(57)【要約】【課題】センサ素子の振動を抑制できるとともに、ヒータによる熱がハウジングに伝わりにくいガスセンサを提供すること。【解決手段】ガスセンサとしての呼気センサ１は、ハウジング３の内部に、構造体７を支持する第１、第２先端側支持部６９、７７、７９と、第１コネクタ１１を支持する第１後端側支持部８５と、を備えているので、ハウジング３内にて、センサユニット９（従ってセンサ素子５）及び第１コネクタ１１を支持することができる。さらに、第１先端側支持部６９の中央部６９ａと第２先端側支持部７７、７９の上面７７ａ、７９ａとにより、構造体７（従ってキャリア部材３５）の先端側の厚み方向への移動を規制することができる。また、第１先端側支持部６９の突出部７３、７５により、構造体７（従ってキャリア部材３５）の先端側の平面方向への移動を規制することができる。【選択図】図１
2019191035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状で長尺のキャリア部材の先端側に、被測定ガス中の特定ガス成分の濃度に応じて電気的特性が変化する検知部及び該検知部を加熱するヒータを備えたセンサ素子と、
前記検知部及び前記ヒータを収容する構造体と、
を備えたセンサユニットと、
前記キャリア部材の後端側が嵌め込まれて、前記センサ素子との電気的接続に用いられるコネクタと、
前記センサユニット及び前記コネクタの外側を囲むように配置されたハウジングと、
を備えたガスセンサにおいて、
前記ハウジングの内側面から前記構造体側に突出て該構造体を支持する先端側支持部と、前記ハウジングの内側面から前記コネクタ側に突出して該コネクタを支持する後端側支持部と、を備え、
前記先端側支持部は、前記キャリア部材の先端側の厚み方向への移動を規制する第１規制部と、前記キャリア部材を先端側から見た場合に該キャリア部材の先端側の平面方向への移動を規制する第２規制部と、を備えた、
ガスセンサ。
【請求項２】
前記構造体と前記先端側支持部との接触面積が、前記構造体の表面積未満である、
請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記コネクタと前記後端側支持部との接触面積が、前記コネクタの表面積未満である、
請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記キャリア部材を厚み方向から見た場合に、前記構造体は、前記ハウジングの内部空間の中央部分に配置されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記キャリア部材を厚み方向から見た場合に、前記キャリア部材の後端側の幅は、前記キャリア部材の先端側の幅よりも狭い、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記ハウジングは、２以上の部材が一体に組み合わせて構成されている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被測定ガス中に含まれる特定ガス成分の濃度を検知するガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば内燃機関の流路に流れるガス（即ち被測定ガス）に含まれる特定ガス成分の濃度を検知するガスセンサとして、板状のセンサ素子と、センサ素子を収容するハウジングと、ハウジングの後端側に取り付けられる基体部と、基体部内に配置されたコネクタと、を有するガスセンサが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
このガスセンサのセンサ素子は、電気絶縁性を有する板状の部材（キャリア部材）に、特定ガス成分の濃度に応じて電気的特性が変化する検知部や、検知部を加熱するヒータなどが設けられたものであり、センサ素子の後端側がコネクタに嵌め込まれて、センサ素子の配線とコネクタに配置された端子とが電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５０４４２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、上述した従来技術において、センサ素子が板状で長い部材である場合に、センサ素子の後端側をコネクタで支持するように構成すると、下記のような問題がある。
つまり、センサ素子の後端側を単にコネクタで支持してセンサ素子を固定する場合には、ヒータによる熱がハウジングに伝わりにくいという利点があるが、検知部はセンサ素子の先端側に通常配置されるので、センサ素子の先端側が振動したり、衝撃によりセンサ素子に曲げ応力が発生したりする場合には、センサ素子が破損する恐れがある。
【０００６】
特に、センサ素子の先端側に配置される検知部を被測定ガスを導排出可能な構造体に収納して、構造体内に形成されるチャンバに検知部を配置させる形態を採用した場合には、構造体が配置される分、センサ素子の先端側の質量が大きくなり、振動や衝撃に伴うモーメントが大きくなるので、センサ素子の破損を抑制することが重要となる。
【０００７】
一方、センサ素子の振動を抑制するために、ハウジングを用いてセンサ素子の先端側を支持することが考えられるが、センサ素子の先端側には検知部に加えてヒータも配置されるため、ヒータによる熱がハウジングに伝わり易い構造を採ってしまっては、ヒータの消費電力が高まってしまうという問題がある。
【０００８】
