(57)【要約】【課題】生産性に優れるとともに、通気部の防水機能の経時劣化を防止することができるガスセンサを提供すること。【解決手段】センサ素子１０と、ハウジング１１と、大気側カバー２と、リード線１２と、弾性部材３とを有するガスセンサ１。弾性部材３は、縦穴３０と、連通部３１と、リード挿通穴３２とを設けてなる。縦穴３０には、通気性を有する支持体４を内側に挿嵌した筒状の通気フィルタ５が挿入保持されている。通気フィルタ５は、弾性部材３と支持体４との間に挟圧された状態で保持されている。大気側カバー２は、軸方向の複数箇所において弾性部材４を径方向内側に加締める加締め部２０を有し、複数箇所の加締め部２０の間に弾性部材３の連通部３１と連通する空気導入口２１を設けてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子と、該センサ素子を挿嵌保持するハウジングと、該ハウジングの基端側に配設された大気側カバーと、上記センサ素子と電気的に接続されたリード線と、該リード線を挿通させるとともに上記大気側カバーの基端部を密閉する弾性部材とを有するガスセンサにおいて、
上記弾性部材は、軸方向に形成され先端側は開口するとともに基端側が閉口した縦穴と、該縦穴から外側面に連通する連通部と、上記リード線を挿嵌するリード挿通穴とを設けてなり、
上記縦穴には、通気性を有する支持体を内側に挿嵌した筒状の通気フィルタが挿入保持されており、
該通気フィルタは、上記弾性部材と上記支持体との間に挟圧された状態で保持されており、
また、上記大気側カバーは、軸方向の複数箇所において上記弾性部材を径方向内側に加締める加締め部を有し、該複数箇所の加締め部の間に上記弾性部材の上記連通部と連通する空気導入口を設けてなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
請求項１において、上記支持体は、複数の芯線からなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項３】
請求項２において、上記支持体は、上記複数の芯線を縒り合わせた縒り線からなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項４】
請求項２又は３において、上記芯線は、軸方向に直交する方向の断面が略円形状であることを特徴とするガスセンサ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記通気フィルタは、上記支持体を被覆する被覆材からなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記弾性部材は、軸方向に積層配置された複数の部材によって構成されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項７】
請求項６において、上記弾性部材は、上記複数の部材の間に上記連通部を形成してなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項８】
請求項６又は７において、上記弾性部材を構成する上記複数の部材は、一方又は双方の上記部材から突出形成された複数の脚部において互いに当接していることを特徴とするガスセンサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記弾性部材は、外側面の全周にわたって外周通気溝を連続形成してなり、上記連通部の外側開口部は上記外周通気溝に配置されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項において、上記弾性部材は、上記縦穴の内側面の全周にわたって内周通気溝を連続形成してなり、上記連通部の内側開口部は上記内周通気溝に配置されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項において、上記空気導入口と上記連通部と上記貫通穴とは、一直線上に配置されないよう形成されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項において、上記通気フィルタは、多孔質のＰＴＦＥからなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項において、上記空気導入口は複数設けてあり、該複数の空気導入口は、互いに上記ガスセンサの軸方向にずれた位置に形成されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項において、上記空気導入口は、上記ガスセンサの軸方向に長い長孔形状を有し、その軸方向長さは少なくとも上記連通部よりも長いことを特徴とするガスセンサ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項において、上記大気側カバーは金属によって構成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、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車エンジン等の内燃機関の排気系に設置され、排気ガス中の酸素濃度等を検知するガスセンサがある（例えば、特許文献１参照）。
上記ガスセンサ９は、図２０に示すごとく、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子９１０を内蔵している。そして、該センサ素子９１０は絶縁碍子９１３を介してハウジング９１１に挿嵌保持され、該ハウジング９１１の基端側には、大気側カバー９２が固定されている。
