(57)【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センサ素子（２）と、該センサ素子（２）を内側に挿通保持する素子側絶縁碍子（３１）と、上記センサ素子（２）の基端側（Ｙ１）を覆って内側に大気雰囲気（３０）を形成する大気側絶縁碍子（３２、３２０、３３０、３４０）と、上記素子側絶縁碍子（３１）及び上記大気側絶縁碍子（３２、３２０、３３０、３４０）を内側に挿通保持するハウジング（４）と、該ハウジング（４）の内周面（４１）と上記素子側絶縁碍子（３１）の外周面（３１ｂ）との間にシール材（５０３）が充填されてなるシール部（５）と、上記ハウジング（４）の基端側（Ｙ１）に固定された大気側カバー（６）と、
を有するガスセンサ（１）であって、
上記大気側カバー（６）は、先端側（Ｙ２）に形成される大径部（６１）と、該大径部（６１）よりも基端側（Ｙ１）に形成されるとともに該大径部（６１）の直径よりも小さい直径を有する小径部（６２）と、該小径部（６２）と上記大径部（６１）との間に形成されるとともに付勢部材（７、７００、７１０、７２０、７３０、７５０）を介して上記大気側絶縁碍子（３２、３２０、３３０、３４０）の基端面（３２ａ）を先端側（Ｙ２）に押圧して上記大気側絶縁碍子（３２、３２０、３３０、３４０）を上記素子側絶縁碍子（３１）に当接させる段部（６３）と、基端部（６４）に形成された通気孔（６４１）とを有しており、
上記大気側絶縁碍子（３２、３２０、３３０、３４０）の外周面（３２ｂ）と上記大径部（６１）の内周面（６１ａ）との間には、上記シール部（５）と隣接する外側空間部（５０）が形成されており、
上記小径部（６２）の内側には、上記通気孔（６４１）と連通する外部経路（５１）が形成されており、
上記段部（６３）には、上記付勢部材（７、７００、７１０、７２０、７３０、７５０）に当接する当接部（６３１）と、上記付勢部材（７、７００、７１０、７２０、７３０、７５０）から離隔する離隔部（６３２）とが形成されており、該離隔部（６３２）と上記付勢部材（７、７００、７１０、７２０、７３０、７５０）との間には、上記外側空間部（５０）と上記外部経路（５１）とを連通させる連通路（５２）が形成されており、
上記付勢部材（７００、７１０、７２０、７３０）は、上記段部（６３）に沿う環状の弾性部材であって、上記連通路（５２）に連通するガス抜け部（５２０）を形成するように切り欠き部（７０１、７１１、７１２、７１３、７１４）が形成されていることを特徴とするガスセンサ（１）。
【請求項２】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子（２）と、該センサ素子（２）を内側に挿通保持する素子側絶縁碍子（３１）と、上記センサ素子（２）の基端側（Ｙ１）を覆って内側に大気雰囲気（３０）を形成する大気側絶縁碍子（３２、３２０、３３０、３４０）と、上記素子側絶縁碍子（３１）及び上記大気側絶縁碍子（３２、３２０、３３０、３４０）を内側に挿通保持するハウジング（４）と、該ハウジング（４）の内周面（４１）と上記素子側絶縁碍子（３１）の外周面（３１ｂ）との間にシール材（５０３）が充填されてなるシール部（５）と、上記ハウジング（４）の基端側（Ｙ１）に固定された大気側カバー（６）と、
を有するガスセンサ（１）であって、
上記大気側カバー（６）は、先端側（Ｙ２）に形成される大径部（６１）と、該大径部（６１）よりも基端側（Ｙ１）に形成されるとともに該大径部（６１）の直径よりも小さい直径を有する小径部（６２）と、該小径部（６２）と上記大径部（６１）との間に形成されるとともに付勢部材（７、７００、７１０、７２０、７３０、７５０）を介して上記大気側絶縁碍子（３２、３２０、３３０、３４０）の基端面（３２ａ）を先端側（Ｙ２）に押圧して上記大気側絶縁碍子（３２、３２０、３３０、３４０）を上記素子側絶縁碍子（３１）に当接させる段部（６３）と、基端部（６４）に形成された通気孔（６４１）とを有しており、
上記大気側絶縁碍子（３２、３２０、３３０、３４０）の外周面（３２ｂ）と上記大径部（６１）の内周面（６１ａ）との間には、上記シール部（５）と隣接する外側空間部（５０）が形成されており、
上記小径部（６２）の内側には、上記通気孔（６４１）と連通する外部経路（５１）が形成されており、