本開示は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサ素子の振動を抑制できるとともに、ヒータによる熱がハウジングに伝わりにくい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】
【０００９】
（１）本開示の第１局面は、板状で長尺のキャリア部材の先端側に、被測定ガス中の特定ガス成分の濃度に応じて電気的特性が変化する検知部及び該検知部を加熱するヒータを備えたセンサ素子と、前記検知部及び前記ヒータを収容する構造体と、を備えたセンサユニットと、前記キャリア部材の後端側が嵌め込まれて、前記センサ素子との電気的に接続に用いられるコネクタと、前記センサユニット及び前記コネクタの外側を囲むように配置されたハウジングと、を備えたガスセンサに関するものである。
【００１０】
このガスセンサは、前記ハウジングの内側面から前記構造体側に突出て該構造体を支持する先端側支持部と、前記ハウジングの内側面から前記コネクタ側に突出して前記コネクタを支持する後端側支持部と、を備え、前記先端側支持部は、前記キャリア部材の先端側の厚み方向への移動を規制する第１規制部と、前記キャリア部材を先端側から見た場合に該キャリア部材の先端側の平面方向への移動を規制する第２規制部と、を備えている。
【００１１】
本第１局面では、ハウジングの内側面から突出して構造体を支持する先端側支持部と、ハウジングの内側面から突出してコネクタを支持する後端側支持部と、を備えているので、ハウジング内にて、センサユニット（従ってセンサ素子）及びコネクタを、ハウジングの内側面に接触しないようにして支持することができる。
【００１２】
さらに、先端側支持部は、第１規制部により、キャリア部材の先端側の厚み方向への移動を規制することができ、第２規制部により、キャリア部材の先端側の平面方向への移動を規制することができる。
【００１３】
これにより、ガスセンサが外力によって振動した場合でも、板状のキャリア部材の厚み方向及び厚み方向と垂直の平面方向への移動（従って振動）が抑制される。例えば、ガスセンサを先端側から見た場合の厚み方向が上下方向の場合には、上下左右の方向への振動が抑制される。つまり、このようにして、センサユニットの振動が抑制されるので、センサ素子（詳しくはキャリア部材）の破損を抑制することができる。
【００１４】
また、構造体（従ってセンサユニット）およびコネクタは、ハウジングの内側面から突出した先端側支持部と後端側支持部とによって個別に支持される構造であるので、ヒータによって発生した熱が、ハウジングに伝わりにくいという利点がある。従って、ヒータの消費電力を抑制できる。
【００１５】
つまり、本第１局面では、センサユニット（従ってセンサ素子）の振動を抑制できるとともに、ヒータの熱がハウジングに伝わりにくいという顕著な効果を奏する。
なお、ハウジングとしては、ハウジング内とハウジング外とを完全に分離する（例えば気密する）ことが望ましいが、多少隙間があってもよい。つまり、ハウジング内とハウジング外との間のガスの移動を規制して、例えばハウジング内とハウジング外とで温度が異なるようにできればよい。
【００１６】
例えば、ハウジングとしては、センサユニット及びコネクタの外側（例えば長手方向における両側や、長手方向に対して垂直の径方向（外周側））を完全に（即ち気密して）囲むことが望ましいが、上述のように、多少隙間があってもよい。
【００１７】
（２）本開示の第２局面では、前記構造体と前記先端側支持部との接触面積が、前記構造体の表面積未満であってもよい。
このように、構造体と先端側支持部との接触面積が、構造体の表面積未満の場合には、構造体側から、先端側支持部（従ってハウジング）に熱が伝わりにくいという利点がある。従って、ハウジングの外表面の温度の上昇を抑制でき、ヒータによる消費電力を抑制できる。
【００１８】
（３）本開示の第３局面では、前記コネクタと前記後端側支持部との接触面積が、前記コネクタの表面積未満であってもよい。
このように、コネクタと後端側支持部との接触面積が、コネクタの表面積未満である場合には、センサ素子が嵌め込まれたコネクタ側から、後端側支持部（従ってハウジング）に熱が伝わりにくいという利点がある。従って、ハウジングの外表面の温度の上昇を抑制でき、ヒータによる消費電力を抑制できる。
【００１９】
（４）本開示の第４局面では、前記キャリア部材を先端側から見た場合に、前記構造体は、前記ハウジングの内部空間の中央部分に配置されていてもよい。
このように、キャリア部材を先端側から見た場合に、内部にヒータを収容した構造体は、ハウジングの内部空間の中央部分に配置されている。つまり、構造体は、ハウジングのどこかに偏って配置されていないので、構造体からハウジングまでの距離が長い。よって、構造体が先端側支持部に支持されている場合でも、先端側支持部を介してヒータの熱がハウジングに伝わりにくい。また、輻射熱による熱伝導も少ないという利点もある。従って、ハウジングの外表面の温度の上昇を抑制でき、ヒータによる消費電力を抑制できる。
【００２０】
なお、前記中央部分としては、キャリア部材の厚み方向において、構造体（或いはその内部のヒータ又はヒータの重心）からハウジングの一方の表面までの距離と他方の表面までの距離が等距離であり、且つ、キャリア部材の厚み方向と垂直の平面方向において、構造体（或いはその内部のヒータ又はヒータの重心）からハウジングの一方の表面までの距離と他方の表面までの距離が等距離であることが挙げられる。
【００２１】
（５）本開示の第５局面では、前記キャリア部材を厚み方向から見た場合に、前記キャリア部材の後端側の幅は、前記キャリア部材の先端側の幅よりも狭くてもよい。