【０００３】
また、大気側カバー９２の基端部には、図２０に示すごとく、該基端部を密閉する弾性部材９３が配設されている。また、該弾性部材９３は、センサ素子９１０と電気的に接続されたリード線９１２を挿通させている。
また、図２０に示すごとく、大気側カバー９２の基端側には、外周カバー９４が固定されており、該外周カバー９４は、軸方向三箇所の加締め部９４０において径方向内側に加締められている。
【０００４】
さらに、防水機能を有する通気フィルタ９５が、大気側カバー９２と外周カバー９４との間に挟持されており、軸方向二箇所の加締め部９４０により加締め固定されている。そして、基準ガスとしての大気は、外周カバー９４に設けられた貫通穴９４１から通気フィルタ９５を介して大気側カバー９２に設けられた空気導入口９２１へと導入され、その後、ガスセンサ９内部へと導入される。
【０００５】
ところが、ガスセンサ９内に大気を導入するための通気部を形成するに当たっては、外周カバー９４と通気フィルタ９５とを別々に作製してこれらを組み合わせた後、外周カバー９４を径方向内側に加締める必要がある。そのため、通気フィルタ９５の組付け時の工数が多く、ガスセンサ９の生産性を向上させることが困難となるおそれがある。
【０００６】
また、外部に面した貫通孔９４１からガスセンサ９内へ大気が導入される際、貫通孔９４１に隣接配置された通気フィルタ９５に汚損物等が付着しやすいという問題がある。それゆえ、汚損物等により通気フィルタ９５が目詰まりしてしまい、通気部の通気性が低下してしまうおそれがある。
【０００７】
さらに、上記従来のガスセンサ９において、通気フィルタ９５は、上記のごとく、大気側カバー９２と外周カバー９４との間に配設されているため、大気側カバー９２又は外周カバー９４を介して通気フィルタ９５に熱が加わりやすい。そのため、内燃機関の排気系においてガスセンサ９の使用を重ねることにより、通気フィルタ９５は熱劣化していき、通気フィルタ９５を加締める加締め部９４０の防水性が低下してしまうおそれがある。その結果、空気導入口９２１からガスセンサ９の内部に外部の水分が浸入してしまうおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２４８６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、生産性に優れるとともに、通気部の防水機能の経時劣化を防止することができるガスセンサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子と、該センサ素子を挿嵌保持するハウジングと、該ハウジングの基端側に配設された大気側カバーと、上記センサ素子と電気的に接続されたリード線と、該リード線を挿通させるとともに上記大気側カバーの基端部を密閉する弾性部材とを有するガスセンサにおいて、
上記弾性部材は、軸方向に形成され先端側は開口するとともに基端側が閉口した縦穴と、該縦穴から外側面に連通する連通部と、上記リード線を挿嵌するリード挿通穴とを設けてなり、
上記縦穴には、通気性を有する支持体を内側に挿嵌した筒状の通気フィルタが挿入保持されており、
該通気フィルタは、上記弾性部材と上記支持体との間に挟圧された状態で保持されており、
また、上記大気側カバーは、軸方向の複数箇所において上記弾性部材を径方向内側に加締める加締め部を有し、該複数箇所の加締め部の間に上記弾性部材の上記連通部と連通する空気導入口を設けてなることを特徴とするガスセンサにある（請求項１）。
【００１１】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記弾性部材の縦穴には、通気性を有する支持体を内側に挿嵌した筒状の通気フィルタが挿入保持されている。これにより、上記弾性部材の連通部から導入された大気は上記通気フィルタを通過し、通気性を有する上記支持体の隙間空間に侵入する。そしてその後、大気は支持体の隙間空間を伝って大気側カバーの内側へ導入される。
また、上記通気フィルタは、支持体を内側に挿嵌した状態で弾性部材の縦穴に挿入配置することができるため、弾性部材への通気フィルタの組付けを容易に行うことができる。
その結果、生産性に優れたガスセンサを提供することができる。
【００１２】
また、本発明のガスセンサにおいては、大気は空気導入口及び連通部を介して通気フィルタに到達するため、通気フィルタが直接外部に曝されることがない。それゆえ、汚損物等が通気フィルタに直接到達することを防ぎ、目詰まりを抑制することができる。
また、上記弾性部材は、軸方向に形成され先端側は開口するとともに基端側が閉口した縦穴を有する。そのため、上記弾性部材の基端側から水分等が浸入することがなく、上記支持体の基端側の開口面に水分等が到達することもない。
【００１３】
さらに、上記通気フィルタは、上記弾性部材と上記支持体との間に挟圧された状態で保持されている。そのため、上記ガスセンサの使用により上記通気フィルタに熱が加わって収縮等の熱劣化が生じても、上記通気フィルタと上記弾性部材との密着性を確保することができる。
【００１４】
すなわち、上記通気フィルタの熱劣化が生じても、上記支持体に向かって付勢された上記弾性部材の弾性力により、上記通気フィルタの収縮等の変形分に追従して上記通気フィルタと上記弾性部材との界面の密着を保つことができる。その結果、外気の導入経路である通気部の防水機能の経時劣化を防ぐことができる。このように、上記弾性部材の弾性力によって、上記通気フィルタの熱劣化を補うことができる。
