(57)【要約】【課題】感温素子が熱源で発生した熱に影響されにくく、感温素子によって装置外部の外気温など測定対象の温度を適切に検知することができるガス及び温度検知装置を提供する。【解決手段】本発明のガス及び温度検知装置１００は、電気ヒータ素子１４３を含むガスセンサ素子１４０と、外気温等を検知するサーミスタ１５０と、ガスセンサ素子１４０及びサーミスタ１５０を実装する配線基板１３０と、これらを収納するケーシング１０１と、一端側が配線基板１３０の第１スルーホール端子１３５ｂ〜第６スルーホール端子１３５ｇに固着され、他端側がケーシング１０１の外部に露出する金属ピン１６０とを備える。そして、第１スルーホール端子１３５ｂ〜第６スルーホール端子１３５ｇとサーミスタ投影部１３０ｃとの間の最短距離をＣ１〜Ｃ６、ヒータ投影部１３０ｂとサーミスタ投影部１３０ｃとの間の最短距離をＢとしたとき、Ｂ＞Ｃ１〜Ｃ６の関係を満たす。【選択図】  図４
2004151005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源を含み特定のガスの濃度変化を検知するガスセンサ素子と、
温度を検知する感温素子と、
上記ガスセンサ素子及び上記感温素子を実装する配線基板と、
上記ガスセンサ素子、上記感温素子、及び上記配線基板を収納するケーシングと、
１または複数の金属ピンであって、一端側が上記配線基板の１または複数のピン固着部にそれぞれ固着され、他端側が上記ケーシングの外部に露出する金属ピンと、
を備えるガス及び温度検知装置であって、
１または複数の上記ピン固着部の少なくともいずれかは、上記感温素子を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部と上記ピン固着部との間の最短距離をＣとし、上記熱源を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した熱源投影部と上記感温投影部との間の最短距離をＢとしたとき、Ｂ＞Ｃの関係を満たす感温近接固着部である
ガス及び温度検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス及び温度検知装置であって、
前記感温近接固着部の少なくともいずれかと前記感温素子との間には、両者に接続する良熱伝導体が介在する
ガス及び温度検知装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガス及び温度検知装置であって、
前記感温近接固着部の少なくともいずれかに固着される前記金属ピンは、外部装置と電気的な接続を予定していないダミーピンである
ガス及び温度検知装置。
【請求項４】
請求項３に記載のガス及び温度検知装置であって、
前記金属ピンは、外部装置と電気的な接続をするコネクタピン及び前記ダミーピンであり、
前記ケーシングは、上記コネクタピンと共に上記ダミーピンを包囲する電気絶縁性の端子コネクタ部を有する
ガス及び温度検知装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のガス及び温度検知装置であって、
前記配線基板は、前記ケーシングと接触するケーシング接触部を有し、
上記ケーシング接触部と前記熱源投影部との間の最短距離をＤとしたとき、上記最短距離Ｄと前記最短距離Ｂとは、Ｂ＞Ｄの関係を満たす
ガス及び温度検知装置。
【請求項６】
熱源を含み特定のガスの濃度変化を検知するガスセンサ素子と、
温度を検知する感温素子と、
上記ガスセンサ素子及び上記感温素子を実装する配線基板と、
上記ガスセンサ素子、上記感温素子、及び上記配線基板を収納するケーシングと、
１または複数の金属ピンであって、一端側が上記配線基板の１または複数のピン固着部にそれぞれ固着され、他端側が上記ケーシングの外部に露出する金属ピンと、
を備えるガス及び温度検知装置であって、
１または複数の上記ピン固着部の少なくともいずれかは、上記熱源を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した熱源投影部と上記感温素子を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部とを結んだ仮想直線上または上記仮想直線の近傍に位置する直線近接固着部である
ガス及び温度検知装置。
【請求項７】
請求項６に記載のガス及び温度検知装置であって、
前記直線近接固着部の少なくともいずれかに固着される前記金属ピンは、外部装置と電気的な接続を予定していないダミーピンである
ガス及び温度検知装置。
【請求項８】
請求項７に記載のガス及び温度検知装置であって、
前記金属ピンは、外部装置と電気的な接続をするコネクタピン及び前記ダミーピンであり、
前記ケーシングは、上記コネクタピンと共に上記ダミーピンを包囲する電気絶縁性の端子コネクタ部を有する
ガス及び温度検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサ素子と感温素子とを有するガス及び温度検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガスセンサ素子と外気温センサとを有するガス及び温度検知装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。ところで、このガス及び温度検知装置で用いられるガスセンサ素子は、感ガス体とヒータとを有し、感ガス体をヒータで加熱して高温に保った状態で使用する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１４２０９７号公報（第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このガス及び温度検知装置のように、ガスセンサ素子と温度センサとを１つの基板に実装すると、ヒータで発生した熱が基板を通じて感温素子に伝わってしまう。このため、感温素子自身の温度が上昇してしまい、外気温を適切に検知することができなくなる虞があった。