KR102345197B1 - 가스 센서 - Google Patents
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Abstract
서리에 의한 가스 검지의 결함을 저소비 전력으로 억제할 수 있는 소형의 가스 센서를 제공한다.
제1 전극 단자(12)는 제1 배선에 접속되는 적어도 하나의 제1 접속부(121)와 제1 접속부(121)로부터 저항체(11)의 일단부(11a)까지 연장하는 제1 암부(123)를 갖는다. 제2 전극 단자(13)는 제2 배선에 접속되는 적어도 하나의 제2 접속부(131)와 제2 접속부(131)로부터 저항체(11)의 타단부(11b)까지 연장하는 제2 암부(133)를 갖는다. 제1 전극 단자(12)와 제2 전극 단자(13)는 저항체(11)로부터 배선체 또는 배선체의 근방까지 달하는 수증기 확산 캐비티(S2)를 형성하도록 제1 암부(123)의 적어도 일부와 제2 암부(133)의 적어도 일부가 절연 피복되어서 서로 고정되어 있다.
제1 전극 단자(12)는 제1 배선에 접속되는 적어도 하나의 제1 접속부(121)와 제1 접속부(121)로부터 저항체(11)의 일단부(11a)까지 연장하는 제1 암부(123)를 갖는다. 제2 전극 단자(13)는 제2 배선에 접속되는 적어도 하나의 제2 접속부(131)와 제2 접속부(131)로부터 저항체(11)의 타단부(11b)까지 연장하는 제2 암부(133)를 갖는다. 제1 전극 단자(12)와 제2 전극 단자(13)는 저항체(11)로부터 배선체 또는 배선체의 근방까지 달하는 수증기 확산 캐비티(S2)를 형성하도록 제1 암부(123)의 적어도 일부와 제2 암부(133)의 적어도 일부가 절연 피복되어서 서로 고정되어 있다.
Description
본 발명은 연소되어 물을 발생시키는 가스를 촉매로 연소시켜서 검출하는 가스 센서에 관한 것이다.
근년, 수소를 사용한 연료 전지가 실용화되어, 수소를 검지하는 가스 센서의 수요가 높아지고 있다. 수소는, 예를 들어 백금 및 팔라듐 등의 금속 또는 합금으로 이루어지는 금속선에 수소를 연소시키는 예를 들어 백금, 팔라듐 및 로듐 등을 포함하는 촉매가 담지된 저항체를 사용한 접촉 연소식의 가스 센서에 의해 검지된다. 접촉 연소식의 가스 센서에 의한 수소의 검지는, 수소가 타게 됨으로써 온도가 상승하는 저항체의 저항값의 변화를 이용하여 행하여진다.
그런데, 이러한 가스 센서는, 빙점 하가 되는 환경 하에서도 사용되는 경우가 있다. 빙점 하가 되는 환경 하에서 가스 센서가 사용되면, 수소와 산소가 연소하여 발생하는 물이 얼어서 가스 센서의 주위에 서리가 형성된다. 이러한 서리가 저항체에 도달하면, 수소의 확산이 저해되어, 수소의 검지 정밀도가 나빠진다. 그래서, 특허문헌 1(일본 특허 제5927647호 공보)에 기재된 가스 검지기는, 귀금속 선재를 지지하는 지지부에 회로 기판을 관통시키고, 가스 검지 소자를 수용한 하우징의 반대측 회로 기판에 지지부를 가열하는 가열부를 구비하도록 구성되어 있다.
그러나, 가스 검지기에 가열부를 구비하고, 가열부로 가열함으로써 서리의 형성을 방해하려고 하면 소비 전력이 대폭으로 증가한다. 예를 들어, 연료 전지를 탑재한 자동차에 접촉 연소식의 가스 센서를 설치하는 경우에는, 자동차의 배터리 소모를 억제하기 위하여 접촉 연소식의 가스 센서에서의 소비 전력을 가능한 한 억제할 것이 요구된다.
본 발명의 과제는, 서리에 의한 가스 검지의 결함을 저소비 전력으로 억제할 수 있는 소형의 가스 센서를 제공하는 것이다.
이하에, 과제의 해결 수단으로서 복수의 양태를 설명한다. 이들 양태는, 필요에 따라 임의로 조합할 수 있다.
본 발명의 일 견지에 따른 가스 센서는, 제1 배선 및 제2 배선을 갖는 실장 대상의 배선체로부터 돌출되도록 설치되고, 제1 배선 및 제2 배선으로부터 전압이 공급됨과 함께 제1 배선 및 제2 배선을 사용하여 저항값을 측정함으로써, 연소되어 물을 발생시키는 가스를 검출하는 가스 센서이며, 가스의 연소를 촉진하는 촉매를 담지하는 저항체와, 저항체의 일단부와 제1 배선 간에 접속된 제1 전극 단자와, 저항체의 타단부와 제2 배선 간에 접속된 제2 전극 단자를 구비하고, 제1 전극 단자는, 제1 배선에 접속되는 적어도 하나의 제1 접속부와 제1 접속부로부터 저항체의 일단부까지 연장되는 제1 암부를 갖고, 제2 전극 단자는, 제2 배선에 접속되는 적어도 하나의 제2 접속부와 제2 접속부로부터 저항체의 타단부까지 연장되는 제2 암부를 갖고, 제1 전극 단자와 제2 전극 단자는, 제1 암부의 적어도 일부와 제2 암부의 적어도 일부가 절연 피복되고, 저항체로부터 배선체 또는 배선체의 근방까지 달하는 수증기 확산 캐비티를 형성하도록 서로 고정되어 있다.
이렇게 구성된 가스 센서에 의하면, 저항체로부터 실장 대상의 배선체 또는 그 근방에 도달하는 수증기 확산 캐비티가 저항체와 배선체 사이에 형성되므로, 가스가 연소해서 생기는 수증기가 이 수증기 확산 캐비티를 통하여 배선체 또는 그 근방에 달하기 때문에, 주로 배선체 또는 그 근방을 기점으로 하여 서리가 성장하게 되어, 서리를 녹이기 위한 가열 에너지를 소비하지 않더라도 제1 암부와 제2 암부의 길이 전체를 유효하게 사용하여 서리가 성장하는데 필요한 연소 시간을 증가시킬 수 있어, 서리의 영향을 받지 않고 가스 검지를 행할 수 있는 상태를 오래 유지할 수 있다.
상술한 가스 센서는, 제1 전극 단자와 제2 전극 단자가, 저항체와 실질적으로 동일하거나 그것보다도 배선체로부터 멀리 떨어진 위치에서 브리지되어서 서로 고정되어 있어도 된다. 이렇게 구성함으로써, 제1 전극 단자와 제2 전극 단자를 브리지하고 있는 개소가 저항체와 배선체 사이에 존재하지 않게 되므로, 저항체에서 발생한 수증기가 브리지하고 있는 개소에 도달하기 어려워져, 브리지하고 있는 개소를 기점으로 서리가 성장하기 어렵게 됨으로써 서리가 전해지는 거리를 벌 수 있다.
