(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ基板（３）と、該センサ基板（３）に一体的に組み付けられるガスセンサ素子（１１）とを有するセンサユニット（９）と、
前記センサユニット（９）の収容空間（１７）を形成するとともに、被検知ガスを導入するためのケーシングガス入口（１３）を有したケーシング（１９）とを備え、
前記ケーシング（１９）には、前記センサ基板（３）の外周縁を取り囲むケーシング周側面（２ｐ）の外側において該ケーシング周側面（２ｐ）と対向する通路形成壁（４）が一体的に設けられ、それら通路形成壁（４）とケーシング周側面（２ｐ）との間に、ケーシング外部空間と連通する側方ガス通路（２）が形成されてなり、
前記側方ガス通路（２）は、前記通路形成壁（４）の高さ方向における第一端（ＰＥ）側が開放して前記被検知ガスの受入口（６）とされ、他方、第二端（ＳＥ）側の開口の一部又は全部が遮蔽部（１６）によって塞がれるとともに、前記ケーシング周側面（２ｐ）の周方向において前記遮蔽部（１６）に対応する位置に前記ケーシングガス入口（１３）が形成されてなり、
前記側方ガス通路（２）は、前記第一端（ＰＥ）及び第二端（ＳＥ）がいずれも開放した貫通形態に形成され、前記遮蔽部（１６）は前記第二端（ＳＥ）側の開口の一部又は全部を塞ぐものとして、前記通路形成壁（４）と別体に形成されてなり、
さらに、前記ケーシング（１９）は、底部（３１）と、その底部（３１）の外縁から立ち上がる前記ケーシング周側面（２ｐ）を形成する側壁部（３３）とを有する本体部（２１）を備え、前記通路形成壁（４）が該本体部（２１）に一体化され、前記側壁部（３３）は、高さ方向における前記底部（３１）と反対側の端が解放して本体開口部（３５）とされ、その本体開口部（３５）が前記本体部（２１）とは別体の蓋（２３）によって塞がれるとともに、
前記遮蔽部（１６）は、前記側壁部（３３）よりも前記側方ガス通路（２）の前記第二端（ＳＥ）側に張り出す、前記蓋（２３）の延出部として形成されてなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記蓋（２３）には、前記遮蔽部（１６）をなす前記延出部を含めた外周縁に沿って前記本体部（２１）側に突出する補強壁部（２３ａ）が形成され、前記遮蔽部（１６）の延出基端位置において前記蓋（２３）の内面と、前記本体部（２１）の前記側壁部（３３）の端面との間に前記ケーシングガス入口（１３）が形成されてなる請求項１記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記ケーシングガス出口（１４）が、前記補強壁部（２３ａ）の一部を切り欠く形で形成されている請求項２記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記ケーシング（１９）は、前記収容空間（１７）を挟んで互いに対向する前記底部（３１）及び頂面部（２２）と、それら底部（３１）及び頂面部（２２）の周縁同士を連結する形で前記収容空間（１７）を取り囲むように形成された、前記ケーシング周側面（２ｐ）を形成する前記側壁部（３３）とを有した収容空間形成体（１９ａ）を備え、前記収容空間（１７）へ前記被検知ガスを直接流入させる収容空間ガス入口（５５）が、前記頂面部（２２）にのみ形成されるとともに、
前記蓋（２３）は、前記側方ガス通路（２）からの前記被検知ガスを前記収容空間ガス入口（５５）に導く主ガス通路（８）を形成する、主ガス通路形成部材（２３）に兼用され、前記ケーシングガス入口（１３）が、前記蓋（２３）における前記側方ガス通路（２）と前記主ガス通路（８）との接続位置に形成されるとともに、
前記本体部（２１）と前記蓋（２３）との間に中蓋（２２）が配置され、該中蓋（２２）が前記頂面部となって前記本体部（２１）とともに前記収容空間形成体（１９ａ）を形成し、前記収容空間（１７）へ前記被検知ガスを直接流入させる前記収容空間ガス入口（５５）が前記中蓋（２２）に形成され、
前記蓋（２３）と前記中蓋（２２）との間に前記主ガス通路（８）が形成される請求項２又は３に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記主ガス通路（８）において、前記ケーシングガス入口（１３）と前記収容空間ガス入口（５５）との間に、前記ケーシングガス入口（１３）から侵入した水滴が前記収容空間ガス入口（５５）に直接向かうことを阻止する入口側保護仕切り部（６０）が設けられている請求項４記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記主ガス通路（８）において、前記ケーシングガス出口（１４）と前記収容空間ガス入口（５５）との間に、前記ケーシングガス出口（１３）から侵入した水滴が前記収容空間ガス入口（５５）に直接向かうことを阻止する出口側保護仕切り部（６２）が設けられている請求項４又は５に記載のガスセンサ。