【００１５】
また、上記通気フィルタは、上記弾性部材の縦穴内に保持されている。すなわち、上記通気フィルタは、熱伝導率の小さい上記弾性部材の内側に保持されることとなる。それゆえ、上記ガスセンサの外部の熱が、上記大気側カバーから上記通気フィルタへと伝わることを抑制することができ、上記通気フィルタの熱劣化自体を抑制することもできる。
【００１６】
また、上記大気側カバーは、軸方向の複数箇所において上記加締め部を有するとともに、該複数の加締め部の間に上記空気導入口を有する。これにより、上記空気導入口から大気を円滑に導入するとともに、上記大気側カバーと上記弾性部材との間からの水分の浸入を防ぐことができる。
【００１７】
また、上記ガスセンサは、上記弾性部材の軸方向の少なくとも二箇所においてリード線を支持することができる。そのため、ガスセンサ外部における上記リード線の振れがガスセンサ内部へと伝わりにくくすることができ、その結果、上記リード線がガスセンサ内部において断線することを防ぐことができる。また、上記のごとく、複数箇所において上記加締め部を有するため、上記リード線の触れにより加締め部の内側のリード線に作用する曲げ応力を、充分に低減することができる。
【００１８】
以上のごとく、本発明によれば、生産性に優れるとともに、通気部の防水機能の経時劣化を防止することができるガスセンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明（請求項１）において、上記ガスセンサとして、例えば、ＮＯｘセンサ、酸素センサ、及び空燃比センサ等がある。
また、本明細書においては、自動車エンジン等の各種車両用内燃機関の排気管内に設置する側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
なお、上記支持体として、例えば、焼結金属からなる多孔質の金属を用いることもできる。
【００２０】
また、上記支持体は、複数の芯線からなることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記支持体の内部において芯線同士の間に隙間空間を形成することができ、該隙間空間を通過させて、ガスセンサ内に大気を取り込むことができる。その結果、通気部の通気性を容易に確保することができる。
なお、上記芯線として、例えば、銅、ステンレス、ニッケル等からなるものを用いることができる。
【００２１】
また、上記支持体は、上記複数の芯線を縒り合わせた縒り線からなることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記芯線同士の間において大気を通過させることができる隙間空間を容易に形成することができるため、通気部の通気性を一層容易に確保することができる。また、上記支持体は、上記複数の芯線が縒り合わさってなるため、上記芯線同士が互いに絡み合うことにより、各芯線が縒り線や通気フィルタから抜けてしまうことをも防ぐことができる。
【００２２】
また、上記芯線は、軸方向に直交する方向の断面が略円形状であることが好ましい（請求項４）。
この場合には、支持体内における通気性を有する隙間空間を確実に形成することができる。その結果、通気性に優れたガスセンサを提供することができる。
【００２３】
また、上記通気フィルタは、上記支持体を被覆する被覆材からなることが好ましい（請求項５）。
この場合には、通気フィルタと支持体とが一体化されてなるフィルタアッセンブリを容易に形成することができる。かかるフィルタアッセンブリは、ガスセンサへの組付性に優れるため、より一層生産性に優れたガスセンサを提供することができる。
【００２４】
また、上記弾性部材は、軸方向に積層配置された複数の部材によって構成されていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、複雑な加工を行うことなく、上記弾性部材を容易に作製することができる。
【００２５】
また、上記弾性部材は、上記複数の部材の間に上記連通部を形成してなることが好ましい（請求項７）。
この場合には、複雑な加工を行うことなく、上記弾性部材をより一層容易に作製することができる。
なお、上記連通部は、穴加工や溝加工によって形成することもできるが、上記複数の部材同士を互いに離隔配置して複数の部材同士の間に隙間を形成することによっても形成することができる。
【００２６】
また、上記弾性部材を構成する上記複数の部材は、一方又は双方の上記部材から突出形成された複数の脚部において互いに当接していることが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記複数の部材を、当接面積を小さくした状態で互いに当接させることができる。そのため、複数の部材が熱膨張したとき、互いに押し合う力を小さくして、部材が通気フィルタや大気側カバーに対してずれることを防ぐことができる。その結果、防水性に一層優れたガスセンサを得ることができる。
【００２７】
また、上記弾性部材は、外側面の全周にわたって外周通気溝を連続形成してなり、上記連通部の外側開口部は上記外周通気溝に配置されていることが好ましい（請求項９）。
この場合には、上記大気側カバーに設けた上記空気導入口と上記連通部の外側開口部とが一直線上に配置されていなくとも、上記空気導入口から導入された大気を、上記外周通気溝を介して上記連通部の外側開口部へと容易に導入することができる。