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、感温素子が熱源で発生した熱に影響されにくく、感温素子によって装置外部の外気温など測定対象の温度を適切に検知することができるガス及び温度検知装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、熱源を含み特定のガスの濃度変化を検知するガスセンサ素子と、温度を検知する感温素子と、上記ガスセンサ素子及び上記感温素子を実装する配線基板と、上記ガスセンサ素子、上記感温素子、及び上記配線基板を収納するケーシングと、１または複数の金属ピンであって、一端側が上記配線基板の１または複数のピン固着部にそれぞれ固着され、他端側が上記ケーシングの外部に露出する金属ピンと、を備えるガス及び温度検知装置であって、１または複数の上記ピン固着部の少なくともいずれかは、上記感温素子を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部と上記ピン固着部との間の最短距離をＣとし、上記熱源を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した熱源投影部と上記感温投影部との間の最短距離をＢとしたとき、Ｂ＞Ｃの関係を満たす感温近接固着部であるガス及び温度検知装置である。
【０００７】
本発明のガス及び温度検知装置では、金属ピンの一端側が配線基板のピン固着部に固着され他端側がケーシングの外部に露出するため、この金属ピンによって、熱源から発生した熱のうち特に配線基板を伝わる熱をケーシングの外部に放散させることができる。特に、本発明のガス及び温度検知装置では、金属ピンを固着するピン固着部の少なくともいずれかを、感温投影部とピン固着部との間の最短距離をＣとし、熱源投影部と感温投影部との間の最短距離をＢとしたとき、Ｂ＞Ｃの関係を満たす感温近接固着部としている。すなわち、本発明のガス及び温度検知装置は、感温素子から見て、熱源よりも近くに位置する感温近接固着部を有し、この感温近接固着部に固着された金属ピンを有している。このため、配線基板を通じて熱源から感温素子に熱が供給されても、速やかに感温素子から感温近接固着部に固着された金属ピンに熱が伝えられ、さらに感温近接固着部に固着された金属ピンからケーシングの外部に熱が放散されるので、感温素子の温度上昇を抑制することができる。従って、本発明のガス及び温度検知装置は、感温素子が熱源で発生した熱に影響されにくく、測定対象の温度、例えば、ガス及び温度検知装置の外部の温度を適切に検知することが可能となる。
【０００８】
なお、ピン固着部は、金属ピンを固着できるように配線基板に形成されたもので、例えば、配線基板に形成したピン固定用のスルーホール端子が挙げられる。さらに、ピン固着部は金属ピンを固着できれば良く、他の電子部品や他のピン固着部と電気的に接続してもしなくても良い。さらに、ピン固着部に固着される金属ピンは、熱源から発生した熱のうち特に配線基板を伝わる熱をケーシングの外部に放散させることができれば良く、外部装置と電気的に接続してもしなくても良い。また、ガスセンサ素子と感温素子とは、配線基板の同一面に実装する場合に限らず、両者を異なる面（表面と裏面）に実装するようにしても良い。
【０００９】
さらに、上記いずれかのガス及び温度検知装置であって、前記感温近接固着部の少なくともいずれかと前記感温素子との間には、両者に接続する良熱伝導体が介在するガス及び温度検知装置とすると良い。
【００１０】
本発明のガス及び温度検知装置では、感温近接固着部の少なくともいずれかと感温素子との間には、両者に接続する良熱伝導体が介在する。従って、このような感温近接固着部に固着される金属ピンと感温素子との間が良熱伝導体によって接続される。このため、熱源で発生した熱が感温素子に伝わった場合でも、この熱は良熱伝導体を通じて速やかに金属ピンに伝わるので、この金属ピンを通じてケーシングの外部に放散させることができる。従って、感温素子の温度をケーシングの外部の温度に近い温度とすることができるので、感温素子によってガス及び温度検知装置の外部の温度を適切に検知することが可能となる。
【００１１】
なお、良熱伝導体は、配線基板を構成する基板本体（例えば、ガラス布基材エポキシ樹脂）より熱伝導率の高い熱伝導体であれば良いが、例えば、配線基板にＣｕ等で形成された配線や、Ｃｕ等を線材として用いたジャンパ線が挙げられる。また、感温素子とコネクタピンとをハンダによって電気的に接続しても良く、この場合はコネクタピンあるいはハンダが良熱伝導体となる。
【００１２】
さらに、上記いずれかのガス及び温度検知装置であって、前記感温近接固着部の少なくともいずれかに固着される前記金属ピンは、外部装置と電気的な接続を予定していないダミーピンであるガス及び温度検知装置とすると良い。
【００１３】
一般に、配線基板の外形寸法、実装する電子部品、配線の引き回しなどを考慮すると、ガス及び温度検知装置を作動させるための電力供給や電気信号の送受信に用いる金属ピン（以下、コネクタピンとも言う）を固着するピン固着部の形成位置には制約がある。このため、コネクタピンを固着するピン固着部を、感温近接固着部とすることが困難な場合がある。
【００１４】
これに対し、本発明のガス及び温度検知装置では、感温近接固着部の少なくともいずれかに固着される金属ピンを、外部装置と電気的な接続をしないダミーピンとしている。すなわち、ガス及び温度検知装置を作動させるための電力供給や電気信号の送受信に用いるコネクタピンに加えて、ケーシングの外部への放熱を目的としたダミーピンを配置している。このため、配線パターンの変更など基板回路設計上の影響を小さくしつつ、感温近接固着部を形成することができる。さらに、感温近接固着部を、熱源で発生した熱のうち特に配線基板を伝わる熱を放熱するのに最適な位置に配置することが可能となる。従って、ガス及び温度検知装置の放熱性がさらに良好となり、感温素子が熱源で発生した熱に一層影響されにくくなる。
なお、ダミーピンは、熱源から発生した熱のうち特に配線基板を伝わる熱をケーシングの外部に放散させることができれば良く、他の電子部品や他の金属ピンと電気的に接続してもしなくても良い。
【００１５】
さらに、上記ガス及び温度検知装置であって、前記金属ピンは、外部装置と電気的な接続をするコネクタピン及び前記ダミーピンであり、前記ケーシングは、上記コネクタピンと共に上記ダミーピンを包囲する電気絶縁性の端子コネクタ部を有するガス及び温度検知装置とすると良い。