【請求項７】
前記センサ基板（３）の板面が上下方向に立った状態となり、前記ケーシング周側面（２ｐ）の、前記収容空間（１７）を挟んだ左右の面のそれぞれに、前記ケーシングガス入口（１３）と前記ケーシングガス出口（１４）とが開口し、かつ、前記ケーシングガス出口（１４）の下縁が前記ケーシングガス入口（１３）の下縁と同位置または低位となる位置関係にて、前記ケーシング（１９）が取り付けて使用される請求項１ないし６のいずれか１項に記載のガスセンサ。
【請求項８】
前記収容空間ガス入口（５５）が、シート状の撥水性フィルタ（７０）にて覆われてなる請求項１ないし７のいずれか１項に記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くの自動車は、車内につながるダクトに外気を取り入れるダクト（外気用ダクト）と内気を取り入れ循環させるダクト（内気用ダクト）とを備えている。これらのダクトの切り換えにはフラップが用いられており、車外の空気が比較的清浄な場合はフラップで内気用ダクトを閉じて外気を取り込み、逆に交通量の多い道路やトンネル内を走行する時には、排気ガスを多く含んだ外気が車内に入り込まないようにフラップで外気用ダクトを閉じて内気を循環させるようにしている。このフラップの開閉による内外気モードの切り換えは、一般の自動車では手動式であり、運転者や同乗者が走行環境に応じて適宜操作を行なうものである。
【０００３】
しかし、手動による切換は往々にして忘れがちであり、外気モードのままトンネルに入って車内に排気ガスの臭いが立ち込めてから慌てて内気モードに切り換えるといったケースもしばしば起こりうる。そこで、外気中の排気ガス濃度の変化をガスセンサにより検出し、所定レベル以上の排気ガスの濃度変化が検出された場合には自動的にフラップの開閉を切り換えて内外気モードを制御する機構が、最近のハイグレードの車種等に搭載されている。このような目的に使用されるガスセンサは、例えば特開平８−１９２６１７号公報に提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなガスセンサは、自動車のフロントグリルや空調装置のダクト等に取り付けられ、ケーシングに形成された開口部から被検知ガスである外気を取り入れ、ガス検知を行なう。しかし、雨天時や走行時の水の跳ね上げ時、あるいは洗車時などにおいてガスセンサ（ケーシング）に水がかかると、開口部からケーシング内に水滴が入り込んで、検出に悪影響を与えるおそれがある。特開平８−１９２６１７号公報においては、ケーシング内の被検知ガスの流通経路を、長くかつ曲折したものとすることにより、ケーシング内に配置されたセンサ素子に水滴が到達する確率を低減するようにしている。しかし、この構成はケーシング内部の構造が複雑化し、コストアップが避け難い問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、より簡便な構成により、ガス入口あるいはガス出口からケーシング内部への水滴の侵入を効果的に抑制できるようにしたガスセンサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記の課題を解決するために、本発明のガスセンサの第一の構成は、
センサ基板と、該センサ基板に一体的に組み付けられるガスセンサ素子とを有するセンサユニットと、
センサユニットの収容空間を形成するケーシングとを備え、
ケーシングの、センサ基板の外周縁を取り囲むケーシング周側面の外側に、該ケーシング周側面の周方向における少なくとも一部区間をなす領域と対向する通路形成壁が一体的に設けられ、該通路形成壁とケーシング周側面との間に、ケーシング外部空間と連通する側方ガス通路が形成されるとともに、ケーシング周側面には、側方ガス通路の形成領域にケーシングガス入口が開口し、また、ケーシング周側面の周方向においてケーシングガス入口と異なる位置に、収容空間から被検知ガスを流出させるケーシングガス出口が開口していることを特徴とする。
【０００７】
