JP6442931B2 - ガスセンサ - Google Patents
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また、例えば、特許文献1の通気構造を有するセンサにおいては、保持部材に、センサ内部に向かって内径が大きくなるテーパ状のリード線挿通孔が形成されており、リード線挿通孔には、略円錐形のシールリングを介してリード線が挿通されている。そして、外筒内に保持部材を固定し、シールリングによって、リード線の周囲の気密性及び水密性を確保している。
該複数のリード線の接続部を覆うカバーと、
上記複数のリード線にそれぞれ外装され、上記長手方向に沿った中心軸線回りの環形状を有する複数のゴム製のシール材と、を備え、
上記カバーは、上記シール材の上記長手方向の内側の全周を押圧する第1カバーと、該第1カバーに外側から重なって、上記シール材の上記長手方向の外側の全周を押圧する第2カバーとから構成されており、
上記第1カバー及び上記第2カバーによって、上記シール材の上記長手方向の内側と、上記シール材の上記長手方向の外側との2方向から上記シール材を圧縮して、該シール材の径方向の内周側を上記リード線に密着させており、
上記シール材の上記径方向の外周側の全周に隣接する位置であって上記シール材の長手方向の全長に隣接する位置には、該シール材が上記径方向の外周側に膨張することができるシール空間が、上記第1カバー及び上記第2カバーによって囲まれて形成されていることを特徴とするガスセンサにある。
本発明の第2態様は、センサ素子の複数の電極にそれぞれ接続され、該センサ素子の長手方向に引き出された複数のリード線と、
該複数のリード線の接続部を覆うカバーと、
上記複数のリード線にそれぞれ外装され、上記長手方向に沿った中心軸線回りの環形状を有する複数のゴム製のシール材と、を備え、
上記カバーは、上記シール材の上記長手方向の内側の全周を押圧する第1カバーと、該第1カバーに外側から重なって、上記シール材の上記径方向の外周側を押圧する第2カバーとから構成されており、
上記第1カバー及び上記第2カバーによって、上記シール材の上記長手方向の内側と、上記シール材の径方向の外周側との2方向から上記シール材を圧縮して、該シール材の径方向の内周側を上記リード線に密着させており、
上記シール材の上記長手方向の外側の全体に隣接する位置には、該シール材が膨張することができるシール空間が、上記第1カバー及び上記第2カバーによって囲まれて形成されていることを特徴とするガスセンサにある。
本発明の第3態様は、センサ素子の複数の電極にそれぞれ接続され、該センサ素子の長手方向に引き出された複数のリード線と、
該複数のリード線の接続部を覆うカバーと、
上記複数のリード線にそれぞれ外装され、上記長手方向に沿った中心軸線回りの環形状を有する複数のゴム製のシール材と、を備え、
上記カバーは、第1カバーと、該第1カバーに外側から重なって、上記シール材の上記長手方向の外側の全周を押圧するとともに上記シール材の上記径方向の外周側を押圧する第2カバーとから構成されており、
上記第1カバー及び上記第2カバーによって、上記シール材の上記長手方向の外側と、上記シール材の径方向の外周側との2方向から上記シール材を圧縮して、該シール材の径方向の内周側を上記リード線に密着させており、
上記シール材の上記長手方向の内側の全体に隣接する位置には、該シール材が膨張することができるシール空間が、上記第1カバー及び上記第2カバーによって囲まれて形成されていることを特徴とするガスセンサ。
本発明の第4態様は、センサ素子の複数の電極にそれぞれ接続され、該センサ素子の長手方向に引き出された複数のリード線と、
該複数のリード線の接続部を覆うカバーと、
上記複数のリード線にそれぞれ外装され、上記長手方向に沿った中心軸線回りの環形状を有する複数のゴム製のシール材と、を備え、
上記カバーは、上記シール材の上記長手方向の内側の全周を押圧する第1カバーと、該第1カバーに外側から重なって、上記長手方向の外側に行くに連れて内径が絞られるよう傾斜する傾斜部によって、上記シール材の上記長手方向の外側及び上記シール材の径方向の外周側に対する傾斜方向の全周を押圧する第2カバーとから構成されており、
上記第1カバー及び上記第2カバーによって、上記シール材の上記長手方向の内側と、上記シール材の上記傾斜方向との2方向から上記シール材を圧縮して、該シール材の径方向の内周側を上記リード線に密着させており、
