(57)【要約】【課題】ガス流れの方向によらずに均一なガス検出性が得られるガスセンサーの提供。【解決手段】センサー素子１１を囲んでおり底壁１４と側壁１５とを有し該底壁と側壁の各々に１以上の穴１６、１７を有する内カバー１２と、内カバーを囲んでおり底壁１８と側壁１９とを有し該底壁と側壁の各々に１以上の穴２０、２１を有する外カバー１３と、を備えたガスセンサー１０であって、内カバーの側壁１５と外カバーの側壁１９にわたって、センサー素子と内カバーとの間の空間２４と外カバーの外側の空間２５とを内外カバー間空間２３を介さずに直接連通するガス通路２２を設けたガスセンサー１０。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサー素子を囲んでおり底壁と側壁とを有し該底壁と側壁の各々に１以上の穴を有する内カバーと、
内カバーを囲んでおり底壁と側壁とを有し該底壁と側壁の各々に１以上の穴を有する外カバーと、
を備えたガスセンサーであって、
前記内カバーの側壁と前記外カバーの側壁にわたって、センサー素子と内カバーとの間の空間と外カバーの外側の空間とを内外カバー間空間を介さずに直接連通するガス通路を設けたガスセンサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス流れの方向によらずに均一なガス検出性が得られるガスセンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−１７１４３０号公報は、内カバーと外カバーの二重カバー構造のガスセンサー（酸素センサー、空燃比センサーを含む）を開示している。
従来のガスセンサーは、図６に示すように、内カバー１は底壁、側壁に穴３を有し、外カバー２は底壁、側壁に穴４を有している。
ガスがセンサー軸芯と直交する方向に流れる時には、外カバー底壁の下を流れるガスによって、内外カバー底壁の穴を通して、内カバー内の空間のガスは吸い出される。内カバー内の空間には、ガスが外カバー外から外カバー側壁の穴を通して内外カバー間空間に流れ、内外カバー間空間から内カバー側壁の穴を通して内カバー内へと流れる。したがって、ガスがセンサー軸芯に直交する方向に何れの方向から流れてきてもセンサー素子に均一にガスを流すことができ、均一なガス検出性が得られる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１７１４３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術にはつぎの問題がある。
排気マニホールドの流路集合部等にガスセンサーを設置する場合等には、ガスセンサーには種々の方向からガスが流れてくるので、ガス流れの方向は常にガスセンサー軸芯に直交する方向であるとは限らない。
従来のガスセンサーに、図７に示すような下側からのガスがほぼセンサー軸方向に流れると、内外カバーの底壁の穴を通してのガス吸い出し作用が得られなくなり、センサー素子と内カバーとの間の空間にはほとんどガスが流れなくなり、ガス検出性が低下する。すなわち、ガス流れの方向によっては、とくにガスがセンサー軸方向に、すなわち、センサー軸芯と平行に流れると、ガス検出性が低下するという問題があった。
本発明の目的は、ガス流れの方向によらずに均一なガス検出性が得られるガスセンサーを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のガスセンサーは、
センサー素子を囲んでおり底壁と側壁とを有し該底壁と側壁の各々に１以上の穴を有する内カバーと、
内カバーを囲んでおり底壁と側壁とを有し該底壁と側壁の各々に１以上の穴を有する外カバーと、
を備えたガスセンサーであって、
前記内カバーの側壁と前記外カバーの側壁にわたって、センサー素子と内カバーとの間の空間と外カバーの外側の空間とを内外カバー間空間を介さずに直接連通するガス通路を設けたガスセンサーからなる。
【０００６】
上記本発明のガスセンサーでは、ガスが外カバーの外をセンサー軸方向に流れる時も、センサー軸芯と直交する方向に流れる時も、内カバー内でセンサー素子まわりには十分なガス流れが生じ、均一なガス検出性が得られる。
さらに詳しくは、
