(57)【要約】【課題】熱に弱い撥水フィルタや弾性シール部材の周辺温度が高くなり難い構造のガスセンサを提供すること。【解決手段】大気側カバー２はメインカバー部材２１とメインカバー部材２１の内側面に筒型の撥水フィルタ２３を介してかしめ固定した内部カバー部材２２とからなり，内部部材と内部カバー部材２２との間は，内部部材とメインカバー部材２１との間よりも熱が伝導し難く構成する。または，内部カバー部材は，内部部材のいずれに対しても接触せず，かつメインカバー部材のみに接触する。あるいは，メインカバー部材に対してフィルタカバー部材をかしめ固定するかしめ固定部は，撥水フィルタの先端よりも更にハウジング側に位置する。【選択図】  図１
2004198360.tif 000002
【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ガスセンサ素子と該ガスセンサ素子を挿通固定する筒型のハウジングと，上記ガスセンサ素子の先端側を覆うように上記ハウジングの先端側に固定する筒型の被測定ガス側カバーと，
上記ガスセンサ素子の基端側を覆うように上記ハウジングの基端側に固定する筒型の大気側カバーとを有するガスセンサにおいて，
上記大気側カバーの内部には，上記ハウジングから熱伝達が発生し，ガスセンサを構成する各種の内部部材が存在し，
上記大気側カバーは，メインカバー部材と該メインカバー部材の内側面に筒型の撥水フィルタを介してかしめ固定した内部カバー部材とからなり，
上記メインカバー部材及び上記内部カバー部材における撥水フィルタと対面する位置に外部から大気側カバーの内部に大気を導入するための導入穴を有し，
上記メインカバー部材は，先端側を上記ハウジングに直接固定すると共に少なくとも側面の一部がガスセンサ外部に露出し，
上記内部カバー部材の内側面にかしめ固定し，大気側カバーの基端側をシールする弾性シール部材を有し，
上記内部カバー部材は，上記内部部材のいずれに対しても接触せず，かつ上記メインカバー部材のみに接触することを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子と該ガスセンサ素子を挿通固定する筒型のハウジングと，上記ガスセンサ素子の先端側を覆うように上記ハウジングの先端側に固定する筒型の被測定ガス側カバーと，
上記ガスセンサ素子の基端側を覆うように上記ハウジングの基端側に固定する筒型の大気側カバーとを有するガスセンサにおいて，
上記大気側カバーの内部には，上記ハウジングから熱伝達が発生し，ガスセンサを構成する各種の内部部材が存在し，
上記大気側カバーはメインカバー部材と該メインカバー部材の内側面に筒型の撥水フィルタを介してかしめ固定した内部カバー部材とからなり，
上記メインカバー部材及び上記内部カバー部材における撥水フィルタと対面する位置に外部から大気側カバーの内部に大気を導入するための導入穴を有し，
上記メインカバー部材は，先端側を上記ハウジングに直接固定すると共に少なくとも側面の一部がガスセンサ外部に露出し，
上記内部カバー部材の内側面にかしめ固定し，大気側カバーの基端側をシールする弾性シール部材を有し，
上記内部カバー部材は，上記内部部材と直接的または間接的に当接し，上記内部部材によって大気側カバーの内部において支承され，
上記内部部材と上記内部カバー部材との間は，上記内部部材と上記メインカバー部材との間よりも熱が伝導し難く構成す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，上記内部カバー部材は，上記内部部材に対し線接触及び／または点接触で当接することを特徴とするガスセンサ。
【請求項４】
請求項２において，上記内部カバー部材と上記内部部材との間に，上記内部部材よりも熱伝導率が小さい材料からなる伝熱阻害部材を設けたことを特徴とするガスセンサ。
【請求項５】
請求項２において，上記内部カバー部材は伝熱阻害穴を有す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，上記内部部材は，上記ガスセンサ素子の基端側を覆う大気側絶縁碍子及び上記大気側絶縁碍子を上記ハウジング側に向けて押圧固定する皿バネであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項７】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子と該ガスセンサ素子を挿通固定する筒型のハウジングと，上記ガスセンサ素子の先端側を覆うように上記ハウジングの先端側に固定する筒型の被測定ガス側カバーと，
上記ガスセンサ素子の基端側を覆うように上記ハウジングの基端側に固定する筒型の大気側カバーとを有するガスセンサにおいて，
上記大気側カバーはメインカバー部材と該メインカバー部材の外側面に筒型の撥水フィルタを介してかしめ固定したフィルタカバー部材とからなり，
上記メインカバー部材は，先端側を上記ハウジングに直接固定すると共に少なくとも側面の一部がガスセンサ外部に露出し，
