(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の性状及び／又は気体が含有する成分の濃度を検出するためのセンサ素子、及び
前記センサ素子を覆うように設けられ、その内部に前記気体を導入する導入孔を有するカバー、
を備えるガスセンサであって、
前記カバーの外面のうち前記気体が流れる方向における下流側に位置する部分の少なくとも一部のみを、当該部分との間に予め定められた間隔を空けて覆うように設けられたガイド壁、
を更に備えることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサであって、
前記ガイド壁が、前記カバーの外面のうち前記気体が流れる方向における下流側に位置する部分に存在する前記導入孔の近傍のみを覆うように配置されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項３】
請求項１に記載のガスセンサであって、
前記ガイド壁が、前記カバーの外面のうち前記気体が流れる方向における下流側に位置する部分の全体を覆うように配置されていることを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサに関する。詳しくは、本発明は、センサ素子を覆うカバーを備えるガスセンサの検出感度を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を始めとする様々な技術分野において、気体の性状及び／又は気体が含有する成分の濃度を検出するための各種ガスセンサが、様々な目的のために使用されている。例えば、内燃機関においては、排気通路に設けられたガスセンサにより、排気ガス中の酸素濃度や空燃比等が検出され、内燃機関における空燃比制御による燃費の改善や有害物質の排出量の削減等に貢献している。
【０００３】
これらのガスセンサは、上記のように検出対象となるガス（対象ガス）の通路（流路）に設けられるため、例えば、対象ガス中に含まれる異物等の衝突による破損、対象ガス中に含まれる不純物等の付着による汚損等の不都合が生ずる虞がある。そこで、当該技術分野においては、対象ガスを内部に導入する導入孔を有するカバーによってガスセンサのセンサ素子を覆うことにより、上記のような破損や汚損からセンサ素子を保護する試みがなされてきた。
【０００４】
ところが、上記のようにセンサ素子をカバーで覆うと、例えば、対象ガスに含まれる水分（水蒸気）が上記カバーの表面において凝縮し、水滴となって、カバーの表面に付着するのみならず、上記導入孔を通ってカバーの内部に進入し、センサ素子にまで付着する場合がある。センサ素子は対象ガスの性状（例えば、温度）や含有成分（例えば、酸素）の濃度に対応する信号を電流や電圧として送出するものが一般的である。従って、上記のようにセンサ素子に水滴が付着すると、当該ガスセンサの検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）が低下したり、当該ガスセンサやセンサ素子を故障させたりする虞がある。
【０００５】
特に、高い印加電圧や動作温度を必要とするセンサ素子においては、上記のようにセンサ素子に水滴が付着すると、放電や熱衝撃によるセンサ素子の破損を生ずる危険性が高いことから、センサ素子への水滴の付着を防止する必要性が高い。例えば、対象ガスが含有する酸素の濃度を検出する酸素センサは、高温に加熱された安定化ジルコニア（セラミックス）の酸素イオン伝導性を利用するタイプのものが一般的である。かかる酸素センサにおいては、印刷又は焼成等の手法によって白金等の金属で形成されたヒータがセンサ素子の表面に設けられている。酸素センサの最適な特性を得るためには一定の温度にセンサ素子を加熱する必要があるため、上記ヒータに電圧が印加され、センサ素子が高温に加熱される。このように高温に加熱されたセンサ素子に水滴が付着すると、熱衝撃によりセラミックス製のセンサ素子が割れる等の問題が生ずる虞が高い。
【０００６】
そこで、当該技術分野においては、かかる問題を回避すべく、センサ素子のカバーを二重にしたり、内側のカバーが有する導入孔の位置と外側のカバーが有する導入孔の位置とをずらしたり、内側のカバーの表面に付着した水滴が、内側のカバーが有する導入孔に侵入し難くなり、且つ同水滴が排出部に案内されるように構成された形状を、内側のカバーの外面のうち外側のカバーが有する導入孔の位置に対向する部分に設けたりする対策がなされてきた（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
また、対象ガス中に含まれる不純物等の付着によるガスセンサの汚損については、例えば、側面にのみ導入孔を備える内側カバーと、導入孔を備えず底部が開放されている円筒状の外側カバーとで、センサ素子を覆うことにより、対象ガス（例えば、内燃機関から排出される排気排ガス等）に含まれる不純物（例えば、カーボン、エンジンオイル等。以降、「デポジット」と総称する場合がある）等の付着によって内側カバーが有する導入孔が目詰まりすることを防止する試みもなされている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００８】
