(57)【要約】【課題】ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することが可能なガスセンサを提供する。【解決手段】このガスセンサ１００は、ベース１０と、ベース１０に配置されるセンサ素子２０と、センサ素子２０を収納するセンサ素子収納部３３と、妨害成分を除去するフィルタ材４０を収納するフィルタ材収納部３２とを含み、ベース１０に取り付けられるキャップ３０と、を備える。そして、キャップ３０は、フィルタ材収納部３２が、センサ素子収納部３３よりも、センサ素子２０とフィルタ材４０との配列方向と直交する方向に小さくなるように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに配置されるセンサ素子と、
前記センサ素子を収納するセンサ素子収納部と、妨害成分を除去するフィルタ材を収納するフィルタ材収納部とを含み、前記ベースに取り付けられるキャップと、を備え、
前記キャップは、前記フィルタ材収納部が、前記センサ素子収納部よりも、前記センサ素子と前記フィルタ材との配列方向と直交する方向に小さくなるように形成されている、ガスセンサ。
【請求項２】
前記キャップは、前記センサ素子収納部と前記フィルタ材収納部とを段差状に接続する段差部をさらに含む、請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記キャップの前記センサ素子収納部に収納され、前記フィルタ材を支持するとともに、通気性を有する通気部材をさらに備え、
前記キャップの前記段差部の内面は、前記通気部材を位置決めする位置決め部を構成する、請求項２に記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガスセンサに関し、特に、フィルタ材を備えるガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルタ材を備えるガスセンサが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、ベースと、ベースに配置されるセンサ本体と、ベースに取り付けられるキャップとを備えるガス検出装置（ガスセンサ）が開示されている。キャップは、センサ本体と、センサ本体の被毒を防止するために有機溶媒を吸着する吸着剤（フィルタ材）とを収納するように構成されている。また、キャップは、センサ本体を収納する底部から、吸着剤を収納する天部まで、センサ本体と吸着剤との配列方向に沿って延びるように形成されている。また、キャップは、センサ本体を収納する底部から、吸着剤を収納する天部までが、上記配列方向と直交する方向に一様な大きさ（同一の内径）になるように形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４７２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたガス検出装置では、キャップのセンサ本体を収納する底部から吸着剤を収納する天部までが、上記配列方向と直交する方向に一様な大きさに形成されているため、吸着剤を収納する空間が大きくなり、吸着剤（フィルタ材）の使用量が多くなるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することが可能なガスセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一の局面によるガスセンサは、ベースと、ベースに配置されるセンサ素子と、センサ素子を収納するセンサ素子収納部と、妨害成分を除去するフィルタ材を収納するフィルタ材収納部とを含み、ベースに取り付けられるキャップと、を備え、キャップは、フィルタ材収納部が、センサ素子収納部よりも、センサ素子とフィルタ材との配列方向と直交する方向に小さくなるように形成されている。なお、本明細書では、妨害成分を除去するとは、妨害成分を分離して除去する場合、触媒などを用いて妨害成分を分解して除去する場合などを含む広い概念である。また、妨害成分を分離して除去する場合とは、物理的または化学的に妨害成分を吸着して除去する場合を含む。また、物理的または化学的に妨害成分を吸着して除去する場合とは、吸着された妨害成分が吸着された状態のまま放出されない場合だけでなく、環境の変化などによって、吸着された妨害成分が可逆的に放出される場合などを含む。
【０００８】
この発明の一の局面によるガスセンサでは、上記のように、キャップを、フィルタ材収納部が、センサ素子収納部よりも、センサ素子とフィルタ材との配列方向と直交する方向に小さくなるように形成する。これにより、キャップのセンサ素子収納部からフィルタ材収納部までが上記配列方向と直交する方向に一様な大きさに形成されている場合に比べて、フィルタ材収納部の容積を小さくすることができる。その結果、フィルタ材収納部に収納されるフィルタ材の量を少なくすることができるので、ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することができる。また、ベースが取り付けられるセンサ素子収納部は、ベースの大きさに合わせて大きく形成することができるので、ベースを小さくする必要が無い。その結果、ベースを小さくすることに起因するベースの製造性（製造のしやすさ）の悪化、および、ベースを小さくすることに起因するベースの取付作業性の悪化を防止することができる。
