(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガス（Ｇ）に晒される測定電極（２１１）及び基準ガス（Ａ）に晒される基準電極（２１２）が設けられた酸素イオン伝導性の固体電解質基板（２１）と、通電によって発熱する抵抗体（２２１）が埋設されたセラミックス製のヒータ基板（２２）とが積層されたセンサ素子（２）と、
該センサ素子を挿通させる挿通穴（３１）を有するセラミックス製のインシュレータ（３）と、を備えるガスセンサにおいて、
上記インシュレータは、上記センサ素子における上記抵抗体の配置位置の全体を覆っており、
上記センサ素子の先端部（２００）には、上記被測定ガスを上記測定電極へ導くための拡散抵抗層（２３）が設けられており、
上記センサ素子における、上記拡散抵抗層の表面を含む、上記抵抗体の配置位置よりも先端側に位置する表面には、上記被測定ガス中の水分及び被毒物から上記センサ素子を保護する多孔質保護層（４）が設けられており、
該多孔質保護層は、上記抵抗体の配置位置よりも先端側にのみ配置されている、ガスセンサ。
【請求項２】
被測定ガス（Ｇ）に晒される測定電極（２１１）及び基準ガス（Ａ）に晒される基準電極（２１２）が設けられた酸素イオン伝導性の固体電解質基板（２１）と、通電によって発熱する抵抗体（２２１）が埋設されたセラミックス製のヒータ基板（２２）とが積層されたセンサ素子（２）と、
該センサ素子を挿通させる挿通穴（３１）を有するセラミックス製のインシュレータ（３）と、を備えるガスセンサにおいて、
上記インシュレータは、上記センサ素子における上記抵抗体の配置位置の全体を覆っており、
上記センサ素子の先端部（２００）には、上記被測定ガスを上記測定電極へ導くための拡散抵抗層（２３）が設けられており、
上記センサ素子における、上記拡散抵抗層の表面を含む、上記抵抗体の配置位置よりも先端側に位置する表面には、上記被測定ガス中の水分及び被毒物から上記センサ素子を保護する多孔質保護層（４）が設けられており、
上記センサ素子は、上記挿通穴の基端側部分に配置された封止材（３２）によって上記インシュレータに保持されており、
上記センサ素子と上記挿通穴との隙間（３３）は、上記封止材の配置位置の先端側に隣接して設けられた最小隙間部（３３１）と、該最小隙間部の先端側に隣接して設けられ上記最小隙間部よりも隙間が大きい先端側隙間部（３３２）とを有している、ガスセンサ。
【請求項３】
上記センサ素子の先端側部分には、該センサ素子の基端側部分に比べて細い幅細部（２４）が形成されており、
上記先端側隙間部は、上記幅細部と上記挿通穴との間に形成されている、請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
上記挿通穴は、上記最小隙間部を形成する基端側穴部（３１１）と、上記先端側隙間部を形成する、上記基端側穴部よりも大きな先端側穴部（３１２）とを有している、請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項５】
被測定ガス（Ｇ）に晒される測定電極（２１１）及び基準ガス（Ａ）に晒される基準電極（２１２）が設けられた酸素イオン伝導性の固体電解質基板（２１）と、通電によって発熱する抵抗体（２２１）が埋設されたセラミックス製のヒータ基板（２２）とが積層されたセンサ素子（２）と、
該センサ素子を挿通させる挿通穴（３１）を有するセラミックス製のインシュレータ（３）と、を備えるガスセンサにおいて、
上記インシュレータは、上記センサ素子における上記抵抗体の配置位置の全体を覆っており、
上記センサ素子の先端部（２００）には、上記被測定ガスを上記測定電極へ導くための拡散抵抗層（２３）が設けられており、
上記センサ素子における、上記拡散抵抗層の表面を含む、上記抵抗体の配置位置よりも先端側に位置する表面には、上記被測定ガス中の水分及び被毒物から上記センサ素子を保護する多孔質保護層（４）が設けられており、
上記多孔質保護層は、上記インシュレータの先端面（３０１）よりも先端側に位置する表面に設けられており、
上記多孔質保護層と、上記インシュレータの先端との間には、隙間（４１）が形成されている、ガスセンサ。
【請求項６】
上記インシュレータにおける、上記センサ素子の上記抵抗体の配置位置よりも基端側に位置する部位には、上記先端側隙間部と上記インシュレータの外周とを連通する通気孔（３５）が設けられている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のガスセンサ。
