JP2000241382A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を削減するとともに、回路基板等へ
の組付工数をも削減し得るガスセンサを提供する。 【解決手段】 ガスセンサ２０は、測定ガスを導入可能
な導入部２２ｂを有するハウジング２２と、測定ガスに
含まれる酸素ガス等を検知可能なセンサ部２８と、セン
サ部２８をハウジング２２内に支持し、ハウジング２２
と接合部２５により一体に組み付けられるセンサステム
２４と、を備える。これにより、ハウジング２２内外の
遮断性を確保でき、組み付けられる回路基板等にハウジ
ング２２とセンサステム２４とを別個に組み付ける必要
がない。したがって、Ｏリング等のパッキング材を不要
にすることから部品点数を削減するとともに、回路基板
等への組付工数をも削減し得る効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定空間内に導入
された気体から所定の被検出気体を検知するガスセンサ
に関し、特に、医療用、ガス分析用、ガス検知用などの
精密なガス検出をする装置に用いられるガスセンサに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】測定空間内に導入された気体から所定の
被検出気体を検知するタイプのガスセンサには、被検出
気体を検知するセンサ素子を収納するハウジングを、測
定回路を構成するプリント基板等に別個に組み付けるも
のがある。この種のガスセンサでは、例えばプリント基
板にセンサ部を半田付けした後に、ハウジングをプリン
ト基板にねじ等によって固定するという組み付け工程を
採っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに該センサ素子と該ハウジングとを別々にプリント基
板等に組み付けなければならないものは、組み付け作業
時に手間がかかり組付工数の増大を招くという問題があ
る。

【０００４】また、センサの測定精度を高めるために、
測定空間とセンサ外空間との遮断が要求されるところ、
プリント基板とハウジングとの間を気密構造にする必要
がある。そのため、Ｏリング等のパッキング材を介在さ
せてプリント基板にハウジングを固定する必要があり、
部品点数の削減を困難にしているという問題がある。

【０００５】さらに、センサ部とハウジングとの組み付
け状態によっては、前述したプリント基板とハウジング
との間の気密の劣化を招くおそれもあり、また被検出気
体を導入する測定空間の体積が変動するため、センサの
測定感度および測定精度に悪影響を及ぼし得るという問
題がある。

【０００６】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、部品点
数を削減するとともに、回路基板等への組付工数をも削
減し得るガスセンサを提供することにある。また、本発
明の別の目的は、測定感度または測定精度のバラツキを
低減し得るガスセンサを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１のガスセンサでは、ハウジング内に導入し
た気体から所定の被検出気体を検知するガスセンサであ
って、前記気体を導入可能な流通部(22b,32b,42b,62b,6
2c)を有するハウジング(22,32,42,62)と、前記被検出気
体を検知可能なセンサ部(28)と、前記センサ部を前記ハ
ウジング内に支持し、前記ハウジングと気密構造(25,3
5,45,65) により一体に組み付けられる台座(24,44)
と、を備えることを技術的特徴とする。

【０００８】また、請求項２のガスセンサでは、請求項
１において、前記流通部は、前記ハウジングの外方向に
突出する筒状に形成され、前記ハウジング外の気体を前
記ハウジング内に導入、または前記ハウジング内の気体
を前記ハウジング外に導出することを技術的特徴とす
る。

【０００９】さらに、請求項３のガスセンサでは、請求
項１または２において、前記流通部は、前記ハウジング
の２箇所に形成され(62b,62c) 、一方は前記ハウジング
外の気体を前記ハウジング内に導入し、他方は前記ハウ
ジング内の気体を前記ハウジング外に導出することを技
術的特徴とする。

【００１０】さらにまた、請求項４のガスセンサでは、
請求項１〜３のいずれか一項において、前記ハウジング
内には多孔体(26,36,46)が設けられ、前記気体は、前記
多孔体を経て前記センサ部に到達することを技術的特徴
とする。

【００１１】また、請求項５のガスセンサでは、請求項
１〜４のいずれか一項において、前記センサ部は、発熱
体を備えることを技術的特徴とする。

【００１２】さらに、請求項６のガスセンサでは、請求
項１〜５のいずれか一項において、前記センサ部は、酸
素イオン伝導体(28a) であることを技術的特徴とする。

【００１３】さらにまた、請求項７のガスセンサでは、
請求項４において、前記多孔体は、前記ハウジングと前
記台座とにより挟持されることを技術的特徴とする。

【００１４】請求項１の発明では、ハウジング内にセン
サ部を支持する台座は、ハウジングと気密構造により一
体に組み付けられる。これにより、ハウジング内外の遮
断性を確保でき、しかも組み付けられる回路基板等にハ
ウジングと台座とを別個に組み付ける必要がない。ま
た、ハウジングおよび台座により測定空間を予め気密に
区画形成することから、回路基板等への組み付け状態に
よってハウジングと台座との間の気密の劣化を招くこと
もなく、さらに該測定空間の体積変動がない。