このように、キャリア部材を厚み方向から見た場合に、キャリア部材の後端側の幅が、キャリア部材の先端側の幅よりも狭い場合には、キャリア部材の先端側にてヒータによって検知部が加熱された場合でも、ヒータによる熱が、コネクタ側（従ってハウジング側）に伝わりにくいという効果がある。
【００２２】
（６）本開示の第６局面では、前記ハウジングは、２以上の部材が一体に組み合わせて構成されていてもよい。
このような構成とすることにより、ハウジング内にセンサ部材やコネクタ等を容易に組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）第１実施形態の呼気センサを示す平面図、（ｂ）はその呼気センサを示す側面図である。
【図２】第１実施形態の呼気センサの断面（図１のＡ−Ａ断面：但し内部構造の一部は破断しない）を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の呼気センサの断面（図２のＢ−Ｂ断面）を示す断面図である。
【図４】第１構造体やキャリア部材の平面を示すとともに、第１コネクタを軸方向に沿って破断して示す説明図である。
【図５】呼気センサの断面（図２のＣ−Ｃ断面）のうち、構造体を含む中央部分を拡大して示す断面図である。
【図６】第２実施形態の呼気センサの断面（図１のＡ−Ａ断面：但し内部構造の一部は破断しない）を示す断面図である。
【図７】第２実施形態の呼気センサの断面（図６のＢ−Ｂ断面）を示す断面図である。
【図８】第３実施形態の呼気センサの断面（図１のＡ−Ａ断面：但し内部構造の一部は破断しない）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本開示が適用されたガスセンサの実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
本第１実施形態では、ガスセンサとして、呼気中の特定ガス成分の濃度を検知する呼気センサを例に挙げて説明する。
【００２５】
［１−１．呼気センサの全体構成］
まず、呼気センサ１の全体構成について説明する。
図１及び図２に示すように、第１実施形態の呼気センサ１は、ハウジング３の内部に、主として、センサ素子５及び構造体７を備えたセンサユニット９と、センサ素子５の後端側（図２の左側）が接続される第１コネクタ１１と、第１コネクタ１１の後端側に配置されたスリーブ１３及び第２コネクタ１５と、を備えている。
【００２６】
また、この呼気センサ１では、構造体７は、図２の上方の第１構造体１７と図２の下方の第２構造体１９とを備えており、第１構造体１７には第１ガス管２１及び第２ガス管２３（図１参照）が接続され、第２構造体１９には、第２ガス管２３及び第３ガス管２５が接続されている。
【００２７】
なお、この呼気センサ１は、例えばバッテリ（図示せず）から供給される電力によって駆動されるものであるが、それに限定される訳ではない。
［１−２．呼気センサの各部の構成］
以下、各構成について詳細に説明する。
【００２８】
＜ハウジング＞
図１に示すように、ハウジング３は、略直方体形状の筐体であり、例えばＰＰＳ樹脂等の樹脂から構成されている。
【００２９】
このハウジング３は、図２に示すように、略矩形箱状で一方に開口を有する一対の容器（即ち第１容器３ａ、第２容器３ｂ）が、開口側を向き合わせるようにして、図２の上下方向から組み合わされた構造となっている。
【００３０】
なお、第１容器３ａ、第２容器３ｂは、例えば接着剤等によって一体に固定してもよいが、周知の一対の箱体を係止する係止構造（例えばフックとフックが係合する凹部の構成）によって、着脱可能に接続してもよい。
【００３１】
＜センサユニット＞
ハウジング３の中央部分、即ち図２の上下方向（Ｚ方向）における中央、及び図３の左右方向（Ｙ方向）における中央には、Ｘ方向及びＹ方向に沿って（即ちＸＹ平面に沿って）、略板状のセンサユニット９が配置されている。なお、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とは、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿った方向を示している。
【００３２】
このセンサユニット９は、板状のセンサ素子５の一方の主面（図２の上方の第１主面２７）の先端側（図２の右側）に、金属製の容器である第１構造体１７を備えるとともに、センサ素子５の他方の主面（図２の下方の第２主面２９）の先端側に、金属製の容器である第２構造体１９を備えている。
【００３３】
なお、後述するように、第１構造体１７の内部には、ガスの流通が可能な空間である第１チャンバＣ１を有するとともに、第２構造体１９の内部にも、ガスの流通が可能な空間である第２チャンバＣ２を有する（図５参照）。
【００３４】
センサ素子５は、例えばアルミナ等のセラミック製の板状のキャリア部材３５に、後述する素子部３７等（図５参照）を備えたセラミック配線基板である。
図４に示すように、キャリア部材３５は、厚み方向（Ｚ方向）から見た平面視で、ＸＹ平面に沿って広がる平面を有するとともに、Ｘ方向に伸びる長尺の板材である。
【００３５】
詳しくは、平面視で、キャリア部材３５の後端側の後端部３８は、Ｘ方向に伸びる矩形状の部分であり、先端側の先端部３９は、略正方形である。従って、キャリア部材３５の後端部３８の幅（Ｙ方向の寸法）は、先端部３９の幅より狭くなっている。
【００３６】
