JP6772107B2

JP6772107B2 - Gas sensor

Info

Publication number: JP6772107B2
Application number: JP2017114630A
Authority: JP
Inventors: 卓史谷口; 三橋　弘和; 弘和三橋
Original assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Current assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2037-06-09
Also published as: JP2018205286A

Description

この発明は、ガスセンサに関し、特に、フィルタ材を備えるガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor, and more particularly to a gas sensor including a filter material.

従来、フィルタ材を備えるガスセンサが知られている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, a gas sensor including a filter material is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献１には、ベースと、ベースに配置されるセンサ本体と、ベースに取り付けられるキャップとを備えるガス検出装置（ガスセンサ）が開示されている。キャップは、センサ本体と、センサ本体の被毒を防止するために有機溶媒を吸着する吸着剤（フィルタ材）とを収納するように構成されている。また、キャップは、センサ本体を収納する底部から、吸着剤を収納する天部まで、センサ本体と吸着剤との配列方向に沿って延びるように形成されている。また、キャップは、センサ本体を収納する底部から、吸着剤を収納する天部までが、上記配列方向と直交する方向に一様な大きさ（同一の内径）になるように形成されている。 Patent Document 1 discloses a gas detection device (gas sensor) including a base, a sensor body arranged on the base, and a cap attached to the base. The cap is configured to house the sensor body and an adsorbent (filter material) that adsorbs an organic solvent in order to prevent poisoning of the sensor body. Further, the cap is formed so as to extend from the bottom portion for accommodating the sensor main body to the top portion for accommodating the adsorbent along the arrangement direction of the sensor main body and the adsorbent. Further, the cap is formed so that the bottom portion for accommodating the sensor body to the top portion for accommodating the adsorbent have a uniform size (same inner diameter) in the direction orthogonal to the arrangement direction.

特開２０１２−２４７２４０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-247240

しかしながら、上記特許文献１に記載されたガス検出装置では、キャップのセンサ本体を収納する底部から吸着剤を収納する天部までが、上記配列方向と直交する方向に一様な大きさに形成されているため、吸着剤を収納する空間が大きくなり、吸着剤（フィルタ材）の使用量が多くなるという問題点がある。 However, in the gas detection device described in Patent Document 1, the bottom portion of the cap that houses the sensor body to the top portion that stores the adsorbent are formed to have a uniform size in a direction orthogonal to the arrangement direction. Therefore, there is a problem that the space for storing the adsorbent becomes large and the amount of the adsorbent (filter material) used increases.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することが可能なガスセンサを提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and one object of the present invention is to provide a gas sensor capable of reducing the amount of filter material used for the gas sensor.

この発明の一の局面によるガスセンサは、ベースと、ベースに配置されるセンサ素子と、センサ素子を収納するセンサ素子収納部と、妨害成分を除去するフィルタ材を収納するフィルタ材収納部とを含み、ベースに取り付けられるキャップと、を備え、キャップは、フィルタ材収納部が、センサ素子収納部よりも、センサ素子とフィルタ材との配列方向と直交する方向に小さくなるように形成されており、キャップは、センサ素子収納部とフィルタ材収納部とを段差状に接続する段差部をさらに含み、段差部は、配列方向と直交する方向において、キャップのフィルタ材収納部の厚みよりも大きい長さを有するように形成されている。なお、本明細書では、妨害成分を除去するとは、妨害成分を分離して除去する場合、触媒などを用いて妨害成分を分解して除去する場合などを含む広い概念である。また、妨害成分を分離して除去する場合とは、物理的または化学的に妨害成分を吸着して除去する場合を含む。また、物理的または化学的に妨害成分を吸着して除去する場合とは、吸着された妨害成分が吸着された状態のまま放出されない場合だけでなく、環境の変化などによって、吸着された妨害成分が可逆的に放出される場合などを含む。 The gas sensor according to one aspect of the present invention includes a base, a sensor element arranged on the base, a sensor element storage unit for accommodating the sensor element, and a filter material storage unit for storing a filter material for removing interfering components. The cap is formed so that the filter material storage portion is smaller than the sensor element storage portion in a direction orthogonal to the arrangement direction of the sensor element and the filter material . The cap further includes a step portion that connects the sensor element storage portion and the filter material storage portion in a step shape, and the step portion has a length larger than the thickness of the filter material storage portion of the cap in a direction orthogonal to the arrangement direction. Is formed to have . In the present specification, removing the interfering component is a broad concept including a case where the interfering component is separated and removed, a case where the interfering component is decomposed and removed using a catalyst or the like, and the like. The case of separating and removing the interfering component includes a case of physically or chemically adsorbing and removing the interfering component. In addition, the case where the disturbing component is physically or chemically adsorbed and removed is not only when the adsorbed disturbing component is not released in the adsorbed state, but also when the disturbing component is adsorbed due to changes in the environment or the like. Includes cases where is reversibly released.

この発明の一の局面によるガスセンサでは、上記のように、キャップを、フィルタ材収納部が、センサ素子収納部よりも、センサ素子とフィルタ材との配列方向と直交する方向に小さくなるように形成する。これにより、キャップのセンサ素子収納部からフィルタ材収納部までが上記配列方向と直交する方向に一様な大きさに形成されている場合に比べて、フィルタ材収納部の容積を小さくすることができる。その結果、フィルタ材収納部に収納されるフィルタ材の量を少なくすることができるので、ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することができる。また、ベースが取り付けられるセンサ素子収納部は、ベースの大きさに合わせて大きく形成することができるので、ベースを小さくする必要が無い。その結果、ベースを小さくすることに起因するベースの製造性（製造のしやすさ）の悪化、および、ベースを小さくすることに起因するベースの取付作業性の悪化を防止することができる。
また、上記のように、キャップは、センサ素子収納部とフィルタ材収納部とを段差状に接続する段差部をさらに含む。このように構成すれば、フィルタ材収納部がセンサ素子収納部よりも上記配列方向に直交する方向に小さいキャップを、簡素な形状により形成することができる。その結果、キャップの製造性を向上させつつ、ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することができる。 In the gas sensor according to one aspect of the present invention, as described above, the cap is formed so that the filter material accommodating portion is smaller than the sensor element accommodating portion in the direction orthogonal to the arrangement direction of the sensor element and the filter material. To do. As a result, the volume of the filter material storage portion can be reduced as compared with the case where the cap from the sensor element storage portion to the filter material storage portion is formed to have a uniform size in the direction orthogonal to the arrangement direction. it can. As a result, the amount of the filter material stored in the filter material storage portion can be reduced, so that the amount of the filter material used in the gas sensor can be reduced. Further, since the sensor element housing portion to which the base is attached can be formed large according to the size of the base, it is not necessary to make the base small. As a result, it is possible to prevent deterioration of the manufacturability (easiness of manufacture) of the base due to the miniaturization of the base and deterioration of the mounting workability of the base due to the miniaturization of the base.
Further, as described above, the cap further includes a stepped portion that connects the sensor element accommodating portion and the filter material accommodating portion in a stepped shape. With this configuration, it is possible to form a cap in which the filter material accommodating portion is smaller in the direction orthogonal to the arrangement direction than the sensor element accommodating portion in a simple shape. As a result, it is possible to reduce the amount of the filter material used for the gas sensor while improving the manufacturability of the cap.

上記一の局面によるガスセンサにおいて、好ましくは、キャップのセンサ素子収納部に収納され、フィルタ材を支持するとともに、通気性を有する通気部材をさらに備え、キャップの段差部の内面は、通気部材を位置決めする位置決め部を構成する。このように構成すれば、ガスセンサを組み立てる際に、位置決め部としての段差部の内面により通気部材を位置決めすることにより、通気部材を配置位置に容易に配置することができる。その結果、段差部を利用して、ガスセンサの組立作業性を向上させることができる。また、ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することは、フィルタ材を支持する通気部材に加わる負荷が小さくなる点でも、有効である。 In the gas sensor according to the above one aspect, preferably, the gas sensor is housed in the sensor element storage portion of the cap, supports the filter material, and further includes a ventilation member having ventilation, and the inner surface of the step portion of the cap positions the ventilation member. A positioning unit is configured. With such a configuration, when assembling the gas sensor, the ventilation member can be easily arranged at the arrangement position by positioning the ventilation member by the inner surface of the step portion as the positioning portion. As a result, the step portion can be used to improve the assembly workability of the gas sensor. In addition, reducing the amount of the filter material used in the gas sensor is also effective in reducing the load applied to the ventilation member that supports the filter material.

