JP2004125427A - ガス及び温度検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスセンサ素子の熱源から発生する熱が配線基板を通じて感温素子に伝わるのを妨げ、感温素子によって装置外部の外気温など測定対象の温度を、熱源からの熱に影響されることなく適切に検知することができるガス及び温度検知装置を提供する。
【解決手段】本発明のガス及び温度検知装置１００は、電気ヒータ素子１４３を含みガス濃度を検知するガスセンサ素子１４０と、外気温等を検知するサーミスタ１５０と、ガスセンサ素子１４０及びサーミスタ１５０を実装する配線基板１３０とを備える。このうち、配線基板１３０は、その厚さ方向に貫通して形成され、電気ヒータ素子１４３で発生した熱が、配線基板１３０を通じてサーミスタ１５０に伝わるのを妨げる第１空隙部１３１、第２空隙部１３２、第３空隙部１３３、第４空隙部１３４を有している。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサ素子と感温素子とを有するガス及び温度検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガスセンサ素子と外気温センサとを有するガス及び温度検知装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。ところで、このガス及び温度検知装置で用いられるガスセンサ素子は、感ガス体とヒータとを有し、感ガス体をヒータで加熱して高温に保った状態で使用する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１４２０９７号公報（第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このガス及び温度検知装置のように、ガスセンサ素子と温度センサとを１つの基板に実装すると、ヒータで発生した熱が基板を通じて感温素子に伝わってしまう。このため、感温素子自身の温度が上昇してしまい、外気温を適切に検知することができなくなる虞があった。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ガスセンサ素子の熱源から発生する熱が配線基板を通じて感温素子に伝わるのを妨げ、感温素子によって装置外部の外気温など測定対象の温度を、熱源からの熱に影響されることなく適切に検知することができるガス及び温度検知装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、熱源を含み特定のガスの濃度変化を検知するガスセンサ素子と、温度を検知する感温素子と、上記ガスセンサ素子及び上記感温素子を実装する配線基板と、を備えるガス及び温度検知装置であって、上記配線基板は、その厚さ方向に貫通して形成され、上記熱源から上記配線基板を通じて、熱が上記感温素子に伝わるのを妨げる空隙部を有するガス及び温度検知装置である。
【０００７】
本発明のガス及び温度検知装置では、配線基板に空隙部を設けることによって、ガスセンサ素子の熱源で発生する熱が、配線基板を通じて感温素子に伝わるのを妨げることができる。配線基板に空隙部を設けることで、この部分が気体に代わって熱伝導率が低下するからである。このため、本発明のガス及び温度検知装置では、熱源からの熱による感温素子への影響を防ぎ、測定対象の温度、例えば、ガス及び温度検知装置の外部の温度（車室外の外気温など）を感温素子によって適切に検知することが可能となる。
【０００８】
なお、熱源を含むガスセンサ素子としては、例えば、感ガス体とヒータとを組合わせて一体に形成したもの、感ガス体とヒータとが別体のもの、ヒータ自身を感ガス体にしたもの（例えば、金属コイルの表面にＳｎＯ２等の金属酸化物半導体を塗布して焼結したもの）が挙げられる。感温素子としては、温度を検知できるものであれば良く、代表的なものとして、サーミスタが挙げられる。また、配線基板をその厚さ方向に貫通する空隙部とは、配線基板に形成した貫通孔の他に、配線基板の外周面を凹状とした切り欠きをも含む。
【０００９】
さらに、上記ガス及び温度検知装置であって、前記配線基板の前記空隙部は、前記ガスセンサ素子の前記熱源を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した熱源投影部と前記感温素子を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部とを結んだ仮想直線の一部を含むガス及び温度検知装置とすると良い。
