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公開番号2025078148
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-20
出願番号2023190509
出願日2023-11-08
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 27/407 20060101AFI20250513BHJP(測定;試験)
要約【課題】プロテクタの取付け位置に依らずに耐被水性を向上させたガスセンサを提供する。
【解決手段】センサ素子21と、主体金具11と、プロテクタ51と、を備え、プロテクタは有底筒状であり、先端側の底面51f2に形成された少なくとも1個のガス排出孔53と、ガス排出孔より後端側に形成された2個以上のガス導入孔56とを有したガスセンサ1であって、プロテクタを先端側から見て、全てのガス排出孔を包含しつつガス排出孔に接して面積が最小となる外接長方形BRが一つに定まるとき、外接長方形の各辺のうち、底面の重心Gから最も近い第1辺S1の延長線L1を伸ばし、延長線により区分される2つの領域のうち、外接長方形を含まない第1領域R1にガス導入孔の半数以上が配置されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
軸線方向に延びるセンサ素子と、
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、自身の内側に前記センサ素子が直接配置されるプロテクタと、
を備え、
前記プロテクタは有底筒状であり、先端側の底面に形成された少なくとも１個のガス排出孔と、前記ガス排出孔より後端側に形成された２個以上のガス導入孔とを有したガスセンサであって、
前記プロテクタを先端側から見て、全ての前記ガス排出孔を包含しつつ該ガス排出孔に接して面積が最小となる外接長方形が一つに定まるとき、
前記外接長方形の各辺のうち、前記底面の重心から最も近い第１辺の延長線を伸ばし、
前記延長線により区分される２つの領域のうち、前記外接長方形を含まない第１領域に前記ガス導入孔の半数以上が配置されていることを特徴とするガスセンサ。
続きを表示（約 86 文字）【請求項２】
前記第１領域において、前記第１辺の垂直二等分線上の前記プロテクタの壁面に前記ガス導入孔が存在することを特徴とする請求項１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、プロテクタを備えたガスセンサに関する。
続きを表示（約 2,100 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が要求される。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５に示すように、プロテクタ５００に設けた水平な段部にガス導入孔５６０を設け、ガス導入孔を主体金具の先端側に臨ませる技術が開発されている（特許文献１）。この技術によれば、排ガスはガス導入孔５６０から一旦主体金具へ向かい、その後、ガス導入孔５６０と主体金具との間の内部空間で向きを変えてプロテクタ５００内部を先端側へ向かう。このため、凝縮水が自重で排ガスから分離されやすいとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－７２４５８号公報（図１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図５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、図６に示すように、特許文献１のプロテクタ５００は先端側の底面に長方形のガス排出孔５３０を有するため、ガスセンサの周方向の向きによって、プロテクタ５００内部の凝縮水ＣＷがガス排出孔５３０から排水される量が異なるという問題がある。
例えば、図６（ａ）に示すように、ガス排出孔５３０の短辺側がガスセンサの取付け対象の水平面に近い、つまりプロテクタ５００の底面の重心Ｇから遠い辺が水平面に近い場合、より多くの凝縮水ＣＷがガス排出孔５３０から排水される。
なお、「取付け対象の水平面」とは、ガスセンサを取り付けた対象（例えばガスセンサを自動車に取り付けた場合、自動車）の水平面をいう。
【０００５】
一方、図６（ｂ）に示すように、ガス排出孔５３０の長辺側が水平面に近い、つまりプロテクタ５００の底面の重心Ｇから近い辺が水平面に近い場合、ガス排出孔５３０は全体として水平面より遠く（高く）なるため、ガス排出孔５３０から排水される凝縮水ＣＷの量が少なくなってプロテクタ５００内に溜まり易くなる。
【０００６】
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、プロテクタの取付け位置に依らずに耐被水性を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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、軸線方向に延びるセンサ素子と、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、自身の内側に前記センサ素子が直接配置されるプロテクタと、を備え、前記プロテクタは有底筒状であり、先端側の底面に形成された少なくとも１個のガス排出孔と、前記ガス排出孔より後端側に形成された２個以上のガス導入孔とを有したガスセンサであって、前記プロテクタを先端側から見て、全ての前記ガス排出孔を包含しつつ該ガス排出孔に接して面積が最小となる外接長方形が一つに定まるとき、前記外接長方形の各辺のうち、前記底面の重心から最も近い第１辺の延長線を伸ばし、前記延長線により区分される２つの領域のうち、前記外接長方形を含まない第１領域に前記ガス導入孔の半数以上が配置されていることを特徴とする。
【０００８】
このガスセンサによれば、ガス排出孔のうち、重心から近い辺がガスセンサの取付け対象の水平面に近くなってガス排出孔から排水される凝縮水の量が少なくなっても、水平面に近い側である第１領域にガス導入孔の半数以上が配置されるので、ガス導入孔からの排水量が増え、プロテクタ内に凝縮水が溜まり難くなる。
その結果、プロテクタの取付け位置に依らずに耐被水性を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、前記第１領域において、前記第１辺の垂直二等分線上の前記プロテクタの壁面に前記ガス導入孔が存在してもよい。
垂直二等分線上の位置はガスセンサの水平面に近いので、この位置にガス導入孔が存在すると、ガス導入孔からの排水量がさらに増えるので好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、プロテクタの取付け位置に依らずに耐被水性を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）

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