本発明によれば、上記のように、ガスセンサのフィルタ材の使用量を削減することができる。 According to the present invention, as described above, the amount of the filter material used for the gas sensor can be reduced.

本発明の第１実施形態によるガスセンサを示す図である。It is a figure which shows the gas sensor by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態によるガスセンサを示す図である。It is a figure which shows the gas sensor by the 2nd Embodiment of this invention. 比較例１によるガスセンサを示す図である。It is a figure which shows the gas sensor by the comparative example 1. FIG. 比較例２によるガスセンサを示す図である。It is a figure which shows the gas sensor by the comparative example 2. 実施例１、実施例２、比較例１および比較例２によるガスセンサの耐久性試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the durability test of the gas sensor by Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１実施形態］
（ガスセンサの構成）
図１を参照して、本発明の一実施形態によるガスセンサ１００の構成について説明する。 [First Embodiment]
(Gas sensor configuration)
The configuration of the gas sensor 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

ガスセンサ１００は、被検知ガスを検知する機器である。 The gas sensor 100 is a device that detects the gas to be detected.

図１に示すように、ガスセンサ１００は、ベース１０と、センサ素子２０と、キャップ３０とを備えている。 As shown in FIG. 1, the gas sensor 100 includes a base 10, a sensor element 20, and a cap 30.

ベース１０は、センサ素子２０を配置するための基台である。ベース１０は、たとえば、金属製である。また、ベース１０には、複数のピン１１が設けられている。 The base 10 is a base for arranging the sensor element 20. The base 10 is made of metal, for example. Further, the base 10 is provided with a plurality of pins 11.

センサ素子２０は、被検知ガスを検知する素子である。センサ素子２０は、たとえば、メタン、プロパン、イソブタン、ＣＯ（一酸化炭素）、水素、におい、ＶＯＣ（ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓ）などの被検知ガスを検知する。また、センサ素子２０は、たとえば、半導体式、接触燃焼式のセンサ素子である。また、センサ素子２０は、ベース１０上に配置されている。また、センサ素子２０は、複数のピン１１の各々に、リード線１２により、電気的に接続されている。 The sensor element 20 is an element that detects the gas to be detected. The sensor element 20 detects a gas to be detected such as methane, propane, isobutane, CO (carbon monoxide), hydrogen, odor, and VOC (Volatile Organic Compounds). Further, the sensor element 20 is, for example, a semiconductor type or contact combustion type sensor element. Further, the sensor element 20 is arranged on the base 10. Further, the sensor element 20 is electrically connected to each of the plurality of pins 11 by a lead wire 12.

キャップ３０は、センサ素子２０の保護用のキャップである。キャップ３０は、ベース１０に取り付けられる。また、キャップ３０は、たとえば、金属製である。また、キャップ３０は、たとえば、溶接により、ベース１０に固定される。 The cap 30 is a cap for protecting the sensor element 20. The cap 30 is attached to the base 10. Further, the cap 30 is made of metal, for example. Further, the cap 30 is fixed to the base 10 by welding, for example.

また、キャップ３０は、ガス流入口３１と、フィルタ材収納部３２と、センサ素子収納部３３とを含んでいる。 Further, the cap 30 includes a gas inflow port 31, a filter material accommodating portion 32, and a sensor element accommodating portion 33.

ガス流入口３１は、キャップ３０の外部から内部に、被検知ガスを含むガスが流入する開口部である。 The gas inflow port 31 is an opening through which a gas containing a detected gas flows from the outside to the inside of the cap 30.

フィルタ材収納部３２は、ガス流入口３１から流入したガスから、シロキサンガスなどの妨害成分を除去するフィルタ材４０を収納するように構成されている。妨害成分を除去することにより、センサ素子２０の性能の低下を抑制することが可能である。 The filter material storage unit 32 is configured to store the filter material 40 that removes interfering components such as siloxane gas from the gas flowing in from the gas inflow port 31. By removing the interfering component, it is possible to suppress the deterioration of the performance of the sensor element 20.

フィルタ材４０は、たとえば、活性炭、ゼオライト、シリカ、アルミナ、シリカアルミナなどの多孔質体、この多孔質体に金属を担持させた金属担持多孔質体である。金属担持多孔質体に担持させる金属としては、たとえば、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｍｎ（マンガン）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ａｇ（銀）などを用いることができる。また、フィルタ材４０は、たとえば、粉末状、粒状、シート状、繊維状などに形成されている。また、フィルタ材４０は、フィルタ材収納部３２に充填されている。 The filter material 40 is, for example, a porous body such as activated carbon, zeolite, silica, alumina, or silica-alumina, or a metal-supported porous body in which a metal is supported on the porous body. Examples of the metal supported on the metal-supporting porous body include Fe (iron), Co (cobalt), Mn (manganese), Pt (platinum), Pd (palladium), Rh (rhodium), Ru (ruthenium), and Ag. (Silver) or the like can be used. Further, the filter material 40 is formed in, for example, powdery, granular, sheet-like, fibrous, and the like. Further, the filter material 40 is filled in the filter material storage portion 32.

また、フィルタ材４０は、第１フィルタ材４１と、第２フィルタ材４２との２種類のフィルタ材を含んでいる。第１フィルタ材４１は、たとえば、強酸性のシリカである。また、第２フィルタ材４２は、たとえば、白金担持活性炭である。第１フィルタ材４１は、第２フィルタ材４２よりも、ガス流入口３１に近い側に配置されている。また、第１フィルタ材４１の充填量は、第２フィルタ材４２の充填量よりも多い。 Further, the filter material 40 includes two types of filter materials, a first filter material 41 and a second filter material 42. The first filter material 41 is, for example, strongly acidic silica. The second filter material 42 is, for example, platinum-supported activated carbon. The first filter material 41 is arranged closer to the gas inflow port 31 than the second filter material 42. Further, the filling amount of the first filter material 41 is larger than the filling amount of the second filter material 42.

また、フィルタ材収納部３２は、フィルタ材４０だけでなく、異物の流入防止用の通気部材５０を収納するように構成されている。通気部材５０は、通気性を有する部材であって、たとえば、金網、不織布、通気性テフロン（登録商標）シートなどの網目状構造を有する薄板状の部材である。通気部材５０は、ガス流入口３１とフィルタ材４０の第１フィルタ材４１との間に配置されている。 Further, the filter material storage unit 32 is configured to store not only the filter material 40 but also the ventilation member 50 for preventing the inflow of foreign matter. The breathable member 50 is a breathable member, and is, for example, a thin plate-like member having a mesh-like structure such as a wire mesh, a non-woven fabric, or a breathable Teflon (registered trademark) sheet. The ventilation member 50 is arranged between the gas inflow port 31 and the first filter material 41 of the filter material 40.

センサ素子収納部３３は、フィルタ材４０を通過したガスのうちから、被検知ガスを検知するセンサ素子２０を収納するように構成されている。また、センサ素子収納部３３は、センサ素子２０だけでなく、フィルタ材４０を支持する通気部材６０と、通気部材６０を支持する支持部材７０とを収納するように構成されている。通気部材６０は、通気性を有する部材であって、たとえば、金網、不織布、通気性テフロンシートなどの網目状構造を有する薄板状の部材である。支持部材７０は、環状の部材であって、ガスセンサ１００が組み立てられた状態で、通気部材６０とベース１０とにより挟持されている。 The sensor element accommodating portion 33 is configured to accommodate the sensor element 20 that detects the gas to be detected from the gas that has passed through the filter material 40. Further, the sensor element accommodating portion 33 is configured to accommodate not only the sensor element 20 but also the ventilation member 60 that supports the filter material 40 and the support member 70 that supports the ventilation member 60. The ventilation member 60 is a breathable member, and is, for example, a thin plate-like member having a mesh-like structure such as a wire mesh, a non-woven fabric, or a breathable Teflon sheet. The support member 70 is an annular member, and is sandwiched between the ventilation member 60 and the base 10 in a state where the gas sensor 100 is assembled.