上記段部（６３）には、上記付勢部材（７、７００、７１０、７２０、７３０、７５０）に当接する当接部（６３１）と、上記付勢部材（７、７００、７１０、７２０、７３０、７５０）から離隔する離隔部（６３２）とが形成されており、該離隔部（６３２）と上記付勢部材（７、７００、７１０、７２０、７３０、７５０）との間には、上記外側空間部（５０）と上記外部経路（５１）とを連通させる連通路（５２）が形成されており、
上記大気側絶縁碍子（３２０、３３０、３４０）の外周面（３２ｂ）には、上記連通路（５２）に連通するように軸方向（Ｙ）に沿って延びる外周溝部（３２１、３３１、３４１）が形成されていることを特徴とするガスセンサ（１）。
【請求項３】
上記付勢部材（７００、７１０、７２０、７３０）は、上記段部（６３）に沿う環状の弾性部材であって、上記連通路（５２）に連通するガス抜け部（５２０）を形成するように切り欠き部（７０１、７１１、７１２、７１３、７１４）が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のガスセンサ（１）。
【請求項４】
上記付勢部材（７５０）は、上記段部（６３）に沿う環状の弾性部材であって、基端側（Ｙ１）に突出するように湾曲する基端側湾出部（７５１）と、先端側（Ｙ２）に突出するように湾曲する先端側湾出部（７５２）とが形成されており、上記基端側湾出部（７５１）と上記大気側絶縁碍子（３２）との間、及び上記先端側湾出部（７５２）と上記段部（６３）との間には、上記連通路（５２）に連通するガス抜け部（５２１）が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のガスセンサ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車エンジン等の内燃機関の排気系に設置され、排気ガス（被測定ガス）における酸素濃度等の特定ガスを検知するガスセンサがある。かかるガスセンサとして、特許文献１に開示のガスセンサは、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子と、センサ素子を内側に挿通保持する素子側絶縁碍子と、センサ素子の基端側を覆って内側に大気雰囲気を形成する大気側絶縁碍子と、両絶縁碍子を挿通保持するハウジングと、ハウジングの基端側に固定される大気側カバーとを有する。大気側カバーは、先端側に大径部を有し、基端側に小径部を有し、大径部と小径部との間に段部を有する。段部は、付勢部材を介して大気側絶縁碍子の基端面を先端側に押圧して大気側絶縁碍子を素子側絶縁碍子に当接させている。そして、ハウジングと素子側絶縁碍子との間には、タルクなどのシール材が充填圧縮されたシール部が形成されており、基準ガスとして大気側絶縁碍子の内側に形成された大気雰囲気と、被測定ガスが存在する被測定ガス雰囲気とが互いに遮断されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９９００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当該ガスセンサは内燃機関に設けられるため、充填圧縮されたシール材が高温、高圧環境下に長期間曝される場合、変形等が生じるおそれがある。かかる変形が生じると、シール材と素子側絶縁碍子との間に隙間が生じて、被測定ガスが大気側カバーの内側に流入し、更には、大気側絶縁碍子の内側に形成された大気雰囲気に流入し、基準ガスとしての大気雰囲気における酸素ガス濃度が変動するおそれがある。その結果、正確なセンサ出力を得ることが困難となる。これに鑑みて、高温、高圧によるシール材の変形等を低減するために、シール材の材質選択や圧縮方法について様々な提案がなされている。しかし、いずれの場合においても、シール材の変形等を完全に防止することはできないため、正確なセンサ出力を得るには、改善の余地がある。
【０００５】
正確なセンサ出力を得るために、大気側絶縁碍子を素子側絶縁碍子に押し付けることにより両者を密着させて、シール部から漏えいしたガスが両者の間から大気側絶縁碍子の内側の大気雰囲気に流入しないようにし、選択的に大気側絶縁碍子の外側の空間を流れるようにすることが考えられる。しかしながら、かかる構造では、大気側絶縁碍子の外側の空間は大気側カバー及び付勢部材によって囲まれているため、漏えいしたガスが当該空間に蓄積されてしまう。そして、漏えいしたガスが当該空間に蓄積され続けると、いずれは大気側絶縁碍子と素子側絶縁碍子との間から大気側絶縁碍子の内側の大気雰囲気に流入するという問題がある。
