JP2011145145A

JP2011145145A - Gas sensor

Info

Publication number: JP2011145145A
Application number: JP2010005631A
Authority: JP
Inventors: Masao Tsuzuki; 正雄都築; Takaya Yoshikawa; 孝哉吉川; Tomohiro Tajima; 朋裕田島
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2011-07-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique preventing water droplets from attaching on a gas sensor element while preventing soot from hindering the flow of a measuring gas to the gas sensor element. <P>SOLUTION: The gas sensor 1 includes the gas sensor element 10 having a detector 11 and a heater 300, an inside protector 122, and an outside protector 110. The outside protector 110 has a gas inlet 140. The inside protector 122 is formed by using at least either a metallic porous material or a metallic fibrous material. Further, the inside protector 122 is disposed in contact with the detector 11 to cover at least a part facing to the gas inlet 140 out of the detector 11. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、被測定ガス中の特定成分を検出するために用いるガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor used for detecting a specific component in a gas to be measured.

従来、内燃機関の排気ガス中に含まれる特定成分（例えば、酸素）の濃度を検出し、この濃度に応じて内燃機関の空燃比を制御することが行われている。この際、特定成分の濃度の検出のために、被測定ガス中に含まれる特定成分の濃度に応じて電気的特性が変化するガスセンサ素子を備えたガスセンサが用いられている。 Conventionally, the concentration of a specific component (for example, oxygen) contained in the exhaust gas of an internal combustion engine is detected, and the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled according to this concentration. At this time, in order to detect the concentration of the specific component, a gas sensor including a gas sensor element whose electrical characteristics change according to the concentration of the specific component contained in the gas to be measured is used.

ガスセンサ素子は、例えば、ヒータ等の加熱手段を用いて加熱されることで高温（例えば７００℃〜８００℃）となり、ガスセンサ素子が活性化して被測定ガス中に含まれる特定成分の検出を行うことが可能となる。しかしながら、このようにガスセンサ素子が高温になった状態で被測定ガスに含まれる水滴（液体の水分）がガスセンサ素子に付着（被水）すると、ガスセンサ素子にクラックが発生する場合があった。このため、ガスセンサ素子への水滴の付着を防止するために、ガスセンサ素子の周囲を取り囲むプロテクタ（以下、「外側プロテクタ」ともいう。）を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１）。そして、この外側プロテクタの側面部分（外周部分）には、被測定ガスを外側プロテクタの内側に導入するためのガス導入孔が設けられている。 For example, the gas sensor element is heated using a heating means such as a heater and becomes a high temperature (for example, 700 ° C. to 800 ° C.), and the gas sensor element is activated to detect a specific component contained in the gas to be measured. Is possible. However, if the water droplet (liquid moisture) contained in the gas to be measured adheres to the gas sensor element in the state where the gas sensor element is at a high temperature in this way (cracked), a crack may occur in the gas sensor element. For this reason, in order to prevent water droplets from adhering to the gas sensor element, a technique of providing a protector (hereinafter also referred to as “outer protector”) surrounding the periphery of the gas sensor element is known (for example, Patent Document 1). A gas introduction hole for introducing the gas to be measured into the inside of the outer protector is provided in a side surface portion (outer peripheral portion) of the outer protector.

特開２００８−２６８１５２号公報JP 2008-268152 A

ところで、近年、このガスセンサを内燃機関の吸気管に取り付け、吸気ガス中に含まれる特定成分（例えば、酸素）の濃度を検出し、この濃度に応じて内燃機関の空燃比を制御することも行われている。この吸気管内の温度は、排気管内の温度に比べて高温化せず、吸気ガス中の水滴が排気ガス中に比べて長時間発生し続ける。そのため、外側プロテクタを設けた場合であっても、ガス導入孔を介して外側プロテクタの外側から内側に吸気ガスと共に多くの水滴が侵入し、ガスセンサ素子に水滴が付着することでガスセンサ素子にクラックが発生する場合があった。 Incidentally, in recent years, this gas sensor is attached to the intake pipe of an internal combustion engine, the concentration of a specific component (for example, oxygen) contained in the intake gas is detected, and the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled according to this concentration. It has been broken. The temperature in the intake pipe does not become higher than the temperature in the exhaust pipe, and water droplets in the intake gas continue to be generated for a longer time than in the exhaust gas. Therefore, even when an outer protector is provided, many water droplets enter the intake gas from the outside to the inside of the outer protector through the gas introduction hole, and the water droplets adhere to the gas sensor element, thereby cracking the gas sensor element. It may occur.

また、吸気管内の温度が、排気管内の温度に比べ高温化しないため、排気管内では殆ど自然に燃えてしまう被測定ガス中の煤が吸気管内では燃えることなく存在し、この煤がガスセンサ素子の周囲に堆積して外側プロテクタとガスセンサ素子との間隙を埋めてしまう虞があった。その結果、被測定ガスのガスセンサ素子への流通が阻害されることでガスセンサの応答性が低下する場合があった。 Further, since the temperature in the intake pipe does not become higher than the temperature in the exhaust pipe, soot in the measured gas that burns almost naturally in the exhaust pipe exists without burning in the intake pipe, and this soot is present in the gas sensor element. There is a possibility that the gap between the outer protector and the gas sensor element is filled up around the periphery. As a result, the responsiveness of the gas sensor may be reduced due to the inhibition of the flow of the gas to be measured to the gas sensor element.

なお、被水防止のために、外側プロテクタよりも内側にガスセンサ素子を保護するための内側プロテクタを配置することが考えられる。しかしながら、２重にプロテクタを配置した場合、外側プロテクタと内側プロテクタとの間隙が、ガスセンサ素子と外側プロテクタとの間隙に比べさらに狭くなるため、より早くに被測定ガスのガスセンサ素子への流通が阻害されると考えられる。 In order to prevent water exposure, it is conceivable to arrange an inner protector for protecting the gas sensor element inside the outer protector. However, when the protectors are doubled, the gap between the outer protector and the inner protector becomes narrower than the gap between the gas sensor element and the outer protector, so that the flow of the gas to be measured to the gas sensor element is hindered earlier. It is thought that it is done.

従って本発明は、ガスセンサ素子に水滴が付着することを抑制すると共に、煤によってガスセンサ素子への被測定ガスの流通が阻害されることを抑制する技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for suppressing water droplets from adhering to the gas sensor element and suppressing the flow of the gas to be measured to the gas sensor element from being hindered by the soot.

[適用例１]被測定ガス中の特定成分を検出するためのガスセンサ素子であって、被測定ガス中に晒される検出部と、前記検出部を加熱するためのヒータとを有するガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子の検出部が自身の先端から突出するようにして前記ガスセンサ素子を保持する筒状の主体金具と、前記主体金具に取り付けられ、前記検出部との間で間隙をあけて前記検出部を取り囲む筒状の外側プロテクタであって、前記外側プロテクタの外側から内側に被測定ガスを導入するためのガス導入孔を有する外側プロテクタと、を備えるガスセンサにおいて、前記検出部と前記外側プロテクタの間に位置し、前記検出部と接触して配置される内側プロテクタであって、前記ガスセンサ素子の検出部のうち、少なくとも前記ガス導入孔と対向する部分を覆うように配置される内側プロテクタを有し、前記内側プロテクタは、金属からなる多孔質素材又は金属からなる繊維状素材のうちの少なくとも一方を使用して構成されていることを特徴とするガスセンサ。 Application Example 1 A gas sensor element for detecting a specific component in a gas to be measured, the gas sensor element having a detection unit exposed to the gas to be measured and a heater for heating the detection unit, A cylindrical metal shell that holds the gas sensor element so that the detection part of the gas sensor element protrudes from the tip of the gas sensor element, and the detection part that is attached to the metal shell and has a gap between the detection part and the detection part An outer protector having a gas introduction hole for introducing a gas to be measured from the outer side of the outer protector to the inner side of the outer protector, wherein the gas sensor includes a gap between the detection unit and the outer protector. An inner protector disposed in contact with the detection unit and facing at least the gas introduction hole of the detection unit of the gas sensor element It has an inner protector arranged so as to cover the portion, and the inner protector is configured by using at least one of a porous material made of metal or a fibrous material made of metal. Gas sensor.

適用例１のガスセンサによれば、内側プロテクタを設けていないガスセンサに比べ、ガス導入孔を介して外側プロテクタの内側に侵入した水滴が、直接、ガスセンサ素子に付着することを抑制することができる。また、ガス導入孔を介して外側プロテクタの内側に侵入した煤は、内側プロテクタにより捕捉される。ここで、内側プロテクタはヒータを有するガスセンサ素子（詳細には検出部）と接触しているため、ヒータからの熱を効率的に利用して内側プロテクタを煤が燃焼する温度（例えば６００℃以上）まで加熱することができる。よって、内側プロテクタを加熱する他の装置を用いることなく内側プロテクタに捕捉された煤を、燃焼させることができ、内側プロテクタと外側プロテクタとの間隙を煤が埋めてしまうことを抑制することができる。さらに、内側プロテクタは金属を含む多孔質素材又は金属を含む繊維状素材のうちの少なくとも一方を使用して構成されているため、通気性を有する。よって、被測定ガスの検出部への流通を阻害されることが抑制できる。 According to the gas sensor of Application Example 1, as compared with the gas sensor not provided with the inner protector, it is possible to suppress the water droplets that have entered the inner side of the outer protector through the gas introduction hole from directly attaching to the gas sensor element. Further, the soot that has entered the inside of the outer protector through the gas introduction hole is captured by the inner protector. Here, since the inner protector is in contact with the gas sensor element (specifically, the detection unit) having the heater, the temperature at which the soot burns in the inner protector by efficiently using the heat from the heater (for example, 600 ° C. or more) Can be heated up to. Therefore, the soot trapped by the inner protector can be burned without using another device for heating the inner protector, and the soot can be prevented from filling the gap between the inner protector and the outer protector. . Furthermore, since the inner protector is configured using at least one of a porous material containing metal or a fibrous material containing metal, the inner protector has air permeability. Therefore, it can suppress that the distribution | circulation to the detection part of measured gas is inhibited.

なお、内側プロテクタは、前記ガスセンサ素子の検出部のうち、少なくともガス導入孔と対向する部分を覆うように配置されていればよい。これは、被測定ガスはガス導入孔からガスセンサ素子に向かって導入するため、ガス導入孔に対向する部分に内側プロテクタを配置することで、煤を効率良く燃焼させることができると共に、水滴がガスセンサ素子に付着することを効率よく抑制することができる。 In addition, the inner protector should just be arrange | positioned so that the part which opposes a gas introduction hole among the detection parts of the said gas sensor element may be covered. This is because the gas to be measured is introduced from the gas introduction hole toward the gas sensor element, so that the soot can be burned efficiently by disposing the inner protector at the portion facing the gas introduction hole, and water droplets can be detected by the gas sensor. Adhering to the element can be efficiently suppressed.