상술한 가스 센서는, 제1 암부 및 제2 암부가, 배선체로부터 연직 방향으로 연장되는 Z 좌표로 표현되는 연직 방향 길이에 대한 Z축에 수직한 평면의 X 좌표 및 Y 좌표로 표현되는 수평 방향 길이가 실질적으로 동일해지도록 구성되어도 된다. 이렇게 구성됨으로써, 배선체로부터의 연직 방향의 크기 및 수평 방향의 크기를 억제하면서, 제1 암부 및 제2 암부를 연직 방향으로 곧게 세운 경우에 비하여 2배 이상으로 검지를 행할 수 있는 연소 시간을 증가시킬 수 있다.
상술한 가스 센서는, 제1 암부 및 제2 암부가, 모두 L자형으로 절곡되어 있어도 된다. L자형으로 절곡함으로써 간단한 구조로, 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 연직 방향의 높이를 억제하면서, 배선체부터 저항체까지 서리가 도달할 때까지 서리가 전해지는 제1 암부 및 제2 암부의 거리를 길게 할 수 있다.
상술한 가스 센서는, 제1 암부가, 저항체의 일단부로부터 두갈래로 나뉘어서 연장되어 있고 제1 배선에 접속하는 제1 접속부를 2개 갖고, 제2 암부가, 저항체의 타단부로부터 두갈래로 나뉘어서 연장되어 있고 제2 배선에 접속되어 있는 제2 접속부를 2개 갖도록 구성되어도 된다. 이렇게 구성됨으로써, 2갈래의 제1 암부와 2갈래의 제2 암부의 합계 4개의 암으로 가스 센서가 지지되므로, 가스 센서의 배선체에의 설치의 안정성 및 설치 강도가 향상된다.
상술한 가스 센서는, 제1 암부 및 제2 암부는, 제1 접속부 및 제2 접속부의 근방으로부터 실질적으로 저항체가 배치되어 있는 높이 위치의 근방까지 서로 분리되어서 수지에 의해 절연 피복되게 구성되는 것이어도 된다. 이렇게 구성됨으로써, 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 표면을 서리가 타고 오르기 어려운 수지로 덮는 구간을 길게 할 수 있어, 서리에 의해 발생하는 결함을 억제할 수 있다.
상술한 가스 센서는, 제1 암부는, 저항체의 일단부로부터 수평 방향 또는 경사 방향으로 연장되고 저항체로부터 수평 방향으로 멀어지기 위한 제1 이격부를 갖고, 제1 이격부가 수지로 덮여 있고, 제2 암부는, 저항체의 타단부로부터 수평 방향 또는 경사 방향으로 연장되고 저항체로부터 수평 방향으로 멀어지기 위한 제2 이격부를 갖고, 제2 이격부가 수지로 덮이도록 구성되어도 된다. 제1 이격부 및 제2 이격부가 수지로 덮이는 것에 의해, 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자가 노출되어 있는 경우에 비하여 서리가 성장하기 어려워져, 서리가 저항체에 도달하는 것을 억제할 수 있다.
상술한 가스 센서는, 저항체를 덮는, 프레임상의 캡을 더 구비하게 구성되어도 된다. 이러한 캡을 구비하는 경우에는, 저항체의 주위에 검지 대상인 가스를 유도할 때에 캡이 장해가 되는 것을 방지하면서, 가스 센서의 취급 시에 저항체를 보호할 수 있어, 불량품이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 가스 센서에 의하면, 소형화가 용이해지고, 또한 서리에 의한 가스 검지의 결함을 저소비 전력으로 억제할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 가스 센서가 탑재된 가스 검지 장치의 일례를 도시하는 회로도.
도 2는 프린트 배선 기판에 실장되는 가스 센서의 구성의 일례를 도시하는 모식도.
도 3은 가스 센서의 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자를 설명하기 위한 모식도.
도 4는 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 구성의 일례를 도시하는 정면도.
도 5는 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 구성의 일례를 도시하는 저면도.
도 6은 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 구성의 일례를 도시하는 측면도.
도 7은 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 구성의 일례를 도시하는 평면도.
도 8은 하우징에 저항체가 설치된 상태의 일례를 도시하는 사시도.
도 9는 하우징에 캡이 설치된 상태의 일례를 모식적으로 도시하는 사시도.
도 10은 하우징에 캡이 설치된 상태의 일례를 모식적으로 도시하는 정면도.
도 11은 하우징에 캡이 설치된 상태의 일례를 모식적으로 도시하는 측면도.
도 12는 하우징의 다른 형태의 일례를 모식적으로 도시하는 측면도.
도 13은 제2 실시 형태에 따른 가스 센서의 구성을 도시하는 모식도.
도 14는 가스 센서의 저항체의 위치 등을 변화시킨 경우의 감도와 시간의 관계를 나타내는 그래프.
도 15는 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 구성의 다른 예를 도시하는 사시도.
도 16은 하우징에 저항체가 설치된 상태의 다른 예를 도시하는 사시도.
도 17은 하우징의 다른 형태의 다른 예를 모식적으로 도시하는 측면도.
도 2는 프린트 배선 기판에 실장되는 가스 센서의 구성의 일례를 도시하는 모식도.
도 3은 가스 센서의 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자를 설명하기 위한 모식도.
도 4는 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 구성의 일례를 도시하는 정면도.
도 5는 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 구성의 일례를 도시하는 저면도.
도 6은 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 구성의 일례를 도시하는 측면도.
도 7은 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 구성의 일례를 도시하는 평면도.
도 8은 하우징에 저항체가 설치된 상태의 일례를 도시하는 사시도.
도 9는 하우징에 캡이 설치된 상태의 일례를 모식적으로 도시하는 사시도.
도 10은 하우징에 캡이 설치된 상태의 일례를 모식적으로 도시하는 정면도.
도 11은 하우징에 캡이 설치된 상태의 일례를 모식적으로 도시하는 측면도.
도 12는 하우징의 다른 형태의 일례를 모식적으로 도시하는 측면도.
도 13은 제2 실시 형태에 따른 가스 센서의 구성을 도시하는 모식도.
도 14는 가스 센서의 저항체의 위치 등을 변화시킨 경우의 감도와 시간의 관계를 나타내는 그래프.
도 15는 하우징과 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자의 구성의 다른 예를 도시하는 사시도.
도 16은 하우징에 저항체가 설치된 상태의 다른 예를 도시하는 사시도.
도 17은 하우징의 다른 형태의 다른 예를 모식적으로 도시하는 측면도.
<제1 실시 형태>
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 가스 센서로서, 연소되어 물을 발생시키는 수소를 검출하는 가스 센서를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명의 가스 센서의 검출 대상은, 수소에 한정되는 것은 아니고, 연소되어 물을 발생시키는 검지 대상으로서는, 예를 들어 메탄, 프로판 및 부탄을 들 수 있다.