上記メインカバー部材に対して上記フィルタカバー部材をかしめ固定するかしめ固定部は，上記撥水フィルタの先端よりも更にハウジング側に位置することを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，自動車エンジンの排気管等に取り付けて熱い高温の排気ガス中にさらされて特定ガス濃度を測定するガスセンサに関する。
【０００２】
【従来技術】
自動車の排気管に取り付け，空燃比制御に利用するガスセンサが知られている。
このガスセンサ９は，図１３，図１４に示すごとく，被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子１９と該ガスセンサ素子１９を絶縁碍子１２を介して挿通固定する筒型のハウジング１０と，上記ガスセンサ素子１９の先端側を覆うように上記ハウジング１０の先端側に固定する被測定ガス側カバー１１と，上記ガスセンサ素子１９の基端側を覆うように上記ハウジング１０の基端側に固定する大気側カバー９１とを有する。
【０００３】
図１３，図１４に示すごとく，上記大気側カバー９１は，先端側がガスセンサ１の外部に露出し，ハウジング１０の基端側側面１００に溶接固定するメインカバー部材９１１と，該メインカバー部材９１１の基端側に筒型の撥水フィルタ２３を介してかしめ固定したフィルタカバー部材９１２とよりなる。
【０００４】
また，上記ガスセンサ９において，大気側カバー９１の基端側の内側面に弾性シール部材１７をかしめ固定し，該弾性シール部材１７において大気側カバー９１の基端側がシールされる。
また上記ガスセンサ素子１９に接続した出力取り出し用及び／または電力印加用リード線１６は上記弾性シール部材１７を経由して外部へと延設される。そして，上記リード線１６は上記弾性シール部材１７に設けた挿通穴に対しシール固定される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−０７２４６４号公報
【０００６】
【解決しようとする課題】
ところで，ガスセンサ９を自動車の排気管に取り付けた際は，図１３，図１４に示すごとく，ハウジング１０の先端側で同図に示す破線Ｌより下側は熱い排気ガスにより熱せられ，ハウジング１０は高温となる。
上記ハウジング１０に固定されたメインカバー部材９１１も，ハウジング１０からの熱伝導で，特に先端側が高温となる。ガスセンサ９における破線Ｌより基端側は大気雰囲気にさらされ，メインカバー部材９１１は大気雰囲気に露出していることもあり，破線Ｌより基端側に向かうに従って温度は少しずつ低くなる（図１４参照）。
【０００７】
しかしながら，図１３，図１４に示すごとく，筒型の撥水フィルタ２３を設けた部分においてメインカバー部材９１１は外部に露出せず，筒型の撥水フィルタ２３とフィルタカバー部材９１２で覆われているため熱がこもりやすい。
また，弾性シール部材１７をかしめ固定した部分もメインカバー部材９１１が外部に露出せず，フィルタカバー部材９１２により覆われており，ここでも熱がこもりやすい。
【０００８】
ところで，弾性シール部材１７は熱に強くない。そして耐熱限界付近では変形したり，弾性率が変わってしまう。弾性シール部材１７は大気側カバー９１に対しかしめ固定されており，弾性シール部材１７が変形したり，弾性率が変わって，かしめ固定された部分に隙間が生じ，そこでシール性が低下するおそれがある。また，リード線１６は弾性シール部材１７によって保持されているため，リード線１６の位置ずれや脱落発生のおそれもある。
【０００９】
また，撥水フィルタ２３は一般に多孔質の樹脂材料よりなるため，弾性シール部材１７と同様に熱で変形したり弾性率が変わり，かしめ固定された部分でゆるんでしまうおそれがある。
さらに，撥水フィルタ２３は多孔質であるが，熱によって気孔が溶けて変形し，塞がって，通気性が悪化するおそれがある。
【００１０】
この撥水フィルタ２３は，ガスセンサ９の大気側カバー９１の内部に大気を導入する導入穴９１３，９１４を覆うように設け，該導入穴９１３，９１４からの水分浸入を防止するために設けたもので，大気を通す通気性が必要である。
撥水フィルタ２３の通気性が低下した際は大気の導入が困難となり，ガスセンサ９内部が酸欠状態となってガス濃度測定に支障が生じるおそれがある。
【００１１】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，熱に弱い撥水フィルタや弾性シール部材の周辺温度が高くなり難い構造のガスセンサを提供しようとするものである。
【００１２】
【課題の解決手段】
第１の発明は，被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子と該ガスセンサ素子を挿通固定する筒型のハウジングと，上記ガスセンサ素子の先端側を覆うように上記ハウジングの先端側に固定する筒型の被測定ガス側カバーと，上記ガスセンサ素子の基端側を覆うように上記ハウジングの基端側に固定する筒型の大気側カバーとを有するガスセンサにおいて，