上記本発明のガスセンサの第一の構成においては、ケーシング周側面の外側に通路形成壁を設けてケーシングの外部に側方ガス通路を形成し、該通路形成壁に覆われたケーシングの周側面にケーシングガス入口を開口させている。その結果、側方ガス通路からケーシング周側面に形成されたケーシングガス入口を経る曲がった経路にて被検知ガスがケーシング内に導入されるので、ケーシングガス入口からケーシング内部に水滴が侵入する確率を低減できる。また、曲がったガスの導入経路が、ケーシング外部に形成された側方ガス通路により形成されるので、ケーシング自体は内部構造が複雑化することなく、コストアップを生じにくい。
【０００８】
ケーシングは、収容空間を挟んで互いに対向する底部及び頂面部と、それら底部及び頂面部の周縁同士を連結する形で収容空間を取り囲むように形成された、ケーシング周側面を形成する側壁部とを有した収容空間形成体を備え、収容空間へ被検知ガスを直接流入させる収容空間ガス入口が、頂面部にのみ形成されるものとして形成できる。この場合、ケーシングは、側方ガス通路からの被検知ガスを収容空間ガス入口に導く主ガス通路を形成する主ガス通路形成部材を有するものとし、ケーシングガス入口を、主ガス通路形成部材における側方ガス通路と主ガス通路との接続位置に形成することができる。このように構成すると、側方ガス通路からの被検知ガスは、ケーシングガス入口から一端曲がって主ガス通路に入り、さらに収容空間ガス入口でもう一度曲がって収容空間内に導入されるので、センサユニットや基板の配置される収容空間を、水滴の侵入からより強固に保護することができる。なお、通路形成壁の高さ方向端面を、収容空間ガス入口の形成されない底部の外底面に面一としておけば、ケーシング周側面への飛水に対し、その全面が通路形成壁によって保護されているので、ケーシング内への水滴の侵入をより確実に防止できる。
【０００９】
さらに、本発明のガスセンサの第二の構成は、
センサ基板（３）と、該センサ基板（３）に一体的に組み付けられるガスセンサ素子（１１）とを有するセンサユニット（９）と、
センサユニット（９）の収容空間（１７）を形成するとともに、被検知ガスを導入するためのケーシングガス入口（１３）を有したケーシング（１９）とを備え、
ケーシング（１９）には、センサ基板（３）の外周縁を取り囲むケーシング周側面（２ｐ）の外側において該ケーシング周側面（２ｐ）と対向する通路形成壁（４）が一体的に設けられ、それら通路形成壁（４）とケーシング周側面（２ｐ）との間に、ケーシング外部空間と連通する側方ガス通路（２）が形成されてなり、
側方ガス通路（２）は、通路形成壁（４）の高さ方向における第一端（ＰＥ）側が開放して被検知ガスの受入口（６）とされ、他方、第二端（ＳＥ）側の開口の一部又は全部が遮蔽部（１６）によって塞がれるとともに、ケーシング周側面（２ｐ）の周方向において遮蔽部（１６）に対応する位置にケーシングガス入口（１３）が形成されてなり、
側方ガス通路（２）は、第一端（ＰＥ）及び第二端（ＳＥ）がいずれも開放した貫通形態に形成され、遮蔽部（１６）は第二端（ＳＥ）側の開口の一部又は全部を塞ぐものとして、通路形成壁（４）と別体に形成されてなり、
さらに、ケーシング（１９）は、底部（３１）と、その底部（３１）の外縁から立ち上がる側壁部（３３）とを有する本体部（２１）を備え、通路形成壁（４）が該本体部（２１）に一体化され、側壁部（３３）は、高さ方向における底部（３１）と反対側の端が解放して本体開口部（３５）とされ、その本体開口部（３５）が本体部（２１）とは別体の蓋（２３）によって塞がれるとともに、
遮蔽部（１６）は、側壁部（３３）よりも側方ガス通路（２）の第二端（ＳＥ）側に張り出す、蓋（２３）の延出部として形成されてなることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によると、側方ガス通路の第一端側から被検知ガスが側方ガス通路内にスムーズに進入でき、さらに、遮蔽部に当たることでケーシングガス入口に向けてガス流を確実にケーシング内部に導くことができる。また、ケーシング内部へのガス流量は、ガス流を受ける遮蔽部の面積や形成位置により比較的簡単に設計調整できる利点もある。他方、ガスよりも比重の高い水滴は遮蔽部に当たることで、ケーシング内部への侵入を効果的にブロックできる。なお、側方ガス通路を、第一端及び第二端がいずれも開放した貫通形態に形成し、遮蔽部は第二端側の開口の一部又は全部を塞ぐものとして、通路形成壁と別体に形成できる。このようにすると、側方ガス通路部分を一旦貫通形態にて形成することで、高分子材料の射出成型等の適用が容易となり、別体形成された遮蔽部を後付にて取り付ければよいので、製造能率の向上に寄与でき、結果的にコスト削減を図ることができる。
