(57)【要約】【課題】センサ素子のヒートクラックの発生を防止することができるようにする。【解決手段】排気通路８２の通路壁面８２１から突設され、センサ素子と、センサ素子を覆い、少なくとも排ガス流れ方向上流側にガス導通穴７１ａ，７２ａが形成されたカバー５とを有する排ガスセンサ１０の設置部構造であって、通路壁面８２１の排ガス流れ方向上流側に、カバー５の少なくともガス導通穴７１ａ，７２ａの部分を覆うシェード部材１が配設されている。【選択図】図１
2015075368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路の通路壁面から突設され、センサ素子と、前記センサ素子を覆い、少なくとも排ガス流れ方向上流側にガス導通穴が形成されたカバーとを有する排ガスセンサの設置部構造であって、
前記通路壁面の排ガス流れ方向上流側に、前記カバーの少なくとも前記ガス導通穴の部分を覆うシェード部材が配設されている
ことを特徴とする、排ガスセンサの設置部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路に設置され、センサ素子と、これを覆い、ガス導通穴が形成されたカバーと、を有する排ガスセンサの設置部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気通路に排ガスセンサを装備して、排ガスセンサによって排ガスの状態を検知し、この検知情報をエンジンの制御等に使用している。このような排ガスセンサには、ＮＯｘセンサや空燃比センサや酸素センサ等があり、通常、セラミック材等で構成されたセンサ素子に排気を流入させて、このセンサ素子により排気中のＮＯｘや酸素等の成分を検知する。
【０００３】
排ガスセンサは、一般に、上記のセンサ素子を、ガス導通穴を有するカバーで覆って保護する構造になっている。例えば、特許文献１には、カバーがインナカバーとアウタカバーとからなる二重構造に構成されたものが開示されている。
また、センサ素子は高温で作動するので、センサ素子には加熱するヒータが内蔵されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９５１２号公報
【特許文献２】特開２００９−２８７９３９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、センサ素子はガス検知のために数１００℃から１０００℃近くまで加熱されるのに対して、排ガスはこれよりも大幅に低い温度のため、センサ素子に流入する排ガスがセンサ素子から熱を奪うことになる。特に、センサ素子に流入する排ガスの流量が多いと、排ガスによる熱の持ち去りが大きくなるため、センサ素子にヒートクラックが生じて、排ガスセンサの故障を招いてしまう。これを回避する対策として、排ガスセンサを排ガスの流量が多い個所を避けて設置することが考えられる。
【０００６】
一方、排ガスセンサには、排ガス浄化装置の下流の排ガスの代表的な状態を検知するものがあり、この場合、排ガスが十分に混合されて排ガス状態に偏りのないようになる箇所に排ガスセンサを設置することが好ましい。このような観点から、排ガスの状態を適正に検知しうる箇所が限定されるが、この十分に混合された排ガスが流通する箇所が、排ガスの流量が多い個所と一致してしまう場合があり、ヒートクラックの発生を防止することが課題となっている。
【０００７】
本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、ヒートクラックの発生を防止することができるようにした、排ガスセンサを提供することを目的とする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）ここで開示する排ガスセンサの設置部構造は、排気通路の通路壁面から突設され、センサ素子と、前記センサ素子を覆い、少なくとも排ガス流れ方向上流側にガス導通穴が形成されたカバーとを有する排ガスセンサの設置部構造であって、前記通路壁面の排ガス流れ方向上流側に、前記カバーの少なくとも前記ガス導通穴の部分を覆うシェード部材が配設されていることを特徴としている。