【００１６】
本発明のガス及び温度検知装置では、コネクタピンに加えてケーシングの外部への放熱を目的としたダミーピンを有する。しかも、ダミーピンは、コネクタピンと共に電気絶縁性の端子コネクタ部に包囲されている。ところで、ダミーピンを端子コネクタ部とは異なる部位からケーシングの外部に露出させた場合には、ダミーピンがケーシング外部の他部材（例えば、自動車のボディ）との間でショートしてガス及び温度検知装置に電気的影響を及ぼさないように、別途ダミーピンに対して絶縁処理を施さなければならない。これに対し、本発明のガス及び温度検知装置では、ダミーピンがコネクタピンと共に電気絶縁性の端子コネクタ部に包囲されているので、別途ダミーピンに対して絶縁処理を施す必要がなく、低コストである。なお、端子コネクタ部がケーシング内の防水性を維持する構造である場合には、コネクタピンとは別にダミーピンに対し防水対策を施す必要もなく、さらに低コストである。
【００１７】
さらに、上記いずれかのガス及び温度検知装置であって、前記配線基板は、前記ケーシングと接触するケーシング接触部を有し、上記ケーシング接触部と前記熱源投影部との間の最短距離をＤとしたとき、上記最短距離Ｄと前記最短距離Ｂとは、Ｂ＞Ｄの関係を満たすガス及び温度検知装置とすると良い。
【００１８】
ガスセンサ素子、感温素子、及び配線基板がケーシング内に収納されているガス及び温度検知装置では、ケーシング内に熱がこもり易いため、感温素子が測定対象の温度を適切に検知することができなくなる虞が大きい。
ところで、ケーシングは装置の外部の気体（外気など）と接触しているため、ケーシングに伝わった熱はケーシングを通じて外部に放散される。そこで、本発明のガス及び温度検知装置では、配線基板をケーシングに接触させ、ケーシング接触部と熱源投影部との最短距離Ｄと、熱源投影部と感温投影部との最短距離Ｂについて、Ｂ＞Ｄの関係を満たすようにした。このようにすることで、熱源から発生した熱、特に配線基板を伝わる熱の一部を、ケーシング接触部からケーシングを通じて外部に放散し易くなり、感温素子に伝わる熱量を低減することができる。従って、感温素子によってガス及び温度検知装置の外部の温度を適切に検知することができる。
【００１９】
他の解決手段は、熱源を含み特定のガスの濃度変化を検知するガスセンサ素子と、温度を検知する感温素子と、上記ガスセンサ素子及び上記感温素子を実装する配線基板と、上記ガスセンサ素子、上記感温素子、及び上記配線基板を収納するケーシングと、１または複数の金属ピンであって、一端側が上記配線基板の１または複数のピン固着部にそれぞれ固着され、他端側が上記ケーシングの外部に露出する金属ピンと、を備えるガス及び温度検知装置であって、１または複数の上記ピン固着部の少なくともいずれかは、上記熱源を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した熱源投影部と上記感温素子を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部とを結んだ仮想直線上または上記仮想直線の近傍に位置する直線近接固着部であるガス及び温度検知装置である。
【００２０】
本発明のガス及び温度検知装置では、金属ピンの一端側が配線基板のピン固着部に固着され他端側がケーシングの外部に露出するため、この金属ピンによって、熱源から発生した熱のうち特に配線基板を伝わる熱をケーシングの外部に放散させることができる。このような金属ピンによって、熱源で発生した熱のうち特に配線基板を通じて感温素子に伝わる熱をケーシングの外部に放散させるには、金属ピンを熱源投影部と感温投影部とを結んだ仮想直線上またはこの仮想直線の近傍に配置するのが効果的であると考えられる。
【００２１】
そこで、本発明のガス及び温度検知装置では、特に、１または複数のピン固着部の少なくともいずれかを、熱源投影部と感温投影部とを結んだ仮想直線上またはこの仮想直線の近傍に位置する直線近接固着部とした。このようにすることで、熱源で発生した熱のうち特に配線基板を伝わる熱を、感温素子に伝わる前に、直線近接固着部に固着された金属ピンを通じてケーシングの外部に放散させることが可能となる。従って、本発明のガス及び温度検知装置は、感温素子が熱源で発生した熱に影響されにくく、測定対象の温度、例えば、ガス及び温度検知装置の外部の温度を適切に検知することが可能となる。
【００２２】
なお、仮想直線の近傍とは、仮想直線の近くであり、直線近接固着部を設けると金属ピンによって熱源から感温素子に向かって伝わる熱を効果的にケーシングの外部に放散することができると考えられる位置をいう。さらに、具体的には、熱源投影部と感温投影部との最短距離をＢとしたとき、配線基板平面上において仮想直線を中心とする幅Ｂ／２の矩形領域内とすると良い。
【００２３】
さらに、上記のガス及び温度検知装置であって、前記直線近接固着部の少なくともいずれかに固着される前記金属ピンは、外部装置と電気的な接続を予定していないダミーピンであるガス及び温度検知装置とすると良い。
【００２４】
前述したように、コネクタピンを固着するピン固着部の形成位置には制約があるため、コネクタピンを固着するピン固着部を、直線近接固着部とすることが困難な場合がある。
これに対し、本発明のガス及び温度検知装置では、直線近接固着部の少なくともいずれかに固着される金属ピンを、外部装置と電気的な接続をしないダミーピンとしている。このため、配線パターンの変更など基板回路設計上の影響を小さくしつつ、直線近接固着部を形成することができる。さらに、直線近接固着部を、熱源で発生した熱のうち特に配線基板を伝わる熱を放熱するのに最適な位置に配置することが可能となる。従って、ガス及び温度検知装置の放熱性がさらに良好となり、感温素子が熱源で発生した熱に一層影響されにくくなる。
なお、ダミーピンは、熱源から発生した熱のうち特に配線基板を伝わる熱をケーシングの外部に放散させることができれば良く、他の電子部品と電気的に接続してもしなくても良い。
【００２５】
