JP6493133B2

JP6493133B2 - Gas sensor

Info

Publication number: JP6493133B2
Application number: JP2015196994A
Authority: JP
Inventors: 浩史野田; 史宗中島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-10-02
Also published as: JP2017067734A

Description

本発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor for detecting a specific gas concentration in a gas to be measured.

自動車の内燃機関等の排気系に設けられ、被測定ガスである排ガス中の酸素や窒素酸化物等の特定ガス濃度を測定するガスセンサが知られている。ガスセンサとしては、例えば、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子と、該センサ素子を内側に挿通するインシュレータと、インシュレータを内側に挿通するハウジングと、該ハウジングの先端側に配設された保護カバーとを備えたものがある。 There is known a gas sensor that is provided in an exhaust system of an automobile internal combustion engine or the like and measures a specific gas concentration such as oxygen or nitrogen oxide in exhaust gas that is a gas to be measured. As the gas sensor, for example, a sensor element that detects a specific gas concentration in the gas to be measured, an insulator that passes through the sensor element inside, a housing that passes through the insulator inside, and a distal end side of the housing are arranged. Some have a protective cover.

ガスセンサは、センサ素子の表面に排ガス等の被測定ガスが接触するように構成されている。ところが、内燃機関の低温始動時等においては、排ガス中の水蒸気が凝縮して生成する凝縮水が排ガスと共にセンサ素子に向かって飛来し、センサ素子の表面に付着することがある。ここで、センサ素子は、固体電解質体を活性化させるために高温に加熱した状態で使用される。そのため、凝縮水の付着により、センサ素子に大きな熱衝撃が加わり、割れが発生することがある。また、凝縮水中に含まれる硫黄やＡｇ等によってセンサ素子が被毒するおそれがある。そこで、例えば特許文献１には、多孔質保護層に被覆されたセンサ素子と、該センサ素子の先端を先方に突出させた状態で保持するインシュレータと、センサ素子の先端側を覆う多重構造の保護カバーを備えるガスセンサが提案されている。 The gas sensor is configured such that a gas to be measured such as exhaust gas contacts the surface of the sensor element. However, when the internal combustion engine is started at a low temperature, condensed water generated by condensation of water vapor in the exhaust gas may fly toward the sensor element together with the exhaust gas and adhere to the surface of the sensor element. Here, the sensor element is used in a state heated to a high temperature in order to activate the solid electrolyte body. Therefore, a large thermal shock is applied to the sensor element due to adhesion of condensed water, and cracks may occur. Further, the sensor element may be poisoned by sulfur or Ag contained in the condensed water. Therefore, for example, Patent Document 1 discloses a sensor element covered with a porous protective layer, an insulator that holds the tip of the sensor element protruding forward, and a multiple structure protection covering the tip side of the sensor element. A gas sensor having a cover has been proposed.

特開２０１４−２２８３１３号公報JP 2014-228313 A

しかしながら、上述の従来の構成のようにセンサ素子を多孔質保護層によって被覆すると、センサ素子への凝縮水の付着を抑制することができるものの、センサ素子の熱容量が大きくなる。その結果、ガスセンサの消費電力が増大し、燃費が低下したり、バッテリへの負荷が増大してしまう。また、センサ素子の先端がインシュレータに対して先端側に突出したガスセンサにおいては、センサ素子が被測定ガスに曝されやすい。したがって、被測定ガス中に含まれる凝縮水からセンサ素子を守るためには、上述の多重構造の保護カバーが実質的に必要になる。しかし、多重構造の保護カバーは、構造が複雑であり、保護カバーを形成するための部品数が増える。その結果、ガスセンサの製造コストが増大してしまう。 However, when the sensor element is covered with the porous protective layer as in the conventional configuration described above, the heat capacity of the sensor element is increased, although the condensed water can be prevented from adhering to the sensor element. As a result, the power consumption of the gas sensor increases, the fuel consumption decreases, and the load on the battery increases. Further, in a gas sensor in which the tip of the sensor element protrudes toward the tip with respect to the insulator, the sensor element is easily exposed to the gas to be measured. Therefore, in order to protect the sensor element from the condensed water contained in the gas to be measured, the above-described multiple structure protective cover is substantially required. However, the multi-layer protective cover has a complicated structure, and the number of parts for forming the protective cover increases. As a result, the manufacturing cost of the gas sensor increases.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、熱容量の増大を防止しつつセンサ素子への被水を防止することができ、さらに製造コストの低減が可能なガスセンサを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such problems, and is intended to provide a gas sensor that can prevent water from entering the sensor element while preventing an increase in heat capacity, and can further reduce manufacturing costs. It is.

本発明の一態様は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子（２）と、
該センサ素子を内側に挿通して保持する筒状のインシュレータ（３）と、
該インシュレータを内側に挿通して保持する筒状のハウジング（４）と、を少なくとも備え、
上記センサ素子の先端（２１）は、上記インシュレータの先端（３１）より基端側（Ｚ２）に配置されており、
上記インシュレータは、上記センサ素子が保持された上記インシュレータの内側に上記被測定ガスを導入する導入口（３３）を有すると共に、該導入口に形成された多孔質フィルタ部（３５）を有し、
上記導入口及び上記多孔質フィルタ部は、上記インシュレータの先端に形成されており、
上記センサ素子の先端には、上記被測定ガスを上記センサ素子の内部に導入する導入口（２３）が設けられている、ガスセンサ（１）にある。
本発明の他の態様は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子（２）と、
該センサ素子を内側に挿通して保持する筒状のインシュレータ（３）と、
該インシュレータを内側に挿通して保持する筒状のハウジング（４）と、を少なくとも備え、
上記センサ素子の先端（２１）は、上記インシュレータの先端（３１）より基端側（Ｚ２）に配置されており、
上記インシュレータは、上記センサ素子が保持された上記インシュレータの内側に上記被測定ガスを導入する導入口（３３）を有すると共に、該導入口に形成された多孔質フィルタ部（３５）を有し、
上記導入口及び上記多孔質フィルタ部は、上記インシュレータの上記先端に形成されており、
上記ハウジングの先端側には、有底筒状の単層構造の保護カバー（５）が固定されており、該保護カバーは、先端側に向かって縮径する縮径段差部（５５）を有し、該縮径段差部に、上記被測定ガスが流通する流通孔（５３）が設けられている、ガスセンサ（１）にある。
本発明のさらに他の態様は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子（２）と、
該センサ素子を内側に挿通して保持する筒状のインシュレータ（３）と、
該インシュレータを内側に挿通して保持する筒状のハウジング（４）と、を少なくとも備え、
上記センサ素子の先端（２１）は、上記インシュレータの先端（３１）より基端側（Ｚ２）に配置されており、
上記インシュレータは、上記センサ素子が保持された上記インシュレータの内側に上記被測定ガスを導入する導入口（３３）を有すると共に、該導入口に形成された多孔質フィルタ部（３５）を有し、
上記導入口及び上記多孔質フィルタ部は、上記インシュレータの側面（３７）に形成されている、ガスセンサにある。 One aspect of the present invention is a sensor element (2) for detecting a specific gas concentration in a gas to be measured;
A cylindrical insulator (3) for inserting and holding the sensor element inside;
A cylindrical housing (4) for inserting and holding the insulator inside, at least,
The tip (21) of the sensor element is arranged on the base end side (Z2) from the tip (31) of the insulator,
The insulator may possess inlet for introducing the measurement gas to the inside of the insulator in which the sensor element is held and has a (33), formed in the conductor inlet porous filter part (35),
The introduction port and the porous filter portion are formed at the tip of the insulator,
At the tip of the sensor element is a gas sensor (1) provided with an introduction port (23) for introducing the gas to be measured into the sensor element .
Another aspect of the present invention is a sensor element (2) for detecting a specific gas concentration in a gas to be measured;
A cylindrical insulator (3) for inserting and holding the sensor element inside;
A cylindrical housing (4) for inserting and holding the insulator inside, at least,
The tip (21) of the sensor element is arranged on the base end side (Z2) from the tip (31) of the insulator,
The insulator has an inlet (33) for introducing the gas to be measured inside the insulator in which the sensor element is held, and a porous filter portion (35) formed in the inlet,
The introduction port and the porous filter portion are formed at the tip of the insulator,
A protective cover (5) having a bottomed cylindrical single-layer structure is fixed to the front end side of the housing, and the protective cover has a reduced diameter step portion (55) that decreases in diameter toward the front end side. In the gas sensor (1), a flow hole (53) through which the gas to be measured flows is provided in the reduced diameter step portion.
Still another aspect of the present invention provides a sensor element (2) for detecting a specific gas concentration in a gas to be measured;
A cylindrical insulator (3) for inserting and holding the sensor element inside;
A cylindrical housing (4) for inserting and holding the insulator inside, at least,
The tip (21) of the sensor element is arranged on the base end side (Z2) from the tip (31) of the insulator,
The insulator has an inlet (33) for introducing the gas to be measured inside the insulator in which the sensor element is held, and a porous filter portion (35) formed in the inlet,
The introduction port and the porous filter part are in a gas sensor formed on a side surface (37) of the insulator.