以上のように、ガスセンサに関する技術分野においては、対象ガス中に含まれる異物等の衝突によるガスセンサの破損、対象ガス中に含まれる不純物等の付着によるガスセンサの汚損等の問題を低減すべく、センサ素子のカバーを多重化したり、ガスセンサの外部からセンサ素子に至る経路を複雑化する構造（以降、「ラビリンス構造」とも称する）を設けたりする試みがなされている。
【０００９】
しかしながら、上記のようにセンサ素子のカバーを多重化したり、ラビリンス構造を設けたりすると、対象ガス中に含まれる成分の凝縮液の液滴（例えば、水蒸気が凝縮して得られる水滴）や不純物（例えば、デポジット等）がセンサ素子や導入孔に付着することが抑制されることに加えて、対象ガスそのものもセンサ素子に到達し難くなってしまう。その結果、ガスセンサの検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）が低下するという問題が生ずる。
【００１０】
また、プラントや内燃機関等の実際の設備や機械においてガスセンサが設けられる箇所は、それらの設計仕様やセンサ搭載上の制約等により、必ずしも理想的な箇所ではない場合がある。例えば、内燃機関の排気通路に設けられる空燃比センサの配置は、エキゾーストマニホルドの形状等によって制約される。その結果、例えば、空燃比気筒間インバランスの検出に理想的な箇所に空燃比センサを設けることができず、空燃比気筒間インバランスの検出感度が不十分となる場合がある。
【００１１】
一方、技術分野の如何に拘わらず、例えば、石油資源の節約、二酸化炭素等の地球温暖化ガスの排出量の削減、有害物質の排出量の削減等、地球環境保護の観点に立った種々の規制が強化される傾向は共通している。例えば、内燃機関においては、燃費の更なる向上が継続的に求められており、また、車載式故障診断システム（ＯＢＤシステム）の導入により、個々の車両において排出ガスの診断を可能とすることが求められている。かかる燃費の更なる向上や有害物質の排出量の更なる削減等を実現するためには、より正確且つ適確な空燃比制御等の実施が必要であり、より高い検出感度を有するガスセンサが不可欠である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１１３７２７号公報
【特許文献２】特開平１０−２５３５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述のように、内燃機関を始めとする様々な技術分野において、より高い検出感度を有するガスセンサが必要とされている。しかしながら、その一方では、実装上の制約等から、必ずしも理想的な箇所にガスセンサを配設することができず、その結果、ガスセンサの検出感度が不十分となる場合がある。また、センサ素子のカバーを多重化したり、ラビリンス構造を設けたりすることにより、対象ガス中に含まれる成分の凝縮液の液滴や不純物がセンサ素子や導入孔に付着することは抑制されるものの、対象ガスそのものもセンサ素子に到達し難くなり、結果として、ガスセンサの検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）が低下するという問題が生じている。
【００１４】
即ち、当該技術分野においては、対象ガス中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるガスセンサの汚損や破損を抑制しつつ、従来技術に勝る、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を有するガスセンサに対する継続的な要求が存在する。本発明は、かかる要求に応えるべく創作されたものである。即ち、本発明の目的は、検出対象となる気体（対象ガス）中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるガスセンサの汚損や破損を抑制しつつ、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を有するガスセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
ところで、前述のように、ガスセンサは対象ガスの通路に設けられるため、対象ガスが流れる方向における下流側に位置する導入孔においては、上流側に位置する導入孔と比較して、対象ガスの流入量が少なくなる。そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、前述のように、その内部に対象ガスを導入する導入孔を有するカバーによってセンサ素子が覆われているガスセンサにおいて、当該カバーの下流側の表面の少なくとも一部を覆うガイド壁を設けることにより、当該ガスセンサの検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を向上させることができることを見出し、本発明を想到するに至ったものである。
【００１６】
即ち、本発明の上記目的は、
気体の性状及び／又は気体が含有する成分の濃度を検出するためのセンサ素子、及び
前記センサ素子を覆うように設けられ、その内部に前記気体を導入する導入孔を有するカバー、
を備えるガスセンサであって、
前記カバーの外面のうち前記気体が流れる方向における下流側に位置する部分の少なくとも一部を、当該部分との間に予め定められた間隔を空けて覆うように設けられたガイド壁、