【０００６】
かかる構造において、漏えいしたガスが大気側絶縁碍子の外側空間に蓄積し続けることを防止するために、大気側絶縁碍子の基端面に凹凸部を設けて、当該基端面と大気側カバーとの間に空間部を形成して、大気側カバーの通気孔に連通するガス抜きルートを形成することが考えられる。しかしながら、かかる構造では、大気側絶縁碍子を素子側絶縁碍子に押し付けるための荷重が大気側絶縁碍子の凹凸部にかかるため、当該凹凸部の一部に応力が集中して大気側絶縁碍子が破損するおそれがあるという問題がある。また、大気側絶縁碍子の基端面に凹凸部を設けることにより当該大気側絶縁碍子の形状が複雑となるため、製造コストが増すという問題もある。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、被測定ガスが大気側絶縁碍子の内側の大気雰囲気に流入することを防止することにより正確なセンサ出力を得るとともに、大気側絶縁碍子の破損を防止しつつ、製造コストを低減することができるガスセンサ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】
【０００８】
本発明の一態様は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子と、該センサ素子を内側に挿通保持する素子側絶縁碍子と、上記センサ素子の基端側を覆って内側に大気雰囲気を形成する大気側絶縁碍子と、上記素子側絶縁碍子及び上記大気側絶縁碍子を内側に挿通保持するハウジングと、該ハウジングの内周面と上記素子側絶縁碍子の外周面との間にシール材が充填されてなるシール部と、上記ハウジングの基端側に固定された大気側カバーと、
を有するガスセンサであって、
上記大気側カバーは、先端側に形成される大径部と、該大径部よりも基端側に形成されるとともに該大径部の直径よりも小さい直径を有する小径部と、該小径部と上記大径部との間に形成されるとともに付勢部材を介して上記大気側絶縁碍子の基端面を先端側に押圧して上記大気側絶縁碍子を上記素子側絶縁碍子に当接させる段部と、基端部に形成された通気孔とを有しており、
上記大気側絶縁碍子の外周面と上記大径部の内周面との間には、上記シール部と隣接する外側空間部が形成されており、
上記小径部の内側には、上記通気孔と連通する外部経路が形成されており、
上記段部には、上記付勢部材に当接する当接部と、上記付勢部材から離隔する離隔部とが形成されており、該離隔部と上記付勢部材との間には、上記外側空間部と上記外部経路とを連通させる連通路が形成されており、
上記付勢部材は、上記段部に沿う環状の弾性部材であって、上記連通路に連通するガス抜け部を形成するように切り欠き部が形成されていることを特徴とするガスセンサにある。
また、本発明の他の一態様は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子と、該センサ素子を内側に挿通保持する素子側絶縁碍子と、上記センサ素子の基端側を覆って内側に大気雰囲気を形成する大気側絶縁碍子と、上記素子側絶縁碍子及び上記大気側絶縁碍子を内側に挿通保持するハウジングと、該ハウジングの内周面と上記素子側絶縁碍子の外周面との間にシール材が充填されてなるシール部と、上記ハウジングの基端側に固定された大気側カバーと、
を有するガスセンサであって、
上記大気側カバーは、先端側に形成される大径部と、該大径部よりも基端側に形成されるとともに該大径部の直径よりも小さい直径を有する小径部と、該小径部と上記大径部との間に形成されるとともに付勢部材を介して上記大気側絶縁碍子の基端面を先端側に押圧して上記大気側絶縁碍子を上記素子側絶縁碍子に当接させる段部と、基端部に形成された通気孔とを有しており、
上記大気側絶縁碍子の外周面と上記大径部の内周面との間には、上記シール部と隣接する外側空間部が形成されており、
上記小径部の内側には、上記通気孔と連通する外部経路が形成されており、