（２）なお、前記カバーは、前記ガス導通穴が形成された円筒状周壁部と、前記円筒状周壁部の先端の端壁部とを有し、前記シェード部材は半円筒状であって、前記排ガスセンサの前記円筒状周壁部と略同心上に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
開示の排ガスセンサの設置部構造によれば、通路壁面の排ガス流れ方向上流側に、ガス導通穴の部分を覆うシェード部材が配設されているので、排ガス流れ方向上流側のガス導通穴からセンサ素子に流入する排ガスの流量を低減させることができる。これにより、排ガスによる熱の持ち去りを小さくすることができるため、センサ素子にヒートクラックが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る排ガスセンサの設置部構造を示す模式的な斜視図である。
【図２】一実施形態に係る排気通路の構成を示す模式図である。
【図３】一実施形態に係る排ガスセンサの模式的な斜視図である。
【図４】一実施形態に係る排ガスセンサの模式的な縦断面図である。
【図５】一実施形態に係る排ガスセンサのガス導通穴の配置箇所を模式的に示す図４のＡ矢視図であり、（ａ）はアウタカバーを示し、（ｂ）はインナカバーを示す。
【図６】変形例に係るシェード部材の模式的な斜視図である。
【図７】排ガスの流量をシミュレーションした結果を示す模式的なコンター図であり、（ａ）は一実施形態に係る排気通路の一断面であり、（ｂ）は比較例に係る排気通路の一断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
【００１２】
［１．構成］
［１−１．全体構成］
本実施形態では、本発明の排ガスセンサの設置部構造として、ＮＯｘセンサ１０の設置部構造を例示する。図２に示すように、ＮＯｘセンサ１０は、ディーゼルエンジンを駆動源とする車両の排気通路８に設置されている。排気通路８は、エンジン（図示略）から排出される排ガスを車体外部へと排出するためのものであり、排気通路８のうち、ＳＣＲ装置（排ガス浄化装置）９の上流側の部分を触媒上流路８１とし、下流側の部分を触媒下流路８２として区別する。
【００１３】
ＳＣＲ装置９は、排気通路８の触媒上流路８１と触媒下流路８２との間に介装され、排ガス中に含まれるＮＯｘを除去するためのものである。ＳＣＲ装置９のケーシング９１には、ＳＣＲ触媒（選択還元触媒）９２が内蔵されており、このＳＣＲ触媒９２で排ガス中のＮＯｘをケーシング９１の入り口側から噴射する尿素（アンモニア）と反応させることにより、ＮＯｘが窒素及び水に還元される。
【００１４】
ケーシング９１は、円筒状に形成された円筒部９１ａと、円筒部９１ａの上流側端部に設けられる上流端部９１ｂと、円筒部９１ａの下流側端部に設けられるテーパ状の下流端部９１ｃとを含む。ケーシング９１の上流端部９１ｂは触媒上流路８１の下流側端部に接続され、ケーシング９１の下流端部９１ｃは触媒下流路８２の上流側端部に接続される。
【００１５】
触媒下流路８２は、ＳＣＲ装置９の下流側端部と車体外部とを接続しており、ここでは屈曲した円筒状に形成され、上流側から第１屈曲部８２ａ，直線部８２ｃ及び第２屈曲部８２ｂを有する。第１屈曲部８２ａは、ケーシング９１の下流端部９１ｃに接続される部分であり、略直角に屈曲した形状である。第２屈曲部８２ｂは、車体外部に接続される部分であり、下流端部９１ｃから離隔する方向に屈曲した形状である。直線部８２ｃは、第１屈曲部８２ａと第２屈曲部８２ｂとの間に延びる部分であり、直線的な形状である。
【００１６】
