(57)【要約】【課題】ケーシングの外部から内部に水滴の侵入を防止することができ、且つガスセンサの応答性が良好なガスセンサユニットを提供する。【解決手段】本発明のガスセンサユニット１００は、ガスセンサ素子１３１と、ガスセンサ素子１３１を収納し、第１〜第９通気孔１１１〜１１９及びガス流路１２５を有するケーシング１０１と、通気性及び撥水性を有し、ガス流路１２５の途中においてガス流路１２５を閉塞するフィルタ１４０とを備える。ケーシング１０１は、第１〜第９通気孔１１１〜１１９を構成するガス導入部１１０であって、異物がケーシング１０１の外部からガス流路１２５内に侵入するのを防止するガス導入部１１０を有する。フィルタ１４０は、ケーシング１０１の外部からフィルタ１４０の厚さ方向に見たときに第１〜第９通気孔１１１〜１１９を通じて直接見うる位置に、ガス導入部１１０と間隙を空けて配置されている。【選択図】  図３
2004294363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境気体中の特定のガスの濃度変化を検知するガスセンサ素子と、
上記ガスセンサ素子を収納するケーシングであって、
上記ケーシングの外部から上記環境気体を導入する通気孔、及び
上記ケーシングの外部から上記通気孔を通じて導入された上記環境気体を上記ガスセンサ素子まで導くガス流路、を有するケーシングと、
通気性及び撥水性を有し、上記ガス流路の途中において上記ガス流路を閉塞するフィルタと、
を備えるガスセンサユニットであって、
上記ケーシングは、上記通気孔を構成するガス導入部であって、異物が上記ケーシング外部から上記ガス流路内に侵入するのを防止するガス導入部を有し、
上記フィルタは、上記ケーシング外部から上記フィルタの厚さ方向に見たときに上記通気孔の少なくとも一部を通じて直接見うる位置に、上記ガス導入部と間隙を空けて配置されてなる
ガスセンサユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサユニットであって、
前記通気孔を構成する前記ガス導入部は、
前記フィルタの厚さ方向に延びる第１仮想方向線のいずれかが、上記ガス導入部に当たることなく、上記通気孔の少なくともいずれかを貫通可能な形態を有し、且つ、
外部から上記フィルタの厚さ方向に直交する方向に進む第２仮想方向線のいずれかが、上記ガス導入部に当たることなく上記通気孔の少なくともいずれかの内部に入りうる形態を有する
ガスセンサユニット。
【請求項３】
請求項１に記載のガスセンサユニットであって、
前記通気孔の少なくともいずれかは、前記フィルタの厚さ方向に開口する厚さ方向開口部を有し、
上記厚さ方向開口部を有する通気孔を含む上記通気孔の少なくともいずれかは、上記フィルタの厚さ方向に直交する方向に開口する直交方向開口部を有する
ガスセンサユニット。
【請求項４】
請求項１に記載のガスセンサユニットであって、
前記ガス導入部は、前記フィルタの厚さ方向に突出した凸型籠形状である
ガスセンサユニット。
【請求項５】
請求項１〜請求項４に記載のガスセンサユニットであって、
前記ケーシングは、その外面に前記通気孔の少なくともいずれかと連結する排水溝を有する
ガスセンサユニット。
【請求項６】
請求項５に記載のガスセンサユニットであって、
前記排水溝は、その延長方向に直交する方向の断面がＶ字形状である
ガスセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサ素子がケーシング内に収納されたガスセンサユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガスセンサ素子がケーシング内に収納されたガスセンサユニットとして、様々なものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。これらのガスセンサユニットとしては、例えば、自動車等のボディや車両用空調装置のダクトに取付けられて、外気中の排気ガス濃度の変化を検知するものが挙げられる。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内外気モードを制御する機構に用いられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１８４８１７号公報（第１図〜第５図）
【特許文献２】
特開２００２−３１８２１７号公報（第１，２図）
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のガスセンサユニットでは、ケーシング外部から水滴がケーシング内部に侵入し、ガスセンサ素子に付着しないようにするため、ガスセンサ素子を包囲するキャップを設けている。このキャップには、外気をケーシング内部に導入するための通気孔が形成されているが、この通気孔から侵入した水滴がガスセンサ素子まで達しないようにするために内壁を設け、ガス流路を屈曲させている。ところが、キャップに内壁を設けてガス流路を屈曲させているため、通気孔から導入されたガスが速やかにガスセンサ素子まで導かれず、ガスセンサの応答性が悪かった。
【０００５】
