JP2007285915A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性に優れたガスセンサを提供すること。
【解決手段】センサ素子２と素子側絶縁碍子３とハウジング４とを有するガスセンサ１。ハウジング４は、ガスセンサ１を測定箇所に取り付けるための取り付け工具を嵌合させる工具嵌合部４１を外周に有すると共に、素子側絶縁碍子３の外周部３０に設けた段状当接部３００を受ける碍子受け面４００を内側面４０に形成してなる。ハウジング４の碍子受け面４００と素子側絶縁碍子３の段状当接部３００とは、パッキン５を介して係合されている。パッキン５により、パッキン５より基端側の大気側雰囲気１２０と、先端側の被測定ガス側雰囲気１１０とが気密的に分離されている。碍子受け面４００は、ガスセンサ１の中心軸Ｍを含む平面による断面において表れる一対の輪郭線のなす角である開口角度θが１００°以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用エンジン等の内燃機関の燃焼制御等に用いることができるガスセンサに関する。

従来より、自動車エンジンの内燃機関等の排気系に設置され、排気ガス中の酸素濃度等を検出するガスセンサがある（例えば、特許文献１参照）。
該ガスセンサは、図１０に示すごとく、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するセンサ素子９２と、該センサ素子９２を挿通保持する素子側絶縁碍子９３と、該素子側絶縁碍子９３を挿通保持するハウジング９４とを有する。
上記素子側絶縁碍子９３は、同図に示すごとく、外周部９３２に段状当接部９３０を有し、上記ハウジング９４の内側面９４２には、上記段状当接部９３０を受ける碍子受け面９４０が形成されている。

そして、図１０に示すごとく、上記ハウジング９４の上記碍子受け面９４０と上記素子側絶縁碍子９３の上記段状当接部９３０とは、パッキン９５を介して係合されている。そして、該パッキン９５により、パッキン９５より基端側の大気側雰囲気９１２と、先端側の被測定ガス側雰囲気９１１とが気密的に分離されている。

上記ハウジング９４には、図１０に示すごとく、外周に工具嵌合部９４１が設けられている。そして、ガスセンサ９の先端側を排気管内に差し込んだ状態で、ガスセンサ９は排気管に締め付け固定されている。
ガスセンサ９を排気管に締め付け固定するに当たっては、取り付け工具によって工具嵌合部９４１を廻すことにより、取り付けネジ部９４３を排気管に設けたネジ孔に螺合させる（図示略）。

ところが、上記取り付け工具としてインパクトレンチ等を用いた場合、ガスセンサ９を排気管に締め付け固定する際に、過度の衝撃がパッキン９５及びその周辺部に加わり、素子側絶縁碍子９３及びハウジング９４とパッキン９５との密着性が低下してしまうおそれがある。そして、その結果、大気側雰囲気９１２と被測定ガス側雰囲気９１１との気密性が低下してしまうおそれがある。

特開２００２−８２０８５号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性に優れたガスセンサを提供しようとするものである。

第１の発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を内側に保持する素子側絶縁碍子と、該素子側絶縁碍子を内側に保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
上記ハウジングは、上記ガスセンサを測定箇所に取り付けるための取り付け工具を嵌合させる工具嵌合部を外周に有すると共に、上記素子側絶縁碍子の外周部に設けた段状当接部を受ける碍子受け面を内側面に形成してなり、
上記ハウジングの碍子受け面と上記素子側絶縁碍子の段状当接部とは、パッキンを介して係合されており、
該パッキンより基端側の大気側雰囲気と、先端側の被測定ガス側雰囲気とが、上記パッキンにより気密的に分離されており、
上記碍子受け面は、上記ガスセンサの中心軸を含む平面による断面において表れる一対の輪郭線のなす角である開口角度が１００°以下であることを特徴とするガスセンサにある（請求項１）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記碍子受け面は、上記開口角度が１００°以下である。これにより、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性に優れたガスセンサを得ることができる。
即ち、上記パッキンは、該パッキンに加わる軸方向先端側への押圧力により、上記ハウジングの碍子受け面及び上記素子側絶縁碍子の段状当接部と密着し、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気とを気密的に分離している。