直線部８２ｃの通路壁面８２１には、ＮＯｘセンサ１０と、このＮＯｘセンサ１０の上流側を覆うシェード部材１とが配設されている。ＮＯｘセンサ１０は、その軸心を直線部８２ｃの長手方向に対して直交する方向に向け、先端が直線部８２ｃの径方向中心部近傍に位置するように、直線部８２ｃ（すなわち、排気通路８）の通路壁面８２１から突設される。
【００１７】
［１−２．ＮＯｘセンサ（排ガスセンサ）の構成］
まず、ＮＯｘセンサ１０の構成について説明する。図３及び図４に示すように、ＮＯｘセンサ１０は、同軸心上に形成された取付部４とセンサ部２とを有する。取付部４は、排気通路８の直線部８２ｃを形成する排気管８２Ｃ（図１参照）に固定されるネジ部４１と、このネジ部４１の固定のために使用される金具４２とを備えている。
図４に示すように、センサ部２は、ＮＯｘセンサ１０のセンサ中心線Ｏ上に延びるセンサ素子３と、これを覆うカバー５とを備えている。センサ素子３は、セラミック材等で厚みを有する細長い板状に形成され、その内部にはヒータ（図示略）が内蔵されている。
【００１８】
カバー５は、ここではインナカバー６とアウタカバー７とからなる二重構造である。インナカバー６は、円筒状のインナ周壁部６１と、インナ周壁部６１の先端を閉塞する円錐面形状のインナ端壁部６２とを有している。インナ周壁部６１の長さ寸法はセンサ素子３の長さ寸法と略一致していて、インナ周壁部６１の内径はセンサ素子３の幅寸法及び厚み寸法に対して大きく設定されている。これによって、インナカバー６の内周面とセンサ素子３の外周面との間には、排ガスが流れるための空間が確保されている。なお、インナ周壁部６１には、径方向外側に向かって突出するとともに、先端がインナ周壁部６１の先端側を向いた鍔状部６５が形成されている。
【００１９】
アウタカバー７は、インナ周壁部６１の外周に配置される大径の大径周壁部（基端側円筒状周壁部）７１と、インナ端壁部６２の外周に配置される小径の小径周壁部（先端側円筒状周壁部）７２とを有している。大径周壁部７１と小径周壁部７２とは、センサ中心線Ｏに対して垂直な面を有する段状壁部７４によって接続されている。なお、大径周壁部７１と段状壁部７４との接続部，及び小径周壁部７２と段状壁部７４との接続部は、何れも滑らかな曲面状に形成されている。また、大径周壁部７１と小径周壁部７２とで、アウタカバー７のアウタ周壁部（円筒状周壁部）７３が形成されている。
【００２０】
大径周壁部７１の内径はインナ周壁部６１の外径に対して大きく、大径周壁部７１の内周面とインナ周壁部６１の外周面との間には、排ガスが流れるための空間が確保されている。また、小径周壁部７２の内径はインナ端壁部６２の最大外径と略一致していて、小径周壁部７２の長さ寸法はインナ端壁部６２の長さ寸法に対して大きく設定されている。これにより、小径周壁部７２の内周面とインナ端壁部６２の外周面との間には、排ガスが流れるための空間が確保されている。
小径周壁部７２の先端（すなわち、アウタ周壁部７３の先端）は、センサ中心線Ｏに対して垂直な面を有するアウタ端壁部（端壁部）７５によって閉塞されている。これら小径周壁部７２とアウタ端壁部７５との接続部は、滑らかな曲面状に形成されている。
【００２１】
［１−３．ガス導通穴］
大径周壁部７１と小径周壁部７２との双方には、図３〜図５に示すように、それぞれ４つのガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄが形成されている。また、インナ周壁部６１には、６つのガス導通穴６１ａ〜６１ｆが形成され、インナ端壁部６２の頂部にも、ガス導通穴６２ａが形成されている。
【００２２】
