(57)【要約】【課題】検出素子の昇温を促進し、より早期に活性化することができるガスセンサを提供する。【解決手段】ガスセンサ１のプロテクタ４は検出素子６の周囲を取り囲み、検出素子６よりも排気ガスの流路上流側に位置するため、検出素子６よりも先に昇温する。プロテクタ４が受熱した熱は、当接部４７，６７を介して検出素子６に伝導でき、検出素子６の早期昇温を実現する。また、当接部４７の厚みＤ１が検出素子６の当接部６７の厚みＤ２以下で、検出素子６よりも熱容量の小さなプロテクタ４は、受熱しやすく、プロテクタ４から検出素子６への熱伝導が円滑に行われる。また、検出素子６は、検出部６８の先端側がプロテクタ４の先端から突出し、排気ガスから直接受熱できるので、さらに早期に昇温することができる。【選択図】図２
2013148466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関からの排気ガスが流通する排気管に装着されるガスセンサであって、
軸線に沿って延び、固体電解質体を含み、先端部に、前記排気ガスの検出を行う検出部を有する検出素子と、
自身の先端から前記検出部を突出させた状態で、前記検出素子の径方向周囲を取り囲んで保持する主体金具と、
筒状をなし、内部に前記検出素子の前記検出部の少なくとも一部を収容した状態で、基端部が前記主体金具に固定されると共に、前記排気ガスを内部に導入するための導入孔が形成されたプロテクタと、
を備え、
前記プロテクタと前記検出素子とが、直接互いに当接する当接部を有することを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記当接部は、前記検出素子の前記検出部において、前記軸線に沿う方向の中央よりも先端側の位置に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】
前記プロテクタは、壁面が前記軸線に直交する直交部を有し、
前記プロテクタ側における前記当接部は、前記直交部に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記当接部における前記プロテクタの厚みをＤ１とし、前記当接部における前記検出素子の厚みをＤ２としたときに、
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦１．０
であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記検出素子は、前記先端部の先端が、前記プロテクタよりも前記軸線に沿う方向の先端側に突出することを特徴とする請求項１から４のいずれか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、排気ガス中に晒される検出素子を被水から保護するプロテクタを備えるガスセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体電解質体を用いて形成され、内燃機関の排気ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）や酸素などの濃度に応じ、大きさの異なる起電力が生じたり抵抗値が変化したりする検出素子を備えるガスセンサが知られている（例えば特許文献１参照）。固体電解質体は高温域で活性化するため、特許文献１のガスセンサは固体電解質体を加熱するヒータを備えてガスセンサの駆動開始とともに検出素子を加熱し、早期に活性化させることで、ＮＯｘ濃度や酸素濃度の検出を内燃機関の駆動後、早い段階から行えるようにしている。
【０００３】
ガスセンサは自動車の排気管等に取り付けられて使用されるが、ヒータで加熱された検出素子に、エンジンの始動時などにおいて排気ガスに含まれる低温の水分が付着すると、検出素子が温度差による熱衝撃を受けてクラックや割れを生ずる虞がある。そこで、ガスセンサには検出素子を覆うプロテクタが装着され、検出素子を被水から保護している。
【０００４】