（１）ガスがセンサー軸芯とほぼ平行に、すなわちセンサー軸方向に流れる時には、外カバー側壁に沿って流れるガスによって、内外カバー側壁にわたるガス通路を通して、内カバー内の空間のガスは吸い出される。内カバー内の空間には、ガスが外カバー外から外カバー底壁の穴を通して内外カバー間空間に流れ、内外カバー間空間から内カバー側壁の穴を通して内カバー内へと流れる。
（２）ガスがセンサー軸芯と直交する方向に流れる時には、外カバー底壁の下を流れるガスによって、内外カバー底壁の穴を通して、内カバー内の空間のガスは吸い出される。内カバー内の空間には、ガスが外カバー外から外カバー側壁の穴を通して内外カバー間空間に流れ、内外カバー間空間から内カバー側壁の穴を通して内カバー内へと流れる。
また、外カバー外を流れるガスによって、内外カバー側壁にわたるガス通路を通して、内カバー内の空間のガスは吸い出される。内カバー内の空間には、ガスが外カバー外から外カバー側壁の穴を通して内外カバー間空間に流れ、内外カバー間空間から内カバー側壁の穴を通して内カバー内へと流れる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のガスセンサー（酸素センサーであっても、空燃比センサーであってもよい）を図１〜図５を参照して説明する。
図１、図３に示すように、本発明のガスセンサー１０は、センサー素子１１を囲むコップ状の内カバー１２と、内カバー１２を囲むコップ状の外カバー１３を有する。内カバー１２と外カバー１３との間には、少なくとも一部の領域に空間２３が設けられている。
【０００８】
内カバー１２は、底壁１４と側壁１５とを有する。底壁１４は１以上の穴１６を有し、側壁１５は１以上の穴１７を有する。側壁の穴１７が複数設けられるときは、多方向に、周上にほぼ等間隔で設けられる。
外カバー１３は、底壁１８と側壁１９とを有する。底壁１８は１以上の穴２０を有し、側壁１９は１以上の穴２１を有する。側壁の穴２１が複数設けられるときは、多方向に、周上にほぼ等間隔で設けられる。
内カバー１２の底壁１４の穴１６の軸芯はセンサー軸芯と一致しており、外カバー１３の底壁１８の穴２０の軸芯はセンサー軸芯と一致している。
【０００９】
内カバー１２の側壁１５と外カバー１３の側壁１９にわたって、センサー素子１１と内カバー１２との間の空間２４と外カバー１３の外側の空間２５とを、内外カバー間空間２３を介さずに、直接、連通するガス通路２２が１個以上設けられている。ガス通路２２は、内カバー１２の側壁１５と外カバー１３の側壁１９にわたって、センサー半径方向に延びている。
【００１０】
ガスセンサー１０は、自動車の内燃機関の排気通路壁２６に、内カバー１２、外カバー１３、センサー素子１１を内燃機関排気通路に挿入した状態で、取付けられる。ガスセンサー１０の取付け部位が、排気マニホルドの流路集合部の壁であるような場合は、各気筒からの排気ガスが種々の方向から流れてくる。その排気ガスの流れ方向は、ガスセンサー軸芯とほぼ直交する方向であったり、ガスセンサー軸芯とほぼ平行な方向であったりする。外カバー１３の側壁１９の、ガス通路２２の開口部の方向は、ガスがガスセンサー軸芯とほぼ直交する方向に流れる時にその流れと直交していることが望ましい。
【００１１】
図２、図４の例では、ガス通路２２は、内カバー１２の側壁１５と外カバー１３の側壁１９にわたって、センサー半径方向に延びるパイプ２７によって、パイプ２７内に形成されている。
ガス通路２２は、図２、図４の構造に限るものではなく、図５に示す構造であってもよい。
図５の例では、内カバー１２の側壁１５に、外カバー１３の側壁１９に向かってセンサー半径方向外方に突出し先端が外カバー１３の側壁１９内面に接するノズル２８が形成されており、ガス通路２２は、ノズル２８によって、ノズル２８内に形成されている。
【００１２】
つぎに、本発明の作用を、図１〜図４を参照して、説明する。
ガス２９が外カバー１３の外をセンサー軸芯とほぼ平行に、すなわちセンサー軸方向に流れる時には、図１、図２に示すように、外カバー側壁１９に沿って流れるガスによって、内外カバー側壁にわたるガス通路２２を通して、内カバー内の空間２４のガスは外カバー外空間２５に吸い出される。その結果、内カバー内空間２４が負圧になり、内カバー内の空間２４には、ガスが外カバー外空間２５から外カバー底壁１８の穴２０を通して内外カバー間空間２３に流れ、内外カバー間空間２３から内カバー側壁１５の穴１７を通して内カバー内へと流れる。これによって、内カバー内の空間２４でセンサー素子１１まわりに十分な量のガス流れが確保され、センサー素子１１はガスを検出可能となる。