上記大気側カバーの内部には，上記ハウジングから熱伝達が発生し，ガスセンサを構成する各種の内部部材が存在し，
上記大気側カバーは，メインカバー部材と該メインカバー部材の内側面に筒型の撥水フィルタを介してかしめ固定した内部カバー部材とからなり，
上記メインカバー部材及び上記内部カバー部材における撥水フィルタと対面する位置に外部から大気側カバーの内部に大気を導入するための導入穴を有し，
上記メインカバー部材は，先端側を上記ハウジングに直接固定すると共に少なくとも側面の一部がガスセンサ外部に露出し，
上記内部カバー部材の内側面にかしめ固定し，大気側カバーの基端側をシールする弾性シール部材を有し，
上記内部カバー部材は，上記内部部材のいずれに対しても接触せず，かつ上記メインカバー部材のみに接触することを特徴とするガスセンサにある（請求項１）。
【００１３】
第２の発明は，被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子と該ガスセンサ素子を挿通固定する筒型のハウジングと，上記ガスセンサ素子の先端側を覆うように上記ハウジングの先端側に固定する筒型の被測定ガス側カバーと，上記ガスセンサ素子の基端側を覆うように上記ハウジングの基端側に固定する筒型の大気側カバーとを有するガスセンサにおいて，
上記大気側カバーの内部には，上記ハウジングから熱伝達が発生し，ガスセンサを構成する各種の内部部材が存在し，
上記大気側カバーはメインカバー部材と該メインカバー部材の内側面に筒型の撥水フィルタを介してかしめ固定した内部カバー部材とからなり，
上記メインカバー部材及び上記内部カバー部材における撥水フィルタと対面する位置に外部から大気側カバーの内部に大気を導入するための導入穴を有し，
上記メインカバー部材は，先端側を上記ハウジングに直接固定すると共に少なくとも側面の一部がガスセンサ外部に露出し，
上記内部カバー部材の内側面にかしめ固定し，大気側カバーの基端側をシールする弾性シール部材を有し，
上記内部カバー部材は，上記内部部材と直接的または間接的に当接し，上記内部部材によって大気側カバーの内部において支承され，
上記内部部材と上記内部カバー部材との間は，上記内部部材と上記メインカバー部材との間よりも熱が伝導し難く構成することを特徴とするガスセンサにある（請求項２）。
【００１４】
第１及び第２の発明にかかるガスセンサを高温の被測定ガスにさらして使用する場合，該被測定ガスによってハウジングは加熱され，熱を持つ。メインカバー部材はハウジングに直接固定してあるから，ハウジングからの熱が伝導し，ハウジングの温度に応じた熱を持つ。
本発明にかかるガスセンサでは，撥水フィルタも内部カバー部材も共にメインカバー部材の内部に位置して，メインカバー部材からの熱放散を妨げ難い。したがって，ハウジングからメインカバー部材に伝導した熱は，順調に外部に放散され，撥水フィルタや弾性シール部材の近傍で熱がこもることが防止できる。
【００１５】
また，内部カバー部材は撥水フィルタをかしめ固定する部材である。仮に内部カバー部材が高温であれば撥水フィルタを熱によって痛めるおそれがある。
第１の発明では内部カバー部材は内部部材のいずれに対しても接しておらず，代わりにメインカバー部材に接している。したがって，内部部材を経由したハウジングからの熱伝導が生じないため，内部カバー部材の温度は上昇し難い。
よって，内部カバー部材とメインカバー部材によって挟まれた撥水フィルタ，内部カバー部材との距離が近い大気側カバーの基端側に位置する弾性シール部材の温度上昇を防ぐことができる。
【００１６】
また，第２の発明において，内部カバー部材は内部部材に接しているが，内部部材から内部カバー部材への熱の伝わりやすさと，内部部材からメインカバー部材への熱の伝わりやすさとを比較すると，第２の発明は内部部材からメインカバー部材に対してより熱が伝わりやい構成を有する。
したがって，ハウジングからの熱で内部部材が加熱された場合，内部部材から内部カバー部材へと流れる熱よりも，内部部材からメインカバー部材へ流れる熱のほうが多く，よって，内部カバー部材とメインカバー部材にはさまれた撥水フィルタ，内部カバー部材との距離が近い大気側カバーの基端側に位置する弾性シール部材の温度上昇を防ぐことができる。
【００１７】
また，第１の発明で内部カバー部材はメインカバー部材のみに接触しているため，内部カバー部材に仮に熱がこもったとしても，速やかにメインカバー部材経由で外部に放散することができる。メインカバー部材は側面の一部がガスセンサ外部に露出しているため，外部への熱の放散が容易である。
また，第２の発明で内部カバー部材は内部部材と直接的または間接的に当接して支承され，この支承によって内部カバー部材ががたついたり，位置ずれを起こしたりしないような構成を得ることができる。
【００１８】