上記段部には、上記付勢部材に当接する当接部と、上記付勢部材から離隔する離隔部とが形成されており、該離隔部と上記付勢部材との間には、上記外側空間部と上記外部経路とを連通させる連通路が形成されており、
上記大気側絶縁碍子の外周面には、上記連通路に連通するように軸方向に沿って延びる外周溝部が形成されていることを特徴とするガスセンサにある。
【発明の効果】
【０００９】
上記ガスセンサによれば、シール部から漏えいした被測定ガスは、シール部に隣接して形成された外側空間部に到達する。そして、段部に形成された連通路を介して、外部経路を流通して通気孔から大気側カバーの外部に放出されることとなる。また、大気側カバーの段部が付勢部材を介して大気側絶縁碍子を素子側絶縁碍子に向けて押圧するため、両者が密着されて両者の間の気密性が確保されている。これらにより、大気側カバー内に形成された基準ガスとしての大気雰囲気に被測定ガスが流入することが抑制されて、より正確なセンサ出力が得ることができる。そして、連通路を形成する離隔部及び当接部は、大気側カバーの段部に形成されているため、大気側絶縁碍子の基端面に凹凸部を形成する場合に比べて、大気側絶縁碍子の基端面における応力の集中が緩和され、大気側絶縁碍子の破損が防止される。また、大気側カバーの段部に設けられる離隔部及び当接部は、プレス機等で容易に形成することができるため、大気側絶縁碍子の基端面に凹凸部を形成して大気側カバーの段部との間に流路を形成する場合に比べて、製造コストを低減することができる。
【００１０】
また、連通路は大気側カバーの段部に形成されている。そのため、連通路は、大気側絶縁碍子に凹凸部を形成して段部との間に流路を形成する場合に比べて、外気に近い位置に形成されていることから放熱しやすく、比較的低温となっている。そして、熱泳動効果に基づいて、シール部から漏えいした被測定ガスは高温である大気側絶縁碍子の内側よりも低温である連通路を積極的に流通することとなる。そのため、シール部から漏えいした被測定ガスが大気側絶縁碍子の内側の大気雰囲気に流入することが効果的に抑制され、より正確なセンサ出力を得ることができる。
【００１１】
以上のごとく、本発明によれば、被測定ガスが大気側絶縁碍子の内側の大気雰囲気に流入することを防止することにより正確なセンサ出力を得るとともに、大気側絶縁碍子の破損を防止しつつ、製造コストを低減することができるガスセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における、ガスセンサの断面説明図。
【図２】図１における、段部周辺の拡大図。
【図３】図１における、大気側カバーのIII-III線断面図。
【図４】実施例１における、付勢部材の斜視図。
【図５】実施例１の第１の変形例における、大気側カバーのIII-III線相当断面図。
【図６】実施例１の第２の変形例における、大気側カバーのIII-III線相当断面図。
【図７】実施例１の第２の変形例における、段部周辺の断面拡大図。
【図８】実施例２における、付勢部材の上面図。
【図９】実施例２における、ガスセンサの段部周辺の断面拡大図。
【図１０】実施例２の第１の変形例における、付勢部材の上面図。
【図１１】実施例２の第２の変形例における、付勢部材の上面図。
【図１２】実施例２の第３の変形例における、付勢部材の上面図。
【図１３】実施例３における、付勢部材の斜視図。
【図１４】実施例３における、ガスセンサの段部周辺の断面拡大図。
【図１５】実施例４における、付勢部材及び大気側絶縁碍子の側面図。
【図１６】実施例４における、付勢部材及び大気側絶縁碍子の上面図。
【図１７】実施例４における、ガスセンサの段部周辺の断面拡大図。
【図１８】実施例４の第１の変形例における、付勢部材及び大気側絶縁碍子の側面図。
【図１９】実施例４の第２の変形例における、付勢部材及び大気側絶縁碍子の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記ガスセンサは、例えば、Ａ／Ｆセンサ、Ｏ2センサ、ＮＯｘセンサ、ＰＭセンサ等に適用できる。
尚、本明細書においては、自動車の内燃機関等の排気管内に設置する側を先端側、その反対側を基端側として説明する。また、センサ素子の長手方向を軸方向というものとする。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるガスセンサにつき、図１〜図７を用いて説明する。