上記ガスセンサにおいては、センサ素子の先端がインシュレータの先端より基端側に配置されている。すなわち、センサ素子の先端がインシュレータの先端から露出していない。そのため、被測定ガスが例えば水蒸気を含んでおり、被測定ガスの温度低下等により被測定ガス中に凝縮水が生じたとしても、凝縮水がセンサ素子に付着することを防止することができる。さらに、インシュレータは、センサ素子が保持されたインシュレータの内側に被測定ガスを導入する導入口を有すると共に、導入口に形成された多孔質フィルタ部を有する。そのため、被測定ガスは、導入口に形成された多孔質フィルタ部を通過してからセンサ素子に導かれる。それ故、例え導入口に凝縮水が飛来したとしても、凝縮水はセンサ素子に到達する前に多孔質フィルタにトラップされる。したがって、凝縮水がセンサ素子に付着することを防止することができる。このように、上記ガスセンサにおいては、インシュレータの先端位置に対するセンサ素子の先端位置を基端側に配置させると共に、インシュレータの導入口に多孔質フィルタ部を形成することによって、センサ素子の被水を十分に抑制することができる。その結果、センサ素子の割れや被毒を防止することができる。 In the gas sensor, the tip of the sensor element is disposed on the base end side from the tip of the insulator. That is, the tip of the sensor element is not exposed from the tip of the insulator. Therefore, even if the gas to be measured contains, for example, water vapor, and condensed water is generated in the gas to be measured due to a temperature drop of the gas to be measured, the condensed water can be prevented from adhering to the sensor element. Further, the insulator has an introduction port for introducing the gas to be measured inside the insulator holding the sensor element, and has a porous filter portion formed at the introduction port. Therefore, the gas to be measured is guided to the sensor element after passing through the porous filter portion formed at the inlet. Therefore, even if condensed water comes to the inlet, the condensed water is trapped by the porous filter before reaching the sensor element. Therefore, it is possible to prevent the condensed water from adhering to the sensor element. As described above, in the gas sensor, the tip position of the sensor element with respect to the tip position of the insulator is disposed on the base end side, and the porous filter portion is formed at the inlet of the insulator to sufficiently cover the sensor element with water. Can be suppressed. As a result, it is possible to prevent cracking and poisoning of the sensor element.

また、上述のようにインシュレータの導入口に凝縮水をトラップする多孔質フィルタが設けられているため、従来の構成のガスセンサのようにセンサ素子の表面に多孔質保護層等を設ける必要がなくなる。その結果、センサ素子の熱容量の増大を防止することが可能になるため、ガスセンサの消費電力を小さくすることができる。 In addition, since the porous filter for trapping condensed water is provided at the inlet of the insulator as described above, it is not necessary to provide a porous protective layer or the like on the surface of the sensor element as in the conventional gas sensor. As a result, it is possible to prevent an increase in the heat capacity of the sensor element, so that the power consumption of the gas sensor can be reduced.

さらに、上記ガスセンサにおいては、上述のようにセンサ素子の先端がインシュレータの先端から露出していない。そのため、従来の構成のガスセンサのように、被測定ガスに曝されるセンサ素子の先端側を保護する多重構造の保護カバーが必ずしも必要なくなる。具体的には、例えば単層構造のような比較的単純な構造の保護カバーでも十分になる。そのため、部品数を減らすことができ、ガスセンサの製造コストを低下させることができる。 Further, in the gas sensor, as described above, the tip of the sensor element is not exposed from the tip of the insulator. For this reason, a multi-layer protective cover that protects the front end side of the sensor element exposed to the gas to be measured is not necessarily required, unlike the conventional gas sensor. Specifically, a protective cover having a relatively simple structure such as a single layer structure is sufficient. Therefore, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost of the gas sensor can be reduced.

以上のごとく、上記ガスセンサによれば、熱容量の増大を防止しつつセンサ素子への被水を防止することが可能になり、さらに製造コストの低減が可能になる。なお、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 As described above, according to the gas sensor, it is possible to prevent water from being applied to the sensor element while preventing an increase in heat capacity, and it is possible to further reduce manufacturing costs. The reference numerals in parentheses described in the claims and the means for solving the problems indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and the technical scope of the present invention is It is not limited.

実施形態１におけるガスセンサの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the gas sensor according to the first embodiment. 実施形態１におけるガスセンサの部分断面図。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the gas sensor according to the first embodiment. 実施形態１におけるガスセンサの素子カバーの底面図。FIG. 3 is a bottom view of the element cover of the gas sensor according to the first embodiment. 実施形態２におけるガスセンサの断面図。Sectional drawing of the gas sensor in Embodiment 2. FIG. 図４のＶ−Ｖ線矢視断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4.

（実施形態１）
ガスセンサの実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。なお、本明細書において、「先端側」とは、ガスセンサの軸方向の一方側であり、ガスセンサが被測定ガスに晒される側をいう。また、「基端側」とは、その反対側をいう。 (Embodiment 1)
An embodiment of a gas sensor will be described with reference to FIGS. In the present specification, the “tip side” is one side in the axial direction of the gas sensor and refers to the side where the gas sensor is exposed to the gas to be measured. The “base end side” refers to the opposite side.

図１及び図２に示すごとく、本実施形態のガスセンサ１は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子２と、筒状のインシュレータ３と、筒状のハウジング４とを備えている。インシュレータ３は、センサ素子２を内側に挿通して保持し、センサ素子２の先端２１は、インシュレータ３の先端３１より軸方向Ｚにおける基端側Ｚ２に配置されている。インシュレータ３は、センサ素子２が保持されたインシュレータ３の内側に被測定ガスを導入する導入口３３を有すると共に、この導入口３３に形成された多孔質フィルタ部３５を有する。また、ハウジング４は、インシュレータ３を内側に挿通して保持する。以下、本実施形態のガスセンサ１についてさらに詳説する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the gas sensor 1 of this embodiment includes a sensor element 2 that detects a specific gas concentration in a gas to be measured, a cylindrical insulator 3, and a cylindrical housing 4. . The insulator 3 is inserted and held inside the sensor element 2, and the distal end 21 of the sensor element 2 is disposed on the proximal end side Z 2 in the axial direction Z from the distal end 31 of the insulator 3. The insulator 3 has an introduction port 33 for introducing a gas to be measured inside the insulator 3 in which the sensor element 2 is held, and a porous filter portion 35 formed in the introduction port 33. Further, the housing 4 holds the insulator 3 through the inside. Hereinafter, the gas sensor 1 of the present embodiment will be further described in detail.