第３の発明は，被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子と該ガスセンサ素子を挿通固定する筒型のハウジングと，上記ガスセンサ素子の先端側を覆うように上記ハウジングの先端側に固定する筒型の被測定ガス側カバーと，上記ガスセンサ素子の基端側を覆うように上記ハウジングの基端側に固定する筒型の大気側カバーとを有するガスセンサにおいて，
上記大気側カバーはメインカバー部材と該メインカバー部材の外側面に筒型の撥水フィルタを介してかしめ固定したフィルタカバー部材とからなり，
上記メインカバー部材は，先端側を上記ハウジングに直接固定すると共に少なくとも側面の一部がガスセンサ外部に露出し，
上記メインカバー部材に対して上記フィルタカバー部材をかしめ固定するかしめ固定部は，上記撥水フィルタの先端よりも更にハウジング側に位置することを特徴とするガスセンサにある（請求項７）。
【００１９】
第３の発明にかかるガスセンサは，従来と同様にメインカバー部材の基端側でフィルターカバー部材を設け，両者間に撥水フィルタを挟んでかしめ固定する構成である。ただし，かしめ固定部を撥水フィルタの先端よりもさらに先端側とする。そのため，ハウジングからメインカバー部材に伝導した熱は，撥水フィルタに達する前にかしめ固定部を経由してガスセンサの外部に露出するフィルタカバー部材に伝達される。よって，熱の放散が生じやすい。
【００２０】
したがって，フィルタカバー部材とメインカバー部材との間に熱がこもり難くなり，撥水フィルタや大気側カバーの基端側に位置する弾性シール部材の温度上昇を防止することができる。
【００２１】
以上，本発明によれば，熱に弱い撥水フィルタや弾性シール部材の周辺温度が高くなり難い構造のガスセンサを提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
第１〜第３の発明にかかるガスセンサは，被測定ガス中の酸素濃度やＮＯｘ濃度，ＣＯ濃度，ＨＣ濃度などを測定する各種のガスセンサに対し適用することができる。また，自動車エンジン等の内燃機関の排気系に設置して，燃焼制御に利用する空燃比センサとして用いることができる。
また，ガスセンサ素子も積層型，コップ型，いずれを採用したガスセンサについても，本発明を適用することができる。
なお，ガスセンサの詳細構成は実施例で説明するが，本発明は実施例の構成にとどまらず，多くのガスセンサにおいて適用することができる。
【００２３】
本発明のガスセンサにかかる内部部材の具体例は後述するが，これら内部部材が加熱される原因は主として二つ考えられる。一つは，実施例に記載したように被測定ガスにさらされたガスセンサのハウジングが被測定ガスの熱によって加熱され，ハウジングからの熱伝導で内部部材が加熱される。もう一つは，ガスセンサ素子を素子活性温度に加熱するヒータをガスセンサは備えているが，このヒータからの熱がガスセンサ素子を経由して内部部材に熱伝導する。
一般的にヒータからの熱伝導よりは被測定ガスによって加熱されたハウジングからの熱伝導のほうが大きく，撥水フィルタや弾性シール部材に大きな影響を与えるおそれがある。
【００２４】
また，本発明にかかるガスセンサにおいて，撥水フィルタは，大気側カバーに設けた導入穴から内部に水が侵入することを防ぐために設ける。テトラフルオロエチレンなどの各種樹脂材料よりなる多孔質材料で構成することが一般的である。
【００２５】
第２の発明において，内部部材と内部カバー部材との間を，内部部材とメインカバー部材との間よりも熱を伝導し難くする構成として，たとえば以下に示す構成がある。
すなわち，上記内部カバー部材は，上記内部部材に対し線接触及び／または点接触で当接することが好ましい（請求項３）。
また，上記内部カバー部材と上記内部部材との間に，上記内部部材よりも熱伝導率が小さい材料からなる伝熱阻害部材を設けたことが好ましい（請求項４）。また，上記内部カバー部材は伝熱阻害穴を有することが好ましい（請求項５）。
【００２６】
線接触及び／または点接触とすることで，接触面積を減らして熱の伝導を阻害することができる。また熱伝導率が小さければ，熱が伝導し難くなる。さらに，内部カバーに穴を開けることで内部カバーの熱伝導率を低下させ，熱を伝導し難くする。伝熱阻害部材を設けることで熱の伝導を妨げたり，熱が伝わり難くなるようにすることができる。
以上の構成によって，内部カバー部材に熱が伝わり難くなって，撥水フィルタや弾性シール部材を熱から保護することができる。
【００２７】
また，内部カバー部材を内部部材について線接触及び／または点接触とするには，内部部材と接触する部分を薄肉としたり，突出するような構成として接触面積を減らすような形状とすればよい。具体例として，後述する図４〜図７に記載したような形状がある。
また，内部カバー部材の熱伝導率を下げるためには，たとえば内部部材やメインカバー部材を熱をよく伝える熱伝導率に優れた金属材料や緻密なセラミックで構成し，内部カバー部材をよりポーラスなセラミックなどで構成する方法などが挙げられる。
