JP2003344338A - ガスセンサ及びガスセンサの被検知ガス流量調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流量調整のための設計変更に安価にかつ柔軟
に対応できるガスセンサを提供する。 【解決手段】 車両用ガスセンサ１は、ガスセンサ素子
１１と、該ガスセンサ素子１１に被検知ガスを導くガス
流路を形成する流路形成体１９と、流量調整部材２３と
を有する。流量調整部材２３は、流路形成体１９の少な
くとも一部をなす被取付体２２，２１とは別体に構成さ
れ、ガス流路を流れる被検知ガスの設定すべき流量に応
じて、複数種類のものの中から一つを選択する形で、被
取付体２１，２２に取り付けられる。そして、ガス流路
の断面積及び／又はガス流路へのガス導入口の位置が、
選択する流量調整部材２３の種別に応じて特有の状態に
設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガスセンサと、
ガスセンサの被検知ガス流量調整方法とに関する。

【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
道路を走行したり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】上記公報のガスセンサ
では、車種によって外気用ダクト内の取付位置が相違
し、また、ダクトの断面積も異なるので、ケーシング内
に取り入れる外気の流量も、取付仕様に応じて変更する
必要がある。しかし、そのためには、外気取り入れ用の
開口部の開口面積や開口位置を変更しなければならない
が、従来のガスセンサは、こうした流量調整のための設
計変更に必ずしも柔軟に対応できず、部品形状の大幅な
変更を伴なうため、コスト高となる欠点がある。

【０００５】本発明の課題は、流量調整のための設計変
更に安価にかつ柔軟に対応できるガスセンサと、それを
用いたガスセンサの被検知ガス流量調整方法とを提供す
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は、ガスセン
サ素子と、該ガスセンサ素子に被検知ガスを導くガス流
路を形成する流路形成体と、流路形成体の少なくとも一
部をなす被取付体とは別体に構成され、ガス流路を流れ
る被検知ガスの設定すべき流量に応じて、複数種類のも
のの中から一つを選択する形で、被取付体に取り付けら
れる流量調整部材と、を有し、ガス流路の断面積及び／
又はガス流路へのガス導入口の位置が、選択する流量調
整部材の種別に応じて特有の状態に設定されることを特
徴とする。

【０００７】また、本発明のガスセンサの被検知ガス流
量調整方法は、ガスセンサ素子への被検知ガスのガス流
路を形成する流路形成体の少なくとも一部を被取付体と
し、他方該被取付体とは別体に構成され、流量調整機能
が各々相違する複数種類の流量調整部材を用意し、ガス
流路を流れる被検知ガスの設定すべき流量に応じて、そ
れら流量調整部材の中から一つを選択する形で、被取付
体に取り付けることを特徴とする。

【０００８】上記本発明によると、流量調整部材を、流
路形成体の少なくとも一部をなす被取付体と別体に構成
し、被検知ガスの設定すべき流量に応じて、ガス流路の
断面積及び／又はガス流路へのガス導入口の位置の異な
る複数種類の流量調整部材から、取付仕様に最適のもの
を選択し、これを被取付体に取り付けて用いる。従っ
て、流量調整部材のみを別仕様のものに変更すればよ
く、流路形成体をなす被取付体は共通化できるので、流
量調整のための設計変更に安価にかつ柔軟に対応でき
る。

【０００９】本発明のガスセンサは、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
を備えたセンサユニットを有するものとして構成でき
る。この場合、流路形成体は、センサユニットの収容空
間を形成するケーシングに兼用することができる。高分
子材料の射出成型にて製造されることが多いセンサのケ
ーシングは、流量調整のための僅かな形状変更であって
も、金型交換などに多額の費用を要する。しかし、上記
の構成によると、流量調整に際して、ケーシングの、流
量調整部材となる一部分のみを設計変更すればよく、金
型についても流量調整部材を成型するためのものだけを
交換すればよいから、設計変更に際してのコスト削減効
果が大きい。

【００１０】この場合、ケーシングは、被検知ガスを導
入するためのケーシングガス入口を備え、流量調整部材
は、ケーシングガス入口の開口面積及び／又は形成位置
を変更するものとすれば、ガス入口の開口面積や形成位
置により流量設計値の把握が容易であり、設計精度も高
くできる。また、ケーシングにおけるケーシングガス入
口の形成部位が、流量調整部材として該ケーシングの残
余の部位とは別体形成された構成を採用すると、ケーシ
ングガス入口の形成部分のみ流量調整部材として別体形
成すればよく、ケーシングの主要な部分を被取付体とし
て共通化できるので、設計変更対応時のコストメリット
をより顕著なものとすることができる。