図１に示すように、本実施形態のガスセンサ１は、軸方向Ｚの先端側Ｚ１を例えば排ガス等の被測定ガスの流路１９０内に配置して用いられる。ガスセンサ１は、図１に示されるように、例えば被測定ガスの流れ方向Ｘに対してガスセンサの軸方向Ｚが垂直になるように配置される。なお、ガスセンサ１は、被測定ガスの流れ方向Ｘに対して必ずしも垂直である必要はなく、傾けて配置することも可能である。 As shown in FIG. 1, the gas sensor 1 of the present embodiment is used with the tip end side Z1 in the axial direction Z disposed in a flow path 190 of a gas to be measured such as exhaust gas. As shown in FIG. 1, for example, the gas sensor 1 is arranged so that the axial direction Z of the gas sensor is perpendicular to the flow direction X of the gas to be measured. Note that the gas sensor 1 does not necessarily have to be perpendicular to the flow direction X of the gas to be measured, and can be disposed at an angle.

具体的には、ガスセンサ１は、例えば車両用の排気センサとして用いることができ、被測定ガスの種類や利用される制御の目的などに応じて、空燃比センサ、ＮＯxセンサ等として用いられる。センサ素子２としては、例えば部分安定化ジルコニアからなる固体電解質体と、その両面にそれぞれ設けられた測定電極及び基準電極と、基準ガス導入層、ヒータ層とを積層してなる長尺な板状の積層型酸素センサ素子が用いられる。センサ素子２は、上述のように板状であってもよいが棒状であってもよい。また、センサ素子２は、軸方向Ｚの先端２１に被測定ガスの導入口２３を有している。導入口２３は、センサ素子２の内部に被測定ガスを導入するための入り口であり、例えば多孔質セラミックス等によって形成される。導入孔２３は、１つでも複数でもよい。また、導入孔２３は、センサ素子２の先端２１以外にも側面等の他の部分に形成することもできる。なお、本実施形態が参照する図１、図２、並びに後述の実施形態２が参照する図４及び図５においては、センサ素子の具体的な構造を省略して示してある。 Specifically, the gas sensor 1 can be used as an exhaust sensor for a vehicle, for example, and is used as an air-fuel ratio sensor, a NOx sensor, or the like according to the type of gas to be measured and the purpose of control used. The sensor element 2 is, for example, a long plate formed by laminating a solid electrolyte body made of partially stabilized zirconia, a measurement electrode and a reference electrode respectively provided on both surfaces thereof, a reference gas introduction layer, and a heater layer. The stacked oxygen sensor element is used. The sensor element 2 may be plate-shaped as described above, but may be rod-shaped. Further, the sensor element 2 has an inlet 23 for the gas to be measured at the tip 21 in the axial direction Z. The introduction port 23 is an entrance for introducing the gas to be measured into the sensor element 2 and is formed of, for example, porous ceramics. One or a plurality of introduction holes 23 may be provided. Further, the introduction hole 23 can be formed in other portions such as the side surface in addition to the tip 21 of the sensor element 2. 1 and 2 referred to in the present embodiment, and FIGS. 4 and 5 referred to in Embodiment 2 described later, the specific structure of the sensor element is omitted.

センサ素子２は、インシュレータ３の内側に挿通して保持されている。さらに、インシュレータ３は、例えば金属製のハウジング４の内側に保持されている。ハウジング４の基端側Ｚ２には、センサ素子２の基端側Ｚ２を覆う基端側カバー１４が固定されており、基端側カバー１４内には、外部に接続される複数のリード部材１６が収容されている。基端側カバー１４の内部において、インシュレータ３（以下、適宜「先端側インシュレータ３」という）の基端側Ｚ２には、センサ素子２の基端側Ｚ２を覆うインシュレータ３００（以下、適宜「基端側インシュレータ３００」）が配設されている。基端側インシュレータ３００には、リード部材１６に接続された金属端子１８が配設されている。金属端子１８は、センサ素子２の電極端子に接触して電気的な導通を図っている。なお、図示を省略するが、基端側カバー１４の基端側Ｚ２には大気を導入する通気孔が設けられ、基端側カバー１４の基端側開口部はゴムブッシュからなる封止部材によって閉塞される。 The sensor element 2 is inserted and held inside the insulator 3. Furthermore, the insulator 3 is hold | maintained inside the metal housing 4, for example. A base end side cover 14 that covers the base end side Z2 of the sensor element 2 is fixed to the base end side Z2 of the housing 4, and a plurality of lead members 16 connected to the outside are provided in the base end side cover 14. Is housed. Inside the base end side cover 14, an insulator 300 (hereinafter referred to as “base end” as appropriate) covering the base end side Z 2 of the sensor element 2 is disposed on the base end side Z 2 of the insulator 3 (hereinafter referred to as “front end side insulator 3” as appropriate). Side insulator 300 ") is arranged. A metal terminal 18 connected to the lead member 16 is disposed on the proximal end insulator 300. The metal terminal 18 is in contact with the electrode terminal of the sensor element 2 to achieve electrical conduction. Although not shown, a vent hole for introducing air is provided on the base end side Z2 of the base end side cover 14, and the base end side opening of the base end side cover 14 is formed by a sealing member made of a rubber bush. Blocked.

図１及び図２に示すごとく、センサ素子２の先端２１は、先端側インシュレータ３の先端３１より基端側Ｚ２に配置されている。すなわち、センサ素子２の先端２１が、先端側インシュレータ３の先端３１よりも基端側に後退するように配置されており、先端側インシュレータ３の先端３１から突出していない。なお、本実施形態のガスセンサ１における先端側インシュレータ３及び基端側インシュレータ３００のように、センサ素子２を内側に保持する複数のインシュレータ３、３００を有する場合において、「インシュレータの先端」とは、軸方向Ｚにおける最も先端側Ｚ１に位置するインシュレータ（すなわち、先端側インシュレータ３）の先端３１である。インシュレータ３は、絶縁セラミックスにより形成される。絶縁セラミックスとしては、例えばアルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ、窒化ケイ素、マグネシア等を用いることができる。好ましくは、インシュレータ３はアルミナからなることがよく、特に純度９０質量％以上のアルミナからなることがよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the distal end 21 of the sensor element 2 is disposed closer to the proximal end side Z 2 than the distal end 31 of the distal end side insulator 3. That is, the distal end 21 of the sensor element 2 is disposed so as to recede to the proximal end side with respect to the distal end 31 of the distal-side insulator 3, and does not protrude from the distal end 31 of the distal-side insulator 3. In addition, in the case of having a plurality of insulators 3 and 300 that hold the sensor element 2 inside, such as the distal-side insulator 3 and the proximal-side insulator 300 in the gas sensor 1 of the present embodiment, the “tip of the insulator” This is the tip 31 of the insulator (that is, the tip-side insulator 3) located on the most tip side Z1 in the axial direction Z. The insulator 3 is formed of insulating ceramics. As the insulating ceramic, for example, alumina, titania, zirconia, silica, silicon nitride, magnesia and the like can be used. Preferably, the insulator 3 is preferably made of alumina, and particularly preferably is made of alumina having a purity of 90% by mass or more.

