(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体の放熱により気体の濃度を検出するセンサ素子と、前記センサ素子を覆うカバーと、前記カバーに複数の通気部を有した気体センサ装置において、
前記複数の通気部は前記気体の流れ方向に対し垂直方向に前記センサ素子を形成した基板の幅よりも大きく離れて配置され、
前記センサ素子は、前記複数の通気部の間にある前記カバーの内面と対向する位置に配置され、
前記センサ素子と前記カバーの内面との間隔は前記カバーに覆われる内部空間の高さより狭められていることを特徴とする気体センサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気体センサ装置において、
前記センサ素子と前記カバーとの間隔は、前記通気部の大きさよりも狭められていることを特徴とする気体センサ装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか記載の気体センサ装置において、
前記カバーの外側に気体の流れを整流する整流部材を設けたことを特徴とする気体センサ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載の気体センサ装置において、
前記複数の通気部の間の内部空間に絞り部を設けたことを特徴とする気体センサ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか記載の気体センサ装置において、
前記複数の通気部の各々は、更に複数の通気孔の集合体から成ることを特徴とする気体センサ装置。
【請求項６】
請求項５記載の気体センサ装置において、
前記複数の通気部の各々は、更に複数の通気孔の集合体から成り、
前記通気部を構成する一つ以上の通気孔が流れの方向に対し垂直または交差する方向に広げられた横長形状であることを特徴とする気体センサ装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の気体センサ装置において、
前記複数の通気部の上流側の開口面積は、下流側の開口面積よりも拡大していることを特徴とする気体センサ装置。
【請求項８】
請求項１記載の気体センサ装置において、
前記複数の通気部を覆う網状のメッシュ部材を有することを特徴とする気体センサ装置。
【請求項９】
請求項２に記載の気体センサ装置において、
前記通気部の前記垂直方向の幅は、前記通気部の流れ方向の径よりも大きく、
前記内部空間の高さは、前記通気部の径よりも大きく、
前記通気部の径は、前記センサ素子と前記カバーの内面との間隔よりも大きいことを特徴とする気体センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の濃度を検出するためのセンサ素子を備える気体センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体の濃度などの環境特性を計測する気体センサ装置は、種々の技術分野で使用されており、例えば自動車用の内燃機関においては低燃費化を図るために、吸入空気の湿度、圧力、温度を計測し最適な燃料噴射量を制御している。さらに内燃機関を最適に運転するために湿度や酸素濃度などの環境パラメータを高精度に計測することが求められている。
【０００３】
このようなセンサ装置として特許文献１では、センサ素子を保護するためにセンサ装置のハウジングに形成され吸気通路に連通する第１の空洞部と、第1の空洞部に連通する第２の空洞部を設け、第２の空洞部にセンサ素子を収容している。このように、センサ素子が直接空気流に晒されない構成とすることにより、空気流による影響の低減、防塵効果、粒子の衝突によるセンサ素子の破壊を抑制している。
【０００４】
また、特許文献２では、センサ素子を覆う蓋部材を設け、蓋部材に導入孔を設け、測定ガスがセンサ素子に直接当たらないように導入孔を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−４６０９号公報
