(57)【要約】【課題】検出素子のガス通気部の少なくとも一部が主体金具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。【解決手段】プロテクタ１６０は、ガス導入孔１６７の少なくとも一部が主体金具１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置する状態で、主体金具１１０の内側に挿入されている。主体金具１１０は、自身の先端側内表面１１３ｂとプロテクタ１６０の外表面１６０ｄとによって形成されると共に、当該主体金具１１０よりも先端側からプロテクタ１６０のガス導入孔１６７に被検出ガス（排気ガスＧ）を導くためのガス導入空間Ｓ２を設けている。検出素子１２０のガス通気部１２３は、その基端１２３ｃがガス導入孔１６７の先端１６７ｂよりも基端側に位置し、且つ、ガス通気部１２３の先端１２３ｂがガス導入孔１６７の基端１６７ｃよりも先端側に位置している。【選択図】図２
2014206479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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、被検出ガス中の特定ガス成分を検出する検出素子と、
上記検出素子の周囲を取り囲む筒状の主体金具と、
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と、を備え、
上記検出素子の上記先端部には、上記被検出ガス中の通気を許容するガス通気部を有し、
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と、を有する
ガスセンサにおいて、
上記検出素子の上記ガス通気部は、その少なくとも一部が上記主体金具の先端よりも基端側に位置し、
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主体金具の先端よりも基端側に位置する状態で、上記主体金具の内側に挿入されてなり、
上記主体金具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、上記主体金具よりも先端側から上記プロテクタの上記ガス導入孔に上記被検出ガスを導くためのガス導入空間を形成してなり、
上記検出素子の上記ガス通気部は、その基端が上記ガス導入孔の先端よりも基端側に位置し、且つ、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なる
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、
前記ガス導入空間を形成する前記主体金具の前記先端側内表面は、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含む
ガスセンサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガスセンサであって、
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若しくはそれよりも基端側に位置する
ガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出ガス中に晒され、この中の特定ガス成分を検出する検出素子を備えるガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の排気管等に取り付けられて使用され、被検出ガス（排気ガス）中の特定ガス（例えば、酸素やＮＯｘ（窒素酸化物）など）の濃度に応じて、大きさの異なる起電力が生じたり、抵抗値が変化したりする検出素子を備えるガスセンサが知られている。このようなガスセンサとして、特許文献１，２には、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と、検出素子の周囲を取り囲む筒状の主体金具と、主体金具の先端側に設けられると共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）とを備えるものが開示されている。
【０００３】
検出素子の先端部は、被検出ガスの通気を許容するガス通気部を有する。上述のガスセンサでは、ガス通気部を通じて検出素子内に取り込まれた被検出ガス中の特定ガス成分を検出する。また、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、上記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とを有する。なお、検出素子の先端部は、ガス通気部全体が主体金具の先端よりも先端側に位置するように、主体金具から先端側に突出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009-97868号公報
【特許文献２】DE 10 2008 041 038 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、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（主体金具側）に近づけるようにするのが好ましい。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。
【０００６】
そこで、特許文献１に開示されているガスセンサにおいて、検出素子の先端側を短縮して、検出素子のガス通気部の少なくとも一部が主体金具の先端よりも基端側に配置されると、検出素子のガス通気部は、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。ところが、被検出ガスは、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後、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、上述のように、特許文献１に開示されているガスセンサにおいて、検出素子のガス通気部の少なくとも一部が主体金具の先端よりも基端側に位置すると、被検出ガスが、ガス通気部を通過す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虞があった。
【０００７】
一方、特許文献２に開示されているガスセンサでは、主体金具の内部の先端側に、主体金具の先端側から基端側に凹んだ形態のガス導入空間を形成している。これにより、特許文献２に開示されているガスセンサでは、被検出ガスは、内側プロテクタのガス導入孔を通じて、主体金具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、検出素子のガス通気部の少なくとも一部が主体金具の先端よりも基端側に配置される場合でも、被検出ガスは、内側プロテクタのガス導入孔を通じて、主体金具内のガス導入空間内に導入された後、検出素子のガス通気部を通過することが可能となる。
【０００８】
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、被検出ガスが、内側プロテクタのガス導入孔を通過した後、主体金具内のガス導入空間内に導入されることで、乱流になると考えられる。このため、被検出ガスは、検出素子の先端部の周囲においても乱流状態になり、スムーズにガス通気部を通過す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、応答性が低下する虞があった。