また、特許文献２のガスセンサユニットでは、図９に示すように、通気孔４１１〜４１３からケーシング４０１の内部に水滴が侵入しても、その水滴がガスセンサ素子１３１まで達しないようにするため、ケーシング４０１の内部のガス流路４２５のうち通気孔４１１〜４１３とガスセンサ素子１３１との間に防水性のフィルタ１４０を設けている。さらに、このフィルタ１４０は、ケーシング４０１の外部から通気孔４１１〜４１３を通じてフィルタ１４０の厚さ方向（Ｚ方向）に直接見えない位置に配置されている。このようにして、通気孔４１１〜４１３から勢いよく水滴がケーシング４０１の内部に侵入した場合でも、その水滴がフィルタ１４０に直接当たることなく減速されてフィルタ１４０に達するようにしていた。ところが、このような構造では、通気孔４１１〜４１３から導入したガスもフィルタ１４０に直接達しないため、その分、ガスセンサの応答性が低下する虞があった。
【０００６】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ケーシングの外部から内部に水滴の侵入を防止することができ、且つガスセンサの応答性が良好なガスセンサユニットを提供することを目的とする。
【０００７】
【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、環境気体中の特定のガスの濃度変化を検知するガスセンサ素子と、上記ガスセンサ素子を収納するケーシングであって、上記ケーシングの外部から上記環境気体を導入する通気孔、及び上記ケーシングの外部から上記通気孔を通じて導入された上記環境気体を上記ガスセンサ素子まで導くガス流路、を有するケーシングと、通気性及び撥水性を有し、上記ガス流路の途中において上記ガス流路を閉塞するフィルタと、を備えるガスセンサユニットであって、上記ケーシングは、上記通気孔を構成するガス導入部であって、異物が上記ケーシング外部から上記ガス流路内に侵入するのを防止するガス導入部を有し、上記フィルタは、上記ケーシング外部から上記フィルタの厚さ方向に見たときに上記通気孔の少なくとも一部を通じて直接見うる位置に、上記ガス導入部と間隙を空けて配置されてなるガスセンサユニットである。
【０００８】
本発明のガスセンサユニットは、通気性及び撥水性を有し、ガス流路の途中においてガス流路を閉塞するフィルタを備えている。このため、通気孔から導入した環境気体をガスセンサ素子まで導入しつつも、通気孔からケーシング内部に水滴が侵入した場合には、その水滴がガスセンサ素子まで達することがない。
さらに、通気孔を構成するガス導入部は、異物がケーシング外部からガス流路内に侵入するのを防止する。このため、例えば、ガスセンサユニットを車両に取付ける際、取付工具等でフィルタを損傷してしまうことを防止できる。あるいは、車両走行中に外部から飛散してきた小石、砂粒等によって、フィルタが損傷してしまうことも防止できる。
【０００９】
さらに、本発明のガスセンサユニットでは、フィルタは、ケーシング外部からフィルタの厚さ方向に見たときに通気孔の少なくとも一部を通じて直接見うる位置に配置されている。このため、通気孔からガス流路内に侵入したガスは、速やかにフィルタまで導かれることとなるので、ガスセンサの応答性が良好となる。
【００１０】
さらに、このフィルタは、通気孔を構成するガス導入部と間隙を空けて配置されている。このため、フィルタの気体透過面を最大限に活用することができ、環境気体が透過し易くなるので、さらに、ガスセンサの応答性が良好となる。具体的には、フィルタをガス導入部に接触させて配置する場合に比して、フィルタのうちガス導入部と接触する部分が無くなり、その部分についても環境気体が通過するようになるので、導入した環境気体を効率よくガスセンサ素子まで導くことができる。  なお、ガス導入部は、ケーシングの他の部位と一体に成形しても良いし、別体で設けても良い。
【００１１】
さらに、上記のガスセンサユニットであって、前記通気孔を構成する前記ガス導入部は、前記フィルタの厚さ方向に延びる第１仮想方向線のいずれかが、上記ガス導入部に当たることなく、上記通気孔の少なくともいずれかを貫通可能な形態を有し、且つ、外部から上記フィルタの厚さ方向に直交する方向に進む第２仮想方向線のいずれかが、上記ガス導入部に当たることなく上記通気孔の少なくともいずれかの内部に入りうる形態を有するガスセンサユニットとすると良い。
【００１２】
本発明のガスセンサユニットでは、通気孔を構成するガス導入部は、フィルタの厚さ方向に延びる第１仮想方向線のいずれかが自身に当たることなく通気孔の少なくともいずれかを貫通可能な形態を有している。このため、外部からフィルタの厚さ方向に進んでくる環境気体を、速やかにガス流路内に導入することができる。さらに、このガス導入部は、外部からフィルタの厚さ方向に直交する方向に進む第２仮想方向線のいずれかが、自身に当たることなく通気孔の少なくともいずれかの内部に入りうる形態を有している。このため、外部からフィルタの厚さ方向に直交する方向に進んでくる環境気体を、ガス流路内に導入し易くなる。従って、本発明のガスセンサユニットは、外部からフィルタの厚さ方向に進んでくる環境気体だけでなく、これに直交する方向に進んでくる環境気体をもガス流路内に導入し易くなるのでさらに、ガスセンサの応答性が良好となる。
【００１３】