まず、アウタ周壁部７３のガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄについて説明する。これらのガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄは、何れも正面視形状が略円形であり、センサ中心線Ｏに向かってそれぞれ大径周壁部７１，小径周壁部７２を貫通して形成されている。ガス導通穴７１ａ〜７１ｄは、大径周壁部７１の先端側に形成されており、インナ周壁部６１の鍔状部６５よりも先端側に位置する。また、ガス導通穴７２ａ〜７２ｄは、小径周壁部７２の先端側に形成されており、インナ端壁部６２の頂部よりも先端側に位置する。
【００２３】
図５（ａ）は、ガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄの配置箇所を、それらの正面視形状及び大きさを示すべく、大小の「○」のマークで模式的に示すアウタカバー７の端面図（図４におけるＡ矢視図）である。以下、図５（ａ）に示すように、アウタ周壁部７３を周方向に沿って均等に中心角９０°の４つに領域を分割し、これらのうち、排ガス流れ方向に対向する側（すなわち、最上流点を中心にその両端４５°ずつの範囲の領域）を上流側７３Ａ，上流側７３Ａから排ガス流れ方向に沿って正対する側（すなわち、最下流点を中心にその両端４５°ずつの範囲の領域）を下流側７３Ｃ，上流側７３Ａと下流側７３Ｃとで挟まれ、互いに正対する一対の側（領域）を側流側７３Ｂ，７３Ｄと規定する。なお、排ガス流れ方向は、排気通路８の直線部８２ｃの長手方向に沿うものとする。
【００２４】
大径周壁部７１のガス導通穴７１ａ〜７１ｄ及び小径周壁部７２のガス導通穴７２ａ〜７２ｄは、アウタ周壁部７３の上流側７３Ａ，側流側７３Ｂ，７３Ｄ及び下流側７３Ｃにそれぞれ１つずつ形成されている。本実施形態では、上流側７３Ａのガス導通穴７１ａ，７２ａが、排ガス流れ方向に正対している。言い換えると、上流側７３Ａのガス導通穴７１ａ，７２ａは、それぞれ大径周壁部７１，小径周壁部７２の最上流点において、排ガス流れ方向と平行にアウタ周壁部７３を貫通して形成されている。
【００２５】
ガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄは、アウタ周壁部７３の周方向に沿って一定の間隔（すなわち、ここではセンサ中心線Ｏに対して９０°毎の回転角）で配置されている。したがって、下流側７３Ｃのガス導通穴７１ｃ，７２ｃは、上流側７３Ａのガス導通穴７１ａ，７２ａとセンサ中心線Ｏを挟んで正対する位置に配置されている。言い換えると、下流側７３Ｃのガス導通穴７１ｃ，７２ｃは、それぞれ大径周壁部７１，小径周壁部７２の最下流点において、排ガス流れ方向と平行にアウタ周壁部７３を貫通して形成されている。
【００２６】
なお、ガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄの内径は、何れも等しく設定されている。また、ここでは図５（ａ）に示すアウタカバー７（すなわち、カバー５）の上流側７３Ａを、カバー５のガス導通穴７１ａ，７２ａの部分ともいう。
【００２７】
次にインナ周壁部６１のガス導通穴６１ａ〜６１ｆについて説明する。これらのガス導通穴６１ａ〜６１ｆは、何れも平面視形状が一様な略矩形であり、図４に示すように、センサ中心線Ｏに向かってインナ周壁部６１の基部を貫通して形成されている。なお、これらのガス導通穴６１ａ〜６１ｆは、大径端壁部７１のガス導通穴７１ａ〜７１ｄとの間に鍔状部６５が位置するように、鍔状部６５よりも基部側（通路壁面８２１側）に配置されている。インナ端壁部６２のガス導通穴６２ａは、平面視形状が略円形であり、センサ中心線Ｏ上でインナ端壁部６２を貫通して形成されている。
【００２８】
図５（ｂ）は、ガス導通穴６１ａ〜６１ｆ，６２ａの配置箇所を、それらの正面視形状を示すべく、それぞれ「□」，「○」のマークで模式的に示すインナカバー６の端面図（図４におけるＡ矢視図）である。図５（ｂ）に示すように、ここではガス導通穴６１ａ〜６１ｆが、インナ周壁部６１の周方向に沿って一定の間隔（すなわち、ここではセンサ中心線Ｏに対して６０°毎の回転角）で配置されている。
【００２９】