【特許文献２】特開２０１４−８１３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば内燃機関の吸気通路の環境を測定する気体センサ装置は、リアルタイムに気体の所量を測定する必要がある。そのために気体センサ装置には高速応答が望まれている。高速応答を実現するためには、センサ素子を吸気通路に露出すことが望ましい。しかし、センサ素子を吸気通路に露出した場合、内燃機関の高回転運転によって吸気が高速で流れ、気体の測定に悪影響を与える。また、内燃機関の吸気通路に含まれるオイル、ダスト、カーボン等の粒子や水滴が飛来しセンサ素子に付着し計測精度が損なわれる。
【０００７】
特許文献１のガスの濃度を計測するセンサ装置では、センサ素子を保護する効果が得られるが、吸気通路からセンサ素子までガス濃度の変化が到達する時間が遅くなる。また、特許文献２では特許文献１よりは高速ではあるものの、測定ガスが蓋部材の内部に流れ込み、高精度な計測に関しては不十分である。したがって、測定ガスが低速から高速で流れるような広い流量  範囲での高精度計測が望まれる内燃機関での使用が難しい。
【０００８】
本発明は、計測精度を向上した気体センサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の気体センサ装置では、発熱体の放熱により気体の濃度を検出するセンサ素子と、前記センサ素子を覆うカバーと、を備え、前記カバーは複数の通気部を有しており、前記通気部を前記気体の流れ方向に対し垂直方向に離れて配置し、前記複数の通気部の間に前記センサ素子を配置した。。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、計測精度を向上した気体センサ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置の構造を示す斜視図。
【図２】図１に図示されたパッケージの断面図。
【図３】図１に図示されたパッケージの上面図。
【図４】一実施の形態に示す気体センサ装置の作用・効果を説明するための図。
【図５】一実施の形態に示す気体センサ装置の作用・効果を説明するための図。
【図６】一実施の形態に示す気体センサ装置の作用・効果を説明するための図。
【図７】本発明の実施形態としてのセンサ素子の断面図。
【図８】本発明の実施形態としてのセンサ素子の平面図。
【図９】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置の構造を示す断面図。
【図１０】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置の構造を示す平面図。
【図１１】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置の構造を示す平面図。
【図１２】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置の構造を示す平面図。
【図１３】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置の通気部構造を示す平面図。
【図１４】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置の通気部構造を示す平面図。
【図１５】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置の通気部構造を示す平面図。
【図１６】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置の通気部構造を示す平面図。
【図１７】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置のカバー構造を示す平面図。
【図１８】本発明の一実施の形態としての気体センサ装置のカバー構造を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態の例について図面を用いて詳述する。
【００１３】
（実施形態１）