ところで、電力容量の小さなバッテリを搭載する小型車両においては、検出素子を加熱するヒータを備えない、ヒータレスのガスセンサが用いられる。このようなヒータレスのガスセンサは、高温の排気ガスをプロテクタ内に導入して検出素子を加熱し、活性化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０８１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら排気温による加熱では検出素子を直ちに昇温させることが難しく、検出素子が活性化してＮＯｘや酸素などの濃度を検出できるようになるまで時間がかかるという問題があった。このような問題に対処するには、例えば、検出素子の薄肉化による熱容量の低下や、径大化による受熱面積の増加などが挙げられるが、検出素子の強度低下を招いたり、ガスセンサの大型化を招いたりする虞があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、検出素子の昇温を促進し、より早期に活性化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】
本発明の第１態様によれば、内燃機関からの排気ガスが流通する排気管に装着されるガスセンサであって、軸線に沿って延び、固体電解質体を含み、先端部に、前記排気ガスの検出を行う検出部を有する検出素子と、自身の先端から前記検出部を突出させた状態で、前記検出素子の径方向周囲を取り囲んで保持する主体金具と、筒状をなし、内部に前記検出素子の前記検出部の少なくとも一部を収容した状態で、基端部が前記主体金具に固定されると共に、前記排気ガスを内部に導入するための導入孔が形成されたプロテクタと、を備え、前記プロテクタと前記検出素子とが、直接互いに当接する当接部を有するガスセンサが提供される。
【０００９】
第１態様に係るガスセンサでは、プロテクタが検出素子に直接当接するため、検出素子は、プロテクタの導入孔からプロテクタ内に導入された排気ガスにより加熱されるのみならず、排気管内を流通する排気ガスによって加熱されたプロテクタから、互いの当接部を介し、直接、熱の伝導を受ける。このため、検出素子の昇温が促進され、検出素子は、より早期に活性化することができる。また、検出素子は、検出部の少なくとも一部がプロテクタ内に収容される構成であるため、排気管内に直接露出してもよく、こうした構成のガスセンサであれば、検出素子が排気ガスに直接接触して受熱することができ、さらに早期に活性化することができる。
【００１０】
第１態様において、前記当接部は、前記検出素子の前記検出部において、前記軸線に沿う方向の中央よりも先端側の位置にあってもよい。ガスセンサは、排気管に装着された場合に排気管内の略中央に先端が位置する。排気管を流れる排気ガスは排気管の周囲から冷却されるが、中央ほど流速が速いため、排気ガスが冷却されにくく、よって排気管の中央ほど排気ガスの温度が高い。ゆえに、排気ガスによる昇温の効果は排気管の中央に近づくほど高くなる。よって第１態様のように、プロテクタの当接部と検出素子の当接部とが排気管の中央に、より近い位置で当接することで、プロテクタが受熱した熱を、より高い温度で検出素子に伝導することができ、検出素子の昇温を、より効率よく行うことができる。
【００１１】
第１態様において、前記プロテクタは、壁面が前記軸線に直交する直交部を有してもよく、前記プロテクタ側における前記当接部は、前記直交部に設けられてもよい。ガスセンサのプロテクタは従来、有底筒状に形成され、底壁が軸線に直交する壁面を有して構成されている。ゆえに、新たに当接部を設けるための設計を行わずとも、従来のプロテクタを改良し、検出素子に当接する当接部をその直交部に設けるだけで、プロテクタと検出素子との接触による熱伝導を実現でき、検出素子を早期に昇温することができる。
【００１２】
第１態様において、前記当接部における前記プロテクタの厚みをＤ１とし、前記当接部における前記検出素子の厚みをＤ２としたときに、０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦１．０であってもよい。Ｄ１／Ｄ２≦１．０すなわちＤ１≦Ｄ２が満たされ、プロテクタの熱容量が検出素子の熱容量よりも小さくなれば、排気ガスによってガスセンサが加熱された場合に、検出素子よりもプロテクタが昇温しやすくなる。さらに、プロテクタは検出素子の外周を取り囲んでおり、常に、検出素子よりも排気ガスの流路の上流側にプロテクタが位置するため、検出素子よりも先にプロテクタが受熱し、昇温しやすい。ゆえに、先に昇温したプロテクタの熱が当接部を介して検出素子に円滑に伝導するため、検出素子は、排気ガスによる直接的な加熱のみならず、プロテクタからの熱伝導によって、早期に昇温することができる。なお、Ｄ１／Ｄ２が小さいほど熱容量が小さくなってプロテクタが昇温しやすくなるので、検出素子をより速く昇温させることができるが、０．１未満になると、プロテクタの機械的な強度（剛性）が低下するため望ましくない。