さらに、上記ガス及び温度検知装置であって、前記金属ピンは、外部装置と電気的な接続をするコネクタピン及び前記ダミーピンであり、前記ケーシングは、上記コネクタピンと共に上記ダミーピンを包囲する電気絶縁性の端子コネクタ部を有するガス及び温度検知装置とすると良い。
【００２６】
本発明のガス及び温度検知装置では、コネクタピンに加えてケーシングの外部への放熱を目的としたダミーピンを有する。しかも、ダミーピンは、コネクタピンと共に電気絶縁性の端子コネクタ部に包囲されている。ところで、ダミーピンを端子コネクタ部とは異なる部位からケーシングの外部に露出させた場合には、ダミーピンがケーシング外部の他部材（例えば、自動車のボディ）との間でショートしてガス及び温度検知装置に電気的影響を及ぼさないように、別途ダミーピンに対して絶縁処理を施さなければならない。これに対し、本発明のガス及び温度検知装置では、ダミーピンがコネクタピンと共に電気絶縁性の端子コネクタ部に包囲されているので、別途ダミーピンに対して絶縁処理を施す必要がなく、低コストである。なお、端子コネクタ部がケーシング内の防水性を維持する構造である場合には、コネクタピンとは別にダミーピンに対し防水対策を施す必要もなく、さらに低コストである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（実施形態）
本発明の実施の形態であるガス及び温度検知装置１００について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のガス及び温度検知装置１００は、図１に示すように、第１ケーシング部材１１０、第２ケーシング部材１２０、及び配線基板１３０を有する。配線基板１３０は、第１ケーシング部材１１０と第２ケーシング部材１２０とを組合わせて一体となったケーシング１０１内に収納される。
【００２８】
第１ケーシング部材１１０は、樹脂一体成型した蓋形状で、ガスセンサ素子１４０を収容するガスセンサ素子収容部１１２、外気をケーシング１０１内に導入する通気孔１１２ｂ、及び外部装置と電気的に接続するための端子コネクタ部１１３を有している。端子コネクタ部１１３内には金属ピン１６０が６本設けられており、端子コネクタ部１１３に包囲される形態で、一方の端が第１ケーシング部材１１０の外部に露出している。第２ケーシング部材１２０は、樹脂一体成型した箱形状で、ガス及び温度検知装置１００を自動車のボディや車両用空調装置のダクト等に取付けるための取付け部１２２を有している。配線基板１３０は、ガラス布基材エポキシ樹脂からなり、その主面１３０ｆには、ガス濃度を検知するガスセンサ素子１４０、外気温を検知するサーミスタ１５０が実装されている。
【００２９】
ここで、図１に分解して示したガス及び温度検知装置１００を組付けて一体にしたガス及び温度検知装置１００の断面図を図２に示す。図２に示すように、ガスセンサ素子１４０は、第１感ガス体１４１、第２感ガス体１４２、及び電気ヒータ素子１４３を実装したアルミナ基板１４５と、通気孔１４６ｂを有しアルミナ基板１４５を包囲する外筒１４６と、４つの素子端子部１４７とを有する。第１感ガス体１４１は、ＮＯｘ等の酸化性ガスの濃度変化によりセンサ抵抗値が変化するものである（例えば、ＷＯ３を主体に構成したもの）。第２感ガス体１４２は、ＨＣ、ＣＯ等の還元性ガスの濃度変化によりセンサ抵抗値が変化するものである（例えば、ＳｎＯ２を主体に構成したもの）。電気ヒータ素子１４３は、第１，第２感ガス体１４１，１４２を加熱するためのものである。素子端子部１４７は、一端が第１，第２感ガス体１４１，１４２、電気ヒータ素子１４３、及びこれら共通のＧＮＤに接続され他端が外筒１４６の外部にまで延設されている。このようなガスセンサ素子１４０は、素子端子部１４７を配線基板１３０に設けられたスルーホール端子１３８に接続することで、配線基板１３０に実装される。
なお、本実施形態では、電気ヒータ素子１４３が熱源に相当し、サーミスタ１５０が感温素子に相当する。また、ガスセンサ素子については、上記構成のガスセンサ素子１４０に限定されないことはいうまでもない。
【００３０】
さらに、配線基板１３０には、これを貫通する第１スルーホール端子１３５ｂ〜第６スルーホール端子１３５ｇが形成されており、このうち第１スルーホール端子１３５ｂ〜第５スルーホール端子１３５ｆには、金属ピン１６０のうち図示しない外部装置と電気的に接続するための第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５が接続される（図１，図２参照）。具体的には、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５のうち第１ケーシング部材１１０から端子コネクタ部１１３とは反対側に突出する第１基板側接続部１６１ｂ〜第５基板側接続部１６５ｂを第１スルーホール端子１３５ｂ〜第５スルーホール端子１３５ｅに挿入し、ハンダ等によって接続することで第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５と配線基板１３０とが電気的に接続される。
また、第１ケーシング部材１１０には、ガスセンサ素子収容部１１２の内側のうち通気孔１１２ｂの形成位置よりもガスセンサ素子１４０側に、通気性及び撥水性を有するフィルタ１１９が設けられている。このため、ガス及び温度検知装置１００の外部から水分が侵入することなく、外部の気体（外気）をケーシング１０１内に導入することができる（図２参照）。
【００３１】
次に、配線基板１３０の平面図を図４に示す。図４に示すように、電気ヒータ素子１４３を配線基板１３０に対し配線基板１３０の厚さ方向に投影したヒータ投影部１３０ｂとサーミスタ１５０を配線基板１３０に対し配線基板１３０の厚さ方向に投影したサーミスタ投影部１３０ｃとの間の最短距離をＢとする。さらに、第１スルーホール端子１３５ｂ〜第６スルーホール端子１３５ｇとサーミスタ投影部１３０ｃとの最短距離をそれぞれＣ１〜Ｃ６とする。このとき、ガス及び温度検知装置１００では、Ｂ＞Ｃ１，Ｂ＞Ｃ２，Ｂ＞Ｃ３，Ｂ＞Ｃ４，Ｂ＞Ｃ５，Ｂ＞Ｃ６の関係を満たしている。すなわち、サーミスタ１５０から見て、第１スルーホール端子１３５ｂ〜第６スルーホール端子１３５ｇはいずれも電気ヒータ素子１４３よりも近くに位置する。なお、本実施形態のガス及び温度検知装置１００では、第１スルーホール端子１３５ｂ〜第６スルーホール端子１３５ｇが固着部、且つ感温近接固着部に相当する。