上記シール材の上記径方向の外周側の全周に隣接する位置であって上記傾斜部と上記第1カバーの基端側部分との間の長手方向の全長に隣接する位置には、該シール材が上記径方向の外周側に膨張することができるシール空間が、上記第1カバー及び上記第2カバーによって囲まれて形成されていることを特徴とするガスセンサにある。
なお、シール材の外側及び外周側の傾斜方向とは、シール材の長手方向の外側とシール材の径方向の外周側との両側から同時に、カバーがシール材を圧縮することができる傾斜方向のことをいう。
それ故、上記ガスセンサによれば、シール材のつぶし率のばらつきを抑え、ガスセンサの長手方向における小型化を図ることができる。
上記第1態様のガスセンサにおいては、上記カバーは、上記シール材の上記長手方向の内側の全周を押圧する第1カバーと、該第1カバーに外側から重なって、上記シール材の上記長手方向の外側の全周を押圧する第2カバーとから構成されており、上記シール材の上記径方向の外周側の全周に隣接する位置であって上記シール材の長手方向の全長に隣接する位置には、上記シール材が上記径方向の外周側に膨張することができるシール空間が、上記第1カバー及び上記第2カバーによって囲まれて形成されている。
上記構成により、第1カバーと第2カバーとによって各シール材の全周を長手方向に圧縮することができ、各シール材のつぶし率のばらつきを容易に少なくすることができる。また、シール空間を利用してシール材が膨張することができ、シール材のつぶし率を、より適切に設定することができる。
上記構成により、第1カバーと第2カバーとによって各シール材の外周側を内周側に圧縮することができ、各シール材のつぶし率のばらつきを容易に少なくすることができる。また、シール空間を利用してシール材が膨張することができ、シール材のつぶし率を、より適切に設定することができる。
上記構成により、第1カバーと第2カバーとによって各シール材の全周を長手方向及び径方向に圧縮することができ、各シール材のつぶし率のばらつきを容易に少なくすることができる。また、シール空間を利用してシール材が膨張することができ、シール材のつぶし率を、より適切に設定することができる。
(実施例1)
ガスセンサ1は、図1〜図3に示すように、複数のリード線3、カバー2A,2B及び複数のシール材4を備えている。複数のリード線3は、センサ素子5の複数の電極51A,51Bにそれぞれ接続されており、センサ素子5の長手方向Lに引き出されている。カバー2A,2Bは、複数のリード線3の接続部33を覆うよう構成されている。複数のシール材4は、長手方向Lに沿った中心軸線Oの回りの環形状を有しているとともにゴム製であり、複数のリード線3にそれぞれ外装されている。カバー2A,2Bは、リード線3を保持する構造として、シール材4の長手方向Lの内側401及び外側402の2方向からシール材4を圧縮して、シール材4の径方向Rの内周側404をリード線3に密着させる構造を有している。
図1に示すように、本例のガスセンサ1は、内燃機関の排気管内に配設されて、排気管内を流れる排気ガス中の特定ガスの濃度を測定するために用いられる。ガスセンサ1は、センサ素子5を有しており、センサ素子5は、酸素イオン導電性を有する板状の固体電解質体と、固体電解質体に積層された絶縁体及びヒータとによって構成されている。本例のセンサ素子5は、積層タイプのものであり、板状の固体電解質体に、板状の絶縁体及び板状のセラミックヒータを積層して構成されている。固体電解質体の一方の表面と絶縁体との間には、被測定ガス(排気ガス)が導入される被測定ガス空間が形成されており、固体電解質体の他方の表面とヒータとの間には、基準ガスが導入される基準ガス空間が形成されている。センサ素子5は、固体電解質体の一方の表面に設けられた電極51Aに接触する被測定ガス(排気ガス)と、固体電解質体の他方の表面に設けられた電極51Aに接触する基準ガス(大気)との酸素濃度差を測定するよう構成されている。なお、図1においては、電極51A,51Bを模式的に示す。
図1に示すように、リード線3の端部における導体層31と電極バネ61の端部とは、接続部33としての金具によって接続されている。センサ素子5における電極51は、センサ素子5の長手方向Lの先端側部分から基端側部分まで引き延ばされている。センサ素子5の先端側部分は、被測定ガスが流れる排気管内に突出して配置される。電極バネ61は、絶縁碍子62の内周側に保持された状態で、センサ素子5の基端側部分において電極51に接触している。