【００１３】
第１態様において、前記検出素子は、前記先端部の先端が、前記プロテクタよりも前記軸線に沿う方向の先端側に突出してもよい。検出素子の先端部の先端がプロテクタから突出し、排気管内で排気ガスに直接接触することができれば、排気ガスからの受熱を効率よく行い、より早期に昇温することができる。ゆえに、プロテクタからの熱伝導と、排気ガスからの直接的な加熱とによって、検出素子のさらなる早期昇温を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】排気管９５に取り付けたガスセンサ１の縦断面図である。
【図２】図１の二点鎖線Ａで囲う、ガスセンサ１の先端側の部位を拡大した断面図である。
【図３】変形例であるガスセンサ１０１の先端側の部位を拡大した断面図である。
【図４】変形例であるガスセンサ２０１の先端側の部位を拡大した断面図である。
【図５】変形例であるガスセンサ３０１の先端側の部位を拡大した断面図である。
【図６】変形例であるガスセンサ４０１の先端側の部位を拡大した断面図である。
【図７】変形例であるガスセンサ５０１の先端側の部位を拡大した断面図である。
【図８】変形例であるガスセンサ６０１の先端側の部位を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化したガスセンサの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照し、本実施の形態のガスセンサ１の構造について説明する。なお、図１に示すガスセンサ１は、内燃機関の一例として自動二輪車等のエンジンから排出される排気ガスが流通する排気管９５に取り付けられて使用される。以下では、ガスセンサ１の軸線Ｏを基準に、排気管９５内に挿入される検出素子６の先端側（閉じている側であり図中下側）をガスセンサ１の先端側とし、これと反対側（図中上側）を後端側として説明する。
【００１６】
図１に示すガスセンサ１は、自動車の排気管９５に取り付けられ、排気管９５内を流通する排気ガス中の酸素の有無を検出する酸素センサである。ガスセンサ１は、細長で先が閉じられた筒状の検出素子６を、筒状の主体金具５で取り囲んで保持した構造を有する。検出素子６は、ジルコニアを主成分とし、軸線Ｏに沿って延びる有底筒状に形成した固体電解質体６１の外周面上および内周面上に、それぞれ検出電極６２および基準電極６３を設けたものである。
【００１７】
固体電解質体６１は、軸線Ｏに沿う方向において略中央の位置に、径方向外側へ向けて突出する鍔状のフランジ部６５を有する。フランジ部６５よりも先端側の先端部６４は先端へ向けて徐々に縮径し、先端部分が球面状に閉じている。先端部６４における固体電解質体６１の外周側の表面には、ＰｔまたはＰｔ合金からなる多孔質状の検出電極６２が、そのほぼ全面を覆って形成されている。固体電解質体６１の内周側の表面にも同様に、ＰｔまたはＰｔ合金からなる多孔質状の基準電極６３が、そのほぼ全面を覆って形成されている。すなわち、検出素子６は先端部６４において検出電極６２と基準電極６３とが固体電解質体６１を挟んで対向しており、この部分（つまり先端部６４）が酸素の有無を検出可能な部位として機能する。また、検出電極６２は、排気ガスによる被毒から保護するための多孔質状の保護層に覆われている。
【００１８】
ところで、検出素子６は、先端部６４のうち、主体金具５（後述）の先端から軸線Ｏに沿う方向の先側へ向けて突出する部位が排気管９５内に挿入され、プロテクタ４（後述）を介して排気ガスに晒される。排気ガスは主体金具５の先端より後側、すなわち主体金具５の筒孔５５内にも進入可能であるため、検出素子６の先端部６４は筒孔５５内に配置される部位も排気ガスに晒される。つまり、検出電極６２は、先端部６４の全体において、酸素の有無を検出可能である。