キャップ３０では、ガス流入口３１側から順に、通気部材５０、フィルタ材４０（第１フィルタ材４１、第２フィルタ材４２）、通気部材６０、センサ素子２０が、センサ素子２０とフィルタ材４０との配列方向（Ａ方向）に沿って並んで配置されている。したがって、ガス流入口３１から流入したガスは、通気部材５０、フィルタ材４０（第１フィルタ材４１、第２フィルタ材４２）、通気部材６０の順に通過して、センサ素子２０に到達する。また、ガス流入口３１、通気部材５０、フィルタ材４０（第１フィルタ材４１、第２フィルタ材４２）、通気部材６０およびセンサ素子２０は、平面視において（Ａ方向から見て）、互いに重なる位置に配置されている。 In the cap 30, in order from the gas inflow port 31 side, the ventilation member 50, the filter material 40 (first filter material 41, the second filter material 42), the ventilation member 60, and the sensor element 20 are the sensor element 20 and the filter material 40. Are arranged side by side along the arrangement direction (A direction) of. Therefore, the gas flowing in from the gas inflow port 31 passes through the ventilation member 50, the filter material 40 (first filter material 41, the second filter material 42), and the ventilation member 60 in this order, and reaches the sensor element 20. Further, the gas inflow port 31, the ventilation member 50, the filter material 40 (first filter material 41, the second filter material 42), the ventilation member 60, and the sensor element 20 overlap each other in a plan view (when viewed from the A direction). It is placed in position.

また、ガスセンサ１００は、次のようにして組み立てられる。まず、キャップ３０のフィルタ材収納部３２に、通気部材５０が配置される。次に、キャップ３０のフィルタ材収納部３２に、フィルタ材４０の第１フィルタ材４１が充填される。次に、キャップ３０のフィルタ材収納部３２に、フィルタ材４０の第２フィルタ材４２が充填される。次に、キャップ３０のセンサ素子収納部３３に、通気部材６０が配置される。次に、キャップ３０のセンサ素子収納部３３に、支持部材７０が配置される。次に、キャップ３０のセンサ素子収納部３３に、センサ素子２０が配置されたベース１０が取り付けられる。次に、キャップ３０のセンサ素子収納部３３に、センサ素子２０が配置されたベース１０が、たとえば溶接により、固定される。これにより、ガスセンサ１００が組み立てられる。 Further, the gas sensor 100 is assembled as follows. First, the ventilation member 50 is arranged in the filter material storage portion 32 of the cap 30. Next, the filter material storage portion 32 of the cap 30 is filled with the first filter material 41 of the filter material 40. Next, the filter material storage portion 32 of the cap 30 is filled with the second filter material 42 of the filter material 40. Next, the ventilation member 60 is arranged in the sensor element storage portion 33 of the cap 30. Next, the support member 70 is arranged in the sensor element storage portion 33 of the cap 30. Next, the base 10 on which the sensor element 20 is arranged is attached to the sensor element storage portion 33 of the cap 30. Next, the base 10 on which the sensor element 20 is arranged is fixed to the sensor element storage portion 33 of the cap 30 by welding, for example. As a result, the gas sensor 100 is assembled.

キャップ３０は、ベース１０側からガス流入口３１側まで、Ａ方向に沿って延びるように形成されている。つまり、キャップ３０のフィルタ材収納部３２およびセンサ素子収納部３３は、Ａ方向に沿って延びるように形成されている。また、キャップ３０のガス流入口３１、フィルタ材収納部３２およびセンサ素子収納部３３は、平面視において、略円形状を有するように形成されている。つまり、キャップ３０のガス流入口３１、フィルタ材収納部３２およびセンサ素子収納部３３は、略円筒形状を有するように形成されている。 The cap 30 is formed so as to extend along the A direction from the base 10 side to the gas inflow port 31 side. That is, the filter material accommodating portion 32 and the sensor element accommodating portion 33 of the cap 30 are formed so as to extend in the A direction. Further, the gas inlet 31, the filter material accommodating portion 32, and the sensor element accommodating portion 33 of the cap 30 are formed so as to have a substantially circular shape in a plan view. That is, the gas inflow port 31, the filter material accommodating portion 32, and the sensor element accommodating portion 33 of the cap 30 are formed so as to have a substantially cylindrical shape.

ここで、第１実施形態では、キャップ３０は、フィルタ材収納部３２が、センサ素子収納部３３よりも、Ａ方向と直交するＢ方向に小さくなるように形成されている。 Here, in the first embodiment, the cap 30 is formed so that the filter material accommodating portion 32 is smaller in the B direction orthogonal to the A direction than the sensor element accommodating portion 33.

具体的には、フィルタ材収納部３２のＢ方向の長さ（直径）Ｄ１（たとえば、約５．３ｍｍ）は、センサ素子収納部３３のＢ方向の長さ（直径）Ｄ２（たとえば、約７．７ｍｍ）よりも小さい。また、フィルタ材収納部３２のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約２２ｍｍ^２）は、センサ素子収納部３３のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約４７ｍｍ^２）よりも小さい。 Specifically, the length (diameter) D1 (for example, about 5.3 mm) of the filter material accommodating portion 32 in the B direction is the length (diameter) D2 (for example, about 7) of the sensor element accommodating portion 33 in the B direction. It is smaller than 0.7 mm). Further, the cross-sectional area of the filter material storage portion 32 orthogonal to the A direction (for example, about 22 mm ² ) is larger than the cross-sectional area of the sensor element storage portion 33 orthogonal to the A direction (for example, about 47 mm ² ). small.

また、センサ素子収納部３３のＢ方向の長さＤ２に対する、フィルタ材収納部３２のＢ方向の長さＤ１の比（Ｄ１／Ｄ２）は、たとえば、約０．６９である。また、センサ素子収納部３３のＡ方向に直交する断面の断面積に対する、フィルタ材収納部３２のＡ方向に直交する断面の断面積の比は、たとえば、約０．４７である。 The ratio (D1 / D2) of the length D1 of the filter material storage unit 32 in the B direction to the length D2 of the sensor element storage unit 33 in the B direction is, for example, about 0.69. Further, the ratio of the cross-sectional area of the cross section orthogonal to the A direction of the filter material accommodating portion 32 to the cross-sectional area of the cross section orthogonal to the A direction of the sensor element accommodating portion 33 is, for example, about 0.47.

また、ガス流入口３１のＢ方向の長さ（直径）Ｄ３（たとえば、約０．７ｍｍ）は、フィルタ材収納部３２のＢ方向の長さＤ１よりも小さい。また、ガス流入口３１のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約０．３８ｍｍ^２）は、フィルタ材収納部３２のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約２２ｍｍ^２）よりも小さい。また、フィルタ材収納部３２のＢ方向の長さＤ１に対する、ガス流入口３１のＢ方向の長さＤ３の比（Ｄ３／Ｄ１）は、たとえば、約０．１３である。また、フィルタ材収納部３２のＡ方向に直交する断面の断面積に対する、ガス流入口３１のＡ方向に直交する断面の断面積の比は、たとえば、約０．０１７である。 Further, the length (diameter) D3 (for example, about 0.7 mm) of the gas inflow port 31 in the B direction is smaller than the length D1 of the filter material storage portion 32 in the B direction. Further, the cross-sectional area of the gas inflow port 31 orthogonal to the A direction (for example, about 0.38 mm ² ) is obtained from the cross-sectional area of the filter material storage portion 32 orthogonal to the A direction (for example, about 22 mm ² ). Is also small. Further, the ratio (D3 / D1) of the length D3 of the gas inflow port 31 in the B direction to the length D1 of the filter material storage portion 32 in the B direction is, for example, about 0.13. Further, the ratio of the cross-sectional area of the gas inflow port 31 orthogonal to the A direction to the cross-sectional area of the cross section orthogonal to the A direction of the filter material accommodating portion 32 is, for example, about 0.017.

また、第１実施形態では、キャップ３０には、フィルタ材収納部３２が、センサ素子収納部３３よりも、Ｂ方向に小さくなるように、センサ素子収納部３３とフィルタ材収納部３２とを段差状に接続する段差部３４が設けられている。段差部３４は、センサ素子収納部３３のフィルタ材４０側の端部と、フィルタ材収納部３２のセンサ素子２０側の端部とを、Ｂ方向に接続するように形成されている。また、段差部３４は、環状に形成されており、円筒状のフィルタ材収納部３２と、円筒状のセンサ素子収納部３３とを全周にわたって接続している。 Further, in the first embodiment, the cap 30 has a step between the sensor element storage portion 33 and the filter material storage portion 32 so that the filter material storage portion 32 is smaller in the B direction than the sensor element storage portion 33. A step portion 34 for connecting in a shape is provided. The step portion 34 is formed so as to connect the end portion of the sensor element accommodating portion 33 on the filter material 40 side and the end portion of the filter material accommodating portion 32 on the sensor element 20 side in the B direction. Further, the step portion 34 is formed in an annular shape, and connects the cylindrical filter material accommodating portion 32 and the cylindrical sensor element accommodating portion 33 over the entire circumference.