一対のセンサ電極51A及び一対のヒータ用電極51Bには、それぞれ電極バネ61及びリード線3が接続されている。一対のセンサ電極51Aは、酸素濃度の測定、A/F(空燃比)の測定、特定ガス濃度の測定等を行うための電極とすることができる。一対のセンサ電極51Aは、用途に合わせて2組以上設けられていてもよい。
なお、センサ素子5に設ける電極の数は、センサ素子5の仕様に応じて、2個、4個、6個、8個等の偶数個とすることができ、3個、5個、7個等の奇数個とすることもできる。
第1カバー2A及び第2カバー2Bは、基端側部分21A,21Bと外周側部分22A,22Bとによるコップ形状に形成されている。
また、シール材4の径方向Rの外周側403の全周に隣接する位置には、シール材4が径方向Rの外周側403に膨張することができるシール空間K1が、第1カバー2A及び第2カバー2Bによって囲まれて形成されている。本例のシール空間K1は、第1カバー2Aの基端側部分21Aと第2カバー2Bの基端側部分21Bとの間において、複数のリード線3及びシール材4が配置されていない空間部分として形成されている。シール空間K1は、シール材4が300℃になるまで加熱されたときに膨張する体積の分を見込んで形成する。
リード線3の周辺の組付を行う際には、各リード線3を、第1カバー2Aの各挿通穴211にそれぞれ挿通する。次いで、第1カバー2Aから引き出された各リード線3にそれぞれシール材4を外装する。その後、各リード線3及び各シール材4が保持された第1カバー2Aと、第2カバー2Bとを組み付け、第1カバー2Aと第2カバー2Bとの間に、全てのシール材4を挟み込む。
保持部材等を用いてカバーのかしめを行ってリード線3をガスセンサに保持する場合には、かしめを行うための長手方向Lの長さを確保する必要がある。そのため、ガスセンサの長手方向Lに占める長さを、一定の長さ以下に小さくすることが困難であった。これに対し、本例のガスセンサ1においては、Oリング等から構成されるシール材4を圧縮する構造を採用している。そのため、リード線3を保持するシール材4が、ガスセンサ1の長手方向Lに占める長さを小さくすることができ、ガスセンサ1の長手方向Lにおける小型化を図ることができる。
それ故、本例のガスセンサ1によれば、シール材4のつぶし率のばらつきを抑え、ガスセンサ1の長手方向Lにおける小型化を図ることができる。
また、本例のガスセンサ1においては、保持部材等をかしめるために第1カバー2A及び第2カバー2Bを変形させる工程を省くことができる。
さらに、シール材4を配置する箇所には、十分なシール空間K1を形成している。これにより、ガスセンサ1が高温になり、シール材4が膨張するときであっても、シール材4によるリード線3の周囲のシール性を確保することができる。
本例は、図5〜図7に示すように、カバー2A,2Bによって、シール材4の長手方向Lの内側401及びシール材4の径方向Rの外周側403の2方向からシール材4を圧縮して、シール材4の径方向Rの内周側404をリード線3に密着させる場合を示す。
図5に示すように、本例のカバー2A,2Bは、シール材4の長手方向Lの内側401の全周を押圧する第1カバー2Aと、第1カバー2Aに外側から重なって、シール材4の径方向Rの外周側403を押圧する第2カバー2Bとによって構成されている。第1カバー2Aは、上記実施例1の第1カバー2Aと同様の形状を有している。本例の第2カバー2Bは、その基端側部分21Bの内側に、各シール材4を径方向Rの外周側403から押圧するための押圧部23を有している。この押圧部23は、第2カバー2Bに、シール材4を保持する保持凹部24を形成することによって、保持凹部24の周囲に形成されている。
リード線3の周辺の組付を行う際には、各リード線3を、第1カバー2Aの各挿通穴211にそれぞれ挿通する。また、各シール材4を第2カバー2Bの保持凹部24に保持する。その後、第1カバー2Aにおける各リード線3を、第2カバー2Bにおける各シール材4の内周穴に圧入して、第1カバー2Aと第2カバー2Bとを組み付け、第1カバー2Aと第2カバー2Bとによって、全てのシール材4を押し潰す。
これ以外にも、押圧部23は、第2カバー2Bを軽量化するために、各シール材4の周方向の各部を部分的に押圧する構造とすることもできる。また、押圧部23は、仮想円C上に並ぶ複数のリード線3及びシール材4の並びの中心側に形成された中心側押圧部と、複数のリード線3及びシール材4の並びの外周側に形成された外周側押圧部とによって構成することもできる。この場合、中心側押圧部は、各シール材4の径方向Rの外周側403における中心側の部分を押圧し、外周側押圧部は、各シール材4の径方向Rの外周側403における外周側の部分を押圧するよう構成する。