図１〜図３を参照して、本発明に係る気体センサ装置の一実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態としての気体センサ装置を示す斜視図であり、図２は、図１における気体センサ装置のＡ線断面図である。また、図３は、図１に図示された気体センサ装置を上面から見た平面図である。
【００１４】
気体センサ装置１は、例えば内燃機関の吸気通路に取り付けられ、吸気通路内を流れる気体の湿度を検出する。気体センサ装置１のカバー２の内部には、例えば気体の湿度を検出するセンサ素子３が設置される内部空間４が設けられている。センサ素子３を露出すると、吸気に含まれるダスト、オイル、水などがセンサ素子３に衝突、または付着し計測精度が損なわれる。そのため、カバー２によりセンサ素子３を保護している。センサ素子３は、例えば、湿度の増減に伴う空気の熱伝導率の変化を利用して、加熱された抵抗体から雰囲気中に放熱される放熱量の変化に基づいて湿度を計測する熱式湿度センサ素子である。熱式湿度センサ素子の詳細は後述する。
【００１５】
カバー２には、カバー２の外部とカバー２の内部を貫通する複数の通気部５ａ、５ｂが設けられている。通気部５ａ、５ｂは、測定対象である吸気の湿気をカバー２の内部に出入りさせるために設けられる。そして、カバー２の外側は、通気部５ａ、５ｂを形成したカバー２の外側の面に沿って気体が流れる。すなわち、気体が流れる方向に傾斜もしくは平行となるようにカバー２を設置している。さらに、言い換えれば通気部５ａ、５ｂの開口方向（貫通方向）は気流６の流れに交差するように向けられている。これにより、気流６と同時に飛来する汚損物質の流入を低減することができる。また、流れが衝突するような動圧による空気流の流入を低減している。さらに、通気部５ａ、５ｂの位置は気流６の流れる方向（Ａ線方向）に対して交差する方向（より好ましくは垂直方向）に離れて形成している。より好ましくは、通気部５ａ、５ｂの間隔はセンサ素子３の幅（Ｂ線方向の幅）よりも大きくなるように配置する。
【００１６】
図２は、図１における気体センサ装置のＢ線に沿った断面図である。センサ素子３はベース材７により直接または間接的に支持されている。センサ素子３はカバー２により少なくともセンサ素子の対面側が覆われている。センサ素子３に対面する側のカバー２には複数の通気部５ａ、５ｂが形成されている。本実施形態ではベース材７とカバー２は別体であるように図示しているが、一体で形成してもよい。また、各部材を固定する接着材などは省略して図示している。
【００１７】
図３は、図１に図示された気体センサ装置を上面から見た平面図である。図中の破線はカバー内部の構造を示している。気体の流れ方向にセンサ素子上を通る線（Ａ線）から互いに離れる方向に寄せられて通気部５ａ、５ｂを配置している。また、カバー２の内部空間４は略長方形または横長形状であり、気体の流れ方向（Ａ線方向）の大きさは、流れに対し垂直方向（Ｂ線方向）の幅よりも狭められている。これにより、カバー２内部の容積を縮小し、通気部５ａ、５ｂを介して外部の湿気がカバー２の内部に拡散し充満するまでの時間を短縮している。
【００１８】
次に、上述した本実施形態に関して作用・効果を説明する。図４、図５は、上記の実施形態に示す気体センサ装置１の作用・効果を説明するための図である。図４に示す例と図５に示す例は、通気部５ａ、５ｂの配置方向が異なりこれらの配置による差異を説明する。図４は、気流６の流れ方向に沿って通気部５ａ、５ｂを配列した構造である。センサ素子３はカバー２の内部且つ通気部５ａと５ｂの間に位置している。このような配置において空気が流れると、流れ方向に沿った圧力勾配P（静圧）が発生する。流れの上流側は圧力が高く、下流側は圧力が低い。そのため、上流側の通気部５ａの圧力Ｐ１が高くなり、下流側の通気部５ｂの圧力Ｐ２は低くなる。通気部５ａと通気部５ｂに圧力差ΔＰが発生するため、カバー２の内部に内部流８が発生する。センサ素子３は通気部５ａと５ｂの間に配置しているため、流れの影響を受けやすい。
【００１９】