가스 센서의 설명을 하기에 앞서, 가스 센서를 사용한 가스 검지 장치에 대하여 간단히 설명한다.
(1) 가스 센서를 사용한 가스 검지 장치
도 1에는, 가스 센서(10)를 사용한 가스 검지 장치(1)의 측정 회로의 일례가 모식적으로 도시되어 있다. 가스 검지 장치(1)의 측정 회로는, 가스 센서(10)가 보상용 소자(2)와 제1 고정 저항(3)과 제2 고정 저항(4)으로 이루어지는 브리지 회로(5)를 구비하고 있다. 가스 센서(10)의 한쪽 단자인 제1 전극 단자(12)가 접속점(Pa)에 접속되고, 가스 센서(10)의 다른 쪽 단자인 제2 전극 단자(13)가 접속점(Pc)에 접속되어 있다.
보상용 소자(2)의 한쪽 단자는 접속점(Pc)에 접속되고, 보상용 소자(2)의 다른 쪽 단자가 접속점(Pb)에 접속되어 있다.
또한, 제1 고정 저항(3)의 한쪽 단자가 접속점(Pa)에 접속되고, 제1 고정 저항(3)의 다른 쪽 단자가 접속점(Pd)에 접속되어 있다. 제2 고정 저항(4)의 한쪽 단자가 접속점(Pd)에 접속되고, 제2 고정 저항(4)의 다른 쪽 단자가 접속점(Pb)에 접속되어 있다.
접속점(Pd, Pc)은, 브리지 회로(5)의 출력 단자이며, 접속점(Pd)과 접속점(Pc)에 증폭 회로(7)를 거쳐서 마이크로컴퓨터(6)가 접속되어 있다. 마이크로컴퓨터(6)는 예를 들어 AD 변환 기능을 갖고, 접속점(Pd)과 접속점(Pc) 간에 발생한 전위차를 디지털 데이터로서 도입할 수 있도록 구성되어 있다.
보상용 소자(2)는 저항체(11)의 전기 저항값의 변화를 보상하기 위하여 사용된다. 보상용 소자(2)는 수소를 연소시키는 촉매 활성을 갖지 않는 이외에는, 가스 센서(10)와 동일하거나 또는 근사의 동작 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 보상용 소자(2)로서는, 예를 들어, 가스 센서(10)가 갖는 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)와 그들 사이에 접속된 백금선을 사용하여 형성되는 것이 있다. 이러한 보상용 소자(2)의 경우, 예를 들어, 가스 센서(10)의 촉매 담지 영역에 상당하는 영역에 촉매를 담지하지 않고, 촉매 대신에 수소를 연소시키는 촉매 활성을 갖지 않는 물질이 형성된다.
예를 들어, 가스 검지 장치(1)를 자동차에 탑재하여 사용할 때에는, 자동차의 시스템 시동과 동시에 전원(E1)이 들어가고, 자동차의 시스템 정지까지 가스 검지 장치(1)의 전원(E1)을 끊지 않도록 구성한다. 마이크로컴퓨터(6)는 가스 검지 장치(1)의 전원(E1)이 들어가고 있는 동안, 가스 검지 장치(1)의 출력으로부터 가스 농도를 산출하고, 그 결과를 출력한다. 이때, 가스 센서(10)가 소비하는 전력은, 예를 들어 10mW 이상 100mW 이하의 범위로 설정된다.
(2) 가스 센서의 구성
가스 센서(10)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 배선체로서 예를 들어 프린트 배선 기판(90)으로부터 돌출되도록 설치된다. 수소가 공기보다도 가볍기 때문에, 가스 센서(10)는 프린트 배선 기판(90)의 하면(90a)으로부터 하방을 향하여 돌출되어 있다. 또한, 이 실시 형태에서는 가스 센서(10)가 프린트 배선 기판(90)부터 하방을 향하여 돌출되어서 설치되는 경우에 대하여 설명하고 있지만, 가스 센서(10)가 돌출되는 방향은 하방에는 한정되지 않는다. 프린트 배선 기판(90)에는, 제1 배선(91) 및 제2 배선(92)이 배선되어 있다. 제1 전극 단자(12)가 접속하는 도 1의 접속점(Pa)은, 제1 배선(91)에 있다. 또한, 제2 전극 단자(13)가 접속하는 도 1의 접속점(Pc)은, 제2 배선(92)에 있다.
이 가스 센서(10)는 센서 케이싱(80)으로 둘러싸인 센서 캐비티(S1) 중에 수납되어 있다. 센서 케이싱(80)의 하방에는, 센서 캐비티(S1)에 연통하는 개구부(82)가 형성되어 있다. 개구부(82)의 전체는, 발수막(83)으로 덮여 있다. 따라서, 측정 대상인 수소는, 발수막(83)을 투과하여 가스 센서(10)에 도달한다. 개구부(82)가 발수막(83)으로 덮여 있는 것은, 이물, 특히 수적이 가스 센서(10)에 도달하는 것을 방지하기 위해서이다.
가스 센서(10)는 저항체(11)를 보호하기 위한 캡(15)을 구비하고 있다. 캡(15)은 프레임상을 나타내고, 수소가 통과하는 개구부(15b)가 6면에 각각 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 캡(15)은 6면을 개방한 직육면체 형상의 프레임(15a)으로 구성되어 있다. 이러한 프레임상의 캡(15)은 예를 들어, 판상 부재를 드로잉 가공하고, 펀치로 구멍을 뚫는 것에 의해 제조할 수 있다. 또한, 여기에서 말하는 프레임상은, 막대상 부재가 직육면체상으로 조합된 스켈레톤 형상을 포함하는 개념이다. 또한, 여기에서는 프레임상의 캡(15)을 사용하고 있지만, 캡(15)의 형상은 프레임상에 한정되는 것은 아니다. 저항체(11)는 제1 전극 단자(12)와 제2 전극 단자(13) 사이에 접속되어 있다. 이들, 제1 전극 단자(12)와 제2 전극 단자(13)를 덮고 있는 수지 성형체가 하우징(20)이다. 하우징(20)을 구성하는 수지에는 예를 들어 열가소성 수지를 사용할 수 있고, 열가소성 수지로서는 예를 들어 나일론 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지(PBT 수지) 및 액정 폴리머 수지가 있다. 하우징(20)의 표면에 서리가 타고 가기 어렵게 하기 위해서는, 하우징(20)을 구성하는 수지에는, 발수성의 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
가스 센서(10)의 저항체(11)는 프린트 배선 기판(90)으로부터 거리 D1만큼 이격되어 있다. 그리고, 저항체(11)로부터 프린트 배선 기판(90)까지 달하는 수증기 확산 캐비티(S2)가 형성되어 있다. 저항체(11)로 수소가 연소하여 발생한 수증기는, 이 수증기 확산 캐비티(S2)를 통하여 프린트 배선 기판(90)의 하면(90a)에 도달한다. 따라서, 서리의 성장은, 주로, 프린트 배선 기판(90)의 하면(90a)이 기점이 된다. 도 2가 가스 센서(10)를 정면으로부터 본 상태를 나타내고 있는 것에 반해, 도 3에는 가스 센서(10)를 제1 배선(91) 측의 측면으로부터 본 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 도 3에 있어서는, 센서 케이싱(80) 및 캡(15)의 기재가 생략되어 있다. 도 2 및 도 3을 보아서 알 수 있는 바와 같이, 저항체(11)에서 수소가 연소하여 발생한 물에 기인하여 발생한 서리가 저항체(11)에 도달하기 위해서는, 프린트 배선 기판(90)으로부터 거리 D1만큼 서리가 아래로 향해서 타고 가고, 그곳으로부터 추가로 가로 방향으로 거리 D2만큼 서리가 타고 가지 않으면, 서리가 저항체(11)까지 도달하지 않는다. 이와 같이, 서리가 타고 가는 거리가 D1+D2로 연장됨으로써, 서리에 의한 결함의 발생이 억제된다.