【請求項７】
上記多孔質保護層の一部は、上記インシュレータの先端面（３０１）よりも基端側に位置する表面に設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスセンサ。
【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の濃度を検出するためのガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内燃機関等の排気系に設けられ、被測定ガスである排ガス中の酸素や窒素酸化物等の特定ガスの濃度を測定するガスセンサとしては、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１において、センサ素子の先端部分におけるセンシング部の全周は、多孔質保護層によって被覆されている。多孔質保護層は、被測定ガス中の水分及び被毒物からセンサ素子を保護するものである。また、センサ素子におけるセンシング部に対向する位置には、センサ素子を早期に活性温度にするためのヒータの抵抗体が設けられている。そして、多孔質保護層は、センサ素子を被水による割れから保護するために、高温になるセンシング部及びヒータの抵抗体の全体を覆っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８０１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、センシング部及びヒータの抵抗体の全体を多孔質保護層によって覆う場合には、多孔質保護層の使用量が多くなる。この場合、多孔質保護層を含むセンサ素子の熱容量が大きくなり、センサ素子の昇温性を更に向上させるための弊害となる。一方、多孔質保護層がセンシング部及びヒータの抵抗体の全体を覆わない場合には、センサ素子を被水による割れから十分に保護することができなくなる。従って、多孔質保護層の使用量を低減して、センサ素子の昇温性を向上させると共に、センサ素子を被水による割れから保護するためには、更なる工夫が必要とされる。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、多孔質保護層の使用量を低減して、センサ素子の昇温性を向上させると共に、センサ素子を被水による割れから保護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】
【０００６】
本発明の第１態様は、被測定ガス（Ｇ）に晒される測定電極（２１１）及び基準ガス（Ａ）に晒される基準電極（２１２）が設けられた酸素イオン伝導性の固体電解質基板（２１）と、通電によって発熱する抵抗体（２２１）が埋設されたセラミックス製のヒータ基板（２２）とが積層されたセンサ素子（２）と、
該センサ素子を挿通させる挿通穴（３１）を有するセラミックス製のインシュレータ（３）と、を備えるガスセンサにおいて、
上記インシュレータは、上記センサ素子における上記抵抗体の配置位置の全体を覆っており、
上記センサ素子の先端部（２００）には、上記被測定ガスを上記測定電極へ導くための拡散抵抗層（２３）が設けられており、
上記センサ素子における、上記拡散抵抗層の表面を含む、上記抵抗体の配置位置よりも先端側に位置する表面には、上記被測定ガス中の水分及び被毒物から上記センサ素子を保護する多孔質保護層（４）が設けられており、
該多孔質保護層は、上記抵抗体の配置位置よりも先端側にのみ配置されている、ガスセンサにある。
本発明の第２態様は、被測定ガス（Ｇ）に晒される測定電極（２１１）及び基準ガス（Ａ）に晒される基準電極（２１２）が設けられた酸素イオン伝導性の固体電解質基板（２１）と、通電によって発熱する抵抗体（２２１）が埋設されたセラミックス製のヒータ基板（２２）とが積層されたセンサ素子（２）と、
該センサ素子を挿通させる挿通穴（３１）を有するセラミックス製のインシュレータ（３）と、を備えるガスセンサにおいて、
上記インシュレータは、上記センサ素子における上記抵抗体の配置位置の全体を覆っており、
上記センサ素子の先端部（２００）には、上記被測定ガスを上記測定電極へ導くための拡散抵抗層（２３）が設けられており、
上記センサ素子における、上記拡散抵抗層の表面を含む、上記抵抗体の配置位置よりも先端側に位置する表面には、上記被測定ガス中の水分及び被毒物から上記センサ素子を保護する多孔質保護層（４）が設けられており、