インナ周壁部６１のガス導通穴６１ａ〜６１ｆの配置と、上述のアウタ周壁部７３のガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄの配置とを比較すると、アウタ周壁部７３の上流側７３Ａのガス導通穴７１ａ，７２ａと対応する位置にインナ周壁部６１のガス導通穴６１ａが配置され、アウタ周壁部７３の下流側７３Ｃのガス導通穴７１ｃ，７２ｃと対応する位置にインナ周壁部６１のガス導通穴６１ｄが配置されている。また、アウタ周壁部７３の一方の側流側７３Ｂと対応する位置にインナ周壁部６１のガス導通穴６１ｂ，６１ｃが配置され、アウタ周壁部７３の他方の側流側７３Ｄと対応する位置にインナ周壁部６１のガス導通穴６１ｅ，６１ｆが配置されている。
【００３０】
［１−４．シェード部材］
図１に示すように、ＮＯｘセンサ１０の排ガス流れ方向上流側には、アウタカバー７（すなわち、カバー５）の上流側７３Ａのガス導通穴７１ａ，７２ａの部分を覆うシェード部材１が配設されている。ここでは、シェード部材１は半円筒状に形成され、ＮＯｘセンサ１０と略同心上で排ガス流れ方向に正対するように配置されている。つまり、シェード部材１の周方向の両端部１１ｂ，１１ｄとＮＯｘセンサ１０のセンサ中心線Ｏとは、同一の水平面上に位置するように配置されており、これらの両端部１１ｂ，１１ｄがセンサ中心線Ｏに対してなす角度（中心角）は、ここでは１８０°に設定されている。
【００３１】
シェード部材１の軸方向の一端部には、通路壁面８２１の形状に整合する接合端部１１ａが形成されている。接合端部１１ａは、通路壁面８２１に設けられるセンサ取付用ボス部（図示略）に対して隙間なく溶接される。なお、この場合、センサ取付用ボス部を排気管８２Ｃとは別体に形成しておき、まずセンサ取付用ボス部に対してシェード部材１を溶接した後、このセンサ取付用ボス部を排気管８２Ｃに対して取り付けることが好ましい。また、シェード部材１を形成する材料は任意であるが、排気管８２Ｃを形成するものと同じものが好ましい。
【００３２】
シェード部材１の内周面と、ＮＯｘセンサ１０の大径周壁部７１の外周面との距離は、周方向に沿って一定であり、例えば大径周壁部７１の外径と同程度に設定される。また、シェード部材１の長さ寸法は、ＮＯｘセンサ１０の円筒状周壁部７３の長さ寸法よりも大きく設定されており、例えば直線部８２ｃの半径と同程度に設定される。
【００３３】
［２．作用及び効果］
（１）上記のＮＯｘセンサ１０の設置部構造によれば、排気通路８の通路壁面８２１の排ガス流れ方向上流側に、ガス導通穴７１ａ，７２ａの部分を覆うシェード部材１が配設されているので、ガス導通穴７１ａ，７２ａに向かう排ガス流は、ＮＯｘセンサ１０よりも上流側でシェード部材１によって受けられ、この排ガスの流れ方向がシェード部材１の外周面に沿って曲げられる。
【００３４】
このため、排ガスは、排ガス流れ方向に沿って直接的にカバー５の上流側７３Ａのガス導通穴７１ａ，７２ａに流入するのではなく、シェード部材１の外周面に沿って迂回した後、ガス導通穴７１ａ，７２ａに流入するため、これらのガス導通穴７１ａ，７２ａからカバー５の内側に流れ込む排ガスの流量（単位時間当たりの流量）が低減する。この点については、シミュレーションを行なって確認しているので以下で説明する。
【００３５】
このように、カバー５の上流側７３Ａのガス導通穴７１ａ，７２ａから流入する排ガスの流量が低減することにより、センサ素子３に流入する排ガスの流量も低減するため、上記のＮＯｘセンサ１０の設置部構造によれば、排ガスによる熱の持ち去りを小さくすることができ、センサ素子３にヒートクラックが生じることを防止することができる。
【００３６】