【０００９】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、検出素子のガス通気部の少なくとも一部が主体金具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目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、軸線方向の基端側から先端側に延びる形態をなし、被検出ガス中の特定ガス成分を検出する検出素子と、上記検出素子の周囲を取り囲む筒状の主体金具と、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と、を備え、上記検出素子の上記先端部には、上記被検出ガス中の通気を許容するガス通気部を有し、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と、を有するガスセンサにおいて、上記検出素子の上記ガス通気部は、その少なくとも一部が上記主体金具の先端よりも基端側に位置し、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主体金具の先端よりも基端側に位置する状態で、上記主体金具の内側に挿入されてなり、上記主体金具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、上記主体金具よりも先端側から上記プロテクタの上記ガス導入孔に上記被検出ガスを導くためのガス導入空間を形成してなり、上記検出素子の上記ガス通気部は、その基端が上記ガス導入孔の先端よりも基端側に位置し、且つ、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なるガスセンサである。
【００１１】
上述のガスセンサでは、検出素子のガス通気部の少なくとも一部が、主体金具の先端よりも基端側に位置している。換言すれば、ガス通気部の基端が、主体金具の先端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、被検出ガスが、ガス通気部を通過することが困難となり、ガスセンサの応答性が低下する虞があった。
【００１２】
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、主体金具の内側に挿入されている。これにより、プロテクタのガス導入孔の少なくとも一部を、主体金具の先端よりも基端側（すなわち、主体金具の内部）に配置させることができる。
しかも、上述のガスセンサでは、主体金具の先端側内表面とプロテクタの外表面とによって（両者の間に）ガス導入空間を形成している。このガス導入空間は、主体金具よりも先端側からプロテクタのガス導入孔に被検出ガスを導くためのガス導入空間である。
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は、その基端が主体金具の先端よりも基端側に位置し、且つ、当該ガス導入孔の少なくとも一部がガス導入空間に露出している。
このような構造とすることで、上述のガスセンサでは、被検出ガス（その少なくとも一部）を、主体金具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。
【００１３】
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検出ガスが、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た後、検出素子の先端部（ガス通気部を有する部位）を経由して、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、上述のガスセンサでは、検出素子のガス通気部は、検出素子の軸線方向について、そ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、且つ、当該ガス通気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検出ガスの一部が、適切に、ガス通気部を通過することができる。
【００１４】
しかも、被検出ガスの流れは、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）になるため、上述のガスセンサでは、検出素子のガス通気部の周囲において、被検出ガスの流れが整流（層流）になる。前述の特許文献２のガスセンサと異なり、被検出ガスが、プロテクタのガス導入孔を通過した後、主体金具内のガス導入空間を経由することなく、検出素子（ガス通気部）に進むからである。これにより、被検出ガスが、スムーズにガス通気部を通過することが可能となる。従って、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。
【００１５】
なお、特許請求の範囲に記載の「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良く、また、この通路に設けられた多孔質部であっても良い。さらには、検出素子の表面に露出するように設けられると共に、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良い。
【００１６】
さらに、上記のガスセンサであって、前記ガス導入空間を形成する前記主体金具の前記先端側内表面は、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含むガスセンサとすると良い。
【００１７】
上述のガスセンサによれば、ガス導入空間に導入された被検出ガスが、テーパ面に沿って径方向内側に進み易くなるので、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。
【００１８】
さらに、上記いずれかのガスセンサであって、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若しくはそれよりも基端側に位置するガスセンサとすると良い。
【００１９】
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、ガス導入空間のうちプロテクタのガス導入孔よりも基端側に位置する部分に被検出ガスが溜まり、被検出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虞がある。
【００２０】
これに対し、上述のガスセンサでは、プロテクタのガス導入孔の基端が、軸線方向について、ガス導入空間の基端（ガス導入空間を形成する主体金具の先端側内表面の基端に一致する）と同位置若しくはそれ（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検出ガスが、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やすくなる。これにより、ガスセンサの応答性が向上する。
【００２１】
さらに、上記いずれかのガスセンサであって、前記検出素子の先端は、前記軸線方向について、前記主体金具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てなるガスセンサとするのが好ましい。
