(57)【要約】【課題】高信頼性で生産性良いガスセンサを提供する。【解決手段】マウントベース２には、電極ピン５、５が埋設されたピンステイ３と、電極ピン６、６が埋設されたピンステイ４が嵌合固定されている。一対の電極ピン５には検知素子７が接続固定されている。また、一対の電極ピン６には補償素子８が接続固定されている。１はキャップで、検知素子７と補償素子８の間に配置され断熱作用を奏する熱遮蔽板１ａを有するものである。前記キャップ１は、ほぼ円筒状に形成されているが、その外周部の一部には平坦面１ｂが形成されている。この平坦面１ｂはキャップ１の外周部に対向する位置関係で２箇所に設けられている。このように、キャップ１外周部の一部に平坦面１ｂを形成したことにより、外形形状として現れるこの平坦面１ｂを位置基準として用いることができるため、マウントベース２とキャップ１の正確な位置決めが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感ガス素子と補償素子を支持する電極ピンと、当該電極ピンを支持固定するマウントベースと、前記感ガス素子と前記補償素子を断熱するための熱遮蔽板と、前記感ガス素子と補償素子を覆って前記マウントベースに固定されるキャップとを有するガスセンサにおいて、
前記キャップの外周部には、平坦面が形成されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記キャップの外周部に形成された平坦面は、前記熱遮蔽板と平行な面であることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記キャップの外周部肉厚は均一の厚みであることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガスセンサの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス漏れ等を検知するガスセンサとして、マウントベースに植立した電極ピンに検知素子と補償素子を固定し、各々の素子間に熱遮蔽板を配置しその上方にキャップを覆い被せた構造が知られている。（例えば、特許文献１、２、３、４参照）
【０００３】
図６は従来技術によるガスセンサを示す図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は内部を透視した上面図である。マウントベース２には一対の電極ピン５と、一対の電極ピン６がピンステイ３、４を介して植立固定されいる。電極ピン５には検知素子７が固定され、電極ピン６には補償素子８が固定され、その中央に検知素子７と補償素子８を遮るようにして熱遮蔽板２０が固定されている。熱遮蔽板２０はマウントベース２に埋め込み固定されたものである。そして、その上方に円形のキャップ２１を被せるように配置して接合し、ガスセンサを構成したものである。
【０００４】
また、マウントベース２には検知素子７と補償素子８の２極のみが固定され、熱遮蔽板２０が付いた円形のキャップ２１をマウントベース２に接合する構造も考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７７９７５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４９８６２号公報
【特許文献３】特開平８−１１０３１６号公報
【特許文献４】特開２００９−２３６８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の従来構成のガスセンサでは、マウントベース２に熱遮蔽板２０を位置決め固定した後、キャップ２１を上方より被せて接合しているので、熱遮蔽板２０と検知素子７、補償素子８は平行に固定されており、このような配置関係になるよう製造することは比較的容易である。
【０００７】
しかしながら、熱遮蔽板２０があらかじめキャップ２１に接合されているものの場合には、図７に示すように、接合時に熱遮蔽板２０が、マウントベース２に設けられた検知素子７と補償素子８の間に平行に接合されず、斜めにｎ配置され、各々の素子に気体ｋが均一にあたらず、素子温度が不均一に変化し、ゼロ点バラツキの原因となる問題があった。また製造上の歩留りも悪く、生産性低下の問題が危惧される。
【０００８】