[適用例２]前記内側プロテクタは、前記検出部の周囲を取り囲んでいることを特徴とする適用例１記載のガスセンサ。
適用例２のガスセンサによれば、内側プロテクタがガスセンサ素子の検出部の周囲を取り囲んでいるため、ガス導入孔を介して外側プロテクタの内側に侵入した水滴がガスセンサ素子に付着することを確実に抑制することができる。また、外側プロテクタの内側に侵入した被測定ガス中の煤を確実に内側プロテクタで捕捉することができる。よって、内側プロテクタと外側プロテクタとの間隙を煤が埋めてしまうことを確実に抑制することができる。 Application Example 2 The gas sensor according to Application Example 1, wherein the inner protector surrounds the detection unit.
According to the gas sensor of Application Example 2, since the inner protector surrounds the periphery of the detection portion of the gas sensor element, water droplets that enter the inner side of the outer protector through the gas introduction hole are reliably suppressed from adhering to the gas sensor element. can do. Further, the soot in the gas to be measured that has entered the inside of the outer protector can be reliably captured by the inner protector. Therefore, it can suppress reliably that a wrinkle fills the clearance gap between an inner side protector and an outer side protector.

[適用例３]前記内側プロテクタは、少なくとも前記外側プロテクタの前記ガス導入孔と離間していることを特徴とする適用例１又は適用例２に記載のガスセンサ。
適用例３のガスセンサによれば、ガス導入孔近傍に内側プロテクタが配置されることが無いので、内側プロテクタが被測定ガスのガスセンサ素子への流通に影響を与える可能性を低減し、ガスセンサの応答性が低下することをより抑制できる。 Application Example 3 The gas sensor according to Application Example 1 or Application Example 2, wherein the inner protector is separated from at least the gas introduction hole of the outer protector.
According to the gas sensor of Application Example 3, since the inner protector is not arranged near the gas introduction hole, the possibility that the inner protector affects the flow of the gas to be measured to the gas sensor element is reduced, and the response of the gas sensor is reduced. It can suppress that a property falls.

[適用例４]前記内側プロテクタは、前記外側プロテクタと接触しておらず、間隙を介して配置されていることを特徴とする適用例１乃至適用例３のいずれか１つに記載のガスセンサ。
内側プロテクタと外側プロテクタが接触していると、ヒータから発せられる熱の多くが内側プロテクタを通って外側プロテクタに伝導し、最終的にガスセンサの外部へ放熱されてしまう場合がある。これに対し、適用例４のガスセンサによれば、内側プロテクタと外側プロテクタは接触していないことから、ヒータから発せられた熱が外側プロテクタまで伝導することを抑制することができる。よって、ヒータからの熱をより一層効率的に用いて内側プロテクタを加熱することができる。 Application Example 4 The gas sensor according to any one of Application Examples 1 to 3, wherein the inner protector is not in contact with the outer protector and is disposed through a gap.
When the inner protector and the outer protector are in contact, most of the heat generated from the heater may be conducted to the outer protector through the inner protector and eventually be radiated to the outside of the gas sensor. On the other hand, according to the gas sensor of application example 4, since the inner protector and the outer protector are not in contact with each other, it is possible to suppress the heat generated from the heater from being conducted to the outer protector. Therefore, the inner protector can be heated using the heat from the heater even more efficiently.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、ガスセンサ、ガスセンサの製造方法及びガスセンサを被測定ガスが流れる通路に装着した車両等の態様で実現することができる。 Note that the present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a gas sensor, a method for manufacturing the gas sensor, and a vehicle in which the gas sensor is mounted in a passage through which the gas to be measured flows.

本発明の第１実施例としてのガスセンサを示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the gas sensor as 1st Example of this invention. ガスセンサ１の使用態様を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the usage condition of the gas sensor. ガスセンサ素子１０の分解斜視図である。2 is an exploded perspective view of a gas sensor element 10. FIG. 外側プロテクタ１１０の外観斜視図である。2 is an external perspective view of an outer protector 110. FIG. 内側プロテクタ１２２及び保持部材１２４の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the inner protector 122 and the holding member 124. ガスセンサ素子１０、プロテクタ１００及び保持部材１２４の組み付け態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the assembly | attachment aspect of the gas sensor element 10, the protector 100, and the holding member 124. FIG. 図１のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 第２実施例のガスセンサを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the gas sensor of 2nd Example. 第３実施例のガスセンサを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the gas sensor of 3rd Example. 第３変形例のガスセンサを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the gas sensor of a 3rd modification.

次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．変形例： Next, embodiments of the present invention will be described in the following order.
A. First embodiment:
B. Second embodiment:
C. Third embodiment:
D. Variations:

Ａ．第１実施例：
Ａ−１．ガスセンサの全体構成：
図１は、本発明の第１実施例としてのガスセンサを示す部分断面図である。図１は、ガスセンサ１の軸線ＡＸ方向を上下方向として図示している。またこれ以降、図１における下方向（下側）をガスセンサ１の先端側とし、図１における上方向（上側）をガスセンサ１の後端側（「基端側」ともいう。）として説明を行う。 A. First embodiment:
A-1. Overall configuration of gas sensor:
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a gas sensor as a first embodiment of the present invention. FIG. 1 illustrates the axis AX direction of the gas sensor 1 as a vertical direction. In the following description, the lower direction (lower side) in FIG. 1 is the front end side of the gas sensor 1, and the upper direction (upper side) in FIG. 1 is the rear end side (also referred to as “base end side”) of the gas sensor 1. .

ガスセンサ１は、例えば、内燃機関の吸気通路に取り付けられる。具体的には、ガスセンサ１は、吸気通路を流通する吸気ガスや、吸気ガスと排気ガスが混ざり合ったガスであって、吸気ガス後段通路を流れる吸気再循環ガス等の被測定ガスに含まれる酸素の濃度を検出する、いわゆる全領域空燃比センサである。 The gas sensor 1 is attached to an intake passage of an internal combustion engine, for example. Specifically, the gas sensor 1 is a gas to be measured such as an intake gas flowing through the intake passage, or a gas in which the intake gas and the exhaust gas are mixed, and including an intake recirculation gas flowing through the intake gas rear passage. This is a so-called full-range air-fuel ratio sensor that detects the concentration of oxygen.

ガスセンサ１は、主に、軸線ＡＸ方向に延びる筒状の主体金具５０と、ガスセンサ素子１０と、プロテクタ１００と、５個の接続端子６１（図１では１個の接続端子のみ図示する）と、を備えている。主体金具５０は、軸線ＡＸ方向に延びる筒状の部材である。プロテクタ１００は、ガスセンサ素子１０の被測定ガスに晒される検出部１１を保護するための部材である。接続体６０は、ガスセンサ素子１０の後端部１２を取り囲むように配置され、５つの接続端子６１のそれぞれの絶縁をはかる部材である。 The gas sensor 1 mainly includes a cylindrical metal shell 50 extending in the direction of the axis AX, a gas sensor element 10, a protector 100, five connection terminals 61 (only one connection terminal is shown in FIG. 1), It has. The metal shell 50 is a cylindrical member extending in the direction of the axis AX. The protector 100 is a member for protecting the detection unit 11 exposed to the measurement gas of the gas sensor element 10. The connection body 60 is a member that is disposed so as to surround the rear end portion 12 of the gas sensor element 10 and that insulates each of the five connection terminals 61.

ガスセンサ素子１０のうち、先端部１３は主体金具５０の先端から突出し、後端部１２は主体金具５０の後端から突出している。また、ガスセンサ素子１０は、素子本体２００と、素子本体２００が活性化する温度（例えば７００℃〜８００℃）に素子本体２００を加熱するためのヒータ３００とを有する。さらに、ガスセンサ素子１０の検出電極（図示せず）を被測定ガスによる被毒から保護するため、ガスセンサ素子１０はその先端部１３の周囲を覆うように形成されたセラミックからなる先端保護層１５を有する。先端保護層１５は気体の流通が可能な多孔質体である。なお、ガスセンサ素子１０の詳細な構成については後述する。 In the gas sensor element 10, the front end portion 13 protrudes from the front end of the metal shell 50, and the rear end portion 12 protrudes from the rear end of the metal shell 50. The gas sensor element 10 includes an element body 200 and a heater 300 for heating the element body 200 to a temperature (for example, 700 ° C. to 800 ° C.) at which the element body 200 is activated. Furthermore, in order to protect the detection electrode (not shown) of the gas sensor element 10 from being poisoned by the gas to be measured, the gas sensor element 10 has a tip protection layer 15 made of ceramic formed so as to cover the periphery of the tip portion 13 thereof. Have. The tip protective layer 15 is a porous body through which gas can flow. The detailed configuration of the gas sensor element 10 will be described later.

主体金具５０は、先端側から後端側に向かう順に、先端係合部５６と、雄ねじ部５１と、工具係合部５２と、後端係合部５７と、加締め部５３とを有する。先端係合部５６には、後述する外側プロテクタ１１０や保持部材１２４が係合する。雄ねじ部５１は、被測定ガスが流れる通路（配管）にガスセンサ１を取り付けるために用いられる。工具係合部５２には、ガスセンサ１を通路に取り付ける際に用いる取り付け用工具が係合する。後端係合部５７には、後述する外筒３０が係合する。加締め部５３は、ガスセンサ素子１０を主体金具５０の内側に保持するために加締めを行うことで形成される部位である。なお、工具係合部５２の先端面と雄ねじ部５１の後端との間には、被測定ガスが流れる通路にガスセンサ１を取り付けた際に、通路に設けられたガスセンサ装着口からガスが漏れださないようにするためのガスケット５５が差し込まれている。 The metal shell 50 includes a front end engaging portion 56, a male screw portion 51, a tool engaging portion 52, a rear end engaging portion 57, and a caulking portion 53 in order from the front end side to the rear end side. An outer protector 110 and a holding member 124 which will be described later are engaged with the distal end engaging portion 56. The male screw portion 51 is used for attaching the gas sensor 1 to a passage (pipe) through which the gas to be measured flows. An attachment tool used when attaching the gas sensor 1 to the passage is engaged with the tool engaging portion 52. The outer cylinder 30 described later is engaged with the rear end engaging portion 57. The caulking portion 53 is a part formed by caulking in order to hold the gas sensor element 10 inside the metal shell 50. In addition, when the gas sensor 1 is attached to the passage through which the gas to be measured flows between the front end surface of the tool engaging portion 52 and the rear end of the male screw portion 51, gas leaks from the gas sensor mounting opening provided in the passage. A gasket 55 is inserted so as not to be exposed.