【００２２】
上述のガスセンサは、検出素子の先端を、主体金具の先端から軸線方向先端側に５ｍｍ離れた位置よりも基端側に配置したことで、検出素子のガス通気部の少なくとも一部が主体金具の先端よりも基端側に位置するガスセンサである。このガスセンサでも、前述のガスセンサ同様に、良好な応答性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態にかかるガスセンサの部分断面図である。
【図２】同ガスセンサの先端部の拡大断面図である。
【図３】同ガスセンサにおける被検出ガスの流れを説明する図である。
【図４】変形形態１にかかるガスセンサの部分断面図である。
【図５】同ガスセンサの先端部の拡大断面図である。
【図６】同ガスセンサにおける被検出ガスの流れを説明する図である。
【図７】変形形態２にかかるガスセンサの部分断面図である。
【図８】同ガスセンサの先端部の拡大断面図である。
【図９】同ガスセンサにおける被検出ガスの流れを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施形態）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
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り、排気ガス（被検出ガス）Ｇの流れを説明する図である。
【００２５】
なお、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、右側が下流側である。
【００２６】
ガスセンサ１００は、図示しない自動車の排気管に取り付けられ、内部に保持する検出素子１２０の先端部１２１が排気管内を流通する排気ガス（被検出ガス）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、いわゆる全領域空燃比センサである。
【００２７】
このガスセンサ１００は、図１に示すように、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向、図１において上下方向）に延びる筒状の主体金具１１０、この主体金具１１０の内側に保持された板状の検出素子１２０、主体金具１１０の基端側に固設された外筒１５１、及び、主体金具１１０の先端側に固定された内側プロテクタ１６０と外側プロテクタ１７０等から構成されている。
【００２８】
このうち、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。このうち、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。検出電極は、検出素子１２０の先端部１２１に配置されている。
【００２９】
さらに、検出素子１２０の先端部１２１には、排気ガスＧ中の酸素成分を検出するために排気ガスＧを検出素子１２０の外部から内部（ガス測定室）に導入可能なガス通気部１２３が設けられている。このガス通気部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（図１に示すガス通気部１２３と、その裏側に位置するガス通気部）設けられている。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主体金具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。なお、図２では、軸線方向にかかる主体金具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。
【００３０】
また、検出素子１２０の基端部１２９には、ガス検出体やヒータ体から電極端子を取り出すための５個の電極パッド１２８，１２８，…（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。
また、検出素子１２０の先端部１２１には、検出電極を排気ガスによる被毒から保護するため、その外表面を覆うようにして保護層１２５が設けられている（図１参照）。
【００３１】
また、ガスセンサ１００では、アルミナ製のセラミックリング１３３と、滑石粉末を圧縮した滑石リング１３５と、筒状のスリーブ１４１が、検出素子１２０を挿通した状態で、主体金具１１０の内部に収容されている。滑石リング１３５は、主体金具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主体金具１１０内で位置決めされて保持されている。なお、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、主体金具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、主体金具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。
【００３２】
主体金具１１０は、ガスセンサ１００を自動車の排気管に取り付け固定するためのものである。この主体金具１１０の外周先端側には、排気管への取り付け用の雄ねじ部１１１が形成されている。また、主体金具１１０の先端側には、後述する内側プロテクタ１６０と外側プロテクタ１７０が設けられている。
【００３３】
また、主体金具１１０の外周中央には、取り付け用の工具が係合する工具係合部１１７が形成されている。また、主体金具１１０には、この工具係合部１１７と雄ねじ部１１１との間に、排気管に取り付けた際のガス抜けを防止するためのガスケット１１９が嵌挿されている。更に、工具係合部１１７の基端側には、後述する外筒１５１が固定される基端固定部１１６が形成されている。また、更にその基端側には、主体金具１１０内に検出素子１２０を加締め保持するための加締め部１１８が形成されている。この加締め部１１８とスリーブ１４１との間には、円環状の加締めパッキン１４３が配置されている。
【００３４】
検出素子１２０は、その基端部１２９が、主体金具１１０の基端部である加締め部１１８よりも基端側に突出しており、その基端部１２９には、絶縁性セラミックスからなる筒状のセパレータ１４５が被せられている。セパレータ１４５は、検出素子１２０の基端部１２９に形成された５個の電極パッド１２８，１２８，…とそれぞれ電気的に接続する５個の接続端子１４７，１４７，…（図１ではそのうちの１つを図示している。）を内部に保持している。また、セパレータ１４５は、これらの接続端子１４７，１４７，…と、ガスセンサ１００の外部に引き出される５本のリード線１４９，１４９，…（図１ではそのうちの３本を図示している。）との各接続部分を互いに絶縁しつつ収容している。
【００３５】
そして、セパレータ１４５の周囲を囲うようにして、筒状の外筒１５１が配設されている。この外筒１５１は、ステンレス（本実施形態ではＳＵＳ３０４）製であり、その先端開口部１５２が、主体金具１１０の基端固定部１１６の径方向外側に配置されている。この先端開口部１５２は、レーザ溶接により、基端固定部１１６に接合されている。
【００３６】
また、外筒１５１とセパレータ１４５との間隙には、金属製で筒状をなす保持金具１５３が配設されている。この保持金具１５３は、自身の基端を内側に折り曲げて構成した支持部１５４を有し、自身の内部に挿通されるセパレータ１４５の基端側外周に鍔状に設けられた鍔部１４６をこの支持部１５４に係止させて、セパレータ１４５を支持している。この状態で、保持金具１５３が配置された部分の外筒１５１が外側から加締められ、セパレータ１４５を支持した保持金具１５３が外筒１５１に固定されている。