具体的には、段差部３４の一方側の端部は、センサ素子収納部３３のフィルタ材４０側の端部に接続されている。Ｂ方向に沿って延びる段差部３４の一方側の端部と、Ａ方向に沿って延びるセンサ素子収納部３３のフィルタ材４０側の端部とは、略直角形状を有するように、互いに接続されている。また、段差部３４の他方側の端部は、フィルタ材収納部３２のセンサ素子２０側の端部に接続されている。Ｂ方向に沿って延びる段差部３４の他方側の端部と、Ａ方向に沿って延びるフィルタ材収納部３２のセンサ素子２０側の端部とは、略直角形状を有するように、互いに接続されている。 Specifically, one end of the step portion 34 is connected to the end of the sensor element accommodating portion 33 on the filter material 40 side. One end of the step portion 34 extending along the B direction and the end of the sensor element storage portion 33 extending along the A direction on the filter material 40 side are connected to each other so as to have a substantially right angle shape. ing. Further, the other end of the step portion 34 is connected to the end of the filter material accommodating portion 32 on the sensor element 20 side. The other end of the stepped portion 34 extending along the B direction and the end of the filter material accommodating portion 32 extending along the A direction on the sensor element 20 side are connected to each other so as to have a substantially right angle shape. ing.

また、キャップ３０は、プレス加工、切削加工などの所定の加工により形成されている。つまり、キャップ３０では、フィルタ材収納部３２、センサ素子収納部３３および段差部３４は、一体的に設けられている。 Further, the cap 30 is formed by a predetermined process such as a press process or a cutting process. That is, in the cap 30, the filter material storage portion 32, the sensor element storage portion 33, and the step portion 34 are integrally provided.

また、第１実施形態では、段差部３４の内面３４ａは、ガスセンサ１００を組み立てる際に、通気部材６０をＡ方向に位置決めする位置決め部を構成している。具体的には、段差部３４の内面３４ａは、通気部材６０とＡ方向に接触することにより、通気部材６０をＡ方向に位置決めするように構成されている。段差部３４の内面３４ａは、通気部材６０のフィルタ材４０側の面の外周部分と周状に接触している。なお、通気部材６０のフィルタ材４０側の面の外周部分よりも内側の部分は、フィルタ材４０と接触して、フィルタ材４０を支持している。 Further, in the first embodiment, the inner surface 34a of the step portion 34 constitutes a positioning portion that positions the ventilation member 60 in the A direction when the gas sensor 100 is assembled. Specifically, the inner surface 34a of the step portion 34 is configured to position the ventilation member 60 in the A direction by contacting the ventilation member 60 in the A direction. The inner surface 34a of the step portion 34 is in peripheral contact with the outer peripheral portion of the surface of the ventilation member 60 on the filter material 40 side. The portion of the ventilation member 60 inside the outer peripheral portion of the surface on the filter material 40 side is in contact with the filter material 40 to support the filter material 40.

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 (Effect of the first embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.

第１実施形態では、上記のように、キャップ３０を、フィルタ材収納部３２が、センサ素子収納部３３よりも、センサ素子２０とフィルタ材４０との配列方向と直交する方向に小さくなるように形成する。これにより、キャップ３０のセンサ素子収納部３３からフィルタ材収納部３２までが上記配列方向と直交する方向に一様な大きさに形成されている場合に比べて、フィルタ材収納部３２の容積を小さくすることができる。その結果、フィルタ材収納部３２に収納されるフィルタ材４０の量を少なくすることができるので、ガスセンサ１００のフィルタ材４０の使用量を削減することができる。また、ベース１０が取り付けられるセンサ素子収納部３３は、ベース１０の大きさに合わせて大きく形成することができるので、ベース１０を小さくする必要が無い。その結果、ベース１０を小さくすることに起因するベース１０の製造性（製造のしやすさ）の悪化、および、ベース１０を小さくすることに起因するベース１０の取付作業性の悪化を防止することができる。また、上記実施形態のように、フィルタ材収納部３２に、フィルタ材４０だけでなく、通気部材５０が収納される場合、フィルタ材収納部３２に収納される通気部材５０の大きさを小さくすることができるので、通気部材５０を形成するための材料の使用量を削減することができる。また、たとえば、フィルタ材４０に貴金属を担持した材料を用いる場合、フィルタ材４０の量を少なくできることで、貴金属の使用量も削減できるため、コストを削減することができる。 In the first embodiment, as described above, the cap 30 is set so that the filter material accommodating portion 32 is smaller than the sensor element accommodating portion 33 in the direction orthogonal to the arrangement direction of the sensor element 20 and the filter material 40. Form. As a result, the volume of the filter material storage portion 32 can be increased as compared with the case where the sensor element storage portion 33 to the filter material storage portion 32 of the cap 30 are formed to have a uniform size in the direction orthogonal to the arrangement direction. It can be made smaller. As a result, the amount of the filter material 40 stored in the filter material storage unit 32 can be reduced, so that the amount of the filter material 40 used in the gas sensor 100 can be reduced. Further, since the sensor element accommodating portion 33 to which the base 10 is attached can be formed large according to the size of the base 10, it is not necessary to make the base 10 small. As a result, it is possible to prevent deterioration of the manufacturability (easiness of manufacture) of the base 10 due to the reduction of the base 10 and deterioration of the mounting workability of the base 10 due to the reduction of the base 10. Can be done. Further, when not only the filter material 40 but also the ventilation member 50 is stored in the filter material storage unit 32 as in the above embodiment, the size of the ventilation member 50 stored in the filter material storage unit 32 is reduced. Therefore, the amount of material used for forming the ventilation member 50 can be reduced. Further, for example, when a material supporting a noble metal is used for the filter material 40, the amount of the filter material 40 can be reduced, so that the amount of the noble metal used can also be reduced, so that the cost can be reduced.

また、第１実施形態では、上記のように、キャップ３０は、センサ素子収納部３３とフィルタ材収納部３２とを段差状に接続する段差部３４を含む。これにより、フィルタ材収納部３２がセンサ素子収納部３３よりも上記配列方向に直交する方向に小さいキャップ３０を、簡素な形状により形成することができる。その結果、キャップ３０の製造性を向上させつつ、ガスセンサ１００のフィルタ材４０の使用量を削減することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the cap 30 includes a stepped portion 34 that connects the sensor element accommodating portion 33 and the filter material accommodating portion 32 in a stepped shape. As a result, the cap 30 in which the filter material accommodating portion 32 is smaller than the sensor element accommodating portion 33 in the direction orthogonal to the arrangement direction can be formed in a simple shape. As a result, the amount of the filter material 40 used in the gas sensor 100 can be reduced while improving the manufacturability of the cap 30.

また、第１実施形態では、上記のように、キャップ３０の段差部３４の内面３４ａが、通気部材６０を位置決めする位置決め部を構成する。これにより、ガスセンサ１００を組み立てる際に、位置決め部としての段差部３４の内面３４ａにより通気部材６０を位置決めすることにより、通気部材６０を配置位置に容易に配置することができる。その結果、段差部３４を利用して、ガスセンサ１００の組立作業性を向上させることができる。また、ガスセンサ１００のフィルタ材４０の使用量を削減することは、フィルタ材４０を支持する通気部材６０に加わる負荷が小さくなる点でも、有効である。 Further, in the first embodiment, as described above, the inner surface 34a of the stepped portion 34 of the cap 30 constitutes a positioning portion for positioning the ventilation member 60. As a result, when assembling the gas sensor 100, the ventilation member 60 can be easily arranged at the arrangement position by positioning the ventilation member 60 by the inner surface 34a of the step portion 34 as the positioning portion. As a result, the assembling workability of the gas sensor 100 can be improved by utilizing the step portion 34. Further, reducing the amount of the filter material 40 used in the gas sensor 100 is also effective in reducing the load applied to the ventilation member 60 that supports the filter material 40.

［第２実施形態］
次に、図２を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、単一のキャップが設けられた上記第１実施形態と異なり、２つのキャップが設けられる例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG. In this second embodiment, unlike the first embodiment in which a single cap is provided, an example in which two caps are provided will be described. The same configuration as that of the first embodiment is shown with the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will be omitted.

