后，供应于接下来的组装工序。

＜变形例＞

在上述实施方案中，以传感器元件10的第二顶端部10b插入于保 持台50的凹部50a的情况作为对象，对第一组装工序及第二组装工序 进行了说明，但这不是必须进行的处理。也可以以第一顶端部10a插 嵌于保持台50的凹部50a的状态代替该方案。该情况下，构成中间组 装体20的各构件，按照与上述实施方案相反的顺序依次环绕安装即可。 另外，关于中间组装体20与筒状体30的嵌合，只要以适当的方法进 行即可。

另外，除了气体传感器的组装之外，在上述实施方案中说明的第 一组装工序及第二组装工序也可以适用于其他部件的组装。

例如，在具有规定的尺寸公差内的挠曲的长条状构件，环绕安装 分别形成圆板状或圆筒状的、且具备与该长条状构件的剖面形状相对 应的贯通孔的被环绕安装构件时，可以适用第一组装工序。

另外，在具有规定的尺寸公差内的挠曲的长条状构件环绕安装分 别形成圆板状或圆筒状的多个被环绕安装构件而形成的中间组装体， 环状筒状体时，可以适用第二组装工序。