なお、本発明のガスセンサユニットとしては、ガス導入部の形態をフィルタの厚さ方向に突出した凸型籠形状としたものが挙げられる。この場合、第１仮想方向線及び第２仮想方向線のいずれもが、ガス導入部に当たることなく、通気孔となる籠の編み目の少なくともいずれかを貫通可能となる。あるいは、ガス導入部の形態をフィルタの厚さ方向に突出した格子形状としても良い。この場合、第１仮想方向線が、ガス導入部に当たることなく通気孔となる格子の空隙部分の少なくともいずれかを貫通可能となり、外部から進んでくる第２仮想方向線は、ガス導入部に当たることなく上記空隙部分の内部に入りうる。
【００１４】
さらに、前記のガスセンサユニットであって、前記通気孔の少なくともいずれかは、前記フィルタの厚さ方向に開口する厚さ方向開口部を有し、上記厚さ方向開口部を有する通気孔を含む上記通気孔の少なくともいずれかは、上記フィルタの厚さ方向に直交する方向に開口する直交方向開口部を有するガスセンサユニットとすると良い。
【００１５】
本発明のガスセンサユニットは、通気孔の少なくともいずれかは、フィルタの厚さ方向に開口する厚さ方向開口部を有する。このため、外部からフィルタの厚さ方向に進んでくる環境気体を、厚さ方向開口部から速やかにガス流路内に導入することができる。さらに、厚さ方向開口部を有する通気孔を含む通気孔の少なくともいずれかは、フィルタの厚さ方向に直交する方向に開口する直交方向開口部を有する。このため、外部からフィルタの厚さ方向に直交する方向に進んでくる環境気体を、直交方向開口部から速やかにガス流路内に導入することができる。
従って、本発明のガスセンサユニットは、外部からフィルタの厚さ方向に進んでくる環境気体だけでなく、これに直交する方向に進んでくる環境気体をもガス流路内に導入し易くなるので、さらに、ガスセンサの応答性が良好となる。
【００１６】
さらに、前記のガスセンサユニットであって、前記ガス導入部は、前記フィルタの厚さ方向に突出した凸型籠形状であるガスセンサユニットとすると良い。
ガス導入部をこのような形状とすることで、外部からフィルタの厚さ方向に進んでくる環境気体だけでなく、これに直交する方向に進んでくる環境気体をもガス流路内に速やかに導入することができるのでさらに、ガスセンサの応答性が良好となる。
【００１７】
さらに、上記いずれかのガスセンサユニットであって、前記ケーシングは、その外面に前記通気孔の少なくともいずれかと連結する排水溝を有するガスセンサユニットとすると良い。
【００１８】
本発明のガスセンサユニットは、ケーシングの外面に通気孔の少なくともいずれかと連結する排水溝を有している。このため、水滴等によって通気孔に水の膜が形成され、通気孔が閉塞された場合でも、その水滴等は排水溝を通じてケーシング外部に排出されるので、少なくともいずれかの通気孔について通気を確保できる。このため、水滴によって通気孔（または、全ての通気孔）が閉塞され、通気孔から環境気体が導入できなくなる事態を回避することができる。
【００１９】
さらに、上記のガスセンサユニットであって、前記排水溝は、その延長方向に直交する方向の断面がＶ字形状であるガスセンサユニットとすると良い。
【００２０】
本発明のガスセンサユニットでは、排水溝は、その延長方向に直交する方向の断面がＶ字形状である。このような形状の排水溝は、通気孔に溜まった水を適切に外部に誘導して排出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の第１の実施の形態であるガスセンサユニット１００について、図面を参照しつつ説明する。
図１は本実施形態１のガスセンサユニット１００の上面図、図２はその側面図であり、図１のＢ矢視図に相当する。図１，図２に示すように、ガスセンサユニット１００は、第１ケーシング部材１５０、第２ケーシング部材１６０、ガスセンサ１３０、配線基板１３５を有する。ガスセンサ１３０及び配線基板１３５は、第１ケーシング部材１５０と第２ケーシング部材１６０とを組合わせて一体となったケーシング１０１内に収納されている。
【００２２】
第１ケーシング部材１５０は、樹脂一体成型した蓋形状で、ガスセンサ１３０を収容するガスセンサ収容部１２０、外気（環境気体）をケーシング１０１内に導入するガス導入部１１０、外部装置と電気的に接続するための端子コネクタ部１５２、第２ケーシング部材１６０に嵌め合わされて第２ケーシング部材１６０の開口を閉塞する蓋部１５３を有している。なお、ガスセンサ収容部１２０、端子コネクタ部１５２は、蓋部１５３の外面から突出して形成されており、ガスセンサ収容部１２０の天井をなす部位にガス導入部１１０が設けられている。
第２ケーシング部材１６０は、樹脂一体成型した箱形状で、ガスセンサユニット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１６２を有している。
【００２３】
配線基板１３５は、ガラス布基材エポキシ樹脂からなり、ガスセンサ１３０等の電子部品を搭載している。
ガスセンサ１３０は、アルミナ基板に第１，第２感ガス体及び電気ヒータ素子を実装したガスセンサ素子１３１とこれを包囲する外筒１３２とを有する。第１感ガス体は、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）。電気ヒータ素子は、第１，第２感ガス体を加熱するためのものである。なお、本発明の実施形態では、ガスセンサ１３０として、フィガロ技研株式会社製、ＮＯ．ＴＧＳ２２０１のガスセンサを用いている。