そして、上記碍子受け面には、該碍子受け面に平行であって、かつ、径方向内側へ向かう方向に、上記押圧力の分力（図２の符号ｆ参照）が作用している。また、上記パッキンにおける上記碍子受け面との接触表面には、上記碍子受け面に平行であって、かつ、径方向外側へ向かう方向に、上記分力に対する反作用力（図２の符号Ｆ参照）が作用している。そして、上記分力及び上記反作用力を充分に大きくすることにより、取り付け工具による取付け時の衝撃に起因する気密性低下を防ぐことができることを発明者は見出した。

そこで、本発明においては上記開口角度を１００°以下とすることにより、充分な大きさを有する上記分力と上記反作用力とを確保することができる。即ち、上記分力及び上記反作用力を充分に大きくすることにより、取り付け工具による取付け時の衝撃に起因する気密性低下を防ぐことができる。それ故、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性に優れたガスセンサを得ることができる。

以上のごとく、本発明によれば、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性に優れたガスセンサを提供することができる。

第２の発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を内側に保持する素子側絶縁碍子と、該素子側絶縁碍子を内側に保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
上記ハウジングは、上記ガスセンサを測定箇所に取り付けるための取り付け工具を嵌合させる工具嵌合部を外周に有すると共に、上記素子側絶縁碍子の外周部に設けた段状当接部を受ける複数の碍子受け面を内側面に形成してなり、
上記ハウジングの複数の碍子受け面と上記素子側絶縁碍子の段状当接部とは、パッキンを介して係合されており、
該パッキンより基端側の大気側雰囲気と、先端側の被測定ガス側雰囲気とが、上記パッキンにより気密的に分離されており、
上記複数の碍子受け面のうち少なくとも一つの碍子受け面は、上記ガスセンサの中心軸を含む平面による断面において表れる一対の輪郭線のなす角である開口角度が１２０°以下であることを特徴とするガスセンサにある（請求項４）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記碍子受け面には、上記パッキンからの先端側への押圧力により、上記碍子受け面に平行であって、かつ、径方向内側に向かう方向に、軸方向先端側へ向かう方向への上記パッキンからの押圧力の分力が作用する。また、上記パッキンにおける上記碍子受け面との接触表面には、上記碍子受け面に平行であって、かつ、径方向外側へ向かう方向に、上記分力に対する反作用力が作用している。そして、上記分力及び反作用力を充分に大きくすることにより、取り付け工具による取付け時の衝撃に起因する気密性低下を防ぐことができることを発明者は見出した。

また、互いに開口角度が異なる碍子受け面同士の境界には、屈曲部が形成される。そして、該屈曲部により、上記碍子受け面と上記パッキンとの密着性を確保することができることをも発明者は見出した。
それ故、本発明においては上記開口角度を１２０°以下とした場合、充分な大きさを有する上記分力及び上記反作用力と、上記碍子受け面と上記パッキンとの密着性を充分に確保することができる上記屈曲部とを得ることができる。これにより、取り付け工具による取付け時の衝撃に起因する気密性の低下を防ぐことができ、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性に優れたガスセンサを得ることができる。

以上のごとく、本発明によれば、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性に優れたガスセンサを提供することができる。

上記第１の発明（請求項１）及び上記第２の発明（請求項４）において、上記ガスセンサとして、例えば、Ｏ₂センサ、Ａ／Ｆセンサ、ＮＯｘセンサ等がある。
本明細書において、内燃機関の排気管内等に設置する側を先端側、その反対側を基端側として説明する。

上記第１の発明（請求項１）において、組み付け時にパッキンを安定して配設することができるという観点から、上記開口角度は４５°以上であることが好ましい。
また、上記開口角度が１００°を超える場合には、上記碍子受け面に加わる軸方向先端側への押圧力の分力と、パッキンにおける碍子受け面との接触表面に作用する上記分力に対する反作用力とを充分に確保することが困難となるおそれがある。それ故、取り付け工具による取り付け時の衝撃に起因する気密性の低下を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。