筒状のインシュレータ３は、その内側に保持されたセンサ素子２に被測定ガスを導入するための導入口３３を有しており、この導入口３３には多孔質フィルタ部３５が設けられている。本実施形態においては、軸方向Ｚに伸びる筒状のインシュレータ３は、軸方向に伸びる貫通孔３６を有し、この貫通孔３６内にセンサ素子２が挿入保持されている。貫通孔３６の先端側開口部によって導入口３３が形成されている。また、先端側開口部が多孔質セラミックスによって塞がれることによって、インシュレータ３の先端３１に多孔質フィルタ部３５が形成されている。多孔質フィルタ部３５は、被測定ガスを流通可能な多孔質の絶縁セラミックスにより形成される。絶縁セラミックスとしては、上述のインシュレータと同様の材料から適宜選択される。多孔質フィルタ部３５に用いられる絶縁セラミックスは、アルミナからなることが好ましく、α−アルミナ、γ−アルミナ、及びθ−アルミナからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有することがより好ましい。多孔質フィルタ部３５は、例えば予めシート状等に成形した多孔質の絶縁性セラミックスをインシュレータ３の先端３１に接合させることにより形成することができる。また、絶縁セラミックスを含むスラリーに筒状のインシュレータ３の先端３１を浸漬し、先端側開口部を塞ぐスラリーの膜を形成し、この膜を焼結させることにより多孔質フィルタ部３５を形成することもできる。多孔質フィルタ部３５の気孔率は、例えば３０〜９０％、平均細孔径は例えば０．５μｍ以上、厚さは例えば２０〜２０００μｍの範囲で調整することができる。平均細孔径、気孔率は、水銀圧入法の原理を利用した水銀ポロシメータによって測定することができる。 The cylindrical insulator 3 has an introduction port 33 for introducing the gas to be measured into the sensor element 2 held inside thereof, and the introduction port 33 is provided with a porous filter portion 35. . In the present embodiment, the cylindrical insulator 3 extending in the axial direction Z has a through hole 36 extending in the axial direction, and the sensor element 2 is inserted and held in the through hole 36. An introduction port 33 is formed by the front end side opening of the through hole 36. Moreover, the porous filter part 35 is formed in the front-end | tip 31 of the insulator 3 because the front end side opening part is block | closed with porous ceramics. The porous filter part 35 is formed of a porous insulating ceramic capable of flowing the gas to be measured. The insulating ceramic is appropriately selected from the same materials as those for the insulator described above. The insulating ceramic used for the porous filter portion 35 is preferably made of alumina, and more preferably contains at least one selected from the group consisting of α-alumina, γ-alumina, and θ-alumina. The porous filter portion 35 can be formed, for example, by bonding porous insulating ceramics previously formed into a sheet shape or the like to the tip 31 of the insulator 3. Moreover, the porous filter part 35 is formed by immersing the tip 31 of the cylindrical insulator 3 in a slurry containing insulating ceramics, forming a slurry film that closes the tip side opening, and sintering the film. You can also. The porosity of the porous filter part 35 can be adjusted, for example, in the range of 30 to 90%, the average pore diameter is, for example, 0.5 μm or more, and the thickness is, for example, 20 to 2000 μm. The average pore diameter and porosity can be measured with a mercury porosimeter using the principle of mercury porosimetry.

ハウジング４には、ガスセンサ１を排気管等に取り付けるための取り付けねじ部４３が形成されている。図１においては、ハウジング４の取り付けねじ部４３において排気管１９に取り付けたガスセンサ１が示されている。同図に示すごとく、ガスセンサ１においては、取り付けねじ部４３よりも先端側Ｚ１が被測定ガスに曝される。 The housing 4 is formed with an attachment screw portion 43 for attaching the gas sensor 1 to an exhaust pipe or the like. In FIG. 1, the gas sensor 1 attached to the exhaust pipe 19 at the attachment screw portion 43 of the housing 4 is shown. As shown in the figure, in the gas sensor 1, the tip end side Z 1 is exposed to the measurement gas with respect to the mounting screw portion 43.

ハウジング４の先端側Ｚ１には、保護カバー５が配設されている。図１及び図３に示すごとく、保護カバー５は、例えば単層構造の有底円筒状である。保護カバー５は、軸方向Ｚの先端側Ｚ１に向かって縮径する縮径段差部５５を有する。具体的には、保護カバー５は、軸方向Ｚに伸びる円筒状の第１側面５１と、この第１側面５１よりも小さな径を有すると共に軸方向に伸びる円筒状の第２側面５２と、これらの第１側面５１と第２側面５２とを連結する縮径段差部５５と、第２側面５２の先端を封止する底面５６とを有する。縮径段差部５５は、保護カバー５の径方向（すなわち、軸方向Ｚと垂直な方向）に形成されているが、径方向から傾斜していてもよい。 A protective cover 5 is disposed on the distal end side Z 1 of the housing 4. As shown in FIG.1 and FIG.3, the protective cover 5 is a bottomed cylindrical shape of a single layer structure, for example. The protective cover 5 has a reduced diameter step portion 55 that decreases in diameter toward the distal end side Z1 in the axial direction Z. Specifically, the protective cover 5 includes a cylindrical first side surface 51 extending in the axial direction Z, a cylindrical second side surface 52 having a smaller diameter than the first side surface 51 and extending in the axial direction, and these The first side surface 51 and the second side surface 52 have a reduced diameter step portion 55 and a bottom surface 56 that seals the tip of the second side surface 52. The reduced diameter step portion 55 is formed in the radial direction of the protective cover 5 (that is, the direction perpendicular to the axial direction Z), but may be inclined from the radial direction.

縮径段差部５５には、被測定ガスが流通する流通孔５３が設けられている。流通孔５３は、例えば複数形成することができ、図３に示されるように、複数の流通孔５３は例えば同心円上に配置させることができる。また、保護カバー５の底面５６にも流通孔５７が形成されている。 A flow hole 53 through which the gas to be measured flows is provided in the reduced diameter step portion 55. A plurality of flow holes 53 can be formed, for example, and as shown in FIG. 3, the plurality of flow holes 53 can be arranged on, for example, concentric circles. A flow hole 57 is also formed in the bottom surface 56 of the protective cover 5.

ガスセンサ１においては、図１に示すごとく、インシュレータ３と、その内側に挿通して保持されたセンサ素子２とが、ハウジング４の先端４１から先端側Ｚ１にほとんど突出していない。そして、インシュレータ３及びセンサ素子２は、保護カバー５の内部空間５０内にもほとんど突出していない。 In the gas sensor 1, as shown in FIG. 1, the insulator 3 and the sensor element 2 inserted and held inside thereof hardly protrude from the tip 41 of the housing 4 to the tip side Z 1. The insulator 3 and the sensor element 2 hardly protrude into the internal space 50 of the protective cover 5.

次に、本実施形態のガスセンサ１の作用効果を説明する。図１及び図２に示すように、ガスセンサ１においては、センサ素子２の先端２１がインシュレータ３の先端３１より基端側Ｚ２に配置されており、インシュレータ３から露出していない。そのため、被測定ガスが例えば水蒸気を含んでおり、被測定ガスの温度低下等により被測定ガス中に凝縮水が生じたとしても、センサ素子２に凝縮水が付着することを防止することができる。 Next, the effect of the gas sensor 1 of this embodiment is demonstrated. As shown in FIGS. 1 and 2, in the gas sensor 1, the distal end 21 of the sensor element 2 is disposed on the proximal end side Z 2 from the distal end 31 of the insulator 3 and is not exposed from the insulator 3. Therefore, even if the gas to be measured contains, for example, water vapor and condensed water is generated in the gas to be measured due to a temperature drop of the gas to be measured, it is possible to prevent the condensed water from adhering to the sensor element 2. .