上記センサ素子は、上記挿通穴の基端側部分に配置された封止材（３２）によって上記インシュレータに保持されており、
上記センサ素子と上記挿通穴との隙間（３３）は、上記封止材の配置位置の先端側に隣接して設けられた最小隙間部（３３１）と、該最小隙間部の先端側に隣接して設けられ上記最小隙間部よりも隙間が大きい先端側隙間部（３３２）とを有している、ガスセンサにある。
本発明の第３態様は、被測定ガス（Ｇ）に晒される測定電極（２１１）及び基準ガス（Ａ）に晒される基準電極（２１２）が設けられた酸素イオン伝導性の固体電解質基板（２１）と、通電によって発熱する抵抗体（２２１）が埋設されたセラミックス製のヒータ基板（２２）とが積層されたセンサ素子（２）と、
該センサ素子を挿通させる挿通穴（３１）を有するセラミックス製のインシュレータ（３）と、を備えるガスセンサにおいて、
上記インシュレータは、上記センサ素子における上記抵抗体の配置位置の全体を覆っており、
上記センサ素子の先端部（２００）には、上記被測定ガスを上記測定電極へ導くための拡散抵抗層（２３）が設けられており、
上記センサ素子における、上記拡散抵抗層の表面を含む、上記抵抗体の配置位置よりも先端側に位置する表面には、上記被測定ガス中の水分及び被毒物から上記センサ素子を保護する多孔質保護層（４）が設けられており、
上記多孔質保護層は、上記インシュレータの先端面（３０１）よりも先端側に位置する表面に設けられており、
上記多孔質保護層と、上記インシュレータの先端との間には、隙間（４１）が形成されている、ガスセンサにある。
【発明の効果】
【０００７】
上記ガスセンサにおいては、センサ素子における、拡散抵抗層の表面を含む、抵抗体の配置位置よりも先端側に位置する表面には、多孔質保護層が設けられている。従来のガスセンサのセンサ素子においては、センサ素子の先端部における、抵抗体の配置位置の全体に多孔質保護層を設けていた。この場合、多孔質保護層の使用量が多くなるだけでなく、多孔質保護層を含むセンサ素子の熱容量が大きくなっていた。これに対し、本ガスセンサにおいては、多孔質保護層を、センサ素子における、抵抗体の配置位置よりも先端側に位置する表面にのみ設けることができる。これにより、多孔質保護層を含むセンサ素子の熱容量を小さくすることができる。そのため、抵抗体によって固体電解質基板を加熱する際のセンサ素子の昇温性が向上し、固体電解質基板の早期活性化を図ることができる。
【０００８】
また、多孔質保護層によってセンサ素子における抵抗体の配置位置を覆わなくなったことにより、センサ素子における抵抗体の配置位置が被水する可能性が高まる。そこで、本ガスセンサにおいては、インシュレータ先端部によって、センサ素子における抵抗体の配置位置の全体を覆っている。そして、インシュレータ先端部が、高温に加熱されるセンサ素子の部分を覆うことにより、センサ素子を被水による割れから保護することができる。
【０００９】
以上のごとく、上記ガスセンサによれば、多孔質保護層の使用量を低減して、センサ素子の昇温性を向上させると共に、センサ素子を被水による割れから保護することができるガスセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１における、ガスセンサの断面図。
【図２】実施形態１における、センサ素子の断面を示す説明図。
【図３】実施形態１における、ガスセンサにおける、多孔質保護層の周辺の拡大断面図。
【図４】図２における、IV−IV線断面矢指図。
【図５】図２における、V−V線断面矢指図。
【図６】実施形態２における、ガスセンサの断面図。
【図７】実施形態３における、インシュレータの周辺を概略的に示す断面図。
【図８】実施形態４における、インシュレータの周辺を概略的に示す断面図。
【図９】実施形態５における、インシュレータの周辺を概略的に示す断面図。
【図１０】多孔質保護層の周辺の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下に、上述したガスセンサの実施形態につき、図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態のガスセンサ１は、図１に示すごとく、センサ素子２、インシュレータ３及び多孔質保護層４を有する。
【００１２】