【００１０】
本発明のガス及び温度検知装置では、配線基板の空隙部が、熱源投影部と感温投影部とを結んだ仮想直線の一部を含むように形成されている。すなわち、配線基板の空隙部は、ガスセンサ素子の熱源で発生する熱が配線基板を通じて感温素子に最も伝わり易い最短熱伝導経路上に位置している。このため、熱源で発生した熱が配線基板を通じて感温素子に伝わるのを、効率良く妨げることができる。
【００１１】
さらに、上記いずれかのガス及び温度検知装置であって、前記配線基板の前記空隙部は、前記ガスセンサ素子の前記熱源を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した熱源投影部及びその周縁部の少なくともいずれかに形成されてなるガス及び温度検知装置とすると良い。
【００１２】
本発明のガス及び温度検知装置では、配線基板の空隙部が、ガスセンサ素子の熱源を配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した熱源投影部及びその周縁部の少なくともいずれかに形成されている。すなわち、配線基板のうち熱源に近い位置に空隙部を形成している。このため、本発明のガス及び温度検知装置は、熱源で発生した熱が感温素子へ伝わるのを早い段階で効率良く妨げることができる。
【００１３】
さらに、上記ガス及び温度検知装置であって、前記空隙部は、少なくとも２つの隣り合う空隙部であり、前記配線基板は、上記少なくとも２つの隣り合う空隙部の間を通る配線を有するガス及び温度検知装置とすると良い。
【００１４】
本発明のガス及び温度検知装置の配線基板には、熱源投影部及びその周縁部の少なくともいずれかに形成された少なくとも２つの隣り合う空隙部の間を通る配線が形成されている。このため、この配線を用いて、熱源あるいは空隙部より熱源側の領域に位置する電子部品と熱源の反対側の領域に位置する電子部品とを電気的に接続させることができる。すなわち、熱源投影部及びその周縁部の少なくともいずれかに少なくとも２つの隣り合う空隙部を形成することで熱源から発生する熱の伝達を妨げつつも、簡易に、熱源あるいは空隙部より熱源側の領域に位置する電子部品と熱源の反対側の領域に位置する電子部品とを電気的に接続することができる。
【００１５】
さらに、上記いずれかのガス及び温度検知装置であって、前記配線基板の前記空隙部は、前記感温素子を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部及びその周縁部の少なくともいずれかに形成されてなるガス及び温度検知装置とすると良い。
【００１６】
本発明のガス及び温度検知装置では、配線基板の空隙部が、感温素子を配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部及びその周縁部の少なくともいずれかに形成されている。すなわち、配線基板のうち感温素子に近い位置に空隙部を形成している。このため、熱源から配線基板を通じて感温素子付近まで伝わってきた熱が、最終的に感温素子に伝わらないようにすることができる。
【００１７】
さらに、上記いずれかのガス及び温度検知装置であって、前記配線基板の前記空隙部の角部は弧状に形成されてなるガス及び温度検知装置とすると良い。
【００１８】
ガス及び温度検知装置は、配線基板に実装されたガスセンサ素子及び感温素子等の電子部品と配線基板との熱膨張差や外部の振動の影響で、配線基板に応力が生じることがある。このため、例えば、配線基板に形成した空隙部の外周の角部が角形状であると、この角部に応力が集中し、この部分から配線基板に亀裂が発生する虞がある。これに対し、本発明のガス及び温度検知装置では、配線基板の空隙部の角部を弧状としている。このようにすることで、熱膨張差や振動の影響で空隙部の角部に応力が集中するがなく、配線基板の破損を防止できる。なお、空隙部の角部が弧状とは、例えば、角部が円弧状（Ｒ形状）、楕円弧形状のものが挙げられる。従って、角部を弧状とした結果、空隙部全体が楕円形状、円形状となった場合も含まれる。
【００１９】
さらに、上記いずれかのガス及び温度検知装置であって、前記配線基板の前記空隙部は貫通孔であるガス及び温度検知装置とすると良い。