【００１９】
ここで、排気管９５を流通する排気ガスは、プロテクタ４の導入孔４２からプロテクタ４内に進入し、検出素子６と接触して、他の導入孔４２からプロテクタ４外に排出される。このため、検出素子６の先端部６４のうち、主体金具５の筒孔５５内に配置される部位よりも、プロテクタ４内に配置される部位（プロテクタ４外に露出する部位も含む）において、周囲の雰囲気のガス交換がより積極的になされる。よって、検出素子６の先端部６４のうち、プロテクタ４内に配置される部位、すなわち主体金具５の先端より先側に突出する部位が、排気ガス中の酸素の有無を検出する部位として主に機能する。そこで、本実施の形態では、検出素子６の先端部６４のうち、主体金具５の先端から先側へ向けて突出する部位を、便宜上、排気ガス中の酸素の有無を検出する検出部６８とする。なお、検出電極６２は、先端部６４外表面のほぼ全面を覆って形成したが、全面でなく、検出部６８の外表面を覆って形成する構成としてもよい。
【００２０】
検出素子６は、後端部６６において、接続端子７５の筒状に形成された先端部７６が外嵌めされ、検出電極６２と接続端子７５とが電気的に接続される。接続端子７５は軸線Ｏに沿って延び、後端側にて、図示外の外部回路（例えば自動車の電子制御装置（ＥＣＵ））との電気的な接続を行うリード線１８の芯線に加締め接合される。同様に、接続端子７０の筒状に形成された先端部７１が検出素子６の筒穴６９内に挿入されて内嵌めされ、基準電極６３と接続端子７０とが電気的に接続される。接続端子７０も軸線Ｏに沿って延び、後端側にて、他のリード線１８の芯線に加締め接合される。
【００２１】
検出素子６は、ガスセンサ１を排気管９５に取り付けるための金具である筒状の主体金具５に保持される。主体金具５は、筒孔５５内で軸線Ｏに沿う方向の略中央付近に、段部５９を有する。段部５９には、パッキン１３を介して検出素子６（固体電解質体６１）のフランジ部６５が係止されている。さらに筒孔５５内に、滑石の粉末からなるシール材１４がフランジ部６５の後端側から装填され、シール材１４を後端側から押さえるように、アルミナ製のスリーブ１５が筒孔５５内に挿入されている。主体金具５の後端に設けられた加締部５７が、金属製のリング１６を介してスリーブ１５を先端側に向けて押圧するように加締められている。このように、主体金具５の段部５９と加締部５７との間に、パッキン１３、フランジ部６５、シール材１４、スリーブ１５およびリング１６が挟まれて、検出素子６が主体金具５に一体に保持されている。
【００２２】
主体金具５は、外周に、ガスセンサ１を排気管９５に取り付けるためのねじ山が形成された取付部５２を有する。取付部５２の先端側には、後述するプロテクタ４を組み付ける先端組付部５６が形成されている。取付部５２の後端側には、排気管９５への取り付けの際に使用される工具が係合される工具係合部５３が設けられている。工具係合部５３と取付部５２との間には、排気管９５の取付部９６を介したガス抜けを防止するための環状のガスケット１１が嵌挿されている。工具係合部５３の後端側には、後述する外筒３を組み付ける後端組付部５８が形成されている。後端組付部５８の後端側に、上記の加締部５７が設けられている。
【００２３】
検出素子６は、上記したように、先端部６４の一部（上記の検出部６８）が、主体金具５の先端（先端組付部５６）から先方に突出している。図１，図２に示すように、先端組付部５６には、検出素子６の先端部６４を保護する筒状のプロテクタ４の基端部４５が、パッキン５４を挟んで加締められて組み付けられている。プロテクタ４は、排気管９５内に突き出される検出素子６の先端部６４を、排気ガス中に含まれる水滴や異物等の衝突から保護する。
【００２４】
プロテクタ４の外周面には、内部に排気ガスを導入し、検出素子６の検出部６８のうちプロテクタ４内に配置される部分へと導く複数の導入孔４２が開口されている。また、プロテクタ４の先端は径方向内向きに折り返され、壁面が軸線Ｏに直交する直交部４１として形成されている。検出素子６は、先端部６４のうちの検出部６８において、素子の先端を含む一部が、直交部４１の径方向中央からプロテクタ４の外部に突出されている。言い換えると、プロテクタ４は先端に開口を有する有底筒状をなしており、その開口から、検出素子６の先端を含む検出部６８の一部がプロテクタ４外に突出されている。