上記第２の発明（請求項２）において、上記開口角度が１２０°を超える場合には、上記碍子受け面に加わる軸方向先端側への押圧力の分力と、パッキンにおける碍子受け面との接触表面に作用する上記分力に対する反作用力とを充分な大きさで確保することが困難となるおそれがある。また、互いに開口角度が異なる碍子受け面同士の境界に充分な角度を有する屈曲部を形成することが困難となるおそれがある。
それ故、パッキンに過度の衝撃が加わった際に、パッキンと碍子受け面との間の気密性の低下を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。

また、上記第１の発明（請求項１）において、上記碍子受け面は、上記ガスセンサの中心軸を含む平面による断面における断面形状が直線によって形成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、複雑な加工をすることなく、容易に上記ハウジングを形成することができる。

また、上記碍子受け面は、上記ガスセンサの中心軸を含む平面による断面における断面形状が曲線からなり、上記開口角度は、上記碍子受け面の中央部における接線同士のなす角とすることもできる（請求項３）。
この場合にも、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性に充分優れたガスセンサを得ることができる。
尚、上記曲線は、１つの曲率半径を有する曲線であることが好ましい。

また、上記第１の発明（請求項１）及び上記第２の発明（請求項４）において、上記パッキンは、上記ハウジングの碍子受け面よりも基端側における内側面と上記素子側絶縁碍子の段状当接部よりも基端側における外周部との間に基端部を配置していることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記碍子受け面よりも基端側における上記ハウジングの内側面と上記パッキンの基端部との密着性をも確保することができる。そのため、取り付け工具による取付け時の衝撃に起因する大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を充分に防ぐことができる。

また、上記パッキンの基端部は、上記段状当接面から０．３ｍｍ以上基端側に突出していることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記碍子受け面よりも基端側における上記ハウジングの内側面と上記パッキンの基端部との密着性を充分に確保することができる。

また、上記パッキンは、硬度がＨｖ１００〜２００であることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記パッキンが、上記碍子受け面と上記段状当接部との間で、両者に充分に馴染みながら均一に変形することができる。

一方、パッキンの硬度がＨｖ１００未満の場合には、パッキンが不均一な変形を起こし、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性を充分に確保することが困難となるおそれがある。また、パッキンの硬度がＨｖ２００を超える場合には、パッキンを上記碍子受け面と上記段状当接部との間で充分に馴染ませることが困難となり、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性を充分に確保することが困難となるおそれがある。
尚、上記硬度は、ビッカース硬さＨｖ（０．５）の値であり、ＪＩＳ Ｚ２２４４に規定された微小ビッカース硬さ試験方法において測定できる値である。

また、上記パッキンは、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼のいずれか一種類からなることが好ましい（請求項８）。
この場合には、実車使用環境下においても上記パッキンの酸化、腐食及び耐久劣化を抑制することができ、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性に充分に優れたガスセンサを得ることができる。

（実施例１）
本発明の実施例にかかるガスセンサにつき図１〜図３を用いて説明する。
本例のガスセンサ１は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子２と、該センサ素子２を内側に保持する素子側絶縁碍子３と、該素子側絶縁碍子３を内側に保持するハウジング４とを有する。

該ハウジング４は、図１に示すごとく、ガスセンサ１を測定箇所に取り付けるための取り付け工具を嵌合させる工具嵌合部４１を外周に有する。本例の工具嵌合部４１は、略正六角形の外形を有しており、その六面のうち、対向する二面の間の距離は２２ｍｍである。
また、ハウジング４は、素子側絶縁碍子３の外周部３０に設けた段状当接部３００を受ける碍子受け面４００を内側面４０に形成してなる。

ハウジング４の碍子受け面４００と素子側絶縁碍子３の段状当接部３００とは、図１〜図３に示すごとく、パッキン５を介して係合されている。
該パッキン５より基端側の大気側雰囲気１２０と、先端側の被測定ガス側雰囲気１１０とが、パッキン５により気密的に分離されている。
碍子受け面４００は、ガスセンサ１の中心軸Ｍを含む平面による断面において表れる一対の輪郭線のなす角である開口角度θが１００°以下である。