を更に備えることを特徴とするガスセンサによって達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るガスセンサにおいては、その内部に検出対象となる気体（対象ガス）を導入する導入孔を有するカバーによってセンサ素子を覆うことにより、従来技術と同様に、対象ガス中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるガスセンサの汚損や破損を抑制することができる。これに加えて、本発明に係るガスセンサにおいては、カバーの下流側の表面の少なくとも一部を覆うガイド壁を設けることにより、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）が達成される。即ち、本発明によれば、検出対象となる気体（対象ガス）中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるガスセンサの汚損や破損を抑制しつつ、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を有するガスセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の１つの実施態様に係るガスセンサの概略構成を示す側断面図(ａ)及び導入孔を通る平面による断面図（ｂ）である。
【図２】本発明のもう１つの実施態様に係るガスセンサの概略構成を示す、導入孔を通る平面による断面図である。
【図３】ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサ（ａ）及びガイド壁が設けられている本発明のもう１つの実施態様に係るガスセンサ（ｂ）のそれぞれについての、ガスセンサの周辺における対象ガス（検出対象となる気体）の圧力分布を表すコンタ図である。
【図４】内燃機関の１回の燃焼サイクル当たりに、カバーに設けられた導入孔（孔１乃至孔６）の各々を通ってガスセンサ内部に流入する対象ガスの質量を、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサ（ａ）とガイド壁が設けられている本発明のもう１つの実施態様に係るガスセンサ（ｂ）とで比較するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
前述のように、本発明は、検出対象となる気体（対象ガス）中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるガスセンサの汚損や破損を抑制しつつ、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を有するガスセンサを提供することを目的とする。
【００２０】
本発明者は、上記目的を達成するべく鋭意研究の結果、従来技術に係るガスセンサと同様に、その内部に対象ガスを導入する導入孔を有するカバーによってセンサ素子が覆われているガスセンサにおいて、当該カバーの下流側の表面の少なくとも一部を覆うガイド壁を更に設けることにより、当該ガスセンサの検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を向上させることができることを見出し、本発明を想到するに至ったものである。
【００２１】
（１）第１態様
本発明の第１態様は、
気体の性状及び／又は気体が含有する成分の濃度を検出するためのセンサ素子、及び
前記センサ素子を覆うように設けられ、その内部に前記気体を導入する導入孔を有するカバー、
を備えるガスセンサであって、
前記カバーの外面のうち前記気体が流れる方向における下流側に位置する部分の少なくとも一部を、当該部分との間に予め定められた間隔を空けて覆うように設けられたガイド壁、
を更に備えることを特徴とするガスセンサである。
【００２２】
上記センサ素子は、上記ガスセンサが検出しようとする気体の性状や含有成分等に応じて適宜選択されるものであり、特定の種類や構造に限定されるものではない。例えば、対象ガスが含有する酸素の濃度を検出しようとする場合（即ち、上記ガスセンサが酸素センサを構成する場合）、上記センサ素子としては、一般的には、高温に加熱された安定化ジルコニア（セラミックス）の酸素イオン伝導性を利用するタイプのものが採用される。
【００２３】
上記カバーは、上記ガスセンサが使用される環境（例えば、温度、圧力、及びガスの流量等）や検出対象となる気体（対象ガス）の性状（例えば、温度、腐食性等）、上記センサ素子の作動条件（例えば、作動温度等）等に耐え、且つ所望の形状及び大きさに加工することが可能である限り、如何なる材料によって構成されていてもよく、特定の材料に限定されるものではない。例えば、上記カバーは、ステンレス鋼によって形成することができる。
【００２４】
上記カバーの形状や大きさは、例えば、上記ガスセンサが配設される箇所の形状や大きさ（例えば、対象ガスの通路の形状や太さ等）、上記センサ素子の形状や大きさ、対象ガスの流動性や流速等、種々の要因に応じて適宜設計することができる。また、上記カバーの内側に第２のカバーが設けられていてもよい。即ち、センサ素子のカバーは、多重化されていてもよく、前述のような「ラビリンス構造」を呈するように構成されていてもよい。更に、上記カバー（及び、存在する場合には、第２のカバー）及び上記センサ素子の間の間隔（空隙）もまた、例えば、上記ガスセンサが配設される箇所の形状、上記センサ素子の形状や大きさ、対象ガスの流動性や流速等、種々の要因に応じて適宜設計することができる。