【００３７】
また、外筒１５１の基端側開口には、フッ素系ゴム製のグロメット１５５が嵌合されている。このグロメット１５５は、５つの挿通孔１５６，１５６，…（図１ではそのうちの１つを図示している。）を有し、各挿通孔１５６，１５６，…に、セパレータ１４５から延出した５本のリード線１４９，１４９，…が気密に挿通されている。この状態でグロメット１５５は、セパレータ１４５を先端側に押圧しつつ、外筒１５１の外側から加締められて、外筒１５１に固定されている。
【００３８】
また、主体金具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と、外側プロテクタ１７０とが設けられている。内側プロテクタ１６０と外側プロテクタ１７０により、検出素子１２０の先端部１２１を、排気ガス中のデポジット（燃料灰分やオイル成分など被毒性の付着物質）による汚損や被水などによる折損等から保護することができる。
なお、本実施形態では、内側プロテクタ１６０が、特許請求の範囲に記載の「プロテクタ」に相当する。
【００３９】
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と、側壁部１６１の先端側を閉塞する円盤状の底部１６２とを有している。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。なお、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、主体金具１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置している。
【００４０】
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。
【００４１】
外側プロテクタ１７０は、自身の内側に内側プロテクタ１６０を固定した状態で、主体金具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主体金具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と、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と、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と、テーパ壁１７２の先端側に位置する底部１７３とを有している（図１、図２参照）。
【００４２】
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との間に空間Ｓ１を形成しつつ、側壁部１６１の周囲を取り囲んでいる。さらに、第１側壁部１７４は、自身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）。なお、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。
【００４３】
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且つ内側プロテクタ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共に、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。
【００４４】
また、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。また、底部１７３は、外側プロテクタ１７１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との間に、空間Ｓ４を形成している（図２参照）。
【００４５】
ところで、本実施形態のガスセンサ１００では、検出素子１２０のガス通気部１２３の少なくとも一部が、主体金具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、ガス通気部１２３の基端１２３ｃが、主体金具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、被検出ガスが、ガス通気部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り、ガスセンサの応答性が低下する虞があった。
【００４６】
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、主体金具１１０の内側に配置（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、主体金具１１０の先端１１０ｂよりも基端側（すなわち、主体金具１１０の内部）に配置させることが可能となる。
【００４７】
しかも、主体金具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、主体金具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（被検出ガス）を導くための空間である。
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、ガス導入孔１６７は、その基端１６７ｃが主体金具１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置し、且つ、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。
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、主体金具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。
【００４８】
なお、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、ガスセンサ１００に向かって排気管内を上流側（図３において左側）から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。
【００４９】
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。なお、一部の排気ガスＧは、主体金具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。
【００５０】
なお、外側プロテクタ１７１のテーパ壁１７２は、軸線方向先端側に向かうにしたがって小径となる形態を有している。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、テーパ壁１７２の先端付近（ガス排出孔１７６の付近）において排気ガスＧの流速が高まり、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）を強い負圧とすることができる。これにより、内部空間Ｓ３内の排気ガス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部に排出される。
【００５１】