(2-1) 제1 전극 단자, 제2 전극 단자 및 하우징
도 4 내지 도 7에는 제1 전극 단자(12), 제2 전극 단자(13) 및 하우징(20)의 구성이 도시되어 있다. 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)는 도전성이 좋은 금속 또는 합금제의 판상 부재를 절곡하여 형성되어 있다. 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)를 구성하는 부재로서는, 예를 들어, 스테인리스, 또는 구리와 아연과 니켈의 합금인 양은을 사용할 수 있다. 배선체인 프린트 배선 기판(90)에 면 실장되는 가스 센서(10)의 제1 전극 단자(12)는 제1 배선(91)에 평행해지도록 구부러진 제1 접속부(121)를 갖고 있다. 저항체(11)의 일단부가 접속되는 제1 저부(122)는 제1 암부(123)의 일부이며, 제1 암부(123)에 있어서 연직 하방(Z축 방향)을 향하여 돌출되어 있는 부분이다. 이 제1 저부(122)는 하방을 향하여 노출되어 있는 XY 평면에 평행한 면이다. 제1 암부(123)는 제1 저부(122)로부터 Y축 방향의 플러스 방향과 마이너스 방향의 2방향을 향해서 2갈래로 나뉘어서 연장되어 있다. 즉, 제1 암부(123)는 저항체(11)의 일단부로부터 두갈래로 나뉘어서 연장되어 있고 2개의 제1 접속부(121)에 연결되어 있다. 이 제1 암부(123)는 도 6 및 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, Z축 방향(연직 방향)으로 연장되는 제1 수직부(126)와, Y축 방향(수평 방향)으로 연장되는 제1 수평부(127)를 포함하고 있다. 이들 제1 수직부(126)도 제1 수평부(127)도 열가소성 수지로 덮여 있다.
배선체인 프린트 배선 기판(90)에 면 실장되는 가스 센서(10)의 제2 전극 단자(13)는 제2 배선(92)에 평행해지도록 구부러진 제2 접속부(131)를 갖고 있다. 저항체(11)의 타단부가 접속되는 제2 저부(132)는 제2 암부(133)의 일부이며, 제2 암부(133)에 있어서 연직 하방(Z축 방향)을 향하여 돌출되어 있는 부분이다. 이 제2 저부(132)는 하방을 향하여 노출되어 있는 XY 평면에 평행한 면이다. 제2 암부(133)는 제2 저부(132)로부터 Y축 방향의 플러스 방향과 마이너스 방향으로 2방향을 향해서 2갈래로 나뉘어서 연장되어 있다. 즉, 제2 암부(133)는 저항체(11)의 타단부로부터 두갈래로 나뉘어서 연장되어 있고 2개의 제2 접속부(131)에 연결되어 있다. 이 제2 암부(133)는 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, Z축 방향(연직 방향)으로 연장되는 제2 수직부(136)와, Y축 방향(수평 방향)으로 연장되는 제2 수평부(137)를 포함하고 있다. 이들 제2 수직부(136)도 제2 수평부(137)도 열가소성 수지로 덮여 있다. 상술한 제1 수직부(126) 및 제1 수평부(127) 및 제2 수직부(136) 및 제2 수평부(137)를 열가소성 수지로 덮는 구조는, 예를 들어 인서트 성형에 의해 형성할 수 있다. 또한, 제1 저부(122) 및 제2 저부(132)의 반대측에는, 도 6 및 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 개구부(26, 27)가 형성되어 있다.
상술한 제1 암부(123)의 제1 수평부(127)는 저항체(11)의 일단부부터 수평 방향으로 연장되고 저항체(11)부터 수평 방향으로 멀어지기 위한 제1 이격부이다. 또한, 제2 암부(133)의 제2 수평부(137)는 저항체(11)의 타단부부터 수평 방향으로 연장되고 저항체(11)부터 수평 방향으로 멀어지기 위한 제2 이격부이다. 이들 제1 이격부인 제1 수평부(127)도, 제2 이격부인 제2 수평부(137)도, 수지로 덮여 있다. 이렇게 수지로 덮임으로써, 금속제의 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)가 노출되는 경우에 비하면 서리가 타고 가기 어려워진다. 또한, 전체가 완전히 수지로 덮여 있는 것이 아니라, 제1 이격부 및 제2 이격부의 일부가 수지로 덮여 있는 경우에, 서리의 성장을 억제하는 효과가 없어지는 것은 아니다.
제1 전극 단자(12)와 제2 전극 단자(13)는 저항체(11)와 실질적으로 동일한 만큼 프린트 배선 기판(90)으로부터 멀리 떨어진 위치에서, 하우징(20)의 브리지부(21)에 의해 브리지되어서 서로 고정되어 있다. 이 브리지부(21)를 제외하고, 제1 암부(123)의 제1 수평부(127)와 제2 암부(133)의 제2 수평부(137)는 서로 분리되어 절연 피복되어 있다. 그 결과, 개구부(22)가 저항체(11)의 배치 위치의 바로 위에, 바꾸어 말하면 저항체(11)와 프린트 배선 기판(90) 사이에 형성된다. 이러한 개구부(22)가 형성됨으로써, 저항체(11)의 상방에는 프린트 배선 기판(90)까지 연속하여 이어지는 수증기 확산 캐비티(S2)가 형성된다.
