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審決分類 審判 全部無効 特36条6項1、2号及び3号 請求の範囲の記載不備  G01N
審判 全部無効 2項進歩性  G01N
管理番号 1385105
総通号数 6 
発行国 JP 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2022-06-24 
種別 無効の審決 
審判請求日 2021-07-28 
確定日 2022-05-06 
事件の表示 上記当事者間の特許第６５６１７１９号発明「ガスセンサ」の特許無効審判事件について、次のとおり審決する。 
結論 本件審判の請求は、成り立たない。 審判費用は、請求人の負担とする。 
理由 第１ 手続の経緯
本件は、請求人が、被請求人が特許権者である特許第６５６１７１９号（以下「本件特許」という。）の特許請求の範囲の請求項１ないし６に係る発明の特許を無効とすることを求める事件であって、その手続の経緯の概要は、以下のとおりである。

平成２７年 ９月１７日：本件出願（特願２０１５−１８４３６７号；
優先権主張 平成２６年１０月３０日）
令和 元年 ８月 ２日：特許権の設定登録（特許第６５６１７１９号）
令和 ３年 ７月２８日：本件無効審判請求
同年１０月２７日：審判事件答弁書提出
同年１２月１５日：審理事項通知（起案日）
令和 ４年 １月２１日：請求人より口頭審理陳述要領書及び証拠説明書
提出
同日：被請求人より口頭審理陳述要領書提出
同年 ２月 ４日：口頭審理
同日：請求人より上申書提出
同日：被請求人より上申書２通提出
同月１７日：請求人より上申書提出

第２ 本件発明
本件特許の請求項１ないし６に係る発明（以下それぞれ請求項の番号に対応して「本件発明１」などといい、これらの発明をまとめて「本件発明」という。）は、特許請求の範囲の請求項１ないし６に記載された事項により特定される、次のとおりのものである。

「【請求項１】
ハウジング（１１Ａ，１１Ｂ）と、
該ハウジング（１１Ａ，１１Ｂ）の内周側に保持された碍子（１２）と、
該碍子（１２）に挿通された、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体（２）を有し、長手方向（Ｌ）の先端部（１００）が上記碍子（１２）の先端面（１２１）から突出するセンサ素子（１０）と、
該センサ素子（１０）の上記先端部（１００）を覆うよう上記ハウジング（１１Ａ，１１Ｂ）の先端側に取り付けられ、被測定ガス（Ｇ）を上記センサ素子（１０）の上記先端部（１００）に導くためのカバー導入孔（１３１，１３２）が形成された保護カバー（１３Ａ，１３Ｂ）と、を備えるガスセンサ（１）において、
上記固体電解質体（２）の上記長手方向（Ｌ）の先端部（２００）には、被測定ガス（Ｇ）に晒されて被測定ガス（Ｇ）中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極（２１）と、被測定ガス（Ｇ）に晒されて上記ポンプ電極（２１）によって酸素濃度が調整された後の被測定ガス（Ｇ）中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極（２３）とが設けられており、
該センサ電極（２３）の全体は、上記保護カバー（１３Ａ，１３Ｂ）の外周部に形成されたすべての上記カバー導入孔（１３１，１３２）よりも上記長手方向（Ｌ）の基端側に位置しており、
上記センサ電極（２３）の上記長手方向（Ｌ）の基端位置（２３１）は、上記ハウジング（１１Ａ，１１Ｂ）の先端面（１１１）よりも基端側に位置していることを特徴とするガスセンサ（１）。
【請求項２】
上記センサ電極（２３）の全体は、上記保護カバー（１３Ａ，１３Ｂ）の基端位置よりも基端側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ（１）。
【請求項３】
上記保護カバー（１３Ａ，１３Ｂ）は、上記ハウジング（１１Ａ，１１Ｂ）の先端部の外周に取り付けられた第１保護カバー（１３Ａ）と、該第１保護カバー（１３Ａ）の外周に取り付けられた第２保護カバー（１３Ｂ）とからなり、
上記第１保護カバー（１３Ａ）の外周部に形成された上記カバー導入孔（１３１）は、上記第２保護カバー（１３Ｂ）の外周部に形成された上記カバー導入孔（１３２）よりも上記長手方向（Ｌ）の先端側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセンサ（１）。
【請求項４】
上記センサ電極（２３）の全体が、上記ハウジング（１１Ａ，１１Ｂ）の先端面（１１１）よりも基端側に位置して、上記碍子（１２）の先端面（１２１）と上記ハウジング（１１Ａ，１１Ｂ）の内周面（１１２）とによって形成される凹部（１４）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスセンサ（１）。
【請求項５】
上記センサ素子（１０）の上記長手方向（Ｌ）の先端位置（１０３）が、上記ハウジング（１１Ａ，１１Ｂ）の先端面（１１１）よりも基端側に位置して、上記碍子（１２）の先端面（１２１）と上記ハウジング（１１Ａ，１１Ｂ）の内周面（１１２）とによって形成される凹部（１４）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスセンサ（１）。
【請求項６】
上記センサ素子（１０）は、上記固体電解質体（２）の表面に被測定ガス（Ｇ）を導入する被測定ガス空間（１０１）を有しており、
上記ポンプ電極（２１）及び上記センサ電極（２３）は、上記被測定ガス空間（１０１）に導入される被測定ガス（Ｇ）に晒されており、
上記センサ素子（１０）の先端（１０３）には、拡散抵抗体（３２）を介して上記被測定ガス空間（１０１）に被測定ガス（Ｇ）を導入するための導入口（３３１）が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のガスセンサ（１）。」

第３ 請求人の主張
請求人は、本件特許の請求項１ないし６に係る発明についての特許を無効とする、審判費用は被請求人の負担とする、との審決を求め、審判請求書（以下「請求書」という。）、令和４年１月２１日付け口頭審理陳述要領書（以下「請求人陳述書」という。）、令和４年２月４日付け上申書（以下「請求人上申書１」という。）、令和４年２月１７日付け上申書（以下「請求人上申書２」という。）において、おおむね以下のとおり主張している。また、証拠方法として甲第１号証ないし甲第４号証を提出している。

１ 無効理由の概要
〔無効理由１〕
本件特許の請求項１ないし６に係る発明は、甲第１号証に記載された発明及び甲第２号証〜甲第４号証の記載事項に基づいて、本件特許に係る出願の優先日前に当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができないものである。
したがって、その特許は同法第123条第1項第2号に該当し、無効とすべきものである。
〔無効理由２〕
本件特許の特許請求の範囲の請求項１ないし６の記載は、特許法第36条第6項第1号に規定された要件を満たしていないものである。
したがって、その特許は同法第123条第1項第4号に該当し、無効とすべきものである。
（第１回口頭審理調書）

＜証拠方法＞
提出された証拠は、以下のとおりである。

甲第１号証：米国特許出願公開第２０１４／０３０５１８８号明細書（以下「甲１」という。）
甲第２号証：特開２０１１−２２７０６１号公報（以下「甲２」という。）
甲第３号証：特開２０１３−８８１１９号公報（以下「甲３」という。）
甲第４号証：特開２０１２−５２９０１号公報（以下「甲４」という。）

２ 具体的な理由
（１）無効理由１について（進歩性の欠如）
ア 本件発明１について
（ア）甲１の段落[0145]に、甲第１号証のガスセンサ(100)はＮＯｘセンサに適用できると記載されており、ＮＯｘセンサがポンプ電極とセンサ電極とを備えることは周知技術であるから、「固定電解質体の長手方向の先端部には、被検出ガスに晒されて被検出ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被検出ガス中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極とが設けられている」が記載されているに等しい。（請求書１５頁９〜１３行）
甲３と甲４は本件特許に係る出願の優先日よりも前に公開されている被請求人のＮＯｘセンサに関する公報であり、いずれの公報にも、ポンプ電極とセンサ電極が固体電解質体に設けられたＮＯｘセンサが記載されており、このようなＮＯｘセンサが周知技術であることは至極当然の事項である。（請求人陳述書７頁１７〜２０行）
したがって、甲第１号証には、以下の発明（以下、「甲１発明」という。）が記載されている。
「 金属シェル(110)と、
該金属シェル(110)の内周側に保持されたセラミックリング(133)と、
該セラミックリング(133)に挿通された、酸素イオン導電性を有する固体電解質体を有し、長手方向の先端部(121)が上記セラミックリング(133)の先端面から突出する検出素子(120)と、
該検出素子(120)の上記先端部(121)を覆うよう上記金属シェル(110)の先端側に取り付けられ、被検出ガスを上記検出素子(120)の上記先端部(121)に導くためのガス導入孔(167,177)が形成された内側プロテクタ(160)および外側プロテクタ(170)と、を備えたガスセンサ(100)において、
上記固体電解質体の上記長手方向の先端部には、被検出ガスに晒されて被検出ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被検出ガス中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極とが設けられていることを特徴とするガスセンサ(100)。」（請求書１６頁下から３行〜１７頁１１行）

（イ）甲第2号証には、以下の発明（以下、「甲２発明」という。）が記載されている。
「測定電極(44)は外部連通部(11)よりも基端側に設けられている。」（請求書１７頁１７〜１９行）

（ウ）本件発明1と甲1発明は以下の2点で相違する。
（相違点１）
本件発明1は、「該センサ電極(23)の全体は、上記保護カバー(13A,13B)の外周部に形成されたすべての上記カバー導入孔(131,132)よりも上記長手方向(L)の基端側に位置している」のに対して、甲１発明はそのような構成を備えるのか否かが不明である点で両者は相違している。
（相違点２）
本件発明１は、「上記センサ電極の上記長手方向の基端位置は、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置している」構成を備えるのに対して、甲１発明はそのような構成が直接的に記載されていない点で両者は相違している。
（請求書１８頁９〜１６行）

（エ）相違点２について
ａ 甲第１号証には、本発明は、ガス通気部が、特開2011-227061号公報（甲第２号証）の図３に記載された外部連通部のような、「検出素子の内部に設けられたガス測定室と検出素子の外部とを繋ぐ通路」である場合にも適用することができ、かつ、本明細書の一部を構成するものとして甲第２号証に記載の内容を援用する旨が記載されている（段落[0147]参照)。
ｂ また、甲１発明のガスセンサはＮＯｘセンサに適用できる旨が記載されており（段落［0145］参照）、甲１発明の効果（上述のガスセンサでは、良好な応答性を得ることができる。）と甲２発明の効果（上記のガスセンサでは、測定精度が安定的に保たれる。）は、いずれもガスセンサの品質向上を目的とした効果という点で共通している。したがって、甲１発明のガスセンサをＮＯｘセンサに適用する際、一定の品質を担保するにあたって甲２発明を甲１発明に適用することは当業者にとって容易である。その上で、甲第１号証の段落［0147］には、 本明細書の一部を構成するものとして甲第２号証に記載の内容を援用すると記載されている。そして、甲第２号証には、外部連通部11が測定電極44よりも先端側に配置された構成が記載されている。このことから、甲第１号証の段落［0147］には、この外部連通部11を甲第１号証の図２に記載のガスセンサのガス通気部123に援用した発明、すなわち甲第１号証の図２において「測定電極44がガス通気部123よりも基端側に配置され、測定電極44の長手方向の基端位置が、ハウジングの先端面よりも基端側に位置している」ガスセンサに係る発明が記載されているものと同一視できる。してみると、相違点2は、実質的には甲第１号証の段落［0147］に記載されていると言える。（請求書１８頁下から１０行〜１９頁末行）
ｃ 具体的には、甲１発明には「ガス通気部123の少なくとも一部がハウジング110の先端L1よりも基端側に位置する」配置関係が特定されている。このため、甲１発明において「ガス通気部123よりも基端側にセンサ電極が配置される」配置関係であれば、おのずと「センサ電極の基端位置がハウジングの先端面より基端側に位置する」配置関係となることは言うまでもない。（請求人陳述書２頁１１〜１５行）
甲２発明における「外部連通部」は甲第１号証における「ガス通気部」に相当し、「測定電極」は「センサ電極」に相当する。したがって、甲第１号証の段落［0147］には、ガス通気部123よりも基端側に配置されたセンサ電極が記載されているといえるから、甲第１号証のFIG.2においてその配置を反映させると、甲第１号証の段落［0147］に記載された構造（以下、「0147記載構造」という。）になる。（請求書２０頁１〜５行、請求人陳述書２頁１６〜１９行、請求人上申書１スライド１頁）

（請求書２０頁）
なお、上図の【0147記載構造】は、甲２記載事項の配置関係を甲１発明に記載された配置関係に適用した構造の一例を【0147記載構造】として名付けたものであり、次の（イ）と（ウ）の図面についても【0147記載構造】に当てはまる。（イ）はセンサ電極を基端側にわずかにずらしたものであり、（ウ）はセンサ電極を小さくしたものである。（請求人陳述書２頁２０行〜下から２行、請求人上申書１スライド２頁）


（請求人陳述書３頁、請求人上申書１スライド２頁）
【0147記載構造】は、センサ電極の寸法や位置が甲１発明や甲２記載事項から図中のものに特定されることを示すものではなく、上述したように甲２記載事項である『ガス通気部 123より基端側にセンサ電極が配置されるという』配置関係を甲１発明に適用した結果、相違点２を満たすことができる配置関係を例示しているにすぎない。つまり、センサ電極の寸法や位置は図中のものに特定されず、周知技術の範疇においてどのような寸法や位置のものでも問題はない。（請求人陳述書３頁２〜７行）
ｄ また、甲１発明に甲２記載事項を適用した【0147記載構造】は、相違点２を満たすことができる配置関係を示すものであって、主体金具110の先端110b（直線L1）と、ガス通気部123と、センサ電極との配置関係のみを示している。甲２記載事項の配置関係を考慮しながら、甲１発明にＮＯｘセンサを適用するにあたり、甲１発明を例示した図２を用いて【0147記載構造】の一例を説明しただけであり、甲１発明を例示した図２の全領域空燃比センサの検出素子120をそのままＮＯｘセンサの検出素子に変更することを意図しない。（請求人陳述書４頁３〜１０行）
ｅ なお、甲第２号証の図１から図４に記載の外部連通部11はセンサ素子101の先端面に開口しているのに対して、甲第１号証のFIG.2に記載のガス通気部123は側面に開口しており、両者は開口の位置が異なるため、甲２発明を甲１発明に適用しても相違点２の構成に至らないとも思われる。しかしながら、甲第２号証の段落［0096］、図５、図６には、センサ素子先端部301aに開口部を有する外部連通部に代えて、センサ素子側部301bに開口部12aを有する外部連通部12が設けられている構成が記載されているから、図５、図６を参照すれば相違点２のように構成することは容易である。（請求書２０頁６行〜下から５行）

（オ）相違点１について
ａ 甲第１号証には、「ガス通気部123の基端部123cがガス導入孔167の先端167bの位置L2に対して基端側に位置すると共に、ガス通気部123の先端部123bがガス導入孔167の基端167cの位置L3に対して先端側に位置する」ことが記載されている。（段落[0105]参照）。
つまりは「ガス通気部123の一部が、ガス導入孔167の先端の位置L2と基端の位置L3との間の範囲に重なるように配置する」ことを示しており、この範囲内であれば、ガス通気部123を先端側や基端側に位置させたとしても、甲第１号証の効果を得られることを示唆している。（請求書２０頁下から３行〜２１頁１３行、請求人陳述書４頁下から５行〜末行）
ｂ 一方、甲第１号証の段落［0009］には、「近年、コスト低減のため、検出素子の長さを短縮することが求められている。検出素子の長さを短縮することで、検出素子に設けられる電極やリード部等を構成する白金の使用量を削減できるからである。」が記載されている。甲第１号証のFIG.lを見ると、検出素子120の基端部129には電極パッド128が形成され、通常、電極パッド128の位置は変わらないから、検出素子120の長さを短縮するとした場合、検出素子120の先端部121の位置を基端側に移動させることになる。
さらに、甲第１号証の段落［0009］においても「検出素子の長さを短くする場合には、検出素子の基端部（接続パッドが設けられている部位）はできる限り先端側に近づけないようにして、検出素子の先端部（ガス通気部が配置されている部位）を基端側（金属シェル側）に近づけるようにするのが好ましい。」こと、および「検出素子の基端部に設けられている接続パッドに接続する接続端子を、ガスセンサの先端側に近づけすぎると、排気管からの熱の影響で接続端子が劣化し、接続パッドと接続端子との電気的導通の信頼性が低下しやすくなるからである。」ことが示唆されている。（請求書２１頁１４行〜下から３行）
ｃ ガスセンサをより短縮すれば白金の使用量をより削減できることになり、甲１発明の範囲内において検出素子の先端部をできるだけ基端側に配置するようにすることは当業者であれば当然かつ容易に考えつくことであり、甲１発明の一例である図２は検出素子120の長さを最大限短縮したものを示したものではない。（請求人陳述書５頁５〜８行）
ｄ このことから、甲第１号証の発明である「ガス導入孔167の先端の位置L2と基端の位置L3との間の範囲にガス通気部123の一部を配置させる」ことを考慮しつつ、甲第１号証の段落［0009］の記載に基づいて、検出素子120の長さを短縮し、ガス通気部123の先端123bをガス導入孔167の基端の位置L3よりも僅かに先端側に配置させることは、当業者にとって容易に想起し得る事項である。（請求書２１頁下から２行〜２２頁３行、請求人陳述書５頁１１〜１５行）
ｅ なお、上記の0147記載構造において検出素子120の先端部121をそのまま基端側に移動させようとすると、検出素子120がセラミックリング133に干渉してしまうため、短縮できる長さはごく僅かであり、0147記載構造の軸線AX方向において検出素子120の基端とセラミックリング133の先端との間の寸法しか移動できないように思われる。しかしながら、 セラミックリング133の位置をFIG.lよりも基端側にずらすことができれば短縮できる長さを十分に確保できる。そこで、甲第１号証のFIG.7を見ると、セラミックリング133は工具係合部317の基端部付近に位置していることが記載されている。つまり、甲第１号証の FIG.7に基づき、FIG.1のセラミックリング133においても、少なくとも工具係合部117の基端部付近までは基端側にずらせることが記載されていると言える。（請求書２２頁４行〜下から５行、請求人陳述書５頁１６行〜下から５行、請求人上申書１スライド３〜４頁）
ｆ よって、0147記載構造において、甲第１号証の発明を考慮しつつ、甲第1号証の段落［0009］の記載に基づき、検出素子120の長さを短縮した場合、ガス通気部123の先端123bをガス導入孔167の基端の位置L3よりも僅かに先端側に配置させた構造（検出素子短縮構造）となる。

すなわち、0147記載構造において検出素子120の先端部121の位置を基端側にずらすと、これに伴ってガス通気部123の全体が基端側に移動し、ガス通気部123の先端123bが直線L3よりも僅かに先端側に位置した検出素子短縮構造に至り、その結果、「センサ電極の全体は、プロテクタ(160,170)の外周部に形成されたすべてのガス導入孔(167,177)よりも長手方向の基端側に位置している」構成が導き出される。（請求書２２頁下から４行〜２３頁５行、請求人陳述書４頁下から５行〜５頁下から５行）
ｇ 検出素子短縮構造のガスセンサ100においてはセンサ素子120のガス通気部123の全体が金属シェル110の先端110bよりも基端側に配置されることになる。この配置は甲第１号証の変形形態２（FIG.7からFIG.9）と全く同じ配置である。変形形態２の効果は、段落［0141］に記載されているように、「排気ガス(G)の流れは、ガス導入空間(S2)内に導入された後にプロテクタ(360)のガス導入孔(367)を通過することで整流（層流）になるため、検出素子(120)のガス通気部(123)の周囲において、排気ガス(G)の流れが整流（層流）になる。これにより、排気ガス(G)を、スムーズにガス通気部(123)に通過させることが可能となり、良好な応答性を得ることができる。」というものである。この変形形態２の効果は実施形態の効果と同じであるから、実施形態のガスセンサ100において良好な応答性を維持しつつ、上記検出素子短縮構造を採用することでガス通気部123の全体が金属シェル110の先端110bよりも基端側に配置されるようにすることは当業者にとって容易に想起し得る事項である。（請求書２３頁下から５行〜２４頁８行、請求人陳述書６頁１〜９行）
ｈ ここで、甲第１号証の請求項１及び[0089]には、それぞれ「ガス導入孔（167）が検出素子（120）の先端（120b）よりも基端側に位置する」ことが記載されているが、これは、検出素子の先端を基準にして、これよりも基端側にガス導入孔の領域が位置していればよいことを示している。【検出素子短縮構造】においては、検出素子１２０の先端１２０ｂの位置よりも基端側にガス導入孔１６７の領域が配置されている（次の【検出素子短縮構造】において四角で示す領域）。このように、【検出素子短縮構造】は、甲第1号証の請求項１及び[0089]などに記載の「検出素子の先端よりも基端側にガス導入孔が形成されている」構造である。したがって、甲第１号証に記載の検出素子の先端よりも基端側にガス導入孔が形成されていることと、【検出素子短縮構造】における検出素子及びガス導入孔の配置とは整合している。

（請求人上申書２の１頁下から３行〜３頁下から３行）
ｉ 検出素子短縮構造の「センサ電極」は相違点１の「センサ電極」に相当し、同様に「プロテクタ」は「保護カバー」に、「ガス導入孔」は「カバー導入孔」に相当する。
したがって、相違点１は、上記検出素子短縮構造と一致する。（請求書２３頁６〜８行）

イ 本件発明２について
本件発明２は、「上記センサ電極(23)の全体は、上記保護カバー(13A,13B)の基端位置よりも基端側に位置している」のに対して、甲第１号証記載発明はそのような構成を備えるのか否かが不明である点で両者は相違する。しかしながら、センサ電極22の全体が保護カバー13A,13Bの基端位置よりも基端側に位置するように配置したところで新たな作用効果を奏するものではなく、本件発明２に対応する効果は明細書中に記載されていないことからも、上記のように構成することは単なる設計変更にすぎず、当業者であれば容易に想到できる事項にすぎない。（請求書２４頁１７行〜下から５行）

ウ 本件発明３について
本件発明３は、「上記保護カバー(13A,13B)は、上記ハウジング(llA,llB)の先端部の外周に取り付けられた第１保護カバー(13A)と、該第１保護カバー(13A)の外周に取り付けられた第２保護カバー(13B)とからなり、上記第１保護カバー(13A)の外周部に形成された上記カバー導入孔(131)は、上記第２保護カバー(13B)の外周部に形成された上記カバー導入孔(132)よりも上記長手方向(L)の先端側に位置する」のに対して、甲第１号証記載発明はそのような構成を備えるのか否かが不明である点で両者は相違する。しかしながら、保護カバーは第１保護カバー13Aと第２保護カバー13Bとからなり、第１保護カバー13Aのカバー導入孔131は第２保護カバー13Bのカバー導入孔132よりも長手方向の先端側に位置するように配置したところで新たな作用効果を奏するものではなく、本件発明３に対応する効果は明細書中に記載されていないことからも、上記のように構成することは単なる設計変更にすぎず、当業者であれば容易に想到できる事項にすぎない。（請求書２４頁末行〜２５頁１１行）

エ 本件発明４について
本件発明４は、「上記センサ電極(23)の全体が、上記ハウジング(11A,11B)の先端面(111)よりも基端側に位置して、上記碍子(12)の先端面(121)と上記ハウジング(11A.11B)の内周面(112)とによって形成される凹部(14)内に配置されている」のに対して、甲第１号証記載発明はそのような構成を備えるのか否かが不明である点で両者は相違する。
この相違点に関し、甲第１号証の段落［0147］には「the above-noted applications incorporated herein by reference (本明細書の一部を構成するものとして上記出願（甲第２号証）の構成を援用するものとする)」ことが記載されている。甲第２号証には、測定電極44が外部連通部11よりも基端側に配置された構成が記載され、この構成は甲第１号証に記載されているものと解釈されるから、0147記載構造と同一視される。
そして、0147記載構造から導かれる検出素子短縮構造では、センサ電極の全体が、主体金具(110)の先端(11Ob)よりも基端側に位置して、セラミックリング(133)の先端面と主体金具(110)の先端(110b)とによって形成される凹部内に配置されているから、この相違点は解消する。（請求書２５頁１５行〜下から２行）

オ 本件発明５について
本件特明５は、「上記センサ素子(10)の上記長手方向(L)の先端位置(103)が、上記ハウジング(11A,11B)の先端面(111)よりも基端側に位置して、上記碍子(12)の先端面(121)と上記ハウジング(11A,11B)の内周面(112)とによって形成される凹部(14)内に配置されている」のに対して、甲第１号証記載発明はそのような構成を備えるのか否かが不明である点で両者は相違する。
この相違点に関し、甲第１号証の段落［0147］には「the above-noted applications incorporated herein by reference（本明細書の一部を構成するものとして上記出願（甲第２号証）の構成を援用するものとする)」ことが記載されている。甲第２号証には、測定電極44が外部連通部11よりも基端側に配置された構成が記載され、この構成は甲第１号証に記載されているものと解釈されるから、0147記載構造と同一視される。
そして、甲第１号証の段落［0009］の記載に基づき、検出素子120の長さを短縮した場合、検出素子短縮構造に図示したように、検出素子120の長手方向の先端位置が、主体金具110の先端110bよりも基端側に位置して、セラミックリング133の先端面と主体金具110の先端110bとによって形成される凹部内に配置される構造を採用できる。
なお、センサ素子10の長手方向Ｌの先端位置103が、ハウジング11A,11Bの先端面111よりも基端側に位置して、碍子12の先端面121とハウジング11A,11Bの内周面112とによって形成される凹部14内に配置されている構成は、甲第１号証のFIG.8にも開示されている。（請求書２６頁３〜２０行）

カ 本件発明６について
本件発明６は「上記センサ素子(10)は、上記固体電解質体(2)の表面に被測定ガス(G)を導入する被測定ガス空間(101)を有しており、上記ポンプ電極(21)及び上記センサ電極(23)は、上記被測定ガス空間(101)に導入される被測定ガス(G)に晒されており、上記センサ素子(10)の先端(103)には、拡散抵抗体(32)を介して上記被測定ガス空間(101)に被測定ガス(G)を導入するための導入口(331)が形成されている」のに対して、甲第１号証記載発明はそのような構成を備えるのか否かが不明である点で両者は相違する。しかしながら、センサ素子10は、固体電解質体２の表面に被測定ガスＧを導入する被測定ガス空間101を有しており、ポンプ電極21及びセンサ電極23は、被測定ガス空間101に導入される被測定ガスＧに晒されており、センサ素子10の先端103には、拡散抵抗体32を介して被測定ガス空間101に被測定ガスＧを導入するための導入口331が形成されている構成は、甲第２号証の段落［0034］〜段落［0064］に開示された構成を援用する甲第１号証の段落［0147］に記載されている。（請求書２６頁下から５行〜２７頁７行）

（２）無効理由２について（サポート要件違反）
ア 本件特許の段落[0002]には以下の記載がある。
「ポンプセルを構成する電極及びセンサセルを構成する電極は、適切な温度範囲内に制御する必要がある。具体的には、ポンプセルを構成する電極は、酸素を分解する一方、特定ガス成分を分解しない温度範囲に制御し、センサセルを構成する電極は、特定ガス成分を分解する一方、水を分解しない温度範囲に制御している。」（請求人陳述書８頁１２〜１６行）
イ 本件発明の課題は
「【０００５】
ところで、従来のガスセンサにおいては、センサ素子における、ポンプ電極、センサ電極等が設けられた温度検知部の全体が、ハウジングの先端面よりも先端側に突出する位置に配置されている。そして、センサ素子における、ポンプ電極及びセンサ電極が設けられた部位の周辺には、被測定ガスが衝突しやすい状態が形成されている。また、ガスセンサにおいては、ポンプセルのインピーダンスが温度によって変化することを利用して、センサ素子の温度の制御を行っている。具体的には、ポンプセルのインピーダンスに応じてポンプ電極の温度を制御することによって、センサセルの温度も間接的に制御している。そのため、被測定ガスが、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突しやすい状態が形成されていると、センサ電極の温度に変動が生じやすくなる。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、センサ電極の温度変動を抑えて、特定ガス成分濃度の検出精度を高めることができるガスセンサを提供しようとして得られたものである。」
とのことである。
ウ 段落［0005］［0006］に記載の通り、請求項１に係る発明は、ポンプセルのインピーダンスに応じてポンプ電極の温度を制御することによって、センサ電極の温度を間接的に制御していることが前提のもと、特定ガス成分濃度の検出精度を高めるためにセンサ電極の位置を特定した発明である。課題も実施形態もこの前提を満たすセンサの記載しかなく、その他の形態（例えばセンサ電極の温度を直接制御する形態等）でもよいという記載もない。なお、請求項２から６においても、その他の形態でもよいことは一切記載されていない。
エ そのため、請求項１から６に係る発明は「ポンプ電極の温度を制御することによって、センサ電極の温度を間接的に制御しているセンサ」ではないセンサ、具体的には上記した「センサ電極の温度を直接制御しているセンサ」や「いずれの電極の温度制御も全く行わないセンサ」までも発明の詳細な説明に開示された内容を拡張ないし一般化できるとは言えない。そして、ポンプ電極の温度制御を行わない場合には、特定ガス成分濃度の検出精度がそもそも得られず、まして、ポンプ電極の温度制御を行わずにセンサ電極の位置を特定したとしても、特定ガス成分濃度の検出精度を高めるという効果が得られるとは言えない。（請求書２７頁１１行〜２８頁１１行）
本件特許は、センサ電極の温度変動を抑えて、特定ガス成分濃度の検出精度を高めることができるガスセンサを提供するものであるが、その大前提としてポンプセルを構成する電極（ポンプ電極）及びセンサセルを構成する電極（センサ電極）が適切に温度制御されることで初めてガスセンサとしての機能を発揮できることになる。本件特許の請求項１において、ポンプ電極とセンサ電極とが構成要件として特定されていることも両セルの機能が発揮されるには必要不可欠である。ポンプ電極及びセンサ電極が適切に温度制御されていなければ、両セルのそれぞれの機能が満たされず、ガスセンサとして機能しないことは言うまでもない。
エ このように温度制御がなされたとしても温度検知部の全体がハウジングの先端面よりも先端側に突出する位置に配置されていると、被測定ガスが、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突しやすくなってセンサ電極の温度変動が生じやすくなることが段落[0005]に記載されている。したがって、センサ電極の配置のみを工夫したところで、ポンプセルの温度制御が不適切に実行されてしまえば（ポンプ電極の温度変動が激しければ）、センサ電極の温度変動を抑えることはできないのは当然のこと、ガスセンサとして機能しないことになる。これでは発明の課題を解決できないことになる。（請求人陳述書８頁１７行〜９頁３行、請求人上申書１スライド５頁）
オ してみると、請求項１から６に係る発明は「発明の課題が解決できることを当業者が認識できるように記載された範囲」を超えていると判断せざるを得ず、請求項１から６に係る発明は、本件特許明細書の発明の詳細な説明に発明として記載されたものを実質的に超えている。（請求書２８頁１２〜１５行）