【００１１】
上記本発明のガスセンサは、センサ基板の板面が上下方向に立った状態となり、ケーシング周側面の、収容空間を挟んだ左右の面のそれぞれに、ケーシングガス入口とケーシングガス出口とが開口し、かつ、ケーシングガス出口の下縁がケーシングガス入口の下縁と同位置または低位となる位置関係にて、ケーシングが取り付けて使用されるものとできる。このようにすると、ケーシング入口から水滴等が侵入しても、ケーシングガス入口よりも低位となったケーシングガス出口の下縁から容易に排出でき、ケーシング内に滞留することが防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である車両に取り付けて使用されるガスセンサ１（以下、ガスセンサ１ともいう）の一例を示す斜視図である。また、図２は、図１の三面図であり、図３は、同じく分解斜視図、さらに、図４は、組立状態のガスセンサ１の内部構造を示す正面断面図である。
【００１３】
図３に示すように、ガスセンサ１は、基本的にセンサユニット９とケーシング１９との２つの部分からなる。センサユニット９は、センサ基板３と、該センサ基板３に一体的に組み付けられるセンサ素子モジュール５及び該センサ素子モジュール５からの出力信号を処理するためのセンサ出力処理回路部７とを有する。また、ケーシング１９は、センサ素子モジュール５に組み込まれたガスセンサ素子１１が被検知ガスと接触することを許容するためのケーシングガス入口１３と、ガスセンサ素子１１からの出力信号を、センサ出力処理回路７を介して取り出すためのコネクタ部１５とを有し、内部がセンサユニット９の収容空間１７とされている。
【００１４】
図４に示すように、センサ素子モジュール５は、被検知ガス取入口５３ａが形成されたプラスチックないし金属製のキャップ５３の内部に排気ガス成分（ＮＯｘなどの酸化性ガス成分やＣＯ，ＨＣなどの還元性ガス成分）の吸着により電気抵抗値を変化させるＳｎＯ２やＷＯ３といった公知の金属酸化物半導体からなるガスセンサ素子１１が組み込まれている。センサ素子１１は、センサ基板３に一体的に組み付けられたセンサ出力処理回路７に接続されている。センサ出力処理回路７は、図７のブロック図を用いて示すように、例えば、センサ素子１１の電気抵抗値変化を検出するためのセンサ抵抗値変換回路７１、センサ抵抗値変換回路７１からの出力（センサ出力電圧）を所定のサンプリングレートでデジタル化するＡ/Ｄ変換回路７３、このＡ/Ｄ変換回路７３からのセンサ出力値を入力してその出力値の変化が所定レベルを超えたか否かを判定し、フラップを駆動するための後述する制御部１００を制御するためのガス濃度信号ＬＶを出力するマイクロコンピュータ７５などを含む。なお、センサ素子モジュール５は、センサ素子１１と、該センサ素子１１をセンサ基板３の板面から突出配置するための周辺要素とを含む概念であるが、センサ素子１１単独で上記突出配置のための機能も兼ねている場合には、センサ素子モジュール５とセンサ素子１１とが同一概念となることもありえる。
【００１５】
センサ出力処理回路７（マイクロコンピュータ７５）からのガス濃度信号ＬＶは、コネクタ部１５を介して接続されたＣＰＵ等を主体とする制御部１００に入力される。制御部１００は、マイクロコンピュータ７５からのガス濃度信号ＬＶをもとに、アクチュエータ１０３を動作させフラップ１０５を移動させ、内気を循環させるための内気取り入れ用ダクト１０９と外気を導入するための外気取り入れ用ダクト１０７とのいずれかを、メインダクト１０１に接続させる。なお、メインダクト１０１内には、空気を圧送するファン１１１が設置されている。
【００１６】
図１に戻り、ケーシング１９において、センサ基板３の外周面３ｐ（図３）を取り囲むケーシング周側面２ｐの外側には、該ケーシング周側面２ｐの周方向の一部区間をなす領域と対向する通路形成壁４が一体的に設けられている。そして、該通路形成壁４とケーシング周側面２ｐとの間には、ケーシング外部空間と連通する側方ガス通路２が形成されている。本実施形態では、ケーシング１９は内部に配置されるセンサ基板３の厚さ方向に扁平な直方体状であり、その周側面２ｐの隣接する２辺部をなす領域に通路形成壁４が対向配置されている。
【００１７】