【００１５】請求項２の発明では、ハウジングが有する
流通部は、ハウジングの外方向に突出する筒状に形成さ
れ、ハウジング外の気体をハウジング内に導入、または
ハウジング内の気体をハウジング外に導出する。これに
より、例えばチューブ状の気体流通管を該筒状の流通部
に取り付けることができる。

【００１６】請求項３の発明では、ハウジングが有する
流通部は、ハウジングの２箇所に形成され、一方はハウ
ジング外の気体をハウジング内に導入し、他方はハウジ
ング内の気体をハウジング外に導出する。これにより、
該気体の導入源との間で帰還経路を形成することができ
る。

【００１７】請求項４の発明では、導入された気体は、
ハウジング内に設けられた多孔体を経てセンサ部に到達
することから、該気体の進行方向が多孔体を通過する際
に分散する。これにより、直接、被検出気体がセンサ部
に当たることを抑制する。

【００１８】請求項５の発明では、センサ部は発熱体を
備えることから、自ら発熱することができる。これによ
り、加熱されることでセンサ感度が高められるセンサ部
や、加熱されることで検出可能なセンサ部にあっては、
好適な条件がつくられる。

【００１９】請求項６の発明では、センサ部は酸素イオ
ン伝導体であることから、酸素原子を含む気体の濃度や
その有無等を監視する装置に用いることができる。

【００２０】請求項７の発明では、多孔体は、ハウジン
グと台座とにより挟持されることから、ハウジング内で
の移動を阻止される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のガスセンサの実施
形態について図を参照して説明する。 （第１実施形態）まず、本第１実施形態によるガスセン
サの構成を図１〜図３に基づいて説明する。ガスセンサ
２０は、酸素濃度等を測定するために用いられ、例えば
酸素ガスを呼吸器疾患の患者に供給する医療用機器の酸
素センサとして用いられるものである。

【００２２】図１に示すように、ガスセンサ２０は、ハ
ウジング２２、センサステム２４、フィルタ２６および
センサ部２８から構成されている。この構成により、酸
素の存在およびその濃度は、ハウジング２２に形成され
たガス流入路２１ａからフィルタ２６を介してフィルタ
内空間２１ｃ内に導入されたガス中からセンサ部２８に
よって検知される。

【００２３】ハウジング２２は耐熱性樹脂（例えばＭＣ
ナイロン）からなり、後述するセンサステム２４ととも
に測定空間を区画形成する役割を有するものである。さ
らに円筒ドーム形状に形成されるドーム部２２ａと、該
ドーム部２２ａの頂部にドーム外方向に突出して形成さ
れる導入部２２ｂと、該ドーム部２２ａの開口端内周壁
に環状に形成される凸部２２ｃとを有する。

【００２４】この頂部に形成される導入部２２ｂは、先
細りの円筒形状を有するため、例えば、酸素を含むガス
（以下「測定ガス」という。）がガス流入路２１ａに導
くためにゴムチューブ等をつなげる際にも、容易に該導
入部２２ｂに接続することができる。また該導入部２２
ｂの外周面に環状凸部を設けることによって、接続され
たゴムチューブ等の抜け落ちを防止することができる。

【００２５】また、該導入部２２ｂ内には、ハウジング
２２外から測定空間内に測定ガスを導入するガス流入路
２１ａが貫通して形成されている。さらに、凸部２２ｃ
の形成位置より頂部側近傍、即ちセンサステム２４寄り
のドーム部２２ａの周壁には、測定空間内からハウジン
グ２２外に測定ガスを導出するガス流出路２１ｄが貫通
して形成されており、本実施形態の場合、図１において
左右対称に２箇所形成されている。