本例のガスセンサ１につき、詳細に説明する。
本例のガスセンサ１は、自動車の内燃機関の排気管等に取り付けて内燃機関の燃焼制御等に利用するものであって、例えば、Ｏ₂センサ、Ａ／Ｆセンサ、ＮＯｘセンサ等である。

ガスセンサ１は、上記センサ素子２、素子側絶縁碍子３、及びハウジング４の他、図１に示すごとく、該ハウジング４の先端側に配設された被測定ガス側カバー１１と、ハウジング４の基端側に配設された大気側カバー１２とを有する。そして、大気側カバー１２の内側に大気側雰囲気１２０が形成され、被測定ガス側カバー１１の内側に被測定ガス側雰囲気１１０が形成される。

素子側絶縁碍子３をハウジング４に組み付ける際には、センサ素子２を挿通保持した素子側絶縁碍子３の先端側をリング状のパッキン５へと挿通する。その後、上記素子側絶縁碍子３をパッキン５と共にハウジング４へと挿通して、パッキン５の基端面５２と素子側絶縁碍子３の段状当接部３００、及びパッキン５の先端面５１とハウジング４の碍子受け面４００とをそれぞれ当接させる。

そして、図１に示すごとく、素子側絶縁碍子３の基端面にスプリング７を当接させつつハウジング４の折り曲げ部４４によって素子側絶縁碍子３を先端側に押圧することにより、素子側絶縁碍子３とハウジング４とを、パッキン５を介して密着させることができる。このようにして、パッキン５より基端側の大気側雰囲気１２０と、先端側の被測定ガス側雰囲気１１０とが気密的に分離されている。

本例のパッキン５は、硬度がＨｖ１００〜２００であるステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）からなる。また、パッキン５は、例えば、内径がφ１３、外径がφ１５．５、厚さが０．４ｍｍである。
また、本例の碍子受け面４００は、図１〜図３に示すごとく、ガスセンサ１の中心軸Ｍを含む平面による断面における断面形状が直線によって形成されているが、曲線によって形成することもできる。

また、図１に示すごとく、素子側絶縁碍子３とセンサ素子２との間はガラス封止材６により気密封止してある。該ガラス封止材６は、パッキン５と共に、ガスセンサ１内部の大気側雰囲気１２０と被測定ガス側雰囲気１１０とを気密的に分離している。
このようにガスセンサ１は、パッキン５とガラス封止材６とによって大気側雰囲気１２０と被測定ガス側雰囲気１１０とを気密的に分離している。これにより、センサ素子２によって被測定ガス中の特定ガスの濃度を正確に検出することができる。

本例では、上記のごとく、素子側絶縁碍子３が先端側に押圧されているため、パッキン５は、素子側絶縁碍子３から先端側に向かって押圧される。それ故、図２に示すごとく、上記碍子受け面４００に平行であって、かつ、径方向内側へ向かう押圧力の分力ｆが碍子受け面４００に作用する。また、パッキン５の先端面５１には、分力ｆに対する反作用として碍子受け面４００に平行であって、かつ、径方向外側へ向かう反作用力Ｆが作用する。

ガスセンサ１を自動車の内燃機関等の排気管に配置するに当たっては、ガスセンサ１の先端側を上記排気管内に差し込んだ状態で、インパクトレンチ等により工具嵌合部４１を嵌合しつつ廻す。これにより、ハウジング４の先端側の外周に形成された取り付けネジ部４３が排気管に設けられたネジ孔に螺合されてガスセンサ１が排気管に締め付け固定される。

次に、本例の作用効果につき説明する。
碍子受け面４００は、図１〜図３に示すごとく、上記開口角度θが１００°以下である。これにより、大気側雰囲気１２０と被測定ガス側雰囲気１１０との間の気密性に優れたガスセンサ１を得ることができる。