【００２５】
次に、図１に示すように、検出素子６の後端部６６は、主体金具５の後端（加締部５７）よりも後方に突出している。前述したように、後端部６６には、接続端子７０の先端部７１が内嵌めされ、接続端子７５の先端部７６が外嵌めされている。検出素子６の後方には、絶縁性セラミックスからなる筒状のセパレータ６０が配置されている。セパレータ６０は、接続端子７０と接続端子７５とが互いに接触しないように筒内で両者の位置決めを行う。
【００２６】
検出素子６の後端部６６とセパレータ６０の周囲を囲うように、筒状の外筒３が配設されている。外筒３は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を軸線Ｏに沿って延びる筒状に形成し、略中央より先端側の先端部３１（図１において下側）を、後端部３２よりも大径に形成したものである。先端部３１と後端部３２の間には段部３３が設けられている。先端部３１の開口は、主体金具５の後端組付部５８の外周に外嵌めした状態で外周側から加締められ、さらに外周を一周してレーザ溶接が施されており、外筒３と主体金具５とが一体に固定されている。上記のセパレータ６０は外筒３内に収容され、段部３３と、セパレータ６０の先端側に配置され外筒３の先端部３１内で加締め保持される保持金具３８との間に挟まれて、外筒３内で位置決め保持される。
【００２７】
外筒３の後端部３２の開口にはフッ素系ゴムからなる円柱状のグロメット９が配置されている。グロメット９は後端に、鍔状に拡径する部位を有し、外筒３の後端部３２の開口端に当接させて、自身を位置決めする。グロメット９には軸線Ｏに沿う方向に延びる２つの貫通孔９１が設けられ、接続端子７０，７５に接続された２本のリード線１８がそれぞれ挿通され、グロメット９を介してガスセンサ１の外部に引き出されている。
【００２８】
外筒３の後端部３２の側面には周方向に４つの連通孔３４（図１ではそのうちの３つを図示）が等間隔に形成されており、セパレータ６０とグロメット９との間の中空状の部分と外部とを連通する。外筒３の後端部３２の径方向外周には、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂を筒状に形成した撥水性のフィルタ３５が被せられており、連通孔３４ごと後端部３２の外周を覆う。さらに、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を筒状に形成した保護外筒３６が、フィルタ３５ごと外筒３の後端部３２の径方向外周を覆って保護する。
【００２９】
保護外筒３６の側面には、周方向に４つの導入孔３７（図１ではそのうちの２つを図示）が等間隔に形成されており、フィルタ３５および連通孔３４を介し、外筒３の内部と外部とを連通する。保護外筒３６は、後端側の外周が外筒３ごと加締められており、外筒３の後端部３２の開口に配置されたグロメット９がその加締めによって外筒３に保持されている。
【００３０】
このような構成のガスセンサ１の検出素子６は、検出電極６２に接する排気ガス中の酸素濃度と、基準電極６３に接する大気中の酸素濃度との濃度差に応じた出力を行う。検出素子６の基体である固体電解質体６１は、周知のように、例えば３００℃以上の高温域において活性化し、検出電極６２と基準電極６３との間に酸素濃度差に応じた起電力を生ずることができる。本実施の形態のガスセンサ１では、排気管９５を流通する排気ガスによって検出素子６を加熱し、固体電解質体６１を活性化させている。さらに、本実施の形態では、固体電解質体６１よりも径大で比表面積が大きいため受熱しやすいプロテクタ４が排気ガスから受けた熱を固体電解質体６１に伝導することによって、固体電解質体６１の活性化を促進している。
【００３１】
図２に示すように、プロテクタ４は、先端を径方向内向きに折り返した直交部４１に、検出素子６の表面（より具体的には検出電極６２の表面）に接触する当接部４７を有する。プロテクタ４の当接部４７は、検出素子６側で当接部４７に接触する、検出素子６の当接部６７に対し、突き当てた状態に密接する。ここで、検出素子６の当接部６７は、検出部６８（主体金具５の先端から突出する部位）において、軸線Ｏに沿う方向の略中央の位置（図２において矢印Ｂで示す位置）よりも先端側に位置する。言い換えると、プロテクタ４の当接部４７は、軸線Ｏに沿う方向において、検出部６８の略中央の位置Ｂよりも先端側の位置で、検出素子６の当接部６７に当接する。