（２）また、上記のＮＯｘセンサ１０の設置部構造によれば、シェード部材１が半円筒状であって、ＮＯｘセンサ１０のアウタ周壁部７３と略同心上に配置されている、すなわちシェード部材１がアウタ周壁部７３の外周面に沿って延びる形状であるため、アウタ周壁部７３のガス導通穴７１ａの部分を確実に覆うことができる。また、シェード部材１が半円筒状であることにより、シェード部材１の外周面を形成する曲面で排ガスを受けるので、排ガス流れに対してシェード部材１が及ぼす抵抗を軽減できる。
【００３７】
［３．シミュレーション結果］
図７は、シミュレーションによって得られたものであり、排ガスの流量を示す模式的なコンター図である。このシミュレーションでは、図２に示す触媒下流路８２における排ガス流れを想定し、境界条件として所定の流量及び温度の排ガスを触媒上流路８１側から与え、触媒下流路８２における排ガスの流量を計算した。この結果から確認された排ガスの流量の偏りを示すべく、図７では、計算した流量を複数のレベルに段階化し、これらを明度を分けて示している。ここでは、図面の便宜上、流量の段階分けを粗くして示している。
【００３８】
図７（ａ）は、上記のモデル化した触媒下流路８２に、何れもモデル化した上記実施形態に係るＮＯｘセンサ１０及びシェード部材１を配置したものであり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のものからシェード部材１を省略した比較例である。なお、図７では、触媒下流路８２の径方向中心及びＮＯｘセンサ１０のセンサ中心線Ｏを含む断面を示しており、色が濃い箇所ほど排ガスの流量が多いことを示している。
【００３９】
図７（ｂ）に示すように、触媒下流路８２の第１屈曲部８２ａでは、その屈曲した形状に応じて排ガス流れ方向が曲げられ、これによって直線部８２ｃではＮＯｘセンサ１０の先端部付近に排ガスが集中することが分かる。つまり、ＮＯｘセンサ１が設置された箇所は、排ガスの流量が多い個所であり、通常このような個所では、排ガスによる熱の持ち去りが大きくなるためセンサ素子３にヒートクラックが生じてしまうおそれがある。しかし、この個所が十分に混合された排ガスが流通する箇所と一致するため、排ガスの状態を適正に検知するためには、この箇所にＮＯｘセンサ１０を設置することが好ましい。
【００４０】
この点、図７（ａ）に示すように、上記実施形態のものではＮＯｘセンサ１０の上流側にシェード部材１が配置されているため、このシェード部材１とＮＯｘセンサ１０との間の部分における排ガスの流量が低減することが分かる。なお、このシミュレーションでは、ＮＯｘセンサ１０の上流側７３Ａのガス導通穴７１ａ，７２ａを、計算負荷を考慮して擬似穴にモデル化し、この擬似穴を通過した排ガスの流量も計算した。その結果、この擬似穴を通過した排ガスの質量（流量に対応するもの）は、図７（ａ）に示すシェード部材１を備えたものでは、図７（ｂ）に示すシェード部材１のないものに比べて１０分の１以下に低減した。
【００４１】
このように、上記実施形態のものでは、上流側７３Ａのガス導通穴７１ａ，７２ａからアウタカバー７の内側に流入する排ガスの流量が低減することによって、センサ素子３に流入する排ガスの流量も低減するため、センサ素子３にヒートクラックが生じることを防止することができる。つまり、上記実施形態のものでは、ＮＯｘセンサ１０のガス導通穴７１ａ，７２ａの部分を覆うシェード部材１が配設されているため、センサ素子３に流入する排ガスの流量を低減することができ、十分に混合された排ガスが流通する箇所と排ガスの流量が多い個所とが一致した場合であっても、排ガスの状態を適正に検知しながらヒートクラックが生じることを防止することができる。
【００４２】
［４．変形例］
次に、図６を参照して変形例に係るシェード部材２０について説明する。
図４に示すように、このシェード部材２０は、上記実施形態に係るシェード部材１と同様の形状である半円筒部２１と、半円筒部２１の軸心方向の一端側に形成されるカップ部２３とを有する。
【００４３】