図５は、気流６の流れ方向に沿い、且つセンサ素子３上を通る線から交差する方向（Ｂ線方向）に、通気部５ａ、５ｂを互いに離して配置した構造を示したものである。このような配置において、空気が流れると流れ方向に沿って圧力勾配P（静圧）が発生する。流れの上流側は圧力が高く、下流側は圧力が低くなるが、通気部５ａと通気部５ｂは流れ方向についてはほぼ同じまたは近づいて配置しているため、通気部５ａの圧力Ｐ１と、下流側の通気部５ｂの圧力Ｐ２はほぼ等しくなる。したがって、通気部５ａと通気部５ｂに圧力差ΔＰが低減し、カバー２の内部の流れを抑制できる。また、センサ素子３は通気部５ａと５ｂの間に配置しても流れが抑制されているため良好な計測が可能であり、計測精度を向上した気体センサ装置を提供することが可能となる。
【００２０】
図６は、上記一実施の形態に示す気体センサ装置１のより効果的な作用・効果を得るための構成を説明するための図である。
【００２１】
本実施形態では、センサ素子３の両側に対面に形成した通気部５ａ、５ｂの圧力差を低減し、内部流が生じない構成とした。さらに高精度化するためには、流れの乱れによるノイズの発生を抑制することが必要である。特に、空気が流れると、通気部５ａに流れの回り込込み（渦）が発生する。ここで図６に示すように、カバー２に設けられた通気部５ａの径をＤ、厚みＴとしたときに、Ｔ＞Ｄとなるように形成した。これにより、流れの回り込みにより形成される渦は通気部５ａ内に留めることが可能である。
【００２２】
また、通気部５ａで渦が発生すると、通気部５ａの直下の内部空間４では、空気の粘性により引っ張られ空気が流動する。この内部空間４の流動を低減するためには、通気部５ａの大きさよりも、内部空間４の容積を十分大きくすることが有効である。しかし、内部空間４の容積を大きくすると、内部空間４の湿度変化が遅くなり、湿度変化に対する応答性を損なう。また、通気部５ａの径Ｄを狭めることも有効であるが、これによっても内部空間４の湿度変化が遅くなる。
【００２３】
そこで、本実施形態では、通気部５ａからセンサ素子３の検出部９までの経路において、容積変化を設ける以下の構成により、空気流動を抑制するとともに応答性を確保した。
【００２４】
通気部５ａからセンサ素子３の検出部９までの経路において、容積変化は図６に示したＤ、Ｈ、Ｇの寸法により変化する。検出部９までの経路は通気部５ａの大きさＤによって絞られ、内部空間４の高さＨにより膨らみ、ギャップＧにより更に狭められる。Ｄ＜Ｈとすることにより内部空間４によって容積が拡大するため空気流動が低減する。さらにＧ＜ＨとなるようにギャップＧを狭めることより、通気抵抗が大きくなり空気流動の伝達を抑制することができる。更に効果的には、Ｄ＞Ｇとすること、経路における容積変化を大きくすることができるため効果的である。通気孔５ｂに関しても同様である。
【００２５】
ギャップＧを上記のように狭めた構成により、センサ素子３表面の空気流動を安定化できると共に、通気部５ａから検出部9まの距離はほとんど変化しないため湿気の拡散距離を短く維持でき応答性を損なうことがない。
【００２６】
上記一実施の形態において、より効果が得られるセンサ素子として、発熱を伴い気体の所量を計測するセンサ素子を説明する。発熱を利用したセンサ素子は、空気流動により放熱が発生する。このような空気流動が悪影響となるＭＥＭＳ型の熱式湿度センサについて説明する。
【００２７】
熱式の湿度センサとしてのセンサ素子３の一例を図７、図８を用いて説明する。図７はセンサ素子３を示す断面、図８は、センサ素子３を示す平面である。
【００２８】
センサ素子３は、単結晶シリコンで形成された基板１１を有している。基板１１には、空洞部１２が形成されており、この空洞部１２上に、第一の発熱体１３と第二の発熱体１４が敷設される。また、これら発熱体を支持する薄膜支持体１５が基板１１の空洞部１２上に位置するように形成されている。
【００２９】
ここで、薄膜支持体１５は基板２の上面に積層された絶縁層１６ａ、１６ｂによって構成されており、これらの絶縁層１６ａ、１６ｂの間に、発熱体１３、１４が介在されて支持されている。発熱体１４は発熱体１３の周囲を取り巻くように配置されている。
【００３０】
発熱体１３は空気への熱伝達により放熱する。湿度によって空気の熱伝導率が変化し放熱量が変化するため、発熱体１３の放熱量に基づいた電圧値、または電流値を計測することにより湿度に応じた信号が得られる。発熱体１４を配置することにより、発熱体１３の周囲温度が発熱体１４の温度で維持する作用があり、周囲温度の依存性を補償することができる。