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）を経由して、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）。
【００５２】
しかも、検出素子１２０のガス通気部１２３は、検出素子１２０の軸線方向について、その基端１２３ｃが内側プロテクタ１６０のガス導入孔１６７の先端１６７ｂよりも基端側に位置し、且つ、当該ガス通気部１２３の先端１２３ｂが内側プロテクタ１６０のガス導入孔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の一部を、適切に、ガス通気部１２３を通過させることが可能となる。
【００５３】
なお、図２では、軸線方向にかかるガス導入孔１６７の先端１６７ｂの位置を、直線Ｌ２で示している。図２には、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が明示されている。さらに、軸線方向にかかるガス導入孔１６７の基端１６７ｃの位置を、直線Ｌ３で示している。図２には、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が明示されている。
【００５４】
しかも、排気ガスＧの流れは、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。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、主体金具１１０内のガス導入空間Ｓ２を経由することなく、検出素子１２０（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、スムーズにガス通気部１２３を通過させることが可能となる。従って、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。
【００５５】
さらに、本実施形態のガスセンサ１００では、ガス導入空間Ｓ２を形成する主体金具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易くなるので、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。
【００５６】
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を形成する主体金具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（主体金具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。
【００５７】
（変形形態１）
次に、本発明の変形形態１について説明する。本変形形態１のガスセンサ２００は、実施形態のガスセンサ１００と比較して、内側プロテクタのみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、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または簡略化する。
【００５８】
本変形形態１の内側プロテクタ２６０は、図４及び図５に示すように、基端側（図４、図５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２６３と、この鍔部２６３の先端側（図４、図５において下側）に位置して軸線方向（軸線ＡＸに沿った方向）に延びる円筒状の第１側壁部２６１と、第１側壁部２６１よりも軸線方向先端側に位置する第２側壁部２６５と、第２側壁部２６５の先端側を閉塞する円盤状の底部２６２とを有している。この内側プロテクタ２６０は、鍔部２６３が、セラミックリング１３３と主体金具１１０との間に挟まれた態様で、主体金具１１０に固定されており、自身の内部空間Ｓ３内に検出素子１２０の先端部１２１を配置している（図４、図５参照）。
【００５９】
第１側壁部２６１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）を内側プロテクタ２６０の外部から内部に導入するガス導入孔２６７が形成されている。なお、本変形形態１では、同寸法の８個のガス導入孔２６７が、同一の軸線方向位置で、第１側壁部２６１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２６７は、いずれも、その少なくとも一部が、主体金具１１０の先端１１０ｂよりも基端側に位置している。
【００６０】
さらに、内側プロテクタ２６０は、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも先端側に位置し、排気ガスＧの内部から外部に排出するガス排出孔２６６を有している。より具体的には、このガス排出孔２６６は、内側プロテクタ２６０の第２側壁部２６５に設けられている。なお、本変形形態１では、同寸法の６個のガス排出孔２６６が、同一の軸線方向位置で、第２側壁部２６５の周方向に等間隔で配置されている。
【００６１】
また、本変形形態１でも、検出素子１２０のガス通気部１２３は、いずれも、その少なくとも一部が主体金具１１０の先端１１０ｂよりも基端側（図４、図５において上側）に位置している。なお、図５では、軸線方向にかかる主体金具１１０の先端１１０ｂの位置を、直線Ｌ１で示している。図５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。
なお、本変形形態１では、内側プロテクタ２６０が、特許請求の範囲に記載の「プロテクタ」に相当する。
【００６２】
ところで、本変形形態１のガスセンサ２００でも、図５に示すように、内側プロテクタ２６０の基端部２６０ｃが、主体金具１１０の内側に配置（挿入）されている。これにより、内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７の少なくとも一部を、主体金具１１０の先端１１０ｂよりも基端側（すなわち、主体金具１１０の内部）に配置させることが可能となる。
【００６３】
しかも、主体金具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２６０の外表面２６０ｄとによって（先端側内表面１１３ｂと外表面２６０ｄ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、主体金具１１０よりも先端側から内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７に排気ガスＧ（被検出ガス）を導くための空間である。つまり、内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７の少なくとも一部は、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１のガスセンサ２００でも、図６に矢印で示すように、排気ガスＧ（その少なくとも一部）を、主体金具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２６０のガス導入孔２６７を通じて内側プロテクタ２６０内に導入させることができる。
【００６４】
なお、図６は、排気管内の排気ガスＧが、ガスセンサ２００（内側プロテクタ２６０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６に示すように、ガスセンサ２００に向かって排気管内を上流側（図６において左側）から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２６０の第１側壁部２６１との間の空間）に導入される。