また，伝熱阻害部材を設けることで，内部カバー部材から内部部材に至る熱の伝導を阻害できると共に，伝熱阻害部材が先端側から内部カバー部材を支承することができるため，内部カバー部材ががたついたり，位置ずれを起こしたりしないような構成を得ることができる。
この伝熱阻害部材は，熱伝導率が悪いポーラスなセラミックなどで構成することができる。
【００２８】
また，第１及び第２の発明にかかる内部部材は，上記ガスセンサ素子の基端側を覆う大気側絶縁碍子及び上記大気側絶縁碍子を上記ハウジング側に向けて押圧固定する皿バネ等である（請求項６）。
ガスセンサの代表的な構成として，後述する図１に示す構成が知られている。すなわち，ガスセンサ素子は素子側絶縁碍子を介してハウジングに固定し，素子側絶縁碍子の基端側に大気側絶縁碍子を載置する。
また，大気側絶縁碍子は，該大気側絶縁碍子の基端側に設けた中心に穴を備えた環状の皿バネによって，ガスセンサ素子の軸方向の押圧力を加え，ハウジング側に押圧固定する。
【００２９】
大気側絶縁碍子は，セラミック等よりなる内部が空洞となった円筒型の部材で，ガスセンサ素子の基端側にかぶさるように設置し，ガスセンサ素子の位置決め及び保護，該ガスセンサ素子に接続されるリード線等の案内などのために設けた部材である。
【００３０】
これらの内部部材はいずれもハウジングと直接または間接的に接続し，ハウジングから熱が伝導する。従って，これら内部部材からの熱の流入を減らして遮断することで，内部カバー部材の温度上昇を防止することができる。
また，上記以外の構成となるガスセンサでは別の部材が内部部材となると考えられる。しかし，いずれの内部部材に関しても，ハウジングから熱が伝導する可能性のある部材で，ガスセンサの外部に露出していない部材については，上記したごとく，内部カバー部材との接触などを控えることが好ましい。
【００３１】
【実施例】
以下に，図面を用いて本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本例にかかるガスセンサ１は，図１，図２に示すごとく，被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子１９と該ガスセンサ素子１９を挿通固定する筒型のハウジング１０と，上記ガスセンサ素子１９の先端側を覆うように上記ハウジング１０の先端側に固定する筒型の被測定ガス側カバー１１と，上記ガスセンサ素子１９の基端側を覆うように上記ハウジング１０の基端側に固定する筒型の大気側カバー２とを有する。
【００３２】
上記大気側カバー２の内部には，上記ハウジング１０から熱伝達が発生し，ガスセンサ１を構成する各種の内部部材が存在する。なお，本例のガスセンサ１での内部部材は皿バネ１５や大気側絶縁碍子１３，皿バネキャップ２４である。
【００３３】
上記大気側カバー２はメインカバー部材２１と該メインカバー部材２１の内側面に筒型の撥水フィルタ２３を介してかしめ固定した内部カバー部材２２とからなる。上記メインカバー部材２１及び上記内部カバー部材２２における撥水フィルタ２３と対面する位置に外部から大気側カバー２の内部に大気を導入するための導入穴２１０，２２０を有する。
【００３４】
上記メインカバー部材２１は，先端側を上記ハウジング１０に直接固定すると共に側面の一部がガスセンサ１の外部に露出する。
また，上記内部カバー部材２２の内側面にかしめ固定して，大気側カバー２の基端側をシールする弾性シール部材１７がある。上記内部カバー部材２２は，上記内部部材の皿バネキャップ２４と直接当接し，上記皿バネキャップ２４が大気側カバー２の内部において上記内部カバー部材２２を図面の下方から支承する。そして，上記内部部材の皿バネキャップ２４と上記内部カバー部材２２との間を，上記皿バネキャップ２４と上記メインカバー部材２１との間よりも熱を伝導し難く構成する。
【００３５】
以下，詳細に説明する。
本例にかかるガスセンサ１は，自動車エンジンに接続した排気管の壁面に取り付けて，自動車エンジンの空燃比を測定して空燃比制御に使用する（図示略）。このときガスセンサ１は，ハウジング１０の側面に設けた径方向に突出する胴部１０１の先端側端面１０２を排気管の外壁面に向けて取り付ける。また，先端側端面１０２に対して上記排気管に対してシール固定できるようにバネ部１０３を設けてある。
【００３６】
そして，図１に記載した破線Ｌより下側が，ガスセンサ１による空燃比測定時に排気ガスから加熱される領域である。破線Ｌより上側は大気雰囲気である。したがって，破線Ｌからガスセンサ１の基端側に向かうに従って，ガスセンサ１の温度が低下する。なお，図１等では図面の上側をガスセンサの基端側，下方を先端側とした。
【００３７】
上記ハウジング１０の先端側に，二重構成の被測定ガス側カバー１１が設けてあり，該カバー１１の内部に排気ガスを導入する導入穴が側面に設けてある。また，被測定ガス側カバー１１の内部でガスセンサ素子１９の先端側が露出する。
【００３８】
上記ガスセンサ素子１９は，素子側絶縁碍子１２を介してハウジング１０内部に固定する。素子側絶縁碍子１２とハウジング１０との間，素子側絶縁碍子１２とガスセンサ素子１９との間はそれぞれシール固定して，ガスの流通が生じないようにする。