【００２４】
ここで、図２のＣ矢視拡大図に相当するガス導入部１１０及びガスセンサ収容部１２０の上面視拡大図を図３（ａ）に示し、その側面視部分断面図（図２のＤ部拡大図に相当する）を図３（ｂ）に示す。
図３に示すように、ガスセンサ収容部１２０の内側天井面１２０ｄには、通気性及び撥水性を有するフィルタ１４０が固着されており、ガス導入部１１０からガスセンサ素子１３１までのガス流路１２５の途中においてガス流路１２５を閉塞している。このため、ガス導入部１１０から導入したガスをガスセンサ素子１３１まで導入しつつも、ガス導入部１１０から水滴が侵入した場合には、その水滴がガスセンサ素子１３１及び配線基板１３５まで達することがない。
【００２５】
フィルタ１４０としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンの多孔質繊維構造体（例えば、ジャパンゴアテックス株式会社製、ゴアテックス（商標名））を用いることができる。なお、本発明の実施形態では、フィルタ１４０の表面に撥油剤を塗布することで、フィルタ１４０は通気性及び撥水性のほか撥油性をも有している。また、本発明の実施形態では、シート状をなすフィルタ１４０の外周近傍の表面を、超音波溶着等により、ガスセンサ収容部１２０の内側天井面１２０ｄに固着している。
また、本発明の実施形態では、フィルタ１４０の厚さ方向をＺ方向（図３（ｂ）中下方向）、Ｚ方向に直交する方向のうちガスセンサ収容部１２０から端子コネクタ部１５２に向かう方向をＹ方向（図３（ｂ）中紙面に直交する方向で手前から奥に向かう方向）、Ｚ方向及びＹ方向に直交する方向をＸ方向（図３（ｂ）中右から左に向かう方向）とする。
【００２６】
ガス導入部１１０は、ガスセンサ収容部１２０の外側天井面１２０ｂから突出した凸型籠形状であり、第１〜第９通気孔１１１〜１１９を構成している。この第１〜第９通気孔１１１〜１１９は、異物（取付工具、小石、砂粒等）の侵入を防止可能な大きさに形成されている。このため、ガス導入部１１０は、異物がケーシング１０１の外部から第１〜第９通気孔１１１〜１１９を通じてガス流路１２５内に侵入するのを防止できる。具体的には、例えば、ガスセンサユニット１００を車両に取付ける際、取付工具等でフィルタ１４０を損傷してしまうことを防止できる。あるいは、車両走行中に外部から飛散してきた小石、砂粒等によって、フィルタ１４０が損傷してしまうことも防止できる。
【００２７】
さらに、ケーシング１０１の外部から第１〜第９通気孔１１１〜１１９を通じてＺ方向にケーシング１０１の内部を見たとき、第１〜第９通気孔１１１〜１１９を通じてフィルタ１４０を直接見ることができる。すなわち、第１〜第９通気孔１１１〜１１９とフィルタ１４０との間には、Ｚ方向に向かう外気の流れを遮るものがない。このため、通気孔１１１〜１１９からガス流路１２５内に侵入した外気は、速やかにフィルタ１４０まで導かれることとなる。
【００２８】
さらに、図３（ｂ）に示すように、フィルタ１４０は、ガス導入部１１０と間隙Ｇ１を空けて配置されている。このため、フィルタ１４０の気体透過面（詳細には、フィルタ１４０の表面のうち、ガスセンサ収容部１２０の内側天井面１２０ｄと重なり合う部分を除いた全ての表面）を最大限に活用することができ、外気が透過し易くなる。具体的には、フィルタ１４０をガス導入部１１０に接触させて配置する場合に比して、フィルタ１４０のうちガス導入部１１０と接触する部分が無くなる分、その部分についても外気が通過するようになるので、導入した外気を効率よくガスセンサ素子１３１まで導くことができる。
【００２９】
さらに、図３（ｂ）に示すように、ガス導入部１１０は、Ｚ方向に延びる第１仮想方向線Ｌ１がガス導入部１１０に当たることなく第１〜第９通気孔１１１〜１１９を貫通する形態を有している。換言すれば、第１〜第９通気孔１１１〜１１９は、Ｚ方向（フィルタ１４０の厚さ方向）に開口する厚さ方向開口部を有している。例えば、第１〜第９通気孔１１１〜１１９を代表して、第６通気孔１１６の斜視図を図３（ａ）に拡大して示すように、第６通気孔１１６は、厚さ方向開口部１１６ｂを有している。このため、外部からＺ方向に進んできた外気を、速やかにガス流路１２５内に導入することができる。
【００３０】
さらには、図３（ａ）に示すように、ガス導入部１１０は、第１仮想方向線Ｌ１に直交する第２仮想方向線Ｌ２がガス導入部１１０に当たることなく、第１〜第４，第６〜第９通気孔１１１〜１１４，１１６〜１１９を貫通する形態を有している。換言すれば、第１〜第４，第６〜第９通気孔１１１〜１１４，１１６〜１１９は、Ｚ方向（フィルタ１４０の厚さ方向）に直交する方向（ＸＹ平面に沿う方向）に開口する直交方向開口部をも有している。例えば、これらの代表として、第６通気孔１１６の斜視図を図３（ａ）に拡大して示すように、第６通気孔１１６は、直交方向開口部１１６ｃをも有している。このため、外部からＺ方向に進んできた外気だけでなく、これに直交する方向（Ｘ方向、Ｙ方向などＸＹ平面に沿う方向）に進んできた外気をもガス流路１２５内に速やかに導入することができる。
【００３１】