また、主体金具５０内には、アルミナからなる筒状のセラミックリング２１と、滑石粉末からなる第１の滑石リング２２と、同じく滑石粉末からなる第２の滑石リング２６と、アルミナからなる筒状のセラミックスリーブ２７とがこの順に先端側から後端側に積層されている。更に、主体金具５０内には、セラミックリング２１及び第１の滑石リング２２と共にガスセンサ素子１０と一体化された筒状の金属カップ２０が設けられている。 Further, in the metal shell 50, a cylindrical ceramic ring 21 made of alumina, a first talc ring 22 made of talc powder, a second talc ring 26 also made of talc powder, and a cylindrical shape made of alumina. The ceramic sleeve 27 is laminated in this order from the front end side to the rear end side. Further, a cylindrical metal cup 20 integrated with the gas sensor element 10 is provided in the metal shell 50 together with the ceramic ring 21 and the first talc ring 22.

金属カップ２０は、その先端周縁部２３が、主体金具５０の内周に形成された第２の段部５４と係合することで係止される。第２の滑石リング２６は、自身をガスセンサ素子１０に挿通させた状態で、金属カップ２０の後端側から装填されている。また、第２の滑石リング２６を後端側から先端側へ押さえるようにしてセラミックスリーブ２７が主体金具５０内に嵌め込まれている。セラミックスリーブ２７には段状をなす第１の段部２８が形成されている。また、第１の段部２８には、円環状の加締めパッキン２９が配置されている。この状態で主体金具５０の加締め部５３が、加締めパッキン２９を介して第１の段部２８を先端側に向けて押圧するように加締められている。セラミックスリーブ２７に押圧された第２の滑石リング２６は主体金具５０内で押し潰されて細部にわたって充填される。この第２の滑石リング２６と、金属カップ２０内にあらかじめ装填された第１の滑石リング２２とによって、金属カップ２０およびガスセンサ素子１０が主体金具５０内で位置決めされると共に、主体金具５０内に保持される。 The metal cup 20 is locked by engaging a second step portion 54 formed on the inner periphery of the metal shell 50 with the peripheral edge portion 23 of the tip end thereof. The second talc ring 26 is loaded from the rear end side of the metal cup 20 in a state where the second talc ring 26 is inserted through the gas sensor element 10. A ceramic sleeve 27 is fitted in the metal shell 50 so as to press the second talc ring 26 from the rear end side to the front end side. The ceramic sleeve 27 is formed with a first step portion 28 having a step shape. An annular caulking packing 29 is arranged on the first step portion 28. In this state, the crimping portion 53 of the metal shell 50 is crimped so as to press the first step portion 28 toward the distal end side via the crimping packing 29. The second talc ring 26 pressed against the ceramic sleeve 27 is crushed in the metal shell 50 and filled in details. With the second talc ring 26 and the first talc ring 22 loaded in advance in the metal cup 20, the metal cup 20 and the gas sensor element 10 are positioned in the metal shell 50 and in the metal shell 50. Retained.

主体金具５０の工具係合部５２よりも後端側には、筒状の外筒３０が配設されている。外筒３０はステンレス（例えばＳＵＳ３０４）等の金属から形成される。外筒３０の内側には、接続体６０が配設されている。外筒３０の先端側開口端３１は、主体金具５０の後端係合部５７に加締められ、更に全周溶接されることで主体金具５０に接合されている。外筒３０と接続体６０との間隙には、金属製で筒状の保持金具７０が配設されている。保持金具７０は自身の後端を径方向内側に向かって折り曲げて構成した支持部７１を有する。この支持部７１は、接続体６０に設けられた他の部分よりも外径の大きい鍔部６２を係止させることで、接続体６０を支持している。この状態で、保持金具７０が配置された部分の外筒３０の外周面が加締められることで、接続体６０を支持した保持金具７０が外筒３０に固定される。 A cylindrical outer cylinder 30 is disposed on the rear end side of the metal shell 50 with respect to the tool engaging portion 52. The outer cylinder 30 is made of a metal such as stainless steel (for example, SUS304). A connection body 60 is disposed inside the outer cylinder 30. The front end opening end 31 of the outer cylinder 30 is joined to the metal shell 50 by being crimped to the rear end engaging portion 57 of the metal shell 50 and further welded all around. In the gap between the outer cylinder 30 and the connection body 60, a metal-made cylindrical holding metal fitting 70 is disposed. The holding metal fitting 70 has a support portion 71 formed by bending its rear end toward the inside in the radial direction. The support portion 71 supports the connection body 60 by locking the flange portion 62 having a larger outer diameter than other portions provided on the connection body 60. In this state, the outer peripheral surface of the outer cylinder 30 where the holding metal fitting 70 is disposed is crimped, so that the holding metal fitting 70 that supports the connection body 60 is fixed to the outer cylinder 30.

外筒３０の後端側開口端３３には、フッ素系ゴム製のグロメット７５が嵌合されている。グロメット７５は５つの挿通孔７６（図１では５つのうち１つのみを図示している。）を有する。５つの挿通孔７６には、接続端子６１から引き出された５本のリード線６５（図１では３本のみ図示している。）が気密に挿通されている。この状態でグロメット７５は、接続体６０を先端側に押圧しつつ、外筒３０の外側から加締められて、外筒３０の後端に固定されている。 A grommet 75 made of a fluorine rubber is fitted into the rear end side opening end 33 of the outer cylinder 30. The grommet 75 has five insertion holes 76 (only one of the five is shown in FIG. 1). In the five insertion holes 76, five lead wires 65 (only three are shown in FIG. 1) drawn out from the connection terminal 61 are inserted in an airtight manner. In this state, the grommet 75 is crimped from the outside of the outer cylinder 30 while pressing the connecting body 60 toward the tip side, and is fixed to the rear end of the outer cylinder 30.

主体金具５０の雄ねじ部５１よりも先端側には、外側プロテクタ１１０と、内側プロテクタ１２２を保持する保持部材１２４とがレーザ溶接により全周溶接することで固定されている。外側プロテクタ１１０は被測定ガスを外側から内側に導入するためのガス導入孔１４０と、被測定ガスを内側から外側に導出するためのガス導出孔１５０を有する。内側プロテクタ１２２は保持部材１２４に固定されている。 The outer protector 110 and the holding member 124 that holds the inner protector 122 are fixed to the front end side of the male threaded portion 51 of the metal shell 50 by laser welding to be welded all around. The outer protector 110 has a gas introduction hole 140 for introducing the measurement gas from the outside to the inside, and a gas outlet hole 150 for deriving the measurement gas from the inside to the outside. The inner protector 122 is fixed to the holding member 124.

ガスセンサ１を用いて被測定ガス中の特定成分の濃度を検出する際には、検出部１１はヒータ３００により７００℃〜８００℃程度まで加熱され活性化される。またその際、内側プロテクタ１２２は検出部１１からの熱伝導により６００℃以上に加熱されている。 When detecting the concentration of a specific component in the gas to be measured using the gas sensor 1, the detection unit 11 is heated to about 700 ° C. to 800 ° C. by the heater 300 and activated. At that time, the inner protector 122 is heated to 600 ° C. or more by heat conduction from the detection unit 11.

図２は、ガスセンサ１の使用態様を説明するための図である。図２（Ａ）は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムを説明するための図であり、図２（Ｂ）は、ガスセンサ１の具体的な取付態様を示す図である。ＥＧＲシステム５は、内燃機関５１０と、内燃機関５１０の前段に配置された吸気通路５０２と、内燃機関５１０の後段に配置された後段通路５０４とを備える。さらにＥＧＲシステム５は、排気通路５０４を流れる排気ガスの一部を吸気ガスが流れる吸気通路５０２に循環させるための循環通路５０６を有する。ガスセンサ１は特に、吸気通路５０２のうち、循環通路５０６が接続された位置よりもガスの流れ方向で下流側部分に位置する吸気ガス後段通路５０２ｂに取り付けて使用される。吸気ガス後段通路５０２ｂを流れる吸気再循環ガスは、排気ガスに比べ温度が低い（例えば吸気再循環ガスの温度は１５０℃程度、排気ガスの温度は６００℃〜９００℃程度）。更に、吸気再循環ガスは、排気ガスを含むため煤を含有している。この吸気再循環ガス中の煤の多くは、吸気再循環ガスのガス温度では自然に燃焼しない。従って、煤を捕捉し燃焼させることのできるガスセンサ１を用いることで、内側プロテクタ１２２と外側プロテクタ１１０との間隙を煤が埋めてしまうことを抑制することができる。 FIG. 2 is a diagram for explaining how the gas sensor 1 is used. FIG. 2A is a diagram for explaining an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system, and FIG. 2B is a diagram showing a specific mounting mode of the gas sensor 1. The EGR system 5 includes an internal combustion engine 510, an intake passage 502 disposed at the front stage of the internal combustion engine 510, and a rear stage passage 504 disposed at the rear stage of the internal combustion engine 510. Further, the EGR system 5 has a circulation passage 506 for circulating a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 504 to the intake passage 502 through which the intake gas flows. In particular, the gas sensor 1 is used by being attached to an intake gas rear-stage passage 502b located in a downstream portion of the intake passage 502 in the gas flow direction with respect to the position where the circulation passage 506 is connected. The intake recirculation gas flowing through the intake gas rear-stage passage 502b has a lower temperature than the exhaust gas (for example, the intake recirculation gas has a temperature of about 150 ° C and the exhaust gas has a temperature of about 600 ° C to 900 ° C). Further, the intake air recirculation gas contains soot because it contains exhaust gas. Most of the soot in the intake recirculation gas does not spontaneously burn at the gas temperature of the intake recirculation gas. Therefore, by using the gas sensor 1 that can capture and burn soot, it is possible to prevent soot from filling the gap between the inner protector 122 and the outer protector 110.