即ち、パッキン５は、該パッキン５に加わる軸方向先端側への押圧力により、ハウジング４の碍子受け面４００及び素子側絶縁碍子３の段状当接部３００と密着し、大気側雰囲気１２０と被測定ガス側雰囲気１１０とを気密的に分離している。そして、碍子受け面４００には、該碍子受け面４００に平行であって、かつ、径方向内側へ向かう方向に上記押圧力の分力ｆが作用している。それ故、パッキン５の先端面５１には、図２に示すごとく、碍子受け面４００に平行であって、かつ、径方向外側へ向かう方向に、上記分力ｆに対する反作用力Ｆが作用している。そして、上記分力ｆ及び反作用力Ｆを充分に大きくすることにより、取り付け工具による取付け時の衝撃に起因する気密性低下を防ぐことができることを発明者は見出した。

そこで、本例においては開口角度θを１００°以下とすることによって、図２に示すごとく、充分な大きさを有する上記分力ｆと上記反作用力Ｆとを確保することができる。即ち、分力ｆ及び反作用力Ｆを充分に大きくすることにより、取り付け工具による取付け時の衝撃に起因する気密性低下を防ぐことができる。それ故、大気側雰囲気１２０と被測定ガス側雰囲気１１０との間の気密性に優れたガスセンサを得ることができる。

また、碍子受け面４００は、図１〜図３に示すごとく、ガスセンサ１の中心軸Ｍを含む平面による断面における断面形状が直線によって形成されているため、複雑な加工をすることなく、容易にハウジング４を形成することができる。
また、パッキン５は、硬度がＨｖ１００〜２００であるため、パッキン５が、碍子受け面４００と段状当接部３００との間で、両者に充分に馴染みながら均一に変形することができる。
また、パッキン５は、ステンレス鋼からなるため、実車使用環境下においてもパッキン５の酸化、腐食及び耐久劣化を抑制することができる。その結果、大気側雰囲気１２０と被測定ガス側雰囲気１１０との間の気密性に充分に優れたガスセンサ１を得ることができる。

以上のごとく、本例によれば、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性に優れたガスセンサを提供することができる。

（実施例２）
本例は、図４に示すごとく、ハウジング４が二つの碍子受け面４００（４０１、４０２）を有するガスセンサ１の例である。
そして、二つの碍子受け面４００のうち径方向外側に配される碍子受け面４０１は、ガスセンサ１の中心軸Ｍを含む平面による断面において表れる一対の輪郭線のなす角である開口角度θが１２０°以下である。一方、径方向内側に配された碍子受け面４０２は、例えば、開口角度が１５０°である。
また、本例の上記二つの碍子受け面４０１、４０２は、上記輪郭線が直線よりなる。
その他は、実施例１と同様である。

次に、本例の作用効果につき説明する。
径方向外側に配された碍子受け面４０１には、パッキン５からの先端側への押圧力により、碍子受け面４０１に平行であって、かつ、径方向内側に向かう方向に、軸方向先端側へ向かう方向へのパッキン５からの押圧力の分力が作用する。また、パッキン５における碍子受け面４００との接触表面には、碍子受け面４００に平行であって、かつ、径方向外側へ向かう方向に、上記分力に対する反作用力が作用している。そして、上記分力及び上記反作用力を充分に大きくすることにより、取り付け工具による取付け時の衝撃に起因する気密性低下を防ぐことができることを発明者は見出した。

また、互いに開口角度θが異なる碍子受け面４０２同士の境界には、図４に示すごとく、屈曲部４０３が形成される。そして、該屈曲部４０３により、碍子受け面４００とパッキン５との密着性を確保することができることをも発明者は見出した。
それ故、本例において開口角度θを１２０°以下とした場合、充分な強度を有する上記分力及び上記反作用力と、碍子受け面４００とパッキン５との密着性を充分に確保することができる屈曲部４３とを得ることができる。これにより、取り付け工具による取付け時の衝撃に起因する気密性の低下を防ぐことができ、大気側雰囲気１２０と被測定ガス側雰囲気１１０との間の気密性に優れたガスセンサ１を得ることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