【００３２】
このプロテクタ４は、鋼版をプレス加工して作製したものであり、壁面の厚みは全体にわたって略一定である。また、検出素子６は、固体電解質体６１の粉体をラバープレスで有底筒状に押し固め、表面に電極（検出電極６２および基準電極６３）を形成し、焼成することによって作成される。検出素子６は、厚みが検出部６８においては略一定になるように成形されている。そこで本実施の形態では、プロテクタ４の当接部４７における厚みをＤ１とし、検出素子６の当接部６７における厚みをＤ２としたときに、Ｄ１／Ｄ２が０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦１．０を満たすことを規定している。
【００３３】
Ｄ１／Ｄ２≦１．０すなわちＤ１≦Ｄ２が満たされることによって、プロテクタ４の熱容量は、検出素子６の熱容量よりも小さく、排気ガスによってガスセンサ１が加熱された場合に、プロテクタ４は検出素子６よりも昇温しやすい。さらに、プロテクタ４は検出素子６の外周を取り囲んでおり、常に、検出素子６よりも排気ガスの流路の上流側にプロテクタ４が位置するため、検出素子６よりも先にプロテクタ４が受熱し、昇温しやすい。ゆえに、先に昇温したプロテクタ４の熱が当接部４７，６７を介して検出素子６に伝導するため、検出素子６は、排気ガスによる直接的な加熱のみならず、プロテクタ４からの熱伝導によって、早期に昇温することができる。このように、本実施の形態では、排気ガスによる直接的な加熱のみならず、プロテクタ４を介した間接的な加熱によって、検出素子６の早期昇温を実現している。ゆえに、ヒータレスのガスセンサ１においても、検出素子６の昇温を、検出素子６の薄肉化に頼らずとも速めることができる。特に、主体金具５の取付部５２におけるねじ径がＭ１２以下の小型のガスセンサ１において、検出素子６の肉厚を確保しつつ、より速く昇温させることができるので、より望ましい。なお、Ｄ１／Ｄ２が小さいほど熱容量が小さくなってプロテクタ４が昇温しやすくなるので、検出素子６をより速く昇温させることができるが、０．１未満になると、プロテクタ４の機械的な強度（剛性）が低下するため望ましくない。
【００３４】
また、本実施の形態では、上記したように、プロテクタ４の当接部４７と、検出素子６の当接部６７とが、検出部６８の略中央の位置Ｂよりも先端側の位置で当接する。図１に示すように、排気管９５にガスセンサ１が取り付けられた場合に、検出素子６の先端の位置は、排気管９５の略中央の位置に達する。排気管９５を流れる排気ガスは排気管９５の周囲から冷却されるが、中央ほど流速が速いため、排気ガスが冷却されにくく、よって排気管９５の中央ほど排気ガスの温度が高い。ゆえに、排気ガスによる昇温の効果は排気管９５の中央に近づくほど高くなる。したがって、プロテクタ４の当接部４７と検出素子６の当接部６７とが排気管９５の中央に、より近い位置で当接することで、プロテクタ４が受熱した熱を、より高い温度で検出素子６に伝導することができ、検出素子６の昇温を、より効率よく行うことができる。
【００３５】
さらに、本実施の形態では、上記したように、検出素子６の先端を含む検出部６８の一部が、プロテクタ４の先端の開口から外部に突出されている。すなわち、図２に示すように、検出素子６の先端が、排気管９５の中央により近い位置（図１参照）において、プロテクタ４の外部に露出している。この構造によって、検出素子６は、排気管９５を流通する排気ガスに直接接触し、排気ガスから直接的に受熱することができるので、検出素子６の昇温をさらに速めることができる。
【００３６】