第４ 被請求人の主張
被請求人は、本件審判請求は成り立たない、審判費用は請求人の負担とする、との審決を求め、令和３年１０月２７日付け審判事件答弁書（以下「答弁書」という。）、令和４年１月２１日付け口頭審理陳述要領書（以下「被請求人陳述書」という。）、令和４年２月４日付け上申書（資料１、２が添付されたもの。以下「被請求人上申書１」という。）、令和４年２月４日付け上申書（３頁からなるもの。以下「被請求人上申書２」という。）において、おおむね以下のとおり主張している。

１ 無効理由１について
（１）請求人の甲１発明の認定の誤り
甲第１号証の[0145]には、「本発明は、酸素センサ、NOxセンサ、HCセンサに適用することもできる。」という記載はあるが、「NOxセンサ」は、他の「酸素センサ」及び「HCセンサ」と共に列挙されただけであり、実際にNOxセンサに適用した例は、甲第１号証には全く記載されていない。したがって、甲１発明を、基本構成が異なるNOxセンサに適用した場合において、本件特許の先行技術として関連するような構成のものになるかどうかは、当業者にとっても、容易に判断することはできない。（被請求人上申書１第２頁下から８行〜下から２行）
審判請求書第１６頁下から第１行〜第１７頁第１１行に記載された、請求人が認定する甲１発明のうち、「上記固定電解質体の上記長手方向の先端部には、被検出ガスに晒されて被検出ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被検出ガス中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極とが設けられている」は、甲第１号証には、どこにも記載がなく、甲第２号証の記載から引用されたものである。甲第１号証に記載された発明である甲１発明の認定において、甲第１号証に記載のない構成を、あたかも記載されているように認定することは許されない。また、甲第１号証の[0147]の記載に基づいて、甲第２号証の記載のすべてが甲第１号証に記載されているのに等しいという請求人の認識（審判請求書第１９頁日本語部分の第９行〜第１５行）も誤りである。少なくとも甲１発明は、上記部分の「上記固定電解質体の上記長手方向の先端部には、被検出ガスに晒されて被検出ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被検出ガス中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極とが設けられていること」を除いて認定すべきである。（答弁書４頁下から３行〜５頁下から４行）

（２）本件発明１と甲１発明との相違点
本件発明１と甲１発明との相違点は、少なくとも、以下の３つが存在する。

（相違点１（改））
本件特許発明１は、「該センサ電極（２３）の全体は、上記保護カバー（１３Ａ，１３Ｂ）の外周部に形成されたすベての上記カバー導入孔（１３１，１３２）よりも上記長手方向（Ｌ）の基端側に位置している」のに対して、甲１発明（甲第１号証に）はそのような構成は記載されていない点で両者は相違している。

（相違点２（改））
本件特許発明１は、「上記センサ電極の上記長手方向の基端位置は、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置している」構成を備えるのに対して、甲１発明（甲第１号証に）はそのような構成は記載されていない点で両者は相違している。

（相違点３）
本件特許発明１は、「上記固体電解質体の上記長手方向の先端部には、被測定ガスに晒されて被測定ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被測定ガスに晒されて上記ポンプ電極によって酸素濃度が調整された後の被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極とが設けられ」ているのに対して、甲１発明（甲第１号証に）はそのような構成が記載されていない点で両者は相違している。
（答弁書５頁下から３行〜７頁２行）

（３）相違点２について
ア 相違点２は、「センサ電極の基端位置」と「ハウジング先端面」との位置関係に関する要件である。上述したように相違点３が存在するところ、請求人はこれを考慮せず、甲第２号証の記載が甲第１号証に記載されているに等しいとし、審判請求書第２０頁の【0147記載構造】という図を創作して「センサ電極」を描き、それを根拠に、相違点２のように構成することは容易であると主張している。
しかしながら、【0147記載構造】は、甲第１号証のみならず、甲第２号証にも記載されておらず、明らかに、請求人が作り上げた創作図である。より詳しく見ると、ガス通気部１２３は、甲第１号証のＦＩＧ．２に示されたものと同じ形態で示されており、そこから所定間隔を開けて所定長さで「センサ電極」が追記されている。この図において、なぜ、ガス通気部１２３がそのままの形態で残されているのか、また、追記された「センサ電極」が、なぜその特定の位置にその特定の大きさで存在するといえるのか、その根拠となる記載はどこにもない。明確な根拠なく請求人が創作した【0147記載構造】を用いて、相違点２の容易性を主張することは不当である。（答弁書７頁３〜１８行）

イ 請求人は、甲第２号証が甲第１号証に記載されているに等しいと扱う根拠として、甲第１号証の[0147]の記載をあげている（審判請求書第１５頁第９行〜第１３行）。[0147]の記載は、日本語訳で示すと、以下の通りである。
「実施形態及び変形形態では、ガス通気部１２３が、『検出素子１２０の内部に設けられたガス測定室と検出素子の外部とを繋ぐ通路に設けられた多孔質体』である場合を例示した。・・・さらに、本発明は、ガス通気部が、『検出素子の内部に設けられたガス測定室と検出素子の外部とを繋ぐ通路』である場合にも適用することができる。このような通路は、特開２０１１−２２７０６１号公報に対応する米国特許出願公開第2011/0233060号の図３に記載された外部連通部や、特開２００８−２９８７８１号公報に対応する米国特許出願公開第2008/0296156号の図１に記載されたガス流通孔を含み、上記出願は、参照によりここに引用される。」（下線は被請求人が付加。）
この[0147]の記載のうち請求人が引用する部分は、当業者であれば自ずと理解できるように、甲第１号証において記載された「ガス通気部１２３」が「多孔質体」からなるものであるところ、この「多孔質体」に代えて、特開２０１１−２２７０６１号公報（甲第２号証）の図３に記載された「外部連通部」や、特開２００８−２９８７８１号公報の図１に記載された「ガス流通孔」などの「通路」を採用してもよいことを説明している部分である。そして、最後の文章として、「上記出願は、参照によりここに引用される。」という記載があるが、これは、これら列挙した出願の記載のすべてが、そのまま甲１発明に組み込まれることを意味するものではない。上述したように、あくまでも、甲第１号証の「ガス通気部１２３」が「多孔質体」であるだけでなく、「外部連通部」等の「通路」であってもよいことを説明するために、甲第２号証を含む複数の文献を引用しているに過ぎない。
ここで、請求人が引用する甲第１号証は米国における公開特許公報であるが、甲第１号証が一つの特許出願として米国で審査される過程においては、いわゆる「Incorporated By Reference」に関する制度が考慮されることになると考えられる。「Incorporated By Reference」に関する制度（CFR1.57）は、被請求人の理解では、米国特許出願の出願人が不注意で明細書に書かなかった事項について、incorporated by referenceの表記で引用される先願に記載された内容に基づいて、米国に継続中の特許出願の明細書、特許請求の範囲等を補正することができる制度であって、補正によって組み込まれずに記載されなかった内容についてまで、記載されているに等しいと解釈するような制度ではない。したがって、米国の特許制度を考慮しても、甲第２号証の記載事項のうち、実際に甲第１号証に記載されていない事項については、これが甲第１号証に記載されているのに等しい、と扱うことはできない。
ましてや、この審判において準拠すべき法規は日本法であり、日本の特許制度において、外国の公開特許公報中に先願を引用するという表記があったとしても、当該公報に実際に記載されていない内容まで記載されているに等しいと扱うべき規定や判決例は存在しないと被請求人は理解している。（答弁書７頁１８行〜９頁７行）
したがって、甲第１号証の[0147]の記載における甲第２号証に関する記載は、あくまでも実際に記載された「図３に記載された外部連通部」が、甲第１号証の多孔質体からなるガス通気部１２３の変形例となりうることを示すのみであり、その他の記載が甲第１号証に記載されているに等しいと扱うことはできず、それを正当化する根拠は見当たらない。それ故、「図３に記載された外部連通部」以外の事項についてまでも、甲第２号証の記載が甲第１号証に記載されているに等しいという誤った前提に基づく請求人の主張は、すべて失当である。（答弁書９頁８〜１４行、被請求人上申書１第２頁１０−１６行）

ウ 請求人は、審判請求書第１９頁の日本語部分第１行〜第６行において「また、甲１発明のガスセンサはＮＯｘセンサに適用できる旨が記載されており（段落［０１４５］参照）、甲１発明の効果（上述のガスセンサでは、良好な応答性を得ることができる。）と甲２発明の効果（上記のガスセンサでは、測定精度が安定的に保たれる。）は、いずれもガスセンサの品質向上を目的とした効果という点で共通している。したがって、甲１発明のガスセンサをＮＯｘセンサに適用する際、一定の品質を担保するにあたって甲２発明を甲１発明に適用することは当業者にとって容易である。」と主張している。
しかしながら、甲１発明の「良好な応答性」という作用効果（課題）と、甲第２号証の「測定精度を安定的に保つ」という作用効果（課題）とは、技術的に見れば異質の概念であり、両者が作用効果（課題）において共通するとまでは言えない。具体的に言えば、甲第２号証は、段落［０００６］〜［０００９］及び［００７２］等に記載されているように、水の付着によって生じるセンサ素子の亀裂が測定精度を低下させてしまう点を課題とし、亀裂を抑制することにより亀裂を原因とする測定精度の低下を抑制するものである。このような課題及び作用効果は、甲１発明の「良好な応答性を得る」という作用効果（課題）とは次元の異なるものと言える。したがって、課題及び作用効果の観点から、甲１発明に甲第２号証に記載の発明を適用する動機づけも存在しない。甲第２号証は、上述したように、甲１発明のガス通気部の変形例として採用しうる「外部連通部」を示すにとどまり、甲第２号証に記載された測定電極４４と外部連通部１１の位置関係が甲１発明に適用される動機づけはない。（答弁書９頁１５行〜１０頁９行）
仮に、甲第２号証を参照し、甲第１号証の[0147]において引用されている「外部連通部」を採用したとしても、上述したように、【0147記載構造】において追記された「センサ電極」が、なぜその特定の位置にその特定の大きさで存在するといえるのか、その根拠となる記載はどこにもない。多孔質体のガス通気部１２３を「外部連通部」に置き換える際に、ガス通気部１２３の形態をそのままとする一方、甲１発明において全く着目されず図示もされていない「センサ電極」が【0147記載構造】において突如現れ、特定の位置に特定の大きさで配置される根拠や動機づけは、やはりどこにも存在しない。（答弁書１０頁１１〜１８行、被請求人上申書１第２頁末行〜３頁６行）
むしろ、請求人は、審判請求書第２０頁の【0147記載構造】の直下の説明文において、甲１発明に甲第２号証の図３を含む図１から図４に記載の構成を適用した場合には、相違点２の構成に至らないことを自認している。すなわち、請求人は、「なお、甲第２号証の図１から図４に記載の外部連通部１１はセンサ素子１０１の先端面に開口しているのに対して、甲第１号証のFIG.２に記載のガス通気部１２３は側面に開口しており、両者は開口の位置が異なるため、甲２発明を甲１発明に適用しても相違点２の構成に至らないとも思われる。」と主張している。（答弁書１０頁下から９行〜下から３行）
甲第１号証の[0147]の記載は、甲第２号証の「図３に記載された外部連通部」をガス通気部１２３に適用できるという記載であるが、図３（図１及び図２の関連図面）には、検出素子の先端に開口する外部連通部１１と、検出素子の内部に設けられた測定電極４４（センサ電極）とが記載されている。
請求人が主張するように甲２発明全体を甲１発明の図２の検出素子に適用しようとすると、当業者であれば、まず、ガス通気部１２３を検出素子の先端面に配置させようとするのが自然である。請求人がそのようにしないのは、甲２発明の図３の構成をそのまま適用すると、甲１発明の要件を具備しなくなり、甲１発明を主引例として利用する理由がなくなってしまうからだと思われる。このことは、審判請求書の第２０頁の請求人の記載からも理解できる。（被請求人上申書１第３頁７〜１６行）
さらに、請求人は、上記の自認事項を前提として、甲第１号証においては言及のない甲第２号証の図５及び図６の記載から、相違点２のように構成することは容易である旨主張している。しかしながら、依然として、【0147記載構造】において、特定の位置に特定の大きさで追加された「センサ電極」を含む特定の構成が、どのようにして導き得るのか、その根拠は全く示されていない。（答弁書１０頁下から２行〜１１頁３行）
また、請求人が図３に代えて引用しようとする甲第２号証の図５及び図６に示された外部連通部１２の開口部１２ａは、少なくともその形態や寸法が甲１発明のガス通気部１２３と比べて大きな差があるように思われる。具体的には、外部連通部１２の開口部１２ａは、甲１発明のガス通気部１２３に比べて非常に小さい（長さが短い）形態をしている。このような甲２発明の外部連通部１２を参酌しながら、甲１発明を全領域空燃比センサからNOxセンサに変更する場合に、そして、併せて、ガス通気部１２３を多孔質体から単なる空洞に変更する場合に、もとの形態や寸法をそのままにできるという技術的な根拠は不明である。
また、甲第２号証の「外部連通部１１」だけでなく、請求人がNOxセンサの周知技術として追加で提出した甲第３号証及び甲第４号証には、ガス通気部１２３に相当する、「多孔質拡散抵抗１１」（甲第３号証）及び「拡散抵抗部３」（甲第４号証）が示されている。
少なくともこれらのNOxセンサにおいては、検出素子内に導入される被測定ガスの「拡散抵抗」という技術的な観点から、被測定ガスの通路の寸法等が規定されることが、甲第２号証だけでなく、甲第３及び４号証にも記載されている（甲第２号証：請求項１その他多数箇所、甲第３号証：請求項１その他多数箇所、甲第４号証：請求項１その他多数箇所）。
NOxセンサの「ガス通気部」を設計するにあたって「拡散抵抗」を考慮することは、甲第２〜４号証の全てに記載されていることから明らかなように、当業者にとって周知の技術であり、この周知技術を参酌すれば、少なくともNOxセンサにおいては、ガス通気部１２３に相当する部分の寸法は、「拡散抵抗」という技術的な観点から決定される重要な項目であることが理解できる。また、拡散抵抗を考えたとき、多孔質体で構成される場合と単なる空洞で構成される場合とでは、拡散抵抗が同じでないであろうことは、当業者であれば容易に想像できる。
これらの技術的な事項を考慮すると、請求人が主張するように、甲２発明全体を適用して、甲１発明の図２の構成を、センサ電極を有するNOxセンサに変更しようとする場合には、多孔質体のガス通気部１２３を甲２発明の外部連通部１１と同様の空洞の構成にするだけでなく、甲２発明の重要な技術的特徴として記載された、適切な「拡散抵抗」を実現するための最も重要な事項、すなわち、検出素子内の内部空間の寸法等に基づいて、ガス通気部１２３の厚みや幅を決定するということ（甲第２号証の【００３５】〜【００３８】、【００８５】、【００９１】〜【００９４】及び【０１０３】〜【０１０４】等参照。）を、十分に考慮する必要がある。しかし、甲第１号証には、検出素子内の内部空間の寸法等の開示がなく、変更すべき空洞のガス通気部１２３の厚みや幅を決定することは不可能である。また、それが故に、変更すべき空洞のガス通気部１２３の配設位置を決定することも不可能である。甲２発明全体を適用するのであれば、甲２発明における重要な技術的思想を無視することは許されず、少なくとも、その技術思想を満たすガス通気部の大きさや位置を決定する必要がある。しかし、甲第１号証には、根拠となる内部空間の寸法等がまったく記載されておらず、これらを決定することができない。
甲１発明の図２の構成に、NOxセンサ用の新たな空洞のガス通気部１２３の形態や大きさ、配設位置が特定できなければ、センサ電極の具体的な位置を特定することもできない。すなわち、甲１発明に甲２発明全体を適用しようとしても、【0147記載構造】を導くことは、当業者であっても決して容易ではない。（被請求人上申書１第３頁１７行〜５頁８行、被請求人上申書２第２頁１０行〜下から３行）
結局のところ、請求人は、相違点２の「上記センサ電極の上記長手方向の基端位置は、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置している」という本件特許発明の構成を知り得た後に、その知恵（後知恵）に基づいて【0147記載構造】を導いたとしか考えられない。このような「後知恵」に基づく請求人の主張は失当である。
本件発明１は、本件特許明細書段落［０００５］〜［０００６］に記載されているように、「被測定ガスの衝突によるセンサ電極の温度変動を抑えて、特定ガス成分濃度の検出精度を高めることができるガスセンサを提供」することを課題としたものであり、その課題を解決する手段として、「センサ電極」と「カバー導入孔」及び「ハウジング先端面」との位置関係に着目し、甲第１号証にも甲第２号証にも記載がない新規な特定の位置関係（上記Ｃ要件（相違点１及び相違点２））を積極的に採用することにより完成させた発明である。
これに対して、甲第１号証及び甲第２号証には、いずれにも、【0147記載構造】についての記載がないだけでなく、本件発明１の上記課題に関する記載も示唆もなく、また、「センサ電極」と「カバー導入孔」及び「ハウジング先端面」との位置関係に着目すべきことについても記載も示唆もないのである。
したがって、仮に、甲第１号証と甲第２号証とを組合わせる動機があるとした場合であっても、甲第１号証及び甲第２号証に本件発明１の課題の記載は無いことから本件発明１の課題を導き出すことは容易ではない。さらに、この課題を解決するための、本件発明１の「センサ電極」と「カバー導入孔」及び「ハウジング先端面」の新規な特定の位置関係を導くことも、そのような位置関係を選択する動機もないことから容易ではないのであるから、甲第１号証と甲第２号証から相違点２の構成を導くことは容易ではない。
以上のように、相違点２の構成は容易に導くことはできず、請求人の主張は失当である。（答弁書１１頁４行〜１２頁１行）

（４）相違点１について
ア 相違点１は、「センサ電極全体」と「すべてのカバー導入孔」との位置関係に関する要件である。請求人は、この相違点１に関しても、審判請求書第２０頁下から第４行〜第２４頁第８行において、【検出素子短縮構造】を作成し、これをもとに相違点１の構成が容易に想起できる旨を主張している。しかしながら、甲１発明から請求人の言う【検出素子短縮構造】を導くことは、当業者にとってけっして容易とは言えない。（答弁書１２頁３〜８行）

イ 請求人は、審判請求書第２０頁下から第４行〜第２１頁の引用英文の下の第４行において、「つまりは『ガス通気部１２３の一部が、ガス導入孔１６７の先端の位置Ｌ２と基端の位置Ｌ３との間の範囲に重なるように配置する』ことを示しており、この範囲内であれば、ガス通気部１２３を先端側や基端側に位置させたとしても、甲第１号証の効果を得られることを示唆している。」（下線は被請求人が付加。）と主張し、【検出素子短縮構造】において、ガス通気部１２３の先端側のほんの一部のみが、ガス導入孔１６７の基端側の一部に対向する構成を導いている。この構成において、軸方向に直交する方向で見ると、ガス通気部１２３がガス導入孔１６７と対向する領域は、図面上で測定すると、わずか０．６％程度である。
しかしながら、請求人による、上記下線部の主張、つまり、ガス通気部１２３がガス導入孔１６７と対向する領域がわずか０．６％程度であっても甲１発明の効果が得られることの記載は、甲第１号証のどこにも見つけることができない。少なくとも、甲第１号証に記載されたＦＩＧ．１〜ＦＩＧ．９に実際に示されているガス通気部１２３とガス導入孔１６７との位置関係は、その全てが、ガス通気部１２３の先端１２３ｂがガス導入孔１６７の先端１６７ｂよりも先端側に位置し、かつ、ガス通気部１２３の基端１２３ｃがガス導入孔１６７の基端１６７ｃよりも先端側に位置する構成を採用し、しかも、軸方向に直交する方向でみた重なり領域は、図面上で測定すると、すべて、ガス通気部１２３の全長の６７％〜８７％の範囲内となっている。つまり、甲第１号証においては、ガス通気部１２３の全長寸法の大半がガス導入孔１６７に対面し、かつ、軸方向でみればその対面状態を維持ししたまま、相対的にガス通気部１２３がガス導入孔１６７よりも先端側にシフトした構成を採用している。この構成は、甲第１号証のＦＩＧ．３、ＦＩＧ．６及びＦＩＧ．９に表された排気ガスＧの流れ方、すなわち、ガス導入空間Ｓ２から、ガス導入孔１６７を介してプロテクタ１６０（２６０、３６０）内に導入された排気ガスＧが、これらの図に矢印Ｇで描かれているように、検出素子１２０に沿って、基端側から先端側に流れることを甲１発明の特徴とし、その排気ガスＧがその流れに沿ってスムーズにガス通気部１２３に導入されることを期待したものと言える。（答弁書１２頁９行〜１３頁１０行）
請求人が審判請求書（第２４頁第１〜第４行）で主張しているように、甲１発明の作用効果を得るには、「検出素子（１２０）のガス通気部（１２３）の周囲において、排ガス（Ｇ）の流れが整流（層流）になる。」という作用が生じることが必須である。しかし、当業者であれば、【検出素子短縮構造】において、排ガスの流れがそのようになることは考えにくいと解するのが自然である。これは、甲第１号証の図３に示された排ガス（Ｇ）の流れ方を見れば、一目瞭然である。（被請求人上申書１第６頁下から８行〜下から３行）
このことを裏付ける記載は、甲第１号証の[0100]〜[0106]等にある。
上記の甲第１号証の記載から明らかなように、甲１発明においては、ＦＩＧ．３に示された矢印Ｇの流れに沿って排気ガスＧが流れることを前提とし、上記のように、ガス通気部１２３の周囲においては、軸方向基端側から先端側に向かって整流（層流）となって排気ガスＧが流れることにより、排気ガスＧをスムーズにガス通気部１２３を通過させることを可能とし、これによって、良好な応答性を得ていることが明らかである。そして、この甲１発明の作用効果を得るためには、排気ガスＧが軸方向基端側から先端側に向かって整流（層流）となって流れる位置に、ガス通気部１２３を配置することが必須構成となる。
ここで、請求人が示す【検出素子短縮構造】をあらためて見てみると、上述したように、ガス通気部１２３が、ガス導入孔１６７に対向する部分をほんの僅かしか持たない状態で、ほとんどその全体がガス導入孔１６７よりも基端側に位置している。（答弁書１３頁１１行〜１５頁１１行）
排ガス（Ｇ）の流れは、内側プロテクタ１６０、外側プロテクタ１７０、及びこれに設けられたガス導入孔１６７、１７７、ガス排出孔１６６、１７６の配置や形状等により決定され、これらが変更されていない【検出素子短縮構造】においては、図３に記載された排ガス（Ｇ）の流れとほぼ同じ流れが生じると解される。そうすると、【検出素子短縮構造】におけるガス通気部１２３の周囲において、「排ガス（Ｇ）の流れが整流（層流）になる。」という状況が生じることを想像することは非常に困難である。（被請求人上申書１第８頁１〜７行）
このような位置関係においては、例えば甲第１号証のＦＩＧ．３に示された矢印Ｇに沿って排気ガスＧが流れると、ガス導入孔１６７から導入された後、ほとんどガス通気部１２３に接することなく先端側に流れ、外部に排出されることとなる。これでは、甲１発明の課題である良好な応答性が得られるとは到底考えられない。（答弁書１５頁１１〜１５行）
それにもかかわらず、請求人の主張は、技術的な観点からの説明を避け、甲１発明に関する作用効果の記載を、あたかも、それとは構造が異なる【検出素子短縮構造】の作用効果であるかのように扱うのみであり、全く説得力に欠ける。
作用効果の面からみても、当業者が、甲１発明の変形例として【検出素子短縮構造】を選択することが容易ではないことは、明らかである。（被請求人上申書１第８頁８〜１２行、被請求人上申書２第３頁４〜７行）
また、矢印Ｇの流れをとらず、ガス導入孔１６７から導入された排気ガスＧが、一旦、基端側に流れた後にＵターンして先端側に流れることを想定すると、排気ガスＧがガス通気部１２３の周囲を流れることにはなるが、この場合、基端側に流れる排気ガスＧとＵターンして先端側に流れる排気ガスＧとが交じることとなり、上記記載にあるような整流（層流）が実現されるとは考えられない。そして、このような排気ガスＧの流れとなった場合に、甲１発明の課題である良好な応答性が得られるとは到底考えられない。甲１発明の作用効果を考慮すると、当業者が、甲１発明の変形例として、【検出素子短縮構造】に示されたような位置関係を選択する可能性は低く、むしろこの構成を避ける方が自然であると解される。（答弁書１５頁１６行〜下から３行）

ウ 請求人は、甲第１号証の[0009]の記載を根拠に、【検出素子短縮構造】が得られる旨を主張している（審判請求書第２１頁〜第２２頁）。しかし、甲第１号証の[0009]の記載は、甲１発明の課題の前提を記載している部分であり、すでに甲１発明において解決している部分である。甲１発明の課題は、甲第１号証の[0009]〜[0013]に記載されている。
要約すると、コストの観点から検出素子を短縮することが求められているところ（前提の課題）、検出素子を短縮すると、検出素子の検出部の少なくとも一部が金属シェルの先端よりも基端側に位置することとなるが、そのような構成とすると、応答性が低下する虞がある。そこで、検出素子を短縮して、検出素子の検出部の少なくとも一部が金属シェルの先端よりも基端側に位置する構成（前提の課題を解決した構成）を採用した場合であっても、良好な応答性を発揮しうる、ガスセンサを提供することを、甲１発明の課題としている。
甲１発明は、検出素子を短縮することによって導かれる「検出素子の検出部の少なくとも一部が金属シェルの先端よりも基端側に位置する構成」（前提の課題を解決した構成）を備えることを前提としたものであり、例えばＦＩＧ．２に記載された構成が、いわば真の＜検出素子短縮構造＞を備えたものというべきものである。そして、甲第１号証の記載を見ても、甲１発明の構成よりもさらに検出素子を短くすることへの要請やその示唆は、一切記載されていない。したがって、請求人の【検出素子短縮構造】を導く動機づけは、そもそも、甲第１号証には存在しない。（答弁書１５頁下から２行〜１６頁下から３行）
さらに、【検出素子短縮構造】は、請求人の主張から明らかなように、甲第１号証の図２に記載されたセラミックリング１３３を基端側へ移動するという大きな構造的変更を行う必要がある。甲１発明は、過去の課題である素子の短縮化を解決した発明であることは明らかであるが、さらに素子を短縮化する動機づけは、甲第１号証のどこにも記載されていない。
また、そのようなさらなる短縮化を実施するために、「セラミックリング１３３を基端側へ下げる」という大きな設計変更を行うことの動機づけも、甲第１号証には記載されていない。（被請求人上申書１第６頁６〜１３行、被請求人上申書２第２頁下から２行〜３頁３行）

エ 【0147記載構造】が、上述したように「後知恵」に基づくものであるのと同様に、これを基礎として用い、さらに「後知恵」を重ねて創作したのが【検出素子短縮構造】であるといえる。そして、後知恵に基づく進歩性否定の論理づけは、成立し得ない。（答弁書１７頁下から２行〜１８頁２行、被請求人上申書１第８頁１６〜２０行、被請求人上申書２第４頁３〜７行）
本件特許発明１の「被測定ガスの衝突によるセンサ電極の温度変動を抑える」という課題も、「センサ電極」と「カバー導入孔」及び「ハウジング先端面」との位置関係として、従来にない特定の位置関係を積極的に採用するという解決手段についても、甲第１号証及び甲第２号証には、その記載も示唆もなく、これらを導く動機づけも存在しない。したがって、甲第１号証及び甲第２号証を参照したとしても、相違点１の構成を容易に導くことはできない。（答弁書１８頁３〜９行）

オ 以上のように、相違点１の構成は、容易に導くことはできず、請求人の主張は失当である。（答弁書１８頁１０〜１１行）

（５）上述したように、本件特許発明１と甲１発明との間に存在する相違点１及び相違点２の構成については、いずれも当業者が容易に導くことができないものであり、相違点３の検討をするまでもなく、本件特許発明１は進歩性を有するものである。
本件特許発明２〜６は、上記のごとく進歩性を有する本件特許発明１を引用し従属する発明であり、当然に進歩性を有している。
したがって、無効理由１（進歩性欠如）は理由がない。（答弁書１８頁１２〜１８行）

２ 無効理由２について
（１）本件明細書の「背景技術」の【０００２】には、「ポンプセルを構成する電極及びセンサセルを構成する電極は、適切な温度範囲内に制御する必要がある。」ことが記載されており、【０００３】には、「特許文献１においては、外側ガス導入孔から外側保護カバー内に導入された被測定ガスが内側ガス導入孔を通過する流速が低減されることにより、保護カバー内への被測定ガスの進入によるセンサ素子の温度変動を抑えている。」ことが記載されている。そして、これらの流れをうけて、【０００５】が記載されている。（被請求人陳述書３頁８〜１４行）
「ガスセンサにおいては各電極が機能する適正な温度範囲内に制御することが大前提となること」については、本件特許明細書【０００２】にも記載されているように普通に実施される技術常識であり、当業者であれば、ガスセンサの発明を考えるとき、この「大前提」を前提として考えるのは当然であり、請求項１に電極の温度制御の要件の記載がなくてもそのことに影響を与えることはない。（被請求人上申書１第９頁５〜１０行、被請求人上申書２第４頁１４〜１５行）

（２）【０００５】の前段には、「ところで、従来のガスセンサにおいては、センサ素子における、ポンプ電極、センサ電極等が設けられた温度検知部の全体が、ハウジングの先端面よりも先端側に突出する位置に配置されている。そして、センサ素子における、ポンプ電極及びセンサ電極が設けられた部位の周辺には、被測定ガスが衝突しやすい状態が形成されている。」と記載されている。この記載は、背景技術の【０００２】及び【０００３】に記載されていない、新たに着目した構造的な課題に関する記載といえる。（被請求人陳述書３頁１５〜２１行）
次に、【０００５】の中段には、「また、ガスセンサにおいては、ポンプセルのインピーダンスが温度によって変化することを利用して、センサ素子の温度の制御を行っている。具体的には、ポンプセルのインピーダンスに応じてポンプ電極の温度を制御することによって、センサセルの温度も間接的に制御している。」と記載されている。この記載は、背景技術の【０００２】の記載に関連して、電極を適切な温度範囲内に制御する方法の具体例を例示しているものと言える。そして、これにより、電極の基本的な温度制御が可能であるところ、実際には、上述した前段で新たに着目した構造的な課題が存在すれば、たとえ温度制御をしていたとしても、電極の温度変動が生じやすいことは避けられないことを、【０００５】の後段で記載している。（答弁書１９頁１０〜１３行、被請求人陳述書３頁下から６行〜４頁４行）
また、「（高温の）被測定ガスが、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突しやすい状態が形成されていると、センサ電極の温度に変動が生じやすくなる。」という現象は、センサ電極の温度制御の有無に関係なく、当然起こりうる、自然法則に基づく現象であり、このことは、当業者であれば、容易に理解することができる。（答弁書１９頁１７〜２１行）