さらに、インシュレータ３は、センサ素子２が保持されたインシュレータ３の内側に被測定ガスを導入する導入口３３を有すると共に、この導入口３３に形成された多孔質フィルタ部３５を有する。そのため、被測定ガスは、導入口３３に形成された多孔質フィルタ部３５を通過してからセンサ素子２に導かれる。それ故、被測定ガス中に含まれた凝縮水が導入口３３に飛来したとしても、凝縮水はセンサ素子２に到達する前に多孔質フィルタ部３５にトラップされる。したがって、凝縮水がセンサ素子２に付着することを防止することができる。 Furthermore, the insulator 3 has an introduction port 33 for introducing a gas to be measured inside the insulator 3 holding the sensor element 2, and a porous filter portion 35 formed in the introduction port 33. Therefore, the gas to be measured is guided to the sensor element 2 after passing through the porous filter portion 35 formed in the introduction port 33. Therefore, even if the condensed water contained in the gas to be measured comes to the inlet 33, the condensed water is trapped in the porous filter portion 35 before reaching the sensor element 2. Therefore, it is possible to prevent the condensed water from adhering to the sensor element 2.

このように、ガスセンサ１においては、インシュレータ３の先端位置に対するセンサ素子２の先端位置を基端側Ｚ２に配置させると共に、インシュレータ３の導入口３３に多孔質フィルタ部３５を形成することによって、センサ素子２の被水を十分に抑制することができる。その結果、センサ素子２の割れや被毒を防止することができる。 As described above, in the gas sensor 1, the distal end position of the sensor element 2 with respect to the distal end position of the insulator 3 is disposed on the proximal end side Z 2, and the porous filter portion 35 is formed in the introduction port 33 of the insulator 3, thereby The moisture of the element 2 can be sufficiently suppressed. As a result, the sensor element 2 can be prevented from cracking or poisoning.

また、センサ素子２の先端２１がインシュレータ３から露出していないため、従来のようなセンサ素子２の先端側Ｚ１を覆う多重構造のカバーが必ずしも必要ない。すなわち、センサ素子２がインシュレータ３の先端３１から先端側Ｚ１に突出しておらず、保護カバー５の内部空間５０にセンサ素子２が露出されていない。したがって、センサ素子２への被水を抑制するために用いられていた多層構造の複雑な保護カバーは必ずしも必要なく、図１に示すように例えば単層構造の比較的単純な構造の保護カバー５を用いることが可能になる。その結果、保護カバー５の部品数を減らすことができ、ガスセンサ１の製造コストの低減が可能になる。また、上記のように導入口３３に多孔質フィルム部３５が設けられているため、センサ素子２の表面に多孔質保護層等を別途設ける必要がなくなる。そのため、センサ素子２の熱容量を小さくすることができ、ガスセンサ１の消費電力を小さくすることができる。 Further, since the tip 21 of the sensor element 2 is not exposed from the insulator 3, a multi-layer cover that covers the tip side Z1 of the sensor element 2 as in the related art is not necessarily required. That is, the sensor element 2 does not protrude from the tip 31 of the insulator 3 to the tip side Z1, and the sensor element 2 is not exposed in the internal space 50 of the protective cover 5. Therefore, a complicated protective cover having a multilayer structure used for suppressing water exposure to the sensor element 2 is not necessarily required. For example, a protective cover 5 having a relatively simple structure having a single-layer structure as shown in FIG. Can be used. As a result, the number of parts of the protective cover 5 can be reduced, and the manufacturing cost of the gas sensor 1 can be reduced. Further, since the porous film portion 35 is provided in the introduction port 33 as described above, it is not necessary to separately provide a porous protective layer or the like on the surface of the sensor element 2. Therefore, the heat capacity of the sensor element 2 can be reduced, and the power consumption of the gas sensor 1 can be reduced.

導入口３３及び多孔質フィルタ部３５は、図１及び図２に示すごとく、インシュレータ３の先端３１に形成することができる。この場合には、被測定ガスの流路１９０内におけるインシュレータ３の先端３１の位置及びセンサ素子２の先端２１の位置を基端側Ｚ２へ後退させることが可能になり、インシュレータ３及びセンサ素子２の軸方向Ｚの全長を短くすることが可能になる。導入口３３から被測定ガスを導入させるためには、導入口３３が設けられたインシュレータ３の先端３１が被測定ガスに曝されればよく、必要以上にインシュレータ３の先端３１を軸方向Ｚの先端側Ｚ１に突出させる必要はなく、さらに、センサ素子の先端２１はインシュレータの先端３１より基端側Ｚ２に配置されるからである。一方、例えば後述の実施形態２のように、インシュレータ３の側面３７に導入口３３を有するガスセンサ１においては、この導入口３３を被測定ガスの流路１９０内に露出させるために、インシュレータ３の先端３１を先端側Ｚ１に突出させる必要性が生じる（図４参照）。インシュレータ３及びセンサ素子２の長さが短くなると、これら２つの部材の材料費を削減できるため製造コストの低下が可能になる。 The introduction port 33 and the porous filter part 35 can be formed at the tip 31 of the insulator 3 as shown in FIGS. In this case, the position of the distal end 31 of the insulator 3 and the position of the distal end 21 of the sensor element 2 in the measured gas flow path 190 can be retracted to the proximal end side Z2, and the insulator 3 and the sensor element 2 can be retreated. It is possible to shorten the overall length in the axial direction Z. In order to introduce the gas to be measured from the inlet 33, the tip 31 of the insulator 3 provided with the inlet 33 only needs to be exposed to the gas to be measured, and the tip 31 of the insulator 3 is moved in the axial direction Z more than necessary. This is because there is no need to project to the distal end side Z1, and further, the distal end 21 of the sensor element is disposed closer to the proximal end side Z2 than the distal end 31 of the insulator. On the other hand, in the gas sensor 1 having the introduction port 33 on the side surface 37 of the insulator 3 as in the second embodiment to be described later, in order to expose the introduction port 33 in the flow path 190 of the gas to be measured, There is a need to project the tip 31 to the tip side Z1 (see FIG. 4). When the lengths of the insulator 3 and the sensor element 2 are shortened, the material costs of these two members can be reduced, so that the manufacturing cost can be reduced.

センサ素子２の導入口２３と、インシュレータ３の導入口３３及び／又は多孔質フィルタ部３５とは互いに対向する位置に形成されていることが好ましい。この場合には、インシュレータ３の導入口３３とセンサ素子２の導入口２３とを近づけることができると共に、インシュレータ３の導入口３３を通過する被測定ガスの流れ方向と、センサ素子２の導入口２３から導入される被測定ガスの流れ方向とを揃えることができる。これらの流れ方向は、必ずしも一致させる必要はないが、一致又は平行に近づけることにより、インシュレータ３の導入口３３から導入された被測定ガスがセンサ素子２の導入口２３から導入されやすくなる。そのため、センサ素子２の導入口２３におけるガス交換性をより向上させることができる。それ故、ガスセンサ１の応答性をより向上させることができる。 It is preferable that the introduction port 23 of the sensor element 2 and the introduction port 33 and / or the porous filter portion 35 of the insulator 3 are formed at positions facing each other. In this case, the inlet 33 of the insulator 3 and the inlet 23 of the sensor element 2 can be brought close to each other, the flow direction of the gas to be measured passing through the inlet 33 of the insulator 3, and the inlet of the sensor element 2 The flow direction of the gas to be measured introduced from 23 can be made uniform. These flow directions do not necessarily need to coincide with each other, but the gas to be measured introduced from the introduction port 33 of the insulator 3 can be easily introduced from the introduction port 23 of the sensor element 2 by being close to or coincident with each other. Therefore, the gas exchange property at the inlet 23 of the sensor element 2 can be further improved. Therefore, the responsiveness of the gas sensor 1 can be further improved.