【００３２】
ところで、第１スルーホール端子１３５ｂ〜第５スルーホール端子１３５ｆに固着される第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５は、一方の端側がケーシング１６０の外部に露出している（図２参照）。このため、電気ヒータ素子１４３から発生した熱のうち特に配線基板１３０を伝わる熱をケーシング１６０の外部に放散させることができる。従って、配線基板１３０を通じて電気ヒータ素子１４３からの熱がサーミスタ１５０に伝わっても、速やかにサーミスタ１５０から第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５に熱が伝えられ、さらに第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５からケーシング１６０の外部に熱が放散されるので、サーミスタ１５０の温度上昇を抑制することができる。
【００３３】
なお、本発明のガス及び温度検知装置では、図３に示すように、端子コネクタ部１１３にこれと嵌合するコネクタ部１８３を有するケーブル１８０を接続することで、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５を通じて配線基板１３０を図示しない外部装置と電気的に接続することができる。その上、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５に伝わった熱はケーブル１８０に伝わり、このケーブル１８０から外部に放散される。
【００３４】
さらに、ガス及び温度検知装置１００では、図４に示すように、第３スルーホール端子１３５ｄ〜第６スルーホール端子１３５ｇが、ヒータ投影部１３０ｂとサーミスタ投影部１３０ｃとを結んだ仮想直線Ｌ１の近傍領域Ｓ１（図４中破線ハッチング領域）内に配置されている。このうち、第３スルーホール端子１３５ｄ〜第５スルーホール端子１３５ｆには、第３コネクタピン１６３〜第５コネクタピン１６５が固着されている（図２参照）。このため、電気ヒータ素子１４３で発生した熱のうち特に配線基板１３０を通じてサーミスタ１５０に向かう熱を、サーミスタ１５０に伝わる前に効率良く、第３コネクタピン１６３〜第５コネクタピン１６５を通じてケーシング１０１の外部に放散させることができる。なお、近傍領域Ｓ１は、配線基板１３０の主面１３０ｆ上において、仮想直線Ｌ１を中心とする幅Ｂ／２の矩形領域である。本実施形態のガス及び温度検知装置１００では、第３スルーホール端子１３５ｄ〜第６スルーホール端子１３５ｇは直線近接固着部にも相当する。
【００３５】
さらに、ガス及び温度検知装置１００では、配線基板１３０に形成されたサーミスタ接続パッド１３９ｂ，１３９ｃと第４，第５スルーホール端子１３５ｅ，１３５ｆとがＣｕメッキからなる配線１３６ｂ，１３６ｃによって電気的に接続されている。従って、サーミスタ１５０がサーミスタ接続パッド１３９ｂ，１３９ｃに接続され、第４，第５コネクタピン１６４，１６５が第４，第５スルーホール端子１３５ｅ，１３５ｆに接続されることで、サーミスタ１５０と第４，第５コネクタピン１６４，１６５とが配線１３６ｂ，１３６ｃを介して電気的に接続される。Ｃｕからなる配線１３６ｂ，１３６ｃは熱伝導率が高いため、サーミスタ１５０と第４，第５コネクタピン１６４，１６５との間の熱伝導は良好となる。このため、電気ヒータ素子１４３で発生した熱がサーミスタ１５０に伝わった場合でも、この熱は配線１３６ｂ，１３６ｃを通じて速やかに第４，第５コネクタピン１６４，１６５に伝わり、さらに第４，第５コネクタピン１６４，１６５を通じてケーシング１０１の外部に放散させることができる。なお、配線１３６ｂ，１３６ｃは、良熱伝導体に相当する。
【００３６】
さらに、ガス及び温度検知装置１００では、金属ピン１６０に外部装置と電気的な接続をしないダミーピン１６６を含んでいる（図１参照）。具体的には、図３に示すように、ケーブル１８０のコネクタ部１８３には、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５と接続するケーブル端子１８８は設けられているが、ダミーピン１６６と接続するケーブル端子は設けられていない。このため、端子コネクタ部１１３にケーブル１８０のコネクタ部１８３を接続しても、ダミーピン１６６は外部装置と電気的に接続できない。
【００３７】
このように、ガス及び温度検知装置１００では、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５に加えて、ケーシング１０１の外部への放熱を目的としたダミーピン１６６を設けている。このダミーピン１６６は、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５と共に、端子コネクタ部１１３に包囲される形態で第１ケーシング部材１１０の外部に露出している。さらに、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５と同様に、基板側接続部１６６ｂが配線基板１３０の第６スルーホール端子１３５ｇに挿入され、ハンダ等によって接続されている（図２参照）。第６スルーホール端子１３５ｇも仮想直線Ｌ１の近傍領域Ｓ１内に配置されているため、電気ヒータ素子１４３で発生した熱のうち特に配線基板１３０を通じてサーミスタ１５０に向かう熱の一部は、サーミスタ１５０に伝わる前に、ダミーピン１６６を通じて速やかにケーシング１０１の外部に放散される。従って、ガス及び温度検知装置１００のうち特に配線基板１３０の放熱性がさらに良好となり、サーミスタ１５０が電気ヒータ素子１４３で発生した熱に一層影響されにくくなる。
【００３８】
さらに、第６スルーホール端子１３５ｇは、図４に示すように、Ｃｕメッキからなる配線１３７によって第５スルーホール端子１３５ｅと接続されている。このため、サーミスタ１５０とダミーピン１６６とは、配線１３７、第５スルーホール端子１３５ｅ、配線１３６ｃを通じて、電気的にも熱的にも接続され、サーミスタ１５０とダミーピン１６６との間の熱伝導は良好となる。このため、電気ヒータ素子１４３で発生した熱がサーミスタ１５０に伝わった場合でも、この熱は配線１３７を通じてダミーピン１６６に伝わり、ケーシング１０１の外部に放散させることができる。なお、配線１３７も、良熱伝導体に相当する。