（ガスセンサの構成）
本発明の第２実施形態によるガスセンサ２００は、図２に示すように、二重キャップ構造を有している。ガスセンサ２００は、ベース１０と、センサ素子２０と、内側キャップ１３０と、外側キャップ１８０とを備えている。なお、内側キャップ１３０は、特許請求の範囲の「キャップ」の一例である。 (Gas sensor configuration)
As shown in FIG. 2, the gas sensor 200 according to the second embodiment of the present invention has a double cap structure. The gas sensor 200 includes a base 10, a sensor element 20, an inner cap 130, and an outer cap 180. The inner cap 130 is an example of a "cap" in the claims.

外側キャップ１８０は、内側キャップ１３０の外側に配置されるキャップである。外側キャップ１８０は、たとえば、樹脂製である。また、外側キャップ１８０は、内側キャップ１３０に取り付けられる。 The outer cap 180 is a cap arranged outside the inner cap 130. The outer cap 180 is made of resin, for example. Further, the outer cap 180 is attached to the inner cap 130.

また、外側キャップ１８０は、ガス流入口１８１と、フィルタ材収納部１８２と、内側キャップ収納部１８３とを含んでいる。 Further, the outer cap 180 includes a gas inflow port 181, a filter material storage portion 182, and an inner cap storage portion 183.

ガス流入口１８１は、外側キャップ１８０の外部から内部に、被検知ガスを含むガスが流入する開口部である。 The gas inflow port 181 is an opening through which a gas containing a detected gas flows from the outside to the inside of the outer cap 180.

フィルタ材収納部１８２は、ガス流入口１８１から流入したガスから、シロキサンガスなどの妨害成分を除去するフィルタ材１９０を収納するように構成されている。フィルタ材１９０は、たとえば、強酸性のシリカである。また、フィルタ材１９０は、フィルタ材収納部１８２に充填されている。 The filter material storage unit 182 is configured to store the filter material 190 that removes interfering components such as siloxane gas from the gas flowing in from the gas inflow port 181. The filter material 190 is, for example, strongly acidic silica. Further, the filter material 190 is filled in the filter material storage portion 182.

また、フィルタ材収納部１８２は、フィルタ材１９０だけでなく、異物の流入防止用の通気部材１５０を収納するように構成されている。通気部材１５０は、上記第１実施形態の通気部材５０と実質的に同様の構成を有している。このため、詳細な説明を省略する。以下においても、第１実施形態と実質的に同様の構成については、その旨を記載し、詳細な説明を省略する。 Further, the filter material storage unit 182 is configured to store not only the filter material 190 but also the ventilation member 150 for preventing the inflow of foreign matter. The ventilation member 150 has substantially the same configuration as the ventilation member 50 of the first embodiment. Therefore, detailed description thereof will be omitted. In the following, the configuration substantially similar to that of the first embodiment will be described to that effect, and detailed description thereof will be omitted.

内側キャップ収納部１８３は、内側キャップ１３０を収納するように構成されている。内側キャップ収納部１８３は、内側キャップ１３０の後述するフィルタ材収納部１３２およびセンサ素子収納部１３３に嵌合するように構成されている。これにより、外側キャップ１８０は、内側キャップ１３０に固定される。 The inner cap storage portion 183 is configured to store the inner cap 130. The inner cap accommodating portion 183 is configured to fit into the filter material accommodating portion 132 and the sensor element accommodating portion 133, which will be described later, of the inner cap 130. As a result, the outer cap 180 is fixed to the inner cap 130.

外側キャップ１８０は、ベース１０側からガス流入口１８１側まで、Ａ方向に沿って延びるように形成されている。つまり、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２および内側キャップ収納部１８３は、Ａ方向に沿って延びるように形成されている。また、外側キャップ１８０のガス流入口１８１、フィルタ材収納部１８２および内側キャップ収納部１８３は、平面視において、略円形状を有するように形成されている。つまり、外側キャップ１８０のガス流入口１８１、フィルタ材収納部１８２および内側キャップ収納部１８３は、略円筒形状を有するように形成されている。 The outer cap 180 is formed so as to extend in the A direction from the base 10 side to the gas inflow port 181 side. That is, the filter material storage portion 182 and the inner cap storage portion 183 of the outer cap 180 are formed so as to extend in the A direction. Further, the gas inflow port 181 of the outer cap 180, the filter material storage portion 182, and the inner cap storage portion 183 are formed so as to have a substantially circular shape in a plan view. That is, the gas inflow port 181 of the outer cap 180, the filter material storage portion 182, and the inner cap storage portion 183 are formed so as to have a substantially cylindrical shape.

内側キャップ１３０は、ガス流入口（制限口）１３１と、フィルタ材収納部１３２と、センサ素子収納部１３３とを含んでいる。 The inner cap 130 includes a gas inflow port (restriction port) 131, a filter material accommodating portion 132, and a sensor element accommodating portion 133.

ガス流入口１３１は、内側キャップ１３０の外部から内部に、フィルタ材１９０を通過したガスが流入する開口部である。ガス流入口１３１は、上記第１実施形態のガス流入口３１と実質的に同様の構成を有している。 The gas inflow port 131 is an opening through which gas that has passed through the filter material 190 flows from the outside to the inside of the inner cap 130. The gas inlet 131 has substantially the same configuration as the gas inlet 31 of the first embodiment.

フィルタ材収納部１３２は、フィルタ材１４０を収納するように構成されている。フィルタ材１４０は、第１フィルタ材１４１と、第２フィルタ材１４２との２種類のフィルタ材を含んでいる。フィルタ材収納部１３２、フィルタ材１４０、第１フィルタ材１４１および第２フィルタ材１４２は、それぞれ、上記第１実施形態のフィルタ材収納部３２、フィルタ材４０、第１フィルタ材４１および第２フィルタ材４２と実質的に同様の構成を有している。 The filter material storage unit 132 is configured to store the filter material 140. The filter material 140 includes two types of filter materials, a first filter material 141 and a second filter material 142. The filter material storage unit 132, the filter material 140, the first filter material 141, and the second filter material 142 are the filter material storage unit 32, the filter material 40, the first filter material 41, and the second filter of the first embodiment, respectively. It has substantially the same structure as the material 42.

センサ素子収納部１３３は、センサ素子２０と、通気部材６０と、支持部材７０とを収納するように構成されている。センサ素子収納部１３３は、上記第１実施形態のセンサ素子収納部３３と実質的に同様の構成を有している。 The sensor element accommodating portion 133 is configured to accommodate the sensor element 20, the ventilation member 60, and the support member 70. The sensor element accommodating portion 133 has substantially the same configuration as the sensor element accommodating portion 33 of the first embodiment.

ガスセンサ２００では、ガス流入口１８１側から順に、通気部材１５０、フィルタ材１９０、ガス流入口１３１、フィルタ材１４０（第１フィルタ材１４１、第２フィルタ材１４２）、通気部材６０、センサ素子２０が、Ａ方向に沿って並んで配置されている。したがって、ガス流入口１８１から流入したガスは、通気部材１５０、フィルタ材１９０、ガス流入口１３１、フィルタ材１４０（第１フィルタ材１４１、第２フィルタ材１４２）、通気部材６０の順に通過して、センサ素子２０に到達する。また、ガス流入口１８１、通気部材１５０、フィルタ材１９０、ガス流入口１３１、フィルタ材１４０（第１フィルタ材１４１、第２フィルタ材１４２）、通気部材６０およびセンサ素子２０は、平面視において（Ａ方向から見て）、互いに重なる位置に配置されている。 In the gas sensor 200, the ventilation member 150, the filter material 190, the gas inlet 131, the filter material 140 (first filter material 141, the second filter material 142), the ventilation member 60, and the sensor element 20 are arranged in this order from the gas inlet 181 side. , Are arranged side by side along the A direction. Therefore, the gas flowing in from the gas inflow port 181 passes through the ventilation member 150, the filter material 190, the gas inflow port 131, the filter material 140 (first filter material 141, the second filter material 142), and the ventilation member 60 in this order. , Reach the sensor element 20. Further, the gas inlet 181, the ventilation member 150, the filter material 190, the gas inlet 131, the filter material 140 (first filter material 141, the second filter material 142), the ventilation member 60 and the sensor element 20 are (in plan view). (Viewed from the A direction), they are arranged at positions that overlap each other.

ここで、第２実施形態では、外側キャップ１８０は、フィルタ材収納部１８２が、内側キャップ１３０のセンサ素子収納部１３３よりも、Ｂ方向に小さくなるように形成されている。 Here, in the second embodiment, the outer cap 180 is formed so that the filter material accommodating portion 182 is smaller in the B direction than the sensor element accommodating portion 133 of the inner cap 130.