【００２６】これにより、ハウジング２２のガス流入路
２１ａを経て測定空間内に導入された測定ガスは、フィ
ルタ２６の頂部からセンサステム２４方向、即ちフィル
タ２６内をフィルタ２６の軸方向に流れた後、さらにセ
ンサステム２４上を径方向に流れて、ドーム部２２ａの
周壁に設けられるガス流出路２１ｄからハウジング２２
外に流れ出る。つまり、ガスセンサ２２は、ハウジング
２２内に導入された測定ガスを別のガス流出路２１ｄか
らガスセンサ２０外に排出するので、逐次、ガス流入路
２１ａから未測定の測定ガスを取り込むことができる。
これにより、測定ガスを連続的に測定し、監視するシス
テム等にガスセンサ２０を使用することができる。

【００２７】なお、この測定ガスの流れ方向は、図１中
の矢印と逆方向、即ちガス流出路２１ｄから導入された
測定ガスは、センサステム２４上を径方向に流れた後、
フィルタ２６内をフィルタ２６の軸方向に流れて、ガス
流入路２１ａからハウジング２２外に流れ出るという方
向でもあっても良い。この場合、ガスセンサ２０は測定
ガス中に配置されることになる。

【００２８】台座としてのセンサステム２４もハウジン
グ２２と同様に、耐熱性樹脂（例えばＭＣナイロン）か
らなり、大径部２４ａと小径部２４ｂとを有する軸方向
断面凸字形状の円盤状に形成されている。大径部２４ａ
の外径は、ハウジング２２のドーム部２２ａの開口径よ
り僅かに小径に、また小径部２４ｂの外径は後述するフ
ィルタ２６の開口径より僅かに小径に、それぞれ設定さ
れている。そして、該センサステム２４は、後述するセ
ンサ部２８を測定空間に支持しながら、前述したハウジ
ング２２とともに測定空間を区画形成する役割を有す
る。

【００２９】つまり、図２に示すように、センサステム
２４には、金属製のセンサ用ピン２７ａ、２７ｂ、ヒー
タ用ピン２７ｃ、２７ｄおよび位置決めピン２７ｅが挿
通されており、そのうちの４本のピン（センサ用ピン２
７ａ、２７ｂ、ヒータ用ピン２７ｃ、２７ｄ）によって
図３に示す如くセンサ部２８が支持されている。また、
図１に示すように、センサステム２４は、ハウジング２
２に組み付けられる際に、その大径部２４ａとハウジン
グ２２の凸部２２ｃとにより、次述するフィルタ２６の
フランジ部２６ｂを挟み込むことによってフィルタ２６
を挟持する役割も有する。

【００３０】多孔体としてのフィルタ２６は例えばフッ
素樹脂（例えばテフロン（登録商標））からなり、カッ
プ部２６ａと、開口端全周に径方向外側に向かって拡が
るように形成されたフランジ部２６ｂとを有する有底の
円筒状に形成されている。該フィルタ２６は、その内側
に収容されるセンサ部２８の周囲空間、即ちフィルタ内
空間２１ｃに微細な塵等の異物が侵入することを防止す
る役割とともに、センサ部２８に直接、測定ガスが当た
ることを抑制してガスセンサ２０の測定精度を向上させ
る役割を有する。なお、フィルタ２６は、ハウジング２
２内に収容されたとき、該ハウジング２２の内周壁面と
フィルタ２６の外周壁面との間隔が一定になるように設
定された形状が好ましい。

【００３１】つまり、ガス流入路２１ａから導入された
測定ガスは、該フィルタ２６を経てフィルタ内空間２１
ｃに到達することで、測定ガスの進行方向を多孔体であ
るフィルタ２６によって分散させ、直接、測定ガスがセ
ンサ部２８に当たることによるセンサ部２８の設定温度
への影響によって生ずる測定誤差を抑制することができ
る。そのため、測定感度または測定精度のバラツキを低
減できる。なお、本実施形態では、フッ素樹脂からなる
フィルタ２６を用いたが、多孔体であれば、例えば微細
な網目を有する金属網によってフィルタ２６を形成して
も良い。

【００３２】また、該フィルタ２６は、前述したハウジ
ング２２の内側に僅かな隙間であるフィルタ外空間２１
ｂを隔てて収容可能な大きさを有する。そして、フィル
タ２６の開口内径は、センサステム２４の小径部２４ｂ
の外周径と略同値に設定されていることから、前述した
センサステム２４上に支持されるセンサ部２８を覆うよ
うに小径部２４ｂに被せることで、小径部２４ｂととも
に十分な測定ガス雰囲気を確保可能なフィルタ内空間２
１ｃをフィルタ２６内に区画形成する。なお、該フラン
ジ部２６ｂは、前述したようにガスセンサ２０の組み付
けの際に、センサステム２４の大径部２４ａとハウジン
グ２２の凸部２２ｃとによって挟み込まれるために、挟
持されたフィルタ２６はハウジング２２内で固定され
る。