【００２０】
ガス及び温度検知装置は、配線基板に実装されたガスセンサ素子や感温素子等の電子部品と配線基板との熱膨張差や外部の振動の影響で、配線基板に応力が生じることがある。このため、空隙部が、例えば、配線基板の外周面を凹状とした切り欠きである場合には、配線基板のうち幅細となる部分が１カ所形成されることとなるので、配線基板の平面に沿う方向の剛性が低くなることがある。このため、この切り欠き部分から配線基板に亀裂が発生する虞がある。これに対し、本発明のガス及び温度検知装置では、配線基板の空隙部を貫通孔としている。このため、空隙部全体を配線基板で囲むこととなり、幅細となる部分が空隙部を挟んで２カ所形成されるので、切り欠きを形成した場合に比して、配線基板の平面に沿う方向の剛性が高く保たれ、熱膨張差や振動の影響で配線基板が破損することを防止できる。
【００２１】
さらに、上記いずれかのガス及び温度検知装置であって、前記感温素子は、前記配線基板の縁部に配置されてなるガス及び温度検知装置とすると良い。
【００２２】
一般に、配線基板の縁部は基板外部に近いために、熱が外部に放出されやすく、配線基板の平面方向内部に比して低温となる。本発明のガス及び温度検知装置では、感温素子を配線基板の縁部に配置している。従って、感温素子を配線基板に投影した感温投影部が、配線基板の縁部となる。このため、熱源から感温投影部に伝わった熱は基板外部へ放出され、感温投影部は配線基板の平面方向内部に比して低温となるので、感温素子は熱源から発生した熱に影響されにくくなる。
【００２３】
さらに、上記ガス及び温度検知装置であって、前記感温素子は、前記配線基板の前記縁部のうち前記ガスセンサ素子の前記熱源から最も離れた位置に配置されてなるガス及び温度検知装置とすると良い。
【００２４】
本発明のガス及び温度検知装置では、配線基板の縁部のうちガスセンサ素子の熱源から最も離れた位置に、感温素子を配置している。このため、感温素子は熱源から発生した熱に、より一層影響されにくくなる。
【００２５】
さらに、上記いずれかのガス及び温度検知装置であって、前記ガスセンサ素子、前記感温素子、及び前記配線基板を収納するケーシングを備え、上記ケーシングは、上記ケーシング外部の気体を上記ケーシング内部に導入する通気孔と、上記通気孔から導入された上記気体を上記配線基板の前記空隙部まで導く経路と、を有するガス及び温度検知装置とすると良い。
【００２６】
本発明のガス及び温度検知装置では、外部から通気孔を通じて導入された気体が配線基板の空隙部まで導かれる。このため、空隙部において、配線基板を伝わる熱が気体を通じて外部に放散される。従って、感温素子は、熱源から発生した熱に影響されにくくなる。
【００２７】
さらに、上記ガス及び温度検知装置であって、前記ケーシングは、前記通気孔から導入された前記気体を前記配線基板の前記感温素子まで導く経路を有するガス及び温度検知装置とすると良い。
【００２８】
本発明のガス及び温度検知装置では、さらに、外部から通気孔を通じて導入された気体が感温素子まで導かれる。このため、感温素子は、外部から導入された気体によって冷却される。またこれと共に、ケーシング外部の気温（外気温）を適切に検知することが可能となる。
【００２９】
さらに、上記いずれかのガス及び温度検知装置であって、前記配線基板のうち前記感温素子を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部の周縁部には、上記ガス及び温度検知装置の外部と電気的に接続するコネクタピンが固着されてなるガス及び温度検知装置とすると良い。
【００３０】
ガス及び温度検知装置では、例えば、コネクタピンと係合する端子金具を一端に有する電線を外部からコネクタピンに接続することで、配線基板がコネクタピンを通じて外部と電気的に接続することになる。このとき、配線基板は、コネクタピンを通じて外部と熱的にも接続することとなる。具体的には、配線基板のうちコネクタピンの周縁部の熱がコネクタピンを通じて配線に伝わり、この配線から熱が外部に放散される。そこで、本発明のガス及び温度検知装置では、配線基板のうち感温投影部の周縁部に外部と電気的に接続するコネクタピンを配置するようにした。このようにすることで、配線基板のうち感温投影部の周縁部の熱がコネクタピンを通じて外部に放出されるので、感温素子は熱源から発生した熱に影響されにくくなる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（実施形態）