具体的には、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＢ方向の長さ（直径）Ｄ４（たとえば、約５．３ｍｍ）は、内側キャップ１３０のセンサ素子収納部１３３のＢ方向の長さ（直径）Ｄ２（たとえば、約７．７ｍｍ）よりも小さい。また、第２実施形態では、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＢ方向の長さＤ４は、内側キャップ１３０のフィルタ材収納部１３２のＢ方向の長さ（直径）Ｄ１と略同じである。また、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＢ方向の長さＤ４（Ａ方向に直交する断面の断面積）と、内側キャップ１３０のセンサ素子収納部１３３のＢ方向の長さＤ２（Ａ方向に直交する断面の断面積）との関係は、上記第１実施形態のフィルタ材収納部３２のＢ方向の長さＤ１（Ａ方向に直交する断面の断面積）と、センサ素子収納部３３のＢ方向の長さＤ２（Ａ方向に直交する断面の断面積）との関係と実質的に同様である。 Specifically, the length (diameter) D4 (for example, about 5.3 mm) of the filter material storage portion 182 of the outer cap 180 in the B direction is the length (for example, about 5.3 mm) of the sensor element storage portion 133 of the inner cap 130 in the B direction. Diameter) smaller than D2 (eg, about 7.7 mm). Further, in the second embodiment, the length D4 of the filter material storage portion 182 of the outer cap 180 in the B direction is substantially the same as the length (diameter) D1 of the filter material storage portion 132 of the inner cap 130 in the B direction. .. Further, the length D4 of the filter material storage portion 182 of the outer cap 180 in the B direction (cross-sectional area of the cross section orthogonal to the A direction) and the length D2 of the sensor element storage portion 133 of the inner cap 130 in the B direction (A direction). The relationship with the cross-sectional area of the cross section orthogonal to the above is the length D1 (cross-sectional area of the cross section orthogonal to the A direction) of the filter material storage unit 32 of the first embodiment in the B direction and the sensor element storage unit 33. It is substantially the same as the relationship with the length D2 in the B direction (cross-sectional area of the cross section orthogonal to the A direction).

また、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＢ方向の長さ（直径）Ｄ５（たとえば、約１．５ｍｍ）は、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＢ方向の長さＤ４（たとえば、約５．３ｍｍ）よりも小さい。また、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約１．７７ｍｍ^２）は、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＡ方向に直交する断面の断面積（たとえば、約２２ｍｍ^２）よりも小さい。また、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＢ方向の長さＤ４に対する、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＢ方向の長さＤ５の比（Ｄ５／Ｄ４）は、たとえば、約０．２８である。また、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２のＡ方向に直交する断面の断面積に対する、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＡ方向に直交する断面の断面積の比は、たとえば、約０．０８０である。 Further, the length (diameter) D5 (for example, about 1.5 mm) of the gas inlet 181 of the outer cap 180 in the B direction is the length D4 (for example, about 1.5 mm) of the filter material storage portion 182 of the outer cap 180 in the B direction. It is smaller than 5.3 mm). Further, the cross-sectional area of the gas inflow port 181 of the outer cap 180 orthogonal to the A direction (for example, about 1.77 mm ² ) is the cross-sectional area of the cross section orthogonal to the A direction of the filter material storage portion 182 of the outer cap 180. Less than (eg, about 22 mm ² ). Further, the ratio (D5 / D4) of the length D5 of the gas inflow port 181 of the outer cap 180 in the B direction to the length D4 of the filter material storage portion 182 of the outer cap 180 in the B direction is, for example, about 0.28. Is. Further, the ratio of the cross-sectional area of the cross section of the filter material storage portion 182 of the outer cap 180 orthogonal to the A direction to the cross-sectional area of the cross section of the gas inlet 181 of the outer cap 180 orthogonal to the A direction is, for example, about 0. It is 080.

また、第２実施形態では、内側キャップ１３０のガス流入口１３１のＢ方向の長さＤ３は、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＢ方向の長さＤ５よりも小さい。また、内側キャップ１３０のガス流入口１３１のＡ方向に直交する断面の断面積は、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＡ方向に直交する断面の断面積よりも小さい。また、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＢ方向の長さＤ５に対する、内側キャップ１３０のガス流入口１３１のＢ方向の長さＤ３の比（Ｄ３／Ｄ５）は、たとえば、約０．４７である。また、外側キャップ１８０のガス流入口１８１のＡ方向に直交する断面の断面積に対する、内側キャップ１３０のガス流入口１３１のＡ方向に直交する断面の断面積の比は、たとえば、約０．２１である。 Further, in the second embodiment, the length D3 of the gas inlet 131 of the inner cap 130 in the B direction is smaller than the length D5 of the gas inlet 181 of the outer cap 180 in the B direction. Further, the cross-sectional area of the cross section of the gas inlet 131 of the inner cap 130 orthogonal to the A direction is smaller than the cross-sectional area of the cross section of the gas inlet 181 of the outer cap 180 orthogonal to the A direction. The ratio (D3 / D5) of the length D5 of the gas inlet 181 of the outer cap 180 in the B direction to the length D3 of the gas inlet 131 of the inner cap 130 in the B direction is, for example, about 0.47. is there. Further, the ratio of the cross-sectional area of the cross section of the gas inlet 181 of the outer cap 180 orthogonal to the A direction to the cross-sectional area of the cross section of the gas inlet 131 of the inner cap 130 orthogonal to the A direction is, for example, about 0.21. Is.

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。 The other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 (Effect of the second embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.

第２実施形態では、上記のように、外側キャップ１８０を、フィルタ材収納部１８２が、内側キャップ１３０のセンサ素子収納部１３３よりも、Ｂ方向に小さくなるように形成する。これにより、外側キャップ１８０のフィルタ材収納部１８２に収納されるフィルタ材１９０の量を少なくすることができる。その結果、内側キャップ１３０のフィルタ材１４０だけでなく、外側キャップ１８０のフィルタ材１９０の使用量も削減することができる。 In the second embodiment, as described above, the outer cap 180 is formed so that the filter material accommodating portion 182 is smaller in the B direction than the sensor element accommodating portion 133 of the inner cap 130. As a result, the amount of the filter material 190 stored in the filter material storage portion 182 of the outer cap 180 can be reduced. As a result, not only the filter material 140 of the inner cap 130 but also the amount of the filter material 190 of the outer cap 180 can be reduced.

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。 The other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

［実施例］
次に、図１〜図５および表１を参照して、実施例について説明する。 [Example]
Next, Examples will be described with reference to FIGS. 1 to 5 and Table 1.

実施例１のガスセンサとして、上記第１実施形態の図１に示す構造を有するガスセンサ１００を用いた。 As the gas sensor of the first embodiment, the gas sensor 100 having the structure shown in FIG. 1 of the first embodiment was used.

また、比較例１のガスセンサとして、図３に示す構造を有するガスセンサ３００を用いた。比較例１のガスセンサ３００は、キャップ３３０のセンサ素子収納部のＢ方向の長さとフィルタ材収納部のＢ方向の長さとが同じである点で、実施例１のガスセンサ１００と異なる。そのため、実施例１のガスセンサ１００と比較例１のガスセンサ３００とでは、第１フィルタ材４１および第２フィルタ材４２の充填量が異なり、実施例１における各フィルタ材の充填量は比較例１における各フィルタ材の充填量の略半分である。 Further, as the gas sensor of Comparative Example 1, a gas sensor 300 having the structure shown in FIG. 3 was used. The gas sensor 300 of Comparative Example 1 is different from the gas sensor 100 of Example 1 in that the length of the sensor element accommodating portion of the cap 330 in the B direction and the length of the filter material accommodating portion in the B direction are the same. Therefore, the filling amount of the first filter material 41 and the second filter material 42 is different between the gas sensor 100 of Example 1 and the gas sensor 300 of Comparative Example 1, and the filling amount of each filter material in Example 1 is the filling amount of Comparative Example 1. It is about half of the filling amount of each filter material.

また、実施例２のガスセンサとして、上記第２実施形態の図２に示す構造を有するガスセンサ２００を用いた。 Further, as the gas sensor of the second embodiment, the gas sensor 200 having the structure shown in FIG. 2 of the second embodiment was used.