なお、本発明は上記各実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。例えば、図３に示す、ガスセンサ１０１のプロテクタ１０４の先端部１４３のように、周壁を径方向に広げつつ軸線Ｏに沿う方向に圧縮して形成してもよい。先端部１４３をこのように形成することによりプロテクタ１０４の軸線Ｏに沿う方向の長さ（大きさ）は変えずに先端部１４３の表面積を広げ、プロテクタ１０４が受熱しやすくすることができる。そして、この先端部１４３に、本実施形態と同様に、壁面が軸線Ｏに直交する直交部１４１を備え、その直交部１４１に、検出素子６の表面に接触する当接部１４７を有するとよい。これにより、ガスセンサ１０１においても、排気管９５（図１参照）の略中央に近い位置でプロテクタ１０４が受熱した熱を、より高い温度で検出素子６に伝導することができ、検出素子６の昇温を、より効率よく行うことができる。
【００３７】
また、図４に示す、ガスセンサ２０１のように、プロテクタ２０４の直交部２４１から突出させる検出素子６の部位をさらに小さくし、検出部６８の先端のみとしてもよい。すなわち検出素子６は、側壁部分ではなく先端でドーム状に閉じる球面部分にプロテクタ２０４の当接部２４７に当接する当接部２６７を有してもよい。このような形態であっても、プロテクタ２０４の当接部２４７と検出素子６の当接部２６７とが互いに当接状態となることで、プロテクタ２０４が受熱した熱を検出素子６に伝導することができ、検出素子６を早期に昇温することができる。
【００３８】
また、図５に示す、ガスセンサ３０１のように、検出素子６が、プロテクタ３０４の先端から突出しない構成としてもよい。この場合、例えば検出素子６の先端をプロテクタ３０４の直交部３４１に内部側から軸線Ｏに沿って当接させて、検出素子６の当接部３６７とプロテクタ３０４の当接部３４７との当接を確保してもよい。
【００３９】
また、図６に示す、ガスセンサ４０１のように、ガスセンサ３０１と同様に検出素子６がプロテクタ４０４の先端から突出しない構成で、さらに、プロテクタ４０４の直交部４４１に検出素子６の先端の形状にあわせた曲面を有する接触部４４３を形成してもよい。このようにすることで、プロテクタ４０４の当接部４４７と検出素子６の当接部４６７との間での接触面積を大きく確保できるので、プロテクタ４０４が受熱した熱を効率よく検出素子６に伝導することができ、検出素子６を早期に昇温することができる。
【００４０】
また、図７に示す、ガスセンサ５０１のように、プロテクタ５０４に検出素子６との接触を担う接触片５４３を形成し、接触片５４３の当接部５４７と、検出素子６の当接部５６７との当接を確保してもよい。例えば、プロテクタ５０４の側壁に切欠を設け、その切欠を内向きに押し込んで接触片５４３とし、接触片５４３の先端部分を当接部５４７として、検出素子６の当接部５６７に当接させるとよい。さらに、導入孔５４２からプロテクタ５０４の内部に排気ガスを導入する際のガスの整流を行うルーバーが、接触片５４３を兼ねてもよい。
【００４１】
また、図８に示す、ガスセンサ６０１のように、検出素子６０６が、Ｐｔ等による電極パターンを形成した板状の固体電解質体の間にアルミナ等からなる絶縁体を挟んで積層したタイプのものであっても同様である。このタイプのガスセンサ６０１においても、プロテクタ６０４の直交部６４１に設けた当接部６４７が、検出素子６０６の当接部６６７に当接することで、排気ガスから受熱した熱を検出素子６０６に伝導することができ、検出素子６０６を早期に昇温することができる。また、図８の例では、検出素子６０６の先端部６６４において、素子の先端を含む検出部６６８の一部をプロテクタ６０４の先端の開口から外部に突出させた。しかし、プロテクタ６０４と検出素子６０６とがそれぞれの当接部６４７，６６７で当接する構成であれば、プロテクタ６０４内に検出素子６０６が収容された構成であってもよいことも、上記の各種変形例と同様である。
【符号の説明】
【００４２】
１    ガスセンサ
４    プロテクタ
５    主体金具
６    検出素子
４１    直交部
４２    導入孔
４５    基端部
４７    当接部
６１    固体電解質体
６４    先端部
６７    当接部
６８    検出部
９５    排気管
【図１】
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【図２】
2013148466.tif 000004
【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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