本発明の実施の形態であるガス及び温度検知装置１００について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のガス及び温度検知装置１００は、図１に示すように、第１ケーシング部材１１０、第２ケーシング部材１２０、及び配線基板１３０を有する。配線基板１３０は、第１ケーシング部材１１０と第２ケーシング部材１２０とを組合わせて一体となったケーシング１６０内に収納される。
第１ケーシング部材１１０は、樹脂一体成型した蓋形状で、ガスセンサ素子１４０を収容するガスセンサ素子収容部１１２、外気をケーシング１６０内に導入する通気孔１１２ｂ、及び外部と電気的に接続する端子コネクタ部１１３を有している。第２ケーシング部材１２０は、樹脂一体成型した箱形状で、ガス及び温度検知装置１００を自動車のボディや車両用空調装置のダクト等に取付けるための取付け部１２２を有している。
【００３２】
配線基板１３０は、ガラス布基材エポキシ樹脂からなり、その主面１３０ｆには、ガス濃度を検知するガスセンサ素子１４０、外気温を検知するサーミスタ１５０が実装されている。
ここで、図１に分解して示したガス及び温度検知装置１００を組付けて一体にしたガス及び温度検知装置１００の側面視断面図を図２に示す。図２に示すように、ガスセンサ素子１４０は、第１感ガス体１４１、第２感ガス体１４２、及び電気ヒータ素子１４３を実装したアルミナ基板１４５と、通気孔１４６ｂを有しアルミナ基板１４５を包囲する外筒１４６と、４つの素子端子部１４７とを有する。第１感ガス体１４１は、ＮＯｘ等の酸化性ガスの濃度変化によりセンサ抵抗値が変化するものである（例えば、ＷＯ３を主体に構成したもの）。第２感ガス体１４２は、ＨＣ、ＣＯ等の還元性ガスの濃度変化によりセンサ抵抗値が変化するものである（例えば、ＳｎＯ２を主体に構成したもの）。電気ヒータ素子１４３は、第１，第２感ガス体１４１，１４２を加熱するためのものである。素子端子部１４７は、一端が第１，第２感ガス体１４１，１４２、電気ヒータ素子１４３、及びこれら共通のＧＮＤに接続され他端が外筒１４６の外部にまで延設されている。このようなガスセンサ素子１４０は、素子端子部１４７を配線基板１３０に設けられた基板端子１３８に接続することで、配線基板１３０に実装される。
なお、本実施形態では、電気ヒータ素子１４３が熱源に相当し、サーミスタ１５０が感温素子に相当する。また、ガスセンサ素子１４０については、上記構成に限定されないことはいうまでもない。
【００３３】
次に、配線基板１３０の平面図を図３に示す。図３に示すように、配線基板１３０には、ガスセンサ素子１４０の電気ヒータ素子１４３で発生する熱が配線基板１３０を通じてサーミスタ１５０に伝わるのを妨げるために、配線基板１３０を厚さ方向に貫通するスリット形状の第１空隙部１３１、第２空隙部１３２、第３空隙部１３３、第４空隙部１３４が形成されている。特に、第２空隙部１３２及び第４空隙部１３４は、電気ヒータ素子１４３を配線基板１３０に投影したヒータ投影部１３０ｂとサーミスタ１５０を配線基板１３０に投影したサーミスタ投影部１３０ｃとを結んだ仮想直線Ｌの一部を含むように形成されている。すなわち、第２空隙部１３２及び第４空隙部１３４は、電気ヒータ素子１４３で発生する熱が配線基板１３０を通じてサーミスタ１５０に最も伝わり易い最短熱伝導経路上に位置している。このため、電気ヒータ素子１４３で発生した熱が配線基板１３０を通じてサーミスタ１５０に伝わるのを効率良く妨げることができる。
【００３４】
さらに、第１空隙部１３１、第２空隙部１３２、第３空隙部１３３は、電気ヒータ素子１４３を配線基板１３０に投影したヒータ投影部１３０ｂの周縁部に形成されている。すなわち、配線基板１３０のうち電気ヒータ素子１４３に近い位置に第１空隙部１３１、第２空隙部１３２、第３空隙部１３３を形成している。
このため、電気ヒータ素子１４３で発生した熱が、配線基板１３０のヒータ投影部１３０ｂとサーミスタ投影部１３０ｃとの間に位置する中間領域１３０ｄに拡がり、さらにサーミスタ投影部１３０ｃへ伝わるのを早い段階で効率良く妨げることができる。