（３）つまり、本件特許の背景技術及び課題は、電極を適切な温度範囲に制御することが必要(【０００２】)→特許文献１のような構造的な工夫で温度変動抑制する技術もある(【０００３】)→ポンプ電極及びセンサ電極が設けられた部位の周辺には、被測定ガスが衝突しやすい状態が形成されているという新たな構造的な課題への着目(【０００５】前段)→(背景技術に戻って考えると)例えばポンプセルのインピーダンスを用いた制御によるセンサ電極の温度制御方法もある(【０００５】中段)→「そのため」→（基本的な適正温度制御は可能であるものの、新たに着目した構造的な課題、つまり、)被測定ガスが、センサ電極が設 けられた部位の周辺に衝突しやすい状態が形成されていると、センサ電極の温度に変動が生じやすくなる(【０００５】後段)、という流れで記載されていると解するのが自然である。（被請求人陳述書４頁５〜１５行）
そして、本件発明の目的（課題）は、【０００６】に、「センサ電極の温度変動を抑えて、特定ガス成分濃度の検出精度を高めることができるガスセンサを提供」することと明記されており、センサ電極の温度制御の有無及び方式を問題にするような記載は一切ない。（答弁書１９頁下から７行〜下から４行）
【０００６】の「かかる背景」については、【０００５】の上記記載を受けたものであり、具体的には、後段の「被測定ガスが、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突しやすい状態が形成されていると、センサ電極の温度に変動が生じやすくなる」という背景を示している。さらに補足すれば、本件発明は、従来から公知のセンサ電極の温度制御を採用していたとしても、構造的な課題（被測定ガスが、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突しやすい状態が形成されていると、センサ電極の温度に変動が生じやすくなる。)が存在すれば、特定ガス成分濃度の検出精度をさらに高めることが困難であるという背景に基づいて、問 題となる構造的な課題を、まさに構造的に解決しようとしたものである。上述した本件の背景技術と課題の流れから見てもこのように解するのが自然である。（被請求人陳述書４頁下から５行〜５頁５行）

（４）そもそも、本件発明は、請求項１〜６及び明細書全体の記載から理解できるように、センサ電極の温度制御の有無及び方式の違いを問わず、センサ電極と他の部分との位置関係「構成（配置）」を工夫することによって、センサ電極の温度変動を抑え、検出精度を高めているものである。この「構成（配置）」による作用効果は、センサ電極の温度制御の有無及び方式の違いにかかわらず、この「構成（配置）」を採用さえすれば、自ずと追加される作用効果である。このことは、当業者であれば、特段の説明を加えなくても理解できることである。（答弁書１９頁下から３行〜２０頁４行）
この構造的な課題を構造的に解決することについては、当業者であれば容易に理解することができる。そして、相違点１及び相違点２に相当する構成を具備しない従来技術とこれらを備える本件特許発明１とが、電極温度制御として同じものを採用していた場合には、それがいかなる方式であったとしても、本件特許発明１の方が、構造的な点から、相対的に、従来技術よりも、センサ電極の温度の変動を抑制することができ、より高い検出精度を得ることができるということを、当業者であれば容易に理解できるはずである。（被請求人上申書１第９頁１６行〜下から７行、被請求人上申書２第４頁１５行〜下から５行）

（５）したがって、請求人の主張する無効理由２（サポート要件違反）は、理由がない。（答弁書２０頁５〜６行）

第５ 当審の判断
１ 証拠の記載事項
（１）甲１について
ア 甲１には、以下の記載がある（下線は当審で付加した。以下同様。）。
（甲１−ア）「BACKGROUND OF THE INVENTION
[0001] 1. Field of the Invention
[0002] The present invention relates to a gas sensor including a detection element which is exposed to a gas-to-be-detected in order to detect a particular gas component contained in the gas-to-be-detected.
[0003] 2. Description of the Related Art
[0004] A gas sensor has conventionally been known which is attached to an exhaust pipe of an automobile or the like. The gas sensor includes a detection element which generates an electromotive force whose magnitude changes in accordance with the concentration of a particular gas, such as NOx (nitrogen oxides) or oxygen, contained in a gas-to-be-detected (exhaust gas), or which changes as the resistance of the detection element changes in accordance with the concentration of the particular gas. Patent Documents 1 and 2 disclose such a gas sensor which includes a detection element extending from a base end side toward a forward end side in an axial direction thereof; a tubular metallic shell which surrounds the circumference of the detection element; and a tubular protector (inner protector) provided on the forward end side of the metallic shell and surrounding the circumference of a forward end portion of the detection element.
[0005] The forward end portion of the detection element has a detection section which has a gas passage portion which allows the gas-to-be-detected to pass therethrough. The above-described gas sensor detects a particular gas component contained in the gas-to-be-detected which is introduced into the interior of the detection element through the gas passage portion of the detection section. The protector (the inner protector) has gas introduction holes which are located on the base end side with respect to the forward end of the detection element and which introduces the gas-to-be-detected from the outside of the protector into the interior of the protector, and a gas discharge hole which is located on the forward end side with respect to the forward end of the detection element and which discharges the gas-to-be-detected from the interior of the protector to the outside of the protector. Notably, the forward end portion of the detection element projects forward from the metallic shell such that the entire gas passage portion is located on the forward end side with respect to the forward end of the metallic shell.
[0006] [Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open (kokai) No. 2009-97868
[0007] [Patent Document 2] DE 10 2008 041 038 A1
[0008] 3. Problems to be Solved by the Invention
[0009] In recent years, there has been demand to decrease the length of the detection element so as to reduce cost. This is because the amount of platinum used to form electrodes, lead portions, etc., on the detection element can be reduced by decreasing the length of the detection element. In the case where the length of the detection element is decreased in the gas sensor disclosed in Patent Document 1, a forward end portion (a portion where a gas passage portion is provided) of the detection element is preferably located closer to the base end side (the side toward the metallic shell), while a rear end portion (a portion where connection pads are provided) of the detection element is arranged as far as possible from the forward end of the metallic shell. This is because, if connection terminals connected to the connection pads provided on the base end portion of the detection element are too close to the forward end of the gas sensor, the connection terminals deteriorate due to the influence of heat from the exhaust pipe, and the reliability of electrical continuity between the connection pads and the connection terminals is more likely to decrease.
[0010] In order to overcome such a drawback, in the gas sensor disclosed in Patent Document 1, a portion of the detection element located on the forward end side thereof is shortened such that at least a portion of the detection section (the gas passage portion) of the detection element is disposed on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell. In this case, the detection section (the gas passage portion) of the detection element is disposed on the base end side with respect to the gas introduction holes of the inner protector. Incidentally, the gas-to-be-detected having been introduced into the interior of the inner protector through the gas introduction holes of the inner protector flows toward the forward end side, and is discharged to the outside through the gas discharge hole provided on the forward end side of the inner protector. Therefore, if the gas sensor of Patent Document 1 is configured such that at least a portion of the detection section (the gas passage portion) of the detection element is located on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell, it is difficult for the gas-to-be-detected to flow along the detection section (the gas passage portion), and, as a result, the responsiveness of the gas sensor may deteriorate.
[0011] Meanwhile, in the gas sensor disclosed in Patent Document 2, a gas introduction space is formed on the forward end side of the interior of the metallic shell. The gas introduction space is concave toward the base end side. By virtue of this configuration, in the gas sensor disclosed in Patent Document 2, the gas-to-be-detected is introduced into the gas introduction space inside the metallic shell through the gas introduction holes of the inner protector, and then flows toward the forward end side. Therefore, in the gas sensor disclosed in Patent Document 2, even when at least a portion of the detection section (the gas passage portion) of the detection element is disposed on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell, after being introduced into the gas introduction space inside the metallic shell through the gas introduction holes of the inner protector, the gas-to-be-detected can flow along the detection section (the gas passage portion) of the detection element.
[0012] However, in the gas sensor disclosed in Patent Document 2, since the gas-to-be-detected is introduced into the gas introduction space inside the metallic shell after passing through the gas introduction holes of the inner protector, conceivably, the gas-to-be-detected flows turbulently in the gas introduction space. Therefore, the gas-to-be-detected flows turbulently around the forward end portion of the detection element as well, and the gas-to-be-detected may fail to smoothly flow along the detection section (the gas passage portion). Therefore, the responsiveness of the gas sensor disclosed in Patent Document 2 is also susceptible to deterioration.
（当審訳：発明の背景
[0001] １．発明の技術分野
[0002] 本発明は、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するために被測定ガス中に晒される検出素子を備えるガスセンサに関する。
[0003] ２．関連技術の説明
[0004] 従来、自動車の排気管等に取り付けられて使用されるガスセンサが知られている。そのようなガスセンサは、被測定ガス（排気ガス）中のＮＯｘ（窒素酸化物）や酸素のような特定ガスの濃度に応じて、大きさの異なる起電力を発生する検査素子を備える。又は、特定ガスの濃度変化に応じて検出素子の抵抗値が変化する検出素子を備える。特許文献１及び２は、このようなガスセンサを開示しており、それらは、軸線方向の基端側から先端側に延びる形態をなす検出素子、検出素子の周囲を取り囲む筒状の金属シェル、及び金属シェルの先端側に設けられるとともに検出素子の先端部の周囲を取り囲む筒状のプロテクタ（内側プロテクタ）を備える。
[0005] 検出素子の先端部は、被測定ガスの通気を許容するガス通気部を有する検出部を備える。上述のガスセンサでは、検出部のガス通気部を通じて検出素子内に取り込まれた被測定ガス中の特定ガス成分を検出する。プロテクタ（内側プロテクタ）は、検出素子の先端よりも基端側に位置して被測定ガスを自身の外部から内部に導入するガス導入孔と、検出素子の先端よりも先端側に位置して被測定ガスを自身の内部から外部に排出するガス排出孔を有する。特に、検出素子の先端部は、ガス通気部全体が金属シェルの先端よりも先端側に位置するように、金属シェルから先端側に突出している。
[0006] [特許文献１]特開2009-97868号公報
[0007] [特許文献２]DE 102008041038 A1
[0008] ３．発明が解決しようとする課題
[0009] 近年、コスト低減のため、検出素子の長さを短縮することが求められている。検出素子の長さを短縮することで、検出素子に設けられる電極やリード部等を構成する白金の使用量を削減できるからである。特許文献１に開示されているガスセンサにおいて、検出素子の長さを短くする場合には、検出素子の先端部（ガス通気部が配置されている部位）を基端側に近づけるように（金属シェルに向かう側）配置するのが好ましい。一方で、検出素子の基端部（接続パッドが設けられている部位）はできる限り金属シェルの先端から遠ざけるように配置される。これは、検出素子の基端部に設けられている接続パッドに接続する接続端子を、ガスセンサの先端に近づけすぎると、排気管からの熱の影響で接続端子が劣化し、接続パッドと接続端子との電気的導通の信頼性が低下しやすくなるからである。
[0010] 係る障害を克服するために、特許文献１に開示されているガスセンサにおいて、検出素子の先端側に位置する検出素子の一部を短縮すると、検出素子の検出部（ガス通気部）の少なくとも一部が金属シェルの先端よりも基端側に配置される。この場合、検出素子の検出部（ガス通気部）は、内側プロテクタのガス導入孔よりも基端側に配置されることになる。ところで、内側プロテクタのガス導入孔を通じて内側プロテクタの内部に導入された被測定ガスは、先端側に流れてゆき、内側プロテクタの先端側に配置されているガス排出孔を通じて、外部に排出される。このため、特許文献１に開示されているガスセンサにおいて、検出素子の検出部（ガス通気部）の少なくとも一部が金属シェルの先端よりも基端側に位置すると、被測定ガスが、検出部（ガス通気部）に沿って流れることが困難となり、その結果、ガスセンサの応答性が低下するおそれがあった。
[0011] 一方、特許文献２に開示されているガスセンサでは、金属シェルの内部の先端側に、ガス導入空間を形成している。ガス導入空間は、基端側に向かって凹んでいる。この形状の効果により、特許文献２に開示されているガスセンサでは、被測定ガスは、内側プロテクタのガス導入孔を通じて、金属シェル内のガス導入空間内に導入され、その後、先端側に流れてゆく。このため、特許文献２に開示されているガスセンサでは、検出素子の検出部（ガス通気部）の少なくとも一部が金属シェルの先端よりも基端側に配置される場合でも、内側プロテクタのガス導入孔を通じて、金属シェル内のガス導入空間内に導入された後、被測定ガスは、検出素子の検出部（ガス通気部）に沿って流れることが可能となる。
[0012] しかしながら、特許文献２に開示されているガスセンサでは、被測定ガスが、内側プロテクタのガス導入孔を通過した後、金属シェル内のガス導入空間内に導入されることから、被測定ガスはガス導入空間内で乱流になると考えられる。このため、被測定ガスは検出素子の先端部の周囲においても乱流状態になり、被測定ガスは、スムーズに検出部（ガス通気部）に沿って流れることができなくなると考えられる。このため、特許文献２に開示されているガスセンサでも、応答性が低下するおそれがあった。）

（甲１−イ）「SUMMARY OF THE INVENTION
[0013] The present invention was made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a gas sensor which has excellent responsiveness in spite of at least a portion of a detection section of a detection element being located on the base end side with respect to the forward end of a metallic shell.
[0014] The above object of the invention has been achieved by providing (1) a gas sensor comprising a detection element which extends from a base end side to a forward end side in an axial direction, which detects a particular gas component contained in a gas-to-be-detected, and which has a detection section on the forward end side; a tubular metallic shell which surrounds a circumference of the detection element; and a tubular protector which surrounds a circumference of a forward end portion of the detection element. The protector has a gas introduction hole located on the base end side with respect to a forward end of the detection element and which introduces the gas-to-be-detected from outside of the protector into the interior thereof, and a gas discharge hole located on the forward end side with respect to the forward end of the detection element and which discharges the gas-to-be-detected from the interior of the protector to the outside thereof. In the gas sensor, at least a portion of the detection section of the detection element is located on the base end side with respect to a forward end of the metallic shell; the protector is inserted into the interior of the metallic shell in a state in which at least a portion of the gas introduction hole is located on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell; a forward-end-side inner surface of the metallic shell and an outer surface of the protector form therebetween a gas introduction space for guiding the gas-to-be-detected from a region on the forward end side with respect to the metallic shell to the gas introduction hole of the protector; and a base end of the detection section of the detection element is located on the base end side with respect to a forward end of the gas introduction hole, and a forward end of the detection section is located on the forward end side with respect to a base end of the gas introduction hole.
[0015] In the above-described gas sensor, at least a portion of the detection section of the detection element is located on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell. In other words, the base end of the detection section is located on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell. In such a case, as described above with respect to the gas sensor of Patent Document 1, it may be difficult for the gas-to-be-detected to flow along the detection section such that the responsiveness of the gas sensor deteriorates.
[0016] In contrast, in the above-described gas sensor, a base end portion of the protector is inserted into the metallic shell. This configuration enables at least a portion of the gas introduction hole of the protector to be disposed on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell (namely, in the interior of the metallic shell).
[0017] In addition, in the above-described gas sensor, the forward-end-side inner surface of the metallic shell and the outer surface of the protector form a gas introduction space (between the forward-end-side inner surface and the outer surface). This gas introduction space is a space for introducing the gas-to-be-detected from a region on the forward end side of the metallic shell into the gas introduction hole of the protector.
[0018] Namely, at least a portion of the gas introduction hole of the protector is exposed to the gas introduction space. In other words, the base end of the gas introduction hole of the protector is located on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell, and at least a portion of the gas introduction hole is exposed to the gas introduction space.
[0019] By virtue of such a structure, in the above-described gas sensor, the gas-to-be-detected (at least a portion thereof) can be introduced into the gas introduction space of the metallic shell, and then introduced into the interior of the protector through the gas introduction hole of the protector.
[0020] As a result, in the above-described gas sensor, the gas-to-be-detected introduced from outside into the gas introduction space is introduced into the interior of the protector through the gas introduction hole of the protector, flows along the forward end portion (a portion including the detection section) of the detection element, and is then discharged to the outside of the protector through the gas discharge hole located on the forward end side with respect to the forward end of the detection element. In addition, as viewed in the axial direction of the detection element, the base end of the detection section of the detection element is located on the base end side with respect to the forward end of the gas introduction hole of the protector, and the forward end of the detection section is located on the forward end side with respect to the base end of the gas introduction hole of the protector. By virtue of this positional relation, a portion of the gas-to-be-detected introduced into the interior of the protector through the gas introduction hole can properly flow along the detection section.
[0021] In addition, since the gas-to-be-detected passes through the gas introduction hole of the protector after having been introduced into the gas introduction space, the flow of the gas-to-be-detected assumes a straightened flow (laminar flow). Thus, in the above-described gas sensor, the flow of the gas-to-be-detected assumes a straightened flow (laminar flow) around the detection section of the detection element. This is because, unlike the above-described gas sensor of Patent Document 2, after passing through the gas introduction hole of the protector, the gas-to-be-detected flows toward the detection element (the detection section) without passing through the gas introduction space of the metallic shell. As a result, the gas-to-be-detected can smoothly flow along the detection section. Accordingly, the above-described gas sensor can have excellent responsiveness.
[0022] Notably, the “detection element”of the invention may be a plate-shaped detection element which extends from the base end side to the forward end side in the axial direction or a tubular detection element which extends from the base end side to the forward end side in the axial direction and which has a reference space therein.
[0023] In a preferred embodiment (2), the gas sensor (1) above is configured such that the detection section has a gas passage portion which allows passage of the gas-to-be-detected therethrough; at least a portion of the gas passage portion is located on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell; and a base end of the gas passage portion is located on the base end side with respect to the forward end of the gas introduction hole, and a forward end of the gas passage portion is located on the forward end side with respect to the base end of the gas introduction hole.
[0024] The above-described gas sensor provides the following advantageous effects. Even in the case where a detection element having a gas passage portion at the detection section thereof is used, by virtue of the above-described positional relation, a portion of the gas-to-be-detected introduced into the interior of the protector through the gas introduction hole can properly flow along the gas passage portion. In addition, since the flow of the gas-to-be-detected assumes a straightened flow (laminar flow) as a result of passing through the gas introduction hole of the protector after having been introduced into the gas introduction space, in the above-described gas sensor, the flow of the gas-to-be-detected assumes a straightened flow (laminar flow) around the gas passage portion of the detection element. As a result, the gas-to-be-detected can smoothly flow along the gas passage portion. Accordingly, the above-described gas sensor can have excellent responsiveness.
[0025] Notably, the “gas passage portion”of the invention may be a passage which connects together a measurement chamber provided in the detection element and the outside of the detection element, or a porous portion provided in the passage. Alternatively, the gas passage portion may be a porous portion that is exposed on the surface of the detection element and which intervenes between an electrode provided inside the detection element and the outside of the detection element.
[0026] In another preferred embodiment (3), the gas sensor (1) or (2) above is configured such that the forward-end-side inner surface of the metallic shell which forms the gas introduction space has a taper surface whose diameter decreases from the forward end side toward the base end side.
[0027] The above-described gas sensor provides the following advantageous effect. Since the gas-to-be-detected introduced into the gas introduction space is more likely to flow radially inward along the taper surface, the gas-to-be-detected is more likely to be introduced into the interior of the protector through the gas introduction hole of the protector, which is located on the radially inner side of the taper surface. As a result, the responsiveness of the gas sensor is enhanced.
[0028] In yet another preferred embodiment (4), the gas sensor of any of (1) to (3) above is configured such that the base end of the gas introduction hole of the protector is located at a position which is the same as, or is shifted toward the base end side from, the position of a base end of the gas introduction space in the axial direction.
[0029] In the case where a portion of the gas introduction space is present on the base end side with respect to the gas introduction hole of the protector; namely, in the case where the base end of the gas introduction hole of the protector is located on the forward end side with respect to the base end of the gas introduction space, the gas-to-be-detected may stagnate in a portion of the gas introduction space which is located on the base end side with respect to the gas introduction hole of the protector, and the gas-to-be-detected may not be smoothly introduced into the interior of the protect through the gas introduction hole of the protector.
[0030] In contrast, in the above-described gas sensor, as viewed in the axial direction, the base end of the gas introduction hole of the protector is located at a position which is the same as the position of the base end of the gas introduction space (corresponding to the base end of the forward-end-side inner surface of the metallic shell which forms the gas introduction space) or which is shifted toward the base end side from the base end of the gas introduction space. Therefore, in the above-described gas sensor, the gas-to-be-detected introduced into the gas introduction space is more likely to be smoothly introduced into the interior of the protector through the gas introduction hole of the protector. As a result, the responsiveness of the gas sensor is enhanced.
[0031] In yet another preferred embodiment (5), the gas sensor of any one of (1) to (4) above further comprises an outer protector which covers a circumference of the protector and which is welded to the metallic shell, wherein the protector is fixedly press-fitted into the outer protector.
[0032] The circumference of the protector is covered with the outer protector to protect the detection element from being directly exposed to the gas-to-be-detected. Therefore, it is possible to prevent the detection element from cracking, which would otherwise occur if water contained in the gas-to-be-detected were to be adhered to the detection element.
[0033] In addition, the protector and the outer protector are fixed together through press-fitting, and the outer protector is welded to the metallic shell to fix the same. Therefore, the circumference of the protector can be readily covered with the outer protector.
[0034] In yet another preferred embodiment (6), the gas sensor of any of (1) to (5) above is configured such that, as viewed in the axial direction, the forward end of the detection element is disposed on the base end side of a position spaced 5 mm forward from the forward end of the metallic shell.
[0035] In the above-described gas sensor, the projection length by which the forward end of the detection element projects from the forward end of the metallic shell is set to be 5 mm or less. This gas sensor also has excellent responsiveness similar to the above-described gas sensor (1) above.
（当審訳：発明の概要
[0013] 本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであって、それゆえ、その目的は、検出素子の検出部の少なくとも一部が金属シェルの先端よりも基端側に位置しつつも、良好な応答性が得られるガスセンサを提供することである。
[0014] 上述の本発明の目的は、以下の構成からなるガスセンサ（１）を提供することにより達成される。軸線方向の基端側から先端側に延びる形態をなし、先端側に検出部を有し、被測定ガス中の特定ガス成分を検出する、検出素子。上記検出素子の周囲を取り囲む筒状の金属シェル。上記検出素子の先端部の周囲を取り囲む筒状のプロテクタ。上記プロテクタは、上記検出素子の先端よりも基端側に位置して上記被測定ガスを自身の外部から内部に導入するガス導入孔と、上記検出素子の先端よりも先端側に位置して上記被測定ガスを自身の内部から外部に排出するガス排出孔を有する。上記ガスセンサにおいて、上記検出素子の上記検出部の少なくとも一部が、上記金属シェルの先端よりも基端側に位置する。上記プロテクタは、上記ガス導入孔の少なくとも一部が上記金属シェルの先端よりも基端側に位置する状態で、上記金属シェルの内側に挿入される。上記金属シェルの先端側内表面と上記プロテクタの外表面とは、両者の間に、上記金属シェルよりも先端側の領域から上記プロテクタの上記ガス導入孔に上記被測定ガスを導くためのガス導入空間を形成する。上記検出素子の上記検出部の基端は、上記ガス導入孔の先端よりも基端側に位置し、かつ、当該検出部の先端は、上記ガス導入孔の基端よりも先端側に位置する。
[0015] 上述のガスセンサでは、検出素子の検出部の少なくとも一部が、金属シェルの先端よりも基端側に位置している。換言すれば、検出部の基端が、金属シェルの先端よりも基端側に位置している。このような場合、特許文献１のガスセンサについて説明したように、被測定ガスが、検出部に沿って流れることが困難となり、ガスセンサの応答性が低下するおそれがあった。
[0016] これに対し、上述のガスセンサでは、プロテクタの基端部が、金属シェルの内側に挿入されている。この形態により、プロテクタのガス導入孔の少なくとも一部を、金属シェルの先端よりも基端側（すなわち、金属シェルの内部）に配置させることができる。
[0017] しかも、上述のガスセンサでは、金属シェルの先端側内表面とプロテクタの外表面とによってガス導入空間（先端側内表面と外表面の間）を形成している。このガス導入空間は、金属シェルよりも先端側の領域からプロテクタのガス導入孔に被測定ガスを導くための空間である。
[0018] つまり、プロテクタのガス導入孔の少なくとも一部は、ガス導入空間に露出している。換言すれば、プロテクタのガス導入孔の基端は、金属シェルの先端よりも基端側に位置し、かつ、当該ガス導入孔の少なくとも一部はガス導入空間に露出している。
[0019] このような構造により、上述のガスセンサでは、被測定ガス（少なくともその一部）を、金属シェルのガス導入空間内に導入させ、その後、プロテクタのガス導入孔を通じてプロテクタ内に導入させることができる。
[0020] これにより、上述のガスセンサでは、外部からガス導入空間内に導入された被測定ガスが、プロテクタのガス導入孔を通じてプロテクタ内に導入され、検出素子の先端部（検出部を含む部位）に沿って流れ、その後、検出素子の先端よりも先端側に位置するガス排出孔を通じてプロテクタの外部に排出されることになる。しかも、検出素子の軸線方向について、検出素子の検出部の基端がプロテクタのガス導入孔の先端よりも基端側に位置し、かつ、当該検出部の先端がプロテクタのガス導入孔の基端よりも先端側に位置している。このような位置関係とすることで、ガス導入孔を通じてプロテクタ内に導入された被測定ガスの一部が、適切に、検出部に沿って流れることができる。
[0021] しかも、被測定ガスがガス導入空間内に導入された後にプロテクタのガス導入孔を通過することで、被測定ガスの流れは、整流（層流）になる。したがって、上述のガスセンサでは、検出素子の検出部の周囲において、被測定ガスの流れが整流（層流）になる。これは、前述の特許文献２のガスセンサと異なり、プロテクタのガス導入孔を通過した後、被測定ガスが、金属シェル内のガス導入空間を経由することなく、検出素子（検出部）に進むからである。これにより、被測定ガスが、スムーズに検出部に沿って流れることが可能となる。したがって、上述のガスセンサでは、良好な応答性を得ることができる。
[0022] とりわけ、本発明の「検出素子」は、軸線方向において基端側から先端側に延びる板状の検出素子であってもよいし、軸線方向において基端側から先端側に延び、その内部に参照空間を有する筒状の検出素子であってもよい。
[0023] 好ましい実施形態（２）において、上述のガスセンサ（１）は、検出部が、被測定ガスが自身を通過することを許容するガス通気部を有するように構成される。上記ガス通気部の少なくとも一部が、上記金属シェルの先端よりも基端側に位置する。上記ガス通気部の基端は、上記ガス導入孔の先端よりも基端側に位置し、かつ、当該ガス通気部の先端は、上記ガス導入孔の基端よりも先端側に位置する。
[0024] 上述のガスセンサは、以下の有利な効果を奏する。その検知部にガス通気部を有する検出素子が使用される場合であっても、上述の位置関係により、ガス導入孔を通じてプロテクタ内に導入された被測定ガスの一部が、適切に、ガス通気部に沿って流れることができる。しかも、上述のガスセンサでは、被測定ガスの流れは、ガス導入空間内に導入された後にプロテクタのガス導入孔を通過することで、整流（層流）になるから、検出素子のガス通気部の周囲において、被測定ガスの流れが整流（層流）になる。これにより、被測定ガスが、スムーズにガス通気部に沿って流れることが可能となる。したがって、上述のガスセンサでは、良好な応答性を得ることができる。
[0025] とりわけ、本発明の「ガス通気部」は、検出素子の内部に設けられた測定室と検出素子の外部とを繋ぐ通路であってもよく、また、この通路に設けられた多孔質部であってもよい。代替的に、ガス通気部は、検出素子の表面に露出するように設けられるとともに、検出素子の内部に設けられた電極と検出素子の外部との間に介在する多孔質部であってもよい。
[0026] 別の好ましい実施形態（３）において、上述のガスセンサ（１）又は（２）は、前記ガス導入空間を形成する前記金属シェルの前記先端側内表面が、先端側から基端側に向かうにしたがって縮径するテーパ面を有するように構成される。
[0027] 上述のガスセンサは、以下の有利な効果を奏する。ガス導入空間に導入された被測定ガスが、テーパ面に沿って径方向内側に進みやすくなるので、被測定ガスが、テーパ面の径方向内側に位置するプロテクタのガス導入孔を通じて、プロテクタ内に導入されやすくなる。これにより、ガスセンサの応答性が向上する。
[0028] 更に別の好ましい実施形態（４）において、上述のガスセンサ（１）〜（３）のいずれかは、前記プロテクタの前記ガス導入孔の基端は、前記軸線方向について、前記ガス導入空間の基端と同位置か、それよりも基端側に位置するように構成される。
[0029] プロテクタのガス導入孔よりも基端側にガス導入空間の一部が存在する場合、すなわち、プロテクタのガス導入孔の基端がガス導入空間の基端よりも先端側に位置する場合は、被測定ガスがプロテクタのガス導入孔よりも基端側に位置するガス導入空間の部分に溜まり、被測定ガスがスムーズにプロテクタのガス導入孔を通じてプロテクタ内に導入されないおそれがある。
[0030] これに対し、上述のガスセンサでは、軸線方向について、プロテクタのガス導入孔の基端が、ガス導入空間の基端（ガス導入空間を形成する金属シェルの先端側内表面の基端に一致する）と同位置か、ガス導入空間の基端よりも基端側に位置している。このため、上述のガスセンサでは、ガス導入空間内に導入された被測定ガスが、よりスムーズにプロテクタのガス導入孔を通じてプロテクタ内に導入されやすくなる。これにより、ガスセンサの応答性が向上する。
[0031] 更に別の好ましい実施形態（５）において、上述のガスセンサ（１）〜（４）のいずれかは、プロテクタの周囲を取り囲み、金属シェルに溶接された外側プロテクタを備え、プロテクタは外側プロテクタ内に圧入固定される。
[0032] プロテクタの周囲は外側プロテクタで覆われ、検出素子が被測定ガスに直接さらされることを防止する。それゆえ、被測定ガスに含まれる水が検出素子に付着して生じる検出素子の亀裂を防止することができる。
[0033] しかも、プロテクタと外側プロテクタは圧入により互いに固定されており、外側プロテクタは金属シェルに溶接される。それゆえ、プロテクタの周囲は予め外側プロテクタにより覆われる。
[0034] 更に別の好ましい実施形態（６）において、上述のガスセンサ（１）〜（５）のいずれかは、前記軸線方向について、前記検出素子の先端は、前記金属シェルの先端から先端側に５ｍｍ離れた位置よりも基端側に配置されるように構成される。
[0035] 上述のガスセンサでは、検出素子の先端が金属シェルの先端から突出する突出長さが、５ｍｍ以下に設定される。このガスセンサでも、前述のガスセンサ（１）同様に、良好な応答性を得ることができる。）