【００１３】
ガス２９が外カバー１３の外をセンサー軸芯とほぼ直交する方向に流れる時には、外カバー底壁１８の下を外カバー底壁１８とほぼ平行に流れるガスによって、内外カバー底壁の穴１６、２０を通して、内カバー内の空間２４のガスは吸い出される。内カバー内２４の空間には、ガスが外カバー外空間２５から外カバー側壁１９の穴２１を通して内外カバー間空間２３に流れ、内外カバー間空間２３から内カバー側壁１５の穴１７を通して内カバー内へと流れる。
また、外カバー１３外を流れるガスによって、内外カバー側壁にわたるガス通路２２を通して、内カバー内の空間２４のガスは吸い出される。内カバー内の空間２４には、ガスが外カバー外空間２５から外カバー側壁１９の穴２１を通して内外カバー間空間２３に流れ、内外カバー間空間２３から内カバー側壁１５の穴１７を通して内カバー内へと流れる。
かくして、内カバー内の空間２４でセンサー素子１１まわりに十分な量のガス流れが確保され、センサー素子１１はガスを検出可能となる。
【００１４】
したがって、本発明のガスセンサー１０では、ガスが外カバー１３の外をセンサー軸方向に流れる時も、センサー軸芯と直交する方向に流れる時も、内カバー内でセンサー素子１１まわりには十分なガス流れが生じ、均一なガス検出性が得られる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１のガスセンサーによれば、内カバーの側壁と外カバーの側壁にわたって、センサー素子と内カバーとの間の空間と外カバーの外側の空間とを内外カバー間空間を介さずに直接連通するガス通路を設けたので、ガスが外カバーの外をセンサー軸方向に流れる時も、センサー軸芯と直交する方向に流れる時も、内カバー内でセンサー素子まわりには十分なガス流れが生じ、均一なガス検出性が得られる。
とくに、従来問題となっていたガスがセンサー軸方向に流れる時にも、外カバー側壁に沿って流れるガスによって、内外カバー側壁にわたるガス通路を通して、内カバー内の空間のガスが吸い出されるので、ガスが内カバー内の空間に循環でき、センサー素子まわりには十分なガス流れを生じさせることができ、均一なガス検出性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスセンサーのセンサー素子部および内外カバー部位の、ほぼセンサー軸方向のガス流れがある時の内外カバー部位におけるガス流れを併せて示した、断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線で見たガスセンサーの断面図である。
【図３】本発明のガスセンサーのセンサー素子部および内外カバー部位の、センサー軸芯とほぼ直交する方向のガス流れがある時の内外カバー部位におけるガス流れを併せて示した、断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線で見たガスセンサーの断面図である。
【図５】本発明のもう一例のガスセンサーで、図１とは異なる構造のガス通路を有するガスセンサーの、センサー素子部および内外カバー部位の、断面図である。
【図６】従来のガスセンサーのセンサー素子部および内外カバー部位の、センサー軸芯とほぼ直交する方向のガス流れがある時の内外カバー部位におけるガス流れを併せて示した、断面図である。
【図７】図６のガスセンサーで、センサー素子部および内外カバー部位の、センサー軸方向のガス流れがある時の内外カバー部位におけるガス流れを併せて示した、断面図である。
【符号の説明】
１０  ガスセンサー
１１  センサー素子
１２  内カバー
１３  外カバー
１４  底壁
１５  側壁
１６  底壁の穴
１７  側壁の穴
１８  底壁
１９  側壁
２０  底壁の穴
２１  側壁の穴
２２  ガス通路
２３  内外カバー間空間
２４  センサー素子と内カバーとの間の空間
２５  外カバー外空間
２６  排気通路壁
２７  パイプ
２８  ノズル
２９  ガス（の流れ）
【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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