【００６５】
その後、空間Ｓ１内を軸線方向基端側（図６において上側）に流れ、内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７を通じて、内側プロテクタ２６０の内部空間Ｓ３内に導入される。なお、一部の排気ガスＧは、主体金具１１０のガス導入空間Ｓ２内に導入された後、内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７を通じて内側プロテクタ２６０内に導入される。
【００６６】
さらに、排気ガスＧは、内部空間Ｓ３内を軸線方向先端側（図６において下側）に流れ、内側プロテクタ２６０のガス排出孔２６６を通じて、内側プロテクタ２６０の外部に排出される。そして、排気ガスＧは、空間Ｓ４ａ（外側プロテクタ１７０の第２側壁部１７５と内側プロテクタ２６０の第２側壁部２６５との間の空間）内に導入された後、空間Ｓ４ｂ（外側プロテクタ１７０のテーパ壁１７２と内側プロテクタ２６０の底部２６２との間の空間）内を経由して、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。
【００６７】
このように、本変形形態１のガスセンサ２００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、内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７を通じて内側プロテクタ２６０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）を経由して、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２６６を通じて内側プロテクタ２６０の外部に排出されるように構成されている（図６参照）。
【００６８】
しかも、検出素子１２０のガス通気部１２３は、検出素子１２０の軸線方向について、その基端１２３ｃが内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７の先端２６７ｂよりも基端側に位置し、且つ、当該ガス通気部１２３の先端１２３ｂが内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７の基端２６７ｃよりも先端側に位置している（図５、図６参照）。このような位置関係とすることで、ガス導入孔２６７を通じて内側プロテクタ２６０内に導入された排気ガスＧの一部を、適切に、ガス通気部１２３を通過させることが可能となる。
【００６９】
なお、図５では、軸線方向にかかるガス導入孔２６７の先端２６７ｂの位置を、直線Ｌ２で示している。図５には、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が明示されている。さらに、軸線方向にかかるガス導入孔２６７の基端２６７ｃの位置を、直線Ｌ３で示している。図５には、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が明示されている。
【００７０】
しかも、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内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７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を通過させることが可能となる。従って、本変形形態１のガスセンサ２００でも、良好な応答性を得ることができる。
【００７１】
さらに、本変形形態１のガスセンサ２００でも、ガス導入空間Ｓ２を形成する主体金具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５、図６参照）。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易くなるので、テーパ面１１３ｂの径方向内側に位置する内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７を通じて、内側プロテクタ２６０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。
【００７２】
さらに、本変形形態１のガスセンサ２００では、図５に示すように、内側プロテクタ２６０のガス導入孔２６７の基端２６７ｃ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を形成する主体金具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（主体金具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２６０のガス導入孔２６７を通じて、内側プロテクタ２６０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。
【００７３】
（変形形態２）
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、主体金具及びプロテクタが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、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または簡略化する。
【００７４】
実施形態のガスセンサ１００では、内側プロテクタ１６０と外側プロテクタ１７０の２つのプロテクタを設けた（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。
また、本変形形態２の主体金具３１０は、実施形態の主体金具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の主体金具３１０は、実施形態の主体金具１１０よりも、ガス導入空間Ｓ２を大きくしている。
【００７５】
本変形形態２のプロテクタ３６０は、図７及び図８に示すように、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と、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と、側壁部３６１よりも軸線方向先端側に位置するテーパ壁３６５と、テーパ壁３６５の先端側に位置する底部３６２とを有している。なお、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。
【００７６】
このプロテクタ３６０は、鍔部３６３が、セラミックリング１３３と主体金具３１０との間に挟まれた態様で、主体金具３１０に固定されており、自身の内部空間Ｓ３内に検出素子１２０の先端部１２１を配置している（図７及び図８参照）。
【００７７】
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。なお、本変形形態２でも、同寸法の８個のガス導入孔３６７が、同一の軸線方向位置で、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、主体金具３１０の先端３１０ｂよりも基端側に位置している。