또한, 제1 암부(123)의 제1 수직부(126)를 덮고 있는 열가소성 수지는, 제2 암부(133)의 제2 수직부(136)를 덮고 있는 열가소성 수지로부터 분리되어 있다. 바꾸어 말하면, 제1 암부(123)는 제1 접속부(121)의 근방에서 실질적으로 저항체(11)가 배치되는 높이 위치의 근방까지, 제2 암부(133)로부터 분리되어서 열가소성 수지에 의해 절연 피복되어 있다고 하는 것이다. 즉, 도 4에 도시되어 있는 거리 D3의 사이에는, 제1 암부(123)와 제2 암부(133)가 서로 분리되어서 절연 피복되어 있다. 이렇게 제1 암부(123)와 제2 암부(133)가 분리되어서 절연 피복됨으로써, 프린트 배선 기판(90)쪽도 개구된 개구부(23)가 형성된다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 암부(123)는 2군데에 있어서 L자형으로 절곡되어 있다. 2군데에 있어서 L자형으로 절곡되는 것에 의해, 제1 암부(123)는 측면으로부터 보면, 전체로서, 거의 C자형의 형상을 나타낸다. 이 제1 암부(123)와 마찬가지로, 제2 암부(133)는 2군데에 있어서 L자형으로 절곡되어 있다. 2군데에 있어서 L자형으로 절곡되는 것에 의해, 제2 암부(133)는 측면으로부터 보면, 전체로서, 거의 C자형의 형상을 나타낸다. 여기에서는, 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)가 두갈래로 나뉘어져 있으므로, 전체로서 C자형의 형상을 나타내지만, 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)가 두갈래로 나뉘어져 있지 않은 형상으로 구성할 수도 있다. 예를 들어, 제1 저부(122)와 제2 저부(132)의 중앙에서 절단한 것 같은 상, 즉 측면으로부터 보아서 L자형의 형상을 나타내게 구성할 수도 있다. 그 경우에는, 제1 접속부(121) 및 제2 접속부(131)가 각각 하나씩으로 되기 때문에, 제1 접속부(121) 및 제2 접속부(131)가 각각 2개씩 있는 경우에 비하면 안정성이 나빠지지만, 이러한 측면으로부터 보아서 L자형을 나타내는 구성일지라도 실용상의 지장은 없다.
하우징(20)에는, 캡(15)을 설치하기 위한 갈고리(25)가 4군데 설치되어 있다. 갈고리(25)는 하방보다도 상방의 돌출량이 크게 되어 있다. 하방으로부터 캡(15)을 끼우면, 갈고리(25)가 걸려서 캡(15)이 고정된다.
(2-2) 저항체
도 8에는, 저항체(11)가 설치된 하우징(20)을 비스듬히 아래쪽으로부터 본 상태가 도시되어 있다. 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 저항체(11)의 일단부(11a)가 제1 전극 단자(12)의 제1 저부(122)에 접속되고, 저항체(11)의 타단부(11b)가 제2 전극 단자(13)의 제2 저부(132)에 접속되어 있다. 저항체(11)의 연직 상(Z축 방향)은 개구부(22)를 통하여 수증기 확산 캐비티(S2)에 연결되어 있다.
저항체(11)는 백금선을 코일상으로 권회하여 형성되어 있다. 백금선의 선 직경은 예를 들어 수십㎛ 정도이고, 코일의 직경은 예를 들어 수백㎛ 정도이다. 저항체(11)는 코일상의 부분의 표면에 팔라듐을 촉매로서 담지하고 있다.
(2-3) 캡
도 9 내지 도 11에는, 하우징(20)에 캡(15)이 설치된 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 캡(15)은 예를 들어, 철과 니켈이 합금으로 이루어지는 프레임(15a)으로 구성된 프레임상을 나타낸다. 이렇게 골조만의 입체 형상으로 함으로써, 수소가 저항체(11)에 도달하기 쉽게 되어 있다. 프레임(15a)은 직육면체의 12개의 변의 위치에 배치되어 있다. 프레임(15a)은 예를 들어 산형재(L앵글)이다. 프레임(15a)의 서로 대향하는 간격은, 손가락이 들어가지 않는 폭으로 설정되어 있다. 따라서, 캡(15)을 설치한 상태에서는, 개구부(15b)로부터 손가락이 침입하여 저항체(11)에 닿을 일은 없다. 또한, 캡(15)은 손가락뿐만 아니라 다른 이물로부터도 저항체(11)를 보호할 수 있다. 캡(15)에는, 하우징(20)에 접촉하는 측에 구멍부(15c)가 형성되어 있다. 이 구멍부(15c)에 하우징(20)의 갈고리(25)가 끼워진다.
하우징(20)과 캡(15)의 크기에 관한 참고값을 나타내면 다음과 같아진다. 하우징(20)과 캡(15)을 조합했을 때의 X 방향의 길이 L1은 예를 들어 3∼4mm 정도이고, Y 방향의 길이 L2는 예를 들어 6∼9mm 정도이고, Z 방향의 길이 L3은 예를 들어 5∼7mm 정도이다. 그에 반하여 하우징(20)의 X 방향의 길이 L4는 캡(15)의 X 방향의 길이 L1에서 캡(15)의 프레임(15a)의 판 두께를 뺀 것이 되는데, 판 두께가 얇으므로 거의 L1에 동등하게 된다. 또한, 하우징(20)의 Y 방향의 길이 L5는 캡(15)의 Y 방향의 길이 L2에서 프레임(15a)의 판 두께를 뺀 것이 되는데, 판 두께가 얇으므로 거의 L2에 동등하게 된다. 하우징(20)의 Z 방향의 길이 L6은 예를 들어 3∼5mm 정도이다. 하우징(20)의 개구부(24)의 길이 L7은 예를 들어 4∼7mm 정도이다. 또한, 캡(15)의 Z 방향의 길이 L8은 예를 들어 2.5∼5mm 정도이다.
(3) 변형예
(3-1) 변형예 1A
상기 제1 실시 형태에서는, 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)를 L자형으로 절곡하는 경우에 대하여 설명했지만, 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)의 형상은 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 12에 도시되어 있는 제1 전극 단자(12)(또는 제2 전극 단자(13))와 같이, 측면으로부터 보았을 때에 반원 형태가 되게 형성할 수도 있다. 이렇게 구성하면, 저항체(11)로부터 프린트 배선 기판(90)까지의 거리 L10(Z축 방향의 길이) 및 저항체(11)로부터 하우징(20)의 단까지의 거리 L9(X축 방향의 길이)를 작게 억제하면서, 프린트 배선 기판(90)으로부터 하우징(20)을 타고 가서 저항체(11)에 도달할 때까지의 거리 L11을 크게 할 수 있다.
(3-2) 변형예 1B
상기 제1 실시 형태에서는, 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)가 저항체(11)의 일단부(11a) 및 타단부(11b)로부터 두갈래로 나뉘어서 연장되도록 구성함으로써, 하우징(20)이 4개의 암으로 프린트 배선 기판(90)에 설치되는 경우에 대하여 설명했지만, 이미 설명한 바와 같이 저항체(11)의 일단부(11a) 및 타단부(11b)로부터 X축 방향의 플러스 방향 또는 마이너스 방향 중 어느 한쪽으로 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)가 각각 연장되도록 구성함으로써, 하우징(20)이 4개의 암으로 프린트 배선 기판(90)에 설치되게 구성할 수도 있다.