図２及び図３に示すように、第１構造体１７と第２構造体１９とは、キャリア部材３５（従ってセンサ素子５）を厚み方向から挟むように配置されており、第１構造体１７とセンサ素子５と第２構造体１９とは、４本のボルト４１によって一体に固定されている。
【００３７】
つまり、図４に示すように、第１構造体１７と第２構造体１９とは、平面視で、キャリア部材３５の先端部３９と略相似形状（従って略正方形）であり、先端部３９の全体を覆うとともに、先端部３９の全周に渡って外側に張り出した形状である。
【００３８】
そして、第１構造体１７及び第２構造体１９は、平面視で、先端部３９より外側に張り出した部分にて、４本のボルト４１にて固定されている。なお、ボルト４１は、第１構造体１７及び第２構造体１９の四隅に配置されている。
【００３９】
また、図２及び図３に示すように、第１構造体１７の上部（図３の上側）には、第１チャンバＣ１に連通するガス流路を有する一対の凸部（即ち第１凸部４３及び第２凸部４４）が設けられている。また、第１構造体１７の先端側から一対のパイプ４５、４７が突出している。即ち、第１凸部４３が設けられた部分からは第１パイプ４５が突出し、第２凸部４４が設けられた部分からは、第２パイプ４７が突出している。
【００４０】
そして、第１パイプ４５には、第１ガス管２１が接続されており、この第１ガス管２１は、ハウジング３の外側に伸びている。第２パイプ４７には、第２ガス管２３の一端が接続されている。
【００４１】
一方、第２構造体１９の下部（図３の下側）には、第２チャンバＣ２に連通するように、略Ｌ字形状の一対のパイプ（即ち第３パイプ４９及び第４パイプ５１）が突出している。
そして、第３パイプ４９には、第３ガス管２５が接続されており、第３ガス管２５は、ハウジング３の外側に伸びている。第４パイプ５１には、第２ガス管２３の他端が接続されている。
【００４２】
従って、第２ガス管２３の各端部は、それぞれ第２パイプ４７と第４パイプ５１とに接続されるとともに、その中央部分は、ハウジング３の外側には伸びずに内側に配置されて、Ｕ字形状の配管形状となっている。
【００４３】
なお、第１〜第３ガス管２１〜２５は、例えばフッ素樹脂やフッ素系ゴムからなるチューブである。
＜コネクタ等＞
図１に示すように、第１構造体１７及び第２構造体１９の後端側には、円筒形状の第１コネクタ１１が配置され、第１コネクタ１１の後端側には第１コネクタ１１と隣接してスリーブ１３が配置され、スリーブ１３の後端側にはスリーブ１３に隣接して第２コネクタ１５が配置されている。
【００４４】
第１コネクタ１１は、例えばアルミナを主成分とするセラミックからなる円筒状の部材であり、その後端側の外周には、外周側に環状に突出するフランジ５３が設けられている。
第１コネクタ１１の軸方向（Ｘ方向）には、第１コネクタ１１を貫通する貫通孔５５が設けられており、この貫通孔５５は、ＸＹ方向に広がる平面を有し、所定の厚みを有する板状の空間である。
【００４５】
第１コネクタ１１の貫通孔５５には、キャリア部材３５の後端部３８が嵌め込まれている。また、貫通孔５５には、複数本の端子金具５７が配置されており、この端子金具５７が、キャリア部材３５の表面（即ち第１主面２７や第２主面２９）側に当接している。
【００４６】
詳しくは、各端子金具５７は、その先端側が略Ｕ字状に折り返されており、その折り返された部分５７ａが、キャリア部材３５の表面の複数の配線５９（図４参照）に、それぞれ接触して、電気的に接続されている。なお、この配線５９は、後述する素子部３７と電気的に接続されている。
【００４７】
各端子金具５７の後端側には、第１コネクタ１１の後端側から後方に突出した接続部５７ｂがそれぞれ設けられており、各接続部５７ｂには、それぞれリード線６１（詳しくはその芯線６１ａ）が接続されている。
【００４８】
スリーブ１３は、例えばアルミナを主成分とするセラミックからなる円筒状の部材であり、軸方向に沿って、複数の貫通孔６３が設けられている。そして、各貫通孔６３には、各芯線６１ａが接続された各端子金具５７の接続部５７ｂが、それぞれ配置されている。
【００４９】
第２コネクタ１５は、例えばゴム製の円筒状の部材であり、軸方向に沿って、複数の貫通孔６５が設けられている。そして、各貫通孔６５には、各リード線６１が、それぞれ配置されている。なお、第２コネクタ１５の先端側の外周には、外周側に環状に突出するフランジ６６が設けられている。
【００５０】
［１−３．構造体及びコネクタの支持構造］
次に、構造体７及び各コネクタ１１、１５を支持する構成について説明する。
＜構造体側の構成＞
図２及び図３に示すように、第１容器３ａの内側の第１面６７（図２及び図３の上方の面）から構造体７側（図２及び図３の下方）に向けて、第１構造体１７を支持する第１先端側支持部６９が伸びている。
【００５１】
この第１先端側支持部６９は、第１面６７に対して垂直に、且つ、図３の下方に伸びる板材である。しかも、図３に示すように、第１先端側支持部６９は、第１構造体１７より幅が広く、その左右（幅方向：Ｙ方向）の両端が、第１構造体１７の左右の端部より外側に広がっている。
【００５２】
そして、第１先端側支持部６９の下端側の中央部６９ａは、第１凸部４３及び第２凸部４４の各上面４３ａ、４４ａ（図３の上方の面）に接している。これによって、構造体７（従ってキャリア部材３５）の上方への移動が規制されている。
【００５３】
また、第１先端側支持部６９の左右の両端部には、下方に突出した突出部７３、７５が設けられており、両突出部７３、７５の各内側面７３ａ、７５ａは、第１構造体１７の各側面１７ａ、１７ｂに接している。これによって、構造体７（従ってキャリア部材３５）の左右方向の移動が規制されている。