（甲１−ウ）「BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0036] FIG. 1 is a partial sectional view of a gas sensor according to an embodiment of the invention.
[0037] FIG. 2 is an enlarged sectional view of a forward end portion of the gas sensor of the embodiment.
[0038] FIG. 3 is a view describing a flow of a gas-to-be-detected within the gas sensor of the embodiment.
[0039] FIG. 4 is a partial sectional view of a gas sensor according to a first modified embodiment.
[0040] FIG. 5 is an enlarged sectional view of a forward end portion of the gas sensor of the first modified embodiment.
[0041] FIG. 6 is a view describing a flow of a gas-to-be-detected within the gas sensor of the first modified embodiment.
[0042] FIG. 7 is a partial sectional view of a gas sensor according to a second modified embodiment.
[0043] FIG. 8 is an enlarged sectional view of a forward end portion of the gas sensor of the second modified embodiment.
[0044] FIG. 9 is a view describing a flow of a gas-to-be-detected within the gas sensor of the second modified embodiment.
DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
[0045] Reference numerals used to identify various features in the drawings include the following.
[0046] 100, 200, 300: gas sensor
[0047] 110, 310: metallic shell
[0048] 110b, 310b: forward end of the metallic shell
[0049] 113, 313: forward end portion of the metallic shell
[0050] 113b: forward-end-side inner surface (taper surface) of the metallic shell
[0051] 120: detection element
[0052] 121: forward end portion of the detection element
[0053] 123: gas passage portion
[0054] 160, 260: inner protector (protector)
[0055] 160c, 260c: base end portion of the inner protector
[0056] 166, 266: gas discharge hole of the inner protector
[0057] 167, 267: gas introduction hole of the inner protector
[0058] 170: outer protector
[0059] 176: gas discharge hole of the outer protector
[0060] 177: gas introduction hole of the outer protector
[0061] 313b: forward-end-side inner surface of the metallic shell
[0062] 313c: taper surface of the metallic shell
[0063] 360: protector
[0064] 360c: base end portion of the protector
[0065] 366: gas discharge hole of the protector
[0066] 367: gas introduction hole of the protector
[0067] AX: axis
[0068] G: exhaust gas (gas-to-be-detected)
[0069] S2: gas introduction space」
（当審訳：図面の簡単な説明
[0036] 図１は、本発明の実施形態に係るガスセンサの部分断面図である。
[0037] 図２は、同実施形態のガスセンサの先端部の拡大断面図である。
[0038] 図３は、同実施形態のガスセンサ内における被測定ガスの流れを説明する図である。
[0039] 図４は、変形形態１に係るガスセンサの部分断面図である。
[0040] 図５は、同変形形態１のガスセンサの先端部の拡大断面図である。
[0041] 図６は、同変形形態１のガスセンサ内における被測定ガスの流れを説明する図である。
[0042] 図７は、変形形態２に係るガスセンサの部分断面図である。
[0043] 図８は、同変形形態２のガスセンサの先端部の拡大断面図である。
[0044] 図９は、同変形形態２のガスセンサ内における被測定ガスの流れを説明する図である。
参照符号の説明
[0045] 図面において種々の特徴を特定するために使用される参照符号は、以下のものを含む。
[0046] １００，２００，３００：ガスセンサ
[0047] １１０，３１０：金属シェル
[0048] １１０ｂ，３１０ｂ：金属シェルの先端
[0049] １１３，３１３：金属シェルの先端部
[0050] １１３ｂ：金属シェルの先端側内表面（テーパ面）
[0051] １２０：検出素子
[0052] １２１：検出素子の先端部
[0053] １２３：ガス通気部
[0054] １６０，２６０：内側プロテクタ（プロテクタ）
[0055] １６０ｃ，２６０ｃ：内側プロテクタの基端部
[0056] １６６，２６６：内側プロテクタのガス排出孔
[0057] １６７，２６７：内側プロテクタのガス導入孔
[0058] １７０：外側プロテクタ
[0059] １７６：外側プロテクタのガス排出孔
[0060] １７７：外側プロテクタのガス導入孔
[0061] ３１３ｂ：金属シェルの先端側内表面
[0062] ３１３ｃ：金属シェルのテーパ面
[0063] ３６０：プロテクタ
[0064] ３６０ｃ：プロテクタの基端部
[0065] ３６６：プロテクタのガス排出孔
[0066] ３６７：プロテクタのガス導入孔
[0067] ＡＸ：軸線
[0068] Ｇ：排気ガス（被測定ガス）
[0069] Ｓ２：ガス導入空間）

（甲１−エ）「DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
[0070] An embodiment of the present invention will next be described with reference to the drawings. However, the present invention should not be construed as being limited thereto.
[0071] FIG. 1 is a partial sectional view of a gas sensor 100 of the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged sectional view of a forward end portion of the gas sensor 100. FIG. 3 is a sectional view showing, on an enlarged scale, a forward end portion of the gas sensor 100 attached to an exhaust pipe of an unillustrated automobile such that the forward end portion of the gas sensor 100 is located within the exhaust pipe. FIG. 3 is a view describing the flow of exhaust gas (gas-to-be-detected) G.
[0072] Notably, in FIGS. 1 to 3, the lower side is an axially forward end side (hereinafter also referred to as the forward end side), and the upper side is an axially base end side (hereinafter also referred to as the base end side). Also, in FIG. 3, the left side is the upstream side (engine side) of the exhaust pipe through which exhaust gas G flows, and the right side is the downstream side of the exhaust pipe.
[0073] The gas sensor 100 is a so-called full range air/fuel ratio sensor which is attached to the exhaust pipe of an unillustrated automobile and which holds therein a detection element 120. A forward end portion 121 of the detection element 120 is exposed to the exhaust gas (gas-to-be-detected) which flows through the exhaust pipe so as to detect the air/fuel ratio of the exhaust gas from the concentration of oxygen (particular gas component) contained in the exhaust gas.
[0074] Notably, in the present embodiment, the forward end portion 121 corresponds to the “detection section” of the invention.
[0075] As shown in FIG. 1, this gas sensor 100 is mainly composed of a tubular metallic shell 110 extending in an axial direction (the direction along an axis AX, the vertical direction in FIG. 1); the plate-shaped detection element 120 held inside the metallic shell 110; an outer tube 151 fixedly provided on the base end side of the metallic shell 110; and an inner protector 160 and an outer protector 170 which are fixedly provided on the forward end side of the metallic shell 110; etc.
[0076] The detection element 120 has a plate-like shape (strip-like shape) extending in the axial direction, and detects the oxygen gas component contained in the exhaust gas G (see FIG. 1). This detection element 120 has a known structure and is formed by bonding together for unification a plate-shaped gas detecting body for detecting oxygen concentration and a plate-shaped heater body for heating the gas detecting body for quick activation thereof. The gas detecting body is composed of a solid electrolyte body which predominantly contains zirconia, and a pair of electrodes (detection and reference electrodes) which predominantly contain platinum. The pair of electrodes are disposed on the forward end portion 121 of the detection element 120.
[0077] At least one gas passage portion 123 is provided at the forward end portion 121 of the detection element 120 so as to introduce the exhaust gas G from outside of the detection element 120 into an interior (gas measurement chamber) thereof, to thereby allow detection of the oxygen component contained in the exhaust gas G. The gas passage portion 123 is formed of a porous material and has a rectangular shape in plan view. In the present embodiment, two gas passage portions 123 having the same dimensions are provided at the same position in the axial direction (the gas passage portion 123 shown in FIG. 1 and another gas passage portion located on the back side thereof are provided). At least a portion of each gas passage portion 123 is located on the base end side (on the upper side in FIGS. 1 and 2) in relation to the forward end 110b of the metallic shell 110. Notably, in FIG. 2, the position of the forward end 110b of the metallic shell 110 in the axial direction is indicated by a straight line L1. FIG. 2 clearly shows that a portion of the gas passage portion 123 is located on the base end side with respect to the straight line L1.
[0078] Five electrode pads 128 (one of which is shown in FIG. 1) for allowing external connection with the electrodes of the gas detecting body and the heater body are formed on a base end portion 129 of the detection element 120.
[0079] In order to protect the detection electrode from poisoning by the exhaust gas, a protection layer 125 is provided on the forward end portion 121 of the detection element 120 such that the protection layer 125 covers the outer surface of the forward end portion 121 (see FIG. 1).
[0080] In the gas sensor 100, a ceramic ring 133 made of alumina, a talc ring 135 formed by compacting a talc powder, and a tubular sleeve 141 are accommodated inside the metallic shell 110 in such a manner that the detection element 120 is inserted through the ceramic ring 133, the talc ring 135 and the sleeve 141. The talc ring 135 is compacted within the metallic shell 110 so as to tightly fill an associated space. As a result, the detection element 120 is positioned and held in the tubular metallic shell 110 which surrounds the circumference of the detection element 120. Notably, in the present embodiment, as viewed in the axial direction, the forward end 120b of the detection element 120 is disposed on the base end side of a position spaced 5 mm forward from the forward end 110b of the metallic shell 100. More specifically, the projection length by which the detection element 120 projects from the forward end 110b of the metallic shell 100 is set to be 5 mm or less.
・・・
[0087] The tubular inner and outer protectors 160 and 170, which surround the circumference of the forward end portion 121 of the detection element 120, are provided on the forward end side of the metallic shell 110. The inner and outer protectors 160 and 170 protect the forward end portion 121 of the detection element 120 from contamination caused by deposits (poisoning adhesive substances such as fuel ash and oil component) contained in exhaust gas and from breakage caused by water adhering thereto.
[0088] Notably, in the present embodiment, the inner protector 160 corresponds to the “protector” of the invention.
[0089] The inner protector 160 has a cylindrical tubular side wall portion 161 which extends in the axial direction (the direction along the axis AX), and a disk-shaped bottom portion 162 which closes the forward end side of the side wall portion 161. Gas introduction holes 167 for introducing the gas-to-be-detected from the outside of the inner protector 160 into the interior thereof are formed in the side wall portion 161 at positions on the base end side (on the upper side in FIGS. 1 and 2) in relation to the forward end 120b of the detection element 120. Notably, in the present embodiment, eight gas introduction holes 167 having the same dimension are formed at equal intervals in the circumferential direction of the side wall portion 161 at the same position in the axial direction. At least a portion of each of these gas introduction holes 167 is located on the base end side with respect to the forward end 110b of the metallic shell 110.
[0090] Further, the inner protector 160 has a gas discharge hole 166 for discharging the gas-to-be-detected from the interior of the inner protector 160 to the outside thereof. The gas discharge hole 166 is located on the forward end side (on the lower side in FIGS. 1 and 2) with respect to the forward end 120b of the detection element 120. More specifically, the gas discharge hole 166 is provided in the bottom portion 162 of the inner protector 160.
[0091] The outer protector 170 is fixed to the metallic shell 110 in a state in which the inner protector 160 is fixed to the inner side of the outer protector 170. Specifically, the outer protector 170 is joined to the metallic shell 110 by laser welding. The outer protector 170 has a first side wall portion 174; a second side wall portion 175 located on the axially forward end side of the first side wall portion 174, a taper wall 172 located on the axially forward end side of the second side wall portion 175, and a bottom portion 173 located on the forward end side of the taper wall 172 (see FIGS. 1 and 2).
[0092] The first side wall portion 174 has a cylindrical tubular shape, and surrounds the circumference of the side wall portion 161 of the inner protector 160 while forming a space S1 between the first side wall portion 174 and the side wall portion 161. The first wall portion 174 has gas introduction holes 177 which penetrate the first wall portion 174 and are located on the axially forward end side with respect to the gas introduction holes 167 of the inner protector 160 (see FIGS. 1 and 2). Notably, in the present embodiment, eight gas introduction holes 177 are formed at equal intervals in the circumferential direction. All the eight gas introduction holes 177 are located on the axially forward end side with respect to the gas introduction holes 167 of the inner protector 160.
[0093] The second wall portion 175 has a cylindrical tubular shape, and has an inner diameter smaller than the inner diameter of the first wall portion 174 and larger than the outer diameter of the side wall portion 161 of the inner protector 160. A forward end portion 161b of the side wall portion 161 of the inner protector 160 is press-fitted into the second side wall portion 175. As a result, the inner protector 160 is fixed to the inner side of the outer protector 170, and the second side wall portion 175 of the outer protector 170 and the forward end portion 161b of the side wall portion 161 of the inner protector 160 are gastightly connected (fitted) together over the entire circumference around the axis AX.
[0094] The taper wall 172 has the shape of a tapered tube (truncated conical tube) whose diameter decreases toward the axially forward end side. The bottom portion 173 has a gas discharge hole 176, which is a forward end opening of the outer protector 170. The taper wall 172 and the bottom portion 173 form a space S4 in cooperation with the bottom portion 162 of the inner protector 160 (see FIG. 2).
[0095] Incidentally, in the gas sensor 100 of the present embodiment, at least a portion of the forward end portion 121 (the gas passage portions 123) of the detection element 120 is located on the base end side (on the upper side in FIG. 2) in relation to the forward end 110b of the metallic shell 110. In other words, the base end of the forward end portion 121 (for example, the base end 123c of each gas passage portion 123) is located on the base end side with respect to the forward end 110b of the metallic shell 110. In this case, as described above, in the case of the gas sensor of Patent Document 1, it is difficult for the gas-to-be-detected to flow along the detection section (pass through the gas passage portion) and reach a gas measurement chamber within the detection element. Therefore, the responsiveness of the gas sensor may deteriorate.
[0096] In contrast, in the case of the gas sensor 100 of the present embodiment, the base end portion 160c of the inner protector 160 is disposed in (inserted into) the space inside the metallic shell 110 as shown in FIG. 2. This configuration enables at least a portion of each gas introduction hole 167 of the inner protector 160 to be disposed on the base end side with respect to the forward end 110b of the metallic shell 110 (namely, in the interior of the metallic shell 110).
[0097] In addition, a forward-end-side inner surface 113b of a forward end portion 113 of the metallic shell 110 is concaved radially outward, and forms a gas introduction space S2 in cooperation with the outer surface 160d of the inner protector 160 (between the forward-end-side inner surface 113b and the outer surface 160d). This gas introduction space S2 is a space for introducing the exhaust gas G (the gas-to-be-detected) from a region on the forward end side of the metallic shell 110 into the gas introduction holes 167 of the inner protector 160.
[0098] Namely, at least a portion of each gas introduction hole 167 of the inner protector 160 is exposed to the gas introduction space S2. In other words, the base end 167c of each gas introduction hole 167 is located on the base end side with respect to the forward end 1106（当審注：前後の文脈から見て、「1106」は「110b」の誤記と認める。） of the metallic shell 110, and at least a portion of the gas introduction hole 167 is exposed to the gas introduction space S2.
[0099] By virtue of such a structure, in the gas sensor 100 of the present embodiment, as indicated by arrows in FIG. 3, the exhaust gas G (at least a portion thereof) can be introduced into the gas introduction space S2 of the metallic shell 110, and then introduced into the interior of the inner protector 160 through the gas introduction holes 167 of the inner protector 160.
[0100] FIG. 3 is a view showing a route (gas route) along which the exhaust gas G within the exhaust pipe flows through the gas sensor 100 (the inner protector 160 and the outer protector 170) of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the exhaust gas G having flowed through the exhaust pipe from the upstream side thereof (the left side in FIG. 3) toward the gas sensor 100 is introduced into the space S1 (the space between the first side wall portion 174 of the outer protector 170 and the side wall portion 161 of the inner protector 160) through the gas introduction holes 177 of the outer protector 170.
[0101] The exhaust gas G then flows within the space S1 toward the axially base end side (the upper side in FIG. 3), and is introduced into an internal space S3 of the inner protector 160 through the gas introduction holes 167 of the inner protector 160. Notably, a portion of the exhaust gas G is introduced into the gas introduction space S2 of the metallic shell 110, and is then introduced into the interior of the inner protector 160 through the gas introduction holes 167 of the inner protector 160. After that, the exhaust gas G flows within the internal space S3 toward the axially forward end side (the lower side in FIG. 3), and is discharged to the outside of the inner protector 160 through the discharge hole 166 of the inner protector 160. Subsequently, the exhaust gas G is introduced into a space S4 (the space between the taper wall 172 of the outer protector 170 and the bottom portion 162 of the inner protector 160), and is then discharged to the outside through the gas discharge hole 176 of the outer protector 170.
[0102] Notably, the diameter of the taper wall 172 of the outer protector 170 decreases toward the forward end side in the axial direction. Therefore, as indicated by arrows in FIG. 3, in a region outside the outer protector 170 (within the exhaust pipe), the flow velocity of the exhaust gas G increases in the vicinity of the forward end of the taper wall 172 (in the vicinity of the gas discharge hole 176), and due to the Venturi effect, a strong negative pressure can be produced in the vicinity of the forward end of the taper wall 172 (in the vicinity of the gas discharge hole 176). As a result, the exhaust gas G introduced into the internal space S3 is effectively and quickly discharged to the outside of the outer protector 170 while being drawn toward the gas discharge hole 176 located at the forward end of the taper wall 172.
[0103] As described above, the gas sensor 100 of the present embodiment is configured such that the exhaust gas G introduced from the outside into the gas introduction space S2 is introduced into the interior of the inner protector 160 through the gas introduction holes 167 of the inner protector 160, flows along the forward end portion 121 (a portion including the gas passage portions 123) of the detection element 120, and is then discharged to the outside of the inner protector 160 through the gas discharge hole 166 located on the forward end side with respect to the forward end 120b of the detection element 120 (FIG. 3).
[0104] In addition, as viewed in the axial direction of the detection element 120, the base end of the forward end portion 121 of the detection element 120 is located on the base end side with respect to the forward end 167b of each gas introduction hole 167 of the inner protector 160, and the forward end of the forward end portion 121 is located on the forward end side with respect to the base end 167c of each gas introduction hole 167 of the inner protector 160. In particular, as viewed in the axial direction of the detection element 120, the base end 123c of each gas passage portion 123 of the detection element 120 is located on the base end side with respect to the forward end 167b of each gas introduction hole 167 of the inner protector 160, and the forward end 123b of each gas passage portion 123 is located on the forward end side with respect to the base end 167c of each gas introduction hole 167 of the inner protector 160 (see FIGS. 2 and 3). By virtue of this positional relation, a portion of the exhaust gas G introduced into the interior of the inner protector 160 through the gas introduction holes 167 can be properly directed to flow along the forward end portion 121 (the gas passage portions 123).
[0105] Notably, in FIG. 2, the position of the forward end 167b of each gas introduction hole 167 in the axial direction is indicated by a straight line L2. FIG. 2 clearly shows that the base end 123c of the gas passage portion 123 is located on the base end side with respect to the straight line L2. Further, the position of the base end 167c of each gas introduction hole 167 in the axial direction is indicated by a straight line L3. FIG. 2 clearly shows that the forward end 123b of each gas passage portion 123 is located on the forward end side with respect to the straight line L3.
[0106] In addition, since the exhaust gas G passes through the gas introduction holes 167 of the inner protector 160 after having been introduced into the gas introduction space S2, the flow of the exhaust gas G assumes a straightened flow (laminar flow). Thus, the flow of the exhaust gas G assumes a straightened flow (laminar flow) around the forward end portion 121 (the gas passage portions 123) of the detection element 120. This is because, unlike the above-described gas sensor of Patent Document 2, after passing through the gas introduction holes 167 of the inner protector 160, the exhaust gas G flows toward the forward end portion 121 (the gas passage portions 123) of the detection element 120 without passing through the gas introduction space S2 of the metallic shell 110. As a result, the exhaust gas G can be caused to smoothly flow along the forward end portion 121 (the gas passage portions 123). Accordingly, the gas sensor 100 of the embodiment can have excellent responsiveness.
[0107] Further, in the gas sensor 100 of the present embodiment, the forward-end-side inner surface 113b of the forward end portion 113 of the metallic shell 110, which forms the gas introduction space S2, is a taper surface 113b whose diameter decreases from the forward end side toward the base end side thereof (see FIGS. 2 and 3). Therefore, the exhaust gas G introduced into the gas introduction space S2 is more likely to flow radially inward along the taper surface 113b. Thus, the exhaust gas G is more likely to be introduced into the interior of the inner protector 160 through the gas introduction holes 167 of the inner protector 160, which are located on the radially inner side of the taper surface 113b. This configuration further enhances the responsiveness of the gas sensor.
[0108] Furthermore, as shown in FIG. 2, in the gas sensor 100 of the present embodiment, the base end 167c of each gas introduction hole 167 of the inner protector 160 is located at the same position as the base end S2E of the gas introduction space S2 (corresponding to the base end 113c of the taper surface 113b of the metallic shell 110 which forms the gas introduction space S2) as viewed in the axial direction. Namely, the base end S2E of the gas introduction space S2 (the base end 113c of the taper surface 113b of the metallic shell 110) is located on the straight line L3. Therefore, the exhaust gas G introduced into the gas introduction space S2 is more likely to be smoothly introduced into the interior of the inner protector 160 through the gas introduction holes 167 of the inner protector 160 after flowing radially inward along the taper surface 113b. This enhances the responsiveness of the gas sensor.
[0109] Furthermore, in the gas sensor 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the forward end portion 161b of the side wall portion 161 of the inner protector 160 and the second side wall portion 175 of the outer protector 170 surrounding the circumference of the inner protector 160 are fixed together through press-fitting, and the outer protector 170 is welded to the metallic shell 110. This configuration can prevent the detection element 120 from being exposed directly to the gas-to-be-detected, and can prevent cracking which might otherwise occur if water contained in the gas-to-be-detected were to adhere to the detection element. In addition, the circumference of the inner protector 160 can be readily covered with the outer protector 170.」
（当審訳：好ましい実施形態の詳細な説明
[0070] 以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。しかしながら、本発明はそれに限定されると解釈されるべきではない。
[0071] 図１は、本実施形態のガスセンサ１００の部分断面図である。図２は、ガスセンサ１００の先端部の拡大断面図である。図３は、ガスセンサ１００を図示しない自動車の排気管に取り付けた状態において、排気管内のガスセンサ１００の先端部を拡大した断面図である。図３は、排気ガス（被測定ガス）Ｇの流れを説明する図である。
[0072] 特に、図１〜図３において、下側が軸線方向先端側（以下、単に先端側ともいう）であり、上側が軸線方向基端側（以下、単に基端側ともいう）である。また、図３において、左側が、排気ガスＧが流れる排気管の上流側（エンジン側）であり、右側が排気管の下流側である。
[0073] ガスセンサ１００は、いわゆる全領域空燃比センサであり、図示しない自動車の排気管に取り付けられ、内部に検出素子１２０を保持する。検出素子１２０の先端部１２１が排気管内を流通する排気ガス（被測定ガス）中に晒されて、その排気ガス中の酸素（特定ガス成分）の濃度から排気ガスの空燃比を検出する。
[0074] とりわけ、本実施形態において、先端部１２１は、本発明の「検出部」に相当する。
[0075] 図１に示すように、このガスセンサ１００は、主として、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向、図１において上下方向）に延びる筒状の金属シェル１１０、この金属シェル１１０の内側に保持された板状の検出素子１２０、金属シェル１１０の基端側に固設された外筒１５１、並びに、金属シェル１１０の先端側に固定された内側プロテクタ１６０及び外側プロテクタ１７０等から構成されている。
[0076] 検出素子１２０は、軸線方向に延びる板状（短冊状）をなし、排気ガスＧ中の酸素ガス成分を検出する（図１参照）。この検出素子１２０は、公知の構造を有し、酸素濃度の検出を行う板状のガス検出体と、このガス検出体を早期活性化させるために加熱を行う板状のヒータ体とを、互いに貼り合わせて一体化したものである。ガス検出体は、ジルコニアを主体とする固体電解質体、及び、白金を主体とする一対の電極（検出電極及び基準電極）などから構成される。一対の電極は、検出素子１２０の先端部１２１に配置されている。
[0077] 排気ガスＧを検出素子１２０の外部から内部（ガス測定室）に導入するように、少なくとも一つのガス通気部１２３が、検出素子１２０の先端部１２１に設けられており、それにより排気ガスＧ中の酸素成分を検出することを可能とする。ガス通気部１２３は、多孔質体からなり、平面視矩形状をなしている。本実施形態では、軸線方向について同位置に、同寸法のガス通気部１２３が２つ設けられている（図１に示すガス通気部１２３と、その裏側に位置するもう一つのガス通気部）。これらのガス通気部１２３は、いずれも、その少なくとも一部が、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側（図１、図２において上側）に位置している。とりわけ、図２では、軸線方向に係る金属シェル１１０の先端１１０ｂの位置を、直線Ｌ１で示している。図２には、ガス通気部１２３の一部が直線Ｌ１よりも基端側に位置していることが明示されている。
[0078] 検出素子１２０の基端部１２９には、ガス検出体やヒータ体の電極を外部接続可能とする５個の電極パッド１２８（図１ではそのうちの１つを図示している。）が形成されている。
[0079] 検出電極を排気ガスによる被毒から保護するため、検出素子１２０の先端部１２１には、保護層１２５が設けられており、保護層１２５は先端部１２１の外表面を覆うようにしている（図１参照）。
[0080] ガスセンサ１００では、アルミナ製のセラミックリング１３３、滑石粉末を圧縮した滑石リング１３５、及び筒状のスリーブ１４１が、検出素子１２０がセラミックリング１３３、滑石リング１３５及びスリーブ１４１に挿通された状態で、金属シェル１１０の内部に収容されている。滑石リング１３５は、金属シェル１１０内で押し潰されて細部にまで充填されている。これにより、検出素子１２０が、自身の周囲を取り囲む筒状の金属シェル１１０内で位置決めされて保持されている。特に、本実施形態では、検出素子１２０の先端１２０ｂは、軸線方向について、金属シェル１１０の先端１１０ｂから先端側に５ｍｍ離れた位置よりも基端側に配置されている。より具体的には、金属シェル１１０の先端１１０ｂからの検出素子１２０の突出長さを、５ｍｍ以下としている。
・・・
[0087] 金属シェル１１０の先端側には、検出素子１２０の先端部１２１の周囲を取り囲む筒状の内側プロテクタ１６０及び外側プロテクタ１７０が設けられている。内側プロテクタ１６０及び外側プロテクタ１７０により、検出素子１２０の先端部１２１を、排気ガス中の堆積物（燃料灰分やオイル成分など被毒性の付着物質）による汚染や水の付着による破損から保護する。
[0088] とりわけ、本実施形態では、内側プロテクタ１６０が、本発明の「プロテクタ」に相当する。
[0089] 内側プロテクタ１６０は、軸線方向（軸線ＡＸに沿った方向）に延びる円筒状の側壁部１６１、及び側壁部１６１の先端側を閉塞する円盤状の底部１６２を有している。側壁部１６１のうち、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側（図１、図２において上側）の位置には、被測定ガスを内側プロテクタ１６０の外部から内部に導入するガス導入孔１６７が形成されている。特に、本実施形態では、同寸法の８個のガス導入孔１６７が、同一の軸線方向位置で、側壁部１６１の周方向に等間隔で配置されている。これらのガス導入孔１６７は、いずれも、その少なくとも一部が、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置している。
[0090] さらに、内側プロテクタ１６０は、被測定ガスを自身の内部から外部に排出するガス排出孔１６６を有している。このガス排出孔１６６は、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも先端側（図１、図２において下側）に位置している。より具体的には、このガス排出孔１６６は、内側プロテクタ１６０の底部１６２に設けられている。
[0091] 外側プロテクタ１７０は、外側プロテクタ１７０の内側に内側プロテクタ１６０を固定した状態で、金属シェル１１０に固定されている。具体的には、外側プロテクタ１７０は、レーザ溶接によって金属シェル１１０に接合されている。この外側プロテクタ１７０は、第１側壁部１７４、第１側壁部１７４よりも軸線方向先端側に位置する第２側壁部１７５、第２側壁部１７５よりも軸線方向先端側に位置するテーパ壁１７２、及びテーパ壁１７２の先端側に位置する底部１７３を有している（図１、図２参照）。
[0092] 第１側壁部１７４は、円筒状をなし、内側プロテクタ１６０の側壁部１６１の周囲を取り囲みつつ、第１側壁部１７４と側壁部１６１の間に空間Ｓ１を形成している。第１側壁部１７４は、第１側壁部１７４を貫通するガス導入孔１７７を、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７よりも軸線方向先端側に有している（図１、図２参照）。特に、本実施形態では、周方向に等間隔で、８個のガス導入孔１７７が形成されている。８個のガス導入孔１７７は、いずれも、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７よりも軸線方向先端側に位置している。
[0093] 第２側壁部１７５は、円筒状をなし、その内径は、第１側壁部１７４の内径よりも小径で、かつ内側プロテクタ１６０の側壁部１６１の外径よりも大径である。この第２側壁部１７５には、内側プロテクタ１６０の側壁部１６１の先端部１６１ｂが圧入されている。これにより、内側プロテクタ１６０が、外側プロテクタ１７０の内側に固定されるとともに、外側プロテクタ１７０の第２側壁部１７５と内側プロテクタ１６０の側壁部１６１の先端部１６１ｂとが、軸線ＡＸ周りの全周にわたって気密に結合（嵌合）する。
[0094] テーパ壁１７２は、軸線方向先端側ほど小径となるテーパ筒状（円錐台筒状）をなしている。底部１７３は、外側プロテクタ１７０の先端開口であるガス排出孔１７６を有している。テーパ壁１７２及び底部１７３は、内側プロテクタ１６０の底部１６２とによって、空間Ｓ４を形成している（図２参照）。
[0095] ところで、本実施形態のガスセンサ１００では、検出素子１２０の先端部１２１（ガス通気部１２３）の少なくとも一部が、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側（図２において上側）に位置している。換言すれば、先端部１２１の基端（例えば、各ガス通気部１２３の基端１２３ｃ）が、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置している。このような場合、前述のように、特許文献１のガスセンサでは、被測定ガスが、検出部に沿って流れ（ガス通気部１２３を通過し）て検出素子内のガス測定室内に導入され難くなる。そのため、ガスセンサの応答性が低下するおそれがあった。
[0096] これに対し、本実施形態のガスセンサ１００では、図２に示すように、内側プロテクタ１６０の基端部１６０ｃが、金属シェル１１０の内側の空間に配置（挿入）されている。これにより、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７の少なくとも一部を、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に（すなわち、金属シェル１１０の内側に）配置させることが可能となる。
[0097] しかも、金属シェル１１０の先端部１１３の先端側内表面１１３ｂは、径方向外側に凹んだ形態をなし、内側プロテクタ１６０の外表面１６０ｄとによって（先端側内表面１１３ｂと外表面１６０ｄとの間に）ガス導入空間Ｓ２を形成している。このガス導入空間Ｓ２は、金属シェル１１０よりも先端側から内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７に排気ガスＧ（被測定ガス）を導くための空間である。
[0098] つまり、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７の少なくとも一部は、ガス導入空間Ｓ２に露出している。換言すれば、各ガス導入孔１６７の基端１６７ｃは、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置し、かつ、当該ガス導入孔１６７の少なくとも一部がガス導入空間Ｓ２に露出している。
[0099] このような構造とすることで、本実施形態のガスセンサ１００では、図３に矢印で示すように、排気ガスＧ（その少なくとも一部）を、金属シェル１１０のガス導入空間Ｓ２内に導入させ、その後、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通じて内側プロテクタ１６０内に導入させることができる。
[0100] 図３は、排気管内の排気ガスＧが、本実施形態のガスセンサ１００（内側プロテクタ１６０及び外側プロテクタ１７０）の内部を流れる経路（ガス経路）を示す図である。図３に示すように、排気管内を上流側（図３において左側）からガスセンサ１００に向かって流れてきた排気ガスＧは、外側プロテクタ１７０のガス導入孔１７７を通じて、空間Ｓ１（外側プロテクタ１７０の第１側壁部１７４と内側プロテクタ１６０の側壁部１６１との間の空間）に導入される。
[0101] 排気ガスＧは、その後、空間Ｓ１内を軸線方向基端側（図３において上側）に流れ、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通じて、内側プロテクタ１６０の内部空間Ｓ３内に導入される。とりわけ、一部の排気ガスＧは、金属シェル１１０のガス導入空間Ｓ２内に導入された後、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通じて内側プロテクタ１６０内に導入される。その後、排気ガスＧは、内部空間Ｓ３内を軸線方向先端側（図３において下側）に流れ、内側プロテクタ１６０のガス排出孔１６６を通じて、内側プロテクタ１６０の外部に排出される。そして、排気ガスＧは、空間Ｓ４（外側プロテクタ１７０のテーパ壁１７２と内側プロテクタ１６０の底部１６２との間の空間）内に導入された後、外側プロテクタ１７１のガス排出孔１７６を通じて外部に排出される。
[0102] 特に、外側プロテクタ１７０のテーパ壁１７２の直径は、軸線方向先端側に向かうにしたがって小径となる。このため、図３に矢印で示すように、外側プロテクタ１７１の外部（排気管内）では、排気ガスＧの流速は、テーパ壁１７２の先端付近（ガス排出孔１７６の付近）において増加し、ベンチュリー効果により、テーパ壁１７２の先端付近（ガス排出孔１７６の付近）は強い負圧をとなる。これにより、内部空間Ｓ３内に導入された排気ガスＧは、テーパ壁１７２の先端に位置するガス排出孔１７６側に吸引されるようにして、効率良く速やかに外側プロテクタ１７０の外部に排出される。
[0103] このように、本実施形態のガスセンサ１００では、外部からガス導入空間Ｓ２内に導入された排気ガスＧが、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通じて内側プロテクタ１６０内に導入された後、検出素子１２０の先端部１２１（ガス通気部１２３を含む部位）に沿って流れ、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも先端側に位置するガス排出孔１６６を通じて内側プロテクタ１６０の外部に排出されるように構成されている（図３参照）。
[0104] しかも、検出素子１２０の軸線方向について、検出素子１２０の先端部１２１の基端が、内側プロテクタ１６０の各ガス導入孔１６７の先端１６７ｂよりも基端側に位置し、かつ、先端部１２１の先端が、内側プロテクタ１６０の各ガス導入孔１６７の基端１６７ｃよりも先端側に位置している。特に、検出素子１２０の軸線方向について、検出素子１２０の各ガス通気部１２３の基端１２３ｃが、内側プロテクタ１６０の各ガス導入孔１６７の先端１６７ｂよりも基端側に位置し、かつ、各ガス通気部１２３の先端１２３ｂが、内側プロテクタ１６０の各ガス導入孔１６７の基端１６７ｃよりも先端側に位置している（図２、図３参照）。このような位置関係とすることで、ガス導入孔１６７を通じて内側プロテクタ１６０内に導入された排気ガスＧの一部が、先端部１２１（ガス通気部１２３）に沿って流れるように適切に方向付けられる。
[0105] 特に、図２には、軸線方向に係る各ガス導入孔１６７の先端１６７ｂの位置を、直線Ｌ２で示している。図２は、ガス通気部１２３の基端１２３ｃが直線Ｌ２よりも基端側に位置していることを明示している。さらに、軸線方向に係る各ガス導入孔１６７の基端１６７ｃの位置を、直線Ｌ３で示している。図２は、ガス通気部１２３の先端１２３ｂが直線Ｌ３よりも先端側に位置していることを明示している。
[0106] しかも、排気ガスＧがガス導入空間Ｓ２に導入された後に内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通過することで、排気ガスＧの流れは整流（層流）になる。そのため、検出素子１２０の先端部１２１（ガス通気部１２３）の周囲において、排気ガスＧの流れが整流（層流）になる。これは、前述の特許文献２のガスセンサと異なり、排気ガスＧが、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通過した後、金属シェル１１０のガス導入空間Ｓ２を経由することなく、検出素子１２０の先端部１２１（ガス通気部１２３）に進むからである。これにより、排気ガスＧを、スムーズに先端部１２１（ガス通気部１２３）に沿って流れさせることが可能となる。したがって、本実施形態のガスセンサ１００では、良好な応答性を得ることができる。
[0107] さらに、本実施形態のガスセンサ１００では、ガス導入空間Ｓ２を形成する金属シェル１１０の先端部１１３の先端側内表面１１３ｂは、先端側から基端側に向かうにしたがって縮径するテーパ面１１３ｂとなっている（図２、図３参照）。このため、ガス導入空間Ｓ２に導入された排気ガスＧが、テーパ面１１３ｂに沿って径方向内側に進みやすくなるの。そして、排気ガスＧは、テーパ面１１３ｂの径方向内側に位置する内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通じて、内側プロテクタ１６０内に導入されやすくなる。これにより、ガスセンサの応答性がより一層向上する。
[0108] さらに、図２に示すように、本実施形態のガスセンサ１００では、内側プロテクタ１６０の各ガス導入孔１６７の基端１６７ｃが、軸線方向について、ガス導入空間Ｓ２の基端Ｓ２Ｅ（ガス導入空間Ｓ２を形成する金属シェル１１０のテーパ面１１３ｂの基端１１３ｃに一致する）と同位置に位置している。つまり、ガス導入空間Ｓ２の基端Ｓ２Ｅ（金属シェル１１０のテーパ面１１３ｂの基端１１３ｃ）が、直線Ｌ３上に位置している。このため、ガス導入空間Ｓ２内に導入された排気ガスＧが、テーパ面１１３ｂに沿って径方向内側に進んだ後、スムーズに内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通じて、内側プロテクタ１６０内に導入されやすくなる。これにより、ガスセンサの応答性が向上する。
[0109] さらに、本実施形態のガスセンサ１００では、図２に示すように、内側プロテクタ１６０の側壁部１６１の先端部１６１ｂと、内側プロテクタ１６０の周囲を取り囲む外側プロテクタ１７０の第２側壁部１７５は、圧入により互いに固定されており、外側プロテクタ１７０は、金属シェル１１０に溶接されている。これにより、検出素子１２０が、被測定ガスに直接さらされることを防止し、被測定ガス中の水が検出素子に付着することにより生じる亀裂を防止することができる。さらに、内側プロテクタ１６０の周囲は、あらかじめ外側プロテクタ１７０により覆われている。）