또한, 하우징(20)의 암의 수는, 2개 및 4개에 한정되는 것은 아니고, 3개여도 되고, 5개 이상이어도 된다.
(3-3) 변형예 1C
상기 제1 실시 형태에서는, 수증기 확산 캐비티(S2) 위에 덮개를 덮도록 프린트 배선 기판(90)이 설치되어 있지만, 프린트 배선 기판(90)에 개구부를 형성하고, 또는, 가스 센서(10)를 프린트 배선 기판(90)의 단부에 설치하고, 수증기 확산 캐비티(S2)가 프린트 배선 기판(90)을 관통하여 빠져나가도록, 또는 프린트 배선 기판(90)으로 수증기 확산 캐비티(S2)의 상부로 덮개가 덮이지 않도록 구성할 수도 있다.
(4) 다른 실시 형태
(4-1)
<제2 실시 형태>
이상, 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경이 가능하다. 특히, 본 명세서에 쓰여진 복수의 실시 형태 및 변형예는 필요에 따라서 임의로 조합 가능하다.
상기 제1 실시 형태에서는, 스스로 발열하는 실장 부품을 고려하지 않는 경우에 대하여 설명했지만, 도 13에 도시하는 바와 같이, 스스로 발열하는 실장 부품(30)을 가스 센서(10)의 근방에 배치하고, 가스 센서(10)와 조합해도 된다. 이 경우, 스스로 발열하는 실장 부품은, 가스 센서(10)가 내장된 전기 회로가 동작할 때에 함께 동작하는 실장 부품인 것이 바람직하다. 이러한 실장 부품으로서는, 가스 센서(10)가 내장된 전기 회로인, 예를 들어 칩 저항이 있다. 예를 들어, 도 1의 제1 고정 저항(3) 및 제2 고정 저항(4)을 칩 저항으로 구성할 때에, 이러한 칩 저항을 실장 부품(30)으로서 가스 센서(10)의 근방에 배치한다. 스스로 발열하는 실장 부품(30)으로 저항체(11)의 바로 위의 프린트 배선 기판(90)의 하면(90a)을 데움으로써, 동일 정도의 시간만큼 서리의 영향을 받지 않게 하는 경우에, 가스 센서(10)의 저항체(11)와 프린트 배선 기판(90)의 거리 D1을 더욱 작게 설정할 수 있다.
(4-2)
<제3 실시 형태>
상기 제2 실시 형태에서는, 스스로 발열하는 실장 부품(30)을 사용하여 저항체(11)의 바로 위의 프린트 배선 기판(90)의 하면(90a)을 데우는 경우에 대하여 설명했지만, 이 실장 부품(30)은 전용의 히터여도 된다. 특히, 이 전용의 히터는, 서리 생김을 방지하면 되기 때문에, 물의 비점 이상으로 가열할 필요는 없고, 예를 들어, 1℃ 이상 50℃ 이하, 더욱 바람직하게는, 5℃ 이상 10℃ 이하의 스위칭 온도에서 턴오프하게 구성된다. 예를 들어, 온도 센서와 스위칭 소자를 사용하여, 5℃가 되면 히터를 턴오프하게 구성할 수 있다. 가스 센서(10)가 자동차 등에 탑재되는 경우에는, 자동차의 배터리로 가스 센서(10) 및 히터의 구동 전력이 조달되기 때문에, 가스 센서(10) 및 히터의 구동 전력을 가능한 한 작게 할 것이 요구된다.
(5) 특징
(5-1)
이상 설명한 바와 같이, 가스 센서(10)는 제1 배선(91) 및 제2 배선(92)을 갖는 실장 대상의 프린트 배선 기판(90)(배선체의 예)으로부터 돌출되도록 설치되어 있다. 여기에서는, 프린트 배선 기판(90)을 배선체의 예로서 설명했지만, 배선체는, 프린트 배선판에 한정되는 것은 아니고, 제1 배선(91) 및 제2 배선(92)을 배선할 수 있는 장소이기만 하면 되고, 예를 들어 전장품 상자 또는 플라스틱 케이스의 배선 영역이어도 된다.
이미 설명한 바와 같이, 가스 센서는 수소를 검지하는 가스 센서에 한정되는 것은 아니고, 검지 대상은 연소하여 물(H2O)을 발생하는 것이면 된다. 단, 수소와 같이 공기보다도 가벼운 가스를 검지하는 가스 센서는, 검지 대상인 가스가 밑에서부터 위로 이동하기 때문에, 배선체로부터 하방으로 돌출되도록 설치된다.
제1 전극 단자(12)는 제1 배선(91)에 접속되는 적어도 하나의 제1 접속부(121)와 제1 접속부(121)로부터 저항체(11)의 일단부(11a)까지 연장하는 제1 암부(123)를 갖고 있다. 또한, 제2 전극 단자(13)는 제2 배선(92)에 접속되는 적어도 하나의 제2 접속부(131)와 제2 접속부(131)로부터 저항체(11)의 타단부(11b)까지 연장하는 제2 암부(133)를 갖고 있다. 상기 제1 실시 형태에서는, 제1 접속부(121) 및 제2 접속부(131)가 2개인 경우에 대하여 설명했지만, 변형예 1B에서 설명한 바와 같이, 하우징(20)의 암을 2개로 하는 경우에는, 제1 접속부(121) 및 제2 접속부(131)가 각각 1개씩 설치되는 구성이어도 된다.
제1 전극 단자(12)와 제2 전극 단자(13)는 저항체(11)로부터 프린트 배선 기판(90)까지 달하는 수증기 확산 캐비티(S2)를 형성하도록 제1 암부(123)의 적어도 일부와 제2 암부(133)의 적어도 일부가 절연 피복되어서 서로 고정되어 있다. 제1 실시 형태에서는, 저항체(11)를 설치하기 위한 제1 저부(122) 및 제2 저부(132) 및 그 반대측의 개구부(26, 27)에 면하는 부분 이외에는 모두 열가소성 수지로 덮여 있다. 제1 실시 형태에서는, 수증기 확산 캐비티(S2)가 프린트 배선 기판(90)의 하면(90a)에 달하고 있지만, 예를 들어, 수증기가 프린트 배선 기판(90)에 직접 닿지 않도록, 하면(90a)에 맞닿아서 하면(90a)을 덮는 수㎛∼수백㎛ 정도의 얇은 보호막을 설치해도 된다. 그러한 보호막을 형성한 경우에는, 수증기 확산 캐비티(S2)가 프린트 배선 기판(90)(배선체)에 달하지 않지만, 그 근방까지는 달하므로, 후술하는 프린트 배선 기판(90)에 수증기 확산 캐비티(S2)가 달하는 경우의 효과와 동일한 효과를 발휘한다.
