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公開番号2025029777
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023134593
出願日2023-08-22
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 20060101AFI20250228BHJP(測定;試験)
要約【課題】セラミックハウジングが、軸方向から傾いた状態で、前記セラミックハウジングの後端側に配置された部材に食い込んでしまうのを防止し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において、端子金具が装着されたセラミックハウジングの後端側には、少なくとも先端部分において、ヤング率が80GPa以上であるスペーサが配置される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
軸方向に延び、先端側に検出部を有すると共に、後端側にコネクタ電極を有するセンサ素子と、
前記軸方向に延び、先端側に前記コネクタ電極と電気的に接続する素子接触部を有する端子金具と、
前記コネクタ電極および前記素子接触部を収容したセラミックハウジングと、
前記センサ素子、前記端子金具、および、前記セラミックハウジングが内部に配置され、開口端が形成された筒状体と、
前記開口端を封止するよう配置される弾性体と、
前記軸方向において前記セラミックハウジングと前記弾性体との間に配置されるスペーサであって、
前記軸方向における先端側の端面において前記セラミックハウジングに接触し、
前記軸方向における後端側の端面において前記弾性体に接触し、
少なくとも、前記先端側の端面を含む先端部分のヤング率は、８０ＧＰａ以上である、
スペーサと、
を備える、
ガスセンサ。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記スペーサにおいて、前記後端側の端面を含む後端部分のヤング率は、前記先端部分のヤング率よりも小さい、
請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記スペーサと前記セラミックハウジングとの接触面積は、３ｍｍ
2
以上である、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記弾性体の前記先端側の端面における、前記スペーサに接触している部分の面積は、前記弾性体の前記先端側の端面の全体の面積の２５％以上である、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記スペーサの前記先端側の端面における、前記セラミックハウジングに接触している部分に、仮想的に一様に質量を分布させたときの質量中心である、前記スペーサの前記先端側の端面における、前記セラミックハウジングに接触している部分の重心の位置から、前記センサ素子の軸を前記軸方向に伸ばした直線までの距離は、２ｍｍ以内である、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記弾性体の前記先端側の端面における、前記スペーサに接触している部分に、仮想的に一様に質量を分布させたときの質量中心である、前記弾性体の前記先端側の端面における、前記スペーサに接触している部分の重心の位置から、前記センサ素子の軸を前記軸方向に伸ばした直線までの距離は、２ｍｍ以内である、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項７】
前記弾性体の材料は、フッ素ゴムである、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項８】
前記スペーサの少なくとも一部分は、セラミックスからなる、
請求項１または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、ガスセンサに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の排気ガス等の被測定ガスにおける酸素やＮＯ
x
などの特定ガスの濃度を検出するガスセンサが知られている。例えば、下掲の特許文献１には、センサ素子、および、前記センサ素子と電気的に導通する接触金具を装着したコネクタ（セラミックハウジング）が内部に配置された筒状体と、係る筒状体の開口端を封止する弾性体とを備えたガスセンサが開示されている。特許文献１に開示のガスセンサにおいて、セラミックハウジングの、ガスセンサの軸方向（センサ素子の軸方向）における後端側には、弾性体が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１９６９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本件発明者らは、特許文献１に開示されるような従来のガスセンサについて、筒状体の内部において、セラミックハウジングが軸方向から傾いた状態で固定される場合、以下の問題が発生することを見出した。すなわち、セラミックハウジングが軸方向から傾いた状態で固定される場合、係るセラミックハウジングに装着され、センサ素子に接続された端子金具には、センサ素子から、意図されていない応力（例えば、軸方向に直交する方向以外の方向の応力）が働く。そのため、ガスセンサにおいて、セラミックハウジングが軸方向から傾いた状態で固定される場合、ガスセンサに衝撃が加えられると、セラミックハウジングが軸方向に平行に固定される場合より、端子金具が破断しやすくなる、との問題を本件発明者らは見出した。
【０００５】
本件発明者らは、さらに検討を重ね、セラミックハウジングが軸方向から傾いた状態で固定されるとの事象が、例えば、以下のようにして発生していることを特定した。すなわち、従来のガスセンサにおいて、セラミックハウジングの後端側に配置され、筒状体の開口端を封止する弾性体は、セラミックハウジングよりもヤング率が低く、つまり、セラミックハウジングよりも柔らかい。そのため、例えばガスセンサの製造段階等において、セラミックハウジングが、軸方向から傾いた状態で、セラミックハウジングよりも柔らかい弾性体に食い込んでしまうことで、上述の事象が発生することを、本件発明者らは特定した。
【０００６】
以上のとおり、本件発明者らは、セラミックハウジングが軸方向から傾いた状態で、セラミックハウジングの後端側に配置される部材（例えば、弾性体）に食い込んでしまうと、セラミックハウジングに装着された端子金具が破断しやすくなるとの問題を見出した。
【０００７】
本発明は、一側面では、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、セラミックハウジングが、軸方向から傾いた状態で、前記セラミックハウジングの後端側に配置された部材に食い込んでしまうのを防止し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】
【０００８】
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。
【０００９】
第１の観点に係るガスセンサは、軸方向に延び、先端側に検出部を有すると共に、後端側にコネクタ電極を有するセンサ素子と、前記軸方向に延び、先端側に前記コネクタ電極と電気的に接続する素子接触部を有する端子金具と、前記コネクタ電極および前記素子接触部を収容したセラミックハウジングと、前記センサ素子、前記端子金具、および、前記セラミックハウジングが内部に配置され、開口端が形成された筒状体と、前記開口端を封止するよう配置される弾性体と、前記軸方向において前記セラミックハウジングと前記弾性体との間に配置されるスペーサであって、前記軸方向における先端側の端面において前記セラミックハウジングに接触し、前記軸方向における後端側の端面において前記弾性体に接触し、少なくとも、前記先端側の端面を含む先端部分のヤング率は、８０ＧＰａ以上である、スペーサと、を備える。
【００１０】
当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記セラミックハウジングが接するのは、前記セラミックハウジングの後端側に配置された前記スペーサの、ヤング率が８０ＧＰａ以上である前記先端部分である。
（【００１１】以降は省略されています）

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