本発明は、このような技術背景に基づく課題を解決した高信頼性で生産性良いガスセンサの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のガスセンサは、上記問題点に鑑み、感ガス素子と補償素子を支持する電極ピンと、当該電極ピンを支持固定するマウントベースと、前記感ガス素子と前記補償素子を断熱するための熱遮蔽板と、前記感ガス素子と補償素子を覆って前記マウントベースに固定されるキャップとを有するガスセンサにおいて、前記キャップの外周部には、平坦面が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、キャップ外周部の一部に平坦面形成したので、この平坦面を利用してマウントベースとキャップの正確な位置決めが可能になる。
【００１１】
また、前記キャップの外周部に形成された平坦面は、前記熱遮蔽板と平行な面であることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、キャップ外周部の一部に形成した平坦面を利用してマウントベースとキャップの正確な位置決めが可能になると共に、検知対象となる気体が検知素子と補償素子１３に均一にあたるようになるので素子温度が均一に変化し、これによって検知素子と補償素子の間の素子温度差が変化しないため、ゼロ点バラツキを少なくすることができる。
【００１３】
さらに、前記キャップの外周部肉厚は均一の厚みであることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、キャップの外周部肉厚は均一の厚みであることにより、肉厚差によるガスの透過性にバラツキを生じることなく、気体が検知素子と補償素子に均一にあたるので、ゼロ点バラツキを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のガスセンサによれば、キャップ外周部の一部に平坦面を形成したので、この平坦面を利用してマウントベースとキャップの正確な位置決めが可能になる。また、検知対象となる気体が検知素子と補償素子に均一にあたるように配置できるので、素子温度が均一に変化し、これによって検知素子と補償素子の間の素子温度差が変化しないため、ゼロ点バラツキを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施例のガスセンサを示す図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は内部を透視した上面図。
【図２】キャップを形成するための金型を示す図。
【図３】本発明の一実施例のガスセンサに係るマウントベースを示す図。
【図４】キャップとマウントベースとの接合に用いる治具の正面断面図。
【図５】キャップとマウントベースとの接合に用いる治具を構成する下板、ベースガイド板、キャップガイド板の平面図。
【図６】従来技術によるガスセンサを示す図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は内部を透視した上面図。
【図７】従来技術によるガスセンサを示す図で熱遮蔽板がマウントベースに設けられた検知素子と補償素子の間に平行に接合されず、斜めに配置された状態図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例のガスセンサを示す図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は内部を透視した上面図である。マウントベース２には、電極ピン５、５が埋設されたピンステイ３と、電極ピン６、６が埋設されたピンステイ４が嵌合固定されている。一対の電極ピン５には検知素子７が接続固定されている。また、一対の電極ピン６には補償素子８が接続固定されている。
【００１８】
１はキャップで、検知素子（感ガス素子）７と補償素子８の間に配置され断熱作用を奏する熱遮蔽板１ａを有するものである。本実施例において、熱遮蔽板１ａはキャップ１の内側に一体的に形成されたものである。尚、この熱遮蔽板１ａは別部材として構成することも可能である。
【００１９】
前記キャップ１は、ほぼ円筒状に形成されているが、その外周部の一部には平坦面１ｂが形成されている。本実施例においてキャップ１の外周部に形成される平坦面１ｂはキャップ１の外周部に対向する位置関係で２箇所に設けられている。
【００２０】
このように、キャップ１外周部の一部に平坦面１ｂを形成したことにより、外形形状として現れるこの平坦面１ｂを位置基準として用いることができるため、マウントベース２とキャップ１の正確な位置決めが可能になる。
【００２１】