上記素子側絶縁碍子１２の基端側端面に大気側絶縁碍子１３を載置する。大気側絶縁碍子１３は内部が空洞１３０で，そこにガスセンサ素子１９の基端側を収納する。また，上記空洞１３０と大気側絶縁碍子１３の基端側の端面との間を連絡する連絡穴１３１がある。
【００３９】
上記ガスセンサ素子１９と電気的に接続して，外部に素子１９の出力を取り出したり，または外部から素子１９に電力を供給する端子１９１がある。この端子１９１は上記連絡穴１３１を通じて，大気側絶縁碍子１３の外部で大気側カバー２の内部に突出する。この突出した箇所において，連結部材１９２を介して上記端子１９１はリード線１６に電気的に接続される。
上記リード線１６は，大気側カバー２の基端側をシールする弾性シール部材１７に設けた挿通穴１７０を通じてガスセンサ１の外部へと引き出され，外部に設けた測定装置や電源などと接続する。
【００４０】
大気側絶縁碍子１３の基端側端面には皿バネ１５を載置する。この皿バネ１５はガスセンサ１の軸方向に押圧することで軸方向の復元力が生じるような形状を備える。
素子側絶縁碍子１２はハウジング１０の内側面に突出形成されたテーパ面１０５に載置し，大気側絶縁碍子１３は素子側絶縁碍子１２の基端側端面に載置する。皿バネ１５は大気側絶縁碍子１３の基端側端面と大気側カバー２との間に位置し，図１の基端側から先端側に向かう軸方向の押圧力を大気側絶縁碍子１３及び素子側絶縁碍子１２に与えて，大気側絶縁碍子１３と素子側絶縁碍子１２との間，素子側絶縁碍子１２とハウジング１０のテーパー面１０５との間を密着固定する。
【００４１】
なお，皿バネ１５の基端側より皿バネキャップ２４がかぶさって，大気側カバー２と大気側絶縁碍子１３との間で皿バネ１５を位置決めして，位置ずれしないように固定する。この皿バネキャップ２４は，皿バネ１５の外径とほぼ同じ内径を備え，先端側が大気側絶縁碍子１３の側面に沿って開口した筒状部材である。
【００４２】
上記大気側カバー２について説明する。
図２に示すごとく，大気側カバー２はハウジング１０の基端側側面１００に直接溶接固定したメインカバー部材２１と，メインカバー部材２１の基端側の内側面で撥水フィルタ２３を介してかしめ固定した内部カバー部材２２とよりなる。いずれのカバー部材２１，２２も略筒型である。
また，弾性シール部材１７は，メインカバー部材２１と内部カバー部材２２とが重なる部分で，もっとも大気側カバー２において基端側となる内側面に対しかしめ固定される。弾性シール部材１７のかしめ固定部は図２における符号２５１である。
【００４３】
弾性シール部材１７をかしめ固定した位置より先端側の２箇所のかしめ固定部２５２において，撥水フィルタ２３を介してメインカバー部材２１と内部カバー部材２２とをかしめ固定する。
また，メインカバー部材２１，内部カバー部材２２には，それぞれ大気側カバー２の内部に大気を導入するための導入穴２１０，２２０を有するが，これらの導入穴２１０，２２０と対面するよう上記撥水フィルタ２３はかしめ固定する。
【００４４】
上記メインカバー部材２１について説明する。
上記メインカバー部材２１は先端側が径大で，大気側絶縁碍子１３の基端側の端面付近で径が切り替わって小径となる。上記メインカバー部材２１の小径の部分における内側面に内部カバー部材２２の先端側２２１が当接する。
そして，内部カバー部材２２の肉厚は先端側２２１に向かうほど薄肉となり，内部カバー部材２２の先端側２２１は皿バネキャップ２４に対し環状に線接触する。また皿バネキャップ２４は，図２に示すごとく，基端側の端面及び側面全体でメインカバー部材２１の内側面に面接触状態で当接する。
【００４５】
次に，本例にかかるガスセンサ１における基端側各部の温度分布と，従来構成にかかる図１３，図１４にかかるガスセンサ９の温度分布とを比較測定した結果について説明する。
この温度分布はガスセンサ１及び９の各部に熱電対を設置して，ガスセンサ１及び９を自動車のエンジン実機にかかる排気管に搭載し，実際の空燃比制御を行わせながら，各部温度の測定を行った。
【００４６】
その結果を，図２及び図１４にそれぞれ記載した。
図１４に示した線図のごとく，従来構成のガスセンサ９では，ハウジング１０の温度が５５０℃と高い場合は，ハウジング１０から遠くはなれた弾性シール部材１７の近傍でも温度が低下し難く，同図に示したＢ１で温度が２４７℃，Ｂ２で２３６℃，Ｂ３で２２０℃，Ｂ４で２０９℃であった。
また，本例にかかるガスセンサ１では，図２に示す線図のごとく，撥水フィルタ２３や弾性シール材１７の近傍の温度はハウジング１０の基端側の温度が５５０℃と高温であっても，温度があまり高くならなかった。すなわち，図２に示したＡ１で２５３℃，Ａ２で１６５℃，Ａ３で１３４℃，Ａ４で１２２℃であった。
【００４７】
本例の作用効果について説明する。
本例の内部カバー部材２２は内部部材である皿バネキャップ２４に線接触している。また，内部部材である皿バネキャップ２４はメインカバー部材２１の内側面に対して広い面積で面接触している。