【００２８】
また、上記弾性部材は、上記縦穴の内側面の全周にわたって内周通気溝を連続形成してなり、上記連通部の内側開口部は上記内周通気溝に配置されていることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、上記連通部の内側開口部と上記支持体の貫通穴とが一直線上に配置されていなくとも、上記連通部を通じて導入された大気を、上記内周通気溝と上記通気フィルタとを介して上記貫通穴へと容易に導入することができる。
【００２９】
また、上記空気導入口と上記連通部と上記貫通穴とは、一直線上に配置されないよう形成されていることが好ましい（請求項１１）。
この場合には、外部からの汚損物等が上記貫通穴上の上記通気フィルタに直接到達することを防ぎ、目詰まりを抑制することができる。
【００３０】
上記通気フィルタは、多孔質のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなることが好ましい（請求項１２）。
この場合には、防水性、耐熱性及び耐薬品性に優れるとともに、大気の導通を阻害することのない通気フィルタとすることができる。
【００３１】
また、上記空気導入口は複数設けてあり、該複数の空気導入口は、互いに上記ガスセンサの軸方向にずれた位置に形成されていることが好ましい（請求項１３）。
この場合には、上記弾性部材が大気側カバーに対して軸方向にずれて固定されたときにも、空気導入口から連通部に浸入した水を、一部の空気導入口から効率的に排出することができる。これにより、連通部に水が溜り、通気フィルタが水に浸かった状態になることを防ぐことができ、通気フィルタの目詰まりを効果的に防ぐことができる。
また、上記弾性部材が大気側カバーに対して軸方向にずれて固定されたときにも、空気導入口から連通部へ大気を導入することができる。
【００３２】
また、上記空気導入口は、上記ガスセンサの軸方向に長い長孔形状を有し、その軸方向長さは少なくとも上記連通部よりも長いことが好ましい（請求項１４）。
この場合には、上記弾性部材が大気側カバーに対して軸方向にずれて固定されたときにも、空気導入口から連通部に浸入した水を、空気導入口から効率的に排出することができるとともに、空気導入口から連通部へ大気を導入することができる。これにより、連通部に水が溜り、通気フィルタが水に浸かった状態になることを防ぐことができ、通気フィルタの目詰まりを効果的に防ぐことができる。
また、上記空気導入口を長孔形状としたことにより、外径の大きい異物がガスセンサ内に侵入することを防ぐことができる。
【００３３】
また、上記大気側カバーは金属によって構成されていることが好ましい（請求項１５）。
この場合には、ガスセンサ使用環境化における耐熱性、耐久性、強度を充分に確保することができる。また、上記大気側カバーによって上記弾性部材を容易かつ確実に加締めることができ、弾性部材からの反発力に充分に対抗することができる。
上記金属としては、例えばステンレス鋼を用いることが好ましい。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
本発明の実施例に係るガスセンサにつき、図１〜図９を用いて説明する。
本例のガスセンサ１は、図１に示すごとく、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子１０と、該センサ素子１０を挿嵌保持するハウジング１１と、該ハウジング１１の基端側に配設された大気側カバー２と、センサ素子１０と電気的に接続されたリード線１２と、該リード線１２を挿通させるとともに大気側カバー２の基端部を密閉する弾性部材３とを有する。
【００３５】
図２〜図５に示すごとく、弾性部材３は、軸方向に形成され先端側に開口するとともに基端側が閉口した縦穴３０と、該縦穴３０から外側面に連通する連通部３１と、４本のリード線１２を挿嵌する４つのリード挿通穴３２とを設けてなる。
上記縦穴３０には、通気性を有する支持体４を内側に挿嵌した筒状の通気フィルタ５が挿入保持されている。
【００３６】
また、通気フィルタ５は、弾性部材３と支持体４との間に挟圧された状態で保持されている。
大気側カバー２は、図１〜図３に示すごとく、軸方向の二箇所において弾性部材３を径方向内側に加締める加締め部２０を有し、該二箇所の加締め部２０の間に弾性部材３の２本の連通部３１と連通する２つの空気導入口２１を設けてなる。
【００３７】
本例のガスセンサ１の構造につき、以下に詳細に説明する。
図１に示すごとく、センサ素子１０は、ハウジング１１に保持された被測定ガス側絶縁碍子１３１に挿嵌保持されている。そして、センサ素子１０の基端部を覆うように大気側絶縁碍子１３２がハウジング１１の基端側に配されている。一方、ハウジング１１の先端側には、センサ素子１０の先端部を保護する素子側カバー１５が設けられている。
【００３８】
センサ素子１０には、特定ガス濃度を検知する検出部と、該検出部を加熱するためのヒータと、これらに電気的に接続された端子とが設けてある（図示略）。
上記各端子は、大気側絶縁碍子１３２の内部に配された接続端子１２０を介して４本のリード線１２とそれぞれ接続されている。
該リード線１２は、大気側カバー２の内側を経由して、大気側カバー２の基端側に設けられた弾性部材３のリード挿通穴３２に挿通され、ガスセンサ１の外部へと延設されている。
【００３９】