図２（Ｂ）に示すように、ガスセンサ１が吸気ガス後段通路５０２ｂに取り付けられた場合、ガス導入孔１４０が下流側を向くように配置されている。すなわち、ガスセンサ１が取り付けられている位置よりも下流側から外側プロテクタ１１０に向かって平行光線を照射したときに、外側プロテクタ１１０に平行光線が照射される範囲にガス導入孔１４０が位置するよう、ガスセンサ１を吸気ガス後段通路５０２ｂに取り付ける。このようにガスセンサ１を取り付けることで、外側プロテクタ１１０の外側から内側に導入される水滴や煤を低減することができる。 As shown in FIG. 2B, when the gas sensor 1 is attached to the intake gas rear-stage passage 502b, the gas introduction hole 140 is disposed to face the downstream side. That is, when the parallel light beam is irradiated from the downstream side to the outer protector 110 from the position where the gas sensor 1 is attached, the gas introduction hole 140 is positioned in a range where the parallel light beam is irradiated to the outer protector 110. The gas sensor 1 is attached to the intake gas rear-stage passage 502b. By attaching the gas sensor 1 in this way, water droplets and soot introduced from the outside to the inside of the outer protector 110 can be reduced.

Ａ−２．ガスセンサ素子の構成：
図３は、ガスセンサ素子１０の分解斜視図である。ガスセンサ素子１０は、軸線方向（図３中では左右方向）に伸びる板状の素子本体２００と、同じく軸線方向に延びる板状のヒータ３００とが積層されることにより一体化されている。なお、図３においては、図中左側が図１における先端側、図中右側が図１における後端側（基端側）に対応する。 A-2. Gas sensor element configuration:
FIG. 3 is an exploded perspective view of the gas sensor element 10. The gas sensor element 10 is integrated by laminating a plate-like element body 200 extending in the axial direction (left-right direction in FIG. 3) and a plate-like heater 300 extending in the axial direction. In FIG. 3, the left side in the drawing corresponds to the front end side in FIG. 1, and the right side in the drawing corresponds to the rear end side (base end side) in FIG.

素子本体２００は、それぞれ板状をなす保護層２４０、ポンプセル２３０、スペーサ２２０、酸素濃度検知セル２１０が、この順番で積層されている。ポンプセル２３０は、第１固体電解質体２３２と、第１の電極２３３ａと、第２の電極２３１ａとにより構成される。酸素濃度検知セル２１０は、第２固体電解質体２１２と、第３の電極２１３ａと、第４の電極２１１ａとにより構成される。 In the element body 200, a protective layer 240 having a plate shape, a pump cell 230, a spacer 220, and an oxygen concentration detection cell 210 are laminated in this order. The pump cell 230 includes a first solid electrolyte body 232, a first electrode 233a, and a second electrode 231a. The oxygen concentration detection cell 210 includes a second solid electrolyte body 212, a third electrode 213a, and a fourth electrode 211a.

保護層２４０は、アルミナを主体に形成されている。この保護層２４０の先端側近傍には多孔質体２４２が設けられている。保護層２４０の第１の面２４０ｄは、ガスセンサ素子１０として各部材が一体化された場合に、ガスセンサ素子１０の第１の板面１０ａを構成する。第１の面２４０ｄには、その後端側近傍に、３つの第１〜第３のセンサ用電極４０１ａ〜４０１ｃが軸線方向と直交する方向に所定間隔に並んで形成されている。第１〜第３のセンサ用電極４０１ａ〜４０１ｃは、保護層２４０の後端側近傍に貫通形成された３つの第１〜第３のスルーホール導体２４０ａ〜２４０ｃと、それぞれ図中に破線で示すように電気的に接続している。 The protective layer 240 is mainly made of alumina. A porous body 242 is provided in the vicinity of the front end side of the protective layer 240. The first surface 240 d of the protective layer 240 constitutes the first plate surface 10 a of the gas sensor element 10 when the members are integrated as the gas sensor element 10. Three first to third sensor electrodes 401a to 401c are formed on the first surface 240d in the vicinity of the rear end side thereof in a direction perpendicular to the axial direction at a predetermined interval. The first to third sensor electrodes 401a to 401c are indicated by three first to third through-hole conductors 240a to 240c penetratingly formed in the vicinity of the rear end side of the protective layer 240, respectively, with broken lines in the drawing. So that it is electrically connected.

第１固体電解質体２３２は、ジルコニアを主体に形成され、この第１固体電解質体の後端側近傍には、２つのスルーホール導体２３２ａ，２３２ｂが貫通形成されている。これらのスルーホール導体２３２ａ，２３２ｂは、上記保護層２４０に貫通形成されたスルーホール導体２４０ａ，２４０ｂと電気的に接続している。 The first solid electrolyte body 232 is formed mainly of zirconia, and two through-hole conductors 232a and 232b are formed in the vicinity of the rear end side of the first solid electrolyte body. These through-hole conductors 232a and 232b are electrically connected to the through-hole conductors 240a and 240b formed through the protective layer 240.

第１固体電解質体２３２の２つの面２３２ｄ，２３２ｅのうち、保護層２４０と対向する第２の面２３２ｄには、Ｐｔを主体とし多孔質で矩形状をなす第１の電極２３３ａが形成されている。この第１の電極２３３ａは、第２の面２３２ｄ上に延びる第１の電極リード２３３ｂを介して、上記保護層２４０に貫通形成されたスルーホール導体２４０ｃと電気的に接続している。このため、第１の電極２３３ａは、スルーホール導体２４０ｃを通じて第３のセンサ用電極４０１ｃと導通している。第１の電極２３３ａは、保護層２４０に設けられた多孔質体２４２を通じて、被測定ガス中に晒される。 Of the two surfaces 232d and 232e of the first solid electrolyte body 232, a first electrode 233a having a porous and rectangular shape mainly composed of Pt is formed on the second surface 232d facing the protective layer 240. Yes. The first electrode 233a is electrically connected to a through-hole conductor 240c formed through the protective layer 240 through a first electrode lead 233b extending on the second surface 232d. Therefore, the first electrode 233a is electrically connected to the third sensor electrode 401c through the through-hole conductor 240c. The first electrode 233a is exposed to the gas to be measured through the porous body 242 provided in the protective layer 240.

第１固体電解質体２３２の２つの面２３２ｄ，２３２ｅのうち、スペーサ２２０と対向する第３の面２３２ｅにも、Ｐｔを主体とし多孔質で矩形状をなす第２の電極２３１ａが形成されている。この第２の電極２３１ａは、第３の面２３２ｅ上に延びる第２の電極リード２３１ｂを介して、第１固体電解質体２３２に貫通形成されたスルーホール導体２３２ｂに電気的に接続されている。そのため、第２の電極２３１ａは、スルーホール導体２３２ｂおよびスルーホール導体２４０ｂを通じて、第２のセンサ用電極４０１ｂに導通している。 Of the two surfaces 232d and 232e of the first solid electrolyte body 232, the third surface 232e facing the spacer 220 is also formed with a porous, rectangular second electrode 231a mainly composed of Pt. . The second electrode 231a is electrically connected to a through-hole conductor 232b formed through the first solid electrolyte body 232 through a second electrode lead 231b extending on the third surface 232e. Therefore, the second electrode 231a is electrically connected to the second sensor electrode 401b through the through-hole conductor 232b and the through-hole conductor 240b.

スペーサ２２０は、アルミナを主体に形成され、先端側近傍に長方形状の開口を有する。この開口は、スペーサ２２０が第１固体電解質体２３２と第２固体電解質体２１２との間に挟まれて積層されることによってガス検出室２２０ｃを構成する。ガス検出室２２０ｃの両側壁の一部は、ガス検出室２２０ｃ内と外部との間の通気を確保する多孔質体２２２によって構成されている。この多孔質体２２２は、多孔質のアルミナから形成されている。スペーサ２２０の後端側近傍には、２つのスルーホール導体２２０ａ，２２０ｂが貫通形成されている。スルーホール導体２２０ｂは、第２の電極部２３１と電気的に接続している。また、スルーホール導体２２０ａは、ポンプセル２３２に貫通形成されたスルーホール導体２３２ａと電気的に接続している。 The spacer 220 is formed mainly of alumina and has a rectangular opening in the vicinity of the tip side. This opening constitutes the gas detection chamber 220c by the spacer 220 being sandwiched and laminated between the first solid electrolyte body 232 and the second solid electrolyte body 212. Part of both side walls of the gas detection chamber 220c is configured by a porous body 222 that ensures ventilation between the gas detection chamber 220c and the outside. The porous body 222 is made of porous alumina. In the vicinity of the rear end side of the spacer 220, two through-hole conductors 220a and 220b are formed penetratingly. The through-hole conductor 220b is electrically connected to the second electrode portion 231. The through-hole conductor 220a is electrically connected to the through-hole conductor 232a formed through the pump cell 232.

第２固体電解質体２１２は、ジルコニアを主体に形成され、この第２固体電解質体２１２の後端側近傍には、スルーホール導体２１２ａが貫通形成されている。このスルーホール導体２１２ａは、上記スペーサ２２０に貫通形成されたスルーホール導体２２０ａと電気的に接続している。 The second solid electrolyte body 212 is formed mainly of zirconia, and a through-hole conductor 212 a is formed in the vicinity of the rear end side of the second solid electrolyte body 212. The through-hole conductor 212a is electrically connected to the through-hole conductor 220a formed through the spacer 220.

第２固体電解質体２１２の２つの面２１２ｄ，２１２ｅのうち、スペーサ２２０と対向する第４の面２１２ｄには、Ｐｔを主体とし多孔質で矩形状をなす第３の電極２１３ａが形成されている。この第３の電極２１３ａは、第４の面２１２ｄ上に延びる第３の電極リード２１３ｂを介して、上記スペーサ２２０に貫通形成されたスルーホール導体２２０ｂに電気的に接続している。このため、第３の電極２１３ａは、スルーホール導体２２０ｂ、スルーホール導体２３２ｂ、スルーホール導体２４０ｂを通じて、第２のセンサ用電極４０１ｂに導通している。つまり、第２のセンサ用電極４０１ｂに共通して接続された第２の電極２３１ａと第３の電極２１３ａとは電気的に同電位となる。 Of the two surfaces 212d and 212e of the second solid electrolyte body 212, a fourth electrode 212d facing the spacer 220 is provided with a third electrode 213a that is mainly porous and has a rectangular shape. . The third electrode 213a is electrically connected to a through-hole conductor 220b formed through the spacer 220 via a third electrode lead 213b extending on the fourth surface 212d. Therefore, the third electrode 213a is electrically connected to the second sensor electrode 401b through the through-hole conductor 220b, the through-hole conductor 232b, and the through-hole conductor 240b. That is, the second electrode 231a and the third electrode 213a connected in common to the second sensor electrode 401b are electrically at the same potential.