（甲１−オ）「Second Modified Embodiment
[0127] Next, a second modified embodiment of the present invention will be described. A gas sensor 300 of the present second modified embodiment is identical with the gas sensor 100 of the embodiment except for the metallic shell and the protector. Therefore, only those points which differ from the embodiment will be mainly described, and the description of the remaining portions will be omitted or simplified.
[0128] In the gas sensor 100 of the embodiment, two protectors; i.e., the inner protector 160 and the outer protector 170, are provided (see FIG. 1). In contrast, the gas sensor 300 of the present second modified embodiment has a single protector 360 as shown in FIG. 7.
[0129] Also, a metallic shell 310 of the present second modified embodiment is longer than the metallic shell 110 of the embodiment in terms of the axial length (length in the vertical direction in FIG. 7) of a portion located on the base end side of the tool engagement portion 317. Further, the metallic shell 310 of the present second modified embodiment has a lager gas introduction space S2 as compared with the metallic shell 110 of the embodiment.
[0130] As shown in FIGS. 7 and 8, the protector 360 of the present second modified embodiment has a tapered annular flange portion 363 whose diameter increases toward the base end side (the upper side in FIGS. 7 and 8), a cylindrical tubular side wall portion 361 which is located on the forward end side (the lower side in FIGS. 7 and 8) of the flange portion 363 and extends in the axial direction (the direction along the axis AX), a taper wall 365 located on the axially forward end side of the side wall portion 361, and a bottom portion 362 located on the forward end side of the taper wall 365. The taper wall 365 has a tapered tubular shape (truncated conical tubular shape) such that its diameter decreases toward the axially forward end side.
[0131] The protector 360 is fixed to the metallic shell 310 in a state in which its flange portion 363 is sandwiched between the ceramic ring 133 and the metallic shell 310, and the forward end portion 121 of the detection element 120 is disposed in the internal space S3 of the protector 360 (see FIGS. 7 and 8).
[0132] Gas introduction holes 367 for introducing the exhaust gas G (the gas-to-be-detected) from the outside of the protector 360 into the interior thereof are formed in the side wall portion 361 of the protector 360 at positions on the base end side with respect to the forward end 120b of the detection element 120. Notably, in the present second modified embodiment as well, eight gas introduction holes 367 having the same dimension are formed at equal intervals in the circumferential direction of the side wall portion 361 at the same position in the axial direction. At least a portion (the entirety in the present second modified embodiment) of each of these gas introduction holes 367 is located on the base end side with respect to the forward end 310b of the metallic shell 310.
[0133] Further, the protector 360 has a gas discharge hole 366 for discharging the exhaust gas G from the interior of the protector 360 to the outside thereof. The gas discharge hole 366 is located on the forward end side with respect to the forward end 120b of the detection element 120. More specifically, the gas discharge hole 366 is provided in the bottom portion 362 of the protector 360.
[0134] In the present second modified embodiment as well, at least a portion (the entirety in the present second modified embodiment) of the forward end portion 121 (each gas passage portion 123) of the detection element 120 is located on the base end side (on the upper side in FIGS. 7 and 8) in relation to the forward end 310b of the metallic shell 310. Notably, in FIG. 8, the position of the forward end 310b of the metallic shell 310 in the axial direction is indicated by a straight line L1. FIG. 8 clearly shows that the entirety of each gas passage portion 123 is located on the base end side with respect to the straight line L1.
[0135] In the case of the gas sensor 300 of the present second modified embodiment as well, the base end portion 360c of the protector 360 is disposed in (inserted into) the space inside the metallic shell 310 as shown in FIG. 8. This configuration enables at least a portion of each gas introduction hole 367 of the protector 360 to be disposed on the base end side with respect to the forward end 310b of the metallic shell 310 (namely, in the interior of the metallic shell 310).
[0136] In addition, the forward-end-side inner surface 313b of the forward end portion 313 of the metallic shell 310 is concaved radially outward, and forms a gas introduction space S2 in cooperation with the outer surface 360d of the protector 360 (between the forward-end-side inner surface 313b and the outer surface 360d). This gas introduction space S2 is a space for introducing the exhaust gas G (the gas-to-be-detected) from a region on the forward end side of the metallic shell 310 into the gas introduction holes 367 of the protector 360. Namely, at least a portion (the entirety in the present second modified embodiment) of each gas introduction hole 367 of the protector 360 is exposed to the gas introduction space S2. By virtue of such a structure, in the gas sensor 300 of the present second modified embodiment as well, as indicated by arrows in FIG. 9, the exhaust gas G can be introduced into the gas introduction space S2 of the metallic shell 310, and then introduced into the interior of the protector 360 through the gas introduction holes 367 of the protector 360.
[0137] Notably, FIG. 9 is a view showing a route (gas route) along which the exhaust gas G within the exhaust pipe flows through the gas sensor 300 (the metallic shell 310 and the protector 360). As shown in FIG. 9, the exhaust gas G having flowed through the exhaust pipe from the upstream side thereof (the left side in FIG. 9) toward the gas sensor 300 is introduced into the gas introduction space S2 of the metallic shell 310, then flows within the gas introduction space S2 toward the axially base end side (the upper side in FIG. 9), and is introduced into an internal space S3 of the protector 360 through the gas introduction holes 367 of the protector 360. After that, the exhaust gas G flows within the internal space S3 toward the axially forward end side (the lower side in FIG. 9), and is discharged to the outside of the protector 360 through the discharge hole 366 of the protector 360.
[0138] As described above, the gas sensor 300 of the present second modified embodiment is also configured such that the exhaust gas G introduced from the outside into the gas introduction space S2 is introduced into the interior of the protector 360 through the gas introduction holes 367 of the protector 360, flows along the forward end portion 121 (a portion including the gas passage portions 123) of the detection element 120, and is then discharged to the outside of the protector 360 through the gas discharge hole 366 located on the forward end side with respect to the forward end 120b of the detection element 120 (FIG. 9).
[0139] In addition, as viewed in the axial direction of the detection element 120, the base end of the forward end portion 121 of the detection element 120 is located on the base end side with respect to the forward end 367b of each gas introduction hole 367 of the protector 360, and the forward end of the forward end portion 121 is located on the forward end side with respect to the base end 367c of each gas introduction hole 367 of the protector 360. In particular, as viewed in the axial direction of the detection element 120, the base end 123c of each gas passage portion 123 of the detection element 120 is located on the base end side with respect to the forward end 367b of each gas introduction hole 367 of the protector 360, and the forward end 123b of each gas passage portion 123 is located on the forward end side with respect to the base end 367c of each gas introduction hole 367 of the protector 360 (see FIGS. 8 and 9). By virtue of this positional relation, a portion of the exhaust gas G introduced into the interior of the protector 360 through the gas introduction holes 367 can be properly directed to flow along the forward end portion 121 (the gas passage portions 123).
[0140] Notably, in FIG. 8, the position of the forward end 367b of each gas introduction hole 367 in the axial direction is indicated by a straight line L2. FIG. 8 clearly shows that the base end 123c of the gas passage portion 123 is located on the base end side with respect to the straight line L2. Further, the position of the base end 367c of each gas introduction hole 367 in the axial direction is indicated by a straight line L3. FIG. 8 clearly shows that the forward end 123b of each gas passage portion 123 is located on the forward end side with respect to the straight line L3.
[0141] In addition, since the exhaust gas G passes through the gas introduction holes 367 of the protector 360 after having been introduced into the gas introduction space S2, the flow of the exhaust gas G assumes a straightened flow (laminar flow). Thus, the flow of the exhaust gas G assumes a straightened flow (laminar flow) around the gas passage portions 123 of the detection element 120. As a result, the exhaust gas G can be directed to smoothly flow along the forward end portion 121 (the gas passage portions 123). Accordingly, the gas sensor 300 of the present second modified embodiment also can have excellent responsiveness.
[0142] Further, in the gas sensor 300 of the present second modified embodiment, the forward-end-side inner surface 313b of the forward end portion 313 of the metallic shell 310, which forms the gas introduction space S2, has a taper surface 313c whose diameter decreases from the forward end side toward the base end side thereof (see FIGS. 8 and 9). Therefore, the exhaust gas G introduced into the gas introduction space S2 is more likely to flow radially inward along the taper surface 313c. Thus, the exhaust gas G is more likely to be introduced into the interior of the protector 360 through the gas introduction holes 367 of the protector 360, which are located on the radially inner side of the taper surface 313c. This configuration further enhances the responsiveness of the gas sensor.
[0143] Furthermore, as shown in FIG. 8, in the gas sensor 300 of the present second modified embodiment, the base end 367c of each gas introduction hole 367 of the protector 360 is located on the base end side (the upper side in FIG. 8) of the base end S2E of the gas introduction space S2 (corresponding to the base end 313d of the forward-end-side inner surface 313b of the metallic shell 310 which forms the gas introduction space S2) as viewed in the axial direction. Therefore, the exhaust gas G introduced into the gas introduction space S2 is more likely to be smoothly introduced into the interior of the protector 360 through the gas introduction holes 367 of the protector 360 after flowing radially inward along the taper surface 313c. This enhances the responsiveness of the gas sensor.
（当審訳：変形形態２
[0127] 次に、本発明の変形形態２について説明する。本変形形態２のガスセンサ３００は、実施形態のガスセンサ１００と比較して、金属シェル及びプロテクタが異なり、その他については同様である。したがって、実施形態と異なる点を中心に説明し、その他については説明を省略又は簡略化する。
[0128] 実施形態のガスセンサ１００では、２つのプロテクタ、すなわち、内側プロテクタ１６０と外側プロテクタ１７０を設けた（図１参照）。これに対し、本変形形態２のガスセンサ３００は、図７に示すように、１つのプロテクタ３６０のみを有している。
[0129] また、本変形形態２の金属シェル３１０は、実施形態の金属シェル１１０と比較して、工具係合部３１７よりも基端側に位置する部位の軸線方向長さ（図７において上下方向の長さ）を長くしている。さらに、本変形形態２の金属シェル３１０は、実施形態の金属シェル１１０よりも、ガス導入空間Ｓ２を大きくしている。
[0130] 図７及び図８に示すように、本変形形態２のプロテクタ３６０は、基端側（図７及び図８において上側）に向かうにしたがって拡径するテーパ環状の鍔部３６３、この鍔部３６３の先端側（図７及び図８において下側）に位置して軸線方向（軸線ＡＸに沿った方向）に延びる円筒状の側壁部３６１、側壁部３６１よりも軸線方向先端側に位置するテーパ壁３６５、及びテーパ壁３６５の先端側に位置する底部３６２を有している。テーパ壁３６５は、軸線方向先端側ほど小径となるテーパ筒状（円錐台筒状）をなしている。
[0131] このプロテクタ３６０は、鍔部３６３が、セラミックリング１３３と金属シェル３１０との間に挟まれた態様で、金属シェル３１０に固定されており、検出素子１２０の先端部１２１がプロテクタ３６０の内部空間Ｓ３内に配置されている（図７及び図８参照）。
[0132] プロテクタ３６０の側壁部３６１のうち、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側の位置には、排気ガスＧ（被測定ガス）をプロテクタ３６０の外部から内部に導入するガス導入孔３６７が形成されている。とりわけ、本変形形態２でも、同寸法の８個のガス導入孔３６７が、軸線方向の同一位置に、側壁部３６１の周方向に等間隔で配置されている。これらのガス導入孔３６７は、いずれも、その少なくとも一部（本変形形態２では全部）が、金属シェル３１０の先端３１０ｂよりも基端側に位置している。
[0133] さらに、プロテクタ３６０は、排気ガスＧをプロテクタ３６０の内部から外部に排出するためのガス排出孔３６６を有している。ガス排出孔３６６は、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも先端側に位置している。より具体的には、ガス排出孔３６６は、プロテクタ３６０の底部３６２に設けられている。
[0134] 本変形形態２でも、検出素子１２０の先端部１２１（各ガス通気部１２３）の少なくとも一部（本変形形態２では全部）が、金属シェル３１０の先端３１０ｂよりも基端側（図７及び図８において上側）に位置している。とりわけ、図８では、軸線方向に係る金属シェル３１０の先端３１０ｂの位置を、直線Ｌ１で示している。図８は、各ガス通気部１２３の全部が直線Ｌ１よりも基端側に位置していることを明示している。
[0135] 本変形形態２のガスセンサ３００でも、図８に示すように、プロテクタ３６０の基端部３６０ｃが、金属シェル３１０の内側に配置（挿入）されている。これにより、プロテクタ３６０の各ガス導入孔３６７の少なくとも一部を、金属シェル３１０の先端３１０ｂよりも基端側に（すなわち、金属シェル３１０の内部に）配置させることが可能となる。
[0136] しかも、金属シェル３１０の先端部３１３の先端側内表面３１３ｂは、径方向外側に凹んだ形態をなし、プロテクタ３６０の外表面３６０ｄとによって（先端側内表面３１３ｂと外表面３６０ｄとの間に）ガス導入空間Ｓ２を形成している。このガス導入空間Ｓ２は、金属シェル３１０よりも先端側の領域からプロテクタ３６０のガス導入孔３６７に排気ガスＧ（被測定ガス）を導くための空間である。つまり、プロテクタ３６０の各ガス導入孔３６７の少なくとも一部（本変形形態２では全部）は、ガス導入空間Ｓ２に露出している。このような構造とすることで、本変形形態２のガスセンサ３００でも、図９に矢印で示すように、排気ガスＧを、金属シェル３１０のガス導入空間Ｓ２内に導入させ、その後、プロテクタ３６０のガス導入孔３６７を通じてプロテクタ３６０内に導入させることができる。
[0137] 特に、図９は、排気管内の排気ガスＧが、ガスセンサ３００（金属シェル３１０及びプロテクタ３６０）の内部を流れる経路（ガス経路）を示す図である。図９に示すように、排気管内を上流側（図９において左側）からガスセンサ３００に向かって流れてきた排気ガスＧは、金属シェル３１０のガス導入空間Ｓ２内に導入された後、ガス導入空間Ｓ２内を軸線方向基端側（図９において上側）に流れ、プロテクタ３６０のガス導入孔３６７を通じて、プロテクタ３６０の内部空間Ｓ３内に導入される。その後、排気ガスＧは、内部空間Ｓ３内を軸線方向先端側（図９において下側）に流れ、プロテクタ３６０のガス排出孔３６６を通じて外部に排出される。
[0138] このように、本変形形態２のガスセンサ３００でも、外部からガス導入空間Ｓ２内に導入された排気ガスＧが、プロテクタ３６０のガス導入孔３６７を通じてプロテクタ３６０内に導入された後、検出素子１２０の先端部１２１（ガス通気部１２３を含む部位）に沿って流れ、その後、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも先端側に位置するガス排出孔３６６を通じてプロテクタ３６０の外部に排出されるように構成されている（図９参照）。
[0139] しかも、検出素子１２０の軸線方向について、検出素子１２０の先端部１２１の基端が、プロテクタ３６０の各ガス導入孔３６７の先端３６７ｂよりも基端側に位置し、かつ、先端部１２１の先端がプロテクタ３６０の各ガス導入孔３６７の基端３６７ｃよりも先端側に位置している。特に、検出素子１２０の軸線方向について、検出素子１２０の各ガス通気部１２３の基端１２３ｃが、プロテクタ３６０のガス導入孔３６７の先端３６７ｂよりも基端側に位置し、かつ、各ガス通気部１２３の先端１２３ｂがプロテクタ３６０のガス導入孔３６７の基端３６７ｃよりも先端側に位置している（図８、図９参照）。このような位置関係とすることで、ガス導入孔３６７を通じてプロテクタ３６０内に導入された排気ガスＧの一部を、先端部１２１（ガス通気部１２３）に沿って流れるように適切に方向付けられる。
[0140] 特に、図８では、軸線方向に係る各ガス導入孔３６７の先端３６７ｂの位置を、直線Ｌ２で示している。図８は、ガス通気部１２３の基端１２３ｃが、直線Ｌ２よりも基端側に位置していることを明示している。さらに、軸線方向に係る各ガス導入孔３６７の基端３６７ｃの位置は、直線Ｌ３で示されている。図８は、各ガス通気部１２３の先端１２３ｂが直線Ｌ３よりも先端側に位置していることを明示している。
[0141] また、排気ガスＧは、ガス導入空間Ｓ２内に導入された後にプロテクタ３６０のガス導入孔３６７を通過するため、排気ガスＧの流れは整流（層流）となる。したがって、検出素子１２０のガス通気部１２３の周囲において、排気ガスＧの流れは整流（層流）となる。これにより、排気ガスＧは、先端部１２１（ガス通気部１２３）に沿ってスムーズに流れるように方向付けられる。したがって、本変形形態２のガスセンサ３００でも、良好な応答性を得ることができる。
[0142] さらに、本変形形態２のガスセンサ３００では、ガス導入空間Ｓ２を形成する金属シェル３１０の先端部３１３の先端側内表面３１３ｂが、先端側から基端側に向かうにしたがって縮径するテーパ面３１３ｃを有している（図８、図９参照）。このため、ガス導入空間Ｓ２に導入された排気ガスＧが、テーパ面３１３ｃに沿って径方向内側に進みやすくなる。したがって、排気ガスＧは、テーパ面３１３ｃの径方向内側に位置するプロテクタ３６０のガス導入孔３６７を通じて、プロテクタ３６０内に導入されやすくなる。この構成により、ガスセンサの応答性がより一層向上する。
[0143] さらに、図８に示すように、本変形形態２のガスセンサ３００では、プロテクタ３６０の各ガス導入孔３６７の基端３６７ｃが、軸線方向について、ガス導入空間Ｓ２の基端Ｓ２Ｅ（ガス導入空間Ｓ２を形成する金属シェル３１０の先端側内表面３１３ｂの基端３１３ｄに一致する）よりも基端側（図８において上側）に位置している。このため、ガス導入空間Ｓ２内に導入された排気ガスＧが、テーパ面３１３ｃに沿って径方向内側に進んだ後、内側プロテクタ３６０のガス導入孔３６７を通じて、よりスムーズに内側プロテクタ３６０内に導入されやすくなる。これにより、ガスセンサの応答性が向上する。）

（甲１−カ）「[0144] Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiment and first and second modified embodiments, the present invention should not be construed as being limited thereto. It should be apparent to those skilled in the art that various changes in form and detail of the invention as shown and described above may be made. It is intended that such changes be included within the spirit and scope of the claims appended hereto.
[0145] For example, in the embodiment, etc., the gas sensor is a full-range air/fuel ratio sensor. However, the present invention can be applied to oxygen sensors, NOx sensors, HC sensors, etc.
[0146] In the embodiment and the modified embodiments, the inner protector is inserted into (disposed in) the interior of the metallic shell. However, the present invention can be applied to a structure in which the inner protector is press-fitted into the interior of the metallic shell.
[0147] In the embodiment and the modified embodiments, the gas passage portion 123 is a “porous body provided in a passage for establishing communication between the outside of the detection element and a gas measurement chamber provided in the detection element 120. ” However, the present invention can be applied to the case where the gas passage portion is a “porous portion which is provided to be exposed on the surface of a detection element and which intervenes between the electrode provided inside the detection element and the outside of the detection element. ” Examples of such a porous portion include an electrode protection layer described in FIG. 1 of U.S. Publication No. US 2007/0017806 corresponding to Japanese Patent Application Laid-Open (kokai) No. 2007-33114 and a diffusion resistor layer described in FIG. 3 of U.S. Publication No. US 2004/0123642 corresponding to Japanese Patent Application Laid-Open (kokai) No. 2004-191328, the above-noted applications incorporated herein by reference. Also, the present invention can be applied to the case where the gas passage portion is a “passage which connects a gas measurement chamber provided in a detection element and the outside of the detection element. ” Examples of such a passage includes an outside communication portion described in FIG. 3 of U.S. Publication No. US 2011/0233060 corresponding to Japanese Patent Application Laid-Open (kokai) No. 2011-227061 and a gas flow hole described in FIG. 1 of U.S. Publication No. US 2008/0296156 corresponding to Japanese Patent Application Laid-Open (kokai) No. 2008-298781, the above-noted applications incorporated herein by reference.
[0148] In the embodiment and the modified embodiments, a plate-type detection element having gas passage portions 123 at a forward end portion 121 thereof is used. However, the present invention can be applied to a plate-type detection element which has no gas passage portion at a forward end portion thereof and a known tube-type detection element.
（当審訳：[0144] 本発明を上記の実施形態並びに変形形態１及び２に即して詳細に説明したが、本発明はそれらに限定されると解釈されるべきではない。上記で示し説明した本発明の形態や詳細に様々な変更を加えることができることは、当業者には明らかであるはずである。そのような変更は、本明細書に添付された請求項の主旨及び範囲内に含まれることが意図されている。
[0145] 例えば、実施形態等では、ガスセンサは、全領域空燃比センサである。しかしながら、本発明は、酸素センサ、ＮＯｘセンサ、ＨＣセンサ等にも適用することができる。
[0146] 実施形態及び変形形態では、内側プロテクタは、金属シェルの内部に挿入される（配置される）。しかしながら、本発明は、内側プロテクタが金属シェルの内部に圧入されている構造に適用することができる。
[0147] 実施形態及び変形形態では、ガス通気部１２３は、「検出素子の外部と検出素子１２０の内部に設けられたガス測定室とを繋ぐ通路に設けられた多孔質体」である。しかしながら、本発明は、ガス通気部が、「検出素子の表面に露出するように設けられるとともに、検出素子の内部に設けられた電極と検出素子の外部との間に介在する多孔質部」である場合にも適用することができる。そのような多孔質部の例は、特開２００７−３３１１４号として公開された日本特許出願に対応する米国特許出願公開第２００７／００１７８０６号明細書の図１に記載された電極保護層、及び、特開２００４−１９１３２８号として公開された日本特許出願に対応する米国特許出願公開第２００４／０１２３６４２号明細書の図３に記載された拡散抵抗層を含み、上記の出願は参照により本明細書に組み込まれる。さらに、本発明は、ガス通気部が、「検出素子の内部に設けられたガス測定室と検出素子の外部とを繋ぐ通路」である場合にも適用することができる。そのような通路の例は、特開２０１１−２２７０６１号として公開された日本特許出願に対応する米国特許出願公開第２０１１／０２３３０６０号明細書の図３に記載された外部連通部、及び、特開２００８−２９８７８１号として公開された日本特許出願に対応する米国特許出願公開第２００８／０２９６１５６号明細書の図１に記載されたガス流通孔を含み、上記の出願は参照により本明細書に組み込まれる。
[0148] 実施形態及び変形形態では、その先端部１２１にガス通気部１２３を有するプレート型検出要素が使用されている。しかしながら、本発明は、その先端部にガス通気部を有さないプレート型検出素子及び既知の管型検出素子に適用することができる。）

（甲１−キ）「[0149] This application is based on Japanese Patent Application No. 2013-084599 filed Apr. 15, 2013, incorporated herein by reference in its entirety.
What is claimed is:
1. A gas sensor comprising:
a detection element which extends from a base end side to a forward end side in an axial direction, which detects a particular gas component contained in a gas-to-be-detected, and which has a detection section on the forward end side thereof;
a tubular metallic shell which surrounds a circumference of the detection element; and
a tubular protector which surrounds a circumference of a forward end portion of the detection element,
the protector having a gas introduction hole located on the base end side with respect to a forward end of the detection element and which introduces the gas-to-be-detected from outside of the protector into the interior thereof, and a gas discharge hole located on the forward end side with respect to the forward end of the detection element and which discharges the gas-to-be-detected from the interior of the protector to the outside thereof, wherein
at least a portion of the detection section of the detection element is located on the base end side with respect to a forward end of the metallic shell;
the protector is inserted into the interior of the metallic shell in a state in which at least a portion of the gas introduction hole is located on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell;
a forward-end-side inner surface of the metallic shell and an outer surface of the protector form therebetween a gas introduction space for guiding the gas-to-be-detected from a region on the forward end side with respect to the metallic shell to the gas introduction hole of the protector; and
a base end of the detection section of the detection element is located on the base end side with respect to a forward end of the gas introduction hole, and a forward end of the detection section is located on the forward end side with respect to a base end of the gas introduction hole.
2. The gas sensor as claimed in claim 1, wherein
the detection section has a gas passage portion which allows passage of the gas-to-be-detected therethrough;
at least a portion of the gas passage portion is located on the base end side with respect to the forward end of the metallic shell; and
a base end of the gas passage portion is located on the base end side with respect to the forward end of the gas introduction hole, and a forward end of the gas passage portion is located on the forward end side with respect to the base end of the gas introduction hole.
3. The gas sensor as claimed in claim 1, wherein the forward-end-side inner surface of the metallic shell which forms the gas introduction space has a taper surface whose diameter decreases from the forward end side toward the base end side.
4. The gas sensor as claimed in claim 1, wherein the base end of the gas introduction hole of the protector is located at a position which is the same as, or is shifted toward the base end side from, the position of a base end of the gas introduction space in the axial direction.
5. The gas sensor as claimed in claim 1, further comprising an outer protector which covers a circumference of the protector and which is welded to the metallic shell, wherein the protector is fixedly press-fitted into the outer protector.
6. The gas sensor as claimed in claim 1, wherein, as viewed in the axial direction, the forward end of the detection element projects from the forward end of the metallic shell by a projection length of 5 mm or less.」
（当審訳：[0149] この出願は、２０１３年４月１５日に出願された日本特許出願第２０１３−０８４５９９号に基づいており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
特許請求の範囲は以下のとおり。
請求項１
軸線方向の基端側から先端側に延びる形態をなし、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するとともに、その先端部に検出部を有する検出素子、
上記検出素子の周囲を取り囲む筒状の金属シェル、及び、
上記検出素子の先端部の周囲を取り囲む筒状のプロテクタ、を備え、
上記プロテクタは、上記検出素子の先端よりも基端側に位置して上記被測定ガスを自身の外部から内部に導入するガス導入孔、及び、上記検出素子の先端よりも先端側に位置して上記被測定ガスを自身の内部から外部に排出するガス排出孔を有してなり、
上記検出素子の上記検出部の少なくとも一部が、上記金属シェルの先端よりも基端側に位置し、
上記プロテクタは、ガス導入孔の少なくとも一部が上記金属シェルの先端よりも基端側に位置する状態で、上記金属シェルの内側に挿入されており、
上記金属シェルの先端側内表面と上記プロテクタの外表面とは、両者の間に、上記金属シェルよりも先端側の領域から上記プロテクタの上記ガス導入孔に上記被測定ガスを導くためのガス導入空間を形成しており、
上記検出素子の上記検出部の基端が上記ガス導入孔の先端よりも基端側に位置し、かつ、当該検出部の先端が上記ガス導入孔の基端よりも先端側に位置している、
ガスセンサ。
請求項２
上記検出部は、上記被測定ガスの通気を許容するガス通気部を有し、
上記ガス通気部の少なくとも一部は、上記金属シェルの先端よりも基端側に位置し、
上記ガス通気部の基端が上記ガス導入孔の先端よりも基端側に位置し、かつ、当該ガス通気部の先端が上記ガス導入孔の基端よりも先端側に位置している、請求項１に記載のガスセンサ。
請求項３
上記ガス導入空間を形成する上記金属シェルの上記先端側内表面は、先端側から基端側に向かうにしたがって縮径するテーパ面を有する、請求項１に記載のガスセンサ。
請求項４
上記プロテクタの上記ガス導入孔の基端は、上記軸線方向について、上記ガス導入空間の基端位置と同位置か、それよりも基端側に位置する、請求項１に記載のガスセンサ。
請求項５
上記プロテクタの周囲を取り囲み、上記金属シェルに溶接されている外側プロテクタを更に備え、上記プロテクタが上記外側プロテクタに圧入固定されている、請求項１に記載のガスセンサ。
請求項６
上記軸線方向について、上記検出素子の先端は、上記金属シェルの先端から５ｍｍ以下の突出長さで突出する、請求項１に記載のガスセンサ。