【００３１】
図８にセンサ素子３の平面図を示す。発熱体１３、１４は、薄膜支持体１５の平面に沿って延在し、複数の折り返し部を有する微細幅の抵抗体からなる。駆動回路(図示なし)との接続のためにセンサ素子３に電極７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを形成している。
【００３２】
発熱体１３、１４としては、高温において安定な材料（高い融点を有する材料）として、例えば、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）等が選定され、絶縁層１６ａ、１６ｂとしては酸化シリコン（ＳｉＯ２）と窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）が単層あるいは積層構成にて選定される。また，絶縁層１６ａ、１６ｂとして、ポリイミドなどの樹脂材料やセラミック、ガラスなどが単層あるいは積層構成にて選定することもできる。また、電極７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄには、アルミニウム（Ａｌ）または金（Ａｕ）等が選定される。
【００３３】
センサ素子３はフォトリソグラフィーを利用した半導体微細加工技術、異方性エッチング技術を用いて形成される。空洞部１２は、基板１１を異方性エッチングして形成する。
【００３４】
このようなＭＥＭＳタイプの熱式湿度センサは、空気の熱伝導率が湿度により変化することを発熱体の放熱量に基づいて検出しているため、空気の流れ中に配置すると、空気流により放熱が変化するため、湿度を良好に計測できない。そのため、センサ素子周りの空気流動を低減することが必要である。内燃機関の吸気通路に設置する場合、内燃機関の運転状況により吸気通路内の空気の流速が大きく変化するため特に重要である。
【００３５】
また、ＭＥＭＳタイプであるため検出部の熱容量を小さくすることができ応答性が向上する。しかし、熱容量が小さいため微小な空気流動によるノイズの発生が大きくなる。そのため、センサ素子周りの空気流動を低減することがより重要である。
【００３６】
（実施形態２）
本発明を適用してなる更に効果的化な実施形態を説明する。図９に示される実施形態２が、実施形態１と相違する点は、カバー２の外側に空気流を整流する整流部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃを設けた点である。
【００３７】
実施形態１においては、気体の流れ方向にセンサ素子上を通る線（Ａ線）から垂直方向に互いに離れるように通気部５ａ、５ｂを配置している。気体の流れ方向が安定している場合は有効であるが、流れに傾きが生じた場合、流れの方向に対する通気部５ａ、５ｂの位置が変化するため圧力差が生じる。その結果、カバー２の内部に空気流が発生する。様々な条件に対し、より効果的にカバー内部の空気流を抑えるため、通気部が形成されたカバー面の流れ方向を整流するガイド部材を設けた。ガイド部材の形状としては、図９に示すように、ガイド部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃ及び遮蔽部材１９ａ、１９ｂから成り流れ方向に貫通する通路構造としている。遮蔽部材１９ａ、１９ｂは、カバー２の上面から見て通気部５ａ、５ｂが隠れるように設けている。これにより、カバー内部の空気流を抑えることができるため良好な計測が可能であり、計測精度を向上した気体センサ装置を提供することが可能となる。
【００３８】
上記整流構造のより好ましい構造としては、図１０に示すように、通気部５ａと通気部５ｂに設けた整流構造が左右対称となっている点である。これにより、通気部５ａと通気部５ｂ上の流れをほぼ等しくして通気部５ａと通気部５ｂの圧力差を低減している。これにより、カバー内部の流れをさらに抑制できるため良好な計測が可能であり、計測精度を向上した気体センサ装置を提供することが可能となる。
【００３９】
（実施形態３）
本発明を適用してなる更に効果的な実施形態を説明する。図１１は、本発明の実施形態３の気体センサ装置を示す。図１１の実施形態が実施形態１と相違する点は、カバー２の内部空間４に絞り部材２０ａ、２０ｂを設けたことである。