センサ素子２は、図２に示すごとく、酸素イオン伝導性の固体電解質基板２１と、セラミックス製のヒータ基板２２とが積層されて構成されている。固体電解質基板２１には、被測定ガスＧに晒される測定電極２１１と基準ガスＡに晒される基準電極２１２とが設けられている。ヒータ基板２２には、通電によって発熱する抵抗体２２１が埋設されている。センサ素子２の先端部２００には、被測定ガスＧを測定電極２１１へ導くための拡散抵抗層２３が設けられている。
【００１３】
インシュレータ３には、図１に示すごとく、センサ素子２を挿通させる挿通穴３１が形成されている。インシュレータ３は、セラミック製であり、挿通穴３１の基端側部分に配置された封止材３２によってセンサ素子２を保持している。センサ素子２と挿通穴３１との隙間３３には、最小隙間部３３１と、最小隙間部３３１よりも隙間が大きい先端側隙間部３３２とが形成されている。最小隙間部３３１は、封止材３２の配置位置の先端側Ｘ１に隣接して設けられている。先端側隙間部３３２は、最小隙間部３３１の先端側Ｘ１に隣接して設けられている。インシュレータ３は、センサ素子２における抵抗体２２１の配置位置の全体を覆っている。具体的には、インシュレータ３は、センサ素子２における抵抗体２２１の配置位置の周方向の全周を囲んでいる。
多孔質保護層４は、図３に示すごとく、センサ素子２における、拡散抵抗層２３の表面を含む、抵抗体２２１の配置位置よりも先端側Ｘ１の表面であってインシュレータ３の先端面３０１よりも先端側Ｘ１に位置する表面に設けられている。多孔質保護層４は、被測定ガスＧ中の水分及び被毒物からセンサ素子２を保護するものである。具体的には、多孔質保護層４は、被測定ガスＧ中の気体を透過させる一方、被測定ガスＧ中の水分及び被毒物を透過させない性質を有する。
【００１４】
次に、本形態のガスセンサ１につき、さらに詳説する。
本形態のガスセンサ１は、車両の内燃機関の排気管に配置され、排気管を流れる被測定ガスＧとしての、排ガスに含まれる酸素の濃度又は特定ガス成分の濃度を測定するために用いられる。
ここで、図１に示すごとく、センサ素子２が伸びる方向をガスセンサ１の軸方向Ｘとして表す。また、センサ素子２における被測定ガスＧが導入される側を先端側Ｘ１といい、その反対側を基端側Ｘ２という。
【００１５】
図２に示すごとく、センサ素子２において、固体電解質基板２１の一方側の表面には、セラミックス製の第１絶縁基板２１３が積層されている。第１絶縁基板２１３と固体電解質基板２１との間には、被測定ガスＧとしての排ガスが導入される被測定ガス室２１４が形成されている。測定電極２１１は、被測定ガス室２１４内に配置されている。拡散抵抗層２３は、センサ素子２の先端側Ｘ１の面であり、第１絶縁基板２１３の先端側Ｘ１の端部に設けられている。拡散抵抗層２３は、第１絶縁基板２１３に形成された通気口に埋設されており、被測定ガス室２１４への被測定ガスＧの導入部を構成するものである。なお、拡散抵抗層２３は、図２の二点鎖線Ｌで示すごとく、センサ素子２の側面における先端側Ｘ１の端部において、被測定ガス室２１４に接するように設けることもできる。
【００１６】
固体電解質基板２１の他方側の表面には、図２に示すごとく、セラミック製の第２絶縁基板２１５とヒータ基板２２とが積層されている。第２絶縁基板２１５及びヒータ基板２２と固体電解質基板２１との間には、基準ガスＡとしての大気が導入される基準ガス室２１６が形成されている。基準電極２１２は、基準ガス室２１６内に配置されている。基準ガス室２１６へは、センサ素子２の基端側Ｘ２の端部から基準ガスＡが導入される。
【００１７】
ヒータ基板２２に埋設された抵抗体２２１の両端には、図４に示すごとく、抵抗体２２１に通電するための一対のリード部２２２が繋がっている。抵抗体２２１は、センサ素子２の軸方向Ｘに直交する方向において、測定電極２１１及び基準電極２１２と対向する位置に設けられている。ヒータ基板２２に埋設された抵抗体２２１の抵抗値は、各リード部２２２の抵抗値に比べて高い。本形態においては、抵抗体２２１の断面積がリード部２２２の断面積よりも小さいことにより、抵抗体２２１の抵抗値が各リード部２２２の抵抗値よりも高くなっている。各リード部２２２及び抵抗体２２１に通電がされると、抵抗体２２１が発熱し、固体電解質基板２１、測定電極２１１及び基準電極２１２が活性温度になるまで加熱される。抵抗体２２１は、センサ素子２の軸方向Ｘに蛇行して形成されている。
拡散抵抗層２３は、図２に示すごとく、セラミックスの多孔質体から形成されており、被測定ガスＧの流れを拡散させて、被測定ガス室２１４内への被測定ガスＧの流れを律速させるものである。固体電解質基板２１は、イットリア安定化ジルコニウムから形成されており、測定電極２１１及び基準電極２１２は、白金等の貴金属を用いて形成されている。