ケーシング周側面２ｐには、側方ガス通路２の形成領域にケーシングガス入口１３が開口し、該ケーシング周側面２ｐの周方向においてケーシングガス入口１３と異なる位置、本実施形態では、通路形成壁４の非形成区間をなす領域に、収容空間１７から被検知ガスを流出させるケーシングガス出口１４が開口している。図３に示すように、ケーシングガス出口１４は、収容空間１７を挟んでケーシングガス入口１３と反対側に形成されている。本実施形態においては、直方体状のケーシング１９の周側面２ｐの、１つの長辺部長手方向における一方の端部側において、高さ方向の一方の端縁寄りにケーシングガス入口１３が形成され、これと反対側の長辺部の対応する位置にケーシングガス出口１４が形成されている。
【００１８】
ケーシング１９は、収容空間１７を挟んで互いに対向する底部３１及び頂面部２２と、それら底部３１及び頂面部２２の周縁同士を連結する形で収容空間１７を取り囲むように形成された、ケーシング周側面２ｐを形成する側壁部３３とを有する。底部３１、頂面部２２及び側壁部３３は収容空間形成体１９ａを形成するものである。収容空間１７へ被検知ガスを直接流入させる収容空間ガス入口５５は、頂面部２２にのみ形成される（つまり、底部３１には収容空間ガス入口５５が形成されていない）。
【００１９】
ケーシング１９には、主ガス通路形成部材２３により、側方ガス通路２からの被検知ガスを収容空間ガス入口５５に導く主ガス通路８が形成されている。そして、その主ガス通路形成部材２３にケーシングガス入口１３が、側方ガス通路２と主ガス通路８との接続位置に形成されている。図５に示すように、通路形成壁４の高さ方向端面４ａは、収容空間ガス入口５５の形成されない底部３１の外底面３１ａに面一とされている。
【００２０】
図２に示すように、側方ガス通路２は、通路形成壁４の高さ方向における第一端ＰＥ側が開放して被検知ガスの受入口６とされ、他方、第二端ＳＥ側の開口の一部（全部でもよい）が、図２に示す遮蔽部１６によって塞がれる。そして、図２に示すように、ケーシング周側面２ｐの周方向において遮蔽部１６に対応する位置にケーシングガス入口１３が形成されている。なお、ケーシング１９の各部（２１，２２，２３）及び通路形成壁４は、それぞれナイロン６６等の熱可塑性プラスチックによる射出成形体として構成されている。
【００２１】
側方ガス通路２は、第一端ＰＥ側及び第二端ＳＥ側がいずれも開放した貫通形態に形成されている。また、遮蔽部１６は第二端ＳＥ側の開口の一部又は全部を塞ぐものとして、通路形成壁４と別体に形成されている。なお、通路形成壁４及びケーシング１９の側方ガス通路２の形成部位（図２では、本体部２１）とは高分子材料（例えばナイロン樹脂）を射出成型することにより形成されたものである。そして、図２に示すように、側方ガス通路２の内面形状は、通路形成壁４の高さ方向において、射出成型時に第一端側ＰＥ側及び／又は第二端ＳＥ側の開口から、側方ガス通路２の内面を形成するためのコアが引抜き離脱可能な形状とされている。
【００２２】
図４に示すように、ケーシング１９の本体部２１は、底部３１と、その底部３１の外縁から立ち上がる側壁部３３とを有する。そして、通路形成壁４は、本体部２１に一体化され、側壁部３３は、高さ方向における底部３１と反対側の端が解放して本体開口部３５とされている。そして、図１〜図４に示すように、その本体開口部３５が本体部２１とは別体の蓋２３によって塞がれている。前述の遮蔽部１６は、側壁部３３よりも側方ガス通路２の第二端ＳＥ側に張り出す、蓋２３の延出部として形成されている。蓋２３に遮蔽部１６が一体化されることで、部品点数の削減が図られている。また、本体部２１の本体開口部３５に取り付けるだけで、側方ガス通路２側からケーシングガス入口１３側に被検知ガスを導くための遮蔽部１６の組み付けも終えることができ、組立が容易である。
【００２３】
図６は、蓋２３の裏面側（すなわち、本体部２１に面する側）の構造の一例を示すものである。蓋２３には、遮蔽部１６をなす延出部を含めた外周縁に沿って本体部２１側に突出する補強壁部２３ａが形成されている。そして、図３に示すように、遮蔽部１６の延出基端位置において蓋２３の内面（本体部２１側の面）と、本体部２１の側壁部３３の端面３９との間に、ケーシングガス入口１３が形成される。なお、本体部２１の側壁部３３の端面３９が、ケーシングガス入口１３の内周面の一部を直接形成する形としてもよいが、本実施形態においては、後述する中蓋２２の主表面の、端面３９に対応する外周縁部がケーシングガス入口１３の内周面の一部を形成している。ケーシングガス入口１３の内周面が、蓋２３と、本体部２１あるいは中蓋２２などの別部材とにより分担形成されていると、ケーシングガス入口１３を一度に形成するのと比較して、射出成型による製造が容易であり、金型も単純化できるのでコスト削減に寄与する。また、図６に示すように、ケーシングガス出口１４も、補強壁部２３ａの一部を切り欠く形で形成しておくと、同様に製造が容易となる。