【０００９】
上記一の局面によるガスセンサにおいて、好ましくは、キャップは、センサ素子収納部とフィルタ材収納部とを段差状に接続する段差部をさらに含む。このように構成すれば、フィルタ材収納部がセンサ素子収納部よりも上記配列方向に直交する方向に小さいキャップを、簡素な形状により形成することができる。その結果、キャップの製造性を向上させつつ、ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することができる。
【００１０】
上記一の局面によるガスセンサにおいて、好ましくは、キャップのセンサ素子収納部に収納され、フィルタ材を支持するとともに、通気性を有する通気部材をさらに備え、キャップの段差部の内面は、通気部材を位置決めする位置決め部を構成する。このように構成すれば、ガスセンサを組み立てる際に、位置決め部としての段差部の内面により通気部材を位置決めすることにより、通気部材を配置位置に容易に配置することができる。その結果、段差部を利用して、ガスセンサの組立作業性を向上させることができる。また、ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することは、フィルタ材を支持する通気部材に加わる負荷が小さくなる点でも、有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記のように、ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態によるガスセンサを示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるガスセンサを示す図である。
【図３】比較例１によるガスセンサを示す図である。
【図４】比較例２によるガスセンサを示す図である。
【図５】実施例１、実施例２、比較例１および比較例２によるガスセンサの耐久性試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
（ガスセンサの構成）
図１を参照して、本発明の一実施形態によるガスセンサ１００の構成について説明する。
【００１５】
ガスセンサ１００は、被検知ガスを検知する機器である。
【００１６】
図１に示すように、ガスセンサ１００は、ベース１０と、センサ素子２０と、キャップ３０とを備えている。
【００１７】
ベース１０は、センサ素子２０を配置するための基台である。ベース１０は、たとえば、金属製である。また、ベース１０には、複数のピン１１が設けられている。
【００１８】
センサ素子２０は、被検知ガスを検知する素子である。センサ素子２０は、たとえば、メタン、プロパン、イソブタン、ＣＯ（一酸化炭素）、水素、におい、ＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）などの被検知ガスを検知する。また、センサ素子２０は、たとえば、半導体式、接触燃焼式のセンサ素子である。また、センサ素子２０は、ベース１０上に配置されている。また、センサ素子２０は、複数のピン１１の各々に、リード線１２により、電気的に接続されている。
【００１９】
キャップ３０は、センサ素子２０の保護用のキャップである。キャップ３０は、ベース１０に取り付けられる。また、キャップ３０は、たとえば、金属製である。また、キャップ３０は、たとえば、溶接により、ベース１０に固定される。
【００２０】
また、キャップ３０は、ガス流入口３１と、フィルタ材収納部３２と、センサ素子収納部３３とを含んでいる。
【００２１】
ガス流入口３１は、キャップ３０の外部から内部に、被検知ガスを含むガスが流入する開口部である。
【００２２】
フィルタ材収納部３２は、ガス流入口３１から流入したガスから、シロキサンガスなどの妨害成分を除去するフィルタ材４０を収納するように構成されている。妨害成分を除去することにより、センサ素子２０の性能の低下を抑制することが可能である。
【００２３】
フィルタ材４０は、たとえば、活性炭、ゼオライト、シリカ、アルミナ、シリカアルミナなどの多孔質体、この多孔質体に金属を担持させた金属担持多孔質体である。金属担持多孔質体に担持させる金属としては、たとえば、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｍｎ（マンガン）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ａｇ（銀）などを用いることができる。また、フィルタ材４０は、たとえば、粉末状、粒状、シート状、繊維状などに形成されている。また、フィルタ材４０は、フィルタ材収納部３２に充填されている。
【００２４】
また、フィルタ材４０は、第１フィルタ材４１と、第２フィルタ材４２との２種類のフィルタ材を含んでいる。第１フィルタ材４１は、たとえば、強酸性のシリカである。また、第２フィルタ材４２は、たとえば、白金担持活性炭である。第１フィルタ材４１は、第２フィルタ材４２よりも、ガス流入口３１に近い側に配置されている。また、第１フィルタ材４１の充填量は、第２フィルタ材４２の充填量よりも多い。