이렇게 구성된 가스 센서에 의하면, 저항체(11)로부터 프린트 배선 기판(90) 또는 그 근방에 달하는 수증기 확산 캐비티(S2)가 저항체(11)와 프린트 배선 기판(90) 사이에 형성되므로, 수소가 연소해서 생기는 수증기가 이 수증기 확산 캐비티(S2)를 통하여 프린트 배선 기판(90) 또는 그 근방에 달하기 때문에, 주로 프린트 배선 기판(90) 또는 그 근방(예를 들어, 상술한 보호막)을 기점으로 하여 서리가 성장한다. 그 결과, 서리를 녹이기 위한 가열 에너지를 소비하지 않더라도 제1 암부(123)와 제2 암부(133)의 길이 전체를 유효하게 사용하여 서리가 성장하는데 필요한 연소 시간을 증가시킬 수 있어, 서리의 영향을 받지 않고 가스 검지를 행할 수 있는 상태를 오래 유지할 수 있다.
도 14에는, 프린트 배선 기판(90)으로부터 저항체(11)까지의 거리 D1과, 저항체(11)로부터 센서 케이싱(80)의 개구부(82)까지의 거리 D10을 파라미터로 하여, 가스 센서(10)와 출력과 시간의 관계가 나타나 있다. 도 14에 있어서, 곡선 C1, C2는 거리 D1이 1mm이고 거리 D10이 3mm인 때의 출력을 나타내고 있고, 곡선 C3은 거리 D1이 1mm이고 거리 D10이 6mm인 때의 출력을 나타내고 있고, 곡선 C4는 거리 D1이 1mm이고 거리 D10이 9.9mm인 때의 출력을 나타내고 있고, 곡선 C5는 거리 D1이 2mm이고 거리 D10이 6mm인 때의 출력을 나타내고 있고, 곡선 C6은 거리 D1이 2mm이고 거리 D10이 9.9mm인 때의 출력을 나타내고 있고, 곡선 C7은 거리 D1이 3mm이고 거리 D10이 6mm인 때의 출력을 나타내고 있고, 곡선 C8은 거리 D1이 3mm이고 거리 D10이 9.9mm인 때의 출력을 나타내고 있다. 단, 도 14에 도시되어 있는 곡선 C1∼C8의 측정은, 환경 온도가 마이너스 35℃이고 또한, 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)의 L자형으로 절곡된 부분으로부터 저항체(11)까지의 거리 D2이 2.5mm인 조건에서 행하여졌다. 이 결과로부터, 거리 D1을 길게 함으로써, 감도의 저하가 억제됨을 알 수 있다. 또한, 생각을 바꾸면 거리 D1+D2를 길게 함으로써, 감도의 저하가 억제됨을 알 수 있다.
(5-2)
또한, 제1 전극 단자(12)와 제2 전극 단자(13)는 저항체(11)와 실질적으로 동일한 거리 D1만큼 프린트 배선 기판(90)으로부터 멀리 떨어진 위치에서 브리지부(21)에 의해 브리지되어서 서로 고정되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 제1 전극 단자(12)와 제2 전극 단자(13)를 브리지하고 있는 브리지부(21)가 프린트 배선 기판(90)과 저항체(11) 사이에는 존재하지 않게 되기 때문에, 저항체(11)에서 발생한 수증기의 대부분이 위로 향하여 상승하여, 저항체(11)와 동일한 높이에 있는 브리지부(21)에 수증기가 도달하기 어려워져, 브리지부(21)를 기점으로 서리가 성장하기 어려워짐으로써 서리가 전해지는 거리를 벌 수 있다.
예를 들어, 도 15에 도시되어 있는 바와 같이, 브리지부(21)가 프린트 배선 기판(90)으로부터 이격되는 거리 D6쪽이, 프린트 배선 기판(90)으로부터 저항체(11)가 이격되는 거리 D5보다도 커지도록 구성한 경우에도, 저항체(11)에서 발생한 수증기가 위로 상승하기 때문에 저항체(11)보다도 아래로 있는 브리지부(21)가 서리의 성장의 기점이 될 일은 없으므로, 서리가 전해지는 거리를 벌 수 있다.
(5-3)
또한, 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)가 프린트 배선 기판(90)으로부터 연직 방향으로 연장되는 Z 좌표로 표현되는 연직 방향 길이(도 4에 기재된 거리 D3)에 대한 Z축에 수직한 평면의 X 좌표 및 Y 좌표로 표현되는 수평 방향 길이(도 5에 기재된 거리 D4)가 실질적으로 동일해지도록 구성되어 있다. 이렇게 구성됨으로써, 프린트 배선 기판(90)으로부터의 연직 방향의 크기 및 수평 방향의 크기를 억제하면서, 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)를 연직 방향으로 곧게 세운 경우에 비하여 서리가 타고 가는 거리는 약 2배 정도가 된다. 그 결과, 서리가 성장하여 저항체(11)에 도달할 때까지의 시간이 2배 정도는 걸리게 되어, 연속 사용하는 경우에 감도 유지할 수 있는 시간도 2배 정도는 연장할 수 있다. 또한, 실제로 사용되는 경우에는, 사용 도중에 서리가 녹는 경우가 있어, 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)의 길이가 길어지는 이상으로 감도 유지할 수 있는 시간이 연장되는 경우도 있다.
(5-4)
또한, 상술한 제1 실시 형태에 따른 가스 센서(10)에서는, 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)가 모두 L자형으로 절곡됨으로써, 간단한 구조로, 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)의 연직 방향의 높이를 억제하면서, 프린트 배선 기판(90)으로부터 저항체(11)까지 서리가 도달할 때까지 서리가 타고 가는 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)의 거리를 길게 할 수 있다. 또한, L자형으로 절곡하는 횟수는 1회에 한정되는 것은 아니고, 복수회 L자형으로 절곡되어도 동일한 효과를 발휘한다.
(5-5)
상술한 제1 실시 형태에 따른 가스 센서(10)에서는, 도 8에 개시되어 있는 바와 같이, 제1 암부(123)가 저항체(11)의 일단부(11a)로부터 두갈래로 나뉘어서 연장되어 있고 제1 배선(91)에 접속하는 제1 접속부(121)를 2개 갖고, 제2 암부(133)가 저항체(11)의 타단부(11b)로로부터 두갈래로 나뉘어서 연장되어 있고 제2 배선(92)에 접속되어 있는 제2 접속부(131)를 2개 갖는다. 이렇게 구성됨으로써, 2갈래의 제1 암부(123)와 2갈래의 제2 암부(133)의 합계 4개의 암으로 가스 센서(10)가 지지되므로 가스 센서(10)의 프린트 배선 기판(90)에의 설치의 안정성이 향상된다. 이 경우, 4개의 암 전부에 대해서, 제1 접속부(121) 및 제2 접속부(131)가 제1 배선(91) 및 제2 배선(92)에 각각 납땜됨으로써 설치 강도도 향상된다.