【００１８】
センサ素子２は、軸方向Ｘに沿って伸びる長尺形状を有すると共に長方形の断面形状を有している。センサ素子２の先端側部分の４つの角部には、面取りが行われている。図２に示すごとく、センサ素子２における、固体電解質基板２１とヒータ基板２２とが積層された方向に平行な第１側面２０１間の幅は、図４に示すごとく、センサ素子２における、固体電解質基板２１とヒータ基板２２とが積層された方向に垂直な第２側面２０２間の幅よりも小さい。センサ素子２の先端側部分には、図１に示すごとく、センサ素子２の基端側部分２４１に比べて細い幅細部２４が形成されている。幅細部２４は、第２側面２０２の先端側部分の間の幅を第２側面２０２の基端側部分の間の幅よりも小さくして形成されている。測定電極２１１、基準電極２１２及び抵抗体２２１は、センサ素子２の幅細部２４に配置されている。測定電極２１１及び基準電極２１２のリード部並びに抵抗体２２１のリード部２２２は、センサ素子２の基端側Ｘ２の端部に引き出されている。そして、測定電極２１１及び基準電極２１２のリード部並びに抵抗体２２１のリード部２２２は、接点バネ２８及びリード線２９によって、ガスセンサ１の外部における制御装置に接続される。
【００１９】
インシュレータ３の中心軸部には、センサ素子２を挿通させて保持するための挿通穴３１が形成されている。センサ素子２は、挿通穴３１の基端側部分に形成された充填穴３４に封止材３２を充填することによって、インシュレータ３内に保持されている。インシュレータ３の先端側部分の外周面は、ガスセンサ１の軸方向Ｘにおける先端側Ｘ１に向かうにつれて縮径するテーパ状に形成されている。インシュレータ３の内周面とセンサ素子２との間には、インシュレータ３の基端側Ｘ２に位置する最小隙間部３３１と、最小隙間部３３１の先端側Ｘ１に隣接する先端側隙間部３３２とが形成されている。先端側隙間部３３２は、センサ素子２の幅細部２４と挿通穴３１との間に形成されている。インシュレータ３の基端側Ｘ２には、接点バネ２８を保持する別のインシュレータ３０が連結されている。
【００２０】
多孔質保護層４は、図３に示すごとく、センサ素子２の先端部２００における拡散抵抗層２３を覆う状態で形成されている。多孔質保護層４は、多数のセラミックス粒子からなり、多数のセラミックス粒子間には、気体を透過させる一方、水分及び被毒物は透過させない多数の気孔が形成されている。多孔質保護層４は、センサ素子２の先端部２００を、拡散抵抗層２３を形成するためのセラミック粒子のスラリー中に浸漬させて、セラミック粒子をセンサ素子２の先端部２００に付着させると共に乾燥させることにより形成することができる。多孔質保護層４は、インシュレータ３の先端との間に隙間４１を形成する状態でセンサ素子２の先端部２００に設けられている。言い換えれば、多孔質保護層４とインシュレータ３の先端との間には、隙間４１が形成されている。
【００２１】
インシュレータ３は、図１に示すごとく、円筒形状のハウジング５１内に保持されている。ハウジング５１は、ガスセンサ１を内燃機関の排気管に固定するための部分である。
ハウジング５１の先端側部分の外周には、インシュレータ３の先端側部分及びセンサ素子２の先端側部分を覆う保護カバー５２が固定されている。保護カバー５２には、被測定ガスＧとしての排ガスが流通する流通孔５２１が設けられている。
ハウジング５１の基端側部分の外周には、ブッシュ５４を保持する円筒状カバー５３が固定されている。ブッシュ５４には、リード線２９が挿通されている。円筒状カバー５３を縮径させることにより、円筒状カバー５３、ブッシュ５４及びリード線２９がかしめられている。
【００２２】
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本形態のガスセンサ１においては、図３に示すごとく、センサ素子２における拡散抵抗層２３を含む、抵抗体２２１の配置位置よりも先端側Ｘ１の表面であって、インシュレータ３の先端面３０１よりも先端側Ｘ１に位置する表面には、多孔質保護層４が設けられている。従来のガスセンサのセンサ素子においては、センサ素子の先端部における、抵抗体の配置位置の全体に多孔質保護層を設けていた。この場合、多孔質保護層の使用量が多くなるだけでなく、多孔質保護層を含むセンサ素子の熱容量が大きくなっていた。これに対し、本形態のガスセンサ１においては、多孔質保護層４を、抵抗体２２１の配置位置よりも先端側Ｘ１に位置する表面であって、インシュレータ３の先端面３０１よりも先端側Ｘ１に位置する表面にのみ設けることができる。これにより、多孔質保護層４を含むセンサ素子２の熱容量を小さくすることができる。そのため、抵抗体２２１によって固体電解質基板２１を加熱する際のセンサ素子２の昇温性が向上し、固体電解質基板２１の早期活性化を図ることができる。