【００５４】
更に、第１構造体１７と第１先端側支持部６９との接触面積は、第１構造体１７の表面積（詳しくは外部に露出する表面積）未満である。
また、図２及び図３に示すように、第２容器３ｂの内側の第２面７５（図２及び図３の下方の面）から構造体７側（図２及び図３の上方）に向けて、第２構造体１９を支持する一対の第２先端側支持部７７、７９が伸びている。
【００５５】
この一対の第２先端側支持部７７、７９は、第２面７５に対して垂直に、且つ、図３の上方に伸びる板材である。
そして、一方（図３の左側）の第２先端側支持部７７の上面７７ａは、第２構造体１９の下面１９ａ（図３の下側の面）の左側に接している。他方の（図３の右側）の第２先端側支持部７９の上面７９ａは、第２構造体１９の下面１９ａの右側に接している。これによって、構造体７（従ってキャリア部材３５）の下方への移動が規制されている。
【００５６】
更に、第２構造体１９と一対の第２先端側支持部７７、７９との接触面積は、第２構造体１９の表面積（詳しくは外部に露出する表面積）未満である。
しかも、図２に示すように、側面から見て、第１先端側支持部６９と一対の第２先端側支持部７７、７９とは、第１構造体１７と、第２構造体１９と、第１構造体１７及び第２構造体１９に挟まれた部分と、によって構成される部分（即ちセンサ先端部８０）の重心を挟むように、配置されている。
【００５７】
つまり、図２において、第１先端側支持部６９の下方に前記重心があり、一対の第２先端側支持部７７、７９の上方（即ち側方から見た場合の上方）に前記重心があるように、第１先端側支持部６９と一対の第２先端側支持部７７、７９の位置（図２の左右方向における位置）が設定されている。
【００５８】
このように、本第１実施形態では、センサユニット９のうち、第１コネクタ１１より先端部分は、先端側に伸びており、第１先端側支持部６９と一対の第２先端側支持部７７、７９とに支持されて、ハウジング３内の内部空間にて空中に保持されている。
【００５９】
＜コネクタ側の構成＞
図２に示すように、ハウジング３の後端側のうち、第１コネクタ１１の後端側に相当する部分は、先端側より内径が小さな内径部８１となっている。
【００６０】
この内径部８１には、軸方向（Ｘ方向）に貫通する貫通孔８３が設けられており、この貫通孔８３に、第１コネクタ１１の後端側、スリーブ１３、第２コネクタ１５等が配置されている。
【００６１】
また、内径部８１の先端側には、第１コネクタ１１側に突出して、第１コネクタ１１を外周側から支持する円環状の第１後端側支持部８５が設けられている。なお、第１後端側支持部８５は、フランジ５３より先端側に設けられている。
【００６２】
詳しくは、第１後端側支持部８５は、第１容器３ａ側から下方に半円形状に突出する上第１後端側支持部８５ａと、第２容器３ｂ側から半円形状に上方に半円形状に突出する下第１後端側支持部８５ｂと、から構成されている。
【００６３】
なお、第１コネクタ１１と第１後端側支持部８５との接触面積は、第１コネクタ１１の外周面の表面積未満である。
さらに、内径部８１の後端側には、第２コネクタ１５側に突出して、第２コネクタ１５を外周側から支持する円環状の第２後端側支持部８７が設けられている。なお、第２後端側支持部８７は、フランジ６６より後端側に設けられている。
【００６４】
詳しくは、第２後端側支持部８７は、第１容器３ａ側から下方に半円形状に突出する上第２後端側支持部８７ａと、第２容器３ｂ側から半円形状に上方に半円形状に突出する下第２後端側支持部８７ｂと、から構成されている。
【００６５】
なお、第２コネクタ１５と第２後端側支持部８７との接触面積は、第２コネクタ１５の外周面の表面積未満である。
［１−４．構造体で囲まれた部分の内部構造］
次に、構造体７で囲まれた部分の内部構造について説明する。
【００６６】
図５に示すように、呼気センサ１を構成するセンサユニット９は、キャリア部材３５の厚み方向の一方（図５の下方）に調整ユニット９１を有するとともに、厚み方向の他方（図５の上方）にガス検知ユニット９３を有する。
【００６７】
調整ユニット９１は、第２構造体１９と、第２構造体１９の外周のフランジ２０に当接する矩形枠状のマイカやテフロン（登録商標）からなるシール材（パッキン）９５と、第２構造体１９内に収容される変換部９７と、キャリア部材３５とを有している。
【００６８】
そして、シール材９５の下面に第２構造体１９のフランジ２０が当接し、シール材９５の上面にキャリア部材３５の下面が当接することで、第２構造体１９の開口がキャリア部材３５によって閉塞される。この閉塞された第２構造体１９の内部空間によって、第２チャンバＣ２が構成されている。
【００６９】
第２構造体１９の下面には、ガスＧ（即ち呼気）が導入される第３パイプ４９とガスＧが排出される第４パイプ５１とが接続され、第３パイプ４９と第４パイプ５１とは、第２チャンバＣ２に連通している。
【００７０】
第２チャンバＣ２における第３パイプ４９と第４パイプ５１との開口部の間に、多孔質状でガスを透過可能な変換部９７が配置されている。なお、この変換部９７は、後述するように、呼気Ｇに含まれる第１ガス成分（例えばＮＯ）を第２ガス成分（例えばＮＯ２）に変換するように機能する部材である。
【００７１】
この調整ユニット９１では、第３パイプ４９から第２チャンバＣ２に導入された呼気Ｇは、変換部９７に接触してガス成分が変換された後、第４パイプ５１から第２ガス管２３に排出される。
【００７２】