(5-6)
상술한 제1 실시 형태에 따른 가스 센서(10)에서는, 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)는 제1 접속부(121) 및 제2 접속부(131)의 근방에서 실질적으로 저항체(11)가 배치되어 있는 높이 위치의 근방까지 서로 분리되어서 수지에 의해 절연 피복되어 있다. 즉, 도 4에 도시되어 있는 거리 D3의 구간이 서로 분리되어서 절연되어 있다. 이렇게 구성됨으로써, 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)의 표면을 서리가 타고 오르기 어려운 수지로 덮는 구간이 길어져, 서리에 의해 발생하는 결함을 억제하는 효과를 향상시킬 수 있다.
(5-7)
상술한 제1 실시 형태에 따른 가스 센서(10)는 제1 암부(123)는 저항체(11)의 일단부(11a)로부터 수평 방향으로 연장되고 저항체(11)부터 수평 방향으로 멀어지기 위한 제1 이격부를 갖고, 제1 이격부가 수지로 덮여 있다. 제1 이격부는, 예를 들어 도 5의 저항체(11)의 일단부(11a)로부터 거리 D4까지의 구간이다. 마찬가지로, 제2 암부(133)는 저항체(11)의 타단부(11b)로부터 수평 방향으로 연장되고 저항체(11)부터 수평 방향으로 멀어지기 위한 제2 이격부를 갖고, 제2 이격부가 수지로 덮인다. 제2 이격부는, 예를 들어 도 5의 저항체(11)의 타단부(11b)로부터 거리 D4까지의 구간이다. 이렇게 제1 이격부 및 제2 이격부가 수지로 덮이는 것에 의해, 제1 전극 단자(12) 및 제2 전극 단자(13)가 노출되어 있는 경우에 비하여 서리가 성장하기 어려워져, 서리가 저항체(11)에 도달하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 16에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)가 제1 접속부(121) 및 제2 접속부(131)로부터 Z축 방향으로 곧장 연장되어 있는 부분의 수지에 의한 절연 피복을 제거하도록 구성할 수도 있다.
또한, 도 17 및 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 수평 방향 이외에, 경사 방향으로 제1 암부(123) 및 제2 암부(133)가 연장되도록 형성됨으로써, 저항체(11)부터 수평 방향으로 멀어지기 위한 제1 이격부 및 제2 이격부를 갖도록 구성되어도 된다.
(5-8)
상술한 제1 실시 형태에 따른 가스 센서(10)에서는, 도 9 내지 도 11을 사용하여 설명한 바와 같이, 저항체(11)를 덮는 캡(15)은 프레임상을 나타낸다. 이러한 캡(15)을 구비하는 경우에는, 저항체(11)의 주위에 검지 대상인 가스를 유도할 때에 캡(15)이 장해가 되는 것을 방지하면서, 가스 센서(10)의 취급 시에 저항체(11)에 손이나 다른 이물이 닿는 것을 방지하여 가스 센서의 취급 시에 저항체를 보호할 수 있어, 수소의 감도를 저하시키지 않고 불량품이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
1: 가스 검지 장치
10: 가스 센서
11: 저항체
12: 제1 전극 단자
13: 제2 전극 단자
15: 캡
20: 하우징
21: 브리지부
90: 프린트 배선 기판(배선체의 예)
91: 제1 배선
92: 제2 배선
121: 제1 접속부
123: 제1 암부
131: 제2 접속부
133: 제2 암부
S1: 센서 캐비티
S2: 수증기 확산 캐비티
10: 가스 센서
11: 저항체
12: 제1 전극 단자
13: 제2 전극 단자
15: 캡
20: 하우징
21: 브리지부
90: 프린트 배선 기판(배선체의 예)
91: 제1 배선
92: 제2 배선
121: 제1 접속부
123: 제1 암부
131: 제2 접속부
133: 제2 암부
S1: 센서 캐비티
S2: 수증기 확산 캐비티
Claims (8)
- 제1 배선 및 제2 배선을 갖는 실장 대상의 배선체로부터 돌출되도록 설치되고, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선으로부터 전압이 공급됨과 함께 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선을 사용하여 저항값을 측정함으로써, 연소되어 물을 발생시키는 가스를 검출하는 가스 센서이며,
상기 가스의 연소를 촉진하는 촉매를 담지하는 저항체와,
상기 저항체의 일단부와 상기 제1 배선 간에 접속된 제1 전극 단자와,
상기 저항체의 타단부와 상기 제2 배선 간에 접속된 제2 전극 단자를
구비하고,
상기 제1 전극 단자는, 상기 제1 배선에 접속되는 적어도 하나의 제1 접속부와 상기 제1 접속부로부터 상기 저항체의 상기 일단부까지 연장되는 제1 암부를 갖고,
상기 제2 전극 단자는, 상기 제2 배선에 접속되는 적어도 하나의 제2 접속부와 상기 제2 접속부로부터 상기 저항체의 상기 타단부까지 연장되는 제2 암부를 갖고,
상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자는, 상기 제1 암부의 적어도 일부와 상기 제2 암부의 적어도 일부가 절연 피복되고, 상기 저항체로부터 상기 배선체까지 달하는 수증기 확산 캐비티를 형성하도록 서로 고정되어 있는, 가스 센서. - 제1항에 있어서, 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자는, 상기 저항체와 동일하거나 그것보다도 상기 배선체로부터 떨어진 위치에서 브리지되어서 서로 고정되어 있는,
가스 센서. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부는, 상기 배선체로부터 연직 방향으로 연장되는 Z 좌표로 표현되는 연직 방향 길이에 대한 Z축에 수직한 평면의 X 좌표 및 Y 좌표로 표현되는 수평 방향 길이가 동일해지도록 구성되어 있는,
가스 센서. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부는, 모두 L자형으로 절곡되어 있는,
가스 센서. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 암부는, 상기 저항체의 상기 일단부로부터 두갈래로 나뉘어서 연장되어 있고 상기 제1 배선에 접속되어 있는 상기 제1 접속부를 2개 갖고,
상기 제2 암부는, 상기 저항체의 상기 타단부로부터 두갈래로 나뉘어서 연장되어 있고 상기 제2 배선에 접속되어 있는 상기 제2 접속부를 2개 갖는
가스 센서. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부는, 상기 제1 접속부 및 상기 제2 접속부에서 상기 저항체가 배치되어 있는 높이 위치까지 서로 분리되어서 절연 피복되어 있는,
가스 센서. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 암부는, 상기 저항체의 상기 일단부로부터 수평 방향 또는 경사 방향으로 연장되고 상기 저항체로부터 수평 방향으로 멀어지기 위한 제1 이격부를 갖고, 상기 제1 이격부가 수지로 덮여 있고,
상기 제2 암부는, 상기 저항체의 상기 타단부로부터 수평 방향 또는 경사 방향으로 연장되고 상기 저항체로부터 수평 방향으로 멀어지기 위한 제2 이격부를 갖고, 상기 제2 이격부가 수지로 덮여 있는,
가스 센서. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저항체를 덮는, 프레임상의 캡을 더 구비하는,
가스 센서.
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| GRNT | Written decision to grant |