【００２４】
図２及び図４に示すように、本実施形態において蓋２３は、側方ガス通路２からの被検知ガスを収容空間ガス入口５５に導く主ガス通路８を形成する、主ガス通路形成部材に兼用されている。該蓋２３によりケーシングガス入口１３が、側方ガス通路２と主ガス通路８との接続位置に形成される。そして、本体部２１と蓋２３との間には中蓋２２が配置され、該中蓋２２が前述の頂面部となって、本体部２１とともに収容空間形成体１９ａを形成している。また、収容空間１７へ被検知ガスを直接流入させる収容空間ガス入口５５は、中蓋２２に形成され、蓋２３と中蓋２２との間に主ガス通路８が隙間状に形成される。ケーシング１９の内部に、収容空間１７に先立つ主ガス通路８を形成することで、収容空間１７への水滴等の侵入が抑制できる。しかし、主ガス通路８を形成する分、ケーシング１９の内部構造は複雑化することになる。しかし、上記のように、蓋２３と本体部２１との間に中蓋２２を設けることにより、主ガス通路８を隙間状（あるいは平面状）形態にて容易に形成できる。また、組立も、本体部２１に対し、中蓋２２及び蓋２３を順次取り付けるだけで容易に行なうことができる。
【００２５】
また、収容空間ガス入口５５は、シート状のフィルタ７０にて覆われている。収容空間ガス入口５５から収容空間１７内に導入する被検知ガスは、薄いシート状のフィルタ７０を厚さ方向に透過することで、収容空間１７内のガス交換を効率的に行なうことができる。本実施形態では、センサ素子モジュール５は、センサ基板３からの突出方向において、その先端面５３側から被検知ガスを受け入れるようになっている。そして、フィルタ７０は、該突出方向と自身の厚さ方向とが一致するように、センサ素子モジュール５の先端面５３と対向配置されている。この構成によると、フィルタ７０を透過したガスは、フィルタ７０に対向するセンサ素子モジュール５の先端面５３から直ちにその内部に取り込まれるので、応答性を高めることができる。フィルタ７０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等の撥水性高分子材料からなる撥水性フィルタである。
【００２６】
また、主ガス通路８において、ケーシングガス入口１３と収容空間ガス入口５５との間には、ケーシングガス入口１３から侵入した水滴が収容空間ガス入口５５に直接向かうことを阻止する入口側保護仕切り部６０が設けられている。このような入口側保護仕切り部６０を設けることで、ケーシングガス入口１３側から収容空間１７への水滴の侵入が効果的に抑制される。
【００２７】
他方、ケーシングガス出口１４と収容空間ガス入口５５との間には、ケーシングガス入口１３から侵入した水滴が収容空間ガス入口５５に直接向かうことを阻止する出口側保護仕切り部６２が設けられている。このような出口側保護仕切り部６２を設けることで、ケーシングガス出口１４側から収容空間１７への水滴の侵入が効果的抑制される。入口側保護仕切り部６０あるいは出口側保護仕切り部６２は、収容空間ガス入口５５を挟むリブ状に形成されている。保護仕切り部６０，６２は、蓋２３の裏面側に一体された形で設けられている。なお、保護仕切り部６０，６２は、水滴遮断効果を高めるために、頂面が中蓋２２の主表面に当接させることが望ましい。他方、保護仕切り部６０，６２は、中蓋２２と一体的に設けてもよく、この場合は、その頂面が蓋２３の主裏面に当接させることが望ましい。
【００２８】
本実施形態では、図６のように、蓋２３を上下方向に立てた姿勢で収容空間ガス入口５５側が下となるようにガスセンサ１を配置したとき、ケーシングガス出口１４は、該ケーシングガス出口１４の下端縁が、底側となる補強壁部２３ａの内面位置と一致するように形成されている。これにより、ケーシングガス出口１４からの排水が容易となり、ケーシング１９内に水滴が残留しにくくなる。また、リブ状の入口側保護仕切り部６０あるいは出口側保護仕切り部６２の端部との間には、迂回通路１３ａが形成されている。上記のようにガスセンサ１を配置したとき、入口側保護仕切り部６０や出口側保護仕切り部６２を超えて収容空間ガス入口５５側に仮に水滴が進入しても、水滴は迂回通路１３ａ側に流れ落ち、ケーシングガス出口１４から容易に排出できる。なお、入口側保護仕切り部６０と出口側保護仕切り部６２とは、上記の配置において、下側に向かうほど間隔が狭くなるように（本実施形態では、傾斜した配置にて）形成され、迂回通路１３ａ側に水滴を集めて流下しやすくしてある。