ガス検知ユニット９３は、第１構造体１７と、第１構造体１７の外周のフランジ１８に接着される矩形枠状のマイカやテフロンからなるシール材９９と、第１構造体１７内に収容される素子部３７と、キャリア部材３５と素子部３７とを接着する接着層１０１と、を有している。
【００７３】
そして、シール材９９の上面に第１構造体１７のフランジ１８が当接され、シール材９９の下面にキャリア部材３５の上面が当接されることで、第１構造体１７の開口がキャリア部材３５によって閉塞される。この閉塞された第１構造体１７の内部空間によって、第１チャンバＣ１が構成されている。
【００７４】
前記素子部３７は、略矩形板状であり、ベース部１０３の上面（図５の上方）に検知部１０５が配置され、ベース部１０３の下面にヒータ１０７が配置されている。つまり、素子部３７は、検知部１０５とベース部１０３とヒータ１０７とが一体に積層された積層構造を有している。
【００７５】
このうち、検知部１０５は、後述するように、混成電位式のセンサ構造を有しており、第２ガス成分の濃度に応じて電気的特性が変化するものである。ベース部１０３は、電気絶縁性を有する例えばアルミナからなるセラミック基板である。ヒータ１０７は、バッテリ（図示せず）からの通電による加熱によって、検知部１０５を動作温度に加熱するものであり、例えばセラミック基板の表面に形成された例えば白金等の発熱抵抗体からなる。
【００７６】
なお、キャリア部材３５の上面の中央に凹部１０９が形成されており、この凹部１０９に接着層１０１が配置され、接着層１０１の上に、ヒータ１０７側が接するようにして素子部３７が配置されている。
【００７７】
また、第１構造体１７の第１凸部４３及び第２凸部４４の先端側（図５の手前側）には、それぞれ、第１パイプ４５及び第２パイプ４７が接続されており、第１パイプ４５及び第２パイプ４７は、第１チャンバＣ１に連通している。
【００７８】
第２パイプ４７は、第２ガス管２３により、第４パイプ５１に接続されており、第１パイプ４５は、第１ガス管２１に接続されている。
なお、前記図４に示すように、キャリア部材３５の厚み方向の両面には、検知部１０５に接続された配線５９や、ヒータ１０７に接続された配線５９が形成されている。なお、図４では、第１主面２７側の一部の配線５９を示しており、第２主面２９側にも他の配線５９が形成されている。
【００７９】
［１−５．呼気の流路］
次に、呼気センサ１における呼気の流路について説明する。
図５の矢印に示すように、人から排出された呼気Ｇは、第３パイプ４９から第２チャンバＣ２内に導入され、変換部９７を通ってから、第２チャンバＣ２から、第４パイプ５１を介して第２ガス管２３に排出される。
【００８０】
次に、呼気Ｇは、第２ガス管２３から第２パイプ４７を介して第１チャンバＣ１内に導入される。第１チャンバＣ１内では、検知部１０５に沿って移動して、第１パイプ４５を介して第１チャンバＣ１外に排出される（即ちハウジング３外に排出される）。
【００８１】
［１−６．呼気センサの動作原理］
次に、呼気センサ１の動作原理について説明するが、上述したように、公知の技術であるので、簡単に説明する。
【００８２】
前記変換部９７は、例えばＰｔを担持したゼオライトからなる触媒が、呼気が通過可能なように形成された基材に担持された構成を有する。この触媒は、動作温度である活性化温度にて、呼気に含まれる第１ガス成分（例えばＮＯ）を、所定の割合（即ち所定のＮＯ／ＮＯ２の分圧比）で、第２ガス成分（例えばＮＯ２）に変換するものである。
【００８３】
なお、変換部９７としては、呼気が第３パイプ４９側から第４パイプ５１側に通過可能なように、複数の流路を設けたセラミック基材に対し、その流路内壁に触媒を焼き付けた構成としてもよい。
【００８４】
また、前記検知部１０５は、固体電解質体と、固体電解質体の表面に配置された一対の電極を用いた混成電位型のＮＯｘセンサ（窒素酸化物）として構成されている。
例えば、検知部１０５としては、ＹＳＺからなる固体電解質体上に、Ｐｔからなる基準電極とＷＯ３からなるセンサ電極を配置した素子などを採用できる。
【００８５】
この検知部１０５は、前記触媒の活性化温度とは異なる動作温度である活性化温度において、呼気に含まれるＮＯｘ（即ちＮＯ２）の濃度に応じて、電気的特性（起電力）が変化するものである。
【００８６】
また、前記ヒータ１０７は、検知部１０５に近接して配置されているので、検知部１０５の温度を上述した高温に加熱することができる。一方、ヒータ１０７は、接着層１０１及びキャリア部材３５を介して変換部９７に熱結合されているので（即ち熱が伝達される構成であるので）、変換部９７を触媒が活性化されるのに必要な温度に加熱することができる。
【００８７】
図２に示すように、呼気は、まず、第３パイプ４９から第２チャンバＣ２内に導入される。変換部９７は、ヒータ１０７によって、活性化温度に加熱されているので、呼気中のＮＯは所定の分圧比によりＮＯ２に変換される。
【００８８】
この変換後の呼気は、第２チャンバＣ２から第４パイプ５１を介して第２ガス管２３に排出され、第２パイプ４７を介して第１チャンバＣ１内に導入される。
次に、呼気は、第１チャンバＣ１内にて検知部１０５に接触することによって、ＮＯ２の濃度に応じて、一対の電極間に電位差（起電力）が発生するので、この電位差に応じて、ＮＯ２の濃度を検出することができる。また、このＮＯ２は、変換部９７にて所定の分圧比でＮＯから変換されたものであるので、この分圧比からＮＯの濃度を求めることができる。
【００８９】
［１−７．効果］
（１）本第１実施形態では、ハウジング３の内部に、構造体７を支持する第１、第２先端側支持部６９、７７、７９と、第１コネクタ１１を支持する第１後端側支持部８５と、を備えているので、ハウジング３内にて、センサユニット９（従ってセンサ素子５）及び第１コネクタ１１を支持することができる。