カップ部２３は、部分的な球面状に形成され、半円筒部２１の中心軸と同軸上には、正面視形状が半円形の切欠部２３ａが設けられている。切欠部２３ａの径は、カバー５の小径周壁部７２の外径と略等しく設定されている。
このように構成されたシェード部材２０を、上記実施形態に係るシェード部材１に替えて配置すれば、カップ部２３によって、カバー５のより広い範囲の部分を覆うことができるので、カバー５のガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄからセンサ素子３に流入する排ガスの流量をより低減することができる。これにより、排ガスによる熱の持ち去りをより小さくすることができるため、センサ素子３にヒートクラックが生じることをより確実に防止することができる。
【００４４】
また、上記の変形例に係るシェード部材２０では、カップ部２３が部分的な球面状に形成されているため、カップ部材２３の外周面を形成する曲面で排ガスが受けられることによって、排ガス流れに対してカップ部材２３が及ぼす抵抗を軽減することができる。
【００４５】
［５．その他］
以上、本発明の実施形態及びその変形例を説明したが、本発明は上記実施形態及び上記変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００４６】
上記実施形態では、シェード部材１が半円筒状に形成され、アウタ周壁部７３と略同心上に配置されるものを例示したが、シェード部材１は、カバー５の少なくともガス導通穴７１ａ，７２ａの部分を覆うものであればよく、その具体的な形状及び配置は任意である。シェード部材１は、例えば、半円筒よりも周方向に短い形状、すなわち周方向の両端部１１ｂ，１１ｄがセンサ中心線Ｏに対して１８０°以下の角度（中心角）をなすものであってもよい。また、上記に示したシェード部材１の各寸法は一例であり、圧力損失を考慮すると、シェード部材１の寸法は、カバー５の少なくともガス導通穴７１ａ，７２ａの部分を覆う範囲で小さく設定されることが好ましい。
【００４７】
また、例えばシェード部材１の内周面と大径周壁部７１の外周面との距離を短く設定すれば、シェード部材１とアウタ周壁部７３との間の空間における排ガスの流量がより低減され、ガス導通穴７１ａ，７２ａから流入する排ガスの流量もより低減されるため、ヒートクラックの発生をより確実に防止することができる。
【００４８】
一方、この距離を短く設定する、或いは、シェード部材１の両端部１１ｂ，１１ｄの中心角を大きく設定すると、センサ素子３に流入する排ガスの入れ替えが抑制され、ＮＯｘセンサ１０の応答性が低下するため、これらの距離及び中心角は要求されるＮＯｘセンサ１０の応答性及び互いの値に応じて適宜設定することが好ましい。
また、上記実施形態で示したガス導通穴７１ａ，７２ａの部分は一例であり、ガス導通穴７１ａ，７２ａの部分は、ガス導通穴の形状，配置，個数などに応じて適宜定められる。
【００４９】
また、カバー５に形成されるガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄの形状，配置，個数は上記のものに限定されない。例えば、アウタ周壁部７３に形成されるガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄ及びインナ周壁部６１に形成されるガス導通穴６１ａ〜６１ｆのそれぞれの配置間隔は、周方向に沿って均等でなくてもよい。また、アウタ周壁部７３の上流側７３Ａのガス導通穴７１ａ，７２ａ及び下流側７３Ｃのガス導通穴７１ｃ，７２ｃが形成される位置は、アウタ周壁部７３のそれぞれ最上流点や最下流点でなくてもよい。また、アウタ周壁部７３に形成されるガス導通穴７１ａ〜７１ｄ，７２ａ〜７２ｄの具体的な個数は任意である。
【００５０】