【００４０】
実施形態１の気体センサ装置では、通気部５ａと通気部５ｂを形成する時の製造バラツキや、カバー２の傾きにより、空気の流れ方向に対する通気部５ａと通気部５ｂの形成位置が変化することがある。また、10m/sを超えるような高流速の気流６に対しては、カバー２の形状や、センサ装置を設置する周辺の形状などによっても、流れに乱れが生じ流れ方向に対する通気部５ａと通気部５ｂ位置が変化する。本実施形態は上記のような条件において、センサ素子３が設置される内部空間４の空気流動を低減するために、実施形態１や実施形態２の性能をさらに高めることができる。
【００４１】
すなわち、絞り部材２０ａ、２０ｂを通気部５ａと５ｂの間に形成することより、通気部５ａと通気部５ｂとの間の通気抵抗を高めることができる。これにより、通気部５ａと通気部５ｂとの間の流れをさらに抑制することが可能である。
【００４２】
絞り部材２０ａ、２０ｂとしては、図１１に示したよう内部空間４を狭めるように、センサ素子３が形成された内部空間４の側面を突出させた絞り部材２０ａ、２０ｂを形成する。絞り部材２０ａ、２０ｂは、カバー部材２やベース材７と一体形成してもよく、または別部材で形成してもよい。
【００４３】
図１２は絞り部材として他の形成方法を示す図である。センサ素子３は、駆動回路と接続するために電極１７ａ〜１７ｄを設けている。この電極からボンディングワイヤーなどにより駆動回路に接続される。この電極１７ａ〜１７ｄを腐食などから保護するため、電極１７ａ〜１７ｄ上に保護材２１ａを設けている。保護材２１ａとしては、エポキシ系などの樹脂材料を主に使用できる。
【００４４】
保護材２１ａをセンサ素子３の少なくとも一端を覆うように被せることにより、内部空間４に突出した絞り部材２０ｂとしている。この保護材２１ａは、通気部５ａと５ｂの間に形成することより、通気部５ａと通気部５ｂとの間の通気抵抗を高めることができる。これにより、通気部５ａと通気部５ｂとの間の流れをさらに抑制することができるため良好な計測が可能であり、計測精度を向上した気体センサ装置を提供することが可能となる。
【００４５】
（実施形態４）
図１３〜図１６は、本発明の他の実施形態を示し、カバー２に形成する通気部５ａ、５ｂの他の実施形態を示す。図１３の形態では、カバー２の外部とカバー２の内部を貫通する複数の通気部５ａ、５ｂが設けられている。通気部５ａは、更に複数の通気孔の集合体から成る。通気部５ｂについても同様に複数の通気孔の集合体である。通気部５ａ、５ｂは複数の微細な通気孔であるため各々の通気孔内で生じる渦の大きさが小さくなり、内部空間４内での空気の乱れを低減することができる。また、通気孔が小さいため一つの通気孔から拡散する蒸気は減少するが、複数個の集合体とすることにより、通気部５ａの通気面積を増加させ湿度変化の応答性を向上することが可能である。
【００４６】
したがって、上記のように通気部５ａを微細な通気孔の集合体とすることにより、渦の形成による内部空間４の気体の乱れを低減するとともに、湿度変化に対する応答性を向上することが可能である。
【００４７】
図１４は、カバー２に外部とカバー２の内部を貫通する複数の通気部５ａ、５ｂが設けられている。通気部５ａは、更に複数の通気孔の集合体から成る。各通気孔は流れの方向に対し垂直または交差する方向に広げられた横長形状である。渦の大きさは、流れ方向の通気孔の大きさによってほぼ決まる。通気部５ａ、５ｂは流れ方向の大きさが狭められているため、各々の通気孔内で生じる渦の大きさは小さくなる。
【００４８】
これにより、内部空間４内での空気の乱れを低減することができるとともに、横長に延設しているため通気面積が拡大し応答性を向上できる。また、複数個の集合体とすることにより、通気部５ａ、５ｂの通気面積を増加させることが可能である。したがって、上記のように通気部５ａを横長の通気孔の集合体とすることにより、渦の形成による内部空間４の気体の乱れを低減するとともに、湿度変化に対する応答性を向上することが可能である。
【００４９】