【００２５】
また、フィルタ材収納部３２は、フィルタ材４０だけでなく、異物の流入防止用の通気部材５０を収納するように構成されている。通気部材５０は、通気性を有する部材であって、たとえば、金網、不織布、通気性テフロン（登録商標）シートなどの網目状構造を有する薄板状の部材である。通気部材５０は、ガス流入口３１とフィルタ材４０の第１フィルタ材４１との間に配置されている。
【００２６】
センサ素子収納部３３は、フィルタ材４０を通過したガスのうちから、被検知ガスを検知するセンサ素子２０を収納するように構成されている。また、センサ素子収納部３３は、センサ素子２０だけでなく、フィルタ材４０を支持する通気部材６０と、通気部材６０を支持する支持部材７０とを収納するように構成されている。通気部材６０は、通気性を有する部材であって、たとえば、金網、不織布、通気性テフロンシートなどの網目状構造を有する薄板状の部材である。支持部材７０は、環状の部材であって、ガスセンサ１００が組み立てられた状態で、通気部材６０とベース１０とにより挟持されている。
【００２７】
キャップ３０では、ガス流入口３１側から順に、通気部材５０、フィルタ材４０（第１フィルタ材４１、第２フィルタ材４２）、通気部材６０、センサ素子２０が、センサ素子２０とフィルタ材４０との配列方向（Ａ方向）に沿って並んで配置されている。したがって、ガス流入口３１から流入したガスは、通気部材５０、フィルタ材４０（第１フィルタ材４１、第２フィルタ材４２）、通気部材６０の順に通過して、センサ素子２０に到達する。また、ガス流入口３１、通気部材５０、フィルタ材４０（第１フィルタ材４１、第２フィルタ材４２）、通気部材６０およびセンサ素子２０は、平面視において（Ａ方向から見て）、互いに重なる位置に配置されている。
【００２８】
また、ガスセンサ１００は、次のようにして組み立てられる。まず、キャップ３０のフィルタ材収納部３２に、通気部材５０が配置される。次に、キャップ３０のフィルタ材収納部３２に、フィルタ材４０の第１フィルタ材４１が充填される。次に、キャップ３０のフィルタ材収納部３２に、フィルタ材４０の第２フィルタ材４２が充填される。次に、キャップ３０のセンサ素子収納部３３に、通気部材６０が配置される。次に、キャップ３０のセンサ素子収納部３３に、支持部材７０が配置される。次に、キャップ３０のセンサ素子収納部３３に、センサ素子２０が配置されたベース１０が取り付けられる。次に、キャップ３０のセンサ素子収納部３３に、センサ素子２０が配置されたベース１０が、たとえば溶接により、固定される。これにより、ガスセンサ１００が組み立てられる。
【００２９】
キャップ３０は、ベース１０側からガス流入口３１側まで、Ａ方向に沿って延びるように形成されている。つまり、キャップ３０のフィルタ材収納部３２およびセンサ素子収納部３３は、Ａ方向に沿って延びるように形成されている。また、キャップ３０のガス流入口３１、フィルタ材収納部３２およびセンサ素子収納部３３は、平面視において、略円形状を有するように形成されている。つまり、キャップ３０のガス流入口３１、フィルタ材収納部３２およびセンサ素子収納部３３は、略円筒形状を有するように形成されている。
【００３０】
ここで、第１実施形態では、キャップ３０は、フィルタ材収納部３２が、センサ素子収納部３３よりも、Ａ方向と直交するＢ方向に小さくなるように形成されている。
【００３１】
具体的には、フィルタ材収納部３２のＢ方向の長さ（直径）Ｄ１（たとえば、約５．３ｍｍ）は、センサ素子収納部３３のＢ方向の長さ（直径）Ｄ２（たとえば、約７．７ｍｍ）よりも小さい。また、フィルタ材収納部３２のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約２２ｍｍ２）は、センサ素子収納部３３のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約４７ｍｍ２）よりも小さい。
【００３２】
また、センサ素子収納部３３のＢ方向の長さＤ２に対する、フィルタ材収納部３２のＢ方向の長さＤ１の比（Ｄ１／Ｄ２）は、たとえば、約０．６９である。また、センサ素子収納部３３のＡ方向に直交する断面の断面積に対する、フィルタ材収納部３２のＡ方向に直交する断面の断面積の比は、たとえば、約０．４７である。
【００３３】
また、ガス流入口３１のＢ方向の長さ（直径）Ｄ３（たとえば、約０．７ｍｍ）は、フィルタ材収納部３２のＢ方向の長さＤ１よりも小さい。また、ガス流入口３１のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約０．３８ｍｍ２）は、フィルタ材収納部３２のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約２２ｍｍ２）よりも小さい。また、フィルタ材収納部３２のＢ方向の長さＤ１に対する、ガス流入口３１のＢ方向の長さＤ３の比（Ｄ３／Ｄ１）は、たとえば、約０．１３である。また、フィルタ材収納部３２のＡ方向に直交する断面の断面積に対する、ガス流入口３１のＡ方向に直交する断面の断面積の比は、たとえば、約０．０１７である。
【００３４】