さらに、第４空隙部１３４は、サーミスタ１５０を配線基板１３０に対し配線基板１３０の厚さ方向に投影したサーミスタ投影部１３０ｃの周縁部に形成されている。すなわち、配線基板１３０のうちサーミスタ１５０に近い位置に第４空隙部１３４を形成している。このため、電気ヒータ素子１４３から配線基板１３０を通じてサーミスタ投影部１３０ｃ付近まで伝わってきた熱が、最終的にサーミスタ１５０に伝わりにくくすることができる。
【００３５】
さらに、ガス及び温度検知装置１００では、図３に示すように、第１空隙部１３１と第２空隙部１３２との間及び第２空隙部１３２と第３空隙部１３３との間を通って、ガスセンサ素子１４０を配線基板１３０に対し配線基板１３０の厚さ方向に投影したガスセンサ投影領域１３０ｅ（２点鎖線で示す円領域）内から図示しないＩＣ、コンデンサ、抵抗器等の電子部品が実装された中間領域１３０ｄ内に延びる配線１３６が形成されている。このため、この配線１３６を用いて、ガスセンサ素子１４０（電気ヒータ素子１４３、第１，第２感ガス体１４１，１４２）と、中間領域１３０ｄ内に実装されているＩＣ等の電子部品とを接続することができる。すなわち、ヒータ投影部１３０ｂの周縁部に隣り合って形成された第１空隙部１３１、第２空隙部１３２、第３空隙部１３３によって電気ヒータ素子１４３から発生する熱の伝達を妨げつつも、これらの空隙部同士の間を通るように配線１３６を形成することによって、ジャンパ線等を用いなくとも、簡単にガスセンサ素子１４０と中間領域１３０ｄ内の電子部品とを電気的に接続することができる。
【００３６】
ところで、ガス及び温度検知装置１００では、配線基板１３０に実装されたガスセンサ素子１４０やサーミスタ１５０等の電子部品と配線基板１３０との熱膨張差や自動車等の振動の影響で、配線基板１３０に応力が生じることがある。これに対し、ガス及び温度検知装置１００では、図３に示すように、配線基板１３０に形成した第１空隙部１３１、第２空隙部１３２、第３空隙部１３３、第４空隙部１３４の角部を円弧状（Ｒ形状）としている。このようにすることで、熱膨張や振動の影響で空隙部の角部に応力が集中するがなく、配線基板１３０の破損を防止できる。
さらに、第１空隙部１３１、第２空隙部１３２、第３空隙部１３３、第４空隙部を貫通孔としている。貫通孔とすることで、空隙部全体を配線基板で囲むこととなり、切り欠き形状とした場合に比して、配線基板１３０の平面に沿う方向の剛性が高く保たれ、熱膨張や振動の影響で配線基板１３０が破損することを防止できる。
【００３７】
さらに、ガス及び温度検知装置１００では、図１に示すように、サーミスタ１５０を配線基板１３０の縁部に配置している。従って、図３に示すように、サーミスタ１５０を配線基板１３０に投影したサーミスタ投影部１３０ｃが、配線基板１３０の縁部に位置する。一般に、縁部は、配線基板内部から熱が伝わっても外部に熱が放散されやすいので、温度が上昇しにくい。従って、配線基板１３０の縁部に位置するサーミスタ投影部１３０ｃでも、電気ヒータ素子１４３から伝わった熱は配線基板１３０の外部へ放出されやすく、サーミスタ投影部１３０ｃは配線基板１３０の平面方向内部に比して低温となり、サーミスタ１５０は電気ヒータ素子１４３から発生した熱に影響されにくくなる。特に、サーミスタ投影部１３０ｃは、配線基板１３０の周縁角部（図３中左角部）に位置しているので、より一層熱を外部に放出し易くなっている。
また、サーミスタ投影部１３０ｃは、配線基板１３０のうちヒータ投影部１３０ｂから最も離れた位置となっているので、配線基板１３０を通じてヒータ投影部１３０ｂからサーミスタ投影部１３０ｃまでの熱伝導経路が最も長くなる。このため、サーミスタ１５０は、より一層、電気ヒータ素子１４３から発生した熱に影響されにくくなる。
【００３８】
また、図２に２点鎖線で示すように、ガス及び温度検知装置１００では、第１ケーシング部材１１０の通気孔１１２ｂから導入された気体（外気）を配線基板１３０の第１空隙部１３１、第２空隙部１３２、第３空隙部１３３、第４空隙部１３４まで導く経路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を有している。すなわち、ガス及び温度検知装置１００の外部から通気孔１１２ｂを通じて導入された気体（外気）が上記４つの空隙部まで導かれる。このため、上記４つの空隙部において、配線基板１３０を伝わる熱が気体（外気）によって外部に放散されるので、サーミスタ１５０は、電気ヒータ素子１４３から発生した熱に影響されにくくなる。