また、上記に示したカバー５の構造は一例であり、例えばセンサ素子３が比較的低温に加熱されるものの場合には、インナカバー６を省略してもよいし、上記の鍔状部６５を省略して、上流側７３Ａのガス導通穴７１ａから大径周壁部７１の内側に流入した排ガスが、インナ周壁部６１のガス導通穴６１ａに向かって直接的に流れるようにしてもよい。また、アウタカバー７及びインナカバー６の各形状も上記のものに限定されない。例えばアウタカバー７は、上述の大径周壁部７１と小径周壁部７２とによって段状に形成されるものではなく、一様な径を有する円筒状の周壁部と、この先端部の端壁部とによって形成されるものであってもよい。
【００５１】
なお、ガス導通穴は、このカバー５の構造に応じて、センサ素子３に排ガスが確実に流入しうるような配置に設定されることが好ましい。上記実施形態に例示したようにカバー５が二重構造である場合、アウタカバー７だけでなく、インナカバー６にもガス導通穴を形成し、排ガスをセンサ素子３に流入させるための流路を確保する必要がある。
また、上記に示した排気通路８の構成は一例であり、排気通路８は、例えば複数の排ガス浄化装置を備えていてもよいし、ＳＣＲ装置９の替わりに他の排ガス浄化装置を備えていてもよい。また、上記にはディーゼルエンジンを駆動源とする車両の排気通路を例示したが、本排ガスセンサの設置部構造が適用される対象はこれに限られない。
【００５２】
また、触媒下流路８２やケーシング９１の形状は任意であり、例えば触媒下流路８２は上記のように屈曲した形状でなくてもよい。
また、ＮＯｘセンサ１０の設置位置も上記のものに限定されず、ＮＯｘセンサ１０は、例えば触媒下流路８２における第１屈曲部８２ａに設置されてもよい。また、上記実施形態では、本発明が適用される排ガスセンサを排ガス浄化装置の下流に設置した例を示したが、本発明が適用される排ガスセンサは、排ガス浄化装置の上流に設置してもよい。
【００５３】
例えば、上記のＳＣＲ装置９の上流の触媒上流路８１にＮＯｘセンサ１０を設置し、ＳＣＲ装置９に流入する前の排ガスのＮＯｘ量を検知して、この検知情報に基づいて尿素の噴射量を制御してもよい。この場合も、排ガスが十分に混合されて、排ガス状態に偏りのないようになる箇所にＮＯｘセンサ１０を設置することが好ましいが、触媒上流路８１において、この十分に混合された排ガスが流通する箇所が、排ガスの流量が多い個所と一致してしまっても、本発明が適用された上記のＮＯｘセンサ１０によれば、上述のように排ガスの状態を適正に検知しながらヒートクラックの発生を防止することができる。
【００５４】
なお、上記には排ガスセンサとしてＮＯｘセンサを例示したが、本発明が適用される排ガスセンサはこれに限られず、例えば酸素センサなど他の排ガスセンサであってもよい。この場合も、上述のようにシェード部材が排ガス流れ方向上流側のガス導通穴からセンサ素子に流入する排ガスの流量を低減させることにより、排ガスによる熱の持ち去りを小さくすることができるため、センサ素子にヒートクラックが生じることを防止することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１，２０  シェード部材
３  センサ素子
５  カバー
６  インナカバー
６１  インナ周壁部
６１ａ〜６１ｆ  ガス導通穴
６２  インナ端壁部
６２ａ  ガス導通穴
７  アウタカバー
７１  大径周壁部
７１ａ〜７１ｄ  ガス導通穴
７２  小径周壁部
７３  円筒状周壁部
７３Ａ  上流側
７３Ｂ，７３Ｄ  側流側
７３Ｃ  下流側
７５  アウタ端壁部（端壁部）
８  排気通路
８２１  通路壁面
９  ＳＣＲ装置（排ガス浄化装置）
１０  ＮＯｘセンサ（排ガスセンサ）
【図１】
2015075368.tif 000003
【図２】
2015075368.tif 000004
【図３】
2015075368.tif 000005
【図４】
2015075368.tif 000006
【図５】
2015075368.tif 000007
【図６】
2015075368.tif 000008
【図７】
2015075368.tif 000009