【００２３】
また、センサ素子２における抵抗体２２１の配置位置は高温に加熱される部位である。このセンサ素子２における抵抗体２２１の配置位置は、多孔質保護層４によって覆われておらず、保護カバー５２内の被測定ガスＧに晒されている。そして、センサ素子２における抵抗体２２１の配置位置の周辺に存在する被測定ガスＧは、抵抗体２２１によって、保護カバー５２内の被測定ガスＧよりも高温に加熱される。これにより、センサ素子２における抵抗体２２１の配置位置の周辺から保護カバー５２の配置位置に向けた被測定ガスＧの気流が発生することになる。そのため、インシュレータ３の先端面３０１と多孔質保護層４との間の隙間４１に位置するセンサ素子２の露出部に水分が到達しにくくすることができる。
【００２４】
また、多孔質保護層４によってセンサ素子２における抵抗体２２１の配置位置を覆わなくなったことにより、センサ素子２における抵抗体２２１の配置位置が被水する可能性が高まる。そこで、本形態のガスセンサ１においては、インシュレータ３によって、センサ素子２における抵抗体２２１の配置位置の周方向の全周を覆っている。そして、インシュレータ３が、高温に加熱されるセンサ素子２の部分を覆うことにより、センサ素子２を被水による割れから保護することができる。
【００２５】
一方、インシュレータ３がセンサ素子２における抵抗体２２１の配置位置の全体を覆うことにより、センサ素子２の熱がインシュレータ３に逃げやすくなり、センサ素子２の昇温性が低下するおそれがある。そこで、本形態のガスセンサ１においては、図１に示すごとく、センサ素子２とインシュレータ３の挿通穴３１との隙間３３に、最小隙間部３３１よりも幅が大きい先端側隙間部３３２を形成している。この先端側隙間部３３２の形成により、センサ素子２の熱がインシュレータ３に逃げにくくすることができる。これにより、インシュレータ３の先端がセンサ素子２における抵抗体２２１の配置位置の全体を覆うことによる弊害を是正し、センサ素子２の昇温性の低下を抑制することができる。
【００２６】
また、図３に示すごとく、多孔質保護層４と、インシュレータ３の先端との間には、隙間４１が形成されている。これにより、抵抗体２２１によって固体電解質基板２１を加熱する際に、センサ素子２の熱が多孔質保護層４を経由してインシュレータ３に逃げることを抑制することができる。
【００２７】
以上のごとく、上記ガスセンサ１によれば、多孔質保護層４の使用量を低減して、センサ素子２の昇温性を向上させると共に、センサ素子２を被水による割れから保護することができるガスセンサ１を提供することができる。
【００２８】
（実施形態２）
本形態のガスセンサ１においては、図６に示すごとく、インシュレータ３の挿通穴３１は、最小隙間部３３１を形成する基端側穴部３１１と、先端側隙間部３３２を形成する、基端側穴部３１１よりも大きな先端側穴部３１２とを有する。先端側穴部３１２は、センサ素子２の第２側面２０２に対向する先端側部分の幅を、センサ素子２の第２側面２０２に対向する基端側部分の幅よりも小さくして形成されている。
【００２９】
その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
本形態においても、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
（実施形態３）
本形態のガスセンサ１においては、図７に示すごとく、インシュレータ３における、センサ素子２の抵抗体２２１の配置位置よりも基端側Ｘ２に位置する部位には、インシュレータ３の内周における先端側隙間部３３２とインシュレータ３の外周とを連通する複数の通気孔３５が設けられている。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００３１】
本形態のガスセンサ１においては、通気孔３５により、被測定ガスＧをインシュレータ３の内部に導入することができる。これにより、高温の被測定ガスＧからセンサ素子２への熱の移動を促し、センサ素子２の昇温性を高めることができる。また、通気孔３５により、隙間３３に滞留する水蒸気を、インシュレータ３の外部に放出することもできる。