さらに、ガスセンサ収容部１２０の外側天井面１２０ｂ及び外周面１２０ｃには、第１〜第４排水溝１２１〜１２４が形成されている。第１排水溝１２１は第６通気孔１１６と連結し、第２排水溝１２２は第８通気孔１１８と連結し、第３排水溝１２３は第４通気孔１１４と連結し、第４排水溝１２４は第２通気孔１１２と連結している。このため、水滴等によって第１〜第９通気孔１１１〜１１９に水の膜が形成され、第１〜第９通気孔１１１〜１１９が閉塞された場合でも、少なくとも第２，４，６，８通気孔１１２，１１４，１１６，１１８を閉塞する水は、第１〜第４排水溝１２１〜１２４を通じてケーシング１０１の外部に排出される。これにより、少なくとも第２，４，６，８通気孔１１２，１１４，１１６，１１８については通気を確保することができるので、水滴等によって第１〜第９通気孔１１１〜１１９が閉塞され、ガスが導入できなくなる事態を回避することができる。
【００３２】
さらに、第１〜第４排水溝１２１〜１２４は、その延長方向に直交する方向の断面がＶ字形状である。このような形状の第１〜第４排水溝１２１〜１２４は、第２通気孔１１２等に溜まった水を適切に外部に誘導して排出できる。
【００３３】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態であるガスセンサユニット２００について、図４を参照しつつ説明する。本実施形態２のガスセンサユニット２００は、実施形態１のガスセンサユニット１００と比較して、ガス導入部の形状が異なり、その他の部分については同様である。従って、実施形態１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。
【００３４】
図４に示すように、本実施形態２のガス導入部２１０は、ガスセンサ収容部１２０の外側天井面１２０ｂから突出した格子形状であり、第１〜第９通気孔２１１〜２１９を構成している。この第１〜第９通気孔２１１〜２１９は、実施形態１と同様に、異物の侵入を防止可能な大きさに形成されている。このため、ガス導入部２１０は、異物がケーシング２０１の外部から第１〜第９通気孔２１１〜２１９を通じてガス流路２２５内に侵入するのを防止できる。
【００３５】
さらに、ケーシング２０１の外部から第１〜第９通気孔２１１〜２１９を通じてＺ方向にケーシング２０１の内部を見たとき、実施形態１と同様に、第１〜第９通気孔２１１〜２１９を通じてフィルタ１４０を直接見ることができる。すなわち、第１〜第９通気孔２１１〜２１９とフィルタ１４０との間には、Ｚ方向に向かう外気の流れを遮るものがない。このため、通気孔２１１〜２１９からガス流路２２５内に侵入した外気は、速やかにフィルタ１４０まで導かれることとなる。
【００３６】
さらに、図４（ｂ）に示すように、フィルタ１４０は、ガス導入部２１０と間隙Ｇ２を空けて配置されている。このため、フィルタ１４０の気体透過面（詳細には、フィルタ１４０の表面のうち、ガスセンサ収容部１２０の内側天井面１２０ｄと重なり合う部分を除いた全ての表面）を最大限に活用することができ、外気が透過し易くなる。具体的には、フィルタ１４０をガス導入部２１０に接触させて配置する場合に比して、フィルタ１４０のうちガス導入部２１０と接触する部分が無くなる分、その部分についても外気が通過するようになるので、導入した外気を効率よくガスセンサ素子１３１まで導くことができる。
【００３７】
さらに、図４（ｂ）に示すように、ガス導入部２１０は、Ｚ方向に延びる第１仮想方向線Ｌ１がガス導入部２１０に当たることなく第１〜第９通気孔２１１〜２１９を貫通する形態を有している。換言すれば、第１〜第９通気孔２１１〜２１９は、Ｚ方向（フィルタ１４０の厚さ方向）に開口する厚さ方向開口部を有している。例えば、第１〜第９通気孔２１１〜２１９を代表して、第６通気孔２１６の斜視図を図４（ａ）に拡大して示すように、第６通気孔２１６は、厚さ方向開口部２１６ｂを有している。このため、外部からＺ方向に進んできた外気を、速やかにガス流路２２５内に導入することができる。
【００３８】
さらには、図４（ａ）に示すように、ガス導入部２１０は、外部からフィルタ１４０の厚さ方向に直交する方向に進む第２仮想方向線Ｌ２が、ガス導入部２１０に当たることなく、第１〜第４，第６〜第９通気孔２１１〜２１４，２１６〜２１９の内部に入る形態を有している。換言すれば、第１〜第４，第６〜第９通気孔２１１〜２１４，２１６〜２１９は、Ｚ方向（フィルタ１４０の厚さ方向）に直交する方向（ＸＹ平面に沿う方向）に開口する直交方向開口部を有している。例えば、これらを代表して、第６通気孔２１６の斜視図を図４（ａに拡大して示すように、第６通気孔２１６は、直交方向開口部２１６ｃをも有している。このため、外部からＺ方向に進んでくる外気だけでなく、これに直交する方向（Ｘ方向、Ｙ方向などＸＹ平面に沿う方向）に進んでくる外気をもガス流路２２５内に導入し易くなる。
【００３９】
（実施形態３）
次に、本発明の第３の実施の形態であるガスセンサユニット３００について、図５を参照しつつ説明する。本実施形態３のガスセンサユニット３００も、実施形態１のガスセンサユニット１００と比較して、ガス導入部の形状が異なり、その他の部分については同様である。従って、実施形態１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。