また、比較例２のガスセンサとして、図４に示す構造を有するガスセンサ４００を用いた。比較例２のガスセンサ４００は、内側キャップ４３０のセンサ素子収納部のＢ方向の長さと、内側キャップ４３０のフィルタ材収納部のＢ方向の長さと、外側キャップ４８０のフィルタ材収納部のＢ方向の長さとが同じである点で、実施例２のガスセンサ２００と異なる。そのため、実施例２のガスセンサ２００と比較例２のガスセンサ４００とでは、フィルタ材１９０（外側）、第１フィルタ材１４１（内側）および第２フィルタ材１４２（内側）の充填量が異なり、実施例２における各フィルタ材の充電量は比較例２における各フィルタ材の充填量の略半分である。 Further, as the gas sensor of Comparative Example 2, a gas sensor 400 having the structure shown in FIG. 4 was used. In the gas sensor 400 of Comparative Example 2, the length of the sensor element storage portion of the inner cap 430 in the B direction, the length of the filter material storage portion of the inner cap 430 in the B direction, and the length of the filter material storage portion of the outer cap 480 in the B direction It differs from the gas sensor 200 of the second embodiment in that it has the same length. Therefore, the filling amounts of the filter material 190 (outside), the first filter material 141 (inside), and the second filter material 142 (inside) are different between the gas sensor 200 of Example 2 and the gas sensor 400 of Comparative Example 2, respectively. The charge amount of each filter material in 2 is approximately half the charge amount of each filter material in Comparative Example 2.

また、実施例１のガスセンサ１００、実施例２のガスセンサ２００、比較例１のガスセンサ３００および比較例２のガスセンサ４００では、センサ素子２０として、メタンガス検知用のＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）熱線型半導体式センサを用いた。 Further, in the gas sensor 100 of Example 1, the gas sensor 200 of Example 2, the gas sensor 300 of Comparative Example 1 and the gas sensor 400 of Comparative Example 2, the MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) heat ray type semiconductor for detecting methane gas is used as the sensor element 20. A formula sensor was used.

（耐久性試験）
図５を参照して、実施例１のガスセンサ１００、実施例２のガスセンサ２００、比較例１のガスセンサ３００および比較例２のガスセンサ４００を用いた、耐久性試験について説明する。 (Durability test)
A durability test using the gas sensor 100 of Example 1, the gas sensor 200 of Example 2, the gas sensor 300 of Comparative Example 1, and the gas sensor 400 of Comparative Example 2 will be described with reference to FIG.

耐久性試験では、過酷な台所環境を想定して、トルエン１０００ｐｐｍ、シロキサンガス２０ｐｐｍを有する環境に、実施例１のガスセンサ１００、実施例２のガスセンサ２００、比較例１のガスセンサ３００および比較例２のガスセンサ４００を暴露した。また、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２の各ガスセンサのセンサ素子２０を、パルス駆動で駆動させた。具体的には、センサ素子２０を、３０秒周期で０．１秒間だけ５００℃付近に加熱して、メタンガスを検知した。 In the durability test, assuming a harsh kitchen environment, in an environment having 1000 ppm of toluene and 20 ppm of siloxane gas, the gas sensor 100 of Example 1, the gas sensor 200 of Example 2, the gas sensor 300 of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 The gas sensor 400 was exposed. Further, the sensor element 20 of each gas sensor of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was driven by pulse drive. Specifically, the sensor element 20 was heated to around 500 ° C. for 0.1 seconds at a cycle of 30 seconds to detect methane gas.

また、耐久性試験では、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２の各ガスセンサの警報設定濃度を３０００ｐｐｍに設定した。また、６０日毎に、各ガスセンサが警報を発した実際のメタン濃度（メタン警報濃度）を測定した。耐久性試験は、各ガスセンサのメタン警報濃度が、警報濃度下限値（１０００ｐｐｍ（警報設定濃度の１／３））よりも小さくなるまで行った。 Further, in the durability test, the alarm set concentration of each gas sensor of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was set to 3000 ppm. In addition, the actual methane concentration (methane alarm concentration) at which each gas sensor issued an alarm was measured every 60 days. The durability test was carried out until the methane alarm concentration of each gas sensor became smaller than the lower limit of the alarm concentration (1000 ppm (1/3 of the alarm set concentration)).

図５は、暴露日数に対するメタン警報濃度の変化を示している。図５に示すように、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２の各ガスセンサのいずれも、暴露日数が増加するにつれて、メタン警報濃度が低下する傾向にあることが確認された。これは、シロキサンガスが熱分解することにより生じたシリカがセンサ素子２０に付着することに起因して、センサ素子２０の性能が低下するためである。なお、暴露日数に対するメタン警報濃度の低下の度合いが小さい程、シロキサン耐久性が高い。 FIG. 5 shows the change in methane alarm concentration with respect to the number of exposure days. As shown in FIG. 5, it was confirmed that all of the gas sensors of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 tended to decrease the methane alarm concentration as the number of exposure days increased. .. This is because the performance of the sensor element 20 deteriorates due to the silica generated by the thermal decomposition of the siloxane gas adhering to the sensor element 20. The smaller the degree of decrease in the methane alarm concentration with respect to the number of exposure days, the higher the siloxane durability.

比較例１のガスセンサ３００と、実施例１のガスセンサ１００とを比較すると、メタン警報濃度が警報濃度下限値（１０００ｐｐｍ）に至るまでの時間は、略同じであった。つまり、フィルタ材の充填量（使用量）を削減しても、実施例１のガスセンサ１００は、シロキサン耐久性が低下することなく、高いシロキサン耐久性を有することが確認された。 Comparing the gas sensor 300 of Comparative Example 1 and the gas sensor 100 of Example 1, the time required for the methane alarm concentration to reach the lower limit of the alarm concentration (1000 ppm) was substantially the same. That is, it was confirmed that the gas sensor 100 of Example 1 has high siloxane durability without lowering the siloxane durability even if the filling amount (used amount) of the filter material is reduced.

同様に、比較例２のガスセンサ４００と、実施例２のガスセンサ２００とを比較すると、メタン警報濃度が警報濃度下限値（１０００ｐｐｍ）に至るまでの時間は、略同じであった。つまり、フィルタ材の充填量（使用量）を削減しても、実施例２のガスセンサ２００は、シロキサン耐久性が低下することなく、高いシロキサン耐久性を有することが確認された。 Similarly, when the gas sensor 400 of Comparative Example 2 and the gas sensor 200 of Example 2 were compared, the time required for the methane alarm concentration to reach the lower limit of the alarm concentration (1000 ppm) was substantially the same. That is, it was confirmed that the gas sensor 200 of Example 2 has high siloxane durability without lowering the siloxane durability even if the filling amount (used amount) of the filter material is reduced.

（応答性試験）
以下に示す表１を参照して、実施例１のガスセンサ１００、実施例２のガスセンサ２００、比較例１のガスセンサ３００および比較例２のガスセンサ４００を用いた、応答性試験について説明する。

(Response test)
A responsiveness test using the gas sensor 100 of Example 1, the gas sensor 200 of Example 2, the gas sensor 300 of Comparative Example 1, and the gas sensor 400 of Comparative Example 2 will be described with reference to Table 1 shown below.

日本ガス機器検査協会（ＪＩＡ）の都市ガス用ガス警報器検査規定では、センサ（ガスセンサ１００や２００など）を搭載した警報器の状態で、メタンガス１２５００ｐｐｍに対して６０秒以内に応答し、警報を発することが定められている。警報器にセンサを搭載した場合には、センサ単体の場合よりもガス応答性が低下するため、センサ単体の応答としては、４０秒以内で応答する必要がある。 According to the Japan Gas Equipment Inspection Association (JIA) gas alarm inspection regulations for city gas, an alarm is issued by responding to 12500 ppm of methane gas within 60 seconds in the state of an alarm equipped with a sensor (gas sensor 100, 200, etc.). It is stipulated to emit. When the sensor is mounted on the alarm, the gas responsiveness is lower than that of the sensor alone, so the response of the sensor alone needs to be within 40 seconds.

応答性試験では、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２の各ガスセンサのセンサ素子２０を、パルス駆動で駆動させた。具体的には、センサ素子２０を、１０秒周期で０．１秒間だけ５００℃付近に加熱して、メタンガスを検知した。 In the responsiveness test, the sensor element 20 of each gas sensor of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was driven by pulse drive. Specifically, the sensor element 20 was heated to around 500 ° C. for 0.1 seconds at a cycle of 10 seconds to detect methane gas.