【００２５】
尚、上記カバーが有する導入孔の形状及び大きさは、対象ガス中に含まれることが想定される異物や不純物等の大きさや性状、及び上記ガスセンサの検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を考慮して適宜設計することができる。例えば、上記ガスセンサが酸素センサを構成する場合、上記導入孔は、例えば、１〜３ｍｍの直径を有し、その数が４〜８個であることが望ましい。
【００２６】
次に、上記ガイド壁は、上述のように、上記ガスセンサのカバーの下流側の表面の少なくとも一部を覆うように設けられる。より詳しくは、上記ガイド壁は、上記カバーの外面のうち、検出対象となる気体（対象ガス）が流れる方向における下流側に位置する部分の少なくとも一部を、当該部分との間に予め定められた間隔を空けて覆うように設けられる。上記ガイド壁の形状や大きさは、例えば、上記ガスセンサが配設される箇所の形状や大きさ（例えば、対象ガスの通路の形状や太さ等）、上記カバーの形状や大きさ、対象ガスの流動性や流速等、種々の要因に応じて適宜設計することができる。また、上記ガイド壁は、連続した１枚の壁面として形成されていてもよく、複数の不連続な壁面の集合体として形成されていてもよい。
【００２７】
更に、上記ガイド壁は、上記ガスセンサが使用される環境（例えば、温度、圧力、及びガスの流量等）や検出対象となる気体（対象ガス）の性状（例えば、温度、腐食性等）、上記センサ素子の作動条件（例えば、作動温度等）等に耐え、且つ所望の形状及び大きさに加工することが可能である限り、如何なる材料によって構成されていてもよく、特定の材料に限定されるものではない。例えば、上記ガイド壁は、ステンレス鋼によって形成することができる。
【００２８】
以上のような構成を有する本発明の第１態様に係るガスセンサにおいては、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと同様に、上記カバーにより、検出対象となる気体（対象ガス）中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるガスセンサの汚損や破損が抑制される。加えて、本発明の第１態様に係るガスセンサにおいては、従来技術に係るガスセンサと比較して、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を達成することができる。
【００２９】
本発明の第１態様に係るガスセンサが、従来技術に係るガスセンサと比較して、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を達成することができる理由は以下のように説明することができる。即ち、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサにおいては、前述のように、検出対象となる気体（対象ガス）が流れる方向における下流側に位置する導入孔からガスセンサ内部に流入する対象ガスの量が、上流側に位置する導入孔からガスセンサ内部に流入する対象ガスの量よりも少なくなる。これに対し、本発明の第１態様に係るガスセンサにおいては、上述のように、ガスセンサのカバーの下流側の表面の少なくとも一部を覆うようにガイド壁が設けられる。これにより、ガイド壁近傍の対象ガスの圧力が局所的に高まり、下流側に位置する導入孔からガスセンサ内部に流入する対象ガスの量が増大する。
【００３０】
結果として、本発明の第１態様に係るガスセンサにおいては、上記のようなガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと比較して、ガスセンサ内部に流入する対象ガスの総量が多くなる。従って、本発明の第１態様に係るガスセンサにおいては、従来技術に係るガスセンサと同様に、上記カバーにより、検出対象となる気体（対象ガス）中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるガスセンサの汚損や破損を抑制しつつ、上記のようなガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと比較して、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を達成することができる。
【００３１】
（２）第２態様
ところで、上記ガスセンサが配設される箇所の形状や大きさ（例えば、対象ガスの通路の形状や太さ等）等によっては、比較的大きな面積を有するガイド壁を採用すると、対象ガスの流れが著しく妨げられる等の不都合が生ずる場合（例えば、対象ガスの通路が細い場合や、対象ガスの流速が大きい場合等）がある。かかる不都合が生ずる場合は、ガイド壁の面積を小さくする必要がある。
【００３２】
一方、本発明に係るガスセンサにおいてガイド壁を設ける目的は、ガイド壁近傍の対象ガスの圧力を局所的に高めて、下流側に位置する導入孔からガスセンサの内部に流入する対象ガスの量を増大させることである。従って、上記のようにガイド壁の面積を小さくする必要がある場合であっても、少なくとも下流側に位置する導入孔の近傍にはガイド壁が配置されていなければ、所望の目的を達成することは困難である。