【００４０】
図５に示すように、本実施形態３のガス導入部３１０は、ガスセンサ収容部３２０の外側天井面３２０ｂの中心部分を格子形状にしたものであり、第１〜第９通気孔３１１〜３１９を構成している。この第１〜第９通気孔３１１〜３１９は、実施形態１と同様に、異物の侵入を防止可能な大きさに形成されている。このため、ガス導入部３１０は、異物がケーシング３０１の外部から第１〜第９通気孔３１１〜３１９を通じてガス流路３２５内に侵入するのを防止できる。
【００４１】
さらに、ケーシング３０１の外部から第１〜第９通気孔３１１〜３１９を通じてＺ方向にケーシング３０１の内部を見たとき、実施形態１と同様に、第１〜第９通気孔３１１〜３１９を通じてフィルタ１４０を直接見ることができる。すなわち、第１〜第９通気孔３１１〜３１９とフィルタ１４０との間には、Ｚ方向に向かう外気の流れを遮るものがない。このため、通気孔３１１〜３１９からガス流路３２５内に侵入した外気は、速やかにフィルタ１４０まで導かれることとなる。
【００４２】
さらに、図５（ｂ）に示すように、フィルタ１４０は、ガス導入部３１０と間隙Ｇ３を空けて配置されている。具体的には、ガス導入部３１０は、ガスセンサ収容部３２０の外側天井面３２０ｂの中心部分を格子形状したものであるが、ガス導入部３１０の板厚をガスセンサ収容部３２０の天井部３２０ｆの板厚に比して薄くすることで、フィルタ１４０とガス導入部３１０との間に間隙Ｇ３を設けている。このため、フィルタ１４０の気体透過面を最大限に活用することができ、外気が透過し易くなる。具体的には、例えば、ガス導入部３１０とガスセンサ収容部３２０の天井部３２０ｆとの板厚を同一にし、フィルタ１４０をガス導入部３１０に接触させて配置する場合に比して、フィルタ１４０のうちガス導入部３１０と接触する部分が無くなる。このため、その部分についても外気が通過するようになるので、導入した外気を効率よくガスセンサ素子１３１まで導くことができる。
【００４３】
（比較形態）
本比較形態のガスセンサユニット４００も、実施形態１のガスセンサユニット１００と比較して、ガス導入部の形状が異なり、その他の部分については同様である。図９に示すように、本比較形態のガス導入部４１０は、ガスセンサ収容部１２０の外側天井面１２０ｂから突出した有底円筒形状であり、第１〜第３通気孔４１１〜４１３を構成している。第１〜第３通気孔４１１〜４１３も、実施形態１と同様に、異物の侵入を防止可能な大きさに形成されている。
【００４４】
ところで、第１〜第３通気孔４１１〜４１３は、ガス導入部４１０の外周部４１０ｂに形成されている。従って、ガス導入部４１０は、Ｚ方向に直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向）に延びる第２仮想方向線Ｌ２が第１〜第３通気孔４１１〜４１３を貫通する形態とされている。換言すれば、第１〜第３通気孔４１１〜４１３は、Ｘ方向及びＹ方向に開口している。ところが、ガス導入部４１０の天井部４１０ｃは、通気孔が形成されておらず、閉塞されている。
【００４５】
このような実施形態１〜３及び比較形態のガスセンサユニット１００〜４００について、以下のようなガス検知試験を行った。
まず、ガスセンサ素子１３１に備えられた電気ヒータ素子に５Ｖ相当の電力を投入して定常的に加熱させる。次いで、図示しない公知のガス供給装置を用いて、空気を、ガスセンサユニット１００〜４００に対しＸ，Ｙ，Ｚの３方向（図３，図４，図５，図９参照）にそれぞれ供給する。具体的には、ガス供給装置から延設された直径２４ｍｍのガス供給パイプの吹き出口をガスセンサユニット１００〜４００のガス導入部１１０〜４１０に向け、温度３０℃、相対湿度５０％ＲＨの空気を１５リットル／分の流量で供給する。そして、所定のタイミングでガス供給装置内で空気とＮＯ２ガスとを混合し、この混合気を供給してからガスセンサユニット１００〜４００でガス検知信号が出力されるまでの時間（以下、検知時間ともいう）を測定した。なお、混合気中のＮＯ２ガス濃度を０．３ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、１．０ｐｐｍの３種類に設定し、他は同一条件として、それぞれガス検知試験を行った。
【００４６】
このようなガス検知試験の結果を図６〜図８のグラフに示す。図６は、空気とＮＯ２ガスとの混合気を、ガスセンサユニット１００〜４００に対しＸ方向に供給したときの試験結果を示している。図７はＹ方向、図８はＺ方向にそれぞれ混合気を供給したときの試験結果を示している。なお、実施形態１のガスセンサユニット１００と実施形態２のガスセンサユニット２００とは、試験結果が同等となったので、実施形態１のガスセンサユニット１００の試験結果を代表して図６〜図８のグラフに示している。
【００４７】
まず、混合気をＸ方向に供給した場合について、図６を参照して検討する。