【００３３】図３に示すように、センサ部２８は、例え
ば５mm×３mm四方の矩形状に成形された、例えばジルコ
ニアセラミック等の酸素イオン伝導性固体電解質層（以
下「ジルコニア固体電解質層」という。）２８ａと例え
ばアルミナ等の絶縁層２８ｂとを積層したセラミック積
層基板からなる。ジルコニア固体電解質層２８ａには白
金ワイヤであるリード２９ａ、２９ｂを介してセンサ用
ピン２７ａ、２７ｂがそれぞれ電気的に接続されてい
る。また、絶縁層２８ｂの表面には、白金等の金属等か
らなる抵抗パターンが形成されており、該抵抗パターン
には白金ワイヤであるリード２９ｃ、２９ｄを介してヒ
ータ用ピン２７ｃ、２７ｄがそれぞれ電気的に接続され
ている。これにより、ヒータ用ピン２７ｃ、２７ｄから
供給される電気エネルギーによって該抵抗パターンが発
熱するため、積層されたジルコニア固体電解質層２８ａ
を所定温度（例えば数百℃）に加熱することができる。
その一方で、加熱されたジルコニア固体電解質層２８ａ
は酸素濃度に応じたセンサ出力特性が得られることか
ら、センサ部２８は、センサ用ピン２７ａ、２７ｂに接
続された所定回路に対し、酸素濃度情報を出力する。

【００３４】なお、前述したように、センサ部２８の周
囲空間に満たされる測定ガスは、フィルタ２６が介在す
ることによって、直接、センサ部２８に当たることがな
い。これにより、所定温度に設定されたジルコニア固体
電解質層２８ａは、測定ガスによる測定精度への影響を
軽減することができる。

【００３５】続いて、ガスセンサ２０の製造工程の概要
を図１に基づいて説明する。センサ部２８の組み付けか
ら説明すると、まず、樹脂成形されたセンサステム２４
に、センサ用ピン２７ａ、２７ｂ、ヒータ用ピン２７
ｃ、２７ｄおよび位置決めピン２７ｅを加熱圧入する。
そして、ジルコニア固体電解質層２８ａおよび絶縁層２
８ｂが積層されたセラミック基板に接続されたリード２
９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄを、該センサステム２４
のピン２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄにそれぞれワイ
ヤボンディングすると、センサ部２８の組み付けが完了
する。

【００３６】一方、樹脂成形されたハウジング２２に
は、同じく樹脂成形されたフィルタ２６が内装される。
次いで、ハウジング２２に内装されたフィルタ２６を、
既に組み付けられたセンサ部２８の周囲空間を覆うよう
に、該センサ部２８に被せる。このときフィルタ２６の
内周は、センサステム２４の小径部２４ｂの外周に嵌合
するため、フィルタ２６の径方向の移動が規制される。
そして最後に、ハウジング２２の開口部内周壁とセンサ
ステム２４の大径部外周壁とを接合部２５によって接着
剤、熱溶着等により気密に一体に固定する。これによ
り、ガスセンサ２０の組み付けが完了する。

【００３７】上述した組み付けにより、センサステム２
４の大径部２４ａと小径部２４ｂとにより形成される段
部に位置するフィルタ２６のフランジ部２６ｂが、被せ
さられたハウジング２２の凸部２２ｃと該大径部２４ａ
との間に挟まれる。これにより、フィルタ２６の軸方
向、即ち高さ方向の移動が規制されるとともに、フィル
タ２６の径方向の移動もさらに規制される。つまり、フ
ィルタ２６は、ハウジング２２とセンサステム２４とに
よって高さ方向に挟まれて支持される。

