特許ウォッチ

公開番号2024130843
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023040768
出願日2023-03-15
発明の名称ガスセンサ
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人
主分類G01N 27/409 20060101AFI20240920BHJP(測定;試験)
要約【課題】一重のプロテクタを用いて、取付け位置に依らずに耐被水性と応答性とを共に向上させたガスセンサを提供する。
【解決手段】先端側にある素子導入孔25から導入された被検出ガスを検知する検知部22が形成された板状のセンサ素子21と、主体金具11と、主体金具の先端側に固定される一重のプロテクタ51と、を備え、プロテクタは、センサ素子の先端側を取り囲む筒状の第1の周壁51sおよびその先端側に接続する先端向き面51f1を有する大径部51xと、大径部から先端側に突出し、先端向き面に連結する筒状の第2の周壁51tおよびその先端側に接続する底面51f2を有する小径部51yと、先端向き面に形成されたガス導入孔56と、底面の重心に配置された1個のガス排出孔53とを有し、第1の周壁の外径は、第2の周壁の外径よりも大きいガスセンサ1であって、ガス導入孔と、素子導入孔との最短距離D1が3.0～7.0mmである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
軸線方向に延び、先端側にある素子導入孔から導入された被検出ガスを検知する検知部が形成された板状のセンサ素子と、
前記センサ素子の径方向周囲を取り囲んで保持する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端側に固定される一重のプロテクタと、
を備え、
前記プロテクタは、前記センサ素子の前記先端側を取り囲む筒状の第１の周壁およびその先端側に接続する先端向き面を有する大径部と、
前記大径部から前記軸線方向先端側に突出し、前記先端向き面に連結する筒状の第２の周壁およびその先端側に接続する底面を有する小径部と、
前記先端向き面に形成されたガス導入孔と、前記底面の重心に配置された１個のガス排出孔とを有し、
前記第１の周壁の外径は、前記第２の周壁の外径よりも大きいガスセンサであって、
前記プロテクタの前記ガス導入孔と、前記素子導入孔との最短距離Ｄ１が３．０～７．０ｍｍであることを特徴とするガスセンサ。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
前記プロテクタの内面における前記ガス排出孔と、前記センサ素子の先端との最短距離Ｄ２が５．３～９．２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記最短距離Ｄ１が３．０～６．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記センサ素子の主面に沿う方向の幅は、前記主面に沿う前記ガス排出孔の最大幅よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２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、一重のプロテクタを備えたガスセンサに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、筒状の主体金具にセンサ素子を保持し、さらに排ガスに晒されるセンサ素子の先端側を一重又は二重のプロテクタで保護するガスセンサが知られている。このプロテクタにはガス導入孔及びガス排出孔が設けられているが、排ガスに混入した凝縮水がセンサ素子に到達するのを抑制する耐被水性と、センサ素子の検知部へ速やかに排ガスを導入する応答性とを要求される。ここで、センサ素子は自身のヒータ、又は高温の排ガスによって加熱されており、このセンサ素子に凝縮水が接触すると熱衝撃が生じて素子割れが生じるおそれがある。
そこで、図７に示すように、プロテクタ５００を一重として応答性を向上させると共に、プロテクタに設けた水平な段部にガス導入孔５６０を設けた技術が開発されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－７２４５８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図７に示すように、排気管等へガスセンサを取り付ける際、取付け位置によってはセンサ素子２１の軸線Ｏを水平位置と１０°程度の角度で寝かして取り付ける場合がある。
しかしながら、ガス導入孔５６０はプロテクタ５００の周方向に間欠的に配置されるため、ガスセンサの周方向の向きによっては、段部の底部Ｕ側にガス導入孔５６０が介在せず、プロテクタ５００内部の凝縮水ＣＷがガス導入孔５６０から排水されずにプロテクタ５００内に溜まるおそれがある。
そして、凝縮水ＣＷの水位が上昇すると、センサ素子２１の素子導入孔２５を介して検知部２２に凝縮水ＣＷが到達し、素子割れ等が生じるおそれがあり、耐被水性が不十分となる。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、一重のプロテクタを用いて、取付け位置に依らずに耐被水性と応答性とを共に向上させたガスセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に延び、先端側にある素子導入孔から導入された被検出ガスを検知する検知部が形成された板状のセンサ素子と、前記センサ素子の径方向周囲を取り囲んで保持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端側に固定される一重のプロテクタと、を備え、前記プロテクタは、前記センサ素子の前記先端側を取り囲む筒状の第１の周壁およびその先端側に接続する先端向き面を有する大径部と、前記大径部から前記軸線方向先端側に突出し、前記先端向き面に連結する筒状の第２の周壁およびその先端側に接続する底面を有する小径部と、前記先端向き面に形成されたガス導入孔と、前記底面の重心に配置された１個のガス排出孔とを有し、前記第１の周壁の外径は、前記第２の周壁の外径よりも大きいガスセンサであって、前記プロテクタの前記ガス導入孔と、前記素子導入孔との最短距離Ｄ１が３．０～７．０ｍｍであることを特徴とする。
【０００６】
センサ素子の軸線を水平位置と１０°程度の角度で寝かして取り付けた場合、プロテクタ内部の凝縮水がガス導入孔から排水されずにプロテクタ内に溜まるおそれがある。
そこで、Ｄ１を３．０ｍｍ以上に大きくすることで、凝縮水の水位が上昇しても、センサ素子の素子導入孔を介して検知部に凝縮水が到達して素子割れ等が生じることを抑制し、耐被水性を向上させることができる。
但し、Ｄ１が７．０ｍｍを超えると、耐被水性は向上するが、ガス導入孔からプロテクタ内に導入された被検出ガスが素子導入孔へ到達し難くなって応答性が低下する。そこで、Ｄ１を７．０ｍｍ以下に規定した。
以上により、一重のプロテクタを用いて、取付け位置に依らずに耐被水性と応答性とを共に向上させることができる。
さらに、プロテクタは一重であるので、二重プロテクタに比べて被検出ガスがプロテクタ内に流入しやすく、この点でも応答性が向上する。
【０００７】
本発明のガスセンサにおいて、前記プロテクタの内面における前記ガス排出孔と、前記センサ素子の先端との最短距離Ｄ２が５．３～９．２ｍｍであってもよい。
このガスセンサによれば、耐被水性をさらに向上させることができる。
【０００８】
本発明のガスセンサにおいて、前記最短距離Ｄ１が３．０～６．５ｍｍであってもよい。
このガスセンサによれば、応答性をさらに向上させることができる。
【０００９】
本発明のガスセンサにおいて、前記センサ素子の主面に沿う方向の幅は、前記主面に沿う前記ガス排出孔の最大幅よりも小さくてもよい。
このガスセンサによれば、プロテクタ内の被検出ガスがプロテクタの外部へ排出され易くなって応答性がさらに向上する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、一重のプロテクタを用いて、取付け位置に依らずに耐被水性と応答性とを共に向上させたガスセンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許