【００３２】
一方、センサ素子２の抵抗体２２１が配置された先端側Ｘ１の部位に比べ、センサ素子２の基端側Ｘ２の部位及びインシュレータ３は低温になる。この低温になるセンサ素子２の基端側Ｘ２の部位及びインシュレータ３においては、水蒸気の凝縮が起こり、この凝縮により生じた水滴が高温であるセンサ素子２の先端側Ｘ１の部位に重力等によって移動することが考えられる。この場合、温度差によってセンサ素子２が割れるおそれがある。
そこで、本形態のガスセンサ１においては、センサ素子２の基端側Ｘ２の部位において生じた水滴が通気孔３５の毛細管現象によって通気孔３５内に吸収されるようにすることができる。これにより、高温であるセンサ素子２の先端側Ｘ１の部位に水滴が到達することを防ぐことができる。そのため、センサ素子２の先端側Ｘ１の部位及びインシュレータ３に水蒸気の凝縮による割れが生じることを防ぐことができる。
その他、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
（実施形態４）
本形態のガスセンサ１においては、図８に示すごとく、隙間３３の先端側隙間部３３２の隙間は、実施形態１に示す先端側隙間部３３２よりもさらに大きく形成されている。そして、先端側隙間部３３２の先端側Ｘ１には、先端側隙間部３３２の隙間よりも小さな隙間の先端側狭小隙間部３３３が形成されている。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００３４】
本形態のガスセンサ１においては、抵抗体２２１によって固体電解質基板２１を加熱する際に、センサ素子２からインシュレータ３へ熱が逃げにくくすることができる。また、先端側狭小隙間部３３３を形成することにより、センサ素子２からインシュレータ３への熱の逃げを抑制しつつ、インシュレータ３内への水の浸入を効果的に抑制することができる。
その他、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（実施形態５）
本形態のガスセンサ１においては、図９に示すごとく、センサ素子２の先端側Ｘ１の部位には、基端側部分２５１に比べて幅が小さい幅細部２５が形成されている。また、幅細部２５と基端側部分２５１との間には、段部２５２が形成されている。一方、インシュレータ３の先端側Ｘ１の部位には、基端側穴部３６１に比べて穴の内径が小さい小穴部３６２が形成されている。また、小穴部３６２と基端側穴部３６１との間には、段部３６３が形成されている。そして、センサ素子２の段部２５２はインシュレータ３の段部３６３に当接している。なお、センサ素子２の段部２５２は、インシュレータ３の段部３６３との間に微小な隙間を形成する状態で、インシュレータ３の段部３６３に接近していてもよい。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００３６】
本形態のガスセンサ１においては、被測定ガスＧがセンサ素子２の基端側Ｘ２の部位へ入りにくくすることができる。これにより、センサ素子２を被測定ガスＧに含まれる水蒸気等から保護しやすくすることができる。
その他、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態を構成することが可能である。例えば、図９の二点鎖線Ｓで示すごとく、インシュレータ３の先端側部分の外周面は、ガスセンサ１の軸方向Ｘにおける先端側Ｘ１に向かうにつれて拡径するテーパ状に形成することもできる。また、多孔質保護層４の一部は、図１０に示すごとく、インシュレータ３の挿通穴３１における先端側部分の内周側に配置することもできる。この場合、多孔質保護層４の一部は、インシュレータ３の先端面３０１よりも基端側Ｘ２に位置する表面に設けられる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ガスセンサ
２  センサ素子
２１  固体電解質基板
２１１  測定電極
２１２  基準電極
２２  ヒータ基板
２２１  抵抗体
２３  拡散抵抗層
３  インシュレータ
４  多孔質保護層
【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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【図１０】
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