（甲１−ク）ＦＩＧ．１（図１）
「

」

（甲１−ケ）ＦＩＧ．２（図２）
「

」

（甲１−コ）ＦＩＧ．３（図３）
「

」

（甲１−サ）ＦＩＧ．７（図７）
「

」

（甲１−シ）ＦＩＧ．８（図８）
「

」

（甲１−ス）ＦＩＧ．９（図９）
「

」

イ 甲１に記載された発明
（ア）上記（甲１−ア）から、甲１に記載された発明がなされた背景として、以下のことが読み取れる。
ａ 従来のガスセンサは、軸線方向の基端側から先端側に延びる形態をなす検出素子、検出素子の周囲を取り囲む筒状の金属シェル、及び金属シェルの先端側に設けられるとともに検出素子の先端部の周囲を取り囲む筒状のプロテクタを備え、検出素子の先端部はガス通気部を有する検出部を備え、プロテクタは、検出素子の先端よりも基端側に位置して被測定ガスを自身の外部から内部に導入するガス導入孔と、検出素子の先端よりも先端側に位置して被測定ガスを自身の内部から外部に排出するガス排出孔を有し、検出素子の先端部は、ガス通気部全体が金属シェルの先端よりも先端側に位置するように、金属シェルから先端側に突出している構成を有している。
ｂ 近年、コスト低減のため、検出素子に設けられる電極やリード部等を構成する白金の使用量の削減を意図して検出素子の長さを短縮することが求められているが、検出素子の先端側に位置する検出素子の一部を短縮すると、検出素子のガス通気部の少なくとも一部が金属シェルの先端よりも基端側に配置され、ガス通気部は、内側プロテクタのガス導入孔よりも基端側に配置されることになり、被測定ガスが、ガス通気部に沿って流れることが困難となり、その結果、ガスセンサの応答性が低下するおそれがある。
ｃ また、被測定ガスが検出素子のガス通気部に沿って流れることが可能となるように、金属シェルの内部の先端側にガス導入空間を形成し、被測定ガスが内側プロテクタのガス導入孔を通じて金属シェル内のガス導入空間内に導入され、その後先端側に流れてゆく構成にすると、被測定ガスはガス導入空間内で乱流になり、検出素子の先端部の周囲においても乱流状態になり、被測定ガスがスムーズにガス通気部に沿って流れることができなくなり、応答性が低下するおそれがある。

（イ）そして、上記（甲１−イ）から、甲１に記載された発明は、検出素子の検出部の少なくとも一部が金属シェルの先端よりも基端側に位置しつつも、良好な応答性が得られるガスセンサを提供することをその目的とすることが読み取れる。

（ウ）ここで、上記（甲１−ク）ないし（甲１−コ）の図１ないし３から、検出素子１２０の先端部１２１は、セラミックリング１３３、滑石リング１３５及びスリーブ１４１から先端側に突出していることが見て取れる。

（エ）上記（ウ）を踏まえると、上記（甲１−ア）ないし（甲１−ス）の記載から、上記（イ）の目的を達成するものとして、甲１には、
「 全領域空燃比センサであるガスセンサ１００であって、
軸線方向に延びる筒状の金属シェル１１０、この金属シェル１１０の内側に保持された板状の検出素子１２０、金属シェル１１０の基端側に固設された外筒１５１、並びに、金属シェル１１０の先端側に固定された内側プロテクタ１６０及び外側プロテクタ１７０等から構成されており、
検出素子１２０は、軸線方向に延びる板状をなし、酸素濃度の検出を行う板状のガス検出体と、このガス検出体を早期活性化させるために加熱を行う板状のヒータ体とを、互いに貼り合わせて一体化したものであり、ガス検出体は、ジルコニアを主体とする固体電解質体、及び、白金を主体とする一対の検出電極及び基準電極などから構成され、排気ガスＧを検出素子１２０の外部から内部（ガス測定室）に導入するように、検出素子１２０の先端部１２１の軸線方向について同位置に、平面視矩形状で同寸法のガス通気部１２３が２つ設けられており、これらのガス通気部１２３は、検出素子１２０の外部と検出素子１２０の内部に設けられたガス測定室とを繋ぐ通路に設けられた多孔質体であり、いずれも、その少なくとも一部が、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置しており、
アルミナ製のセラミックリング１３３、滑石粉末を圧縮した滑石リング１３５、及び筒状のスリーブ１４１が、金属シェル１１０の内部に収容されており、
セラミックリング１３３、滑石リング１３５及びスリーブ１４１には、検出素子１２０がその先端部１２１が先端側に突出した状態で挿通されており、
金属シェル１１０の先端側には、検出素子１２０の先端部１２１の周囲を取り囲む筒状の内側プロテクタ１６０及び外側プロテクタ１７０が設けられており、
内側プロテクタ１６０の基端部１６０ｃが、金属シェル１１０の内側の空間に挿入されており、金属シェル１１０の先端部１１３の先端側内表面１１３ｂは、径方向外側に凹んだ形態をなし、内側プロテクタ１６０の外表面１６０ｄとによってガス導入空間Ｓ２を形成しており、
内側プロテクタ１６０の側壁部１６１のうち、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側の位置には、被測定ガスを内側プロテクタ１６０の外部から内部に導入するガス導入孔１６７が形成されており、ガス導入孔１６７は、その少なくとも一部が、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置し、ガス導入空間Ｓ２に露出しており、
ガス通気部１２３の基端１２３ｃはガス導入孔１６７の先端１６７ｂよりも基端側に位置し、ガス通気部１２３の先端１２３ｂはガス導入孔１６７の基端１６７ｃよりも先端側に位置しており、
内側プロテクタ１６０の底部１６２には、被測定ガスを自身の内部から外部に排出するガス排出孔１６６が設けられており、
外側プロテクタ１７０の第１側壁部１７４は、第１側壁部１７４を貫通するガス導入孔１７７を、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７よりも軸線方向先端側に有しており、
外側プロテクタ１７０の底部１７３は、先端開口であるガス排出孔１７６を有しており、
外部からガス導入空間Ｓ２内に導入された排気ガスＧが、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通じて内側プロテクタ１６０内に導入された後、検出素子１２０のガス通気部１２３を含む先端部１２１に沿って流れ、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも先端側に位置するガス排出孔１６６を通じて内側プロテクタ１６０の外部に排出されるように構成され、排気ガスＧがガス導入空間Ｓ２に導入された後に内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通過することで、排気ガスＧの流れは整流（層流）になり、検出素子１２０の先端部１２１（ガス通気部１２３）の周囲において、排気ガスＧの流れが整流（層流）になることで、排気ガスＧを、スムーズに先端部１２１（ガス通気部１２３）に沿って流れさせることが可能となり、良好な応答性を得ることができる、
ガスセンサ１００。」
の発明（以下「甲１発明」という。）が記載されているものと認められる。

（２）甲２について
ア 甲２には、以下の記載がある。
（甲２−ア）「【請求項１】
酸素イオン伝導性の固体電解質を主成分として構成されるセンサ素子を有し、被測定ガス中の所定ガス成分を検出するガスセンサであって、
前記センサ素子は、
外部空間に開口した開口部を有し、外部空間から所定の拡散抵抗の下に前記被測定ガスを導入する外部連通部と、
前記外部連通部と連通する内部空所と、
前記内部空所の表面に形成された第１の電極と前記内部空所とは異なる空間に形成された第２の電極との間に所定電圧を印加することで、前記内部空所中の酸素を汲み出し可能に設けられたポンピングセルと、
を備え、
前記外部連通部の厚みが前記内部空所の厚みに対して５０％以上１００％以下である、
ことを特徴とするガスセンサ。」

（甲２−イ）「【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ素子を備え、被測定ガス成分中の所定ガス成分を測定するガスセンサに関する。」

（甲２−ウ）「【００２６】
センサ素子１０１は、それぞれがジルコニア（ＺｒＯ2）等の酸素イオン伝導性固体電解質層からなる第１基板層１と、第２基板層２と、第３基板層３と、第１固体電解質層４と、スペーサ層５と、第２固体電解質層６との６つの層が、図面視で下側からこの順に積層された構造を有する細長な長尺の板状体形状の素子である。また、これら６つの層を形成する固体電界質は緻密な気密のものである。係るセンサ素子１０１は、例えば、各層に対応するセラミックスグリーンシートに所定の加工および回路パターンの印刷などを行った後にそれらを積層し、得られた積層体を素子単位に切り出したうえで、これを焼成して一体化させることによって製造される。
【００２７】
センサ素子１０１の一先端部側であって、第２固体電解質層６の下面と第１固体電解質層４の上面との間には、外部連通部１１と、第１内部空所２０と、第１拡散律速部３０と、第２内部空所４０とが、この順に連通する態様にて隣接形成されてなる。
【００２８】
外部連通部１１は、スペーサ層５をくり抜いた態様にて設けられた、センサ素子１０１内部の空間である。外部連通部１１は、上部を第２固体電解質層６の下面またはスペーサ層５の内面５ａで、下部を第１固体電解質層４の上面またはスペーサ層５の内面５ｂで、側部をスペーサ層５の側面５ｃ，５ｄで区画されることによって設けられている。ただし、より詳細には、外部連通部１１は、後述するように、窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度の測定に適した拡散抵抗の程度に応じて、形成される位置が調整される。
・・・
【００３４】
＜ガス流通部および関連部位の詳細＞
外部連通部１１は、センサ素子先端部１０１ａに形成された開口部１１ａを通じて外部空間から導入された被測定ガスに対し、窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度の測定に適した所定の拡散抵抗を付与したうえで、該被測定ガスを連通部１１ｂにて連通する第１内部空所２０へと導く部位である。
【００３５】
外部連通部１１のｙ軸方向の幅ａおよびｚ軸方向の厚みｂは、開口部１１ａから第１内部空所２０へ導入される被測定ガスに対して付与しようとする拡散抵抗の程度に応じて規定される。
【００３６】
ただし、外部連通部１１は、厚みｂが、第１内部空所２０のｚ軸方向の厚み（空室厚み）ｄに対して５０％〜１００％であり、幅ａが、第１内部空所２０のｙ軸方向の幅（空室幅）ｃに対して５％〜６０％（望ましくは、１０％〜４０％）であることが好適である。
【００３７】
厚みｂが厚みｄに対して５０％未満になると、開口部１１ａの開口面積が小さくなってセンサ素子先端部１０１ａに付着した水が毛細管現象により第１内部空所２０内に浸入しやすくなるため好ましくない。また、幅ａが幅ｃに対して５％未満になると、開口部１１ａの開口面積が小さくなってセンサ素子先端部１０１ａに付着した水が毛細管現象により第１内部空所２０内に浸入しやすくなるため好ましくない。一方、幅ａが幅ｃに対して６０％を超えると、被測定ガスに対して窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度の測定に適した拡散抵抗を付与することが困難となる。
【００３８】
このように、ガスセンサ１００においては、外部連通部１１の幅ａおよび厚みｂが上述した範囲内に規定されることで、センサ素子先端部１０１ａに付着した水の第１内部空所２０内への浸入が抑制される。
【００３９】
第１内部空所２０は、外部連通部１１を通じて導入された被測定ガス中の酸素分圧を調整するための空間として設けられている。係る酸素分圧は、主ポンプセル２１が作動することによって調整される。
【００４０】
主ポンプセル２１は、第１内部空所２０に面する第２固体電解質層６の下面のほぼ全面に設けられた天井電極部２２ａを有する内側ポンプ電極２２と、第２固体電解質層６の上面の天井電極部２２ａと対応する領域に外部空間に露出する態様にて設けられた外側ポンプ電極２３と、これらの電極に挟まれた第２固体電解質層６とによって構成されてなる電気化学的ポンプセルである。
【００４１】
内側ポンプ電極２２は、第１内部空所２０を区画する上下の固体電解質層（第２固体電解質層６および第１固体電解質層４）、および、側壁を与えるスペーサ層５にまたがって形成されている。具体的には、第１内部空所２０の天井面を与える第２固体電解質層６の下面には天井電極部２２ａが形成され、また、底面を与える第１固体電解質層４の上面には底部電極部２２ｂが形成され、そして、それら天井電極部２２ａと底部電極部２２ｂとを接続するように、側部電極部（図示省略）が第１内部空所２０の両側壁部を構成するスペーサ層５の側壁面（内面）に形成されて、該側部電極部の配設部位においてトンネル形態とされた構造において配設されている。
【００４２】
内側ポンプ電極２２と外側ポンプ電極２３とは、多孔質サーメット電極（例えば、Ａｕを１％含むＰｔとＺｒＯ2とのサーメット電極）として形成される。なお、被測定ガスに接触する内側ポンプ電極２２は、被測定ガス中のＮＯｘ成分に対する還元能力を弱めた、あるいは、還元能力のない材料を用いて形成される。
【００４３】
主ポンプセル２１においては、内側ポンプ電極２２と外側ポンプ電極２３との間に所望のポンプ電圧Ｖｐ０を印加して、内側ポンプ電極２２と外側ポンプ電極２３との間に正方向あるいは負方向にポンプ電流Ｉｐ０を流すことにより、第１内部空所２０内の酸素を外部空間に汲み出し、あるいは、外部空間の酸素を第１内部空所２０に汲み入れることが可能となっている。
【００４４】
また、第１内部空所２０における雰囲気中の酸素濃度（酸素分圧）を検出するために、内側ポンプ電極２２と、第２固体電解質６と、スペーサ層５と、第１固体電解質４と、第３基板層３と、基準電極４２によって、電気化学的なセンサセル、すなわち、主ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル８０が構成されている。
【００４５】
主ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル８０における起電力Ｖ０を測定することで第１内部空所２０内の酸素濃度（酸素分圧）がわかるようになっている。さらに、起電力Ｖ０が一定となるようにＶｐ０をフィードバック制御することでポンプ電流Ｉｐ０が制御されている。これによって、第１内部空所内２０内の酸素濃度は所定の一定値に保つことができる。
【００４６】
第１拡散律速部３０は、第１内部空所２０で主ポンプセル２１の動作により酸素濃度（酸素分圧）が制御された被測定ガスに所定の拡散抵抗を付与して、該被測定ガスを第２内部空所４０に導く部位である。
【００４７】
第２内部空所４０は、第１拡散律速部３０を通じて導入された被測定ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度の測定に係る処理を行うための空間として設けられている。ＮＯｘ濃度の測定は、主として、補助ポンプセル５０により酸素濃度が調整された第２内部空所４０において、さらに、測定用ポンプセル４１の動作によりＮＯｘ濃度が測定される。
【００４８】
第２内部空所４０では、あらかじめ第１内部空所２０において酸素濃度（酸素分圧）が調整された後、第１拡散律速部３０を通じて導入された被測定ガスに対して、さらに補助ポンプセル５０による酸素分圧の調整が行われるようになっている。これにより、第２内部空所４０内の酸素濃度を高精度に一定に保つことができるため、係るガスセンサ１００においては精度の高いＮＯｘ濃度測定が可能となる。
【００４９】
補助ポンプセル５０は、第２内部空所４０に面する第２固体電解質層６の下面の略全体に設けられた天井電極部５１ａを有する補助ポンプ電極５１と、外側ポンプ電極２３（外側ポンプ電極２３に限られるものではなく、センサ素子１０１と外側の適当な電極であれば足りる）と、第２固体電解質層６とによって構成される、補助的な電気化学的ポンプセルである。
【００５０】
係る補助ポンプ電極５１は、先の第１内部空所２０内に設けられた内側ポンプ電極２２と同様なトンネル形態とされた構造において、第２内部空所４０内に配設されている。つまり、第２内部空所４０の天井面を与える第２固体電解質層６に対して天井電極部５１ａが形成され、また、第２内部空所４０の底面を与える第１固体電解質層４には、底部電極部５１ｂが形成され、そして、それらの天井電極部５１ａと底部電極部５１ｂとを連結する側部電極部（図示省略）が、第２内部空所４０の側壁を与えるスペーサ層５の両壁面にそれぞれ形成されたトンネル形態の構造となっている。
【００５１】
なお、補助ポンプ電極５１についても、内側ポンプ電極２２と同様に、被測定ガス中のＮＯｘ成分に対する還元能力を弱めた、あるいは、還元能力のない材料を用いて形成される。
【００５２】
補助ポンプセル５０においては、補助ポンプ電極５１と外側ポンプ電極２３との間に所望の電圧Ｖｐ１を印加することにより、第２内部空所４０内の雰囲気中の酸素を外部空間に汲み出し、あるいは、外部空間から第２内部空所４０内に汲み入れることが可能となっている。
【００５３】
また、第２内部空所４０内における雰囲気中の酸素分圧を制御するために、補助ポンプ電極５１と、基準電極４２と、第２固体電解質層６と、スペーサ層５と、第１固体電解質層４と、第３基板層３とによって電気化学的なセンサセル、すなわち、補助ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル８１が構成されている。
【００５４】
なお、この補助ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル８１にて検出される起電力Ｖ１に基づいて電圧制御される可変電源５２にて、補助ポンプセル５０がポンピングを行う。これにより第２内部空所４０内の雰囲気中の酸素分圧は、ＮＯｘの測定に実質的に影響がない低い分圧にまで制御されるようになっている。
【００５５】
また、これとともに、そのポンプ電流Ｉｐ１が、主ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル８０の起電力の制御に用いられるようになっている。具体的には、ポンプ電流Ｉｐ１は、制御信号として主ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル８０に入力され、その起電力Ｖ０が制御されることにより、第１拡散律速部３０から第２内部空所４０内に導入される被測定ガス中の酸素分圧の勾配が常に一定となるように制御されている。ＮＯｘセンサとして使用する際は、主ポンプセル２１と補助ポンプセル５０との働きによって、第２内部空所４０内での酸素濃度は約０．００１ｐｐｍ程度の一定の値に保たれる。
【００５６】
すなわち、ガスセンサ１００においては、主ポンプセル２１と補助ポンプセル５０とを作動させることによって酸素分圧が常に一定の低い値（ＮＯｘの測定に実質的に影響がない値）に保たれる。
【００５７】
このように第２内部空所４０内において酸素濃度が調整された被測定ガスは、測定用ポンプセル４１が作動することによってそのＮＯｘ濃度を測定される。測定用ポンプセル４１は、第２内部空所４０に面する第１固体電解質層４の上面に設けられた測定電極４４と、外側ポンプ電極２３と、第２固体電解質層６と、スペーサ層５と、第１固体電解質層４とによって構成された電気化学的ポンプセルである。
【００５８】
測定電極４４は、多孔質サーメット電極である。測定電極４４は、第２内部空所４０内の雰囲気中に存在するＮＯｘを還元するＮＯｘ還元触媒としても機能する。さらに、測定電極４４は、第２拡散律速部４５によって被覆されてなる。
【００５９】
第２拡散律速部４５は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を主成分とする多孔体にて構成される膜である。第２拡散律速部４５は、測定電極４４に流入するＮＯｘの量を制限する役割を担うとともに、測定電極４４の保護層としても機能する。
【００６０】
測定用ポンプセル４１においては、測定電極４４の周囲の雰囲気中における窒素酸化物の分解によって生じた酸素を汲み出して、その発生量をポンプ電流Ｉｐ２として検出することができる。
【００６１】
また、測定電極４４の周囲の酸素分圧を検出するために、第２固体電界質層６と、スペーサ層５と、第１固体電解質層４と、第３基板層３と、測定電極４４と、基準電極４２とによって電気化学的なセンサセル、すなわち、測定用ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル８２が構成されている。測定用ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル８２にて検出された起電力Ｖ２に基づいて可変電源４６が制御される。
【００６２】
上述したように、第２内部空所４０内に導かれた被測定ガスは、酸素分圧が制御された状況下で第２拡散律速部４５を通じて測定電極４４に到達することとなる。測定電極４４の周囲の被測定ガス中の窒素酸化物は還元されて（２ＮＯ→Ｎ2＋Ｏ2）酸素を発生する。そして、この発生した酸素は測定用ポンプセル４１によってポンピングされることとなるが、その際、測定用ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル８２にて検出された制御電圧Ｖ２が一定となるように可変電源の電圧Ｖｐ２が制御される。測定電極４４の周囲において発生する酸素の量は、被測定ガス中の窒素酸化物の濃度に比例するものであるから、測定用ポンプセル４１におけるポンプ電流Ｉｐ２を用いて被測定ガス中の窒素酸化物濃度が算出されることとなる。
【００６３】
すなわち、ガスセンサ１００においては、被測定ガス中のＮＯｘの濃度に略比例して、ＮＯｘの還元によって発生する酸素が測定用ポンプセル４１より汲み出されることによって流れるポンプ電流Ｉｐ２に基づいて、被測定ガス中のＮＯｘ濃度を知ることができるようになっている。
【００６４】
また、第２固体電解質層６と、スペーサ層５と、第１固体電解質層４と、第３基板層３と、外側ポンプ電極２３と、基準電極４２とから電気化学的なセンサセル８３が構成されており、このセンサセル８３によって得られる起電力Ｖｒｅｆによりセンサ外部の被測定ガス中の酸素分圧を検出可能となっている。」

（甲２−エ）「【００８７】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態においては、第１の実施の形態に係るガスセンサ１００とは異なる位置に外部連通部が設けられる態様について説明する。
【００８８】
図５は、第３の実施の形態に係るガスセンサ３００のセンサ素子３０１の構成の一例を概略的に示した外観斜視図である。図６は、ガス流通部１１３の構造を説明するために、図５に示す各位置におけるセンサ素子３０１の断面を概略的に示した断面模式図である。図６においては、単純化のため、ガス流通部１１３以外の構成は省略している。図６（ａ）は、図５のＡ−Ａ´を矢印に沿って切断した断面図である。図６（ｂ）は、図５のＢ−Ｂ´を矢印に沿って切断した断面図である。図６（ｃ）は、図５のＣ−Ｃ´を矢印に沿って切断した断面図である。なお、第１の実施の形態に係るガスセンサ１００および第２の実施の形態に係るガスセンサ２００と同様の構成については、同一の符号を付してその説明および図示を省略する。
【００８９】
センサ素子３０１は、第１の実施の形態に係るセンサ素子１０１においてセンサ素子先端部１０１ａに設けられていた外部連通部１１に代えて、センサ素子側部３０１ｂに外部連通部１２が設けられてなる。なお、本実施の形態においては、外部連通部１２から第２内部空所４０に至る部位をガス流通部１１３とも称する。
【００９０】
外部連通部１２は、外部連通部１１と同様に、スペーサ層５をくり抜いた態様にて設けられた、センサ素子３０１内部の空間である。外部連通部１２は、上部を第２固体電解質層６の下面またはスペーサ層５の内面５ａで、下部を第１固体電解質層４の上面またはスペーサ層５の内面５ｂで、側部をスペーサ層５の側面５ｅ，５ｆで区画されることによって設けられている。ただし、より詳細には、外部連通部１２は、窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度の測定に適した拡散抵抗の程度に応じて、形成される位置が調整される。
【００９１】
外部連通部１２のｘ軸方向の幅ｅおよびｚ軸方向の厚みｆは、開口部１２ａから第１内部空所２０へ導入される被測定ガスに対して付与しようとする拡散抵抗の程度に応じて規定される。
【００９２】
ただし、外部連通部１２は、外部連通部１１と同様に、厚みｆが、第１内部空所２０のｚ軸方向の厚みｄに対して５０％〜１００％であり、幅ｅが、第１内部空所２０のｙ軸方向の幅ｃに対して５％〜６０％（望ましくは、１０％〜４０％）であることが好適である。
【００９３】
このように、ガスセンサ３００においては、外部連通部１２の幅ｅおよび厚みｆが上述した範囲内に規定されることで、センサ素子側部３０１ｂに付着した水の第１内部空所２０内への浸入が抑制される。
【００９４】
なお、外部連通部１２は、第１内部空所２０の素子先端部側の端部から連通部１２ｂに到達するまでのｘ軸方向の距離ｔ１が、第１内部空所２０のｘ軸方向の長さｔ２に対して、２０％以下であることが好適である。距離ｔ１が２０％を超えると、第１内部空所２０内において、上述した被測定ガス中の酸素分圧の調整をすることが困難となる。また、ｔ１は０でもよい。より効果的に酸素分圧の調整をすることが出来るからである。
【００９５】
上述したように、本実施の形態に係るガスセンサ３００では、センサ素子３０１の側部３０１ｂに開口部１２ａを有する外部連通部１２を設けることにより、センサ素子先端部３０１ａに付着した水が毛細管現象によって内部に浸入することが抑制される。さらに、外部連通部１２のサイズを好適に定めることにより、センサ素子側部３０１ｂに付着した水が毛細管現象によって内部に浸入することも抑制される。その結果、内部空所内にて水が急激に蒸発することによってセンサ素子３０１に亀裂が生じることが抑制される。
【００９６】
加えて、本実施の形態に係るガスセンサ３００では、センサ素子先端部３０１ａに開口部を有する外部連通部に代えて、センサ素子側部３０１ｂに開口部１２ａを有する外部連通部１２を設けることにより、センサ素子先端部３０１ａ近傍の強度が向上する。その結果、センサ素子先端部３０１ａに付着した水により発生する熱応力によってセンサ素子３０１に亀裂が生じることが抑制される。」

（甲２−オ）【図１】
「

」

（甲２−カ）【図２】
「

」

（甲２−キ）【図３】
「

」

（甲２−ク）【図５】
「

」

（甲２−ケ）【図６】
「

」

イ 甲２に記載された技術事項
上記（甲２−ア）ないし（甲２−ケ）の記載から、甲２には、
「 被測定ガス成分中の所定ガス成分を測定するガスセンサのセンサ素子１０１であって、
それぞれがジルコニア（ＺｒＯ2）等の酸素イオン伝導性固体電解質層からなる第１基板層１と、第２基板層２と、第３基板層３と、第１固体電解質層４と、スペーサ層５と、第２固体電解質層６との６つの層が、この順に積層された構造を有する細長な長尺の板状体形状であり、
センサ素子１０１の一先端部側であって、第２固体電解質層６の下面と第１固体電解質層４の上面との間には、外部連通部１１と、第１内部空所２０と、第１拡散律速部３０と、第２内部空所４０とが、この順に連通する態様にて隣接形成されてなり、
外部連通部１１は、スペーサ層５をくり抜いた態様にて設けられた、センサ素子１０１内部の空間であり、センサ素子先端部１０１ａに形成された開口部１１ａを通じて外部空間から導入された被測定ガスに対し、窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度の測定に適した所定の拡散抵抗を付与したうえで、該被測定ガスを連通部１１ｂにて連通する第１内部空所２０へと導く部位であり、
主ポンプセル２１は、第１内部空所２０に面する第２固体電解質層６の下面のほぼ全面に設けられた天井電極部２２ａを有する内側ポンプ電極２２と、第２固体電解質層６の上面の天井電極部２２ａと対応する領域に外部空間に露出する態様にて設けられた外側ポンプ電極２３と、これらの電極に挟まれた第２固体電解質層６とによって構成されてなる電気化学的ポンプセルであり、
第１拡散律速部３０は、第１内部空所２０で主ポンプセル２１の動作により酸素濃度（酸素分圧）が制御された被測定ガスに所定の拡散抵抗を付与して、該被測定ガスを第２内部空所４０に導く部位であり、
第２内部空所４０は、第１拡散律速部３０を通じて導入された被測定ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度の測定に係る処理を行うための空間として設けられており、補助ポンプセル５０により酸素濃度が調整された第２内部空所４０において、さらに、測定用ポンプセル４１の動作によりＮＯｘ濃度が測定され、
補助ポンプセル５０は、第２内部空所４０に面する第２固体電解質層６の下面の略全体に設けられた天井電極部５１ａを有する補助ポンプ電極５１と、外側ポンプ電極２３と、第２固体電解質層６とによって構成される、補助的な電気化学的ポンプセルであり、
測定用ポンプセル４１は、第２内部空所４０に面する第１固体電解質層４の上面に設けられた測定電極４４と、外側ポンプ電極２３と、第２固体電解質層６と、スペーサ層５と、第１固体電解質層４とによって構成された電気化学的ポンプセルであり、
被測定ガスは、主ポンプセル２１と補助ポンプセル５０とを作動させることによって酸素分圧が常に一定の低い値（ＮＯｘの測定に実質的に影響がない値）に保たれ、測定用ポンプセル４１が作動することによってそのＮＯｘ濃度を測定するものである、
センサ素子１０１、
又は、センサ素子１０１においてセンサ素子先端部１０１ａに設けられていた外部連通部１１に代えて、センサ素子側部３０１ｂに外部連通部１２が設けられてなる、
センサ素子３０１。」
という技術事項（以下「甲２技術事項」という。）が記載されているものと認められる。