また、第１実施形態では、キャップ３０には、フィルタ材収納部３２が、センサ素子収納部３３よりも、Ｂ方向に小さくなるように、センサ素子収納部３３とフィルタ材収納部３２とを段差状に接続する段差部３４が設けられている。段差部３４は、センサ素子収納部３３のフィルタ材４０側の端部と、フィルタ材収納部３２のセンサ素子２０側の端部とを、Ｂ方向に接続するように形成されている。また、段差部３４は、環状に形成されており、円筒状のフィルタ材収納部３２と、円筒状のセンサ素子収納部３３とを全周にわたって接続している。
【００３５】
具体的には、段差部３４の一方側の端部は、センサ素子収納部３３のフィルタ材４０側の端部に接続されている。Ｂ方向に沿って延びる段差部３４の一方側の端部と、Ａ方向に沿って延びるセンサ素子収納部３３のフィルタ材４０側の端部とは、略直角形状を有するように、互いに接続されている。また、段差部３４の他方側の端部は、フィルタ材収納部３２のセンサ素子２０側の端部に接続されている。Ｂ方向に沿って延びる段差部３４の他方側の端部と、Ａ方向に沿って延びるフィルタ材収納部３２のセンサ素子２０側の端部とは、略直角形状を有するように、互いに接続されている。
【００３６】
また、キャップ３０は、プレス加工、切削加工などの所定の加工により形成されている。つまり、キャップ３０では、フィルタ材収納部３２、センサ素子収納部３３および段差部３４は、一体的に設けられている。
【００３７】
また、第１実施形態では、段差部３４の内面３４ａは、ガスセンサ１００を組み立てる際に、通気部材６０をＡ方向に位置決めする位置決め部を構成している。具体的には、段差部３４の内面３４ａは、通気部材６０とＡ方向に接触することにより、通気部材６０をＡ方向に位置決めするように構成されている。段差部３４の内面３４ａは、通気部材６０のフィルタ材４０側の面の外周部分と周状に接触している。なお、通気部材６０のフィルタ材４０側の面の外周部分よりも内側の部分は、フィルタ材４０と接触して、フィルタ材４０を支持している。
【００３８】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００３９】
第１実施形態では、上記のように、キャップ３０を、フィルタ材収納部３２が、センサ素子収納部３３よりも、センサ素子２０とフィルタ材４０との配列方向と直交する方向に小さくなるように形成する。これにより、キャップ３０のセンサ素子収納部３３からフィルタ材収納部３２までが上記配列方向と直交する方向に一様な大きさに形成されている場合に比べて、フィルタ材収納部３２の容積を小さくすることができる。その結果、フィルタ材収納部３２に収納されるフィルタ材４０の量を少なくすることができるので、ガスセンサ１００のフィルタ材４０の使用量を削減することができる。また、ベース１０が取り付けられるセンサ素子収納部３３は、ベース１０の大きさに合わせて大きく形成することができるので、ベース１０を小さくする必要が無い。その結果、ベース１０を小さくすることに起因するベース１０の製造性（製造のしやすさ）の悪化、および、ベース１０を小さくすることに起因するベース１０の取付作業性の悪化を防止することができる。また、上記実施形態のように、フィルタ材収納部３２に、フィルタ材４０だけでなく、通気部材５０が収納される場合、フィルタ材収納部３２に収納される通気部材５０の大きさを小さくすることができるので、通気部材５０を形成するための材料の使用量を削減することができる。また、たとえば、フィルタ材４０に貴金属を担持した材料を用いる場合、フィルタ材４０の量を少なくできることで、貴金属の使用量も削減できるため、コストを削減することができる。
【００４０】
また、第１実施形態では、上記のように、キャップ３０は、センサ素子収納部３３とフィルタ材収納部３２とを段差状に接続する段差部３４を含む。これにより、フィルタ材収納部３２がセンサ素子収納部３３よりも上記配列方向に直交する方向に小さいキャップ３０を、簡素な形状により形成することができる。その結果、キャップ３０の製造性を向上させつつ、ガスセンサ１００のフィルタ材４０の使用量を削減することができる。
【００４１】
また、第１実施形態では、上記のように、キャップ３０の段差部３４の内面３４ａが、通気部材６０を位置決めする位置決め部を構成する。これにより、ガスセンサ１００を組み立てる際に、位置決め部としての段差部３４の内面３４ａにより通気部材６０を位置決めすることにより、通気部材６０を配置位置に容易に配置することができる。その結果、段差部３４を利用して、ガスセンサ１００の組立作業性を向上させることができる。また、ガスセンサ１００のフィルタ材４０の使用量を削減することは、フィルタ材４０を支持する通気部材６０に加わる負荷が小さくなる点でも、有効である。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、図２を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、単一のキャップが設けられた上記第１実施形態と異なり、２つのキャップが設けられる例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
【００４３】
（ガスセンサの構成）