第２固体電解質体２１２の２つの面２１２ｄ，２１２ｅのうち、ヒータ３００に対向する第５の面２１２ｅにも、Ｐｔを主体とし多孔質で矩形状をなす第４の電極２１１ａが形成されている。この第４の電極２１１ａは、第５の面２１２ｅ上に延びる第４の電極リード２１１ｂを介して、第２固体電解質体２１２に貫通形成されたスルーホール導体２１２ａに電気的に接続している。このため、第４の電極２１１ａは、スルーホール導体２１２ａ，２２０ａ，２３２ａ，２４０ａを通じて、第１のセンサ用電極４０１ａに導通している。 Of the two surfaces 212d and 212e of the second solid electrolyte body 212, a fourth electrode 211a having a porous and rectangular shape mainly composed of Pt is also formed on the fifth surface 212e facing the heater 300. . The fourth electrode 211a is electrically connected to a through-hole conductor 212a formed through the second solid electrolyte body 212 through a fourth electrode lead 211b extending on the fifth surface 212e. Therefore, the fourth electrode 211a is electrically connected to the first sensor electrode 401a through the through-hole conductors 212a, 220a, 232a, and 240a.

ヒータ３００は、それぞれ板状をなす第１の絶縁層３０３と第２の絶縁層３０１とが積層されることで構成されている。第１と第２の絶縁層３０３，３０１は共にアルミナにより形成されている。第１の絶縁層３０３と第２の絶縁層３０１との間には、発熱抵抗体３０２が配置されている。発熱抵抗体３０２は、ガスセンサ素子１０の先端側近傍に位置するＰｔを主体とする発熱抵抗部３０２ａと、この発熱抵抗部３０２ａに接続され後端側に延びる２つのヒータリード部３０２ｂ，３０２ｃとを有する。 The heater 300 is configured by laminating a first insulating layer 303 and a second insulating layer 301 each having a plate shape. Both the first and second insulating layers 303 and 301 are made of alumina. A heating resistor 302 is disposed between the first insulating layer 303 and the second insulating layer 301. The heating resistor 302 includes a heating resistor 302a mainly composed of Pt located in the vicinity of the front end side of the gas sensor element 10, and two heater leads 302b and 302c connected to the heating resistor 302a and extending to the rear end side. Have.

第２の絶縁層３０１の後端側近傍には、２つのスルーホール導体３０１ａ，３０１ｂが貫通形成されている。第２の絶縁層３０１の第６の面３０１ｅは、ガスセンサ素子１０として各部材が一体化された場合に、ガスセンサ素子１０の第２の板面１０ｂを構成する。第６の面３０１ｅには、その後端側近傍に、２つの第１と第２のヒータ用電極４０２ａ，４０２ｂが軸線方向と直交する方向に並んで形成されている。このうち第２のヒータ用電極４０２ｂは、スルーホール導体３０１ｂを介して、ヒータリード部３０２ｃと電気的に接続している。また、第１のヒータ用電極４０２ａは、スルーホール導体３０１ａを介して、ヒータリード部３０２ｂと電気的に接続している。 In the vicinity of the rear end side of the second insulating layer 301, two through-hole conductors 301a and 301b are formed penetratingly. The sixth surface 301 e of the second insulating layer 301 constitutes the second plate surface 10 b of the gas sensor element 10 when the members are integrated as the gas sensor element 10. On the sixth surface 301e, two first and second heater electrodes 402a and 402b are formed side by side in the direction perpendicular to the axial direction in the vicinity of the rear end side. Of these, the second heater electrode 402b is electrically connected to the heater lead 302c through the through-hole conductor 301b. The first heater electrode 402a is electrically connected to the heater lead 302b through the through-hole conductor 301a.

以上のように構成されたガスセンサ１の通常利用時（被測定ガス中の特定成分検出時）の動作を参考までに説明する。ガスセンサ１の通常利用時には、ヒータ３００をヒータ制御回路によってガスセンサ素子１０が活性化する温度（例えば、７００〜８００℃）まで素子本体２００をヒータ３００により加熱する。更に、第１のセンサ用電極４０１ａを通じて酸素濃度検知セル２１０に微少電流（例えば１５μＡ）を流して、第４の電極２１１ａを酸素準備室として機能させる。この状態において、ガス検出室２２０ｃ内の雰囲気が理論空燃比に保たれるとき、酸素濃度がほぼ一定に保たれている酸素準備室と第２固体電解質体２１２との間には、４５０ｍＶの電圧が発生する。そこで、公知の構成である所定の電気回路を用いて、酸素濃度検知セル２１０の電圧Ｖｓが４５０ｍＶになるようにポンプセル２３０に流す電流Ｉｐを適時調整して、ガス検出室２２０ｃ内の雰囲気を理論空燃比に保つ制御を行う。このように、ガスセンサ１を動作させれば、ガス検出室２２０ｃ内を理論空燃比に保つための電流Ｉｐの値に基づいて、被測定ガス中の酸素の濃度を測定することが可能になる。 The operation of the gas sensor 1 configured as described above during normal use (when a specific component in the gas to be measured is detected) will be described for reference. When the gas sensor 1 is normally used, the element body 200 is heated by the heater 300 to a temperature (for example, 700 to 800 ° C.) at which the gas sensor element 10 is activated by the heater control circuit. Further, a minute current (for example, 15 μA) is supplied to the oxygen concentration detection cell 210 through the first sensor electrode 401a to cause the fourth electrode 211a to function as an oxygen preparation chamber. In this state, when the atmosphere in the gas detection chamber 220c is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio, a voltage of 450 mV is applied between the oxygen preparatory chamber in which the oxygen concentration is maintained substantially constant and the second solid electrolyte body 212. Occurs. Therefore, a predetermined electric circuit having a known configuration is used to adjust the current Ip flowing through the pump cell 230 so that the voltage Vs of the oxygen concentration detection cell 210 becomes 450 mV, and the atmosphere in the gas detection chamber 220c is theoretically adjusted. Control to maintain the air-fuel ratio. As described above, when the gas sensor 1 is operated, it is possible to measure the concentration of oxygen in the gas to be measured based on the value of the current Ip for maintaining the gas detection chamber 220c at the stoichiometric air-fuel ratio.

Ａ−３．プロテクタ１００及び保持部材１２４の構成：
図４は、外側プロテクタ１１０の外観斜視図である。外側プロテクタ１１０は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼から形成された有底筒状の部材である。また外側プロテクタ１１０は、外径の大きい拡径部１３１と、拡径部１３１より外径の小さい筒状部１３０とを有する。筒状部１３０の外周部分（側面部分）には被測定ガスを外側プロテクタ１１０の外側から内側に導入するためのガス導入孔１４０が１つ形成されている。また、筒状部１３０の底面部分１３２には、外側プロテクタ１１０に導入された被測定ガスをガスセンサ１の外側に導出するためのガス導出孔１５０が１つ形成されている。 A-3. Configuration of the protector 100 and the holding member 124:
FIG. 4 is an external perspective view of the outer protector 110. The outer protector 110 is a bottomed cylindrical member formed from stainless steel such as SUS304. In addition, the outer protector 110 includes a large-diameter portion 131 having a large outer diameter and a cylindrical portion 130 having a smaller outer diameter than the large-diameter portion 131. One gas introduction hole 140 for introducing the measurement gas from the outside to the inside of the outer protector 110 is formed in the outer peripheral portion (side surface portion) of the cylindrical portion 130. Further, one gas outlet hole 150 for leading the measurement gas introduced into the outer protector 110 to the outside of the gas sensor 1 is formed in the bottom surface portion 132 of the cylindrical portion 130.

図５は、内側プロテクタ１２２及び保持部材１２４の外観斜視図である。保持部材１２４は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼から形成された略筒状の部材である。また保持部材１２４は、円筒状の円筒部１２４ｂと、円筒部１２４ｂの底面（「先端面」ともいう。）１２４ｃから先端側（図中で下側）に延びる突出部１２４ａと、を有する。円筒部１２４ｂの外径は、外側プロテクタ１１０の拡径部１３１の内径よりもやや小さく、円筒部１２４ｂが拡径部１３１の内側に収まるような構成となっている。突出部１２４ａは、内側プロテクタ１２２を保持するための部位である。突出部１２４ａの内周面と内側プロテクタ１２２の後端側（図中で上側）部分の外周面とが熱圧着されることで、内側プロテクタ１２２は保持部材１２４に固定される。なお、ガスセンサ素子１０が内側プロテクタ１２２の内側に挿入された場合において、ガスセンサ素子１０の先端部１３のうち、突出部１２４ａの先端（図４中では下端）よりも先端側（下側）にある部分が被測定ガスに晒される検出部１１（図１）となる。 FIG. 5 is an external perspective view of the inner protector 122 and the holding member 124. The holding member 124 is a substantially cylindrical member formed of stainless steel such as SUS304. The holding member 124 includes a cylindrical cylindrical portion 124b, and a protruding portion 124a extending from the bottom surface (also referred to as “front end surface”) 124c of the cylindrical portion 124b to the front end side (lower side in the drawing). The outer diameter of the cylindrical portion 124 b is slightly smaller than the inner diameter of the enlarged diameter portion 131 of the outer protector 110, and the cylindrical portion 124 b is configured to fit inside the enlarged diameter portion 131. The protruding part 124 a is a part for holding the inner protector 122. The inner protector 122 is fixed to the holding member 124 by thermocompression bonding of the inner peripheral surface of the protrusion 124 a and the outer peripheral surface of the rear end side (upper side in the drawing) of the inner protector 122. When the gas sensor element 10 is inserted inside the inner protector 122, the distal end portion 13 of the gas sensor element 10 is located on the distal end side (lower side) of the distal end (lower end in FIG. 4) of the protruding portion 124a. The part becomes the detection unit 11 (FIG. 1) exposed to the gas to be measured.

内側プロテクタ１２２は、金属からなる多孔質素材又は金属からなる繊維状素材から形成されている。内側プロテクタ１２２は、その内側にガスセンサ素子１０の検出部１１を収納できるよう、内側（内部）に空間を形成している。ここで、金属からなる繊維状素材としては、例えば金属不織布が挙げられる。また金属からなる多孔質素材としては、例えばシート状の金属不織布を複数枚重ねたものや金属粉末を焼結したものが挙げられる。本実施例の場合、内側プロテクタ１２２は、シート状の金属布織布を複数枚重ねた多孔質素材を筐体状に加工することで形成している。 The inner protector 122 is made of a porous material made of metal or a fibrous material made of metal. The inner protector 122 forms a space on the inner side (inside) so that the detection unit 11 of the gas sensor element 10 can be accommodated therein. Here, as a fibrous raw material which consists of metals, a metal nonwoven fabric is mentioned, for example. Examples of the porous material made of metal include, for example, a laminate of a plurality of sheet-like metal nonwoven fabrics and a sintered metal powder. In the case of the present embodiment, the inner protector 122 is formed by processing a porous material in which a plurality of sheet-like metal cloths are stacked into a housing shape.