さらに、２点鎖線で示すように、第１ケーシング部材１１０の通気孔１１２ｂから導入された気体（外気）をサーミスタ１５０まで導く経路Ｒ５を有している。このため、サーミスタ１５０は、ガス及び温度検知装置１００の外部から通気孔１１２ｂを通じて導入された気体（空気）によって冷却される。またこれと共に、ガス及び温度検知装置１００の外部の気温（外気温）を適切に検知することができる。なお、ガスセンサ素子収容部１１２の内側のうち通気孔１１２ｂの形成位置よりもガスセンサ素子１４０側に、通気性及び撥水性を有するフィルタ１１９が設けられている。このため、ガス及び温度検知装置１００の外部から水分が侵入することなく、外部の気体（外気）をケーシング１６０内に導入することができる。
【００３９】
さらに、図２に示すように、配線基板１３０の基板端子１３５には、ガス及び温度検知装置１００の外部と電気的に接続するコネクタピン１１８が接続される。具体的には、コネクタピン１１８のうち第１ケーシング部材１１０から端子コネクタ部１１３とは反対側に突出する基板側接続部１１８ｂを配線基板１３０の基板端子１３５に挿入し、ハンダ等によって接続することでコネクタピン１１８と配線基板１３０とが電気的に接続される。さらに、端子コネクタ部１１３に、これと嵌合する図示しないコネクタ部を有するケーブルを接続することで、コネクタピン１１８を通じて配線基板１３０を外部と電気的に接続することができる。このとき、配線基板１３０は、コネクタピン１１８を通じて外部と熱的にも接続することとなる。具体的には、配線基板１３０のうちコネクタピン１１８の周縁部の熱がコネクタピン１１８を通じてケーブルに伝わり、このケーブルから熱が外部に放散される。
【００４０】
ところで、本実施形態のガス及び温度検知装置１００では、図３に示すように、配線基板１３０のうちサーミスタ投影部１３０ｃ周縁部に基板端子１３５が位置している。従って、サーミスタ投影部１３０ｃの周縁部にコネクタピン１１８が配置されることになる。このため、配線基板１３０のサーミスタ投影部１３０ｃの周縁部の熱がコネクタピン１１８を通じてガス及び温度検知装置１００の外部に放出されるので、サーミスタ１５０は、電気ヒータ素子１４３から発生した熱に、より一層影響されにくくなる。
【００４１】
このようなガス及び温度検知装置１００は、例えば、自動車のボディや車両用空調装置のダクト等に取付けられて、外気中の排気ガス濃度の変化を検知すると共に、外気温（車室外の外気の温度）を検知することができる。具体的には、外気中の排気ガス濃度の変化が所定レベル以上となると自動的にフラップの開閉を切り替えて、自動車の内外気モードを制御すると共に、外気温に応じて車両室内の空調を自動的に制御する車両空調制御装置に用いることができる。
【００４２】
（変形形態１）
次に、実施形態のガス及び温度検知装置１００の第１の変形形態であるガス及び温度検知装置について、図面を参照しつつ説明する。実施形態のガス及び温度検知装置１００と変形形態１のガス及び温度検知装置とは、配線基板に形成した空隙部の形状・位置が異なり、その他の部分についてはほぼ同様である。従って、実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様な部分については、説明を省略または簡略化する。
【００４３】
まず、本変形形態１のガス及び温度検知装置の配線基板２３０の平面図を図４に示す。実施形態のガス及び温度検知装置１００では、図３に示すように、配線基板１３０のヒータ投影部１３０ｂの周縁には、第１空隙部１３１、第２空隙部１３２、及び第３空隙部１３３の３つの空隙部をコの字状に配置形成した。これに対し、本変形形態１のガス及び温度検知装置では、図４に示すように、配線基板２３０のうちヒータ投影部２３０ｂの周縁には、第１空隙部２３１及び第２空隙部２３２の２つの空隙部を隣り合うようにハの字状に配置形成している。このように空隙部を形成しても、実施形態のガス及び温度検知装置１００と同様に、電気ヒータ素子１４３で発生した熱が、配線基板２３０の中間領域２３０ｄに拡がり、さらにサーミスタ投影部２３０ｃへ伝わるのを早い段階で効率良く妨げることができる。
【００４４】