したがって，熱いハウジング１０からの熱は素子側絶縁碍子１２，大気側絶縁碍子１３，皿バネ１５を介して皿バネキャップ２４に達するが，該皿バネキャップ２４から内部カバー部材２２への熱の伝わりやすさと，メインカバー部材２１への熱の伝わりやすさを比較すると，メインカバー部材２１に対してより熱が伝わりやい構成である。
【００４８】
したがって，皿バネキャップ２４から内部カバー部材２２へと流れる熱よりも，皿バネキャップ２４からメインカバー部材２１へ流れる熱が多くなる。さらに，メインカバー部材２１はセンサの外部に露出しているため，露出する側面から熱が放散し，メインカバー部材２１と内部カバー部材２２との間で熱もこもり難い。
よって，本例のガスセンサ１は内部カバー部材２２とメインカバー部材２１にはさまれた撥水フィルタ２３，内部カバー部材２２との距離が近い弾性シール部材１７の温度が上昇し難い。
【００４９】
以上，本例によれば，熱に弱い撥水フィルタや弾性シール部材の周辺温度が高くなり難い構造のガスセンサを提供することができる。
【００５０】
なお，本例のガスセンサ１では，皿バネキャップ２４が内部カバー部材２２と当接する構成となったが，後述する別の実施例のように皿バネキャップ２４がない構成のガスセンサもある。
また，本例のガスセンサ１は，自動車で使用する空燃比センサを想定したが，空燃比センサ以外であっても使用環境でハウジングが加熱される構成のガスセンサについて本例の構成は有効である。
【００５１】
（実施例２）
本例にかかるガスセンサは，図３に示すごとく，大気側カバー２がメインカバー部材２１と該メインカバー部材２１の外側面に筒型の撥水フィルタ２３を介してかしめ固定したフィルタカバー部材２９とからなる。
上記メインカバー部材２１は，図示を略したが，その先端側をハウジングに直接固定すると共に側面の一部がガスセンサ外部に露出する。
そして，図３に示すごとく，上記メインカバー部材２１に対して上記フィルタカバー部材２９がかしめ固定されたかしめ固定部２９５は，上記撥水フィルタ２３の先端よりも更にハウジング側に位置する。すなわち，図３において，かしめ固定部２９５は撥水フィルタ２３の先端よりも下側に位置する。
【００５２】
図３に示すごとく，本例にかかるガスセンサの基本的な形状や構成は従来知られたガスセンサ（たとえば図１３）と同様であるが，撥水フィルタ２３の先端よりもさらに先端側でフィルタカバー部材２９はメインカバー部材２１に接触し，そこでかしめ固定する。
【００５３】
本例のガスセンサの温度を実施例１と同様に測定すると，符号Ｃ１の位置で
１６１℃となったが，撥水フィルタ２３近傍のＣ２付近で１４８℃となっていた。従って，撥水フィルタ２３や弾性シール部材１７の温度が上昇し難く，熱に弱い撥水フィルタや弾性シール部材の周辺温度が高くなり難い構造のガスセンサを提供することができる。
その他詳細な構成や作用効果は実施例１と同様である。
【００５４】
（実施例３）
本例にかかるガスセンサは，図４，図５に示すごとき，円筒形で，先端側に向かうにつれて薄肉となる内部カバー部材２２を有する。
この内部カバー部材２２をメインカバー部材２１の内側に組み付けた場合，図４に示すごとく，内部部材である皿バネ１４の基端側の端面１４１との当接状態が線接触となる。皿バネ１４はメインカバー部材２１の内側面にも当接し，図４より明らかであるが，皿バネ１４の基端側端面１４１及び側面１４２の広い面積に面接触状態で当接する。
【００５５】
従って，ハウジングからの熱が素子側絶縁碍子，大気側絶縁碍子を経て皿バネ１４に達するが，熱は主として皿バネ１４に対して接触面積の広いメインカバー部材２１に伝導する。メインカバー部材２１はガスセンサの外部に露出しているため，熱は放散してこもり難い。よって，撥水フィルタ２３や弾性シール部材（図示略）の温度上昇を防いで，これらを熱から守ることができる。
そのほか詳細な構成や作用効果は実施例１と同様である。
【００５６】
（実施例４）
図６，図７に示す内部カバー部材２２は，円筒形で，先端側２２１に向かって薄肉となり，さらに先端側がガスセンサ軸方向に沿って波状に構成されている。この内部カバー部材２２をメインカバー部材２１の内側に組み付けた場合，図６に示すごとく，皿バネ１４の基端側の端面１４１との当接状態が点接触となる。皿バネ１４はメインカバー部材２１の内側面にも当接し，図６より明らかであるが，皿バネ１４の基端側端面１４１及び側面１４２の広い面積がメインカバー部材２１の内側面に面接触状態で当接する。
【００５７】
従って，ハウジングからの熱が素子側絶縁碍子，大気側絶縁碍子を経て皿バネ１４に達するが，熱は主として皿バネ１４に対して接触面積の広いメインカバー部材２１に伝導する。メインカバー部材２１はガスセンサの外部に露出しているため，熱は放散してこもりに難い。よって，撥水フィルタ２３や弾性シール部材（図示略）の温度上昇を防いで，これらを熱から守ることができる。
そのほか詳細な構成や作用効果は実施例１と同様である。
【００５８】