内側プロテクタ１２２に用いることができる素材は金属であれば特に限定されないが、耐熱性（例えば、６００℃以上好ましくは８００℃以上の耐熱性)及び防錆性を有すると共に、熱伝導性が良好な素材を用いることが好ましい。このような素材としては、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼が挙げられる。このような素材を用いることで、ヒータ３００（図３）による加熱や、高温の被測定ガスや、被測定ガス中の水滴に起因する内側プロテクタ１２２の不具合を抑制することができる。さらに、熱伝導性を有することでヒータ３００からの熱を効率的に利用して内側プロテクタ１２２を所定の温度（例えば煤が燃焼する温度である６００℃程度）まで加熱することができる。 The material that can be used for the inner protector 122 is not particularly limited as long as it is a metal, but has heat resistance (for example, heat resistance of 600 ° C. or higher, preferably 800 ° C. or higher) and rust prevention, and also has good thermal conductivity. It is preferable to use a material. Examples of such a material include stainless steel such as SUS304. By using such a material, it is possible to suppress problems with the inner protector 122 due to heating by the heater 300 (FIG. 3), a high temperature gas to be measured, and water droplets in the gas to be measured. Furthermore, by having thermal conductivity, the inner protector 122 can be heated to a predetermined temperature (for example, about 600 ° C., which is the temperature at which soot burns) by efficiently using the heat from the heater 300.

また、内側プロテクタ１２２は、被測定ガスを内側プロテクタ１２２の外側から内側に導入できる程度の通気性を有する。すなわち内側プロテクタ１２２は、細孔構造を有する。通気性の程度は特に限定されないが、被測定ガス（気体）を通し、被測定ガス中の煤（気体中の固体成分）を捕捉できる程度であれば好ましい。このようにすることで、被測定ガス中のより多くの煤を内側プロテクタ１２２で捕捉し燃焼させることができる。また、内側プロテクタ１２２は三次元網目構造を有することが好ましい。三次元網目構造とすることで、被測定ガスに接触する内側プロテクタ１２２を構成する素材の面積を大きくでき、被測定ガス中に含まれるより多くの水滴および煤を捕捉することができる。 Further, the inner protector 122 has air permeability so that the gas to be measured can be introduced from the outer side to the inner side of the inner protector 122. That is, the inner protector 122 has a pore structure. The degree of air permeability is not particularly limited, but it is preferable that it allows the gas to be measured (gas) to pass through and traps soot (solid component in the gas) in the gas to be measured. By doing so, more soot in the gas to be measured can be captured and burned by the inner protector 122. The inner protector 122 preferably has a three-dimensional network structure. By setting it as a three-dimensional network structure, the area of the raw material which comprises the inner protector 122 which contacts measurement gas can be enlarged, and more water droplets and soot contained in measurement gas can be captured.

図６は、ガスセンサ素子１０、プロテクタ１００及び保持部材１２４の組み付け態様を示す斜視図である。なお、図６では図示の関係上、外側プロテクタ１１０の筒状部１３０は破線で示すとともにガス導入孔１４０及びガス導出孔１５０（図４）の図示は省略している。図６に示すように、内側プロテクタ１２２を固定した保持部材１２４は外側プロテクタ１１０の内側に挿入される。保持部材１２４の円筒部１２４ｂと外側プロテクタ１１０の拡径部１３１は重ね合わされ、主体金具５０の先端係合部５６に係合され全周溶接により主体金具５０に固定される（図１）。 FIG. 6 is a perspective view showing how the gas sensor element 10, the protector 100, and the holding member 124 are assembled. 6, the cylindrical portion 130 of the outer protector 110 is indicated by a broken line, and the gas introduction hole 140 and the gas outlet hole 150 (FIG. 4) are not illustrated. As shown in FIG. 6, the holding member 124 to which the inner protector 122 is fixed is inserted inside the outer protector 110. The cylindrical portion 124b of the holding member 124 and the enlarged diameter portion 131 of the outer protector 110 are overlapped, engaged with the tip engaging portion 56 of the metal shell 50, and fixed to the metal shell 50 by all-around welding (FIG. 1).

図７は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１及び図７に示すように、内側プロテクタ１２２は、ガスセンサ素子１０のうち、被測定ガス中に晒される検出部１１を取り囲むように配置されている。また、検出部１１の外周面（側面）は全周に亘って、内側プロテクタ１２２と接触して配置されている（図７）。 7 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. As shown in FIGS. 1 and 7, the inner protector 122 is disposed so as to surround the detection unit 11 exposed to the gas to be measured in the gas sensor element 10. Moreover, the outer peripheral surface (side surface) of the detection part 11 is arrange | positioned in contact with the inner side protector 122 over a perimeter (FIG. 7).

上記のように、金属からなる多孔質素材又は金属からなる繊維状素材を使用して構成された内側プロテクタ１２２は、検出部１１の外周面と接するようにして検出部１１を取り囲んでいる。これにより、ガス導入孔１４０から外側プロテクタ１１０の内側に侵入した被測定ガス中の水滴は、内側プロテクタ１２２に捕捉されることから、ガスセンサ素子１０（詳細には検出部１１）に水滴が付着することを抑制できる。よって、検出部１１のクラックの発生を抑制することができる。また、ガス導入孔１４０から外側プロテクタ１１０の内側に侵入した被測定ガス中の煤は、内側プロテクタ１２２により捕捉される。内側プロテクタ１２２は、検出部１１に接触しており、煤が燃焼する温度まで加熱されているため、捕捉された煤は燃焼する。よって、内側プロテクタ１２２と外側プロテクタ１１０との間隙を煤が埋めてしまうことを抑制することができる。よって、被測定ガスの検出部１１への流通を阻害されることを抑制できる。ここで、検出部１１の外周面（側面）は全周に亘って、内側プロテクタ１２２と接触して配置されているため、ヒータ３００から発せられる熱を有効に利用して内側プロテクタ１２２を加熱することができる。 As described above, the inner protector 122 configured using a porous material made of metal or a fibrous material made of metal surrounds the detection unit 11 so as to be in contact with the outer peripheral surface of the detection unit 11. As a result, water droplets in the gas to be measured that have entered the inside of the outer protector 110 from the gas introduction hole 140 are captured by the inner protector 122, and thus water droplets adhere to the gas sensor element 10 (specifically, the detection unit 11). This can be suppressed. Therefore, generation | occurrence | production of the crack of the detection part 11 can be suppressed. Further, soot in the measurement gas that has entered the inside of the outer protector 110 from the gas introduction hole 140 is captured by the inner protector 122. Since the inner protector 122 is in contact with the detection unit 11 and is heated to a temperature at which the soot is combusted, the captured soot is combusted. Therefore, it can suppress that a flaw fills up the gap | interval of the inner side protector 122 and the outer side protector 110. FIG. Therefore, it can suppress that the distribution | circulation to the detection part 11 of measured gas is inhibited. Here, since the outer peripheral surface (side surface) of the detection unit 11 is arranged in contact with the inner protector 122 over the entire circumference, the inner protector 122 is heated by effectively using the heat generated from the heater 300. be able to.

さらに、図１及び図７に示すように、内側プロテクタ１２２と外側プロテクタ１１０とは、接触しておらず、間隙をあけて配置されている。内側プロテクタ１２２と外側プロテクタ１１０をこのように配置することで、内側プロテクタ１２２の熱が外側プロテクタ１１０に伝導し、ガスセンサ素子１０の外側に放熱されることを防止できる。これによりヒータ３００から発せられる熱を効率的に利用して、内側プロテクタ１２２を所定の温度（煤が燃焼する温度）まで加熱することができる。なお、本実施例において、図１に示すように検出部１１の底面（先端面）は内側プロテクタ１２２とは接触しておらず、離間しているが、検出部１１の底面と内側プロテクタ１２２を接触させて配置させても良い。すなわち、内側プロテクタ１２２の内側の表面と検出部１１の外表面とは全面に亘って接触しても良い。このようにすることで、ヒータ３００から発せされる熱をさらに有効に利用して内側プロテクタ１２２を所定の温度まで加熱することができる。 Further, as shown in FIGS. 1 and 7, the inner protector 122 and the outer protector 110 are not in contact with each other and are disposed with a gap therebetween. By arranging the inner protector 122 and the outer protector 110 in this way, it is possible to prevent the heat of the inner protector 122 from being conducted to the outer protector 110 and being radiated to the outside of the gas sensor element 10. Thus, the heat generated from the heater 300 can be efficiently used to heat the inner protector 122 to a predetermined temperature (temperature at which soot burns). In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the bottom surface (tip surface) of the detection unit 11 is not in contact with the inner protector 122 and is separated, but the bottom surface of the detection unit 11 and the inner protector 122 are not connected. You may arrange | position by making it contact. That is, the inner surface of the inner protector 122 and the outer surface of the detection unit 11 may contact over the entire surface. By doing in this way, the inner protector 122 can be heated to a predetermined temperature using the heat generated from the heater 300 more effectively.

Ｂ．第２実施例：
図８は、第２実施例のガスセンサを説明するための図である。図８（Ａ）は、ガスセンサ１ａの検出部１１付近を示す部分断面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。第１実施例のガスセンサ１との違いは、内側プロテクタ１２２ａの形状及び配置位置である。その他の構成については、第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については、同一符号で示すと共に説明を省略する。 B. Second embodiment:
FIG. 8 is a view for explaining the gas sensor of the second embodiment. FIG. 8A is a partial cross-sectional view showing the vicinity of the detection unit 11 of the gas sensor 1a. FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. The difference from the gas sensor 1 of the first embodiment is the shape and arrangement position of the inner protector 122a. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図８（Ａ），（Ｂ）に示すように内側プロテクタ１２２ａは平板状であり、検出部１１の一部を覆っている。具体的には、図８（Ｂ）に示すように、内側プロテクタ１２２ａは、検出部１１のうち、ガス導入孔１４０と対向する面１１ａ（以下単に、「対向面１１ａ」とも言う。）を覆うように配置されている。また、内側プロテクタ１２２ａは検出部１１と接触して配置されている。ここで、対向面１１ａは、図３に示すヒータ３００側の第２の板面１０ｂの一部分(先端側)に当たる。 As shown in FIGS. 8A and 8B, the inner protector 122 a has a flat plate shape and covers a part of the detection unit 11. Specifically, as shown in FIG. 8B, the inner protector 122a covers a surface 11a of the detection unit 11 that faces the gas introduction hole 140 (hereinafter, also simply referred to as “opposing surface 11a”). Are arranged as follows. Further, the inner protector 122a is disposed in contact with the detection unit 11. Here, the opposing surface 11a hits a part (front end side) of the second plate surface 10b on the heater 300 side shown in FIG.