【００３９】
また、ダミーピン１６６は、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５と共に、電気絶縁性の樹脂からなる端子コネクタ部１１３に包囲されている（図１，図２参照）。このため、ダミーピン１６６が、図示しないケーシング１０１の外部の他部材（例えば、自動車のボディ）との間でショートして、ガス及び温度検知装置１００に電気的影響を及ぼすことがない。ところで、ダミーピン１６６を端子コネクタ部１１３と異なる部位からケーシング１０１の外部に露出させた場合には、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５とは別にダミーピン１６６に対して絶縁処理を施さなければならない。これに対し、本実施形態のガス及び温度検知装置１００では、ダミーピン１６６が、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５と共に電気絶縁性の樹脂からなる端子コネクタ部１１３に包囲されているので、別途ダミーピン１６６に対して絶縁処理を施す必要がなく、低コストである。
【００４０】
さらに、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５及びダミーピン１６６は、第１ケーシング部材１１０を樹脂一体成型により成型する際、端子コネクタ部１１３と一体に形成される。このため、ガス及び温度検知装置１００では、ケーシング１０１の外部への放熱を目的としたダミーピン１６６を設けつつも、ケーシング１０１内の防水性を維持できている（図１参照）。このため、第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５とは別に、ダミーピン１６６に対し防水対策を施す必要もなく、さらに低コストである。
【００４１】
次いで、ガス及び温度検知装置１００の分解平面図を図５に示す。ガス及び温度検知装置１００では、図５に示すように、配線基板１３０は、第１ケーシング部材１１０に設けられた基板支持部１１７と第２ケーシング部材１２０に設けられた基板支持部１２１との間に把持されて、ケーシング１０１内に固定される。つまり、配線基板１３０は、主面１３０ｆが第１ケーシング部材１１０の基板支持部１１７と接触し、裏面１３０ｇが第２ケーシング部材１２０の基板支持部１２１と接触している。ところで、ケーシング１０１（第１ケーシング部材１１０及び第２ケーシング部材１２０）は装置外部の気体（外気）と接触しているため、ケーシング１０１（第１ケーシング部材１１０及び第２ケーシング部材１２０）に伝わった熱はケーシング１０１（第１ケーシング部材１１０及び第２ケーシング部材１２０）を通じて装置外部に放散される。ここで、図４に示すように、配線基板１３０のうち基板支持部１１７が接触する部分を第１ケーシング接触部１１７ｂ、基板支持部１２１が接触する部分を第２ケーシング接触部１２１ｂとし、ヒータ投影部１３０ｂと第１ケーシング接触部１１７ｂとの間の最短距離をＤ１、ヒータ投影部１３０ｂと第２ケーシング接触部１２１ｂとの間の最短距離をＤ２とする。
【００４２】
ガス及び温度検知装置１００では、配線基板１３０のうちケーシング１０１と接触する部分（ケーシング接触部）とヒータ投影部１３０ｂとの間の最短距離Ｄは、ヒータ投影部１３０ｂと第２ケーシング接触部１２１ｂとの間の最短距離をＤ２に相当する。最短距離Ｄ（Ｄ２）は、ヒータ投影部１３０ｂとサーミスタ投影部１３０ｃとの最短距離をＢとの間で、Ｂ＞Ｄ（Ｄ２）の関係を満たしている。このため、電気ヒータ素子１４３から発生した熱、特に配線基板１３０を伝わる熱の一部が、第２ケーシング部材１２０の基板支持部１２１を通じてケーシング１０１の外部に放散し易くなる。従って、電気ヒータ素子１４３からサーミスタ１５０に伝わる熱量を低減することができる。
【００４３】
さらに、ガス及び温度検知装置１００では、ヒータ投影部１３０ｂと第１ケーシング接触部１１７ｂとの間の最短距離をＤ１についても、、ヒータ投影部１３０ｂとサーミスタ投影部１３０ｃとの最短距離Ｂとの間で、Ｂ＞Ｄ１の関係を満たしている。このため、電気ヒータ素子１４３から発生した熱、特に配線基板１３０を伝わる熱の一部が、第１ケーシング部材１１０の基板支持部１１７をも通じてケーシング１０１の外部に放散し易くなる。従って、電気ヒータ素子１４３からサーミスタ１５０に伝わる熱量をさらに低減することができる。
従って、本実施形態のガス及び温度検知装置１００は、サーミスタ１５０が電気ヒータ素子１４３で発生した熱に影響されにくく、ケーシング１０１の外部の温度（外気温）を適切に検知することができる。
【００４４】
このようなガス及び温度検知装置１００は、例えば、自動車のボディや車両用空調装置のダクト等に取付けられて、外気中の排気ガス濃度の変化を検知すると共に、外気温（車室外の外気の温度）を検知することができる。具体的には、外気中の排気ガス濃度の変化が所定レベル以上となると自動的にフラップの開閉を切り替えて、自動車の内外気モードを制御すると共に、外気温に応じて車両室内の空調を自動的に制御する車両空調制御装置に用いることができる。
【００４５】
（変形形態１）
次に、実施形態のガス及び温度検知装置１００の第１の変形形態であるガス及び温度検知装置２００について、図面を参照しつつ説明する。本変形形態１のガス及び温度検知装置２００は、実施形態のガス及び温度検知装置１００と比較して、ダミーピンの形状及びダミーピンを固着するスルーホール端子の位置が異なり、その他の部分についてはほぼ同様である。従って、実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様な部分については、説明を省略または簡略化する。
【００４６】