【００３３】
故に、本発明の第２態様は、
本発明の前記第１態様に係るガスセンサであって、
前記ガイド壁が、前記カバーの外面のうち前記気体が流れる方向における下流側に位置する部分に存在する前記導入孔の近傍のみを覆うように配置されていることを特徴とするガスセンサである。
【００３４】
上記のように、本発明の第２態様に係るガスセンサにおいては、カバーの外面のうち、検出対象となる気体（対象ガス）が流れる方向における下流側に位置する部分に存在する導入孔の近傍のみを覆うように、ガイド壁が配置されている。これにより、ガイド壁近傍の対象ガスの圧力を局所的に高めて、下流側に位置する導入孔からガスセンサの内部に流入する対象ガスの量を増大させるという、ガイド壁の設置目的を達成しつつ、当該ガスセンサが取り付けられる対象ガスの通路において、対象ガスの流れを必要以上に妨げることが回避される。
【００３５】
（３）第３態様
一方、上述の第２態様において想定した状況とは異なり、上記ガスセンサが配設される箇所の形状や大きさ（例えば、対象ガスの通路の形状や太さ等）等によっては、比較的大きな面積を有するガイド壁を採用しても、対象ガスの流れが妨げられる等の不都合が実用上問題にならない場合（例えば、対象ガスの通路が十分に太い場合や、対象ガスの流速が小さい場合等）がある。かかる場合には、ガイド壁の面積をできるだけ大きくして、ガイド壁近傍の対象ガスの圧力を十分に高め、下流側に位置する導入孔からガスセンサの内部に流入する対象ガスの量をできるだけ増大させることが望ましい。
【００３６】
但し、ガスセンサのカバーの上流側に位置する導入孔の近傍にまでガイド壁を拡張しても、導入孔からガスセンサの内部に流入する対象ガスの総量を増大させる効果が薄いばかりか、そもそも下流側に位置する導入孔よりも多い量の対象ガスが流入していた上流側に位置する導入孔からガスセンサの内部に流入する対象ガスの量を却って減少させてしまうので好ましくない。つまり、ガイド壁は、カバーの外面のうち検出対象となる気体（対象ガス）が流れる方向における下流側に位置する部分の全体を覆うように設けられることが望ましい。
【００３７】
従って、本発明の第３態様は、
本発明の前記第１態様に係るガスセンサであって、
前記ガイド壁が、前記カバーの外面のうち前記気体が流れる方向における下流側に位置する部分の全体を覆うように配置されていることを特徴とするガスセンサである。
【００３８】
上記のように、本発明の第３態様に係るガスセンサにおいては、カバーの外面のうち、検出対象となる気体（対象ガス）が流れる方向における下流側に位置する部分の全体を覆うように配置されている。これにより、ガイド壁近傍の対象ガスの圧力を局所的に高めて、下流側に位置する導入孔からガスセンサの内部に流入する対象ガスの量を増大させるという、ガイド壁の設置目的を最大限に達成することができる。
【００３９】
以上のように、本発明に係るガスセンサによれば、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと同様に、カバーにより、検出対象となる気体（対象ガス）中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるセンサの汚損や破損が抑制される。加えて、本発明に係るガスセンサにおいては、従来技術に係るガスセンサと比較して、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を達成することができる。即ち、本発明によれば、検出対象となる気体（対象ガス）中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるセンサの汚損や破損を抑制しつつ、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を有するガスセンサが提供される。
【００４０】
以下、本発明の幾つかの実施態様に係るガスセンサにつき、添付図面等を参照しつつ説明する。但し、以下に述べる説明はあくまで例示を目的とするものであり、本発明の範囲が以下の説明に限定されるものと解釈されるべきではない。
【実施例１】
【００４１】
前述のように、図１は、本発明の１つの実施態様に係るガスセンサの概略構成を示す側断面図(ａ)及び導入孔を通る平面による断面図（ｂ）である。図１（ａ）に示すように、本実施態様に係るガスセンサ１０は、センサ素子２１、センサ素子２１を覆うように設けられ、その内部に対象ガスを導入する導入孔３２を有するカバー３１、及びカバー３１の下流側の外面の一部を覆うように設けられたガイド壁５１を備えている。
【００４２】
加えて、本実施態様に係るガスセンサ１０は、センサ素子２１とカバー３１との間に、内側カバー４１を備えている。この内側カバー４１は、導入孔３２を有するカバー３１と共に、ガスセンサの外部からセンサ素子に至る経路を複雑化するためのラビリンス構造を構成している。但し、本実施態様に係るガスセンサ１０においては、上記のように、内側カバー４１とカバー３１とがラビリンス構造を構成しているが、かかる構成は必須の要件ではなく、本発明に係るガスセンサは、本発明の趣旨から逸脱しない限り、種々の構成に変更することができる。
【００４３】