【００３８】ここで、ガスセンサ２０の第１の変形例を
図４に基づいて説明する。図４に示すように、第１の変
形例によるガスセンサ３０は、そのハウジング３２の開
口端内周壁には凸部が形成されていない一方、ハウジン
グ３２の内側頂部に複数の凸部３２ｃが形成されている
点およびフィルタ３６の開口端にフランジ部が形成され
ていない点で、前述したガスセンサ２０と異なる。その
他の部分であるハウジング３２のドーム部３２ａおよび
導入部３２ｂ、またフィルタ３６のカップ部３６ａにつ
いては、前述のガスセンサ２０と同様、ハウジング２２
のドーム部２２ａおよび導入部２２ｂ、フィルタ２６の
カップ部２６ａにそれぞれ対応する。なお、符号３５
は、ハウジング３２とセンサステム２４とを接着剤、熱
溶着等により一体に気密に固定した接合部を示す。ま
た、前述のガスセンサ２０と実質的に同一の構成部分に
は、同一符号を付す。

【００３９】ハウジング３２の凸部３２ｃは、ハウジン
グ３２の内側頂部、即ち測定ガスの導入部３２ｂが形成
されている位置のほぼ反対側に、ハウジング３２に形成
されるガス流入路２１ａの開口を中心とした円周上に約
９０°間隔に凸部３２ｃを４箇所に形成している。そし
て、該凸部３２ｃの高さは、ガスセンサ３０を組み付け
後におけるセンサステム２４の大径部２４ａからハウジ
ング３２の内側頂部までの距離と、フィルタ３６の高さ
との差に相当するように設定している。

【００４０】つまり、フィルタ外空間２１ｂの一部であ
ってハウジング３２に収容されたときに形成される、フ
ィルタ３６の頂部とハウジング３２の内部頂部との隙間
距離にほぼ等しく凸部３２ｃの高さが設定される。これ
により、ハウジング３２に収容されたフィルタ３６は、
その頂部が該凸部３２ｃによってセンサステム２４方向
に押さえ付けられるため、ハウジング３２に収容される
フィルタ３６の軸方向の移動、即ち高さ方向の移動が該
凸部３２ｃによって規制する。つまり、フィルタ３６
は、ハウジング３２とセンサステム２４とによって高さ
方向に挟まれて支持される。したがって、前述のガスセ
ンサ２０のハウジング２２に形成されている開口端内周
壁の凸部が不要となり、またフィルタ２６の開口端に形
成されているフランジ部２６ｂが不要になる。そのた
め、フィルタ３６に関してその成形型の構成を簡素にし
得る効果がある。

【００４１】なお、前述したように、ハウジング３２の
凸部３２ｃは、所定の円周上に約９０°間隔に凸部３２
ｃを４箇所に分割して形成したが、環状、即ち円筒状に
形成しても良い。これにより、フィルタ３６はハウジン
グ３２とセンサステム２４によって高さ方向に挟まれて
支持されるとともに、この円筒状の凸部がガス流入路２
１ａの開口周囲を覆うことから、導入部３２ｂから導入
された測定ガスは、該凸部内を通って直接、フィルタ３
６内に流入させることができる。したがって、導入した
測定ガスをフィルタ３６外に逃がすことなく測定し得る
効果がある。

【００４２】続けて、ガスセンサ２０の第２の変形例を
図５に基づいて説明する。なお、図５(B) は、図５(A)
に示す一点鎖線内Ｂの部分を拡大したものである。図５
に示すように、第２の変形例によるガスセンサ４０は、
そのフィルタ４６の開口端部４６ｂにフランジ部を形成
する代わりに、該フィルタ４６の開口端を拡径させ径方
向外側に突出する爪部４６ｃを形成している点、該爪部
４６ｃの外側テーパ面４６ｄの形状に適合する環状溝４
２ｄがハウジング４２の凸部４２ｃに形成される点およ
び該爪部４６ｃの内側テーパ面４６ｅの形状に適合する
外周面４４ｃがセンサステム４４の小径部４４ｂに形成
されている点が、前述したガスセンサ２０と異なる。

【００４３】その他の部分であるハウジング４２のドー
ム部４２ａおよび導入部４２ｂ、またフィルタ４６のカ
ップ部４６ａについては、前述のガスセンサ２０と同
様、ハウジング２２のドーム部２２ａおよび導入部２２
ｂ、フィルタ２６のカップ部２６ａにそれぞれ対応す
る。なお、符号４５は、ハウジング４２とセンサステム
４４とを接着剤、熱溶着等により一体に気密に固定した
接合部を示す。また、前述のガスセンサ２０と実質的に
同一の構成部分には、同一符号を付す。