本例のガスセンサ１は、図１に示すごとく、センサ素子２、素子側絶縁碍子３１、大気側絶縁碍子３２、ハウジング４、シール部５、及び大気側カバー６を有する。
センサ素子２は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出する。
素子側絶縁碍子３１は、センサ素子２を内側に挿通保持する。
大気側絶縁碍子３２は、センサ素子２の基端側２１を覆って内側に大気雰囲気３０を形成する。
ハウジング４は、素子側絶縁碍子３１及び大気側絶縁碍子３２を内側に挿通保持する。
シール部５は、ハウジング４の内周面４１と素子側絶縁碍子３１の外周面３１ｂとの間にシール材５６が充填されてなる。
大気側カバー６は、ハウジング４の基端側Ｙ１に固定されている。
【００１５】
そして、大気側カバー６は、先端側Ｙ２に形成される大径部６１と、大径部６１よりも基端側Ｙ１に形成されるとともに大径部６１の直径よりも小さい直径を有する小径部６２と、小径部６２と大径部６１との間に形成されるとともに付勢部材（皿バネ７）を介して大気側絶縁碍子３２の基端面３２ａを先端側Ｙ２に押圧する段部６３と、基端部６４に形成された通気孔６４１とを有する。
大気側絶縁碍子３２の外周面３２ｂと大径部６１の内周面６１ａとの間には、シール部５と隣接する外側空間部５０が形成されている。
小径部６２の内側には、通気孔６４１と連通する外部経路５１が形成されている。
段部６３には、付勢部材（皿バネ７）に当接する当接部６３１と、付勢部材（皿バネ７）から離隔する離隔部６３２とが形成されている。離隔部６３２と付勢部材（皿バネ７）との間には、外側空間部５０と外部経路５１とを連通させる連通路５２が形成されている。
【００１６】
以下、本例のガスセンサ１について詳述する。
ガスセンサ１は、ハウジング４を介して大気側カバー６が外側となるように、排ガス管に取り付けられる。
本例では大気側カバー６は略円筒状を成しており、段部６３は軸方向Ｙの略中央において、周方向全体に形成されている。図２に示すように、段部６３を形成する大気側カバー６の一部が、軸方向Ｙの先端側Ｙ１に突出して付勢部材としての皿バネ７に当接する当接部６３１が形成されている。本例では、当接部６３１は略半球状を成しており、当接部６３１の先端側Ｙ２の頂点６３１ａが皿バネ７に当接している。また、本例では、当接部６３１は、図３に示すように、周方向に等間隔に１２個形成されている。隣り合う当接部６３１間には、付勢部材としての皿バネ７（図２参照）から離隔する離隔部６３２が形成されている。そして、図２に示すように、離隔部６３２と皿バネ７との間の空間が連通路５２をなしている。
【００１７】
図１に示すように、大気側カバー６の大径部６１の内径は、大気側絶縁碍子３２の外径よりも大きくなっており、大径部６１の内周面６１ａと大気側絶縁碍子３２の外周面３２ｂとの間に外側空間部５０が形成されている。外側空間部５０はシール部５に隣接しているとともに、連通路５２に連通している。
【００１８】
図１に示すように、大気側カバー６の小径部６２の内径は、大径部６１の内径よりも小さくなっており、小径部６２の内側には、センサ素子２の基端側Ｙ１の端部２１に接続されるリード線１４が位置しているとともに、連通路５２に連通する外部経路５１が形成されている。
【００１９】
大気側カバー６の基端部６４は開口しており、通気孔６４１が形成されている。大気側カバー６の基端側Ｙ１にはフィルタカバー８が設けられている。フィルタカバー８は略筒状であって、その先端側Ｙ２には大気側カバー６の基端部が嵌入されている。そして、フィルタカバー８の側壁における大気側カバー６の通気孔６４１の周方向には通気フィルタ６５が取り付けられた通気部６６が形成されている。通気部６６を通じて大気側カバー６の内側に大気が導入される。また、通気フィルタ６５により通気部６６から水等が侵入することを防止している。そして、通気孔６４１（通気部６６）は外部経路５１に連通している。したがって、外側空間部５０、連通路５２、外部経路５１及び通気部６６が連通することとなっている。
【００２０】