大気側カバー２は、ステンレス鋼からなり、上記のごとく、軸方向の二箇所において弾性部材３を径方向内側に加締める加締め部２０を有する。すなわち、弾性部材３は、大気側カバー２の加締め部２０によって径方向内側に加締められている。すなわち、加締め部２０により、弾性部材３のリード挿通穴３２とリード線１２とを密着させている。
【００４０】
弾性部材３は、図１〜図３、図６、図７に示すごとく、軸方向に積層配置された２つの部材３ａ、３ｂによって構成されているとともに、２つの部材３ａ、３ｂの間に２本の連通部３１を形成してなる。すなわち、２つの部材３ａ、３ｂを組み合わせる際に、２つの部材３ａ、３ｂに形成された断面半円形の溝３１ａ、３１ｂを組み合わせることにより、図６、図７に示すごとく、連通部３１が形成されている。
【００４１】
また、弾性部材３は、図１〜図７、図９に示すごとく、外側面の全周にわたって外周通気溝３１１を連続形成してなり、連通部３１の外側開口部３１２は外周通気溝３１１に配置されている。そして、さらに、図１〜図７に示すごとく、縦穴３０の内側面の全周にわたって内周通気溝３１４を連続形成してなり、連通部３１の内側開口部３１３は内周通気溝３１４に配置されている。
【００４２】
弾性部材３には、図１〜図７に示すごとく、基端部が閉口するとともに先端側が開口する縦穴３０が軸方向に形成されている。
そして、縦穴３０には、通気フィルタ５と支持体４とが配設されている。
【００４３】
支持体４は、図１〜図８に示すごとく、複数の芯線４０を縒り合わせた縒り線からなる。
上記芯線４０は、図４、図５、図８に示すごとく、軸方向に直交する方向の断面が略円形状となるよう形成されている。
また、芯線４０として、例えば、銅、ステンレス、ニッケル等からなるものを用いることができる。
通気フィルタ５は、通気性を有する多孔質のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなるとともに、支持体４を被覆している。
【００４４】
すなわち、支持体４と通気フィルタ５とは、一体化されてなるフィルタアッセンブリである。かかるフィルタアッセンブリは、例えば、複数の芯線４０を縒り合わせて縒り線を形成し、該縒り線の外側をＰＴＦＥにより発泡被覆した後、それを所望の長さに切断することにより得ることができる。
【００４５】
また、空気導入口２１と連通部３１とは、図１〜図５に示すごとく、一直線上に配置されないよう形成されている。すなわち、本例では、連通部３１が空気導入口２１と９０°異なる向きとなるように、弾性部材３を大気側カバー２の内側に配置してある。
【００４６】
次に、本例のガスセンサ１における、大気の導入経路につき、以下に説明する。
まず、大気側カバー２に設けられた空気導入口２１から導入された大気は、弾性部材３の外側面に形成された外周通気溝３１１へと導入される。そして、この大気は、外周通気溝３１１を通って、外側開口部３１２から連通部３１に導入される。
さらに、大気は、連通部３１を通過して内側開口部３１３から内周通気溝３１４へと導入される。
次いで、内周通気溝３１４から通気フィルタ５を介して支持体４へと導入された大気は、さらにセンサ素子１０の方へと導入される。その後、大気は、最終的にセンサ素子１０内部に設けられた基準ガス空間へと導入される。
【００４７】
次に、本例の作用効果につき説明する。
弾性部材３の縦穴３０には、通気性を有する支持体４を内側に挿嵌した筒状の通気フィルタ５が挿入保持されている。これにより、弾性部材３の連通部３１から導入された大気は通気フィルタ５を通過し、通気性を有する支持体４の隙間空間４００に侵入する。そしてその後、大気は支持体４の隙間空間４００を伝って大気側カバー２の内側へ導入される。
【００４８】
また、通気フィルタ５は、支持体４を内側に挿嵌した状態で弾性部材３の縦穴３０に挿入配置することができるため、弾性部材３への通気フィルタ５の組付けを容易に行うことができる。すなわち、本例において、支持体４と通気フィルタ５とは、通気性を有する支持体４の材料と通気フィルタ５の材料とから一体的に形成した部材を所望の長さに切断することにより形成することができる。このようにして支持体４と通気フィルタ５とを形成した場合には、支持体４と通気フィルタ５とが一体化されてなる部材をガスセンサ１に組付けることができるため、通気フィルタ５及び支持体４の組付けを容易に行うことができる。
その結果、生産性に優れたガスセンサ１を提供することができる。
【００４９】
また、大気は空気導入口２１及び連通部３１を介して通気フィルタ５に到達するため、通気フィルタ５が直接外部に曝されることがない。それゆえ、汚損物等が通気フィルタ５に直接到達することを防ぎ、目詰まりを抑制することができる。
また、弾性部材３は、軸方向に形成され先端側は開口するとともに基端側が閉口した縦穴３０を有する。そのため、弾性部材３の基端側から水分等が浸入することがなく、支持体４の基端側の開口面に水分等が到達することもない。
【００５０】
また、通気フィルタ５は、図１〜図５に示すごとく、弾性部材３と支持体４との間に挟圧された状態で保持されている。そのため、ガスセンサ１の使用により通気フィルタ５に熱が加わって収縮等の熱劣化が生じても、通気フィルタ５と弾性部材３との密着性を確保することができる。
【００５１】
すなわち、通気フィルタ５の熱劣化が生じても、支持体４に向かって付勢された弾性部材３の弾性力により、通気フィルタ５の収縮等の変形分に追従して通気フィルタ５と弾性部材３との界面の密着を保つことができる。その結果、外気の導入経路である通気部の防水機能の経時劣化を防ぐことができる。このように、弾性部材３の弾性力によって、通気フィルタ５の熱劣化を補うことができる。
【００５２】