本例においても、その他の構成及びその他の図中の符号は実施例1と同様であり、実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
本例は、図9に示すように、第2カバー2Bが、長手方向Lの外側に行くに連れて内径が絞られるよう傾斜する傾斜部25によって、シール材4の外側402及び外周側403の傾斜方向405の全周を押圧する場合を示す。
傾斜部25は、第2カバー2Bにおける、リード線3を挿通する各挿通穴211の周囲を、長手方向Lの外側に三角錐状に膨らませるように突出させて形成されている。シール材4の外側402及び外周側403の傾斜方向405とは、第2カバー2Bの傾斜部25が、シール材4の長手方向Lの外側402とシール材4の径方向Rの外周側403との両側から同時にシール材4を圧縮することができる傾斜方向のことをいう。第2カバー2Bのその他の形状、及び第1カバー2Aの形状は、上記実施例1の場合と同様である。
リード線3の周辺の組付を行う際には、各リード線3を、第1カバー2Aの各挿通穴211にそれぞれ挿通する。次いで、第1カバー2Aから引き出された各リード線3にそれぞれシール材4を外装する。その後、各リード線3及び各シール材4が保持された第1カバー2Aと、第2カバー2Bとを組み付け、第1カバー2Aと第2カバー2Bとの間に、全てのシール材4を挟み込む。
本例においても、その他の構成及びその他の図中の符号は実施例1と同様であり、実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
2A,2B カバー
3 リード線
4 シール材
401 内側
402 外側
403 外周側
404 内周側
405 傾斜方向
5 センサ素子
51A,51B 電極
Claims (6)
- センサ素子(5)の複数の電極(51A,51B)にそれぞれ接続され、該センサ素子(5)の長手方向(L)に引き出された複数のリード線(3)と、
該複数のリード線(3)の接続部(33)を覆うカバー(2A,2B)と、
上記複数のリード線(3)にそれぞれ外装され、上記長手方向(L)に沿った中心軸線(O)回りの環形状を有する複数のゴム製のシール材(4)と、を備え、
上記カバー(2A,2B)は、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の内側(401)の全周を押圧する第1カバー(2A)と、該第1カバー(2A)に外側から重なって、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の外側(402)の全周を押圧する第2カバー(2B)とから構成されており、
上記第1カバー(2A)及び上記第2カバー(2B)によって、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の内側(401)と、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の外側(402)との2方向から上記シール材(4)を圧縮して、該シール材(4)の径方向(R)の内周側(404)を上記リード線(3)に密着させており、
上記シール材(4)の上記径方向(R)の外周側(403)の全周に隣接する位置であって上記シール材(4)の長手方向(L)の全長に隣接する位置には、上記シール材(4)が上記径方向(R)の外周側(403)に膨張することができるシール空間(K1)が、上記第1カバー(2A)及び上記第2カバー(2B)によって囲まれて形成されていることを特徴とするガスセンサ(1)。 - センサ素子(5)の複数の電極(51A,51B)にそれぞれ接続され、該センサ素子(5)の長手方向(L)に引き出された複数のリード線(3)と、
該複数のリード線(3)の接続部(33)を覆うカバー(2A,2B)と、
上記複数のリード線(3)にそれぞれ外装され、上記長手方向(L)に沿った中心軸線(O)回りの環形状を有する複数のゴム製のシール材(4)と、を備え、
上記カバー(2A,2B)は、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の内側(401)の全周を押圧する第1カバー(2A)と、該第1カバー(2A)に外側から重なって、上記シール材(4)の上記径方向(R)の外周側(403)を押圧する第2カバー(2B)とから構成されており、