また、図１に示すごとく、センサ素子２を挿通保持する素子側絶縁碍子３１と、素子側絶縁碍子３１の基端側Ｙ１に配設される大気側絶縁碍子３２とが備えられる。そして、大気側絶縁碍子３２の基端面３２ａには、付勢部材としての皿バネ７が配設されている。皿バネ７は、当接部６３１と大気側絶縁碍子３２との間において、大気側絶縁碍子３２を素子側絶縁碍子３１の方向へ押し付けるように付勢された状態で配設されている。これにより、大気側絶縁碍子３２の先端側Ｙ２の先端面３２ｃと、素子側絶縁碍子３１の基端側Ｙ１の基端面３１ａとが密着して、両者の間の気密性が保たれている。本例では、図１、図４に示すように、皿バネ７は、段部６３に沿う環状の弾性部材であって、内周面７１及び外周面７２はともに平面視円形となっている。皿バネ７の外径は大気側カバー６における小径部６２の内径よりも大きく、大径部６１の内径よりも若干小さくなっている。
【００２１】
また、本例のガスセンサ１には、図１に示すごとく、ハウジング４の先端側Ｙ２に被測定ガス側カバー１０が配設されている。被測定ガス側カバー１０は、外側カバー１１と内側カバー１２とを有する。そして、外側カバー１１と内側カバー１２とは、それぞれ被測定ガス導入口１３を有する。被測定ガス導入口１３から被測定ガスが導入されることにより、被測定ガス側カバー１０の内部に被測定ガス側雰囲気１００が形成される。
【００２２】
図１に示すごとく、シール部５は、ハウジング４の基端部に形成された加締め部４２により加締められる金属リング５４と、センサ素子２とハウジング４とを絶縁するための絶縁部材５５と、タルク等からなる粉末シール材５６とからなる。シール部５によって、ガスセンサ１の先端側Ｙ２に形成される被測定ガス側雰囲気１００と基端側Ｙ１に形成される大気側雰囲気３０とが気密的に分離されている。
【００２３】
本例のガスセンサ１は、内燃機関による高温・高圧に起因して、シール部５に変形が生じる場合がある。そして、シール部５に変形が生じた場合には、シール部５から被測定ガスＧが漏えいすることとなる。本例のガスセンサ１によれば、図１に示すように、シール部５から漏えいした被測定ガスＧは、外側空間部５０に到達する。そして、段部６３に形成された連通路５２を介して、外部経路５１を流通して通気孔６４１（通気部６６）から大気側カバー６の外部に放出されることとなる。また、大気側カバー６の段部６３が皿バネ７を介して大気側絶縁碍子３２を素子側絶縁碍子３１に向けて押圧するため、両者が密着されて両者の間の気密性が確保されている。これらにより、大気側カバー６内に形成された基準ガスとしての大気雰囲気３０に被測定ガスＧが流入することが抑制されて、より正確なセンサ出力が得ることができる。そして、連通路５２を形成する離隔部６３２及び当接部６３１は、大気側カバー６の段部６３に形成されているため、大気側絶縁碍子３２の基端面３２ａに凹凸部を形成する場合に比べて、大気側絶縁碍子３２の基端面３２ａにおける応力の集中が緩和され、大気側絶縁碍子３２の破損が防止される。また、大気側カバー６の段部６３に設けられる離隔部６３２及び当接部６３１は、プレス機等で容易に形成することができるため、大気側絶縁碍子３２の基端面３２ａに凹凸部を形成して大気側カバー６の段部６３との間に流路を形成する場合に比べて、製造コストを低減することができる。
【００２４】
また、連通路５２は大気側カバー６の段部６３に形成されている。そのため、連通路５２は、大気側絶縁碍子３２に凹凸部を形成して段部６３との間に流路を形成する場合に比べて、外気に近い位置に形成されていることから放熱しやすく、比較的低温となっている。そして、熱泳動効果に基づいて、シール部５から漏えいした被測定ガスＧは高温である大気側絶縁碍子３２の内側よりも低温である連通路５２を積極的に流通することとなる。そのため、シール部５から漏えいした被測定ガスＧが大気側絶縁碍子３２の内側の大気雰囲気３０に流入することが効果的に抑制され、より正確なセンサ出力を得ることができる。
【００２５】
本例では、当接部６３１を段部６３において先端側Ｙ２に略半球状に突出する形状に形成し、隣り合う当接部６３１の間に離間部６３２が形成されることとした。これに替えて、図５に示すように、当接部６３１を段部６３において先端側Ｙ２に突出するとともに、小径部６２の内周面６２ａの接線方向に延びるリブ状に形成し、隣り合う当接部６３１の間に離間部６３２が形成されることとしてもよい。また。図６及び図７に示すように、当接部６３１を段部６３において基端側Ｙ１に突出するとともに径方向に延びるリブ状の形成し、隣り合う当接部６３１の間に離間部６３２が形成されることとしてもよい。いずれの場合においても、本例と同等の作用効果を奏する。