（実施例５）
図８，図９に示す内部カバー部材２２は，円筒形で，先端側２２１に向かって薄肉となり，さらに，全体に伝熱阻害穴２２３を有する。
この内部カバー部材２２をメインカバー部材２１の内側に組み付けた場合，図８に示すごとく，皿バネ１４の基端側の端面１４１との当接状態が線接触となる。皿バネ１４はメインカバー部材２１の内側にも当接しているが，図８より明らかであるが，皿バネ１４の基端側端面１４１及び側面１４２の広い面積がメインカバー部材２１の内側面に面接触状態で当接する。
【００５９】
従って，ハウジングからの熱が素子側絶縁碍子，大気側絶縁碍子を経て皿バネ１４に達するが，熱は主として皿バネ１４に対して接触面積の広いメインカバー部材２１に伝導する。メインカバー部材２１はガスセンサの外部に露出しているため，熱は放散してこもり難い。さらに，内部カバー部材２２の全体に伝熱阻害穴２２３があり，この阻害穴２２３に阻まれて熱が内部カバー部材２２の全体を温め難くなる。
よって，撥水フィルタ２３や弾性シール部材（図示略）の温度上昇を防いで，これらを熱から守ることができる。
そのほか詳細な構成や作用効果は実施例１と同様である。
【００６０】
（実施例６）
本例にかかる内部カバー部材２２は，円筒形で，先端側も他の部分も肉厚は均一である。そして，図１０に示すごとく，内部部材である皿バネ１４や大気側絶縁碍子１３に接していない。よって，内部部材である皿バネ１４や大気側絶縁碍子１３から熱が殆ど伝導せず，高温になり難い。
よって，撥水フィルタ２３や弾性シール部材（図示略）の温度上昇を防いで，これらを熱から守ることができる。
そのほか詳細な構成や作用効果は実施例１と同様である。
【００６１】
（実施例７）
本例にかかる内部カバー部材２２は，前述した図１０と同様に円筒形で，先端側２２１も他の部分も肉厚は均一である。そして，図１１に示すごとく，内部部材である皿バネ１４や大気側絶縁碍子１３に接しておらず，皿バネ１４の基端側の端面との間に，該皿バネ１４よりも熱伝導率が小さいポーラスなセラミックからなる伝熱阻害部材２２９が設けてあり，内部部材である皿バネ１４や大気側絶縁碍子１３から熱の伝導が生じ難い。
よって，撥水フィルタ２３や弾性シール部材（図示略）の温度上昇を防いで，これらを熱から守ることができる。
そのほか詳細な構成や作用効果は実施例１と同様である。
【００６２】
（実施例８）
本例にかかる内部カバー部材２２は，前述した図１０と同様に円筒形で，先端側２２１も他の部分も肉厚は均一である。そして，図１１に示すごとく，内部部材である皿バネ１４や大気側絶縁碍子１３に接しているが，内部カバー部材２２そのものがポーラスなセラミック材料からなり，皿バネ１４や大気側絶縁碍子１３（緻密なセラミックからなり，熱伝導性が高い）よりも熱伝導率が低くなっており，内部部材である皿バネ１４や大気側絶縁碍子１３から熱の伝導が生じ難い。
よって，撥水フィルタ２３や弾性シール部材（図示略）の温度上昇を防いで，これらを熱から守ることができる。
そのほか詳細な構成や作用効果は実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，ガスセンサの軸方向全体断面図。
【図２】実施例１における，ガスセンサの要部断面説明図及び温度分布を示す線図。
【図３】実施例２における，メインカバー部材及びその外方に設けたフィルタカバー部材からなる大気側カバーを有するガスセンサの要部断面説明図。
【図４】実施例３における，内部カバー部材の先端部が内部部材に線接触で当接しているガスセンサの要部断面説明図。
【図５】実施例３における，内部カバー部材の一部切り欠き説明図。
【図６】実施例４における，内部カバー部材の先端部が内部部材に点接触で当接しているガスセンサの要部断面説明図。
【図７】実施例４における，内部カバー部材の一部切り欠き説明図。
【図８】実施例５における，伝熱阻害穴を備えた内部カバー部材を持つガスセンサの要部断面説明図。
【図９】実施例５における，内部カバー部材の一部切り欠き説明図。
【図１０】実施例６における，内部部材と接していない内部カバー部材を持つガスセンサの要部断面説明図。
【図１１】実施例７における，内部カバー部材と内部部材との間に伝熱阻害部材を持つガスセンサの要部断面説明図。
【図１２】実施例８における，熱伝導率の低い材料からなる内部カバー部材を持つガスセンサの要部断面説明図。
【図１３】従来構成のガスセンサの軸方向断面図
【図１４】従来構成のガスセンサの撥水フィルタ付近の要部断面説明図。
【符号の説明】
１．．．ガスセンサ，
１９．．．ガスセンサ素子，
１０．．．ハウジング，
２．．．大気側カバー，
２１．．．メインカバー部材，
２２．．．内部カバー部材，
２３．．．撥水フィルタ，
１７．．．弾性シール部材，
【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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