表１に示すように、比較例１のガスセンサ３００と、実施例１のガスセンサ１００とを比較すると、メタンガスに対する応答時間は、略同じであった。また、実施例１のガスセンサ１００は、メタンガスに対して、４０秒以内に応答することが確認された。つまり、フィルタ材の充填量（使用量）を削減しても、実施例１のガスセンサ１００は、応答性が低下することなく、十分な応答性を有することが確認された。 As shown in Table 1, when the gas sensor 300 of Comparative Example 1 and the gas sensor 100 of Example 1 were compared, the response times to methane gas were substantially the same. It was also confirmed that the gas sensor 100 of Example 1 responded to methane gas within 40 seconds. That is, it was confirmed that the gas sensor 100 of Example 1 has sufficient responsiveness without lowering the responsiveness even if the filling amount (used amount) of the filter material is reduced.

同様に、比較例２のガスセンサ４００と、実施例２のガスセンサ２００とを比較すると、メタンガスに対する応答時間は、略同じであった。また、実施例２のガスセンサ２００は、メタンガスに対して、４０秒以内に応答することが確認された。つまり、フィルタ材の充填量（使用量）を削減しても、実施例２のガスセンサ２００は、応答性が低下することなく、十分な応答性を有することが確認された。 Similarly, when the gas sensor 400 of Comparative Example 2 and the gas sensor 200 of Example 2 were compared, the response times to methane gas were substantially the same. It was also confirmed that the gas sensor 200 of Example 2 responded to methane gas within 40 seconds. That is, it was confirmed that the gas sensor 200 of Example 2 has sufficient responsiveness without lowering the responsiveness even if the filling amount (used amount) of the filter material is reduced.

［変形例］
なお、今回開示された実施形態（実施例）は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態（実施例）の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。 [Modification example]
In addition, it should be considered that the embodiment (Example) disclosed this time is an example in all respects and is not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiment (example), and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims. ..

たとえば、上記第１実施形態では、キャップに２種類のフィルタ材を設ける例を示し、上記第２実施形態では、内側キャップに２種類のフィルタ材を設けるとともに、外側キャップに１種類のフィルタ材を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、キャップ（内側キャップ）に１種類のフィルタ材を設けてもよいし、３種類以上のフィルタ材を設けてもよい。また、外側キャップに２種類以上のフィルタ材を設けてもよい。 For example, in the first embodiment, an example in which two types of filter materials are provided on the cap is shown, and in the second embodiment, two types of filter materials are provided on the inner cap and one type of filter material is provided on the outer cap. Although an example of providing is shown, the present invention is not limited to this. In the present invention, one type of filter material may be provided on the cap (inner cap), or three or more types of filter materials may be provided. Further, two or more types of filter materials may be provided on the outer cap.

また、上記第１および第２実施形態では、キャップ（内側キャップ）において、第１フィルタ材の充填量が、第２フィルタ材の充填量よりも多い例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、キャップ（内側キャップ）において、第１フィルタ材の充填量が、第２フィルタ材の充填量よりも少なくてもよいし、第１フィルタ材の充填量と第２フィルタ材の充填量とが略同じであってもよい。 Further, in the first and second embodiments, in the cap (inner cap), the filling amount of the first filter material is larger than the filling amount of the second filter material, but the present invention is limited to this. I can't. In the present invention, in the cap (inner cap), the filling amount of the first filter material may be smaller than the filling amount of the second filter material, and the filling amount of the first filter material and the filling amount of the second filter material. May be substantially the same.

また、上記第２実施形態では、外側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さが、内側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さと略同じである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さが、内側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。なお、外側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さを、内側キャップのフィルタ材収納部のＢ方向の長さよりも小さくすれば、外側キャップのフィルタ材の使用量をより削減することができる。 Further, in the second embodiment, an example is shown in which the length of the filter material storage portion of the outer cap in the B direction is substantially the same as the length of the filter material storage portion of the inner cap in the B direction. Not limited to this. In the present invention, the length of the filter material storage portion of the outer cap in the B direction may be larger or smaller than the length of the filter material storage portion of the inner cap in the B direction. If the length of the filter material storage portion of the outer cap in the B direction is made smaller than the length of the filter material storage portion of the inner cap in the B direction, the amount of the filter material used in the outer cap can be further reduced. ..

また、上記第１および第２実施形態では、通気部材を支持する支持部材を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、通気部材を段差部の内面に溶接（スポット溶接）する場合などには、通気部材を支持する支持部材を設けなくてもよい。なお、通気部材を段差部の内面に溶接（スポット溶接）する場合、ガスセンサの量産性を向上させることができる。 Further, in the first and second embodiments, examples of providing a support member for supporting the ventilation member have been shown, but the present invention is not limited to this. For example, when the ventilation member is welded (spot welded) to the inner surface of the step portion, it is not necessary to provide a support member for supporting the ventilation member. When the ventilation member is welded (spot welded) to the inner surface of the stepped portion, the mass productivity of the gas sensor can be improved.

また、上記第１および第２実施形態では、センサ素子収納部とフィルタ材収納部とを段差状に接続する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、センサ素子収納部とフィルタ材収納部とをテーパ状に接続してもよい。ただし、加工の容易さの観点から、センサ素子収納部とフィルタ材収納部とを段差状に接続する方が好ましい。 Further, in the first and second embodiments, the example in which the sensor element accommodating portion and the filter material accommodating portion are connected in a stepped shape is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the sensor element accommodating portion and the filter material accommodating portion may be connected in a tapered shape. However, from the viewpoint of ease of processing, it is preferable to connect the sensor element accommodating portion and the filter material accommodating portion in a stepped shape.

また、上記第１および第２実施形態では、センサ素子収納部およびフィルタ材収納部が、略円筒形状を有するように形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、センサ素子収納部およびフィルタ材収納部は、円筒形状以外の筒状形状に形成されていてもよい。 Further, in the first and second embodiments, the example in which the sensor element accommodating portion and the filter material accommodating portion are formed so as to have a substantially cylindrical shape is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the sensor element accommodating portion and the filter material accommodating portion may be formed in a tubular shape other than the cylindrical shape.

また、上記第１実施形態では、キャップが金属製である例を示し、上記第２実施形態では、内側キャップが金属製であり、外側キャップが樹脂製である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、キャップ（内側キャップ、外側キャップ）は、金属製であっても樹脂製であってもよい。 Further, in the first embodiment, an example in which the cap is made of metal is shown, and in the second embodiment, an example in which the inner cap is made of metal and the outer cap is made of resin is shown. Not limited to this. In the present invention, the cap (inner cap, outer cap) may be made of metal or resin.

また、上記第１および第２実施形態では、段差部の内面が、通気部材を位置決めする位置決め部を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、段差部の内面が、通気部材を位置決めする位置決め部を構成しなくてもよい。 Further, in the first and second embodiments, an example is shown in which the inner surface of the stepped portion constitutes a positioning portion for positioning the ventilation member, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the inner surface of the stepped portion does not have to form a positioning portion for positioning the ventilation member.

１０ベース
２０センサ素子
３０キャップ
３２、１３２フィルタ材収納部
３３、１３３センサ素子収納部
３４段差部
３４ａ段差部の内面
４０、１４０フィルタ材
６０通気部材
１００、２００ガスセンサ
１３０内側キャップ（キャップ） 10 Base 20 Sensor element 30 Cap 32, 132 Filter material storage 33, 133 Sensor element storage 34 Step 34a Inner surface of step 40, 140 Filter material 60 Ventilation member 100, 200 Gas sensor 130 Inner cap (cap)

Claims

With the base
The sensor element arranged on the base and
A cap that includes a sensor element accommodating portion for accommodating the sensor element and a filter material accommodating portion for accommodating a filter material for removing interfering components, and is attached to the base.
The cap is formed so that the filter material accommodating portion is smaller than the sensor element accommodating portion in a direction orthogonal to the arrangement direction of the sensor element and the filter material .
The cap further includes a stepped portion that connects the sensor element accommodating portion and the filter material accommodating portion in a stepped shape.
A gas sensor in which the step portion is formed so as to have a length larger than the thickness of the filter material accommodating portion of the cap in a direction orthogonal to the arrangement direction .

It is housed in the sensor element storage portion of the cap, supports the filter material, and further includes a breathable member having breathability.
The inner surface of the step portion of the cap constitutes a positioning portion for positioning said vent member, the gas sensor according to claim 1.