本発明の第２実施形態によるガスセンサ２００は、図２に示すように、二重キャップ構造を有している。ガスセンサ２００は、ベース１０と、センサ素子２０と、内側キャップ１３０と、外側キャップ１８０とを備えている。なお、内側キャップ１３０は、特許請求の範囲の「キャップ」の一例である。
【００４４】
外側キャップ１８０は、内側キャップ１３０の外側に配置されるキャップである。外側キャップ１８０は、たとえば、樹脂製である。また、外側キャップ１８０は、内側キャップ１３０に取り付けられる。
【００４５】
また、外側キャップ１８０は、ガス流入口１８１と、フィルタ材収納部１８２と、内側キャップ収納部１８３とを含んでいる。
【００４６】
ガス流入口１８１は、外側キャップ１８０の外部から内部に、被検知ガスを含むガスが流入する開口部である。
【００４７】
フィルタ材収納部１８２は、ガス流入口１８１から流入したガスから、シロキサンガスなどの妨害成分を除去するフィルタ材１９０を収納するように構成されている。フィルタ材１９０は、たとえば、強酸性のシリカである。また、フィルタ材１９０は、フィルタ材収納部１８２に充填されている。
【００４８】
また、フィルタ材収納部１８２は、フィルタ材１９０だけでなく、異物の流入防止用の通気部材１５０を収納するように構成されている。通気部材１５０は、上記第１実施形態の通気部材５０と実質的に同様の構成を有している。このため、詳細な説明を省略する。以下においても、第１実施形態と実質的に同様の構成については、その旨を記載し、詳細な説明を省略する。
【００４９】
内側キャップ収納部１８３は、内側キャップ１３０を収納するように構成されている。内側キャップ収納部１８３は、内側キャップ１３０の後述するフィルタ材収納部１３２およびセンサ素子収納部１３３に嵌合するように構成されている。これにより、外側キャップ１８０は、内側キャップ１３０に固定される。
【００５０】
外側キャップ１８０は、ベース１０側からガス流入口１８１側まで、Ａ方向に沿って延びるように形成されている。つまり、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２および内側キャップ収納部１８３は、Ａ方向に沿って延びるように形成されている。また、外側キャップ１８０のガス流入口１８１、フィルタ材収納部１８２および内側キャップ収納部１８３は、平面視において、略円形状を有するように形成されている。つまり、外側キャップ１８０のガス流入口１８１、フィルタ材収納部１８２および内側キャップ収納部１８３は、略円筒形状を有するように形成されている。
【００５１】
内側キャップ１３０は、ガス流入口（制限口）１３１と、フィルタ材収納部１３２と、センサ素子収納部１３３とを含んでいる。
【００５２】
ガス流入口１３１は、内側キャップ１３０の外部から内部に、フィルタ材１９０を通過したガスが流入する開口部である。ガス流入口１３１は、上記第１実施形態のガス流入口３１と実質的に同様の構成を有している。
【００５３】
フィルタ材収納部１３２は、フィルタ材１４０を収納するように構成されている。フィルタ材１４０は、第１フィルタ材１４１と、第２フィルタ材１４２との２種類のフィルタ材を含んでいる。フィルタ材収納部１３２、フィルタ材１４０、第１フィルタ材１４１および第２フィルタ材１４２は、それぞれ、上記第１実施形態のフィルタ材収納部３２、フィルタ材４０、第１フィルタ材４１および第２フィルタ材４２と実質的に同様の構成を有している。
【００５４】
センサ素子収納部１３３は、センサ素子２０と、通気部材６０と、支持部材７０とを収納するように構成されている。センサ素子収納部１３３は、上記第１実施形態のセンサ素子収納部３３と実質的に同様の構成を有している。
【００５５】
ガスセンサ２００では、ガス流入口１８１側から順に、通気部材１５０、フィルタ材１９０、ガス流入口１３１、フィルタ材１４０（第１フィルタ材１４１、第２フィルタ材１４２）、通気部材６０、センサ素子２０が、Ａ方向に沿って並んで配置されている。したがって、ガス流入口１８１から流入したガスは、通気部材１５０、フィルタ材１９０、ガス流入口１３１、フィルタ材１４０（第１フィルタ材１４１、第２フィルタ材１４２）、通気部材６０の順に通過して、センサ素子２０に到達する。また、ガス流入口１８１、通気部材１５０、フィルタ材１９０、ガス流入口１３１、フィルタ材１４０（第１フィルタ材１４１、第２フィルタ材１４２）、通気部材６０およびセンサ素子２０は、平面視において（Ａ方向から見て）、互いに重なる位置に配置されている。
【００５６】
ここで、第２実施形態では、外側キャップ１８０は、フィルタ材収納部１８２が、内側キャップ１３０のセンサ素子収納部１３３よりも、Ｂ方向に小さくなるように形成されている。
【００５７】