まず、ガス及び温度検知装置２００の分解斜視図を図６に示す。さらに、これらを組付けて一体にしたガス及び温度検知装置２００の断面図を図７に示す。図６，図７に示すように、本変形形態１のガス及び温度検知装置２００では、ダミーピン２６６は、実施形態のガス及び温度検知装置１００と同様に、端子コネクタ部１１３に包囲される形態で第１ケーシング部材１１０の外部に露出している。しかし、基板側接続部２６６ｂが屈曲した形状となっており、実施形態のガス及び温度検知装置１００と異なる位置に形成された第６スルーホール端子２３５ｇに、この基板側接続部２６６ｂが固着されている。
【００４７】
次いで、ガス及び温度検知装置２００のうち、配線基板２３０の平面図を図８に示す。図８に示すように、ダミーピン２６６が固着される第６スルーホール端子２３５ｇは、ヒータ投影部２３０ｂとサーミスタ投影部２３０ｃとを結んだ仮想直線Ｌ１上に配置されている。このため、実施形態のガス及び温度検知装置１００に比して効率良く、電気ヒータ素子１４３からサーミスタ１５０に向かう熱の一部を、この熱がサーミスタ１５０に伝わる前に、ダミーピン２６６を通じてケーシング１０１の外部に放散させることができる。従って、本変形形態１のガス及び温度検知装置２００は、サーミスタ１５０が電気ヒータ素子１４３で発生した熱に一層影響されにくく、ケーシング１０１の外部の温度（外気温）を適切に検知することができる。
【００４８】
本変形形態１のガス及び温度検知装置２００では、実施形態のガス及び温度検知装置１００に対し、ダミーピンを固着するスルーホール端子の位置を変更することで配線基板２３０の放熱性を向上させている。コネクタピンを固着するスルーホール端子の位置を変更しようとすると、配線パターンや電子部品の配置を大きく変更する必要が生じる虞がある。一方、ダミーピンを固着するスルーホール端子は、配線パターンの変更など基板回路設計に与える影響の小さい位置を選択して配置できるので、容易に設計でき且つ低コストである。このように、ガス及び温度検知装置にダミーピンを配置することで、容易且つ低コストに配線基板の放熱性を向上させることができる。
【００４９】
（変形形態２）
次に、実施形態のガス及び温度検知装置１００の第２の変形形態であるガス及び温度検知装置３００について、図面を参照しつつ説明する。本変形形態２のガス及び温度検知装置３００は、実施形態のガス及び温度検知装置１００と比較して、配線基板に対するサーミスタ１５０の実装位置が異なり、その他の部分についてはほぼ同様である。従って、実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様な部分については、説明を省略または簡略化する。
【００５０】
まず、ガス及び温度検知装置３００の断面図を図９に、配線基板３３０の平面図を図１０に示す。実施形態のガス及び温度検知装置１００では、サーミスタ投影部１３０ｃがヒータ投影部１３０ｂとの間にスルーホール端子１３５ｅ，１３５ｆを挟んで位置するように、サーミスタ１５０を配置していた（図４参照）。これに対し、本変形形態２のガス及び温度検知装置３００では、図１０に示すように、サーミスタ投影部３３０ｃがヒータ投影部３３０ｂとの間にスルーホール端子３３５ｂ〜３３５ｇのいずれのスルーホール端子をも挟まない位置に、サーミスタ１５０を配置している。
【００５１】
ガス及び温度検知装置３００では、第１スルーホール端子３３５ｂ〜第６スルーホール端子３３５ｇとサーミスタ投影部３３０ｃとの間の最短距離Ｃ１〜Ｃ６と、ヒータ投影部３３０ｂとサーミスタ投影部３３０ｃとの間の最短距離Ｂとは、実施形態のガス及び温度検知装置１００と同様に、Ｂ＞Ｃ１，Ｂ＞Ｃ２，Ｂ＞Ｃ３，Ｂ＞Ｃ４，Ｂ＞Ｃ５，Ｂ＞Ｃ６の関係を満たしている。そして、第１スルーホール端子３３５ｂ〜第５スルーホール端子３３５ｆには第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５が固着され、第６スルーホール端子３３５ｇにはダミーピン１６６が固着される。このため、配線基板３３０を通じて電気ヒータ素子１４３からサーミスタ１５０に熱が供給されても、速やかにサーミスタ１５０から第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５及びダミーピン１６６に熱が伝えられ、さらに第１コネクタピン１６１〜第５コネクタピン１６５及びダミーピン１６６からケーシング１６０の外部に熱が放散されるので、サーミスタ１５０の温度上昇を抑制することができる。
【００５２】
さらに、第５，第６スルーホール端子３３５ｆ，３３５ｇがヒータ投影部３３０ｂとサーミスタ投影部３３０ｃとを結んだ仮想直線Ｌ２の近傍領域Ｓ２（図１０中破線斜線部）内に配置されている。そして、第５，第６スルーホール端子３３５ｆ，３３５ｇには、第５コネクタピン１６５，ダミーピン１６６が固着されている。このため、電気ヒータ素子１４３で発生した熱のうち特に配線基板１３０を通じてサーミスタ１５０に向かう熱を、サーミスタ１５０に伝わる前に、第５コネクタピン１６５，ダミーピン１６６を通じてケーシング１０１の外部に放散させることができる。
【００５３】
（変形形態３）
また、変形形態２のガス及び温度検知装置３００について、さらに放熱性が良好となるように、ダミーピンを固着するスルーホール端子の位置を変更しても良い。このようにした本変形形態３のガス及び温度検知装置４００の断面図を図１１に示す。図１１に示すように、ダミーピン４６６は、変形形態２のガス及び温度検知装置３００と同様に、端子コネクタ部１１３に包囲される形態で第１ケーシング部材１１０の外部に露出しているが、基板側接続部４６６ｂが屈曲した形状となっており、変形形態２のガス及び温度検知装置３００と異なる位置に形成された第６スルーホール端子４３５ｇに固着されている。
【００５４】
さらに、配線基板２３０の平面図を図１２に示す。図１２に示すように、ダミーピン４６６が固着される第６スルーホール端子４３５ｇは、ヒータ投影部４３０ｂとサーミスタ投影部４３０ｃとを結んだ仮想直線Ｌ２上に配置されている。このため、変形形態２のガス及び温度検知装置３００に比して効率良く、電気ヒータ素子１４３からサーミスタ１５０に向かう熱を、サーミスタ１５０に伝わる前に、ダミーピン４６６を通じてケーシング１０１の外部に放散させることができる。
【００５５】