本実施形態のように、導入口３３及び多孔質フィルタ部３５がインシュレータ３の先端３１に形成されている場合には、図１及び図２に示すごとく、被測定ガスをセンサ素子２の内部に導入する導入口２３は、センサ素子２の先端２１に形成されていることが好ましい。この場合には、インシュレータ３の先端３１の導入口３３から導入された被測定ガスがセンサ素子２の先端２１の導入口２３から導入されやすくなる。そのため、センサ素子２の導入口２３におけるガス交換性をより向上させることができる。それ故、ガスセンサ１の応答性をより向上させることができる。 When the introduction port 33 and the porous filter portion 35 are formed at the tip 31 of the insulator 3 as in the present embodiment, the gas to be measured is placed inside the sensor element 2 as shown in FIGS. The introduction port 23 to be introduced is preferably formed at the tip 21 of the sensor element 2. In this case, the gas to be measured introduced from the introduction port 33 at the tip 31 of the insulator 3 is easily introduced from the introduction port 23 at the tip 21 of the sensor element 2. Therefore, the gas exchange property at the inlet 23 of the sensor element 2 can be further improved. Therefore, the responsiveness of the gas sensor 1 can be further improved.

また、図１及び図３示すごとく、ハウジング４の先端側Ｚ１には、有底筒状の単層構造の保護カバー５が固定することができる。単層構造の保護カバー５により、例えば多層構造の保護カバーに比べて保護カバーを形成するための部品点数を減らすことができる。そのため、ガスセンサ１の製造コストを低減させることができる。さらに、本実施形態のようにインシュレータ３の先端３１に対するセンサ素子２の先端２１を基端側Ｚ２に配置し、インシュレータ３の導入口３３に多孔質フィルタ部３５を設けたガスセンサ１においては、単層構造の保護カバー５でも、センサ素子２の被水を十分に抑制することが可能になる。 As shown in FIGS. 1 and 3, a bottomed cylindrical single-layer protective cover 5 can be fixed to the distal end side Z 1 of the housing 4. The protective cover 5 having a single-layer structure can reduce the number of parts for forming the protective cover, for example, as compared with a protective cover having a multilayer structure. Therefore, the manufacturing cost of the gas sensor 1 can be reduced. Furthermore, in the gas sensor 1 in which the tip 21 of the sensor element 2 with respect to the tip 31 of the insulator 3 is disposed on the base end side Z2 and the porous filter portion 35 is provided at the inlet 33 of the insulator 3 as in the present embodiment, Even with the protective cover 5 having a layer structure, it is possible to sufficiently suppress the moisture of the sensor element 2.

保護カバー５は、軸方向Ｚの先端側Ｚ１に向かって縮径する縮径段差部５５を有し、この縮径段差部５５に、被測定ガスが流通する流通孔５３が設けられていることが好ましい。この場合には、図１に示すようにガスセンサ１を被測定ガスの流路１９０中に設置した際に、縮径段差部５５に設けられた流通孔５３から保護カバー５内に被測定ガスが導入される。そのため、保護カバー５内における被測定ガスの流れ方向をコントロールし、インシュレータ３の先端３１に設けられた導入孔３３から導入される被測定ガスの流量を増やすことができる。そのため、インシュレータ３の導入口３３におけるガス交換性をより向上させることができる。それ故、ガスセンサ１の応答性をより向上させることができる。 The protective cover 5 has a reduced diameter step portion 55 that is reduced in diameter toward the distal end side Z1 in the axial direction Z, and the reduced diameter step portion 55 is provided with a flow hole 53 through which the gas to be measured flows. Is preferred. In this case, as shown in FIG. 1, when the gas sensor 1 is installed in the measured gas flow path 190, the measured gas is introduced into the protective cover 5 from the flow hole 53 provided in the reduced diameter step portion 55. be introduced. Therefore, the flow direction of the gas to be measured in the protective cover 5 can be controlled, and the flow rate of the gas to be measured introduced from the introduction hole 33 provided at the tip 31 of the insulator 3 can be increased. Therefore, the gas exchange property in the inlet 33 of the insulator 3 can be further improved. Therefore, the responsiveness of the gas sensor 1 can be further improved.

また、図２に示すごとく、インシュレータ３と、その内側に保持されたセンサ素子２との間にはクリアランス１０１が形成されていることが好ましい。すなわち、センサ素子２の側面２４とインシュレータ３の内側面３４とが離間しており、センサ素子２の側面２４とインシュレータ３の内側面３４とが当接していないことが好ましい。この場合には、インシュレータ３が被水しても、クリアランス１０１の存在によってセンサ素子２に熱衝撃が発生することを防止できる。そのため、センサ素子２の割れをより一層防止することができる。図１及び図２に示すごとく、センサ素子２とインシュレータ３との間のクリアランス１０１は、軸方向の先端側Ｚ１に形成することができる。また、インシュレータ３の導入口３３に形成された多孔質フィルタ部３５とセンサ素子２（具体的には、センサ素子２の先端２１）との間にもクリアランス１０２が形成されていることが好ましい。すなわち、センサ素子２の先端２１と多孔質フィルタ部３５とが離間しており、センサ素子２の先端２１と多孔質フィルタ部３５とは当接していないことが好ましい。この場合には、多孔質フィルタ部３５が被水しても、クリアランス１０２の存在により、センサ素子２に熱衝撃が発生することを防止できる。そのため、センサ素子２の割れをより一層防止することができる。 Moreover, as shown in FIG. 2, it is preferable that a clearance 101 is formed between the insulator 3 and the sensor element 2 held inside thereof. That is, it is preferable that the side surface 24 of the sensor element 2 and the inner side surface 34 of the insulator 3 are separated from each other, and the side surface 24 of the sensor element 2 and the inner side surface 34 of the insulator 3 are not in contact with each other. In this case, even if the insulator 3 is flooded, it is possible to prevent a thermal shock from being generated in the sensor element 2 due to the presence of the clearance 101. Therefore, the crack of the sensor element 2 can be further prevented. As shown in FIGS. 1 and 2, the clearance 101 between the sensor element 2 and the insulator 3 can be formed on the distal end side Z 1 in the axial direction. Further, it is preferable that a clearance 102 is also formed between the porous filter portion 35 formed in the introduction port 33 of the insulator 3 and the sensor element 2 (specifically, the tip 21 of the sensor element 2). That is, it is preferable that the tip 21 of the sensor element 2 and the porous filter portion 35 are separated from each other, and the tip 21 of the sensor element 2 and the porous filter portion 35 are not in contact with each other. In this case, even if the porous filter portion 35 is flooded, it is possible to prevent a thermal shock from occurring in the sensor element 2 due to the presence of the clearance 102. Therefore, the crack of the sensor element 2 can be further prevented.

