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公開番号2024033243
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-13
出願番号2022136726
出願日2022-08-30
発明の名称ガスセンサ
出願人日本碍子株式会社
代理人個人
主分類G01N 27/409 20060101AFI20240306BHJP(測定;試験)
要約【課題】耐被水性を向上させたガスセンサを提供する。
【解決手段】本発明の一側面に係るガスセンサの外側保護カバーにおいて、外側ガス孔を囲む第1の領域には、撥水加工または疎水性加工が施され、前記第1の領域は、前記外側ガス孔を中心として前記外側ガス孔の半径の2倍以上の半径を有する円形状部分を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
被測定ガスの所定のガス濃度を検出可能なセンサ素子と、
外側から内側への前記被測定ガスの流れを許容する外側ガス孔が形成され、前記センサ素子の先端を覆う有底筒状の外側保護カバーと、
を備え、
前記外側保護カバーの外側表面における前記外側ガス孔を囲む第１の領域には、撥水加工または疎水性加工が施され、
前記第１の領域は、前記外側ガス孔を中心として前記外側ガス孔の半径の２倍以上の半径を有する円形状部分を含む、
ガスセンサ。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記外側表面の、前記第１の領域以外の領域である第２の領域の開始位置は、前記外側ガス孔よりも前記外側保護カバーの開口縁側にあり、
前記第２の領域の終了位置は、前記外側ガス孔よりも前記外側保護カバーの底側にあり、
前記第２の領域には、撥水加工および疎水性加工の何れも施されていない、
請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記第２の領域の開始位置および終了位置は、前記外側保護カバーの周方向において、前記外側ガス孔に対して互いに異なる側にある、
請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記第２の領域は、前記外側保護カバーの周方向における幅が前記外側保護カバーの開口縁側ほど広がる凝集水導入部分を含み、
前記凝集水導入部分の開始位置は、前記外側ガス孔よりも前記外側保護カバーの開口縁側にある、
請求項２または３に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記凝集水導入部分の前記外側保護カバーの底側に、前記外側保護カバーの底まで延びる帯状の排水部分が接続されている、
請求項４に記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記第１の領域および前記第２の領域の少なくとも一方は、前記外側保護カバーの開口縁から前記外側保護カバーの底まで延びている、
請求項２または３に記載のガスセンサ。
【請求項７】
前記外側保護カバーの外側表面には、前記外側ガス孔が複数形成され、
複数の前記第１の領域のそれぞれが、複数の前記外側ガス孔のそれぞれを囲み、
前記複数の前記第１の領域の間に、複数の前記第２の領域が形成されている、
請求項２または３に記載のガスセンサ。
【請求項８】
前記第２の領域には、親水加工が施されている、
請求項２または３に記載のガスセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の排気ガスなどの被測定ガスにおけるＮＯ
x
や酸素などの所定のガス濃度を検出するガスセンサが知られている。ガスセンサは、例えば、前記被測定ガスの前記所定のガス濃度を検出可能なセンサ素子と、外側から内側への前記被測定ガスの流れを許容する外側ガス孔が形成され、前記センサ素子の先端を覆う有底筒状の外側保護カバーと、を備えている。このようなガスセンサは、自動車の排気管等に取り付けられ、排気ガス中のＮＯ
x
などのガス濃度を検出することができる。
【０００３】
自動車の排気ガスなどが流れる排気管内には凝集水が発生することがあるが、ガスセンサはセンサ素子の活性化する温度（例えば８５０℃）で使用されるため、センサ素子が被水すると熱衝撃によってセンサ素子にクラックが生じることがある。このため、センサ素子の被水を抑制することが検討されている。特に、近年の規制強化により、排気管内に凝集水が大量に存在する条件でのセンサ信号取得が求められるため、ガスセンサの耐被水性を向上させることが必要になってきている。
【０００４】
例えば下掲の特許文献１には、センサ素子の先端等が内部に配置されるセンサ素子室からの出口である素子室出口の配置位置を工夫することで、素子室出口から突発的にガスが流入しても、水がセンサ素子に到達することを抑制できるガスセンサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－６０２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本件発明者は、ガスセンサの耐被水性のさらなる向上のための検討を重ね、排気管内に発生した凝集水がどのようにしてセンサ素子（特に、センサ素子の先端）に到達するかについて、以下の現象（プロセス）を見出した。
【０００７】
図９は、排気管内に発生した凝集水がガスセンサの備えるセンサ素子（特に、センサ素子の先端）に到達するプロセスの概要を説明する図である。図９に示すように、従来のガスセンサ９９は、例えば、被測定ガスの所定のガス濃度を検出可能なセンサ素子１０と、外側から内側への前記被測定ガスの流れを許容する外側ガス孔（不図示）が形成され、センサ素子１０の第１先端部１１を覆う有底筒状の外側保護カバー９４０と、を備える。図９に例示するガスセンサ９９は、さらにセンサ素子１０の第１先端部１１を覆う有底筒状の内側保護カバー３０と、センサ素子１０が内部を軸方向に貫通している円筒状のハウジング２０と、を備え、内側保護カバー３０は、第１部材３１と、第２部材３２と、を含む。すなわち、ガスセンサ９９において外側保護カバー９４０は、センサ素子１０の第１先端部１１を覆う有底筒状の内側保護カバー３０を覆っている。また、図９に示す例では、ガスセンサ９９の外側保護カバー９４０は、その開口縁において、ハウジング２０の有する突出部２１（フランジ）に接している。このような構成を備えるガスセンサ９９は、ハウジング２０の突出部２１と、排気管８００に溶接された被取付部であるボス８１０とが接した状態で、排気管８００に取り付けられる。
【０００８】
図９に例示するように、排気管８００内に発生した凝集水（水）は、例えば、経路ＰＡをたどって、センサ素子１０（特に、センサ素子１０の第１先端部１１）に到達する。すなわち、排気管８００内に発生した水は、エンジン始動時の突発的なガス流れなどによって飛散し、先ず排気管８００の内壁に付着する。排気管８００の内壁に付着した水は、排気管８００の内壁に沿って垂れ落ち、さらに、排気管８００の内壁から外側保護カバー９４０へと達する。外側保護カバー９４０へと達した水は、さらに、外側保護カバー９４０に沿って垂れ落ち、外側保護カバー９４０に設けられた外側ガス孔から外側保護カバー９４０の内部へと侵入し、センサ素子１０（特に、センサ素子１０の第１先端部１１）に到達する。
【０００９】
本発明は、一側面では、排気管内に発生した凝集水が上述のようなプロセスを経てセンサ素子へと到達するという事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、耐被水性を向上させたガスセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
（【００１１】以降は省略されています）

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