【００２６】
以上のごとく、本例によれば、被測定ガスが大気側絶縁碍子３２の内側の大気雰囲気３０に流入することを防止することにより正確なセンサ出力を得るとともに、大気側絶縁碍子３２の破損を防止しつつ、製造コストを低減することができるガスセンサ１を提供することができる。
【００２７】
（実施例２）
本例のガスセンサ１は、付勢部材として、実施例１のガスセンサ１における皿バネ７（図３）に替えて、図８に示す皿バネ７００を備える。皿バネ７００は段部６３に沿う環状の弾性部材であって、連通路５２に連通するガス抜け部５２０を形成するように切り欠き部７０１が内周面７１に形成されている。切り欠き部７０１は９０°間隔で４カ所に形成されている。切り欠き部７０１は、軸方向Ｙから見て矩形に形成されており、切り欠き部７０１の径方向外側面７０１ａは、大気側絶縁碍子３２の外周面３２ｂよりも径方向外側に位置している。これにより、図８に示すように、軸方向Ｙから見て切り欠き部７０１と大気側絶縁碍子３２の外周面３２ｂとの間に連通路５２（図９参照）に連通するガス抜け部５２０が形成される。その他の構成は実施例１の場合と同様である。なお、実施例１の場合と同等の構成には実施例１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
本例のガスセンサ１によれば、図９に示すように、シール部５（図１参照）から漏えいした被測定ガスＧは、外側空間部５０からガス抜け部５２０を介して連通路５２を流通して外部経路５１に到達し、通気部６６（図１参照）から排出されることとなる。これにより、シール部５から漏えいした被測定ガスＧがより積極的に連通路５２を流通することとなるため、大気側絶縁碍子３２の内側の大気雰囲気３０（図１参照）に被測定ガスＧが流入することが効果的に抑制され、より正確なセンサ出力を得ることができる。その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００２９】
本例では、皿バネ７００の内周面７１に切り欠き部７０１を形成してガス抜け部５２０を形成したが、これに替えて、図１０に示すように皿バネ７１０の外周面７１に切り欠き部７１１を形成することにより、ガス抜け部５２０を形成することができる。切り欠き部７１１は、例えば、９０°ごとに等間隔に４カ所形成することができる。また、図１１に示すように皿バネ７２０の外周面７１及び内周面７２の両方に切り欠き部７１２、７１３を形成することにより、ガス抜け部５２０を形成することもできる。図１１に示す例では、両切り欠き部７１２、７１３がそれぞれ２か所に設けられるとともに、両切り欠き部７１２、７１３が互いに繋がっている。そのため、皿バネ７２０は２個に分割された状態となっており、両者の隙間にガス抜け部５２０が形成されることとなっている。また、図１２に示すように皿バネ７３０に貫通孔７１４を形成することにより、ガス抜け部５２０を形成することもできる。
【００３０】
（実施例３）
本例のガスセンサ１は、付勢部材として、実施例１のガスセンサ１における付勢部材としての皿バネ７（図３）に替えて、図１３に示す波ワッシャ７５０を備える。波ワッシャ７５０は、図１３及び図１４に示すように、段部６３に沿う環状の弾性部材であって、段部６３に沿う環状の弾性部材であって、基端側Ｙ１に突出するように湾曲する基端側湾出部７５１と、先端側Ｙ２に突出するように湾曲する先端側湾出部７５２とが形成されている。そして、図１４に示すように、基端側湾出部７５１と大気側絶縁碍子３２との間、及び先端側湾出部７５２と段部６３との間に連通路５２に連通するガス抜け部５２１が形成されている。その他の構成は実施例１の場合と同様である。なお、実施例１の場合と同等の構成には実施例１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
本例のガスセンサ１においても、図１４に示すように、シール部５（図１参照）から漏えいした被測定ガスＧは、外側空間部５０からガス抜け部５２１及び連通路５２を介して外部経路５１に到達し、通気部６６から排出されることとなる。これにより、実施例２の場合と同様に、より正確なセンサ出力を得ることができる。