【００４４】フィルタ４６の開口端部４６ｂは、その径
が開口部に近づくに従って径方向外側に拡大するよう
に、即ち開口端部４６ｂはスカート状に拡がるテーパ形
状に形成されている。そして、さらに開口端部４６ｂの
外側に爪部４６ｃが突出して環状に形成されている。該
爪部４６ｃは、内外周とも開口側に拡径するテーパ形状
に形成されているため、外周に外側テーパ面４６ｄ、内
周に内側テーパ面４６ｅを有する。

【００４５】一方、ハウジング４２の凸部４２ｃには、
フィルタ４６の爪部４６ｃの突出形状に適合可能な環状
溝４２ｄが形成されている。つまり、爪部４６ｃの外側
テーパ面４６ｄに合致するように、ハウジング４２の開
口側に向かって徐々にテーパ状に深く削られる環状溝４
２ｄが環状の該凸部４２ｃに形成されている。また、セ
ンサステム４４の小径部４４ｂには、フィルタ４６の開
口端部４６ｂのテーパ形状に適合可能な外周面４４ｃが
形成されている。つまり、フィルタ４６の内側テーパ面
４６ｅに合致するように、センサステム４４の大径部４
４ａに向かって拡がるテーパ状の外周面４４ｃが該小径
部４４ｂに形成されている。

【００４６】このように、フィルタ４６の開口端部４６
ｂに爪部４６ｃを形成し、ハウジング４２の凸部４２ｃ
に該爪部４６ｃの外側形状に合致可能な環状溝４２ｄを
形成することによって、環状溝４２ｄを有する凸部４２
ｃによりハウジング４２側にフィルタ４６を係止するこ
とができる。そして、さらにセンサステム４４の小径部
４４ｂに該爪部４６ｃの内側形状に合致可能な外周面４
６ｄを形成することによって、ハウジング４２へのセン
サステム４４の組付時、センサステム４４の外周面４４
ｃがフィルタ４６の内側テーパ面４６ｅを径方向外側に
押し出すことができる。これにより、ハウジング４２と
センサステム４４とによってフィルタ４６を高さ方向に
挟んで支持するとともに、例えばフィルタ４６の開口端
部４６ｂに径方向の成形誤差があっても、センサステム
４４によってフィルタ４６の開口端部４６ｂがハウジン
グ４２側に押し拡げられるため、フィルタ４６を確実に
ハウジング４２の凸部４２ｃに係止することができる。
したがって、フィルタ４６の成形誤差に関わらずその係
止をより確実にする効果がある。

【００４７】以上説明したように、本第１実施形態のガ
スセンサ２０によると、センサ部２８を支持するセンサ
ステム２４とその周囲を覆うハウジング２２とを接合部
２５による接着剤、熱溶着等により気密に一体に組み付
けることによって、センサ部２８の収容される測定空間
を区画形成する。これにより、Ｏリング等のパッキング
材を用いることなくして、該測定空間とセンサ２０の外
空間との遮断性が確保できる。したがって、部品点数を
削減し得る効果がある。

【００４８】また、本第１実施形態のガスセンサ２０に
よると、ハウジング２２とセンサステム２４とが一体な
って回路基板等にガスセンサ２０自体が組み付けられ
る。これにより、ハウジング２２とセンサステム２４を
別個に組み付ける必要がない。したがって、回路基板等
への組付工数を削減し得る効果がある。

【００４９】さらに、本第１実施形態のガスセンサ２０
によると、ハウジング２２およびセンサステム２４によ
り予め測定空間が区画形成されることから、回路基板等
への組み付け状態によってハウジング２２とセンサステ
ム２４との間の気密の劣化を招くこともなく、さらに測
定空間の体積変動がない。したがって、センサの測定感
度および測定精度のバラツキを低減し得る効果がある。

【００５０】（第２実施形態）引き続いて、本第２実施
形態によるガスセンサの構成を図６に基づいて説明す
る。図６に示すように、第２実施形態によるガスセンサ
６０は、ハウジング６２、センサステム２４、フィルタ
２６およびセンサ部２８から構成されている。該ガスセ
ンサ６０は、ハウジング６２に形成される導入部６２ｂ
および導出部６２ｃが互いに対向して位置し、しかも導
出部６２ｃから排出された測定ガスを回収できる点が、
第１実施形態によるガスセンサ２０と異なる。その他の
部分であるハウジング６２のドーム部６２ａおよび凸部
６２ｄについては、前述のガスセンサ２０と同様、ハウ
ジング２２のドーム部２２ａおよび凸部２２ｃにそれぞ
れ対応する。なお、符号６５は、ハウジング６２とセン
サステム２４とを接着剤、熱溶着等により一体に気密に
固定した接合部を示す。また、前述のガスセンサ２０と
実質的に同一の構成部分には、同一符号を付す。