具体的には、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＢ方向の長さ（直径）Ｄ４（たとえば、約５．３ｍｍ）は、内側キャップ１３０のセンサ素子収納部１３３のＢ方向の長さ（直径）Ｄ２（たとえば、約７．７ｍｍ）よりも小さい。また、第２実施形態では、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＢ方向の長さＤ４は、内側キャップ１３０のフィルタ材収納部１３２のＢ方向の長さ（直径）Ｄ１と略同じである。また、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＢ方向の長さＤ４（Ａ方向に直交する断面の断面積）と、内側キャップ１３０のセンサ素子収納部１３３のＢ方向の長さＤ２（Ａ方向に直交する断面の断面積）との関係は、上記第１実施形態のフィルタ材収納部３２のＢ方向の長さＤ１（Ａ方向に直交する断面の断面積）と、センサ素子収納部３３のＢ方向の長さＤ２（Ａ方向に直交する断面の断面積）との関係と実質的に同様である。
【００５８】
また、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＢ方向の長さ（直径）Ｄ５（たとえば、約１．５ｍｍ）は、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＢ方向の長さＤ４（たとえば、約５．３ｍｍ）よりも小さい。また、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約１．７７ｍｍ２）は、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約２２ｍｍ２）よりも小さい。また、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＢ方向の長さＤ４に対する、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＢ方向の長さＤ５の比（Ｄ５／Ｄ４）は、たとえば、約０．２８である。また、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＡ方向に直交する断面の断面積に対する、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＡ方向に直交する断面の断面積の比は、たとえば、約０．０８０である。
【００５９】
また、第２実施形態では、内側キャップ１３０のガス流入口１３１のＢ方向の長さＤ３は、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＢ方向の長さＤ５よりも小さい。また、内側キャップ１３０のガス流入口１３１のＡ方向に直交する断面の断面積は、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＡ方向に直交する断面の断面積よりも小さい。また、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＢ方向の長さＤ５に対する、内側キャップ１３０のガス流入口１３１のＢ方向の長さＤ３の比（Ｄ３／Ｄ５）は、たとえば、約０．４７である。また、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＡ方向に直交する断面の断面積に対する、内側キャップ１３０のガス流入口１３１のＡ方向に直交する断面の断面積の比は、たとえば、約０．２１である。
【００６０】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６１】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６２】
第２実施形態では、上記のように、外側キャップ１８０を、フィルタ材収納部１８２が、内側キャップ１３０のセンサ素子収納部１３３よりも、Ｂ方向に小さくなるように形成する。これにより、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２に収納されるフィルタ材１９０の量を少なくすることができる。その結果、内側キャップ１３０のフィルタ材１４０だけでなく、外側キャップ１８０のフィルタ材１９０の使用量も削減することができる。
【００６３】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６４】
［実施例］
次に、図１〜図５および表１を参照して、実施例について説明する。
【００６５】
実施例１のガスセンサとして、上記第１実施形態の図１に示す構造を有するガスセンサ１００を用いた。
【００６６】
また、比較例１のガスセンサとして、図３に示す構造を有するガスセンサ３００を用いた。比較例１のガスセンサ３００は、キャップ３３０のセンサ素子収納部のＢ方向の長さとフィルタ材収納部のＢ方向の長さとが同じである点で、実施例１のガスセンサ１００と異なる。そのため、実施例１のガスセンサ１００と比較例１のガスセンサ３００とでは、第１フィルタ材４１および第２フィルタ材４２の充填量が異なり、実施例１における各フィルタ材の充填量は比較例１における各フィルタ材の充填量の略半分である。
【００６７】
また、実施例２のガスセンサとして、上記第２実施形態の図２に示す構造を有するガスセンサ２００を用いた。
【００６８】