また、クリアランス１０１、１０２の存在によって、センサ素子２の周囲に空間が形成され、この空間は被測定ガスが導入される被測定ガス室となりうる。したがって、センサ素子２の周囲に導入された例えば排ガス等の被測定ガスによってセンサ素子２を保温することが可能になるため、制御温度の安定性が向上する。さらに、上述のごとくクリアランス１０１、１０２を有する場合には、センサ素子２の周囲に形成された空間内に被測定ガスが導入されるため、センサ素子２における導入口２３の形成位置をクリアランス１０１、１０２によって形成される空間に面した任意の位置に適宜変更することが可能になる。すなわち、センサ素子２における導入口２３の形成位置の自由度を高めることができる。 Further, due to the presence of the clearances 101 and 102, a space is formed around the sensor element 2, and this space can be a measured gas chamber into which the measured gas is introduced. Therefore, the sensor element 2 can be kept warm by the gas to be measured such as exhaust gas introduced around the sensor element 2, so that the stability of the control temperature is improved. Further, when the clearances 101 and 102 are provided as described above, the gas to be measured is introduced into the space formed around the sensor element 2. It is possible to appropriately change to an arbitrary position facing the space formed by 102. That is, the degree of freedom of the formation position of the introduction port 23 in the sensor element 2 can be increased.

（実施形態２）
次に、インシュレータの側面に、被測定ガスのガス導入口を有するガスセンサについて説明する。なお、実施形態２において用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を示す。以下、本実施形態のガスセンサについて詳細に説明する。 (Embodiment 2)
Next, a gas sensor having a gas inlet for the gas to be measured on the side surface of the insulator will be described. Of the reference numerals used in the second embodiment, the same reference numerals as those used in the first embodiment indicate the same components and the like as those in the foregoing embodiments unless otherwise specified. Hereinafter, the gas sensor of this embodiment will be described in detail.

図４に示すごとく、本実施形態のガスセンサ１は、実施形態１に比べてハウジング４の先端４１よりも先端側Ｚ１に突出したインシュレータ３及びセンサ素子２を有している。インシュレータ３は、有底筒状であり、センサ素子２を内側に挿通して保持している。実施形態１と同様に、センサ素子の先端２１は、インシュレータ３の先端３１より基端側Ｚ２に配置されているが、本実施形態においては、インシュレータ３の先端３は閉塞しており、底面３２が形成されている。本明細書において、筒状のインシュレータは、両端が開口した貫通孔を有するものだけでなく、一端が閉塞した有底筒状のものを含む概念である。 As shown in FIG. 4, the gas sensor 1 of the present embodiment includes an insulator 3 and a sensor element 2 that protrude from the front end 41 of the housing 4 to the front end side Z 1 as compared to the first embodiment. The insulator 3 has a bottomed cylindrical shape, and holds the sensor element 2 inserted inside. As in the first embodiment, the tip 21 of the sensor element is disposed closer to the base end side Z2 than the tip 31 of the insulator 3, but in the present embodiment, the tip 3 of the insulator 3 is closed and the bottom surface 32 is closed. Is formed. In the present specification, the cylindrical insulator is a concept including not only a through-hole having both ends opened but also a bottomed cylindrical one having one end closed.

インシュレータ３は、センサ素子２が保持されたインシュレータ３の内側に被測定ガスを導入する導入口３３を有する。導入口３３は、インシュレータ３の側面３７に形成されている。そして、側面３７に形成された導入口３３に、多孔質セラミックスからなる多孔質フィルタ部３５が形成されている。また、センサ素子２の導入口２３は、センサ素子２の側面２４に形成されている。インシュレータ３の側面３７に形成された導入口３３と、センサ素子２の側面２４に形成された導入口２３とは、互いに対向する位置に形成されており、軸方向Ｚにおいて同じ位置になるように調整されている。なお、多孔質フィルタ部３５は、例えば所定形状に成形した多孔質の絶縁性セラミックスをインシュレータ３の側面３７に形成した導入口３３に接合させることにより、形成することができる。また、絶縁性セラミックスを含むスラリーに、予め導入口３３を形成したインシュレータ３の側面３７を浸漬し、スラリーの膜で導入口３３を塞ぎ、この膜を焼結させることにより多孔質フィルタ部３５を形成することもできる。 The insulator 3 has an introduction port 33 for introducing a gas to be measured inside the insulator 3 in which the sensor element 2 is held. The introduction port 33 is formed on the side surface 37 of the insulator 3. And the porous filter part 35 which consists of porous ceramics is formed in the inlet 33 formed in the side surface 37. As shown in FIG. Further, the introduction port 23 of the sensor element 2 is formed on the side surface 24 of the sensor element 2. The introduction port 33 formed on the side surface 37 of the insulator 3 and the introduction port 23 formed on the side surface 24 of the sensor element 2 are formed at positions facing each other, and are in the same position in the axial direction Z. It has been adjusted. In addition, the porous filter part 35 can be formed by joining the porous insulating ceramics shape | molded in the predetermined shape to the inlet 33 formed in the side surface 37 of the insulator 3, for example. Further, the porous filter portion 35 is formed by immersing the side surface 37 of the insulator 3 in which the inlet 33 is formed in advance in a slurry containing insulating ceramics, closing the inlet 33 with a slurry film, and sintering the film. It can also be formed.

また、インシュレータ３と、その内側に保持されたセンサ素子２との間にはクリアランス１０１が形成されている。本例においては、筒状のインシュレータ３の内側面３４と、板状のセンサ素子２の側面２４との間、さらにインシュレータ３の底面３２とセンサ素子２の先端２１との間にクリアランス１０１が形成されている。また、インシュレータ３の側面３７に形成された多孔質フィルタ部３５とセンサ素子２との間にもクリアランス１０２が形成されている。 Further, a clearance 101 is formed between the insulator 3 and the sensor element 2 held inside thereof. In this example, a clearance 101 is formed between the inner side surface 34 of the cylindrical insulator 3 and the side surface 24 of the plate-like sensor element 2 and between the bottom surface 32 of the insulator 3 and the tip 21 of the sensor element 2. Has been. A clearance 102 is also formed between the porous filter portion 35 formed on the side surface 37 of the insulator 3 and the sensor element 2.

図４及び図５示すごとく、ハウジング４の先端側Ｚ１には、有底筒状の単層構造の保護カバー５が固定されている。保護カバー５の側面５４には、被測定ガスが流通する複数の流通孔５３が複数設けられている。複数の流通孔５３は、筒状の側面５４において同心円上に形成されている。また、流通孔５３の底面５６にも流通孔５７が形成されている。センサ素子２及びこれを内側に保持するインシュレータ３は、保護カバー５の底面５６の近くまで、保護カバー５の内部空間５０に突出している。インシュレータ３の側面３７に形成された導入口３３と、保護カバー５の側面に形成された流通孔５３とが、軸方向Ｚにおける同じ位置になるように調整されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, a protective cover 5 having a bottomed cylindrical single-layer structure is fixed to the distal end side Z 1 of the housing 4. The side surface 54 of the protective cover 5 is provided with a plurality of flow holes 53 through which the gas to be measured flows. The plurality of flow holes 53 are concentrically formed on the cylindrical side surface 54. A flow hole 57 is also formed in the bottom surface 56 of the flow hole 53. The sensor element 2 and the insulator 3 that holds the sensor element 2 inside project out into the internal space 50 of the protective cover 5 to the vicinity of the bottom surface 56 of the protective cover 5. The introduction port 33 formed on the side surface 37 of the insulator 3 and the flow hole 53 formed on the side surface of the protective cover 5 are adjusted to be in the same position in the axial direction Z.