【００５１】ハウジング６２の導入部６２ｂは、ハウジ
ング６２を形成するドーム部６２ａの円筒部から径方向
外側に突出しており、その内部にはハウジング６２外か
ら測定空間内に測定ガスを導入するガス流入路６１ａが
貫通して形成されている。また、測定空間を中心に該導
入部６２ｂに対向する位置には、ドーム部６２ａから径
方向外側に突出する導出部６２ｃが形成されており、そ
の内部にはガス流出路６１ｄが貫通して形成されてい
る。

【００５２】これにより、測定ガスが供給されるチュー
ブ等を導入部６２ｂの先端に接続し、また測定ガスを供
給源に戻すチューブ等を導出部６２ｃの先端に接続する
ことによって、測定ガスはガス流入路２１ａに導かれて
測定空間に流入した後、さらにガス流出路２１ｄを経て
供給源に帰還する。つまり、酸素ガスを検知するために
採取された測定ガスは、ガスセンサ６０に導入された
後、捨てられることなく回収されて再び戻される。この
点において、測定空間に導入後の測定ガスを回収しない
第１実施形態によるガスセンサ２０と異なる。

【００５３】したがって、本第２実施形態のガスセンサ
６０によると、ハウジング６２には導入部６２ｂに加え
てチューブ等の接続可能な導出部６２ｃが形成されてい
るから、酸素ガスを検知するために採取された測定ガス
はガスセンサ６０に導入された後、該導出部６２ｃから
回収し再び採取元のガス流路等に戻すことができる。そ
のため、採取した測定ガスを無駄なく再利用できるシス
テムを構築し得る効果がある。

【００５４】なお、上述した説明では、ガスセンサ６０
にチューブ等を接続し、測定ガスの供給源からハウジン
グ６２内に測定ガスを導入する実施形態を示したが、本
第２実施形態のガスセンサ６０はこれに限られず、測定
ガスの供給源または流路途中に直接配置しても良く、こ
の場合も上述と同様の効果が得られる。

【００５５】

【発明の効果】請求項１の発明では、ハウジング内にセ
ンサ部を支持する台座は、ハウジングと気密構造により
一体に組み付けられる。これにより、ハウジング内外の
遮断性を確保でき、しかも組み付けられる回路基板等に
ハウジングと台座とを別個に組み付ける必要がない。ま
た、ハウジングおよび台座により測定空間を予め気密に
区画形成することから、回路基板等への組み付け状態に
よってハウジングと台座との間の気密の劣化を招くこと
もなく、さらに該測定空間の体積変動がない。したがっ
て、Ｏリング等のパッキング材を不要にすることから部
品点数を削減するとともに、回路基板等への組付工数を
も削減し得る効果がある。また、ハウジングおよび台座
により予め測定空間が形成されることから、回路基板等
への組み付け状態によってハウジングと台座との間の気
密の劣化を招くこともなく、さらに測定空間の体積変動
がない。したがって、センサの測定感度および測定精度
のバラツキを低減し得る効果がある。

【００５６】請求項２の発明では、ハウジングが有する
流通部は、ハウジングの外方向に突出する筒状に形成さ
れ、ハウジング外の気体をハウジング内に導入、または
ハウジング内の気体をハウジング外に導出するため、例
えばチューブ状の気体流通管を該筒状の流通部に取り付
けることができる。これにより、例えば気体流路よりバ
イパスさせたチューブ状の気体流通管を該筒状の流通部
に取り付けることによって、該気体流路からの気体を確
実にハウジング内に導入することができ、またハウジン
グ内の気体を確実に該気体流路に導出することができ
る。したがって、ハウジング内に該気体が滞留すること
を抑制し得る効果がある。よって、該気体から所定の被
検出気体を連続的に測定可能な監視システムにも使用し
得る効果がある。

【００５７】請求項３の発明では、ハウジングが有する
流通部は、ハウジングの２箇所に形成され、一方はハウ
ジング外の気体をハウジング内に導入し、他方はハウジ
ング内の気体をハウジング外に導出するため、該気体の
導入源との間で帰還経路を形成することができる。これ
により、ハウジング内に導入した気体を該気体の導入源
に帰還させることができるため、測定後の気体を捨てる
ことがない。したがって、測定後の気体を再利用できる
システムに使用し得る効果がある。