尚、図１に示す白抜きの矢印は検出対象となる気体（対象ガス）の流れの方向を表す。また、破線によって囲まれる領域は、ガイド壁５１によって対象ガスの圧力が局所的に高められる領域を表す。図１に示す黒い矢印は、この領域に存在する対象ガスが、下流側に位置する導入孔３２を通って、センサ１０の内部に流入する流れを表す。
【００４４】
上記のように、本実施態様に係るガスセンサ１０においては、ガスセンサ１０の下流側の導入孔３２の近傍における検出対象となる気体（対象ガス）の圧力がガイド壁４１によって局所的に高められるので、かかるガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと比較して、下流側に位置する導入孔３２からセンサ１０の内部に流入する対象ガスの量が増える。その結果、本実施態様に係るガスセンサ１０においては、従来技術に係るガスセンサと比較して、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を達成することができる。即ち、本実施態様によれば、対象ガス中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるセンサの汚損や破損を抑制しつつ、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を有するガスセンサが提供される。
【実施例２】
【００４５】
次に、図２は、前述のように、本発明のもう１つの実施態様に係るガスセンサの概略構成を示す、導入孔を通る平面による断面図である。図２に示すように、本実施態様に係るガスセンサ１０は、カバー３１が有する導入孔３２のうち下流側に位置する３つの導入孔３２の近傍にガイド壁５１がそれぞれ設けられていることを除き、図１に示すガスセンサ１０と同じ構成を有する。
【００４６】
上記のように、本実施態様に係るガスセンサ１０においては、図１に示すガスセンサ１０と同様に、ガスセンサの下流側のそれぞれの導入孔３２の近傍における検出対象となる気体（対象ガス）の圧力がガイド壁４１によって局所的に高められるので、かかるガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと比較して、下流側に位置するそれぞれの導入孔３２からセンサ１０の内部に流入する対象ガスの量が増える。その結果、本実施態様に係るガスセンサ１０においては、従来技術に係るガスセンサと比較して、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を達成することができる。
【００４７】
しかも、それぞれのガイド壁４１は対応する導入孔３２の近傍のみを覆っており、それぞれのガイド壁４１の間には対象ガスの流れを妨げるものが無いので、当該ガスセンサ１０が取り付けられる箇所（例えば、対象ガスの通路等）において、対象ガスの流れを必要以上に妨げることが回避される。即ち、本実施態様によれば、対象ガス中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるガスセンサの汚損や破損を抑制しつつ、且つ、ガスセンサの設置に伴う対象ガスの流れへの悪影響を最小限に抑えつつ、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を有するガスセンサが提供される。
【実施例３】
【００４８】
次に、図３は、前述のように、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサ（ａ）及びガイド壁が設けられている本発明のもう１つの実施態様に係るガスセンサ（ｂ）のそれぞれについての、ガスセンサの周辺における対象ガス（検出対象となる気体）の圧力分布を表すコンタ図である。これらのコンタ図は、エンジンの実働を模擬した条件下で、爆発順序、排気脈動等を考慮したシミュレーションによって得られたものである。また、何れのコンタ図も、エンジンサイクルのクランクアングルが、ガス（対象ガス）がセンサの内部に侵入（流入）するクランクアングルである１８０度となっている時点におけるコンタ図である。
【００４９】
尚、本実施態様に係るガスセンサは、ガイド壁に対するセンサの向きが９０度回っていること、及び図１に示すガイド壁５１よりも大きいガイド壁が設けられていることを除き、図１に示すガスセンサ１０と同じ構成を有する。また、従来技術に係るガスセンサは、ガイド壁が設けられていないことを除き、本実施態様に係るガスセンサと同じ構成を有する。本実施態様に係るガスセンサにおいては、６つの導入孔（孔１乃至孔６）がカバーに設けられており、対象ガスの流れる方向における上流向きから時計回りに「孔１」、「孔２」、「孔３」、「孔４」、「孔５」、及び「孔６」と称する。
【００５０】
図３（ａ）に示すように、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサにおいては、上流側に位置する導入孔（孔１及び孔６）と比較して、下流側の導入孔（孔３及び孔４）の周辺の圧力が低くなっている。これに対し、図３（ｂ）に示す本実施態様に係るガスセンサにおいては、ガイド壁が設けられたことにより、下流側の導入孔（孔３及び孔４）の周辺の圧力が大幅に増大していることが判る。
【００５１】