また、比較例２のガスセンサとして、図４に示す構造を有するガスセンサ４００を用いた。比較例２のガスセンサ４００は、内側キャップ４３０のセンサ素子収納部のＢ方向の長さと、内側キャップ４３０のフィルタ材収納部のＢ方向の長さと、外側キャップ４８０のフィルタ材収納部のＢ方向の長さとが同じである点で、実施例２のガスセンサ２００と異なる。そのため、実施例２のガスセンサ２００と比較例２のガスセンサ４００とでは、フィルタ材１９０（外側）、第１フィルタ材１４１（内側）および第２フィルタ材１４２（内側）の充填量が異なり、実施例２における各フィルタ材の充電量は比較例２における各フィルタ材の充填量の略半分である。
【００６９】
また、実施例１のガスセンサ１００、実施例２のガスセンサ２００、比較例１のガスセンサ３００および比較例２のガスセンサ４００では、センサ素子２０として、メタンガス検知用のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）熱線型半導体式センサを用いた。
【００７０】
（耐久性試験）
図５を参照して、実施例１のガスセンサ１００、実施例２のガスセンサ２００、比較例１のガスセンサ３００および比較例２のガスセンサ４００を用いた、耐久性試験について説明する。
【００７１】
耐久性試験では、過酷な台所環境を想定して、トルエン１０００ｐｐｍ、シロキサンガス２０ｐｐｍを有する環境に、実施例１のガスセンサ１００、実施例２のガスセンサ２００、比較例１のガスセンサ３００および比較例２のガスセンサ４００を暴露した。また、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２の各ガスセンサのセンサ素子２０を、パルス駆動で駆動させた。具体的には、センサ素子２０を、３０秒周期で０．１秒間だけ５００℃付近に加熱して、メタンガスを検知した。
【００７２】
また、耐久性試験では、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２の各ガスセンサの警報設定濃度を３０００ｐｐｍに設定した。また、６０日毎に、各ガスセンサが警報を発した実際のメタン濃度（メタン警報濃度）を測定した。耐久性試験は、各ガスセンサのメタン警報濃度が、警報濃度下限値（１０００ｐｐｍ（警報設定濃度の１／３））よりも小さくなるまで行った。
【００７３】
図５は、暴露日数に対するメタン警報濃度の変化を示している。図５に示すように、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２の各ガスセンサのいずれも、暴露日数が増加するにつれて、メタン警報濃度が低下する傾向にあることが確認された。これは、シロキサンガスが熱分解することにより生じたシリカがセンサ素子２０に付着することに起因して、センサ素子２０の性能が低下するためである。なお、暴露日数に対するメタン警報濃度の低下の度合いが小さい程、シロキサン耐久性が高い。
【００７４】
比較例１のガスセンサ３００と、実施例１のガスセンサ１００とを比較すると、メタン警報濃度が警報濃度下限値（１０００ｐｐｍ）に至るまでの時間は、略同じであった。つまり、フィルタ材の充填量（使用量）を削減しても、実施例１のガスセンサ１００は、シロキサン耐久性が低下することなく、高いシロキサン耐久性を有することが確認された。
【００７５】
同様に、比較例２のガスセンサ４００と、実施例２のガスセンサ２００とを比較すると、メタン警報濃度が警報濃度下限値（１０００ｐｐｍ）に至るまでの時間は、略同じであった。つまり、フィルタ材の充填量（使用量）を削減しても、実施例２のガスセンサ２００は、シロキサン耐久性が低下することなく、高いシロキサン耐久性を有することが確認された。
【００７６】
（応答性試験）
以下に示す表１を参照して、実施例１のガスセンサ１００、実施例２のガスセンサ２００、比較例１のガスセンサ３００および比較例２のガスセンサ４００を用いた、応答性試験について説明する。
【表１】
2018205286.tif 000003
【００７７】
日本ガス機器検査協会（ＪＩＡ）の都市ガス用ガス警報器検査規定では、センサ（ガスセンサ１００や２００など）を搭載した警報器の状態で、メタンガス１２５００ｐｐｍに対して６０秒以内に応答し、警報を発することが定められている。警報器にセンサを搭載した場合には、センサ単体の場合よりもガス応答性が低下するため、センサ単体の応答としては、４０秒以内で応答する必要がある。
【００７８】
応答性試験では、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２の各ガスセンサのセンサ素子２０を、パルス駆動で駆動させた。具体的には、センサ素子２０を、１０秒周期で０．１秒間だけ５００℃付近に加熱して、メタンガスを検知した。
【００７９】
表１に示すように、比較例１のガスセンサ３００と、実施例１のガスセンサ１００とを比較すると、メタンガスに対する応答時間は、略同じであった。また、実施例１のガスセンサ１００は、メタンガスに対して、４０秒以内に応答することが確認された。つまり、フィルタ材の充填量（使用量）を削減しても、実施例１のガスセンサ１００は、応答性が低下することなく、十分な応答性を有することが確認された。
【００８０】
同様に、比較例２のガスセンサ４００と、実施例２のガスセンサ２００とを比較すると、メタンガスに対する応答時間は、略同じであった。また、実施例２のガスセンサ２００は、メタンガスに対して、４０秒以内に応答することが確認された。つまり、フィルタ材の充填量（使用量）を削減しても、実施例２のガスセンサ２００は、応答性が低下することなく、十分な応答性を有することが確認された。