【００３２】
（実施例４）
本例のガスセンサ１は、実施例１における大気側絶縁碍子３２（図１参照）に替えて、図１５〜図１７に示す、大気側絶縁碍子３２０を備える。大気側絶縁碍子３２０の外周面３２ｂには、連通路５２に連通するように軸方向Ｙに沿って延びる溝部３２１が形成されている。溝部３２１の径方向内側面３２１ａは、軸方向Ｙから見て、皿バネ７の内周面７１よりも径方向内側に位置している。これにより、図１６に示すように、軸方向Ｙから皿バネ７の内周面７１と大気側絶縁碍子３２０の溝部３２１との間にガス抜け部５２０が形成されることとなる。その他の構成は実施例１の場合と同様である。なお、実施例１の場合と同等の構成には実施例１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
本例のガスセンサ１によれば、図１７に示すように、シール部５（図１参照）から漏えいした被測定ガスＧは、外側空間部５０からガス抜け部５２０及び連通路５２を介して外部経路５１に到達し、通気部６６（図１参照）から排出されることとなる。これにより、シール部５から漏えいした被測定ガスＧがより積極的に連通路５２を流通することとなるため、大気側絶縁碍子３２０の内側の大気雰囲気３０（図１参照）に被測定ガスＧが流入することが効果的に抑制され、より正確なセンサ出力を得ることができる。その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００３４】
なお、実施例２の場合と同様の付勢部材として皿バネ７００を備えていてもよい。この場合には、軸方向Ｙから見て、皿バネ７００に形成された切り欠き部７０１（図８参照）と溝部３２１とが重なるようにすることとしてもよいし、両者が重ならないようにすることとしてもよい。いずれの場合においても、本例の作用効果に加えて、実施例２における切り欠き部７０１を設けることによる作用効果が相乗的に奏されるため、より一層正確なセンサ出力を得ることができる。
【００３５】
本例では、図１７に示すように、外周溝部３２１を大気側絶縁碍子３２０の外周面３２ｂの基端側Ｙ１の端部から先端側Ｙ２の端部まで連続して形成したが、これに替えて、図１８に示すように、大気側絶縁碍子３３０の外周面３２ｂのうち、基端側Ｙ１の基端面３２ａから軸方向Ｙにおける中央部まで連続して軸方向Ｙに沿って形成した外周溝部３３１としてもよい。外周溝部３３１の径方向内側面３３１ａ、３３１ｂのうち、基端側Ｙ１の径方向内側面３３１ａは軸方向Ｙに平行な面となっており、先端側Ｙ２の径方向内側面３３１ｂは先端側Ｙ２に向かうにつれて径方向外側に向かうように、軸方向Ｙに対して傾斜した面となっている。この場合においても本例と同等の作用効果を奏する。
【００３６】
また、図１７に示す外周溝部３２１に替えて、図１９に示すように、大気側絶縁碍子３４０の外周面３２ｂにおいて、軸方向Ｙに沿って延びるとともに、先端側Ｙ２に向かうにつれて周方向に広がる外周溝部３４１を形成してもよい。この場合には、外周溝部３４１の形状に沿って、シール部５（図１参照）から漏えいした被測定ガスＧをガス抜け部５２０に導くことができる。これにより、当該被測定ガスＧを積極的に連通路５２及び外部経路５１（図１参照）を通じて外部に排出できるため、大気側絶縁碍子３４０の内側の大気雰囲気３０（図１参照）に被測定ガスＧが流入することが効果的に抑制され、より正確なセンサ出力を得ることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ガスセンサ
２  センサ素子
３１  素子側絶縁碍子
３２、３２０、３３０、３４０  大気側絶縁碍子
４  ハウジング
５  シール部
５０  外側空間部
５１  外部経路
５２  連通路
５２０、５２１  ガス抜け部
６  大気側カバー
６１  大径部
６２  小径部
６３  段部
７、７００、７１０、７２０、７３０  皿バネ（付勢部材）
７５０  波ワッシャ（付勢部材）
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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