【００１１】本発明のガスセンサは、より具体的には、
以下のように構成することができる。すなわち、ケーシ
ングには、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を一
体的に設け、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を形成す
る。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を開口させ、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
ス出口を開口させる。側方ガス通路は、通路形成壁の高
さ方向における第一端側及び第二端側がいずれも開放し
た貫通形態に形成され、第一端側が被検知ガスの受入口
とされ、他方、第二端側の開口の一部又は全部が、流量
調整部材の構成要素をなす遮蔽部によって塞がれる。そ
して、ケーシング周側面の周方向において遮蔽部に対応
する位置にケーシングガス入口が形成される。遮蔽部
は、通路形成壁と別体に形成されるとともに、側方ガス
通路の第二端側開口に対する遮蔽面積及び／又は遮蔽位
置に応じて、ケーシングガス入口に流入する被検知ガス
の流量を調整する。

【００１２】上記の構成によると、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。

【００１３】また、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。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。そし
て、第二端側の開口の一部又は全部を塞ぐものとして、
遮蔽部を通路形成壁と別体に形成し、ガス流を受ける遮
蔽部の面積や形成位置を変更することにより、ケーシン
グ内部へのガス流量をきわめて簡単に設計調整できる。
さらに、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。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】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
（ＮＯ _ｘ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Ｓｎ
Ｏ_２やＷＯ_３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１
１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１
１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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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２
ｐ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）。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】遮蔽部１６は、ケーシングガス入口１３に
流入する被検知ガスの流量を、最適な値に設定するため
に、側方ガス通路２の第二端ＳＥ側の開口に対する遮蔽
面積及び／又は遮蔽位置が定められている。本実施形態
では、図８に示すように、本体部２１の側壁部３３に沿
った遮蔽部１６の形成長さＬにより、側方ガス通路２の
第二端ＳＥ側の開口（右側のガスセンサ１の平面図にお
いて、ハッチングを付与した領域が、該開口の領域であ
る）に対する遮蔽面積が調整されている。この構成は、
遮蔽部１６の形成長さＬにより、ケーシングガス入口１
３に流入が見込まれる被検知ガスの流量を容易に把握で
き、流量調整精度も高い利点がある。なお、図８におい
ては、ケーシング周側面２ｐの周方向における遮蔽部１
６の長さに応じて、ケーシングガス入口１３の形成長さ
Ｌ’も変化させるようにしている。これにより、遮蔽部
１６の形成長さＬに応じた流量調整精度を一層高めるこ
とができる。

【００２５】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。

【００２６】図８に示すように、蓋２３は、ケーシング
周側面２ｐの周方向における遮蔽部１６及びケーシング
ガス入口１３の形成長の互いに相違する複数種類のもの
から１つのものが選択されて本体部２１に取り付けられ
る。すなわち、遮蔽部１６の長さＬのみ相違する種々の
蓋２３，２３’，２３”を用意しておき、設計上要求さ
れる流量に応じて、最適の遮蔽部長さＬを有した蓋（２
３，２３’及び２３”のいずれか）を選択して本体部２
１の本体開口部３５に取り付ければよい。すなわち、流
量調整を行なう際には、蓋２３を別のものに交換すれば
よいので、流量の設計仕様への適合を極めて容易に図る
ことができる。すなわち、蓋２３は、流量調整部材の役
割を果たしている。

【００２７】なお、図７において、外気ダクト１０７内
を流れる外気（被検知ガス）の流量は、流路断面内にお
いて一様ではなく、断面内のどの位置にガスセンサ１を
取り付けるかによって、ガスセンサ１が受けるガスの流
量も相違する。従って、外気ダクト１０７内に取り付け
られたガスセンサ１は、遮蔽部１６による遮蔽面積や、
ケーシングガス入口１３の開口面積以外にも、それらの
形成位置を変更することにより、ケーシング１９内に取
り込まれるガス流量を調整できる場合がある。図９は、
遮蔽部１６及びケーシングガス入口１３の、側方ガス通
路２の長手方向における位置（すなわち、第二端ＳＥ側
の開口に対する遮蔽位置）を種々に設定した蓋２３，２
３’，２３”を用意しておき、設計上要求される流量に
応じて、最適のものを選択する実施形態を示すものであ
る。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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５
５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。

【００３１】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。

【００３２】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の裏面側に一体化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。

【００３３】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１４’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５
５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。