外側プロテクタ１１０のガス導入孔１４０から侵入した水滴及び煤は、被測定ガスの流れに沿ってガス導入孔１４０から対向面１１ａに向かって流れる。従って、検出部１１の対向面１１ａを内側プロテクタ１２２ａで覆うことで、検出部１１に水滴が付着することを効率良く抑制できる。また、内側プロテクタ１２２ａで捕捉された煤は燃焼するため、検出部１１のうち、ガス導入孔１４０と対向する側の内側プロテクタ１２２ａと外側プロテクタ１１０との間隙に煤が堆積することを抑制することができる。更に、第２実施例のガスセンサ１ａは、内側プロテクタ１２２ａに用いる素材の量を第１実施例に比べ低減することができる。 Water droplets and soot that have entered from the gas introduction hole 140 of the outer protector 110 flow from the gas introduction hole 140 toward the facing surface 11a along the flow of the gas to be measured. Therefore, by covering the opposing surface 11a of the detection unit 11 with the inner protector 122a, it is possible to efficiently suppress water droplets from adhering to the detection unit 11. Further, since the soot captured by the inner protector 122a burns, the soot is prevented from accumulating in the gap between the inner protector 122a and the outer protector 110 on the side of the detection unit 11 facing the gas introduction hole 140. Can do. Furthermore, the gas sensor 1a of the second embodiment can reduce the amount of material used for the inner protector 122a as compared to the first embodiment.

Ｃ．第３実施例：
図９は、第３実施例のガスセンサを説明するための図である。図９（Ａ）は、ガスセンサ素子１０及び内側プロテクタ１２２の組み付け態様を示す斜視図であり、図９（Ｂ）は、ガスセンサ１ｂの検出部１１付近を示す部分断面図である。第１実施例のガスセンサ１との違いは、内側プロテクタ１２２を保持するための保持部材１２４を備えていない点である。その他の構成については、第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については、同一符号で示すと共に説明を省略する。 C. Third embodiment:
FIG. 9 is a diagram for explaining the gas sensor of the third embodiment. FIG. 9A is a perspective view showing how the gas sensor element 10 and the inner protector 122 are assembled, and FIG. 9B is a partial cross-sectional view showing the vicinity of the detection unit 11 of the gas sensor 1b. The difference from the gas sensor 1 of the first embodiment is that the holding member 124 for holding the inner protector 122 is not provided. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図９（Ａ）に示すように、内側プロテクタ１２２は保持部材１２４（図１）を設けることなくガスセンサ素子１０に配置されている。このような配置方法としては、例えばガスセンサ素子１０の検出部１１に内側プロテクタ１２２を覆いかぶせ、内側プロテクタの後端部（図９（Ａ）中の上側部分）とガスセンサ素子１０を熱圧着する方法が挙げられる。 As shown in FIG. 9A, the inner protector 122 is disposed in the gas sensor element 10 without providing the holding member 124 (FIG. 1). As such an arrangement method, for example, the inner protector 122 is covered with the detection unit 11 of the gas sensor element 10, and the rear end portion (the upper portion in FIG. 9A) of the inner protector and the gas sensor element 10 are thermocompression bonded. Is mentioned.

図９（Ｂ）に示すように、内側プロテクタ１２２は、検出部１１を取り囲むように配置されている。なお、第３実施例において、検出部１１は、ガスセンサ素子１０のうち、主体金具５０の先端から突出する部分である。 As shown in FIG. 9B, the inner protector 122 is disposed so as to surround the detection unit 11. In the third embodiment, the detection unit 11 is a portion of the gas sensor element 10 that protrudes from the tip of the metal shell 50.

このようすることで、第１実施例と同様に、ガス導入孔１４０から外側プロテクタ１１０の内側に侵入した被測定ガス中の水滴は、内側プロテクタ１２２に捕捉される。よって、検出部１１に水滴が付着することを抑制できる。また、ガス導入孔１４０から外側プロテクタ１１０の内側に侵入した被測定ガス中の煤は、内側プロテクタ１２２により捕捉され燃焼する。よって、内側プロテクタ１２２と外側プロテクタ１１０との間隙を煤が埋めてしまうことを抑制することができる。さらに、第３実施例のガスセンサ１ｂは保持部材１２４を備えていないことから、第１実施例に比べ部品点数を低減することができる。 By doing so, water droplets in the gas to be measured that have entered the inside of the outer protector 110 from the gas introduction hole 140 are captured by the inner protector 122 as in the first embodiment. Therefore, it is possible to suppress water droplets from adhering to the detection unit 11. In addition, soot in the measurement gas that has entered the inside of the outer protector 110 from the gas introduction hole 140 is captured by the inner protector 122 and burned. Therefore, it can suppress that a flaw fills up the gap | interval of the inner side protector 122 and the outer side protector 110. FIG. Furthermore, since the gas sensor 1b of the third embodiment does not include the holding member 124, the number of parts can be reduced as compared with the first embodiment.

Ｄ．変形例：
なお、上記実施例における構成要素の中の、特許請求の範囲の独立項に記載した要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明の上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 D. Variations:
In addition, elements other than the elements described in the independent claims of the claims in the constituent elements in the above-described embodiments are additional elements and can be omitted as appropriate. Further, the present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

Ｄ−１．第１変形例：
上記実施例では、ガスセンサ１，１ａ，１ｂを内燃機関の吸気通路に取り付ける例を挙げて説明を行ったが特にこれに限定されるものではなく、ガスセンサ１，１ａ，１ｂは、水滴及び煤を含む被測定ガスが流れる通路に取り付けて特定成分を検出するために用いることができる。また、上記実施例では、ガスセンサとして全領域空燃比センサを例に説明したが、これに限らず被測定ガス中の特定成分（例えば、酸素、ＮＯｘ、ＨＣ等）の検出や濃度測定を行うガスセンサに採用可能である。 D-1. First modification:
In the above embodiment, the gas sensor 1, 1a, 1b is described with an example in which it is attached to the intake passage of the internal combustion engine. However, the present invention is not particularly limited to this, and the gas sensor 1, 1a, 1b It can be used to detect a specific component by being attached to a passage through which the gas to be measured flows. In the above-described embodiment, the entire range air-fuel ratio sensor has been described as an example of the gas sensor. Can be adopted.

Ｄ−２．第２変形例：
上記実施例では、ガス導入孔１４０が被測定ガスの流れ方向において下流側を向くように、被測定ガスが流れる通路にガスセンサ１，１ａ，１ｂを取り付けていたが、これに特に限定されるものではない。例えば、被測定ガスの流れ方向において上流側を向くようにガスセンサ１，１ａ，１ｂを取り付けても良い。 D-2. Second modification:
In the above embodiment, the gas sensors 1, 1a, 1b are attached to the passage through which the gas to be measured flows so that the gas introduction hole 140 faces the downstream side in the flow direction of the gas to be measured. is not. For example, the gas sensors 1, 1a, 1b may be attached so as to face the upstream side in the flow direction of the gas to be measured.

Ｄ−３．第３変形例：
図１０は、第３変形例のガスセンサの内側プロテクタ１２２ｂの配置位置を説明するための図である。上記第２実施例では、内側プロテクタ１２２ａは、対向面１１ａを覆うように配置されていたが、これに代えて、検出部１１のうちガス導入孔１４０と対向する部分１１ｂ（以下単に、「対向部分１１ｂ」とも言う。）のみを内側プロテクタ１２２ｂで覆うようにしても良い。ここで、対向部分１１ｂとは、外側プロテクタ１１０の外側（図１０では右側）からガス導入孔１４０を介して検出部１１に向かって平行光線を照射したときに、検出部１１が平行光線に照射される部分を指す。このようにしても、少なくともガス導入孔１４０から対向部分１１に向かって流れる被測定ガス中の水滴及び煤を効率良く捕捉することができる。これにより、ガスセンサ素子１０に水滴が付着することを抑制することができると共に、検出部１１のうち、少なくともガス導入孔１４０と対向する側の内側プロテクタ１２２ａと外側プロテクタ１１０との間隙に煤が堆積することを抑制することができる。 D-3. Third modification:
FIG. 10 is a view for explaining the arrangement position of the inner protector 122b of the gas sensor of the third modified example. In the second embodiment, the inner protector 122a is disposed so as to cover the facing surface 11a, but instead of this, the portion 11b of the detection unit 11 facing the gas introduction hole 140 (hereinafter simply referred to as “facing” Only the portion 11b ") may be covered with the inner protector 122b. Here, the facing portion 11b is a state in which the detection unit 11 irradiates the parallel light beam from the outside of the outer protector 110 (right side in FIG. 10) toward the detection unit 11 through the gas introduction hole 140. Refers to the part to be done. Even in this case, at least water droplets and soot in the measurement gas flowing from the gas introduction hole 140 toward the facing portion 11 can be efficiently captured. As a result, it is possible to prevent water droplets from adhering to the gas sensor element 10, and soot is accumulated in the gap between at least the inner protector 122a and the outer protector 110 on the side facing the gas introduction hole 140 in the detection unit 11. Can be suppressed.

Ｄ−４．第４変形例：
上記実施例では、外側プロテクタ１１０にはガス導入孔１４０及びガス導出孔１５０がそれぞれ１つずつ形成されていたが、複数形成されていても良い。また、ガス導入孔１４０及びガス導出孔１５０の形状は、特に上記実施例に限定されるものではなく、例えば円形状や矩形状でも良い。さらに、ガス導入孔１４０及びガス導出孔１５０の形成位置は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、両者１４０，１５０とも筒状部１３０（図４）に形成しても良い。このようにしても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。 D-4. Fourth modification:
In the above embodiment, each of the outer protector 110 has one gas inlet hole 140 and one gas outlet hole 150, but a plurality of gas inlet holes 140 and gas outlet holes 150 may be formed. Further, the shapes of the gas introduction hole 140 and the gas outlet hole 150 are not particularly limited to the above embodiment, and may be, for example, a circular shape or a rectangular shape. Furthermore, the formation positions of the gas introduction hole 140 and the gas lead-out hole 150 are not limited to the above embodiment, and for example, both the 140 and 150 may be formed in the cylindrical portion 130 (FIG. 4). Even if it does in this way, the effect similar to the said Example can be acquired.