特に、第２空隙部２３２は、実施形態の第２空隙部１３２と同様に、ヒータ投影部２３０ｂとサーミスタ投影部２３０ｃとを結んだ仮想直線Ｌの一部を含むように形成されている。すなわち、第２空隙部２３２は、電気ヒータ素子１４３で発生する熱が配線基板２３０を通じてサーミスタ１５０に最も伝わり易い最短熱伝導経路上に位置している。このため、実施形態のガス及び温度検知装置１００と同様に、電気ヒータ素子１４３で発生した熱が配線基板２３０の中間領域２３０ｄを通じてサーミスタ１５０に伝わるのを効率良く妨げることができる。
【００４５】
さらに、本変形形態１のガス及び温度検知装置では、第１空隙部２３１と第２空隙部２３２との間を通って、ガスセンサ素子１４０を配線基板２３０に対し配線基板２３０の厚さ方向に投影したガスセンサ投影領域２３０ｅ（２点鎖線で示す円領域）内から図示しないＩＣ等の電子部品が実装された中間領域２３０ｄ内に延びる配線２３６が形成されている。このため、この配線２３６を用いて、ガスセンサ素子１４０（電気ヒータ素子１４３、第１，第２感ガス体１４１，１４２）と、中間領域２３０ｄ内に実装されているＩＣ等の電子部品とを接続することができる。すなわち、ヒータ投影部２３０ｂの周縁部に隣り合って形成された第１空隙部２３１、第２空隙部２３２、第３空隙部２３３によって電気ヒータ素子１４３から発生する熱の伝達を妨げつつも、これらの空隙部同士の間を通るように配線２３６を形成することによって、ジャンパ線等を用いなくとも、簡単にガスセンサ素子１４０と中間領域２３０ｄ内の電子部品とを電気的に接続することができる。
【００４６】
（変形形態２）
また、上記変形形態１では、ヒータ投影部２３０ｂの周縁に第１空隙部２３１及び第２空隙部２３２の２つの空隙部を、ガスセンサ投影領域２３０ｅ（２点鎖線で示す円領域）に接するハの字状に配置形成した。しかし、図５に示す配線基板３３０のように、２つの円弧状の空隙部である第１空隙部３３１及び第２空隙部３３２をガスセンサ投影領域２３０ｅ（２点鎖線で示す円領域）に重なるように形成しても良い。このように空隙部を形成しても、実施形態及び変形形態１のガス及び温度検知装置と同様に、電気ヒータ素子１４３で発生した熱が、配線基板３３０の中間領域２３０ｄに拡がり、さらにサーミスタ投影部２３０ｃへ伝わるのを早い段階で効率良く妨げることができる。
【００４７】
以上において、本発明を実施形態及び変形形態１，２に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態等では、ガスセンサ素子として、第１感ガス体１４１、第２感ガス体１４２、及び電気ヒータ素子１４３をアルミナ基板１４５に実装して一体としたガスセンサ素子１４０を用いた。しかし、このような構造のガスセンサ素子に限定されることはなく、例えば、ガスセンサ素子として、電気ヒータ素子を有しない感ガス体を用いて、これとは別に電気ヒータ素子を配線基板に実装するようにしても良い。また、金属コイルの表面にＳｎＯ２等の金属酸化物半導体を塗布して焼結し、ヒータ自身を感ガス体にしたガスセンサ素子を用いても良い。
【００４８】
また、実施形態等では、ガスセンサ素子１４０とサーミスタ１５０とを共に、配線基板１３０，２３０の主面１３０ｆ，２３０ｆに実装した（図２参照）。しかし、ガスセンサ素子１４０とサーミスタ１５０とを配線基板の同一面に実装する場合に限らず、互いを反対面（例えば、ガスセンサ素子１４０を主面１３０ｆ、サーミスタ１５０を裏面１３０ｇ）に実装するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかるガス及び温度検知装置１００の分解斜視図である。
【図２】実施形態にかかるガス及び温度検知装置１００の側面視断面図である。
【図３】実施形態にかかるガス及び温度検知装置１００の配線基板１３０の平面図である。
【図４】変形形態１にかかるガス及び温度検知装置の配線基板２３０の平面図である。
【図５】変形形態２にかかるガス及び温度検知装置の配線基板３３０の平面図である。
【符号の説明】
１００　ガス及び温度検知装置
１４３　電気ヒータ素子（熱源）
１４０　ガスセンサ素子
１５０　サーミスタ（感温素子）
１３０，２３０，３３０　配線基板
１３１，２３１，３３１　第１空隙部
１３２，２３２，３３２　第２空隙部
１３３　第３空隙部
１３４　第４空隙部
１３０ｂ　ヒータ投影部（熱源投影部）
１３０ｃ　サーミスタ投影部（感温投影部）
１１０　第１ケーシング部材
１２０　第２ケーシング部材
１６０　ケーシング
１１２ｂ　通気孔
１１８　コネクタピン