【００９０】
さらに、第１先端側支持部６９の中央部６９ａと第２先端側支持部７７、７９の上面７７ａ、７９ａとにより、構造体７（従ってキャリア部材３５）の先端側の厚み方向（図３の上下方向）への移動を規制することができる。また、第１先端側支持部６９の突出部７３、７５により、構造体７（従ってキャリア部材３５）の先端側の平面方向（図３の左右方向）への移動を規制することができる。
【００９１】
これにより、呼気センサ１が外力によって振動した場合でも、板状のキャリア部材３５の厚み方向及び平面方向への移動（従って振動）が抑制されるので、センサ素子５（詳しくはキャリア部材３５）の破損を抑制することができる。
【００９２】
また、センサユニット９及び第１コネクタ１１は、ハウジング３の内側面から突出した板状の第１、第２先端側支持部６９、７７、７９と第１後端側支持部８５とによって個別に支持される構造であるので、ヒータ１０７による熱が、ハウジング３に伝わりにくいという利点がある。従って、ハウジング３の外表面の温度の上昇を抑制でき、ヒータ１０７による消費電力を抑制できる。
【００９３】
つまり、本第１実施形態では、センサユニット９（従ってセンサ素子５）の振動を抑制できるとともに、ヒータ１０７の熱がハウジングに伝わりにくいという顕著な効果を奏する。
【００９４】
（２）本第１実施形態では、第１構造体１７と第１先端側支持部６９との接触面積が、第１構造体１７の表面積未満である。しかも、第２構造体１９と第２先端側支持部７７、７９との接触面積が、第２構造体１９の表面積未満である。
【００９５】
従って、第１、第２構造体１７、１９側から、第１、第２先端側支持部側（従ってハウジング３）に熱が伝わりにくいという利点がある。従って、ハウジング３の外表面の温度の上昇を抑制でき、ヒータ１０７による消費電力を抑制できる。
【００９６】
（３）本第１実施形態では、第１コネクタ１１と第１後端側支持部８５との接触面積が、第１コネクタ１１の表面積未満である。
従って、センサ素子５が嵌め込まれた第１コネクタ１１側から、第１後端側支持部８５（従ってハウジング３）に熱が伝わりにくいという利点がある。従って、ハウジング３の外表面の温度の上昇を抑制でき、ヒータ１０７による消費電力を抑制できる。
【００９７】
なお、リード線６１が貫通する第２コネクタ１５についても、同様な第２後端側支持部８７によって支持されるので、同様な効果を奏する。
（４）本第１実施形態では、キャリア部材３５を先端側から見た場合に、構造体７（或いは、ヒータ１０７やヒータ１０７の重心）は、ハウジング３の内部空間の中央部分に配置されている。
【００９８】
つまり、構造体７やヒータ１０７は、ハウジング３のどこか（例えば軸方向に対して垂直の径方向）に偏って配置されていないので、構造体７やヒータ１０７からハウジング３までの距離が長い。よって、構造体７が第１、第２先端側支持部６９、７７、７９に支持されている場合でも、第１、第２先端側支持部６９、７７、７９を介してハウジング３に熱が伝わりにくい。また、輻射熱による熱伝導も少ないという利点もある。従って、ハウジング３の外表面の温度の上昇を抑制でき、ヒータ１０７による消費電力を抑制できる。
【００９９】
（５）本第１実施形態では、キャリア部材３５を厚み方向から見た場合に、キャリア部材３５の後端側の幅は、キャリア部材３５の先端側の幅よりも狭い。
従って、キャリア部材３５の先端側にてヒータ１０７によって検知部１０５が加熱された場合でも、ヒータ１０７の熱が、第１コネクタ１１側（従ってハウジング３側）に伝わりにくいという効果がある。
【０１００】
［１−８．文言の対応関係］
ここで、文言の対応関係について説明する。
第１実施形態の、キャリア部材３５、検知部１０５、ヒータ１０７、構造体７、センサユニット９、第１コネクタ１１、第１、第２先端側支持部６９、７７、７９、第１後端側支持部８５、中央部６９ａ及び上面７７ａ、７９ａ、突出部７３、７５が、それぞれ、本開示の、キャリア部材、検知部、ヒータ、構造体、センサユニット、コネクタと、先端側支持部、後端側支持部、第１規制部、第２規制部の一例に該当する。
【０１０１】
［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同様な構成については、その説明は省略する。なお、第１実施形態と同様な構成については、同様な記号を用いる。
【０１０２】
本第２実施形態は、前記第１実施形態とは、センサユニットを支持する構成が異なるので、支持する構成について詳細に説明する。
図６に示すように、本第２実施形態の呼気センサ１１１は、前記第１実施形態と同様に、ハウジング３内に、キャリア部材３５及び第１、第２構造体１７、１９等を備えたセンサユニット９と、第１、第２コネクタ１１、１５及びスリーブ１３等と、を備えている。
【０１０３】
特に、この呼気センサ１１１では、第１構造体１７の上部を上方より支持する第１先端側支持部１１３と、第２構造体１９の下部を下方より支持する一対の第２先端側支持部１１５、１１７（図７参照）とは、センサユニット９の先端部分（従って重心より先端側）を支持するように、第１実施形態より先端側（図６の右側）に配置されている。
【０１０４】
詳しくは、図７に示すように、第１先端側支持部１１３の下端面１１３ａは、第１凸部４３及び第２凸部４４の各上面４３ａ、４４ａに接することにより、第１構造体１７の上方への移動を規定している。
【０１０５】