また、通気フィルタ５は、図１〜図７に示すごとく、弾性部材３の縦穴３０内に保持されている。すなわち、通気フィルタ５は、熱伝導率の小さい弾性部材３の内側に保持されることとなる。それゆえ、ガスセンサ１の外部の熱が、大気側カバー２から通気フィルタ５へと伝わることを抑制することができ、通気フィルタ５の熱劣化自体を抑制することもできる。
【００５３】
また、大気側カバー２は、図１〜図３に示すごとく、軸方向の複数箇所において加締め部２０を有するとともに、該複数の加締め部２０の間に空気導入口２１を有する。これにより、空気導入口２１から大気を円滑に導入するとともに、大気側カバー２と通気フィルタ５との間からの水分の浸入を防ぐことができる。
【００５４】
また、ガスセンサ１は、弾性部材３の軸方向の少なくとも二箇所においてリード線１２を支持することができる。そのため、ガスセンサ１外部におけるリード線１２の振れがガスセンサ１内部へと伝わりにくくすることができ、その結果、リード線１２がガスセンサ１内部において断線することを防ぐことができる。また、上記のごとく、複数箇所において加締め部２０を有するため、リード線１２の触れにより、加締め部２０の内側のリード線１２に作用する曲げ応力を充分に低減することができる。
【００５５】
また、支持体４は、図４、図５、図８に示すごとく、複数の芯線４０を縒り合わせた縒り線からなるため、芯線４０同士の間において大気が通過するための隙間空間４００を容易に形成することができる。それゆえ通気性に一層優れたガスセンサ１を提供することができる。また、支持体４は、芯線４０同士が縒り合わさってなるため、芯線４０同士が互いに絡み合って芯線４０が縒り線や通気フィルタ５から抜けてしまうことをも防ぐことができる。
【００５６】
また、支持体４は、図４、図５、図８に示すごとく、軸方向に直交する方向の断面が略円形状であるため、支持体４内における通気性を有する隙間空間４００を確実に形成することができる。その結果、通気性に優れたガスセンサ１を提供することができる。
【００５７】
また、通気フィルタ５は、支持体４を被覆する被覆材からなり、支持体４と通気フィルタ５とは一体化されてなる。そして、支持体４と通気フィルタ５とが一体化されてなるフィルタアッセンブリは、ガスセンサ１に容易に組み付けることができるため、より一層生産性に優れたガスセンサ１を提供することができる。
【００５８】
また、弾性部材３は、図１〜図３、図６〜図９に示すごとく、軸方向に積層配置された２つの部材３ａ、３ｂによって構成されているため、複雑な加工を行うことなく、弾性部材３を容易に作製することができる。
また、弾性部材３は、２つの部材３ａ、３ｂの間に連通部３１を形成してなるため、複雑な加工を行うことなく、弾性部材３をより一層容易に作製することができる。
【００５９】
また、通気フィルタ５は、図２、図３、図６、図７に示すごとく、該通気フィルタ５の端部５０１が外気に曝されないよう配置してある。本例の通気フィルタ５の端部５０１は防水機能を有していないため、上記の構造を採用することにより、該端部５０１を介してガスセンサ内部１へと水分等が浸入してくることを充分に防ぐことができる。
【００６０】
また、弾性部材３は、図２〜図９に示すごとく、外側面の全周にわたって外周通気溝３１１を連続形成してなり、連通部３１の外側開口部３１２は外周通気溝３１１に配置されている。これにより、大気側カバー２に設けた空気導入口２１と連通部３１の外側開口部３１２とが一直線上に配置されていなくとも、空気導入口２１から導入された大気を、外周通気溝３１１を介して連通部３１の外側開口部３１２へと容易に導入することができる。
【００６１】
また、弾性部材３は、図２〜図９に示すごとく、縦穴３０の内側面の全周にわたって内周通気溝３１４を連続形成してなり、連通部３１の内側開口部３１３は内周通気溝３１４に配置されている。これにより、連通部３１の内側開口部３１３と支持体４の貫通穴４１とが一直線上に配置されていなくとも、連通部３１を通じて導入された大気を、内周通気溝３１４と通気フィルタ５とを介して貫通穴４１へと容易に導入することができる。
【００６２】
また、空気導入口２１と連通部３１と貫通穴４１とは、図４、図５に示すごとく、一直線上に配置されないよう形成されている。これにより、外部からの汚損物等が貫通穴４１上の通気フィルタ５に直接到達することを防ぎ、目詰まりを抑制することができる。
また、通気フィルタ５は、多孔質のＰＴＦＥからなるため、防水性、耐熱性及び耐薬品性に優れるとともに、大気の導通を阻害することのない通気フィルタ５とすることができる。
【００６３】
また、大気側カバー２はステンレス鋼によって構成されているため、ガスセンサ使用環境化における耐熱性、耐久性、強度を充分に確保することができる。また、大気側カバー２によって弾性部材３を容易かつ確実に加締めることができ、弾性部材３からの反発力に充分に対抗することができる。
【００６４】
以上のごとく、本例によれば、生産性に優れるとともに、通気部の防水機能の経時劣化を防止することができるガスセンサを提供することができる。
【００６５】
なお、上記実施例１において、弾性部材３は、２つの部材３ａ、３ｂから構成されているが、１つの部材で構成されている弾性部材３を用いてもよい。この場合には、ガスセンサ１の部品点数を減らすことができるため、加工工数を低減することができる。
また、連通部３１は、上記実施例１のごとく、穴加工や溝加工によって形成することもできるが、複数の部材３ａ、３ｂ同士を互いに離隔配置して部材３ａ、３ｂ同士の間に隙間を形成することによって形成してもよい。