比較形態のガスセンサユニット４００と実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００との結果を比較すると、混合気中のＮＯ２濃度が０．３ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、１．０ｐｐｍのいずれの場合においても、比較形態のガスセンサユニット４００に比して、実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００は検知時間が短く、応答性が良好であった。特に、実施形態３のガスセンサユニット３００は、通気孔がＸ方向に開口していないにも拘わらず、通気孔がＸ方向に開口する比較形態のガスセンサユニット４００に比して、検知時間が短く、応答性が良好となった。
【００４８】
この結果から、実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００のように、ケーシングの外部から通気孔を通じてＺ方向にケーシングの内部を見たとき、通気孔を通じてフィルタを直接見ることができる構造とすることで（図３，図４，図５，図９参照）、Ｘ方向に進んでくる混合気中のＮＯ２に対してガスセンサの応答性が良好になることがわかった。
【００４９】
さらに、実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００をそれぞれ比較すると、実施形態１，２のガスセンサユニット１００，２００は、実施形態３のガスセンサユニット３００に比して検知時間が短く、応答性が良好となった。この結果から、ガス導入部を、Ｚ方向に延びる第１仮想方向線Ｌ１だけでなくＸ方向に延びる第２仮想方向線Ｌ２も通気孔の内部に入る形態（図３，図４，図５参照）、換言すれば、Ｚ方向に開口する厚さ方向開口部だけでなくＸ方向に開口する直交方向開口部をも有する構造とすることで、Ｘ方向に進んでくる混合気をガス流路内に導入し易くなることがわかった。
【００５０】
次に、混合気をＹ方向に供給した場合について、図７を参照して検討する。
比較形態のガスセンサユニット４００と実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００との結果を比較すると、Ｘ方向の場合と同様に、混合気中のＮＯ２濃度が０．３ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、１．０ｐｐｍのいずれの場合においても、比較形態のガスセンサユニット４００に比して、実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００は検知時間が短く、応答性が良好であった。特に、実施形態３のガスセンサユニット３００は、通気孔がＹ方向に開口していないにも拘わらず、通気孔がＹ方向に開口する比較形態のガスセンサユニット４００に比して、検知時間が短く、応答性が良好となった。
【００５１】
この結果から、実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００のように、ケーシングの外部から通気孔を通じてＺ方向にケーシングの内部を見たとき、通気孔を通じてフィルタを直接見ることができる構造とすることで、Ｙ方向に進んでくる混合気中のＮＯ２に対してガスセンサの応答性が良好になることがわかった。
【００５２】
さらに、実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００をそれぞれ比較すると、Ｘ方向の場合と同様に、実施形態１，２のガスセンサユニット１００，２００は、実施形態３のガスセンサユニット３００に比して検知時間が短く、応答性が良好となった。この結果から、ガス導入部を、Ｚ方向に延びる第１仮想方向線Ｌ１だけでなくＹ方向に延びる第２仮想方向線Ｌ２も通気孔の内部に入る形態、換言すれば、Ｚ方向に開口する厚さ方向開口部だけでなくＹ方向に開口する直交方向開口部をも有する構造とすることで、Ｙ方向に進んでくる混合気をガス流路内に導入し易くなることがわかった。
【００５３】
次に、混合気をＺ方向に供給した場合について、図８を参照して検討する。
比較形態のガスセンサユニット４００と実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００との結果を比較すると、混合気中のＮＯ２濃度が０．３ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、１．０ｐｐｍのいずれの場合においても、比較形態のガスセンサユニット４００に比して、実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００は検知時間が短く、応答性が良好であった。この結果から、実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００のように、ケーシングの外部から通気孔を通じてＺ方向にケーシングの内部を見たとき、通気孔を通じてフィルタを直接見ることができる構造とすることで、Ｚ方向に進んでくる混合気中のＮＯ２に対しガスセンサの応答性が良好になることがわかった。
【００５４】
また、混合気をＺ方向に供給した場合は、Ｘ，Ｙ方向に供給した場合に比して、比較形態のガスセンサユニット４００と実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００との検知時間の差が大きくなった。これは、比較形態のガスセンサユニット４００には、Ｚ方向に開口する通気孔が形成されていないので、Ｚ方向に進んでくる混合気を導入し難いためと考えられる。