次に、本実施形態のガスセンサ素子１の作用効果を説明する。本実施形態のガスセンサ１においては、図４及び図５に示すごとく、導入口３３及びこの導入口３３に形成された多孔質フィルタ部３５が、インシュレータ３の側面３７に形成されている。この場合においても、上述の実施形態１と同様に、被測定ガスが凝縮水を含有していたとしても、凝縮水は多孔質フィルタ部３５においてトラップされる。その結果、センサ素子２の被水を防止することができるため、センサ素子２の割れや被毒の防止が可能になる。インシュレータ３の導入口３３は、被測定ガスの流れ方向Ｘにおける上流側の側面３７に形成することが好ましい。この場合には、導入口３３から被測定ガスが導入され易くなる。そのため、例えば保護カバー５の形状や流通孔５３の形成位置を調整して保護カバー内の被測定ガスの流れ方向等を制御する必要が必ずしもなくなるため、保護カバー５の形状をよりシンプルにすることができる。なお、インシュレータ３の先端３１は閉塞しており底面３２が形成されているため、実施形態１のように先端３１から被測定ガスがインシュレータ３内に導入されることはない。 Next, the effect of the gas sensor element 1 of this embodiment is demonstrated. In the gas sensor 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the introduction port 33 and the porous filter portion 35 formed in the introduction port 33 are formed on the side surface 37 of the insulator 3. Also in this case, as in the first embodiment, even if the gas to be measured contains condensed water, the condensed water is trapped in the porous filter portion 35. As a result, since the sensor element 2 can be prevented from being wet, the sensor element 2 can be prevented from being broken or poisoned. The inlet 33 of the insulator 3 is preferably formed on the upstream side surface 37 in the flow direction X of the gas to be measured. In this case, the gas to be measured is easily introduced from the introduction port 33. Therefore, for example, it is not always necessary to control the flow direction of the gas to be measured in the protective cover by adjusting the shape of the protective cover 5 or the formation position of the flow hole 53, so that the shape of the protective cover 5 is simplified. Can do. Since the tip 31 of the insulator 3 is closed and the bottom surface 32 is formed, the gas to be measured is not introduced from the tip 31 into the insulator 3 as in the first embodiment.

本実施形態のように、導入口３３及び多孔質フィルタ部３５がインシュレータ３の側面３７に形成されている場合には、図４及び図５に示すごとく、被測定ガスをセンサ素子２の内部に導入する導入口２３は、センサ素子２の側面２４に形成されていることが好ましい。この場合には、インシュレータ３の側面３７の導入口３３から導入された被測定ガスがセンサ素子２の側面２４の導入口２３から導入されやすくなる。そのため、センサ素子２の導入口２３におけるガス交換性をより向上させることができる。それ故、ガスセンサ１の応答性をより向上させることができる。 When the introduction port 33 and the porous filter portion 35 are formed on the side surface 37 of the insulator 3 as in this embodiment, the gas to be measured is placed inside the sensor element 2 as shown in FIGS. 4 and 5. The introduction port 23 to be introduced is preferably formed on the side surface 24 of the sensor element 2. In this case, the gas to be measured introduced from the introduction port 33 on the side surface 37 of the insulator 3 is easily introduced from the introduction port 23 on the side surface 24 of the sensor element 2. Therefore, the gas exchange property at the inlet 23 of the sensor element 2 can be further improved. Therefore, the responsiveness of the gas sensor 1 can be further improved.

また、図４及び図５に示すごとく、ハウジング４の先端側Ｚ１には、有底筒状の単層構造の保護カバー５が固定されており、保護カバー５の側面５４には、被測定ガスが流通する流通孔５３が設けられていることが好ましい。この場合には、インシュレータ３の側面に形成された導入口３３から被測定ガスが導入されやすくなり、ガス応答性をより向上させることができる。 Further, as shown in FIGS. 4 and 5, a protective cover 5 having a bottomed cylindrical single layer structure is fixed to the distal end side Z 1 of the housing 4, and a gas to be measured is attached to a side surface 54 of the protective cover 5. It is preferable that a circulation hole 53 through which is circulated is provided. In this case, the gas to be measured is easily introduced from the inlet 33 formed on the side surface of the insulator 3, and the gas responsiveness can be further improved.

本実施形態のガスセンサ１は、その他にも実施形態１と同様の作用効果を奏し、他の作用効果については、実施形態１を参照する。 The gas sensor 1 of the present embodiment has other effects similar to those of the first embodiment, and the first embodiment is referred to for other functions and effects.

以上のように、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、実施形態１に示す構成と、実施形態２に示す構成とを組み合わせることもできる。具体的には、例えばインシュータは、先端と側面との両方に導入口を有し、これらの導入口に形成された多孔質フィルタ部を有することも可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, It is possible to apply to various embodiment in the range which does not deviate from the summary. is there. For example, the configuration shown in the first embodiment and the configuration shown in the second embodiment can be combined. Specifically, for example, an insulator can have inlets at both the tip and side surfaces, and can also have a porous filter portion formed at these inlets.

１ガスセンサ
２センサ素子
２１センサ素子の先端
３インシュレータ
３１インシュレータの先端
３３導入口
３５多孔質フィルタ部
４ハウジング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas sensor 2 Sensor element 21 The front-end | tip of a sensor element 3 Insulator 31 The front-end | tip of an insulator 33 Introduction port 35 Porous filter part 4 Housing

Claims

A sensor element (2) for detecting a specific gas concentration in the gas to be measured;
A cylindrical insulator (3) for inserting and holding the sensor element inside;
A cylindrical housing (4) for inserting and holding the insulator inside, at least,
The tip (21) of the sensor element is arranged on the base end side (Z2) from the tip (31) of the insulator,
The insulator may possess inlet for introducing the measurement gas to the inside of the insulator in which the sensor element is held and has a (33), formed in the conductor inlet porous filter part (35),
The introduction port and the porous filter portion are formed at the tip of the insulator,
A gas sensor (1) having an introduction port (23) for introducing the gas to be measured into the sensor element at the tip of the sensor element .

A sensor element (2) for detecting a specific gas concentration in the gas to be measured;
  A cylindrical insulator (3) for inserting and holding the sensor element inside;
  A cylindrical housing (4) for inserting and holding the insulator inside, at least,
  The tip (21) of the sensor element is arranged on the base end side (Z2) from the tip (31) of the insulator,
  The insulator has an inlet (33) for introducing the gas to be measured inside the insulator in which the sensor element is held, and a porous filter portion (35) formed in the inlet,
  The introduction port and the porous filter portion are formed at the tip of the insulator,
  A protective cover (5) having a bottomed cylindrical single-layer structure is fixed to the front end side of the housing, and the protective cover has a reduced diameter step portion (55) that decreases in diameter toward the front end side. The gas sensor (1) is provided with a flow hole (53) through which the gas to be measured flows in the reduced diameter step portion.

A sensor element (2) for detecting a specific gas concentration in the gas to be measured;
  A cylindrical insulator (3) for inserting and holding the sensor element inside;
  A cylindrical housing (4) for inserting and holding the insulator inside, at least,
  The tip (21) of the sensor element is arranged on the base end side (Z2) from the tip (31) of the insulator,
  The insulator has an inlet (33) for introducing the gas to be measured inside the insulator in which the sensor element is held, and a porous filter portion (35) formed in the inlet,
  The introduction port and the porous filter portion are gas sensors (1) formed on a side surface (37) of the insulator.

The gas sensor according to claim 3 , wherein the side surface (24) of the sensor element is provided with an inlet (23) for introducing the gas to be measured into the sensor element.

A protective cover (5) having a bottomed cylindrical single layer structure is fixed to the front end side of the housing, and a flow hole (53) through which the gas to be measured flows is provided on a side surface (54) of the protective cover. The gas sensor according to claim 3 or 4 provided with.

The gas sensor according to any one of claims 1 to 5 , wherein a clearance (101) is formed between the insulator and the sensor element held inside the insulator.

The clearance (102) was formed between the said porous filter part formed in the said inlet of the said insulator, and the said sensor element hold | maintained inside the said insulator, The any one of Claims 1-6 The gas sensor according to item.