１３６，２３６　配線

Claims (12)

1. 熱源を含み特定のガスの濃度変化を検知するガスセンサ素子と、
   温度を検知する感温素子と、
   上記ガスセンサ素子及び上記感温素子を実装する配線基板と、
   を備えるガス及び温度検知装置であって、
   上記配線基板は、その厚さ方向に貫通して形成され、上記熱源から上記配線基板を通じて、熱が上記感温素子に伝わるのを妨げる空隙部を有する
   ガス及び温度検知装置。
2. 請求項１に記載のガス及び温度検知装置であって、
   前記配線基板の前記空隙部は、前記ガスセンサ素子の前記熱源を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した熱源投影部と前記感温素子を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部とを結んだ仮想直線の一部を含む
   ガス及び温度検知装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のガス及び温度検知装置であって、
   前記配線基板の前記空隙部は、前記ガスセンサ素子の前記熱源を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した熱源投影部及びその周縁部の少なくともいずれかに形成されてなる
   ガス及び温度検知装置。
4. 請求項３に記載のガス及び温度検知装置であって、
   前記空隙部は、少なくとも２つの隣り合う空隙部であり、
   前記配線基板は、上記少なくとも２つの隣り合う空隙部の間を通る配線を有する
   ガス及び温度検知装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のガス及び温度検知装置であって、
   前記配線基板の前記空隙部は、前記感温素子を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部及びその周縁部の少なくともいずれかに形成されてなる
   ガス及び温度検知装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のガス及び温度検知装置であって、
   前記配線基板の前記空隙部の角部は弧状に形成されてなる
   ガス及び温度検知装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のガス及び温度検知装置であって、
   前記配線基板の前記空隙部は貫通孔である
   ガス及び温度検知装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のガス及び温度検知装置であって、
   前記感温素子は、前記配線基板の縁部に配置されてなる
   ガス及び温度検知装置。
9. 請求項８に記載のガス及び温度検知装置であって、
   前記感温素子は、前記配線基板の前記縁部のうち前記ガスセンサ素子の前記熱源から最も離れた位置に配置されてなる
   ガス及び温度検知装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載のガス及び温度検知装置であって、
    前記ガスセンサ素子、前記感温素子、及び前記配線基板を収納するケーシングを備え、
    上記ケーシングは、
    上記ケーシング外部の気体を上記ケーシング内部に導入する通気孔と、
    上記通気孔から導入された上記気体を上記配線基板の前記空隙部まで導く経路と、を有する
    ガス及び温度検知装置。
11. 請求項１０に記載のガス及び温度検知装置であって、
    前記ケーシングは、前記通気孔から導入された前記気体を前記配線基板の前記感温素子まで導く経路を有する
    ガス及び温度検知装置。
12. 請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載のガス及び温度検知装置であって、前記配線基板のうち前記感温素子を上記配線基板に対し上記配線基板の厚さ方向に投影した感温投影部の周縁部には、上記ガス及び温度検知装置の外部と電気的に接続するコネクタピンが固着されてなる
    ガス及び温度検知装置。

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