Ｄ−５．第５変形例：
上記第１及び第３実施例では、内側プロテクタ１２２は、検出部１１（詳細には検出部１１の側面及び底面（先端面））を取り囲むように配置されていたが、これに代えて、検出部１１の側面のみを取り囲むように配置しても良い。すなわち、内側プロテクタ１２２は、少なくとも検出部１１の側面を取り囲んで配置されても良い。このようにしても、検出部１１の側面における内側プロテクタ１２２と外側プロテクタ１１０との間隙の煤の堆積と水滴の付着を抑制することができる。 D-5. Fifth modification:
In the first and third embodiments, the inner protector 122 is disposed so as to surround the detection unit 11 (specifically, the side surface and the bottom surface (tip surface) of the detection unit 11). You may arrange | position so that only the side surface of the part 11 may be surrounded. That is, the inner protector 122 may be disposed so as to surround at least the side surface of the detection unit 11. Even in this case, accumulation of soot in the gap between the inner protector 122 and the outer protector 110 on the side surface of the detection unit 11 and adhesion of water droplets can be suppressed.

Ｄ−６．第６変形例：
上記実施例では、内側プロテクタ１２２，１２２ａは、外側プロテクタ１１０と接触しておらず間隙を介して配置されていたが、全面に亘って接触していても良いし、一部において接触していても良い。このようにしても、内側プロテクタ１２２，１２２ａにより被測定ガス中の水滴を捕捉することができ、ガスセンサ素子１０に水滴が付着することを抑制することができる。また、被測定ガス中の煤は、内側プロテクタ１２２，１２２ａにより捕捉された燃焼するため、内側プロテクタ１２２，１２２ａと外側プロテクタ１１０との間隙に煤が堆積することを抑制することができる。
なお、内側プロテクタ１２２，１２２ａが外側プロテクタ１１０と一部において接触する場合、少なくとも外側プロテクタ１１０のガス導入孔１４０と離間していることが好ましい。こうすることで、内側プロテクタ１２２，１２２ａが被測定ガスのガスセンサ素子１０への流通に影響を与える可能性を低減し、ガスセンサの応答性が低下することをより抑制できるからである。 D-6. Sixth modification:
In the above-described embodiment, the inner protectors 122 and 122a are not in contact with the outer protector 110 and are disposed through a gap. However, the inner protectors 122 and 122a may be in contact with each other over the entire surface or in part. Also good. Even in this case, water droplets in the gas to be measured can be captured by the inner protectors 122 and 122a, and adhesion of water droplets to the gas sensor element 10 can be suppressed. Moreover, since soot in the gas to be measured burns captured by the inner protectors 122 and 122a, it is possible to prevent soot from accumulating in the gap between the inner protectors 122 and 122a and the outer protector 110.
In addition, when the inner protectors 122 and 122a partially contact the outer protector 110, it is preferable that the inner protectors 122 and 122a are at least separated from the gas introduction hole 140 of the outer protector 110. By doing so, it is possible to reduce the possibility that the inner protectors 122 and 122a affect the flow of the gas to be measured to the gas sensor element 10, and to further suppress the deterioration of the responsiveness of the gas sensor.

Ｄ−７．第７変形例：
上記実施例では、内側プロテクタ１２２は金属からなる多孔質素材又は金属からなる繊維状素材を使用して構成されていたが、両者を組み合わせて使用することで構成されても良い。このようにしても、上記実施例と同様の効果を奏する。 D-7. Seventh modification:
In the above embodiment, the inner protector 122 is configured using a porous material made of metal or a fibrous material made of metal, but may be configured by using both in combination. Even if it does in this way, there exists an effect similar to the said Example.

Ｄ−８．第８変形例：
上記実施例では、素子本体２００とヒータ３００が板状のガスセンサ素子１０を用いたが、特に形状はこれに限定されるものではない。例えば先端が閉じた有底筒状の素子本体の内部に棒状のヒータを配置したガスセンサ素子を用いても良い。このようにしても上記実施例と同様の効果を奏する。 D-8. Eighth modification:
In the above embodiment, the element main body 200 and the heater 300 use the plate-shaped gas sensor element 10, but the shape is not particularly limited thereto. For example, you may use the gas sensor element which has arrange | positioned the rod-shaped heater inside the bottomed cylindrical element main body with the front-end | tip closed. Even if it does in this way, there exists an effect similar to the said Example.

１，１ａ，１ｂ…ガスセンサ
５…ＥＧＲシステム
１０…ガスセンサ素子
１０ａ…第１の板面
１０ｂ…第２の板面
１１…検出部
１１ａ…対向面
１１ｂ…対向部分
１２…後端部
１３…先端部
１５…先端保護層
２０…金属カップ
２１…セラミックリング
２２…第１の滑石リング
２３…先端周縁部
２６…第２の滑石リング
２７…セラミックスリーブ
２８…第１の段部
２９…パッキン
３０…外筒
３１…先端側開口端
３３…後端側開口端
５０…主体金具
５１…雄ねじ部
５２…工具係合部
５３…加締め部
５４…第２の段部
５５…ガスケット
５６…先端係合部
５７…後端係合部
６０…接続体
６１…接続端子
６２…鍔部
７０…保持金具
７１…支持部
７５…グロメット
７６…挿通孔
１００…プロテクタ
１１０…外側プロテクタ
１２２，１２２ａ，１２２ｂ…内側プロテクタ
１２４…保持部材
１２４ａ…突出部
１２４ｂ…円筒部
１２４ｃ…底面
１３０…筒状部
１３１…拡径部
１３２…底面部分
１４０…ガス導入孔
１５０…ガス導出孔
２００…素子本体
２１０…酸素濃度検知セル
２１１ａ…第４の電極
２１１ｂ…第４の電極リード
２１２…第２固体電解質体
２１２ａ…スルーホール導体
２１２ｄ…第４の面
２１２ｅ…第５の面
２１３ａ…第３の電極
２１３ｂ…第２の電極リード
２２０…スペーサ
２２０ａ，２２０ｂ…スルーホール導体
２２０ｃ…ガス検出室
２２２…多孔質体
２３０…ポンプセル
２３１ａ…第２の電極
２３１ｂ…第２の電極リード
２３２…第１固体電解質体
２３２ａ…スルーホール導体
２３２ｂ…スルーホール導体
２３２ｄ…第２の面
２３２ｅ…第３の面
２３３ａ…第１の電極
２３３ｂ…第１の電極リード
２４０…保護層
２４０ａ，ｂ，ｃ…スルーホール導体
２４０ｄ…第１の面
２４２…多孔質体
３００…ヒータ
３０１…第２の絶縁層
３０１ａ，ｂ…スルーホール導体
３０１ｅ…第６の面
３０２…発熱抵抗体
３０２ａ…発熱抵抗部
３０２ｂ，ｃ…ヒータリード部
３０３…第１の絶縁層
４０１ａ…第１のセンサ用電極
４０１ｂ…第２のセンサ用電極
４０１ｃ…第３のセンサ用電極
４０２ａ…第１のヒータ用電極
４０２ｂ…第２のヒータ用電極
５０２…吸気通路
５０２ｂ…吸気ガス後段通路
５０４…排気通路
５０６…循環通路
５１０…内燃機関
ＡＸ…軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b ... Gas sensor 5 ... EGR system 10 ... Gas sensor element 10a ... 1st board surface 10b ... 2nd board surface 11 ... Detection part 11a ... Opposing surface 11b ... Opposing part 12 ... Rear end part 13 ... Tip part DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Tip protection layer 20 ... Metal cup 21 ... Ceramic ring 22 ... 1st talc ring 23 ... End peripheral part 26 ... 2nd talc ring 27 ... Ceramic sleeve 28 ... 1st step part 29 ... Packing 30 ... Outer cylinder 31 ... Opening end on the front end side 33 ... Opening end on the rear end side 50 ... Metal fitting 51 ... Male screw part 52 ... Tool engagement part 53 ... Clamping part 54 ... Second step part 55 ... Gasket 56 ... End engagement part 57 ... Rear end engagement portion 60 ... connection body 61 ... connection terminal 62 ... flange 70 ... holding bracket 71 ... support portion 75 ... grommet 76 ... insertion hole 100 ... protector 110 ... outer protector 122, 22a, 122b ... inner protector 124 ... holding member 124a ... projection part 124b ... cylindrical part 124c ... bottom part 130 ... cylindrical part 131 ... diametered part 132 ... bottom part 140 ... gas introduction hole 150 ... gas outlet hole 200 ... element body 210 ... oxygen concentration detection cell 211a ... fourth electrode 211b ... fourth electrode lead 212 ... second solid electrolyte body 212a ... through-hole conductor 212d ... fourth face 212e ... fifth face 213a ... third electrode 213b ... Second electrode lead 220 ... Spacer 220a, 220b ... Through-hole conductor 220c ... Gas detection chamber 222 ... Porous body 230 ... Pump cell 231a ... Second electrode 231b ... Second electrode lead 232 ... First solid electrolyte body 232a ... Through-hole conductor 232b ... through-hole conductor 232d ... second surface 232 ... third surface 233a ... first electrode 233b ... first electrode lead 240 ... protective layer 240a, b, c ... through-hole conductor 240d ... first surface 242 ... porous body 300 ... heater 301 ... second Insulating layer 301a, b ... through-hole conductor 301e ... sixth surface 302 ... heating resistor 302a ... heating resistor 302b, c ... heater lead part 303 ... first insulating layer 401a ... first sensor electrode 401b ... first Second sensor electrode 401c ... Third sensor electrode 402a ... First heater electrode 402b ... Second heater electrode 502 ... Intake passage 502b ... Intake gas rear passage 504 ... Exhaust passage 506 ... Circulation passage 510 ... Internal combustion Engine AX ... axis

Claims

A gas sensor element for detecting a specific component in a gas to be measured, the gas sensor element having a detection unit exposed to the gas to be measured and a heater for heating the detection unit,
A cylindrical metal shell that holds the gas sensor element such that the detection part of the gas sensor element protrudes from its tip,
A cylindrical outer protector that is attached to the metal shell and surrounds the detector with a gap between the detector and a gas inlet for introducing a gas to be measured from the outside to the inside of the outer protector A gas sensor comprising an outer protector having a hole;
An inner protector located between the detection unit and the outer protector and disposed in contact with the detection unit so as to cover at least a portion of the detection unit of the gas sensor element that faces the gas introduction hole. Having an inner protector located on the
The inner protector is configured using at least one of a porous material made of metal or a fibrous material made of metal.

The gas sensor according to claim 1, wherein the inner protector surrounds the detection unit.

The gas sensor according to claim 1, wherein the inner protector is separated from at least the gas introduction hole of the outer protector.

The gas sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner protector is not in contact with the outer protector and is disposed through a gap.