更に、第１先端側支持部１１３の下端側の左右の突出部１１９、１２１は、第１凸部４３及び第２凸部４４の外側の各側面４３ｂ、４４ｂに接することにより、第１構造体１７の平面方向（即ち図７の左右方向）への移動を規制している。
【０１０６】
また、図７に示すように、一対の第２先端側支持部１１５、１１７は、第３パイプ４９及び第４パイプ５１より外側にて、Ｚ方向に沿って平行に配置されている。
この一対の第２先端側支持部１１５、１１７の上端は、第２構造体１９の下面１９ａに接することにより、第２構造体１９の下方への移動を規定している。
【０１０７】
さらに、一対の第２先端側支持部１１５、１１７の上端の先端側には、上方に突出する突出部１２３、１２５を備えており、この両突出部１２３、１２５の後端側の側面は、第２構造体１９の先端面１９ｂに接している。この両突出部１１９、１２１によって、第２構造体１９（従ってセンサユニット９）の先端側への移動が規制される。
【０１０８】
本第２実施形態は、第１実施形態と同様な効果を奏する。
［３．第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同様な構成については、その説明は省略する。なお、第１実施形態と同様な構成については、同様な記号を用いる。
【０１０９】
本第３実施形態は、前記第１実施形態とは、センサユニットを支持する構成が異なるので、支持する構成について詳細に説明する。
図８に示すように、本第３実施形態の呼気センサ１３１は、前記第１実施形態と同様に、ハウジング３内に、キャリア部材３５及び第１、第２構造体１７、１９等を備えたセンサユニット９などを備えている。
【０１１０】
この呼気センサ１１１では、第１構造体１７の上部を上方より支持する第１先端側支持部６９は、第１実施形態と同様であるが、一対の第２先端側支持部１３３、１３５の構成が、第１実施形態とは異なる。
【０１１１】
詳しくは、一対の第２先端側支持部１３３、１３５は、第１実施形態よりは外側に配置されている。
つまり、図８の左側の第２先端側支持部１３３は、第２構造体１９の左側の端部を支持するように構成されている。詳しくは、左側の第２先端側支持部１３３の上端の一部は、第２構造体１９の下面１９ａに当接している。これによって、第２構造体１９の下方への移動が規制される。
【０１１２】
更に、左側の第２先端側支持部１３３の上端の左の端部から上方に突出部１３９が形成されており、この突出部１３９の右側の側面１３９ａと第２構造体１９の左側の側面１９ｃとが当接している。これによって、第２構造体１９の左側への移動が規制される。
【０１１３】
同様に、図８の右側の第２先端側支持部１３５は、第２構造体１９の右側の端部を支持するように構成されている。詳しくは、右側の第２先端側支持部１３５の上端の一部は、第２構造体１９の下面１９ａに当接している。これによって、第２構造体１９の下方への移動が規制される。
【０１１４】
更に、右側の第２先端側支持部１３５の上端の右の端部から上方に突出部１４１が形成されており、この突出部１４１の左側の側面１４１ａと第２構造体１９の右側の側面１９ｄとが当接している。これによって、第２構造体１９の右側への移動が規制される。
【０１１５】
本第３実施形態は、第１実施形態と同様な効果を奏する。
また、本第３実施形態では、一対の第２先端側支持部１３３、１３５によって、第２構造体１９の左右方向への振動が抑制されている。よって、キャリア部材３５（従ってセンサ素子５）の振動を、一層好適に抑制できるという利点がある。
【０１１６】
［４．他の実施形態］
本開示は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本開示を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【０１１７】
（１）例えば、素子部としては、チャンバ内の特定ガス成分の濃度に応じて電気的特性（例えば抵抗値や起電力など）が変化する検知部と、検知部を作動温度、即ち前記電気的特性の変化を検知可能な温度に加熱するヒータとを備えたものであれば、特に限定はない。
【０１１８】
（２）また、変換部や検知部については、前記第１実施形態の構成以外に、本開示の機能を発揮するものであれば、特に限定はない。
（３）第１先端側支持部や第２先端側支持部のＸ方向における位置は、構造体に接して構造体を支持する限りは、特に限定はない。
【０１１９】
（４）第１コネクタや第２コネクタの形状も、前記実施形態に限定されることなく、例えば円筒に限らず、角筒であってもよい。
（５）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１１１、１３１…呼気センサ
３…ハウジング
７…構造体
９…センサユニット
１１…第１コネクタ
１７…第１構造体
１９…第２構造体
３５…キャリア部材
６９、１１３、１３３…第１先端側支持部
６９ａ…中央部
７３、７５…突出部
７７、７９、１１５、１１７、１３５、１３７…第２先端側支持部
７７ａ、７９ａ…上面
８５…後端側支持部
１０５…検知部
１０７…ヒータ
【図１】
2019191035.tif 000003
【図２】
2019191035.tif 000004
【図３】
2019191035.tif 000005
【図４】
2019191035.tif 000006
【図５】
2019191035.tif 000007
【図６】
2019191035.tif 000008
【図７】
2019191035.tif 000009
【図８】
2019191035.tif 000010