【００２９】
以下、本実施形態にて採用しているケーシング１９の、細部構造について説明する。図３〜図５に示すように、本体部２１の側壁部３３の内面に沿って嵌め合わせガイド部４７が突出形成されている。これにより、本体部２１にセンサユニット９をスムーズに挿入でき、引っかかり等も生じにくい。本実施形態では、嵌め合わせガイド部４７は、長方形状の平面形態をなす本体部２１の４つの角部と、対向する２辺部（本実施形態では、長辺部）とに設けられている。各嵌め合わせガイド部４７は、側壁部３３の高さ方向において上端側が、センサ基板３の挿入をガイドするテーパ状のガイド面４７ａとされ、その下側に一定の距離を置いて、センサ基板３を、本体部２１内にて底上げした形で支持する段面状の支持面４７ｂが形成されている。
【００３０】
また、図３に示すように、センサ基板３を板面方向に挟む形で、本体部２１の内底面には１対の基板保持体４４が設けられている（２つのうち１つは図面に表れていない）。基板保持体４４は、センサ基板３の外側に配置され、図５に示すように、嵌め合わせガイド部４７の支持面４７ｂよりも、センサ基板３の板厚に相当する高さだけ上方においてその内面に、係合突起４４ｂが突出形成されている。係合突起４４ｂの内面上端部がガイド用のテーパ面４４ａとされている。センサ基板３を両基板保持体４４，４４（図３）の間に上方から押し込むと、テーパ面４４ａにおいてセンサ基板３の外縁により基板保持体４４，４４が押し広げられるように弾性変形し、センサ基板３が係合突起４４ｂの下側に来ると弾性復帰して、センサ基板３が抜け止めされる。
【００３１】
図３及び図４に示すように、本体部２１と中蓋２２とは、本体部２１の側壁部３３の端面３９を嵌め合わせ面として（以下、嵌め合わせ面３９ともいう）互いに一体的に嵌め合わされる。嵌め合わせ面３９は、本体部２１の側壁部３３の上端面であり、その外縁に沿って本体部２１と中蓋２２との間をシールするゴム製のシールリング２７が配置される。本実施形態では、嵌め合わせ面３９は、シールリング２７を位置決め保持するため溝状に形成されている。
【００３２】
本体部２１と中蓋２２とは、本体部側係合部４５と中蓋側第一係合部２５との係合により嵌め合わせ状態で固定される。本実施形態では、図５に示すように、本体部側係合部４５は側壁部３３の外面から突出する小突起とされている。また、図３に示すように、中蓋側第一係合部２５は、板状の中蓋本体２２ｍの周縁部に対し、本体部２１側へ延出する形態で一体化されており、突起状の本体部側係合部４５を係合させるための係合面２５ａを有する。本実施形態では、板状に形成された中蓋側第一係合部２５に貫通窓２５ｗを形成し、該貫通窓２５ｗの、中蓋本体２２ｍの板面と平行な２縁のうち、中蓋本体２２ｍから遠い側のものを係合面２５ａとして利用する。
【００３３】
中蓋側第一係合部２５は、中蓋本体２２ｍの周方向に複数個、本実施形態においては、長方形状の中蓋本体２２ｍの各辺部に設けられている（より詳しくは、中蓋本体２２ｍの各辺部にそれぞれ複数個設けられ、中蓋本体２２ｍの周方向に断続的な壁部を形成している）。他方、本体部２１の側壁部３３の開口側上縁部には、前記した突起状の本体部側係合部４５が、各中蓋側第一係合部２５に一対一に対応する形で周方向に複数個形成されている。中蓋２２を本体部２１に取り付ける際には、中蓋本体２２ｍの周方向に並ぶ上記中蓋側第一係合部２５の列の内側に本体部２１の開口側上縁部を挿入し、その状態で中蓋２２を本体部２１に向けて押し込む。すると、中蓋側第一係合部２５が各々本体部側係合部４５を弾性的に乗り越えた後、貫通窓２５ｗが本体部側係合部４５の位置に来ると弾性復帰し、係合面２５ａに本体部側係合部４５が係合して抜け止めがなされる。
【００３４】
次に、図２及び図３に示すように、蓋２３にも蓋側係合部２６が設けられ、中蓋側第二係合部４６との係合により嵌め合わせ固定される（ただし、中蓋２２をまたいで本体部２１側に蓋２３の係合部を設けてもよい）。蓋側係合部２６は、板状の蓋本体２３ｍの周縁部に対し、中蓋２２側（あるいは本体部２１側）へ延出する形態で一体化される。そして、貫通窓２６ｗ及び係合面２６ａを有し、中蓋側第一係合部２５と同様に、突起状の中蓋側第二係合部４６と係合する。本実施形態においては、蓋側係合部２６は、長方形状の中蓋本体２２ｍの対向する２辺部に設けられている。なお、符号２８はガイド部である。
【００３５】