図１５は、カバー２の外部とカバー２の内部を貫通する複数の通気部５ａ、５ｂが設けられている。通気部５ａは、更に複数の通気孔の集合体から成る。通気部５ｂについても同様に複数の通気孔の集合体である。通気部５ａと５ｂは流れの上流側の通気部の形成領域を拡大している。また、通気部５ａと５ｂが互いに近づくように形成領域を広めている。一方で、通気部５ａ、５ｂの下流側はセンサ素子３よりも通気部の形成領域が狭められる。または通気孔の間隔を広く配置している。
【００５０】
空気の湿度が変化した場合、上流側の方が下流側よりも早く湿度変化が生じるため、センサ素子の上流側の通気部の形成領域を増やすことで、内部空間４の湿度変化を速めることが可能である。一方で下流側は通気面積を縮小しているため、通気部全体としての通気面積は維持されている。このように、同じ通気面積でもセンサ素子の上流側に通気部５ａと５ｂを寄せることにより、湿度応答性を高めることが可能である。また、センサ素子３の下流側には通気孔を設けていないため、内部空間４のセンサ素子３の上流側から下流側に向かう流れを抑制している。
【００５１】
図１６は、カバー２の外部とカバー２の内部を貫通する複数の通気部５ａ、５ｂが設けられている。通気部５ａは、網状のメッシュ部材で覆われている。メッシュ部材で覆うことにより、更に微小な複数の通気孔の集合体とすることができる。通気部５ｂについても同様である。通気部５ａ、５ｂは複数の更に微細な通気孔であるため各々の通気孔内で生じる渦の大きさを更に小さくなり、内部空間４内での空気の乱れを低減することができる。通気部を拡大することができ、通気面積を増加させ湿度変化に対する応答性を向上することが可能である。
【００５２】
また、上記の図１３〜図１６の通気部は、実施形態１に比べて通気部の形成領域を広げることができる。そのため、通気部の一部に汚損物が付着しても、通気性を保つことが可能である。
【００５３】
図１３〜１６の実施形態において、カバー２の外側は測定対象となる気体が流れる。通気部５ａ、５ｂを形成したカバー２の面は、気体が流れる方向に傾斜もしくは平行となるように設置している。言い換えれば通気部５ａ、５ｂの開口方向（貫通方向）は気流６の流れに対面しないように傾斜されている。さらに、通気部５ａ、５ｂの位置は気流６の流れる方向（Ａ線方向）に対して垂直方向に離れて形成している。これにより、気流６と同時に飛来する汚損物質が流入を低減することができる。また、通気部５ａ、５ｂの間隔はセンサ素子３の幅（Ｂ線方向の幅）よりも大きくなるように位置している。
【００５４】
図１７、図１８は、通気部５ａ、５ｂの配置位置やカバー２の形状に関する他の実施形態である。図１７は、通気部５ａ、５ｂをカバー２の側面に配置した構造である。また、図１８はカバー２の傾斜させた側面に通気部５ａ、５ｂを配置した構成である。これらのカバー形状においても、通気部５ａと５ｂの配置位置を本発明の構成にしたがって配置することで同様な効果を得られる。ただし本実施形態では、気流６の傾斜による影響が大きくなるため、通気部５ａ、５ｂの外側、さらには上流側に整流部材を設けることが好ましい。
【００５５】
本発明の気体センサ装置は、自動車以外の内燃機関に適用することが可能であり、内燃機関以外にも、種々の環境における気体の濃度を計測する場合に適用することができる。
【００５６】
上記各実施形態は、好ましい実施形態として例示したに過ぎず、上記実施形態を、適宜、組み合わせることが可能であり、また、発明の趣旨に基づいて、適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・気体センサ装置、２・・・カバー、３・・・センサ素子、４・・・内部空間、５ａ、５ｂ・・・通気部、６・・・気流、７・・・ベース材、８・・・内部流、９・・・検出部、１０・・・素子上空間、１１…基板、１２…空洞部、１３…第１の発熱体、１４…第２の発熱体、１５…薄膜支持体、１６ａ、１６ｂ…絶縁層、１７a〜１７ｄ…電極、１８ａ〜１８ｃ…ガイド部材、１９ａ、１９ｂ…遮蔽部材、２０ａ、２０ｂ…絞り部材、２１…保護材
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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