【００６６】
（実施例２）
本例は、図１０に示すごとく、有底筒状のコップ型のセンサ素子１０を有するガスセンサ１の例である。
センサ素子１０は、図１０に示すごとく、有底筒状の固体電解質体１００と、該固体電解質体１００の内側表面と外側表面とに設けた一対の電極（図示略）とを有する。また、固体電解質体１００の内部には、基準ガス空間１０１が形成され、該基準ガス空間１０１に、発熱部を有するヒータ１０２が挿入配置されている。
【００６７】
そして、センサ素子１０及びヒータ１０２の基端部には、上記一対の電極あるいは上記発熱部とそれぞれ導通する端子が設けてあり、該端子とリード線１２とは、接続端子１２０により接続されている。
その他の構成及び作用効果は、実施例１と同様である。
【００６８】
（実施例３）
本例は、図１１〜図１４に示すごとく、弾性部材３を構成する複数の部材３ａ、３ｂは、部材３ａから突出形成された複数の脚部３３において互いに当接している例である。
すなわち、図１２、図１４に示すごとく、基端側に配される部材３ａは、先端面に４本の脚部３３を設けてなる。該脚部３３は、先端へ向かうにつれて、ガスセンサ１の軸方向に直交する平面による断面積が小さくなるような形状を有している。そして、脚部３３は、ガスセンサ１の径方向に直交する断面形状が略三角形状を有する。
【００６９】
２つの部材３ａ、３ｂは、図１１、図１３に示すごとく、双方の縦穴３０に支持体４及び通気フィルタ５を嵌入させた状態で、部材３ａの脚部３３を部材３ｂの基端面に当接させるようにして、互いに組み合わされる。また、２つの部材３ａ、３ｂの間であって、隣合う脚部３３の間に、連通部３１が形成されることとなる。
その他は、実施例１と同様である。
【００７０】
本例の場合には、上記複数の部材３ａ、３ｂを、当接面積を小さくした状態で互いに当接させることができる。そのため、複数の部材３ａ、３ｂが熱膨張したとき、互いに押し合う力を小さくして、部材３ａ、３ｂが通気フィルタ５や大気側カバー２に対してずれることを防ぐことができる。その結果、防水性に一層優れたガスセンサ１を得ることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００７１】
なお、上記脚部３３の形状や個数については、特に限定されるものではなく、種々の形状、個数とすることができる。また、脚部３３は、先端側に配される部材３ｂの基端面から突出形成されていてもよいし、部材３ａ、３ｂの双方からそれぞれ突出形成されていてもよい。
【００７２】
（実施例４）
本例は、図１５に示すごとく、複数の空気導入口２１を、互いにガスセンサ１の軸方向にずれた位置に形成した例である。
すなわち、空気導入口２１は、大気側カバー２における２つの加締め部２０の間の部分に４個、略等間隔に形成されている。そして、そのうちの対角線上にある２個の空気導入口２１は比較的先端よりに形成され、他の２個の空気導入口２１は比較的基端よりに形成されている。
これにより、隣合う空気導入口２１は、互いに軸方向にずれた位置に配され、いわゆるチドリ状に配置される。
その他は、実施例４と同様である。
【００７３】
本例の場合には、弾性部材３が大気側カバー２に対して軸方向にずれて固定されたときにも、空気導入口２１から連通部３１に浸入した水を、空気導入口２１から効率的に排出することができる。これにより、連通部３１に水が溜り、通気フィルタ５が水に浸かった状態になることを防ぐことができ、通気フィルタ５の目詰まりを効果的に防ぐことができる。
また、弾性部材３が大気側カバー２に対して軸方向にずれて固定されたときにも、空気導入口２１から連通部３１へ大気を導入することができる。
その他、実施例４と同様の作用効果を有する。
【００７４】
（実施例６）
本例は、図１６に示すごとく、上記ガスセンサの軸方向に長い長孔形状を有する空気導入口２１を設けた例である。そして、空気導入口２１の軸方向長さは少なくとも連通部３１よりも長い。
また、空気導入口２１の基端が連通部３１の基端よりも基端側に配され、空気導入口２１の先端が連通部３１の先端よりも先端側に配されるよう構成されている。
その他は、実施例４と同様である。
【００７５】
本例の場合には、弾性部材３が大気側カバー２に対して軸方向にずれて固定されたときにも、空気導入口２１から連通部３１に浸入した水を、空気導入口２１から効率的に排出することができるとともに、空気導入口２１から連通部３１へ大気を導入することができる。これにより、連通部３１に水が溜り、通気フィルタ５が水に浸かった状態になることを防ぐことができ、通気フィルタ５の目詰まりを効果的に防ぐことができる。
また、空気導入口２１を長孔形状としたことにより、外径の大きい異物がガスセンサ１内に侵入することを防ぐことができる。
その他、実施例４と同様の作用効果を有する。
【００７６】
（比較例１）
本例は、図１７、図１８に示すごとく、複数の空気導入口２１がガスセンサ１の軸方向の同一位置に配されるとともに、弾性部材３が大気側カバー２に対して軸方向にずれて固定された状態の例である。
上記実施例４に示したガスセンサ１において、弾性部材３が正確な位置に配された状態、すなわち、空気導入口２１の中心と連通部３１の中心とが一致する状態を、図１７に示す。また、上記実施例４に示したガスセンサ１において、弾性部材３が正確な位置からずれて配された状態、すなわち、空気導入口２１の中心と連通部３１の中心とが一致しない状態を、図１８に示す。
【００７７】