【００３４】なお、図８においては、各蓋２３，２
３’、２３”は、遮蔽部１６及びケーシングガス入口１
３の形成長に応じて、入口側保護仕切り部６０の形成長
をも変化させている。また、図９の各蓋２３，２３’、
２３”は、遮蔽部１６及びケーシングガス入口１３の形
成位置に応じて、入口側保護仕切り部６０の形成位置を
変化させている。このように構成することで、どのよう
な仕様の蓋２３を用いても、入口側保護仕切り部６０に
よる水滴遮断効果を最適化することができる。本実施形
態においては、入口側保護仕切り部６０を蓋２３に一体
化し、中蓋２２からは分離している。これにより、入口
側保護仕切り部６０の形成長や形成位置も蓋交換により
同時に変更でき、便利である。

【００３５】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４７
ａ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。

【００３６】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４４
ｂ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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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２
２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２２
ｍ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。

【００４１】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２
１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。

【００４２】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１
５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２
ｐ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。

【００４３】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４
５の形成スペースを確保しやすくなる。

【００４４】本実施形態では、図８に示すように、本体
部２１の側壁部３３と通路形成壁４との間に形成された
結合壁１２２は、側壁部３３と通路形成壁４との連結部
を兼ねるとともに、側方ガス通路２を長手方向において
複数部分に区画するための区画結合壁１２２とされてい
る。そして、遮蔽部１６は、区画結合壁１２２による側
方ガス通路２の区画長を単位として長さ設定がなされて
いる。このようにすると遮蔽部１６が配置された側方ガ
ス通路２は、通路形成壁４と区画結合壁１２２とによっ
ても遮蔽され、ケーシングガス入口１３へ被検知ガスを
より無駄なく誘導することができる。そして、遮蔽部１
６の寸法（長さＬ）も、区画結合壁１２２による区画長
の整数倍に限られるので、管理が容易である。

【００４５】また、図２に示すように、蓋２３を本体部
２１に取り付けたとき、遮蔽部１６の周縁に形成された
補強壁部２３ａの端面が、通路形成壁４及び区画結合壁
１２２の対応するものの端面に重なるように位置決めさ
れている。これにより、通路形成壁４と区画結合壁１２
２とによって区切られた側方ガス通路２の領域の、第二
端ＳＥ側の開口と遮蔽部１６との間の密閉性が、補強壁
部２３ａの存在により向上し、ケーシングガス入口１３
への被検知ガスの誘導効率がさらに高められる。

【００４６】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。

【図８】遮蔽部の長さ（面積）により、ケーシング内に
取り込む被検知ガスを流量調整する方法の説明図。

【図９】遮蔽部の位置により、ケーシング内に取り込む
被検知ガスを流量調整する方法の説明図。

【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（流量調整部材、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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神山 雄一 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G046 AA03 AA11 AA13 AA22 AA23 BA09 BG01 BH01 FB02 FE39 FE46 2G052 AA02 AB03 AB05 AB07 AC02 AD02 AD22 AD42 BA05 BA21 CA04 CA38 DA12 DA22 EA03 GA23 HA15 HB06 HC02 HC17 HC28 JA07 JA09 JA16