【００５８】請求項４の発明では、導入された気体は、
ハウジング内に設けられた多孔体を経てセンサ部に到達
することから、該気体の進行方向は多孔体を通過する際
に分散する。これにより、被検出気体がセンサ部に当た
ることによるセンサ部設定温度への影響によって生ずる
測定誤差を抑制することができるため、測定感度または
測定精度のバラツキを低減し得る効果がある。

【００５９】請求項５の発明では、センサ部は発熱体を
備えることから、自ら発熱することができる。これによ
り、加熱されることでセンサ感度が高められるセンサ部
や、加熱されることで検出可能なセンサ部にあっては、
好適な条件がつくられる。したがって、センサ感度の向
上や、検出可能な被検出気体の種類を拡大し得る効果が
ある。

【００６０】請求項６の発明では、センサ部は酸素イオ
ン伝導体であることから、酸素原子を含む気体の濃度や
その有無等を監視する装置に用いることができる。した
がって、酸素の他に例えばＣＯ、ＣＯ2 、ＮＯx 等の気
体検出に使用し得る効果があり、また医療、潜水具、ガ
ス分析、排ガス中の酸素検出等の各装置に好適に用い得
る効果もある。

【００６１】請求項７の発明では、多孔体は、ハウジン
グと台座とにより挟持されることから、ハウジング内で
の移動を阻止される。これにより、接着剤等によって多
孔体をハウジングあるいは台座に固定することなく、ハ
ウジング内で固定できるため、簡素な構成により該多孔
体のガタツキを防止し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るガスセンサの断面
を示す模式的な断面図である。

【図２】第１実施形態に係るガスセンサの外観を示す斜
視図である。

【図３】ガスセンサのセンサ部を示す模式的な斜視図で
ある。

【図４】第１実施形態に係る第１変形例によるガスセン
サの断面を示す模式的な断面図である。

【図５】第１実施形態に係る第２変形例によるガスセン
サの模式的な断面を示す図で、図５(A) は全体を示し、
図５(B) は図５(A) の一点鎖線内Ｂを拡大して示す。

【図６】本発明の第２実施形態に係るガスセンサの断面
を示す模式的な断面図である。

【符号の説明】

２０、３０、４０、６０ ガスセンサ ２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、６２ｂ 導入部 （流
通部） ６２ｃ 導出部 （流
通部） ２２、３２、４２、６２ ハウジング ２４、４４ センサステム （台
座） ２５ ３５、４５、６５ 接合部 （気
密構造） ２６、３６、４６ フィルタ （多
孔体） ２８ センサ部 ２８ａ ジルコニア固体電解質層（酸
素イオン伝導体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 秀明 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G004 BB04 BC04 BF11 BG01 BG09 BJ03 BM07 2G046 AA07 BA02 BA09 BB02 BD01 BE03 BE08 BF01 BF03 EB01 FB00 FB02 FE31 FE49

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に導入した気体から所定の
   被検出気体を検知するガスセンサであって、 前記気体を導入可能な流通部を有するハウジングと、 前記被検出気体を検知可能なセンサ部と、 前記センサ部を前記ハウジング内に支持し、前記ハウジ
   ングと気密構造により一体に組み付けられる台座と、 を備えることを特徴とするガスセンサ。
2. 【請求項２】 前記流通部は、 前記ハウジングの外方向に突出する筒状に形成され、前
   記ハウジング外の気体を前記ハウジング内に導入、また
   は前記ハウジング内の気体を前記ハウジング外に導出す
   ることを特徴とする請求項１記載のガスセンサ。
3. 【請求項３】 前記流通部は、 前記ハウジングの２箇所に形成され、一方は前記ハウジ
   ング外の気体を前記ハウジング内に導入し、他方は前記
   ハウジング内の気体を前記ハウジング外に導出すること
   を特徴とする請求項１または２記載のガスセンサ。
4. 【請求項４】 前記ハウジング内には多孔体が設けら
   れ、 前記気体は、前記多孔体を経て前記センサ部に到達する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の
   ガスセンサ。
5. 【請求項５】 前記センサ部は、発熱体を備えることを
   特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスセ
   ンサ。
6. 【請求項６】 前記センサ部は、酸素イオン伝導体であ
   ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載
   のガスセンサ。
7. 【請求項７】 前記多孔体は、前記ハウジングと前記台
   座とにより挟持されることを特徴とする請求項４記載の
   ガスセンサ。