図１７に示す、弾性部材３が正確な位置に配された状態においては、仮に水が空気導入口２１から浸入しても、連通部３１に溜まることを防ぐことができる。すなわち、空気導入口２１から水が浸入したとき、大気側カバー２と弾性部材３との間の隙間に水が溜まることは考えられるが、水面が空気導入口２１の下端よりも上方に来ることがないため、連通部３１に水が溜まることはない。
【００７８】
しかしながら、図１８に示すごとく、弾性部材３が軸方向先端側にずれて配置され、連通部３１の下端が空気導入口２１の下端よりも下方に配されると、空気導入口２１から浸入した水６は、連通部３１に溜まることとなる。すなわち、空気導入口２１から浸入した水６の水面６１は、空気導入口２１の下端と同レベルとなるため、それよりも下方に下端を有する連通部３１には水６が溜まってしまう。
そして、溜まった水６に通気フィルタ５が浸かる状態となるため、通気フィルタ５が目詰まりするおそれがある。
その結果、正確な特定ガス濃度の検出を行うことが困難となるおそれがある。
【００７９】
特に、空気導入口２１の下端が連通部３１の上端以上の位置に配されたときには、水が連通部３１全体に溜まるおそれがあり、この場合、大気の導入経路が水によって完全に塞がれてしまうおそれがある。
これに対して、実施例５のガスセンサ１（図１５）あるいは実施例６のガスセンサ１（図１６）によれば、大気側カバー２に対して弾性部材３が軸方向に多少ずれて配置されても、上述のごとく、空気導入口２１から排水を行うことが可能となる。それゆえ、水が連通部３１に溜まることを防ぐことができ、通気フィルタ５の目詰まりを防ぐことができる。
【００８０】
（比較例２）
本例は、図１９に示すごとく、空気導入口２１を大きい真円形状に形成した例である。すなわち、空気導入口２１を、連通部３１の軸方向長さよりも充分に大きい直径の真円形状としている。
この場合には、実施例６と同様に、大気側カバー２に対して弾性部材３が軸方向に多少ずれて配置されても、水が連通部３１に溜まることを防ぐことができる。しかし、径の大きい異物が空気導入口２１からガスセンサ１の内部へ侵入するおそれが生じ、目詰まりを起こすおそれがある。
これに対し、実施例６に示したごとく、長孔形状の空気導入口２１を設けることにより、異物の侵入を防ぐことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施例１における、ガスセンサの断面説明図。
【図２】実施例１における、ガスセンサの基端部における断面説明図。
【図３】実施例１における、軸方向において図２のガスセンサと直交する方向の、ガスセンサの基端部における断面説明図。
【図４】実施例１における、ガスセンサの基端側の図２のＡ−Ａ線断面説明図。
【図５】実施例１における、ガスセンサの基端側の図２のＢ−Ｂ線断面説明図。
【図６】実施例１における、弾性部材と支持体と通気フィルタとの断面展開図。
【図７】実施例１における、支持体と通気フィルタとを内挿した弾性部材の断面説明図。
【図８】実施例１における、支持体を挿嵌した通気フィルタの断面説明図。
【図９】実施例１における、弾性部材の側面図。
【図１０】実施例２における、ガスセンサの断面説明図。
【図１１】実施例３における、支持体と通気フィルタとを内挿した弾性部材の正面説明図。
【図１２】実施例３における、弾性部材を構成する２つの部材の正面説明図。
【図１３】実施例３における、支持体と通気フィルタとを内挿した弾性部材の断面説明図。
【図１４】図１３のＣ−Ｃ線矢視断面図であって、基端側の部材を先端側から見た平面図。
【図１５】実施例４における、ガスセンサの基端部における一部断面説明図。
【図１６】実施例５における、ガスセンサの基端部における一部断面説明図。
【図１７】比較例１における、ガスセンサの基端部における一部断面説明図。
【図１８】比較例１における、弾性部材がずれて配置されたガスセンサの基端部における一部断面説明図。
【図１９】比較例２における、ガスセンサの基端部における一部断面説明図。
【図２０】従来例における、ガスセンサの断面説明図。
【符号の説明】
【００８２】
１  ガスセンサ
１０  センサ素子
１１  ハウジング
１２  リード線
２  大気側カバー
２０  加締め部
２１  空気導入口
３  弾性部材
３０  縦穴
３１  連通部
３２  リード挿通穴
４  支持体
４１  貫通穴
５  通気フィルタ
【図１】
2008232652.tif 000003
【図２】
2008232652.tif 000004
【図３】
2008232652.tif 000005
【図４】
2008232652.tif 000006
【図５】
2008232652.tif 000007
【図６】
2008232652.tif 000008
【図７】
2008232652.tif 000009
【図８】
2008232652.tif 000010
【図９】
2008232652.tif 000011
【図１０】
2008232652.tif 000012
【図１１】
2008232652.tif 000013
【図１２】
2008232652.tif 000014
【図１３】
2008232652.tif 000015
【図１４】
2008232652.tif 000016
【図１５】
2008232652.tif 000017
【図１６】
2008232652.tif 000018
【図１７】
2008232652.tif 000019
【図１８】
2008232652.tif 000020
【図１９】
2008232652.tif 000021
【図２０】
2008232652.tif 000022