【００５５】
また、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向のいずれの場合においても、混合気中のＮＯ２濃度が低くなるほど、比較形態のガスセンサユニット４００と実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００との検知時間の差が大きくなることがわかった。すなわち、実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００は、比較形態のガスセンサユニット４００に比して、僅かな特定ガス（ＮＯ２）の濃度変化を速やかに検知できることがわかった。
【００５６】
以上の結果から、ケーシングの外部から通気孔を通じてＺ方向にケーシングの内部を見たとき、通気孔を通じてフィルタを直接見ることができる構造とすることで、外気の進行方向に拘わらず、通気孔からガス流路内に侵入した外気を速やかにフィルタまで導くことができ、ガスセンサの応答性が良好になることがわかった。
【００５７】
以上において、本発明を実施形態１〜３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１〜３のガスセンサユニット１００〜３００では、ガス導入部１１０〜３１０をガスセンサ収容部１２０，３２０（第１ケーシング部材）と一体に形成した。しかし、ガス導入部１１０〜３１０とガスセンサ収容部１２０，３２０（第１ケーシング部材）とを別体に形成して、別途、ガス導入部１１０〜３１０をガスセンサ収容部１２０，３２０（第１ケーシング部材）に固着するようにしても良い。
【００５８】
また、実施形態１〜３のガスセンサユニット１００〜３００では、ガス導入部１１０〜３１０を凸型籠形状あるいは格子状として、第１〜第９通気孔１１１〜１１９，２１１〜２１９，３１１〜３１９の開口形状を略矩形状とした。しかし、通気孔の開口形状は、矩形状に限らず、円形状、楕円形状等いずれの形状としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１にかかるガスセンサユニット１００の上面図である。
【図２】実施形態１にかかるガスセンサユニット１００の側面図であり、図１のＢ矢視図である。
【図３】実施形態１にかかるガスセンサユニット１００の要部を示す図であり、（ａ）はガス導入部１１０及びガスセンサ収容部１２０の上面視拡大図（図２のＣ矢視拡大図）、（ｂ）はその側面視部分断面図（図２のＤ部拡大図）である。
【図４】実施形態２にかかるガスセンサユニット２００の要部を示す図であり、（ａ）はガス導入部２１０及びガスセンサ収容部１２０の上面視拡大図（図２のＣ矢視拡大図に相当）、（ｂ）はその側面視部分断面図（図２のＤ部拡大図に相当）である。
【図５】実施形態３にかかるガスセンサユニット３００の要部を示す図であり、（ａ）はガス導入部３１０及びガスセンサ収容部３２０の上面視拡大図（図２のＣ矢視拡大図に相当）、（ｂ）はその側面視部分断面図（図２のＤ部拡大図に相当）である。
【図６】実施形態１〜３及び比較形態にかかるガスセンサユニット１００〜４００について行ったガス検知試験のうち、Ｘ方向に混合気を供給した場合の結果を示すグラフである。
【図７】実施形態１〜３及び比較形態にかかるガスセンサユニット１００〜４００について行ったガス検知試験のうち、Ｙ方向に混合気を供給した場合の結果を示すグラフである。
【図８】実施形態１〜３及び比較形態にかかるガスセンサユニット１００〜４００について行ったガス検知試験のうち、Ｚ方向に混合気を供給した場合の結果を示すグラフである。
【図９】比較形態にかかるガスセンサユニット４００の要部を示す図であり、（ａ）はガス導入部４１０及びガスセンサ収容部４２０の上面視拡大図（図２のＣ矢視拡大図に相当）、（ｂ）はその側面視部分断面図（図２のＤ部拡大図に相当）である。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００  ガスセンサユニット
１１０，２１０，３１０，４１０  ガス導入部
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９，２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８，２１９，３１１，３１２，３１３，３１４，３１５，３１６，３１７，３１８，３１９，４１１，４１２，４１３  通気孔
１２０，２２０，３２０，４２０  ガスセンサ収容部
１２１，１２２，１２３，１２４，２２１，２２２，２２３，２２４，３２１，３２２，３２３，３２４  排水溝
１２５ｂ，２２５ｂ，３２５ｂ，４２５ｂ  第１ガス流路
１２５ｃ，２２５ｃ，３２５ｃ，４２５ｃ  第２ガス流路
１３１  ガスセンサ素子
１４０  フィルタ
１０１，２０１，３０１，４０１  ケーシング
１５０  第１ケーシング部材
１６０  第２ケーシング部材
【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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