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスセンサ素子（１１）と、 該ガスセンサ素子（１１）に被検知ガスを導くガス流路
   を形成する流路形成体（１９）と、 前記流路形成体（１９）の少なくとも一部をなす被取付
   体（２２，２１）とは別体に構成され、前記ガス流路を
   流れる前記被検知ガスの設定すべき流量に応じて、複数
   種類のものの中から一つを選択する形で、前記被取付体
   （２１，２２）に取り付けられる流量調整部材（２３）
   と、 を有し、前記ガス流路の断面積及び／又は前記ガス流路
   へのガス導入口の位置が、選択する前記流量調整部材
   （２３）の種別に応じて特有の状態に設定されることを
   特徴とするガスセンサ。
2. 【請求項２】 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前記ガスセンサ素子
   （１１）とを備えたセンサユニット（９）を有し、 前記流路形成体は、前記センサユニット（９）の収容空
   間（１７）を形成するケーシング（１９）に兼用されて
   いる請求項１記載のガスセンサ。
3. 【請求項３】 前記ケーシング（１９）は、前記被検知
   ガスを導入するためのケーシングガス入口（１３）を備
   え、前記流量調整部材（２３）は、前記ケーシングガス
   入口（１３）の開口面積及び／又は形成位置を変更する
   ものである請求項２記載のガスセンサ。
4. 【請求項４】 前記ケーシング（１９）における前記ケ
   ーシングガス入口（１３）の形成部位が、前記流量調整
   部材（２３）として、該ケーシング（１９）の残余の部
   位とは別体形成されている請求項３記載のガスセンサ。
5. 【請求項５】 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（２
   ｐ）の外側に、該ケーシング周側面（２ｐ）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（４）が一体的に設けられ、該通路形成壁（４）と
   前記ケーシング周側面（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）が形成されるとと
   もに、前記ケーシング周側面（２ｐ）には、前記側方ガ
   ス通路（２）の形成領域に前記ケーシングガス入口（１
   ３）が開口し、また、前記ケーシング周側面（２ｐ）の
   周方向において前記ケーシングガス入口（１３）と異な
   る位置に、前記収容空間（１７）から前記被検知ガスを
   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、前記第一端
   （ＰＥ）側が前記被検知ガスの受入口（６）とされ、他
   方、前記第二端（ＳＥ）側の開口の一部又は全部が、前
   記流量調整部材（２３）の構成要素をなす遮蔽部（１
   ６）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、 前記遮蔽部（１６）は、前記通路形成壁（４）と別体に
   形成されるとともに、前記側方ガス通路（２）の前記第
   二端（ＳＥ）側開口に対する遮蔽面積及び／又は遮蔽位
   置に応じて、前記ケーシングガス入口（１３）に流入す
   る前記被検知ガスの流量を調整する請求項３又は４のい
   ずれか１項に記載のガスセンサ。
6. 【請求項６】 前記ケーシング（１９）は、底部（３
   １）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、前記本体部
   （２１）の前記側壁部（３３）に沿った前記遮蔽部（１
   ６）の形成長さに応じて、前記側方ガス通路（２）の前
   記第二端（ＳＥ）側開口に対する遮蔽面積が調整される
   請求項５記載のガスセンサ。
7. 【請求項７】 前記ケーシング周側面（２ｐ）の周方向
   における前記遮蔽部（１６）の長さに応じて、前記ケー
   シングガス入口（１３）の形成長さが変更される請求項
   ６記載のガスセンサ。
8. 【請求項８】 前記ケーシング（１９）は、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請求
   項６又は７に記載のガスセンサ。
9. 【請求項９】 前記蓋（２３）には、前記遮蔽部（１
   ６）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（１
   ３）が形成されてなる請求項８記載のガスセンサ。
10. 【請求項１０】 前記本体部（２１）の前記側壁部（３
    ３）と前記通路形成壁（４）との間には、前記側壁部
    （３３）と前記通路形成壁（４）との連結部を兼ねると
    ともに、前記側方ガス通路（２）を長手方向において複
    数部分に区画するための区画結合壁（２２）が設けら
    れ、前記遮蔽部（１６）は、前記区画結合壁（２２）に
    よる前記側方ガス通路（２）の区画長を単位として長さ
    設定がなされてなり、 前記蓋（２３）を前記本体部（２１）に取り付けたと
    き、前記遮蔽部（１６）の周縁に形成された前記補強壁
    部（２３ａ）の端面が、前記通路形成壁（４）及び前記
    区画結合壁（２２）の対応するものの端面に重なるよう
    に位置決めされる請求項９記載のガスセンサ。
11. 【請求項１１】 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（１
    ７）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）
    へ被検知ガスを直接流入させる収容空間ガス入口（５
    ５）が、前記頂面部（２２）にのみ形成されるととも
    に、 前記ケーシング（１９）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）を有し、前記ケーシングガス入口（１３）が、
    該主ガス通路形成部材（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（２
    ２）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（１９
    ａ）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、 前記蓋（２３）は、前記ケーシング周側面（２ｐ）の周
    方向における前記遮蔽部（１６）及び前記ケーシングガ
    ス出口（１３）の形成長及び／又は形成位置が互いに相
    違する複数種類のものから１つのものが選択されて前記
    本体部（２１）に取り付けられ、 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、前記ケーシングガス
    入口（１３）に対応した位置及び長さにて形成されてな
    る請求項９又は１０に記載のガスセンサ。
12. 【請求項１２】 前記入口側保護仕切り部（６０）は前
    記蓋（２３）に一体化され、前記中蓋（２２）からは分
    離されている請求項１１に記載のガスセンサ。
13. 【請求項１３】 ガスセンサ素子（１１）に被検知ガス
    を導くガス流路を形成する流路形成体（１９）の少なく
    とも一部を被取付体（２２，２１）とし、他方該被取付
    体（２２，２１）とは別体に構成され、流量調整機能が
    各々相違する複数種類の流量調整部材（２３）を用意
    し、前記ガス流路を流れる前記被検知ガスの設定すべき
    流量に応じて、それら流量調整部材（２３）の中から一
    つを選択する形で、前記被取付体（２１，２２）に取り
    付けることを特徴とするガスセンサの被検知ガス流量調
    整方法。