蓋側係合部２６は、中蓋側第一係合部２５と干渉しない位置にて中蓋側第二係合部４６と係合している。具体的には、蓋側係合部２６は、中蓋本体２２ｍの側面周方向において互いに隣接する中蓋側第一係合部２５，２５間に挿入される形で中蓋側第二係合部４６と係合する。ケーシング１９を組立てる際には、本体部２１内にセンサ基板３を組み付け、次いで中蓋２２を本体部２１に嵌め合わせ、続いてその中蓋２２に蓋２３を嵌め合わせればよい。
【００３６】
また、前記した通路形成壁４は、以下に説明するごとく、本体部側係合部４５を形成するためのスペース確保にも寄与している。近年、本発明が対象とするガスセンサは、自動車等におけるダクト内や自動車のフロントグリル後部等の取付スペースが限られてきており、小型化への要求も厳しくなっている。本実施形態のガスセンサ１は、図１に示すように、センサ全体の小型化を図るために、センサ基板３の厚さ方向に扁平なケーシング１９を用い、かつ、ケーシング１９の厚さ方向寸法をできるだけ減ずることができるよう、コネクタ部１５を、ケーシング１９の側面に突出させる構成としている。しかし、高さ方向寸法の小さいケーシング周側面２ｐに、軸断面積の大きいコネクタ部１５を直接突出させると、ケーシング周側面２ｐに本体部側係合部４５を形成するにはスペースが不足しやすく、結果として本体部側係合部４５の数を減らさなければならなかったり、あるいは、係合部非形成となる区間が長くなりすぎたりして、中蓋２２と本体部２１との間に、十分な嵌合状態を確保できなくなる可能性もある。
【００３７】
そこで、図１に示すように、ケーシング周側面２ｐの外側に、結合壁１２２を介して通路形成壁４を一体化し、その通路形成壁４の外面にコネクタ部１５を突出させている。図５に示すように、コネクタ部１５は、本体部２１の側壁部３３を板厚方向に貫通する端子線５７を有している。そして、該端子線５７の収容空間１７側に突出する端部５７ａは、センサ基板３に形成された金具挿通孔３ｈに挿通され、はんだ付けされている。ケーシング周側面２ｐと通路形成壁４との間には、端子線５７の引き出し部１５ｂを形成する必要があるが、この引き出し部１５ｂは、ケーブル接続用のコネクタ部１５よりは軸断面積を小さくすることができる。従って、ケーシング周側面２ｐに上記の本体部側係合部４５の形成スペースを確保しやすくなる。
【００３８】
また、本実施形態では、図１に示すように、ケーシング周側面２ｐ上に本体部側係合部４５を形成するためのスペース確保をさらに図るため、自動車の外気取入ダクト側あるいは自動車のフロントグリル後部等に形成された図示しない取付部にガスセンサ１を取り付けるためのセンサ取付部７３も、通路形成壁４の外面から突出させている。本実施形態では、長方形状の本体部２１の底面の、隣接する長辺と短辺のそれぞれに対応させる形で通路形成壁４を設け、各々側方ガス通路２を形成するとともに、各辺部に対応する通路形成壁４に、コネクタ部１５（本実施形態では短辺側）とセンサ取付部７３（本実施形態では長辺側）とを振り分けて配置している。遮蔽部１６が設けられない側の通路形成壁４（短辺側）は、ケーシングガス入口１３に被検知ガスを導くガス流路としては機能しないが、コネクタ部１５やセンサ取付部７３等のスペース形成に寄与する、いわばスペース拡張持壁部としての機能を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスセンサの一例を示す斜視図。
【図２】図１の正面図、平面図及び側面図。
【図３】図１の分解斜視図。
【図４】図１の正面断面図。
【図５】本体部の正面断面図。
【図６】蓋の裏面図。
【図７】本発明のガスセンサを用いたフラップ自動切換え機構の一例を概念的に示す図。
【符号の説明】
１  ガスセンサ
２  側方ガス通路
ＰＥ  第一端
ＳＥ  第二端
２ｐ  ケーシング周側面
３  センサ基板
４  通路形成壁
４ａ  高さ方向端面
８  主ガス通路
９  センサユニット
１１  ガスセンサ素子
１３  ケーシングガス入口
１４  ケーシングガス出口
１６  遮蔽部
１７  収容空間
１９  ケーシング
１９ａ  収容空間形成体
２２  中蓋（頂面部）
２３  蓋（主ガス通路形成部材）
２３ａ  補強壁部
３１  底部
３１ａ  外底面
３３  側壁部
５５  収容空間ガス入口
６０  入口側保護仕切り部
６２  出口側保護仕切り部
７０  撥水性フィルタ
【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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