【００８１】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態（実施例）は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態（実施例）の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００８２】
たとえば、上記第１実施形態では、キャップに２種類のフィルタ材を設ける例を示し、上記第２実施形態では、内側キャップに２種類のフィルタ材を設けるとともに、外側キャップに１種類のフィルタ材を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、キャップ（内側キャップ）に１種類のフィルタ材を設けてもよいし、３種類以上のフィルタ材を設けてもよい。また、外側キャップに２種類以上のフィルタ材を設けてもよい。
【００８３】
また、上記第１および第２実施形態では、キャップ（内側キャップ）において、第１フィルタ材の充填量が、第２フィルタ材の充填量よりも多い例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、キャップ（内側キャップ）において、第１フィルタ材の充填量が、第２フィルタ材の充填量よりも少なくてもよいし、第１フィルタ材の充填量と第２フィルタ材の充填量とが略同じであってもよい。
【００８４】
また、上記第２実施形態では、外側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さが、内側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さと略同じである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さが、内側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。なお、外側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さを、内側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さよりも小さくすれば、外側キャップのフィルタ材の使用量をより削減することができる。
【００８５】
また、上記第１および第２実施形態では、通気部材を支持する支持部材を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、通気部材を段差部の内面に溶接（スポット溶接）する場合などには、通気部材を支持する支持部材を設けなくてもよい。なお、通気部材を段差部の内面に溶接（スポット溶接）する場合、ガスセンサの量産性を向上させることができる。
【００８６】
また、上記第１および第２実施形態では、センサ素子収納部とフィルタ材収納部とを段差状に接続する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、センサ素子収納部とフィルタ材収納部とをテーパ状に接続してもよい。ただし、加工の容易さの観点から、センサ素子収納部とフィルタ材収納部とを段差状に接続する方が好ましい。
【００８７】
また、上記第１および第２実施形態では、センサ素子収納部およびフィルタ材収納部が、略円筒形状を有するように形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、センサ素子収納部およびフィルタ材収納部は、円筒形状以外の筒状形状に形成されていてもよい。
【００８８】
また、上記第１実施形態では、キャップが金属製である例を示し、上記第２実施形態では、内側キャップが金属製であり、外側キャップが樹脂製である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、キャップ（内側キャップ、外側キャップ）は、金属製であっても樹脂製であってもよい。
【００８９】
また、上記第１および第２実施形態では、段差部の内面が、通気部材を位置決めする位置決め部を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、段差部の内面が、通気部材を位置決めする位置決め部を構成しなくてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０  ベース
２０  センサ素子
３０  キャップ
３２、１３２  フィルタ材収納部
３３、１３３  センサ素子収納部
３４  段差部
３４ａ  段差部の内面
４０、１４０  フィルタ材
６０  通気部材
１００、２００  ガスセンサ
１３０  内側キャップ（キャップ）
【図１】
2018205286.tif 000004
【図２】
2018205286.tif 000005
【図３】
2018205286.tif 000006
【図４】
2018205286.tif 000007
【図５】
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