上記第1カバー(2A)及び上記第2カバー(2B)によって、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の内側(401)と、上記シール材(4)の径方向(R)の外周側(403)との2方向から上記シール材(4)を圧縮して、該シール材(4)の径方向(R)の内周側(404)を上記リード線(3)に密着させており、
上記シール材(4)の上記長手方向(L)の外側(402)の全体に隣接する位置には、該シール材(4)が膨張することができるシール空間(K2)が、上記第1カバー(2A)及び上記第2カバー(2B)によって囲まれて形成されていることを特徴とするガスセンサ(1)。 - センサ素子(5)の複数の電極(51A,51B)にそれぞれ接続され、該センサ素子(5)の長手方向(L)に引き出された複数のリード線(3)と、
該複数のリード線(3)の接続部(33)を覆うカバー(2A,2B)と、
上記複数のリード線(3)にそれぞれ外装され、上記長手方向(L)に沿った中心軸線(O)回りの環形状を有する複数のゴム製のシール材(4)と、を備え、
上記カバー(2A,2B)は、第1カバー(2A)と、該第1カバー(2A)に外側から重なって、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の外側(402)の全周を押圧するとともに上記シール材(4)の上記径方向(R)の外周側(403)を押圧する第2カバー(2B)とから構成されており、
上記第1カバー(2A)及び上記第2カバー(2B)によって、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の外側(402)と、上記シール材(4)の径方向(R)の外周側(403)との2方向から上記シール材(4)を圧縮して、該シール材(4)の径方向(R)の内周側(404)を上記リード線(3)に密着させており、
上記シール材(4)の上記長手方向(L)の内側(401)の全体に隣接する位置には、該シール材(4)が膨張することができるシール空間(K2)が、上記第1カバー(2A)及び上記第2カバー(2B)によって囲まれて形成されていることを特徴とするガスセンサ(1)。 - センサ素子(5)の複数の電極(51A,51B)にそれぞれ接続され、該センサ素子(5)の長手方向(L)に引き出された複数のリード線(3)と、
該複数のリード線(3)の接続部(33)を覆うカバー(2A,2B)と、
上記複数のリード線(3)にそれぞれ外装され、上記長手方向(L)に沿った中心軸線(O)回りの環形状を有する複数のゴム製のシール材(4)と、を備え、
上記カバー(2A,2B)は、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の内側(401)の全周を押圧する第1カバー(2A)と、該第1カバー(2A)に外側から重なって、上記長手方向(L)の外側に行くに連れて内径が絞られるよう傾斜する傾斜部(25)によって、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の外側(402)及び上記シール材(4)の径方向(R)の外周側(403)に対する傾斜方向(405)の全周を押圧する第2カバー(2B)とから構成されており、
上記第1カバー(2A)及び上記第2カバー(2B)によって、上記シール材(4)の上記長手方向(L)の内側(401)と、上記シール材(4)の上記傾斜方向(405)との2方向から上記シール材(4)を圧縮して、該シール材(4)の径方向(R)の内周側(404)を上記リード線(3)に密着させており、
上記シール材(4)の上記径方向(R)の外周側(403)の全周に隣接する位置であって上記傾斜部(25)と上記第1カバー(2A)の基端側部分(21A)との間の長手方向(L)の全長に隣接する位置には、該シール材(4)が上記径方向(R)の外周側(403)に膨張することができるシール空間(K3)が、上記第1カバー(2A)及び上記第2カバー(2B)によって囲まれて形成されていることを特徴とするガスセンサ(1)。 - 上記シール材(4)は、円形断面が円環形状に繋がるOリングであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のガスセンサ(1)。
- 上記シール材(4)は、つぶし率が20〜40%になる状態で圧縮されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のガスセンサ(1)。
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