【００７８】
さらに、プロテクタ３６０は、検出素子１２０の先端１２０ｂよりも先端側に位置し、排気ガスＧを内部から外部に排出するガス排出孔３６６を有している。より具体的には、このガス排出孔３６６は、プロテクタ３６０の底部３６６に設けられている。
【００７９】
また、本変形形態２でも、検出素子１２０のガス通気部１２３は、いずれも、その少なくとも一部（本変形形態２では全部）が主体金具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。なお、図８では、軸線方向にかかる主体金具３１０の先端３１０ｂの位置を、直線Ｌ１で示している。図８には、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が明示されている。
【００８０】
ところで、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、主体金具３１０の内側に挿入（配置）されている。これにより、プロテクタ３６０のガス導入孔３６７の少なくとも一部を、主体金具３１０の先端３１０ｂよりも基端側（すなわち、主体金具３１０の内部）に配置させることが可能となる。
【００８１】
しかも、主体金具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、主体金具３１０よりも先端側から内側プロテクタ３６０のガス導入孔３６７に排気ガスＧ（被検出ガス）を導くための空間である。つまり、プロテクタ３６０のガス導入孔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、主体金具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。
【００８２】
なお、図９は、排気管内の排気ガスＧが、ガスセンサ３００（主体金具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、ガスセンサ３００に向かって排気管内を上流側（図９において左側）から流れてきた排気ガスＧは、主体金具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。
【００８３】
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）を経由して、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）。
【００８４】
しかも、検出素子１２０のガス通気部１２３は、検出素子１２０の軸線方向について、その基端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、且つ、当該ガス通気部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、適切に、ガス通気部１２３を通過させることが可能となる。
【００８５】
なお、図８では、軸線方向にかかるガス導入孔３６７の先端３６７ｂの位置を、直線Ｌ２で示している。図８には、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が明示されている。さらに、軸線方向にかかるガス導入孔３６７の基端３６７ｃの位置を、直線Ｌ３で示している。図８には、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が明示されている。
【００８６】
しかも、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を通過させることが可能となる。従って、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。
【００８７】
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を形成する主体金具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易くなるので、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。これにより、ガスセンサの応答性がより一層向上する。
【００８８】
さらに、本変形形態２のガスセンサ３００では、図８に示すように、内側プロテクタ３６０のガス導入孔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を形成する主体金具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において上方）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、スムーズに内側プロテクタ３６０のガス導入孔３６７を通じて、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。
【００８９】
以上において、本発明を実施形態及び変形形態１，２に即して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態等では、ガスセンサとして、全領域空燃比センサを例示したが、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。
【００９０】
また、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。しかしながら、本発明は、ガス通気部が、特開２００７−３３１１４号の図１に記載された電極保護層や、特開２００４−１９１３２８号の図３に記載された拡散抵抗層のような、「検出素子の表面に露出するように設けられると共に、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。さらに、本発明は、ガス通気部が、特開２０１１−２２７０６１の図３に記載された外部連通部や、特開２００８−２９８７８１の図１に記載されたガス流通孔のような、「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る。
【符号の説明】
【００９１】
１００，２００，３００  ガスセンサ
１１０，３１０  主体金具
１１０ｂ，３１０ｂ  主体金具の先端
１１３，３１３  主体金具の先端部
１１３ｂ  主体金具の先端側内表面（テーパ面）
１２０  検出素子
１２１  検出素子の先端部
１２３  ガス通気部
１６０，２６０  内側プロテクタ（プロテクタ）
１６０ｃ，２６０ｃ  内側プロテクタの基端部
１６６，２６６  内側プロテクタのガス排出孔
１６７，２６７  内側プロテクタのガス導入孔
１７０  外側プロテクタ
１７６  外側プロテクタのガス排出孔
１７７  外側プロテクタのガス導入孔
３１３ｂ  主体金具の先端側内表面
３１３ｃ  主体金具のテーパ面
３６０  プロテクタ
３６０ｃ  プロテクタの基端部
３６６  プロテクタのガス排出孔
３６７  プロテクタのガス導入孔
ＡＸ  軸線
Ｇ  排気ガス（被検出ガス）
Ｓ２  ガス導入空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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