（３）甲３について
ア 甲３には、以下の記載がある。
（甲３−ア）「【請求項１】
所定の拡散抵抗の下に被測定ガスが導入される内部空間と、
酸素イオン導電性の固体電解質体の表面に、一方の電極が前記内部空間に面するように設けられた一対の電極を有し、これら一対の電極への通電により前記内部空間に酸素を導入または排出し、該内部空間内の酸素濃度を調整する第一酸素ポンプセルと、
酸素イオン導電性の固体電解質体の表面に、一方の電極が前記内部空間に面するように設けられた一対の電極を有し、これら一対の電極への通電により前記内部空間に酸素を導入または排出し、該内部空間内の酸素濃度を調整する第二酸素ポンプセルと、
酸素イオン導電性の固体電解質体の表面に、一方の電極が前記内部空間に面するように設けられた一対の電極を有し、これら一対の電極に流れる電流値から被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出するセンサセルと、を有するガスセンサ素子であって、
前記第一酸素ポンプセルと前記第二酸素ポンプセルは、前記内部空間に面する前記一方の電極が相対向するように設けられ、前記一対の電極のうち他方の電極は、共通の基準酸素濃度ガスに曝されていることを特徴とするガスセンサ素子。」

（甲３−イ）「【００３２】
以下に、本発明を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の第の実施形態におけるガスセンサ素子１の先端部の模式的断面図であり、図２は、その分解展開図である。図１（ｂ）は、ガスセンサ素子１を含む内燃機関用ガスセンサの全体構成を示す図であり、ここでは、ＮＯｘセンサＳは、例えば、内燃機関としての自動車エンジンの排気通路に設置されて、被測定ガスである排ガス中に含まれる特定ガス成分、例えば、ＮＯｘ（窒素酸化物）を検出する。
・・・
【００３５】
図１（ａ）、図２において、ガスセンサ素子１は、第一酸素ポンプセル２を構成するためのシート状の固体電解質体６と、第二酸素ポンプセル４およびセンサセル３を構成するためのシート状の固体電解質体５と、内部空間７を形成するためのシート状のスペーサ８と、第一基準ガス空間１６および第二基準ガス空間１７を形成するためのシート状のスペーサ９、９１と、これらを加熱するヒータ１２とが、順次積層されて構成される。
【００３６】
内部空間７は、被測定ガス存在空間より被測定ガスが導入される室であり、図２に示す様に、固体電解質体５、６との間に位置するスペーサ８の抜き穴８aにて形成される。ここでは、被測定ガス存在空間は、図１（ｂ）における素子カバーＨ３の内部空間であり、内燃機関の排気通路内を流通する排ガスが被測定ガスとして導入されている。
また、内部空間７は、多孔質拡散抵抗１１を介して、被測定ガス存在空間と連通している。多孔質拡散抵抗１１の形状や気孔率、気孔径は、これを通過して内部空間７に導入される被測定ガスの拡散速度が所定の速度となるように、適宜設計される。
・・・
【００３９】
第一酸素ポンプセル２、第二酸素ポンプセル４、センサセル３を構成するための固体電解質体５、６は、ジルコニアやセリア等の酸素イオン導電性を有する電解質よりなる。第一酸素ポンプセル２は、固体電解質体６と、固体電解質体６を挟むように対向配置された一対の電極２ａ、２ｂとより構成される。一対の電極２ａ、２ｂのうち一方の電極２ａは、内部空間７に面するように、固体電解質体６上表面に接して設けられ、他方の電極２ｂは第一基準ガス空間１６に面するように、固体電解質体６下表面に接して設けられている。
【００４０】
第二酸素ポンプセル４は、固体電解質体５と、固体電解質体５を挟むように対向配置された一対の電極４ａ、４ｂとより構成される。一対の電極４ａ、４ｂのうち一方の電極４ａは、内部空間７に面するように、固体電解質体５下表面に接して設けられ、他方の電極４ｂは第二基準ガス空間１７に面するように、固体電解質体５上表面に接して設けられている。第二酸素ポンプセル４の電極４ａと第一酸素ポンプセル２の電極２ａは、内部空間７に面して相対向して、ここでは図１（ａ）の上下方向に対向する位置に設けられる。
【００４１】
センサセル３は、固体電解質体５と、固体電解質体５を挟むように対向配置された一対の電極３ａ、３ｂとより構成される。一対の電極３ａ、３ｂのうち一方の電極３ａは、内部空間７に面するように、固体電解質体５下表面に接して設けられ、他方の電極３ｂは第二基準ガス空間１７に面するように、固体電解質体５上表面に接して設けられている。センサセル３の電極３ａ、３ｂは、内部空間７において、第二酸素ポンプセル４より下流側に配置される。なお、本実施形態では、センサセル３の電極３ｂは、第二酸素ポンプセル４の電極４ｂと一体的に設けられている。
【００４２】
ここで、第一酸素ポンプセル２の一方の電極２ａおよび第二酸素ポンプセル４の一方の電極４ａには、被測定ガス中のＮＯｘの分解を抑制するために、ＮＯｘの分解活性の低い電極を用いると良い。具体的には、主成分としてＰｔ（白金）とＡｕ（金）を含有する多孔質サーメット電極が好適に用いられる。この際、金属成分中のＡｕの含有量は、０．５〜５重量％程度とするのが良い。また、センサセル３の一方の電極３ａには、被測定ガス中のＮＯｘを分解するために、ＮＯｘの分解活性の高い電極を用いると良い。具体的には、主成分としてＰｔとＲｈ（ロジウム）を含有する多孔質サーメット電極が好適に用いられる。この際、金属成分中のＲｈの含有量は、１０〜５０重量％程度とするのが良い。第一酸素ポンプセル２、第二酸素ポンプセル４、センサセル３の電極２ｂ、４ｂ、３ｂには、例えば、Ｐｔ多孔質サーメット電極が好適に用いられる。」

（甲３−ウ）「【００６３】
図７は、本発明の第２実施形態におけるガスセンサ素子１の先端部の模式的断面図である。本実施形態の基本構成は、上述した第１実施形態と同様であり、ガスセンサ素子１は、第一酸素ポンプセル２を構成するためのシート状の固体電解質体６と、第二酸素ポンプセル４およびセンサセル３を構成するためのシート状の固体電解質体５と、内部空間７を形成するためのシート状のスペーサ８と、第一基準ガス空間１６および第二基準ガス空間１７を形成するためのシート状のスペーサ９、９１と、これらを加熱するヒータ１２とが、順次積層されて構成される。
【００６４】
本実施形態では、第二酸素ポンプセル４の電極４ｂと、センサセル３の電極３ｂとを、分離して形成してある。これにより、センサセル３の電流が、第二酸素ポンプセル４の影響を受け難くなり、検出精度が向上する。その他の構成は同様であり、同一部位には同一符号を付してある。」

（甲３−エ）【図１】（ａ）
「

」

（甲３−オ）【図２】
「

」

（甲３−カ）【図７】
「

」

イ 甲３に記載された技術事項
（ア）上記（甲３−エ）ないし（甲３−カ）の図１、２及び７から、スペーサ８の先端に多孔質拡散抵抗１１が設けられていることが見て取れる。

（イ）上記（ア）を踏まえると、上記（甲３−ア）ないし（甲３−カ）の記載から、甲３には、
「 ＮＯｘセンサにおけるガスセンサ素子１であって、
第一酸素ポンプセル２を構成するためのシート状の固体電解質体６と、第二酸素ポンプセル４およびセンサセル３を構成するためのシート状の固体電解質体５と、内部空間７を形成するためのシート状のスペーサ８と、第一基準ガス空間１６および第二基準ガス空間１７を形成するためのシート状のスペーサ９、９１と、これらを加熱するヒータ１２とが、順次積層されて構成され、
内部空間７は、スペーサ８の先端に設けられた多孔質拡散抵抗１１を介して、被測定ガス存在空間と連通しており、
第一酸素ポンプセル２、第二酸素ポンプセル４、センサセル３を構成するための固体電解質体５、６は、ジルコニアやセリア等の酸素イオン導電性を有する電解質よりなり、
第一酸素ポンプセル２は、固体電解質体６と、固体電解質体６を挟むように対向配置された一対の電極２ａ、２ｂとより構成され、
第二酸素ポンプセル４は、固体電解質体５と、固体電解質体５を挟むように対向配置された一対の電極４ａ、４ｂとより構成され、
センサセル３は、固体電解質体５と、固体電解質体５を挟むように対向配置された一対の電極３ａ、３ｂとより構成され、センサセル３の電極３ａ、３ｂは、内部空間７において、第二酸素ポンプセル４より下流側に配置される
ガスセンサ素子１。」
という技術事項（以下「甲３技術事項」という。）が記載されているものと認められる。

（４）甲４について
ア 甲４には、以下の記載がある。
（甲４−ア）「【請求項１】
被測定ガスが導入される被測定ガス室と、該被測定ガス室に所定の拡散抵抗の下に上記被測定ガスを導入するための拡散抵抗部と、酸素イオン伝導性のポンプ用固体電解質体と該ポンプ用固体電解質体における上記被測定ガス室側の面及びその反対側の面にそれぞれ配設された一対のポンプ用電極とを有すると共に上記被測定ガス室内の酸素濃度を調整するポンプセルと、酸素イオン伝導性のセンサ用固体電解質体と該センサ用固体電解質体における上記被測定ガス室側の面及びその反対側の面にそれぞれ配設された一対のセンサ用電極とを有すると共に上記被測定ガス室に導入された被測定ガス中の特定成分濃度を検出するセンサセルとを備えたガスセンサの校正方法であって、
作製した複数の上記ガスセンサのうち、一部の該ガスセンサについて、所定濃度の酸素ガスに対して上記ポンプセルの上記一対のポンプ用電極間に流れるポンプ電流値Ｉｐと、所定濃度の特定成分ガスに対して上記センサセルの上記一対のセンサ用電極間に流れるセンサ電流値Ｉｓとを測定し、上記ポンプ電流値Ｉｐと上記センサ電流値Ｉｓとの相関関係を求める相関関係作成工程と、
上記複数のガスセンサの基準となる基準ガスセンサについての上記ポンプ電流値Ｉｐ及び上記センサ電流値Ｉｓである基準ポンプ電流値Ｉｐ0及び基準センサ電流値Ｉｓ0を上記相関関係を満たすように設定する基準電流値設定工程と、
上記所定濃度の酸素ガスである校正用ガスを用いて、上記複数のガスセンサのうち校正対象となる校正ガスセンサについての上記ポンプ電流値Ｉｐであるポンプ電流値Ｉｐnを測定するポンプ電流値測定工程と、
上記ポンプ電流値Ｉｐnから、上記相関関係を利用することにより、上記校正ガスセンサについての上記センサ電流値Ｉｓであるセンサ電流値Ｉｓnを推定するセンサ電流値推定工程と、
上記センサ電流値Ｉｓnと上記基準センサ電流値Ｉｓ0とを比較し、上記校正ガスセンサのセンサ出力特性が上記基準ガスセンサのセンサ出力特性と同等となるように、上記校正ガスセンサのセンサ出力特性を補正するセンサ出力特性補正工程とを行うことを特徴とするガスセンサの校正方法。」

（甲４−イ）「【００３６】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるガスセンサ及びその校正方法について、図を用いて説明する。
本例のガスセンサ１は、図１に示すごとく、自動車エンジンの排気系に設置され、被測定ガスである排ガス中の特定成分であるＮＯｘ（窒素酸化物）の濃度を検出するＮＯｘセンサに用いられるものである。
ガスセンサ１は、被測定ガスが導入される被測定ガス室２と、被測定ガス室２に所定の拡散抵抗の下に被測定ガスを導入するための拡散抵抗部３と、被測定ガス室２内の酸素濃度を調整するポンプセル４と、被測定ガス室２に導入された被測定ガス中の特定成分（ＮＯｘ）濃度を検出するセンサセル５とを備えている。
【００３７】
同図に示すごとく、ポンプセル４は、酸素イオン伝導性のポンプ用固体電解質体４１と、ポンプ用固体電解質体４１における被測定ガス室２側の面及びその反対側の面にそれぞれ配設された一対のポンプ用電極４２１、４２２とを有する。
センサセル５は、酸素イオン伝導性のセンサ用固体電解質体５１と、センサ用固体電解質体５１における被測定ガス室２側の面及びその反対側の面にそれぞれ配設された一対のセンサ用電極５２１、５２２とを有する。センサ用固体電解質体５１は、被測定ガス室２を介してポンプセル４のポンプ用固体電解質体４１に対向配置されている。
【００３８】
ポンプセル４において、ポンプ用固体電解質体４１は、ジルコニア、セリア等の酸素イオン伝導性を有する電解質からなる。
また、被測定ガス室２に面する一方のポンプ用電極４２１には、被測定ガス中のＮＯｘの分解を抑制するために、ＮＯｘの分解活性の低い電極が用いられる。具体的には、Ｐｔ−Ａｕ（白金−金）合金を含有する多孔質サーメット電極が用いられる。金属成分中のＡｕの含有量は、０．５〜５重量％程度であることが好ましい。また、他方のポンプ用電極４２２には、Ｐｔを含有する多孔質サーメット電極が用いられる。
【００３９】
センサセル５において、センサ用固体電解質体５１は、ジルコニア、セリア等の酸素イオン伝導性を有する電解質からなる。
また、被測定ガス室２に面する一方のセンサ用電極５２１には、被測定ガス中のＮＯｘを分解するために、ＮＯｘの分解活性の高い電極が用いられる。具体的には、Ｐｔ−Ｒｈ（白金−ロジウム）合金を含有する多孔質サーメット電極が用いられる。金属成分中のＲｈの含有量は、１０〜５０重量％程度であることが好ましい。また、他方のセンサ用電極５２２には、Ｐｔを含有する多孔質サーメット電極が用いられる。
【００４０】
同図に示すごとく、被測定ガス室２は、ポンプ用固体電解質体４１とセンサ用固体電解質体５１との間に形成されている。すなわち、ポンプ用固体電解質体４１とセンサ用固体電解質体５１との間には、開口部を設けたスペーサ層１２１を介在させており、このスペーサ層１２１の開口部において、ポンプ用固体電解質体４１とセンサ用固体電解質体５１との間に被測定ガス室２が形成されている。スペーサ層１２１は、アルミナからなる。
【００４１】
同図に示すごとく、拡散抵抗部３は、被測定ガス室２の先端側（図１の左側）におけるスペーサ層１２１の一部に配設されている。拡散抵抗部３は、多孔質のアルミナからなり、ガスセンサ１の先端部において、被測定ガス室２とガスセンサ１の外部とを連通させている。拡散抵抗部３の形状、気孔率、気孔径等は、これを通過して被測定ガス室２に導入される被測定ガスの拡散速度が所定の速度となるように、適宜設計される。
【００４２】
同図に示すごとく、被測定ガス室２において、ポンプセル４の一方のポンプ用電極４２１は、センサセル５の一方のセンサ用電極５２１よりも拡散抵抗部３に近い位置に配設されている。また、ポンプ用電極４２１とセンサ用電極５２１とは、被測定ガス室２において対向しない位置に配設されている。
また、被測定ガス室２において、ポンプセル４とセンサセル５との間は、空間によって連通されている。また、被測定ガス室２の高さは、０．１ｍｍ以上である。」

（甲４−ウ）【図１】
「

」
（甲４−エ）【図２】
「

」

イ 甲４に記載された技術事項
上記（甲４−ア）ないし（甲４−エ）の記載から、甲４には、
「 ＮＯｘセンサに用いられるガスセンサ１であって、
被測定ガスが導入される被測定ガス室２と、被測定ガス室２に所定の拡散抵抗の下に被測定ガスを導入するための拡散抵抗部３と、被測定ガス室２内の酸素濃度を調整するポンプセル４と、被測定ガス室２に導入された被測定ガス中の特定成分（ＮＯｘ）濃度を検出するセンサセル５とを備えており、
ポンプセル４は、酸素イオン伝導性のポンプ用固体電解質体４１と、ポンプ用固体電解質体４１における被測定ガス室２側の面及びその反対側の面にそれぞれ配設された一対のポンプ用電極４２１、４２２とを有し、
センサセル５は、酸素イオン伝導性のセンサ用固体電解質体５１と、センサ用固体電解質体５１における被測定ガス室２側の面及びその反対側の面にそれぞれ配設された一対のセンサ用電極５２１、５２２とを有し、
ポンプ用固体電解質体４１とセンサ用固体電解質体５１との間には、開口部を設けたスペーサ層１２１を介在させており、このスペーサ層１２１の開口部において、ポンプ用固体電解質体４１とセンサ用固体電解質体５１との間に被測定ガス室２が形成されており、
拡散抵抗部３は、被測定ガス室２の先端側におけるスペーサ層１２１の一部に配設されていて、多孔質のアルミナからなり、ガスセンサ１の先端部において、被測定ガス室２とガスセンサ１の外部とを連通させており、
被測定ガス室２において、ポンプセル４の一方のポンプ用電極４２１は、センサセル５の一方のセンサ用電極５２１よりも拡散抵抗部３に近い位置に配設されていて、ポンプ用電極４２１とセンサ用電極５２１とは、被測定ガス室２において対向しない位置に配設されている
ガスセンサ１。」
という技術事項（以下「甲４技術事項」という。）が記載されているものと認められる。

２ 無効理由１（進歩性の欠如）について
（１）本件発明１について
ア 本件発明１と甲１発明とを対比する。
（ア）甲１発明の「金属シェル１１０」は、本件発明１の「ハウジング」に相当する。

（イ）甲１発明の「セラミックリング１３３、滑石粉末を圧縮した滑石リング１３５、及び筒状のスリーブ１４１」は、本件発明１の「碍子」に相当する。
そして、甲１発明の「金属シェル１１０の内部に収容され」た「セラミックリング１３３、滑石粉末を圧縮した滑石リング１３５、及び筒状のスリーブ１４１」は、本件発明１の「該ハウジングの内周側に保持された碍子」に相当する。

（ウ）甲１発明の「ジルコニアを主体とする固体電解質体」及び「検出素子１２０」は、それぞれ本件発明１の「酸素イオン伝導性を有する固体電解質体」及び「センサ素子」に相当する。
そして、甲１発明の「ジルコニアを主体とする固体電解質体」「などから構成され」る「ガス検出体」を含み、「セラミックリング１３３、滑石リング１３５及びスリーブ１４１に」「先端部１２１が先端側に突出した状態で挿通され」た「検出素子１２０」は、本件発明１の「該碍子に挿通された、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体を有し、長手方向の先端部が上記碍子の先端面から突出するセンサ素子」に相当する。

（エ）甲１発明の「内側プロテクタ１６０」及び「外側プロテクタ１７０」は、本件発明１の「保護カバー」に相当し、甲１発明の「ガス導入孔１６７」及び「ガス導入孔１７７」は、本件発明１の「カバー導入孔」に相当する。
そして、甲１発明では、「排気ガスＧが、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通じて内側プロテクタ１６０内に導入された後、検出素子１２０のガス通気部１２３を含む先端部１２１に沿って流れ」る。
すると、甲１発明の「金属シェル１１０の先端側に」「設けられ」、「検出素子１２０の先端部１２１の周囲を取り囲む筒状の内側プロテクタ１６０及び外側プロテクタ１７０」であって、「側壁部１６１のうち、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側の位置に」「被測定ガスを内側プロテクタ１６０の外部から内部に導入するガス導入孔１６７が形成されて」いる「内側プロテクタ１６０」及び「第１側壁部１７４」の「内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７よりも軸線方向先端側に」「ガス導入孔１７７を」「有して」いる「外側プロテクタ１７０」は、本件発明１の「該センサ素子の上記先端部を覆うよう上記ハウジングの先端側に取り付けられ、被測定ガスを上記センサ素子の上記先端部に導くためのカバー導入孔が形成された保護カバー」に相当する。

（オ）甲１発明の「ガスセンサ１００」は、本件発明１の「ガスセンサ」に相当する。

（カ）甲１発明において、「一対の検出電極及び基準電極」は、「ジルコニアを主体とする固体電解質体」の先端部に設けられていると認められる。
すると、甲１発明の「ガス検出体は、ジルコニアを主体とする固体電解質体、及び、白金を主体とする一対の検出電極及び基準電極などから構成され」ていることと、本件発明１の「上記固体電解質体の上記長手方向の先端部には、被測定ガスに晒されて被測定ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被測定ガスに晒されて上記ポンプ電極によって酸素濃度が調整された後の被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極とが設けられて」いることとは、「上記固体電解質体の上記長手方向の先端部には、２種類の電極が設けられて」いることで共通する。

（キ）上記（ア）ないし（カ）を踏まえると、本件発明１と甲１発明とは、

「 ハウジングと、
該ハウジングの内周側に保持された碍子と、
該碍子に挿通された、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体を有し、長手方向の先端部が上記碍子の先端面から突出するセンサ素子と、
該センサ素子の上記先端部を覆うよう上記ハウジングの先端側に取り付けられ、被測定ガスを上記センサ素子の上記先端部に導くためのカバー導入孔が形成された保護カバーと、を備えるガスセンサにおいて、
上記固体電解質体の上記長手方向の先端部には、２種類の電極が設けられている、
ガスセンサ。」

の発明である点において一致し、次の点において相違する。

（相違点Ａ）
上記固体電解質体の上記長手方向の先端部に設けられた２種類の電極が、本件発明１においては、「被測定ガスに晒されて被測定ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被測定ガスに晒されて上記ポンプ電極によって酸素濃度が調整された後の被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極」であり、「該センサ電極の全体は、上記保護カバーの外周部に形成されたすべての上記カバー導入孔よりも上記長手方向の基端側に位置し」、「上記センサ電極の上記長手方向の基端位置は、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置していること」が特定されているのに対し、甲１発明においては、「検出電極及び基準電極」であり、配置の詳細については特定されていない点。

イ 上記相違点Ａについて検討する。
（ア）甲１発明は、ガスセンサ１００は、全領域空燃比センサであり、「検出電極及び基準電極」を備えているが、上記（甲１−カ）には、全領域空燃比センサのみならず、ＮＯｘセンサにも適用できる旨の記載がある。

（イ）ここで、ＮＯｘセンサとして、固体電解質体に、被測定ガスに晒されて被測定ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被測定ガスに晒されて上記ポンプ電極によって酸素濃度が調整された後の被測定ガス中のＮＯｘ成分濃度を検出するためのセンサ電極を設けた構成、及びセンサ素子の先端側にガス通気部に接続されたポンプ電極を備えたポンプセルを配置し、その基端側にセンサ電極を備えたセンサセルを配置する構成は、甲２技術事項ないし甲４技術事項に開示されているように、従来周知（以下、当該周知な構成を「ＮＯｘセンサ周知技術」という。）である。

（ウ）してみると、甲１に示唆されたＮＯｘセンサにも適用できるとの記載に基づいて、甲１発明の全領域空燃比センサである部分をＮＯｘセンサに変更した場合には、全領域空燃比センサである部分、すなわち検出電極、基準電極に代えて、ＮＯｘセンサ周知技術のように、センサ素子の先端側からポンプ電極、センサ電極の順で配することとなる。

（エ）甲１発明の検出電極、基準電極について、甲１では「ガス検出体は、ジルコニアを主体とする固体電解質体、及び、白金を主体とする一対の電極（検出電極及び基準電極）などから構成される。一対の電極は、検出素子１２０の先端部１２１に配置されている。」（［0076］）と記載されている程度であり、また、図面にも検出電極、基準電極の記載はないことから、先端部に配置されていることを除けば、検出素子における検出電極、基準電極の厳密な位置は、明らかではない。

（オ）したがって、上記（ウ）に説示したように、甲１発明にＮＯｘセンサ周知技術を適用した場合における、ポンプ電極、センサ電極の位置においても、検出素子の先端部に配置されることになると解するのが自然である。

（カ）一方、甲１発明において、ガス通気部１２３、ガス導入孔１６７及び金属シェル１１０の位置関係について、以下の４点が特定されている。
ａ 「検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側の位置には、被測定ガスを内側プロテクタ１６０の外部から内部に導入するガス導入孔１６７が形成されて」いること（以下「位置関係１」という。）
ｂ 「ガス導入孔１６７は、その少なくとも一部が、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置し、ガス導入空間Ｓ２に露出して」いること（以下「位置関係２」という。）
ｃ 「ガス通気部１２３の基端１２３ｃはガス導入孔１６７の先端１６７ｂよりも基端側に位置し、ガス通気部１２３の先端１２３ｂはガス導入孔１６７の基端１６７ｃよりも先端側に位置して」いること（以下「位置関係３」という。）
ｄ 「ガス通気部１２３は、」「いずれも、その少なくとも一部が、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置して」いること（以下「位置関係４」という。）

（キ）上記（カ）に記載したように、甲１発明において、位置関係１〜４の特定はなされているものの、検出電極、基準電極との関係までは特定されていない。検出電極、基準電極の技術的な意味から見て、ガス通気部の近傍にあることが望ましいことは技術常識であるから、それらの位置は、ガス通気部１２３の配された範囲と同様の範囲に配置されるものと推測できるが、ＮＯｘセンサ周知技術を適用した場合（すなわち甲１発明においてＮＯｘセンサとした場合）に、検出電極及び基準電極とポンプ電極及びセンサ電極の技術的意味の相違などから、ガス通気部そのものの配置を含め、ポンプ電極、センサ電極は、ガス通気部との関係において、ガス通気部の配された範囲とどのような位置関係に配されることになるのかは明らかではないというべきである。
したがって、ポンプ電極、センサ電極とガス通気部との位置関係が明らかといえない以上、上記位置関係１〜４が特定されているとしても、甲１発明において、相違点Ａに係る「該センサ電極の全体は、上記保護カバーの外周部に形成されたすべての上記カバー導入孔よりも上記長手方向の基端側に位置し」、「上記センサ電極の上記長手方向の基端位置は、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置」するようにすること（以下「位置関係相違点」という。）は、当業者が容易に想到しうる事項とはいえない。

（ク）仮に、上記（キ）で説示した事項について、ＮＯｘセンサにおけるポンプ電極、センサ電極とガス通気部との位置関係が、ガス通気部の配された範囲にポンプ電極は配置され、センサ電極はガス通気部から離れて、検出素子の基端部側に配置されるなど、技術常識からある程度明らかであるとしても、そのような態様を採用するだけでは、例えば、甲１の図２の態様に適用したとしても、直ちに上記位置関係相違点にはならない。

（ケ）また、甲１発明においては、発明の目的（上記第５の１（１）イ（ア）（イ）参照。）と関連して、
「外部からガス導入空間Ｓ２内に導入された排気ガスＧが、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通じて内側プロテクタ１６０内に導入された後、検出素子１２０のガス通気部１２３を含む先端部１２１に沿って流れ、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも先端側に位置するガス排出孔１６６を通じて内側プロテクタ１６０の外部に排出されるように構成され、排気ガスＧがガス導入空間Ｓ２に導入された後に内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を通過することで、排気ガスＧの流れは整流（層流）になり、検出素子１２０の先端部１２１（ガス通気部１２３）の周囲において、排気ガスＧの流れが整流（層流）になることで、排気ガスＧを、スムーズに先端部１２１（ガス通気部１２３）に沿って流れさせることが可能となり、良好な応答性を得ることができる」
こと（以下「ガス流路特定」という。）も特定されている。
上記ガス流路特定は、要約すれば、ガス導入孔１６７から整流（層流）状態で導入された排気ガスＧが、内側プロテクタ１６０の先端側に流れる途中で、整流（層流）状態のままガス通気部１２３に沿って流れることで、良好な応答性を得ることができるというものである。
そのため、上記ガス流路特定の構成を満たすためには、排気ガスＧを層流の状態でガス通気部１２３に沿って流れるようにすることが肝要であり、排気ガスＧはガス導入孔１６７から内側プロテクタ１６０の先端側に流れるという前提に基づけば、ガス導入孔１６７と内側プロテクタ１６０の先端の間にガス通気部１２３があることが、ガス通気部１２３周辺での排気ガスＧの層流状態を維持するためには好ましいことは明らかであり、さらに、ガス通気部１２３の基端１２３ｃは、軸線方向について、ガス導入孔１６７の基端１６７ｃよりも先端側に位置することがより好ましいことは明らかである。このことは、甲１に記載された全ての実施形態において、ガス通気部１２３の基端１２３ｃは、軸線方向について、ガス導入孔１６７の基端１６７ｃよりも先端側に位置していることとも整合する。
一方、ガス通気部１２３とガス導入孔１６７がこのような好ましい位置関係を取らないとしても、例えば、ガス通気部１２３の基端１２３ｃがガス導入孔１６７の基端１６７ｃよりも基端側に位置していても、ガス導入孔１６７から内側プロテクタ１６０内部に導入された排気ガスＧを整流（層流）状態のままガス導入孔１６７よりも基端側に導くことができれば、良好な応答性を維持しうるとも解されるが、甲１全体の記載を見ても、ガス導入孔１６７から内側プロテクタ１６０内部に導入された排気ガスＧを整流（層流）状態のままガス導入孔１６７よりも基端側に導くための構成（以下「層流構成」という。）に関する記載やそれを示唆する記載は見当たらない。また、一般的にそのような層流構成を設けることが技術的に実現可能であるとしても、様々な選択肢があるから、当業者であれば当然採用し得るような一義的な層流構成を特定することはできない。このように、一義的な層流構成を特定することができないから、何らかの層流構成を採用した場合における、ＮＯｘセンサのポンプ電極、センサ電極とガス通気部の配置等についても、同様に一義的に特定することは困難というべきである。
すると、甲１発明において、位置関係３で特定されるガス通気部１２３とガス導入孔１６７の位置関係の範囲は、上記したようにガス流路特定の構成において、好ましい態様と、好ましくない態様が含まれており、特に好ましくない態様の場合には、様々な選択肢を取り得るから、ＮＯｘセンサにおけるポンプ電極、センサ電極とガス通気部の配置について、好ましい態様と同様であるということはできない。
そして、位置関係３において、ガス流路特定の構成における、好ましくない態様、つまりガス通気部１２３の基端１２３ｃがガス導入孔１６７の基端１６７ｃよりも基端側に位置する態様は、ＮＯｘセンサのポンプ電極、センサ電極とガス通気部との位置関係がある程度明らかな場合（特に、ガス通気部の配された範囲にポンプ電極は配置され、センサ電極はガス通気部から離れて、検出素子の基端部側に配置される場合）に、上記位置関係相違点を充足する可能性はあるが、この好ましくない態様は、上記したように通常取り得る態様ではなく、ガス流路特定を満たすにあたっては、その具体的な態様、ＮＯｘセンサにおけるポンプ電極、センサ電極とガス通気部との位置関係などについて明示的に特定できないものである。
さらに、ＮＯｘセンサ周知技術があるとしても、ガス通気部、ポンプ電極、センサ電極の具体的な寸法や両電極間の具体的な間隔についてまで、自明ではないことからも、上記好ましくない態様において、ＮＯｘセンサにおけるポンプ電極、センサ電極とガス通気部との位置関係などについて特定できないものというべきである。