さらに、前記平坦面１ｂは、前記熱遮蔽板１ａと平行になるよう形成することができる。このような構成によれば、平坦面１ｂは熱遮蔽板１ａと平行な面となっているので、平坦面１ｂをマウントベース２に固定された検知素子７、補償素子８と平行になるように接合を行えば、必然的に熱遮蔽板１ａと検知素子７と補償素子８を平行な位置関係に配置することができる。よって、外形形状として現れるこの平坦面１ｂを基準として、検知対象気体の流れに応じた設置（例えば、ボイラー等への設置）ができるため、キャップ内に均一に気体を通す構成が得られる。（直接あたる面に角があると気体が攪拌するが、攪拌せずにキャップ内に気体を通すことができる。）この結果、気体が検知素子７と補償素子８に不均一にあたることを防ぐことができ、ゼロ点バラツキを抑えることができる。よって良好な品質のガスセンサが得られる。
【００２２】
また、平坦面１ｂを熱遮蔽板１ａに平行な面にすることにより、一目で検知素子７と補償素子８の平行位置がわかる。この結果、他構造で平行関係がわかるような構造を用いずとも方向性を指示することができる。
【００２３】
さらに、前記キャップ１の外周部肉厚は均一の厚みで構成すると良い。このような構成によれば、キャップ１の外周部肉厚が均一の厚みであることにより、肉厚が厚いとガスの透過率が悪くなる、肉厚が薄い５とガスの透過率は良くなるといった、肉厚差によるガス透過のバラツキを防ぐことができる。この結果、気体が検知素子７と補償素子８に不均一にあたることを防ぐことができ、ゼロ点バラツキを抑えることができる。よって良好な品質のガスセンサが得られる。
【００２４】
次に、図１に示す本実施例のガスセンサのキャップの製造方法について説明する。
図２はキャップを形成するための金型を示す図である。
熱遮蔽板部とキャップ外郭部を別途製作して接合する方法もあるが、本実施例では粉末成形を用いて一体型で製作を行った。使用する材料は粒子径０．１〜１ｍｍの範囲、望ましくは０．３５〜０．７ｍｍのセラミックス粉砕粉を使用する。使用する金型は２面に平坦面を形成したダイス１１、キャップ外周部および熱遮蔽部を形成するアウターパンチ１２、インナーパンチ１３、上パンチ１４を用いて図１に示す熱遮蔽板一体型のキャップ１が形成される。
【００２５】
図２に示すようなキャップ外周平坦部と熱遮蔽板部が平行な金型（ダイス１１、アウターパンチ１２）を用いればキャップ外周平坦部と熱遮蔽部が平行な形状は容易に作成することができる。これを大気雰囲気で、１２００℃〜１６００℃で焼成を行えばキャップ１は完成する。製作実施したキャップの形状寸法は外径１２ｍｍ、高さ１０ｍｍ、厚み１ｍｍである。多孔質セラミックスのキャップが得られる。
【００２６】
次に、上記製造工程にて製作されたキャップとマウントベースの接合方法について説明する。図３は本発明の一実施例のガスセンサに係るマウントベースを示す図である。図４はキャップとマウントベースとの接合に用いる治具の正面断面図である。図５はキャップとマウントベースとの接合に用いる治具を構成する下板、ベースガイド板、キャップガイド板の平面図である。
【００２７】
図３に示すように、マウントベース２の外周部の一部には、切り欠き部２ａが設けられている。前記キャップ１とマウントベース２の接合は、キャップ１の平坦面１ｂとマウントベース２の切り欠き部２ａで位置決め支持可能な治具を用いて行う。図４に示す治具１５は、マウントベース２の切り欠き部２ａで方向性正しく支持する下板１５ａと、マウントベース２の位置を方向性正しく支持するベースガイド板１５ｂと、キャップ１の外周部平坦面１ｂを支持するキャップガイド板１５ｃの３体構造となっている。これを両側の治具支持穴１６に治具支持ピン１７にて３体の部品の位置出しを行う。そこにマウントベース２の切り欠き部２ａの方向を支持する下板１５ａに支持ピン１８をセットする。そしてこの治具１５に上方よりマウントベース２、キャップ１をマウントベース２を接合するリングガラス１９、キャップ１をセットして窒素雰囲気で９００℃〜１２００℃の焼成を行う。このような構成の治具を用いることによって、キャップ１の熱遮蔽板部１ａと、検知素子７、補償素子８が平行になるように配置されたガスセンサが完成する。
【符号の説明】
【００２８】
１    キャップ
１ａ  熱遮蔽板
１ｂ  平坦面
２    マウントベース
２ａ  切り欠き部
３    ピンステイ
４    ピンステイ
５    電極ピン
６    電極ピン
７    検知素子
８    補償素子
１１    ダイス
１２    アウターパンチ
１３    インナーパンチ
１４    上パンチ
１５    治具
１５ａ  下板
１５ｂ  ベースガイド板
１５ｃ  キャップガイド板
１６    治具支持穴
１７    治具支持ピン
１８    支持ピン
１９    リングガラス
２０    熱遮蔽板
２１    キャップ
【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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