以上のように、本実施態様に係るガスセンサにおいては、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと比較して、下流側の導入孔（孔３及び孔４）の周辺の圧力が高くなることが確認された。この結果、本実施態様に係るガスセンサにおいては、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと比較して、下流側に位置するそれぞれの導入孔（孔３及び孔４）からセンサの内部に流入する対象ガスの量が増え、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を達成することが期待される。
【実施例４】
【００５２】
次に、図４は、前述のように、内燃機関の１回の燃焼サイクル当たりに、カバーに設けられた導入孔（孔１乃至孔６）の各々を通ってガスセンサ内部に流入する対象ガス（本実施例においては既燃ガス（排気ガス））の質量を、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサ（ａ）とガイド壁が設けられている本発明のもう１つの実施態様に係るガスセンサ（ｂ）とで比較するグラフである。尚、本実施例において用いた従来技術に係るガスセンサ及び本実施態様に係るガスセンサは、何れも図３に示すガスセンサと同じ構成を有する。また、それぞれの導入孔を通過する対象ガスの質量は、エンジンの実働を模擬した条件下で、爆発順序、排気脈動等を考慮したシミュレーションによって算出した。
【００５３】
図４（ａ）に示すように、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサにおいては、上流側に位置する導入孔（孔１及び孔６）からは比較的多量の対象ガス（本実施例においては既燃ガス（排気ガス））がガスセンサ内部に流入するものの、下流側に位置する導入孔（孔３及び孔４）からガスセンサ内部に流入する対象ガスは少なく、これらの中間に位置する導入孔（孔２及び孔５）においては、対象ガスが流入するのではなく流出している。これに対し、図４（ｂ）に示す本実施態様に係るガスセンサにおいては、ガイド壁が設けられたことにより、上流側に位置する導入孔（孔１及び孔６）からガスセンサ内部に流入する対象ガスの質量は若干減少したものの、下流側に位置する導入孔（孔３及び孔４）からガスセンサ内部に流入する対象ガスの質量が大幅に増加し、これらの中間に位置する導入孔（孔２及び孔５）についても、従来技術に係るガスセンサにおいて見られた対象ガスの流出は起こらず、比較的少量ながらも対象ガスが流入している。その結果、ガスセンサ全体としては、対象ガスの流入量が、従来技術に係るガスセンサにおいては１．１８×１０−６ｋｇ／サイクル（１．１８ｍｇ／サイクル）であったものが、本実施態様に係るガスセンサにおいては、２．０９×１０−６ｋｇ／サイクル（２．０９ｍｇ／サイクル）まで大幅に増加したことが判る。
【００５４】
以上のように、本実施態様に係るガスセンサにおいては、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと比較して、上流側に位置する導入孔（孔１及び孔６）から流入する対象ガスは若干減少するものの、それ以外の導入孔（孔２乃至孔５）から流入する対象ガスが増加し、結果として、ガスセンサ全体としての対象ガスの流入量が増えることが確認された。この結果、本実施態様に係るガスセンサにおいては、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと比較して、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を達成することが期待される。
【００５５】
以上説明してきたように、本発明に係るガスセンサによれば、ガイド壁が設けられていない従来技術に係るガスセンサと同様に、カバーにより、検出対象となる気体（対象ガス）中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるガスセンサの汚損や破損が抑制される。加えて、本発明に係るガスセンサにおいては、従来技術に係るガスセンサと比較して、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を達成することができる。即ち、本発明によれば、検出対象となる気体（対象ガス）中に含まれる成分の凝縮液や不純物の付着によるガスセンサの汚損や破損を抑制しつつ、より高い検出性能（例えば、検出精度、検出感度、応答速度等）を有するガスセンサが提供される。
【００５６】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施例について説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施態様に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５７】
１０…ガスセンサ、２１…センサ素子、３１…カバー、３２…導入孔、４１…内側カバー、及び５１…ガイド壁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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