（コ）したがって、上記（ク）、（ケ）から、ポンプ電極、センサ電極とガス通気部との位置関係がある程度明らかな場合において、上記位置関係１〜４及びポンプ電極、センサ電極とガス通気部との位置関係について、多くの仮定が重なった結果、起こりうる一態様において、結果的に上記位置関係相違点を充足しうる可能性があるとしても、そもそも甲１発明は、電極の位置関係について着目したものではないことからも、甲１、甲１発明及びＮＯｘセンサ周知技術に触れた当業者が、電極の位置関係に着目し、上記位置関係相違点を選択的に採用する理由はなく、多くの仮定が重なった結果、起こりうる事象についてまで、当業者が容易に想到しうるということはできない。

ウ 以上のとおりであるから、本件発明１は、甲１発明及び甲２技術事項ないし甲４技術事項に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。

エ 請求人の主張について
（ア）ａ 請求人は、甲２に記載された「外部連通部」は甲１における「ガス通気部」に相当し、「測定電極」は「センサ電極」に相当するから、甲２に記載された外部連通部11が測定電極44よりも先端側に配置された構成を甲１の図２に記載された構成に組み込んだ「測定電極44がガス通気部123よりも基端側に配置され、測定電極44の長手方向の基端位置が、ハウジングの先端面よりも基端側に位置している」ガスセンサに係る発明（【0147記載構造】）を得ること、すなわち、相違点２のように構成することは容易である旨主張する。

（第３の２（１）ア（エ））

ｂ しかしながら、上記イ（キ）で説示したように、甲１発明においてＮＯｘセンサとした場合に、検出電極及び基準電極とポンプ電極及びセンサ電極の技術的意味の相違などから、ガス通気部そのものの配置を含め、ポンプ電極、センサ電極は、ガス通気部との関係において、ガス通気部の配された範囲とどのような位置関係に配されることになるのかは明らかではないというべきである。そのため、【0147記載構造】を得ることが容易であるとはいえない。また、上記イ（ク）で述べたように、【0147記載構造】のガス通気部の基端側にセンサ電極が配置される構成を有する可能性はあるが、位置関係相違点を満たすことが容易でないことは、上記イ（ケ）（コ）で説示したとおりである。
したがって、請求人の主張は採用することができない。

（イ）ａ 請求人は、（ａ）甲１の段落[0105]の「ガス通気部123の基端部123cがガス導入孔167の先端167bの位置L2に対して基端側に位置すると共に、ガス通気部123の先端部123bがガス導入孔167の基端167cの位置L3に対して先端側に位置する」との記載は、「ガス通気部123の一部が、ガス導入孔167の先端の位置L2と基端の位置L3との間の範囲に重なるように配置する」ことを示しており、この範囲内であれば、ガス通気部123を先端側や基端側に位置させたとしても、良好な応答性を得ることができるという甲１の効果を得られることを示唆していること、（ｂ）甲１の段落［0009］に記載の「白金の使用量を削減」、「検出素子の長さを短縮」という要請があること、（ｃ）甲１の図７に記載されたセラミックリング133が工具係合部317の基端部付近に位置していること、（ｄ）甲１の変形形態２（FIG.7からFIG.9）の「排気ガス(G)の流れは、ガス導入空間(S2)内に導入された後にプロテクタ(360)のガス導入孔(367)を通過することで整流（層流）になるため、検出素子(120)のガス通気部(123)の周囲において、排気ガス(G)の流れが整流（層流）になる。これにより、排気ガス(G)を、スムーズにガス通気部(123)に通過させることが可能となり、良好な応答性を得ることができる。」（［0141］）という効果は、実施形態の効果と同じであること、及び、（ｅ）甲１の請求項１及び[0089]に記載された「ガス導入孔（167）が検出素子（120）の先端（120b）よりも基端側に位置する」ことは、検出素子の先端を基準にして、これよりも基端側にガス導入孔の領域が位置していればよいことを示していると解されることを根拠に、（ｆ）実施形態のガスセンサ100において良好な応答性を維持しつつ、甲１の図１に記載されたセラミックリング133を工具係合部317の基端部付近まで基端側にずらして、検出素子120の長さを短縮し、ガス通気部123の先端123bをガス導入孔167の基端の位置L3よりも僅かに先端側に配置させた構造（「検出素子短縮構造」）を採用することは容易であり、（ｇ）当該「検出素子短縮構造」は、「センサ電極の全体は、プロテクタ(160,170)の外周部に形成されたすべてのガス導入孔(167,177)よりも長手方向の基端側に位置している」構成を満たし、（ｈ）センサ素子120のガス通気部123の全体が金属シェル110の先端110bよりも基端側に配置されることになる旨主張する。

（第３の２（１）ア（オ））

ｂ 請求人の上記主張について検討する。
（ａ）上記１（１）イ（ア）（イ）で述べたように、甲１は、白金の使用量の削減を意図して検出素子の先端側に位置する検出素子の一部を短縮すると、検出素子のガス通気部の少なくとも一部が金属シェルの先端よりも基端側に配置され、ガス通気部は、内側プロテクタのガス導入孔よりも基端側に配置されることになり、被測定ガスが、ガス通気部に沿って流れることが困難となり、その結果、ガスセンサの応答性が低下するという課題を解決しようとするものであり、甲１発明は、検出素子１２０を短縮した結果、ガス通気部１２３の少なくとも一部が、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置するようになったものである。
そのため、甲１発明において、更に検出素子１２０を短縮する動機があるとはいえない。

（ｂ）甲１発明では、ガス導入孔１６７の全体は、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側の位置に形成されている。これは、上記（甲１−ア）に記載された従来のガスセンサが、検出素子の先端よりも基端側にガス導入孔の全体が配置されたタイプのガスセンサであり、甲１発明は、当該タイプのガスセンサにおいて、検出素子を短縮した場合の応答性の低下という課題に対処しようとする発明であることに起因するものと解される。
してみると、甲１発明は、ガス導入孔１６７の全体が、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側の位置に形成されていることを前提とした発明であるといえるから、甲１発明において、検出素子１２０の先端１２０ｂがガス導入孔１６７の先端１６７ｂよりも基端側に位置する「検出素子短縮構造」を採用する動機があるとはいえない。
この点、請求人は、甲１の請求項１及び[0089]に記載の「ガス導入孔（167）が検出素子（120）の先端（120b）よりも基端側に位置する」は、検出素子の先端を基準にして、これよりも基端側にガス導入孔の領域が位置していることを意味し、ガス導入孔１６７の一部が検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側にあれば、ガス導入孔１６７が、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側の位置に形成されていることに含まれる旨主張するが、甲１には、ガス導入孔（167）の少なくとも一部が検出素子（120）の先端（120b）よりも基端側に位置すればよいことを明示する記載はない。そして、一般に「Ａ」は「Ｂの上端」より「下側」に位置するとの記載は、特段の説明や事情等がなければ、Ａ全体がＢの上端よりも下側にあると解することが自然である。そのため、甲１の「ガス導入孔（167）が検出素子（120）の先端（120b）よりも基端側に位置する」との記載が、ガス導入孔１６７の一部が検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側にあればよいことを意味するものと解することはできない。

（ｃ）甲１の図７ないし９に記載された変形形態２は、ガス通気部１２３の全体が金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に配置されているが、変形形態２は、甲１発明に対して単にガス通気部１２３を含む検出素子１２０を基端側に移動させたものではなく、金属シェル３１０の先端側内表面３１３ｂとプロテクタ３６０の外表面３６０ｄとで形成されるガス導入空間Ｓ２を軸線方向に深く形成するとともに、ガス導入孔３６７の基端３６７ｃがガス導入空間Ｓ２の基端Ｓ２Ｅと一致する位置にガス導入孔３６７を設けている。そのため、この点で「検出素子短縮構造」と図７ないし９に記載された変形形態２とは相違する。
そして、変形形態２である図７ないし９に記載されたガス通気部１２３とガス導入孔３６７の軸線方向の位置関係は、実施形態である図１ないし３に記載されたガス通気部１２３とガス導入孔１６７の軸線方向の位置関係と同様に、ガス通気部１２３の基端１２３ｃはガス導入孔３６７の基端３６７ｃよりも先端側に位置し、ガス通気部１２３の先端１２３ｂはガス導入孔３６７の先端３６７ｂよりも先端側に位置しており、この配置により、ガス通気部１２３の全体が金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に配置されても、良好な応答性を維持することができるものと解される。
してみると、甲１に記載された変形形態２が、請求人が提示する「検出素子短縮構造」を採用する動機となるものとはいえない。

（ｄ）確かに、甲１の段落[0105]等には、ガス通気部１２３の基端１２３ｃがガス導入孔１６７の先端１６７ｂの位置よりも基端側に位置し、ガス通気部１２３の先端１２３ｂがガス導入孔１６７の基端１６７ｃの位置よりも先端側に位置している旨の記載があり、同様の記載は、上記（甲１−キ）の請求項１の特定事項にも含まれており、甲１発明も当該位置関係を特定している。
しかしながら、上記イで説示したように、位置関係３があるとしても、多くの仮定が重なった結果起こりうる態様を採用することが容易であるとはいえない。

（ｅ）よって、請求人の上記主張は採用できない。

（２）本件発明２について
ア 本件発明２と甲１発明とを対比する。
本件発明２は、本件発明１に「上記センサ電極の全体は、上記保護カバーの基端位置よりも基端側に位置していること」という特定事項を付加したものである。
よって、上記（１）アの本件発明１と甲１発明の対比を踏まえると、本件発明２と甲１発明とは、次の相違点Ａ’で相違する。
（相違点Ａ’）
上記固体電解質体の上記長手方向の先端部に設けられた２種類の電極が、本件発明１においては、「被測定ガスに晒されて被測定ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被測定ガスに晒されて上記ポンプ電極によって酸素濃度が調整された後の被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極」であり、「該センサ電極の全体は、上記保護カバーの外周部に形成されたすべての上記カバー導入孔よりも上記長手方向の基端側に位置し」、「上記センサ電極の上記長手方向の基端位置は、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置し」、「上記センサ電極の全体は、上記保護カバーの基端位置よりも基端側に位置していること」が特定されているのに対し、甲１発明においては、「検出電極及び基準電極」であり、配置の詳細については特定されていない点。

イ 上記相違点Ａ’について検討する。
上記相違点Ａ’は、上記相違点Ａに対して「上記センサ電極の全体は、上記保護カバーの基端位置よりも基端側に位置していること」という特定を加えたものである。
したがって、上記（１）イで検討した相違点Ａと同じ理由により、相違点Ａ’は、当業者が容易に想到しうる事項とはいえない。

ウ 以上のとおりであるから、本件発明２は、甲１発明及び甲２技術事項ないし甲４技術事項に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。

（３）本件発明３について
ア 本件発明３と甲１発明とを対比する。
甲１発明の「内側プロテクタ１６０」、「ガス導入孔１６７」、「外側プロテクタ１７０」及び「ガス導入孔１７７」は、それぞれ本件発明３の「第１保護カバー」、「第１保護カバーの外周部に形成された上記カバー導入孔」、「第２保護カバー」及び「第２保護カバーの外周部に形成された上記カバー導入孔」に相当する。

よって、上記（１）アの本件発明１と甲１発明の対比を踏まえると、本件発明３と甲１発明とは、上記（１）ア（キ）の相違点Ａに加えて、次の相違点Ｂで相違する。
（相違点Ｂ）
第１保護カバーの外周部に形成された上記カバー導入孔と第２保護カバーの外周部に形成された上記カバー導入孔との位置関係について、本件発明３は、上記第１保護カバーの外周部に形成された上記カバー導入孔は、上記第２保護カバーの外周部に形成された上記カバー導入孔よりも上記長手方向の先端側に位置するのに対し、甲１発明は、外側プロテクタ１７０のガス導入孔１７７が、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７よりも軸線方向先端側にある点。

イ 相違点Ａについては、上記（１）イで説示したとおりである。

ウ 上記相違点Ｂについて検討する。
甲１には、外側プロテクタ１７０のガス導入孔１７７と内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７の軸線方向における位置関係を逆転させることについて、明示又は示唆する記載はない。
外側プロテクタ１７０のガス導入孔１７７と内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７の配置は、内側プロテクタ１６０内における被測定ガスの流線に大きく影響するものであり、それにより検出素子の応答性にも影響するものである。
そのため、外側プロテクタ１７０のガス導入孔１７７と内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７の配置は、ガスセンサ全体の設計思想に応じて定めるべき事項である。
しかも、甲１発明の内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７は、その少なくとも一部が、金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置しており、そのようなガス導入孔１６７よりも基端側に外側プロテクタ１７０のガス導入孔１７７を配置するためには、外側プロテクタ１７０の形状を含めた大幅な変更が必要となる。
したがって、甲１発明において、内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７を外側プロテクタ１７０のガス導入孔１７７よりも軸線方向先端側に設ける動機があるとはいえない。
よって、甲１発明において、相違点Ｂに係る本件発明３の発明特定事項を備えたものとすることは、当業者が容易に想到しうることとはいえない。

エ 以上のとおりであるから、本件発明３は、甲１発明及び甲２技術事項ないし甲４技術事項に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。

（４）本件発明４について
ア 本件発明４と甲１発明とを対比する。
本件発明４は、本件発明１に「上記センサ電極の全体が、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置して、上記碍子の先端面と上記ハウジングの内周面とによって形成される凹部内に配置されていること」という特定事項を付加したものである。
よって、上記（１）アの本件発明１と甲１発明の対比を踏まえると、本件発明４と甲１発明とは、次の相違点Ａ”で相違する。
（相違点Ａ”）
上記固体電解質体の上記長手方向の先端部に設けられた２種類の電極が、本件発明１においては、「被測定ガスに晒されて被測定ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被測定ガスに晒されて上記ポンプ電極によって酸素濃度が調整された後の被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極」であり、「該センサ電極の全体は、上記保護カバーの外周部に形成されたすべての上記カバー導入孔よりも上記長手方向の基端側に位置し」、「上記センサ電極の上記長手方向の基端位置は、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置し」、「上記センサ電極の全体が、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置して、上記碍子の先端面と上記ハウジングの内周面とによって形成される凹部内に配置されていること」が特定されているのに対し、甲１発明においては、「検出電極及び基準電極」であり、配置の詳細については特定されていない点。

イ 上記相違点Ａ”について検討する。
上記相違点Ａ”は、上記相違点Ａに対して「上記センサ電極の全体が、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置して、上記碍子の先端面と上記ハウジングの内周面とによって形成される凹部内に配置されていること」という特定を加えたものである。
したがって、上記（１）イで検討した相違点Ａと同じ理由により、相違点Ａ”は、当業者が容易に想到しうる事項とはいえない。

ウ 以上のとおりであるから、本件発明４は、甲１発明及び甲２技術事項ないし甲４技術事項に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。

（５）本件発明５について
ア 本件発明５と甲１発明とを対比する。
上記（１）アの本件発明１と甲１発明の対比を踏まえると、本件発明５と甲１発明とは、上記（１）ア（キ）の相違点Ａに加えて、次の相違点Ｃで相違する。
（相違点Ｃ）
上記センサ素子の上記長手方向の先端位置について、本件発明５は、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置して、上記碍子の先端面と上記ハウジングの内周面とによって形成される凹部内に配置されているのに対し、甲１発明は、そのような特定はされていない点。

イ 相違点Ａについては、上記（１）イで説示したとおりである。

ウ 上記相違点Ｃについて検討する。
甲１の[0127]〜[0143] に記載された、プロテクタを１つとするとともに、金属シェル１１０の工具係合部３１７よりも基端側に位置する部位の軸線方向長さを長くして金属シェル３１０のガス導入空間Ｓ２を大きくした、変形形態２に係る図７〜９から、検出素子１２０の先端１２０ｂが金属シェル１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置し、セラミックリング１３３の先端面と金属シェル１１０の内周面とによって形成される凹部内に配置されていることが見て取れる。
すなわち、甲１に記載された変形形態２は、相違点Ｃに係る本件発明５の発明特定事項を備えている。
したがって、甲１発明を、変形形態２のごとく相違点Ｃに係る本件発明５の発明特定事項を備えたものとすることは、当業者であれば容易になしうることである。

エ 以上のとおりであるから、本件発明５は、甲１発明及び甲２技術事項ないし甲４技術事項に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。

（６）本件発明６について
ア 本件発明６と甲１発明とを対比する。
上記（１）アの本件発明１と甲１発明の対比を踏まえると、本件発明６と甲１発明とは、上記（１）ア（キ）の相違点Ａに加えて、次の相違点Ｄで相違する。
（相違点Ｄ）
上記センサ素子の構成について、本件発明６は、上記固体電解質体の表面に被測定ガスを導入する被測定ガス空間を有しており、上記ポンプ電極及び上記センサ電極は、上記被測定ガス空間に導入される被測定ガスに晒されており、上記センサ素子の先端には、拡散抵抗体を介して上記被測定ガス空間に被測定ガスを導入するための導入口が形成されているのに対し、甲１発明は、ガス検出体が、ジルコニアを主体とする固体電解質体、及び、白金を主体とする一対の検出電極及び基準電極などから構成され、排気ガスＧを検出素子１２０の外部から内部（ガス測定室）に導入するように、検出素子１２０の先端部１２１の軸線方向について同位置に、平面視矩形状で同寸法のガス通気部１２３が２つ設けられており、これらのガス通気部１２３は、検出素子１２０の外部と検出素子１２０の内部に設けられたガス測定室とを繋ぐ通路に設けられた多孔質体である点。

イ 相違点Ａについては、上記（１）イで説示したとおりである。

ウ 上記相違点Ｄについて検討する。
相違点Ｄのうち、「上記固体電解質体の表面に被測定ガスを導入する被測定ガス空間を有しており、上記ポンプ電極及び上記センサ電極は、上記被測定ガス空間に導入される被測定ガスに晒されて」いる点は、上記ＮＯｘセンサ周知技術と一致する。
また、相違点Ｄのうち、残りの「上記センサ素子の先端には、拡散抵抗体を介して上記被測定ガス空間に被測定ガスを導入するための導入口が形成されている」点も、甲３技術事項及び甲４技術事項に開示されているように、ＮＯｘセンサにおいて従来周知（以下当該周知な構成を「ＮＯｘセンサ周知技術２」という。）である。
そこで、ＮＯｘセンサ周知技術２を甲１発明に採用することについて検討するに、ＮＯｘセンサ周知技術２ではセンサ素子の先端に被測定ガスの導入口が形成されているから、ガス通気部１２３は検出素子１２０の先端１２０ｂに形成される、つまりガス通気部１２３は軸線方向に長さを実質的に持たない態様になり、検出素子１２０の先端１２０ｂとガス通気部１２３の先端１２３ｂ及び基端１２３ｃ（先端１２３ｂ及び基端１２３ｃは同じ位置となる）の軸線方向位置は一致することになる。その場合、甲１発明で特定されている「内側プロテクタ１６０の側壁部１６１のうち、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも基端側の位置には、被測定ガスを内側プロテクタ１６０の外部から内部に導入するガス導入孔１６７が形成されて」いることと、「ガス通気部１２３の基端１２３ｃはガス導入孔１６７の先端１６７ｂよりも基端側に位置し」ていることとの双方を同時に満たすことはできない。
したがって、甲１発明、ＮＯｘセンサ周知技術及びＮＯｘセンサ周知技術２に触れた当業者といえども、甲１発明を相違点Ｄに係る本件発明６の発明特定事項を備えたものとすることは、容易になしうることとはいえない。

エ 以上のとおりであるから、本件発明６は、甲１発明及び甲２技術事項ないし甲４技術事項に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。

（７）まとめ
以上のとおり、本件発明１ないし６は、甲１発明及び甲２技術事項ないし甲４技術事項に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえないから、その特許は、無効とすべきものではない。

３ 無効理由２（サポート要件違反）について
（１）本件特許の明細書の発明の詳細な説明には、以下の記載がある。
「【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出するガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気ガス等を被測定ガスとして、被測定ガス中のＮＯｘ等の特定ガス成分の濃度を検出するガスセンサにおいては、ポンプセルによって被測定ガス中の酸素濃度を調整し、センサセルによって、酸素濃度が調整された被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出している。
ポンプセルを構成する電極及びセンサセルを構成する電極は、適切な温度範囲内に制御する必要がある。具体的には、ポンプセルを構成する電極は、酸素を分解する一方、特定ガス成分を分解しない温度範囲に制御し、センサセルを構成する電極は、特定ガス成分を分解する一方、水を分解しない温度範囲に制御している。
【０００３】
例えば、特許文献１においては、被測定ガス中の特定ガス成分を測定するセンサ素子と、センサ素子の先端部を覆う内側保護カバー及び外側保護カバーとを有するガスセンサについて開示されている。このガスセンサにおいては、内側保護カバーの内側ガス導入孔の合計開口面積Ａ１と外側保護カバーの外側ガス導入孔の合計開口面積Ａ２とが、Ａ１／Ａ２≧１の関係を有することにより、外側ガス導入孔から外側保護カバー内に導入された被測定ガスが内側ガス導入孔を通過する流速が低減される。このように、各ガス導入孔の合計開口面積の比を規定することにより、保護カバー内への被測定ガスの進入によるセンサ素子の温度変動を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８１５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のガスセンサにおいては、センサ素子における、ポンプ電極、センサ電極等が設けられた温度検知部の全体が、ハウジングの先端面よりも先端側に突出する位置に配置されている。そして、センサ素子における、ポンプ電極及びセンサ電極が設けられた部位の周辺には、被測定ガスが衝突しやすい状態が形成されている。
また、ガスセンサにおいては、ポンプセルのインピーダンスが温度によって変化することを利用して、センサ素子の温度の制御を行っている。具体的には、ポンプセルのインピーダンスに応じてポンプ電極の温度を制御することによって、センサセルの温度も間接的に制御している。そのため、被測定ガスが、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突しやすい状態が形成されていると、センサ電極の温度に変動が生じやすくなる。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、センサ電極の温度変動を抑えて、特定ガス成分濃度の検出精度を高めることができるガスセンサを提供しようとして得られたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、ハウジングと、
該ハウジングの内周側に保持された碍子と、
該碍子に挿通された、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体を有し、長手方向の先端部が上記碍子の先端面から突出するセンサ素子と、
該センサ素子の上記先端部を覆うよう上記ハウジングの先端側に取り付けられ、被測定ガスを上記センサ素子の上記先端部に導くためのカバー導入孔が形成された保護カバーと、を備えるガスセンサにおいて、
上記固体電解質体の上記長手方向の先端部には、被測定ガスに晒されて被測定ガス中の酸素濃度を調整するためのポンプ電極と、被測定ガスに晒されて上記ポンプ電極によって酸素濃度が調整された後の被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出するためのセンサ電極とが設けられており、
該センサ電極の全体は、上記保護カバーの外周部に形成されたすべての上記カバー導入孔よりも上記長手方向の基端側に位置しており、
上記センサ電極の上記長手方向の基端位置は、上記ハウジングの先端面よりも基端側に位置していることを特徴とするガスセンサにある。
【発明の効果】
【０００８】
上記ガスセンサにおいては、ハウジングの先端面と、センサ素子におけるセンサ電極との位置関係に工夫をしている。
具体的には、センサ素子におけるセンサ電極の長手方向の基端位置を、ハウジングの先端面よりも基端側に位置させている。そして、センサ端子にセンサ電極が設けられた部位の少なくとも一部は、ハウジング内に入っている。
【０００９】
ガスセンサによって被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出する際には、被測定ガスは、保護カバーの導入孔から保護カバー内に導入され、センサ素子（ 固体電解質体） の長手方向の先端部に接触する。このとき、センサ電極の長手方向の基端位置がハウジングの先端面よりも基端側に位置していることにより、センサ素子における、センサ電極が設けられた部位の周辺に被測定ガスが衝突しにくくなる、あるいは、センサ素子における、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突する被測定ガスの流速が遅くなる。これにより、被測定ガスの温度変化によって、センサ電極の温度が変動しにくくすることができる。
【００１０】
それ故、上記ガスセンサによれば、センサ電極の温度変動を抑えることにより、特定ガス成分濃度の検出精度を高めることができる。」

（２）発明の詳細な説明の上記記載から、以下のことが読み取れる。
ア 被測定ガス中のＮＯｘ等の特定ガス成分の濃度を検出するガスセンサは、ポンプセルによって被測定ガス中の酸素濃度を調整し、センサセルによって、酸素濃度が調整された被測定ガス中の特定ガス成分濃度を検出している。そのために、ポンプセルを構成する電極は、酸素を分解する一方、特定ガス成分を分解しない温度範囲に制御し、センサセルを構成する電極は、特定ガス成分を分解する一方、水を分解しない温度範囲に制御している。（【０００２】）
イ 温度制御の例として、センサ素子を覆う内側保護カバー及び外側保護カバーのガス導入孔の面積比を規定して内側ガス導入孔を通過する被測定ガスの流速を低減し、保護カバー内への被測定ガスの進入によるセンサ素子の温度変動を抑える技術（【０００３】）、ポンプセルのインピーダンスが温度によって変化することを利用して、ポンプセルのインピーダンスに応じてポンプ電極の温度を制御することによって、センサセルの温度も間接的に制御する技術（【０００５】）がある。
ウ 従来のガスセンサは、センサ素子における、ポンプ電極、センサ電極等が設けられた温度検知部の全体が、ハウジングの先端面よりも先端側に突出する位置に配置されており、ポンプ電極及びセンサ電極が設けられた部位の周辺には、被測定ガスが衝突しやすい状態が形成されている。（【０００５】）
エ そのため、センサ素子の温度制御に係る従来の対策を施していても、被測定ガスが、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突しやすい状態が形成されていると、センサ電極の温度に変動が生じやすくなるという問題がある。（【０００５】）
オ そこで、本件発明は、センサ素子におけるセンサ電極の長手方向の基端位置を、ハウジングの先端面よりも基端側に位置させる（【０００８】、【０００９】）ことにより、センサ素子における、センサ電極が設けられた部位の周辺に被測定ガスが衝突しにくくし、あるいは、センサ素子における、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突する被測定ガスの流速が遅くなるようにし、被測定ガスの温度変化があっても、センサ電極の温度が変動しにくくすることで、特定ガス成分濃度の検出精度を高めるものである。（【０００９】、【００１０】）

（３）すなわち、本件発明は、センサ素子における、ポンプ電極、センサ電極等が設けられた温度検知部の全体が、ハウジングの先端面よりも先端側に突出する位置に配置されるという、被測定ガスがセンサ電極が設けられた部位の周辺に衝突しやすい状態が形成されていると、センサ電極の温度に変動が生じやすくなるという課題を、センサ素子におけるセンサ電極の長手方向の基端位置を、ハウジングの先端面よりも基端側に位置させることにより解決するものと解される。

（４）そこで、本件発明１ないし６を見ると、「上記センサ電極（２３）の上記長手方向（Ｌ）の基端位置（２３１）は、上記ハウジング（１１Ａ，１１Ｂ）の先端面（１１１）よりも基端側に位置していること」が特定されている。
そして、センサ素子の温度制御の態様によらず、センサ素子におけるセンサ電極の長手方向の基端位置を、ハウジングの先端面よりも基端側に位置させることにより、センサ素子におけるセンサ電極の長手方向の基端位置がハウジングの先端面よりも先端側に位置している場合と比較して、センサ電極が設けられた部位の周辺に被測定ガスが衝突しにくくなり、あるいは、センサ素子における、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突する被測定ガスの流速が遅くなり、被測定ガスの温度変化があっても、センサ電極の温度が変動しにくくなることが理解できる。

（５）したがって、本件発明１ないし６は、発明が解決しようとする課題を解決するための手段が反映されているものであって、発明の詳細な説明に記載したものである。

（６）ア 請求人は、本件特許の明細書には「ガスセンサにおいては、ポンプセルのインピーダンスが温度によって変化することを利用して、センサ素子の温度の制御を行っている。具体的には、ポンプセルのインピーダンスに応じてポンプ電極の温度を制御することによって、センサセルの温度も間接的に制御している。そのため、被測定ガスが、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突しやすい状態が形成されていると、センサ電極の温度に変動が生じやすくなる。」（【０００５】）と記載されており、本件発明１〜６は、ポンプセルのインピーダンスに応じてポンプ電極の温度を制御することによって、センサ電極の温度を間接的に制御していることが前提のもと、特定ガス成分濃度の検出精度を高めるためにセンサ電極の位置を特定した発明であるところ、発明の詳細な説明には当該前提以外の態様でもよい旨の記載はなく、ポンプ電極の温度制御を行わない場合には、特定ガス成分濃度の検出精度がそもそも得られず、ガスセンサとして機能しないことから、「センサ電極の温度を直接制御しているセンサ」や「いずれの電極の温度制御も全く行わないセンサ」までも含む本件発明１〜６の範囲まで、発明の詳細な説明に開示された内容を拡張ないし一般化できるとはいえない旨主張する。（第３の２（２））

イ しかしながら、上記（３）で述べたとおり、本件発明は、センサ素子における、ポンプ電極、センサ電極等が設けられた温度検知部の全体が、ハウジングの先端面よりも先端側に突出する位置に配置されるという、被測定ガスがセンサ電極が設けられた部位の周辺に衝突しやすい状態が形成されていると、センサ電極の温度に変動が生じやすくなるという課題を、センサ素子におけるセンサ電極の長手方向の基端位置を、ハウジングの先端面よりも基端側に位置させることにより解決するものと解され、上記（４）で述べたとおり、センサ素子の温度制御の態様によらず、センサ素子におけるセンサ電極の長手方向の基端位置を、ハウジングの先端面よりも基端側に位置させることにより、センサ素子におけるセンサ電極の長手方向の基端位置がハウジングの先端面よりも先端側に位置している場合と比較して、センサ電極が設けられた部位の周辺に被測定ガスが衝突しにくくなり、あるいは、センサ素子における、センサ電極が設けられた部位の周辺に衝突する被測定ガスの流速が遅くなり、被測定ガスの温度変化があっても、センサ電極の温度が変動しにくくなることが理解できるから、「ポンプセルのインピーダンスに応じてポンプ電極の温度を制御することによって、センサセルの温度も間接的に制御」することが特定されていないことをもって、本件発明１ないし６が発明の詳細な説明に記載したものでないということはできない。
したがって、請求人の主張は採用できない。

（７）以上のとおり、本件発明１ないし６は発明の詳細な説明に記載したものであって、特許法第36条第6項第1号に規定する要件を満たしているから、その特許は、無効とすべきものではない。

第６ むすび
以上のとおりであるから、本件特許の請求項１ないし６に係る発明についての特許は、無効理由１及び２によっては、無効とすることはできない。
審判に関する費用については、特許法第169条第2項の規定で準用する民事訴訟法第61条の規定により、請求人の負担とする。
よって、結論のとおり審決する。
 
別掲 （行政事件訴訟法第４６条に基づく教示） この審決に対する訴えは、この審決の謄本の送達があった日から３０日（附加期間がある場合は、その日数を附加します。）以内に、この審決に係る相手方当事者を被告として、提起することができます。
 
審理終結日 2022-03-09 
結審通知日 2022-03-11 
審決日 2022-03-25 
出願番号 P2015-184367
審決分類 P 1 113・ 537- Y (G01N)
P 1 113・ 121- Y (G01N)
最終処分 02   不成立
特許庁審判長 井上 博之
特許庁審判官 渡戸 正義
蔵田 真彦
登録日 2019-08-02 
登録番号 6561719
発明の名称 ガスセンサ  
代理人 特許業務法人あいち国際特許事務所  
代理人 特許業務法人暁合同特許事務所  

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