特許ウォッチ

公開番号2025076021
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187624
出願日2023-11-01
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 20060101AFI20250508BHJP(測定;試験)
要約【課題】ガスセンサを構成する部材が破損するリスクを抑制しつつ、セラミックハウジングが軸方向において先端側に移動するのを防ぐ。
【解決手段】本発明の一側面に係るガスセンサは、主体金具とセラミックハウジングとの間に配置される中空部材を備え、係る中空部材は、ヤング率が193～206GPaの材料により構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
軸方向に延び、後端側にコネクタ電極を有するセンサ素子と、
前記センサ素子が内部を前記軸方向に貫通している、筒状の主体金具と、
前記軸方向に延び、前記主体金具の後端側の外周面に装着された筒状の外筒と、
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、前記外筒の内部に配置されたセラミックハウジングと、
前記外筒の後端側の開口端を封止するよう配置された弾性体と、
前記外筒の内部に配置された中空部材であって、
前記センサ素子が内部を前記軸方向に貫通し、
前記軸方向の先端側で前記主体金具の後端側に接し、
前記軸方向の後端側で前記セラミックハウジングの先端側に接し、
ヤング率が１９３～２０６ＧＰａである材料により構成される、
中空部材と、
を備える、
ガスセンサ。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記中空部材は、板厚が０．３～０．８ｍｍの薄板により構成される、
請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記中空部材は、複数の部材により構成される、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記中空部材と前記主体金具とは一体に構成される、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記セラミックハウジングは、前記弾性体から離隔している、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記主体金具は、後端側に、前記軸方向に直交する面を含み、
前記中空部材は、前記主体金具の、前記軸方向に直交する面に接する、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項７】
前記中空部材は、前記センサ素子から離隔している、
請求項１または２に記載のガスセンサ。
【請求項８】
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をさらに備える、
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 2,100 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、該センサ素子の周囲を取り囲む主体金具、該主体金具の後端側の部位に取り付けられた金属製の外筒、および、該外筒の後端側開口部を閉塞するゴムキャップを備えたガスセンサが開示されている。特許文献１のガスセンサにおいて、センサ素子の後端側に配置された電極端子部は、端子金具の先端側接続部に接続され、該先端側接続部と前記センサ素子のうち前記電極端子部を有する部位とは、セパレータ（セラミックハウジング）の内部に収容されている。そして、前記セパレータは、前記ゴムキャップと、前記セパレータに対して先端側に位置する先端側部材と、の間に挟まれて固定された状態で、前記外筒の内部に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１７３７４７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、ガスセンサを構成する部材が破損するリスクが高いとの問題を見出した。
【０００５】
すなわち、従来のガスセンサは、前記ゴムキャップと前記先端側部材とによって前記セパレータを挟み込むことで、前記セパレータがガスセンサの軸方向に移動するのを防いでいる。特に、従来のガスセンサは、前記先端側部材によって、前記セパレータがガスセンサの先端側に移動するのを防いでいる。そのため、前記先端側部材は、前記セパレータに接するよう、前記センサ素子の周囲を取り囲む前記主体金具よりも後端側に延びており、例えば、前記主体金具よりも後端側に、長く延びている。また、上述のとおり前記センサ素子は、前記セパレータの内部で前記端子金具と接続されるため、前記センサ素子は、前記セパレータに対して先端側に位置する前記先端側部材の内部を軸方向に貫通している。つまり、従来のガスセンサにおいて前記センサ素子は、軸方向に延びた（例えば、前記主体金具よりも後端側に長く延びた）前記先端側部材の内部を軸方向に貫通している。そのため、従来のガスセンサは、例えば前記先端側部材が軸方向から傾くなどした場合、軸方向に延びる前記センサ素子と前記先端側部材とが干渉して、素子折れ等を発生させてしまうことがある。
【０００６】
また、従来のガスセンサにおいて前記先端側部材と前記セパレータとは接しているため、ガスセンサに衝撃が加わった際などに、前記先端側部材と前記セパレータとの接触部分の破損等を発生させてしまうことがある。特に、前記先端側部材と前記セパレータとを同様の材料で構成する場合、例えば、両者を共にアルミナなどのセラミックスで構成する場合、上述の接触部分の破損等が発生する可能性はさらに高くなる。
【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、ガスセンサを構成する部材が破損するリスクを抑制しつつ、セラミックハウジングが軸方向において先端側に移動するのを防ぐ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、後端側にコネクタ電極を有するセンサ素子と、前記センサ素子が内部を前記軸方向に貫通している、筒状の主体金具と、前記軸方向に延び、前記主体金具の後端側の外周面に装着された筒状の外筒と、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、前記外筒の内部に配置されたセラミックハウジングと、前記外筒の後端側の開口端を封止するよう配置された弾性体と、前記外筒の内部に配置された中空部材であって、前記センサ素子が内部を前記軸方向に貫通し、前記軸方向の先端側で前記主体金具の後端側に接し、前記軸方向の後端側で前記セラミックハウジングの先端側に接し、ヤング率が１９３～２０６ＧＰａである材料により構成される、中空部材と、を備える。
【００１０】
当該構成では、前記ガスセンサにおいて、前記中空部材は、前記軸方向の先端側で前記主体金具の後端側に接しており、つまり、前記主体金具によって先端側への移動を制限されている。そして、前記セラミックハウジングは、先端側への移動が制限された前記中空部材に接している。そのため、前記ガスセンサにおいて、前記セラミックハウジングは、前記中空部材によって、先端側への移動が制限され、つまり、前記中空部材は、前記セラミックハウジングが先端側に移動するのを防いでいる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許