以上において、本発明を実施形態及び変形形態１，２，３に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態では、配線１３７を通じて第５スルーホール端子１３５ｆと電気的に接続する第６スルーホール端子１３５ｇにダミーピン１６６を固着することによって、ダミーピン１６６とサーミスタ１５０とを電気的に接続した。しかし、ダミーピン１６６は、電気ヒータ素子１４３で発生した熱のうち特に配線基板１３０を通じてサーミスタ１５０に伝わる熱をケーシング１０１の外部に放散できれば良く、そのためには、ダミーピン１６６は配線等によってサーミスタ１５０等の他の電子部品と電気的に接続していなくても良い。
【００５６】
また、実施形態等では、ガスセンサ素子として、第１感ガス体１４１、第２感ガス体１４２、及び電気ヒータ素子１４３をアルミナ基板１４５に実装して一体としたガスセンサ素子１４０を用いた。しかし、このような構造のガスセンサ素子に限定されることはなく、例えば、ガスセンサ素子として、電気ヒータ素子を有しない感ガス体を用いて、これとは別に電気ヒータ素子を配線基板に実装するようにしても良い。また、金属コイルの表面にＳｎＯ２等の金属酸化物半導体を塗布して焼結し、ヒータ自身を感ガス体にしたガスセンサ素子を用いても良い。
また、実施形態等では、ガスセンサ素子１４０とサーミスタ１５０とを共に、配線基板１３０，２３０，３４０，４４０の主面１３０ｆ，２３０ｆ，３３０ｆ，４３０ｆに実装した。しかし、ガスセンサ素子１４０とサーミスタ１５０とを配線基板の同一面に実装する場合に限らず、互いを反対面（例えば、ガスセンサ素子１４０を主面１３０ｆ、サーミスタ１５０を裏面１３０ｇ）に実装するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかるガス及び温度検知装置１００の分解斜視図である。
【図２】実施形態にかかるガス及び温度検知装置１００の内部構造を示す断面図である。
【図３】実施形態にかかるガス及び温度検知装置１００のコネクタ部１１３にケーブル１８０を接続したときの要部断面図である。
【図４】実施形態にかかるガス及び温度検知装置１００の配線基板１３０の平面図である。
【図５】実施形態にかかるガス及び温度検知装置１００の分解平面図である。
【図６】変形形態１にかかるガス及び温度検知装置１００の分解斜視図である。
【図７】変形形態１にかかるガス及び温度検知装置２００の内部構造を示す断面図である。
【図８】変形形態１にかかるガス及び温度検知装置の配線基板２３０の平面図である。
【図９】変形形態２にかかるガス及び温度検知装置３００の内部構造を示す断面図である。
【図１０】変形形態２にかかるガス及び温度検知装置の配線基板３３０の平面図である。
【図１１】変形形態３にかかるガス及び温度検知装置４００の内部構造を示す断面図である。
【図１２】変形形態３にかかるガス及び温度検知装置の配線基板４３０の平面図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００  ガス及び温度検知装置
１０１  ケーシング
１１０  第１ケーシング部材
１１３  端子コネクタ部
１２０  第２ケーシング部材
１３０，２３０，３３０，４３０  配線基板
１３０ｂ，２３０ｂ，３３０ｂ，４３０ｂ  ヒータ投影部（熱源投影部）
１３０ｃ，２３０ｃ，３３０ｃ，４３０ｃ  サーミスタ投影部（感温投影部）
１３５ｂ，２３５ｂ，３３５ｂ，４３５ｂ  第１スルーホール端子（固着部、感温近接固着部）
１３５ｃ，２３５ｃ，３３５ｃ，４３５ｃ  第２スルーホール端子（固着部、感温近接固着部）
１３５ｄ，２３５ｄ  第３スルーホール端子（固着部、感温近接固着部、直線近接固着部）
１３５ｅ，２３５ｅ  第４スルーホール端子（固着部、感温近接固着部、直線近接固着部）
１３５ｆ，２３５ｆ，３３５ｆ，４３５ｆ  第５スルーホール端子（固着部、感温近接固着部、直線近接固着部）
１３５ｇ，２３５ｇ，３３５ｇ，４３５ｇ  第６スルーホール端子（固着部、感温近接固着部、直線近接固着部）
１３６ｂ，１３６ｃ，１３７，２３６ｂ，２３６ｃ，２３７，３３７，４３７  配線（良熱伝導体）
１４０  ガスセンサ素子
１４３  電気ヒータ素子（熱源）
１５０  サーミスタ（感温素子）
１６１  第１コネクタピン（金属ピン）
１６２  第２コネクタピン（金属ピン）
１６３  第３コネクタピン（金属ピン）
１６４  第４コネクタピン（金属ピン）
１６５  第５コネクタピン（金属ピン）
１６６，２６６，４６６  ダミーピン（金属ピン）
３３５ｄ，４３５ｄ  第３スルーホール端子（固着部、感温近接固着部）
３３５ｅ，４３５ｅ  第４スルーホール端子（固着部、感温近接固着部）
Ｂ  ヒータ投影部とサーミスタ投影部との間の最短距離
Ｃ１  第１スルーホール端子とサーミスタ投影部との間の最短距離
Ｃ２  第２スルーホール端子とサーミスタ投影部との間の最短距離
Ｃ３  第３スルーホール端子とサーミスタ投影部との間の最短距離
Ｃ４  第４スルーホール端子とサーミスタ投影部との間の最短距離
Ｃ５  第５スルーホール端子とサーミスタ投影部との間の最短距離
Ｃ６  第６スルーホール端子とサーミスタ投影部との間の最短距離
Ｄ  ヒータ投影部とケーシング接触部との間の最短距離
Ｄ１  ヒータ投影部と第１ケーシング接触部との間の最短距離
Ｄ２  ヒータ投影部と第２ケーシング接触部との間の最短距離
Ｌ１，Ｌ２  ヒータ投影部とサーミスタ投影部とを結んだ仮想直線
Ｓ１，Ｓ２  仮想直線Ｌの近傍領域
【図１】
2004151005.tif 000003
【図２】
2004151005.tif 000004
【図３】
2004151005.tif 000005
【図４】
2004151005.tif 000006
【図５】
2004151005.tif 000007
【図６】
2004151005.tif 000008
【図７】
2004151005.tif 000009
【図８】
2004151005.tif 000010
【図９】
2004151005.tif 000011
【図１０】
2004151005.tif 000012
【図１１】
2004151005.tif 000013
【図１２】
2004151005.tif 000014