尚、本発明は、上記構成に限られるものではない。即ち、例えば、径方向内側に配される碍子受け面４０２の開口角度を、径方向外側に配される碍子受け面４０１の開口角度よりも小さくし、径方向内側に配される碍子受け面４０２の開口角度を１２０°以下とすることもできる。
また、碍子受け面４００を、三つ以上形成することもできるし、曲面によって構成することもできる。

（実施例３）
本例は、図５に示すごとく、パッキン５が、ハウジング４に設けられた碍子受け面４００よりも基端側における内側面４０と、素子側絶縁碍子３の段状当接部３００よりも基端側における外周部３０との間に基端部５０を配置しているガスセンサ１の例である。
そして、パッキン５の基端部５０は、段状当接部３００から０．３ｍｍ以上基端側に突出している。
その他は、実施例１と同様である。

パッキン５の基端部５０は、図５に示すごとく、段状当接面３００から０．３ｍｍ以上基端側に突出しているため、碍子受け面４００よりも基端側におけるハウジング４の内側面４０とパッキン５の基端部５０との密着性を充分に確保することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実験例１）
本例は、図６に示すごとく、一つの碍子受け面４００を有するガスセンサにおいて開口角度θを種々変更させた試料について、インパクト後におけるパッキン５の気密性能を調べた例である。
尚、本例において使用する符号は、図１において使用した符号に準ずる。

上記測定をするに当たっては、図６に示すごとく、上記開口角度θを種々変更させたハウジング４を有するガスセンサを試料として作製した。即ち、上記開口角度θが、それぞれ８０°、１００°、１２０°、及び１５０°の４種類の試料を作製した。また、各試料について４個ずつサンプルを作製した。
尚、パッキン５の硬度は、Ｈｖ１２０とした。

上記試料における大気側雰囲気１２０と被測定ガス側雰囲気１１０との間の気密性について調べた。本例では、それぞれの試料につき、取り付け工具（インパクトレンチ）により工具嵌合部４１を廻す前（以下、インパクト前という）、取り付け工具により工具嵌合部４１を廻した後（以下、インパクト後という）の状態において上記気密性を評価した。

上記気密性の評価は、チャンバ内を実車使用環境と略同等の圧力（０．４ＭＰａ）の被測定ガス側雰囲気に設定した気密評価試験機に上記試料を配設し、被測定ガス側雰囲気１１０から大気側雰囲気１２０の方へと漏れるガスの単位時間当たりの漏れ量を測定することにより行った。

本例では、まず、上記気密評価試験機を用いて上記サンプルのインパクト前の状態における漏れ量を測定した（図示略）。その後、インパクトレンチにより工具嵌合部４１を廻して各サンプルをダミーの治具に締め付けて固定した後、該治具からサンプルを取り外して、再度上記気密評価試験機にてインパクト後の状態における漏れ量を測定した（図示略）。

インパクト前（図示略）においては、漏れ量は０．０１ｃｃ／分以下と、実質的に殆ど漏れがない状態であった。
インパクト後の漏れ量の測定結果を図６に示す。
インパクト後については、同図より、上記開口角度θが８０°又は１００°の場合は、漏れ量は１ｃｃ／分以下と、充分に小さいことがわかる。また、上記開口角度θが１２０°、又は１５０°の場合には、漏れ量は２ｃｃ／分を超えるものがあり、漏れ量が大きいことがわかる。

即ち、開口角度θを１００°以下とすることにより、インパクト後も碍子受け面４００とパッキン５、又は段状当接面３００とパッキン５との密着を確保して、被測定ガス側雰囲気１１０から大気側雰囲気１２０へのガスの漏れを防ぐことができるといえる。

（実験例２）
本例は、図７に示すごとく、上記実施例２のガスセンサにおいてハウジング４の開口角度θを種々変更させて作製した試料について漏れ量を測定した例である。
尚、本例において使用する符号は、図４において使用した符号に準ずる。

上記試料のハウジング４には、二つの碍子受け面４００（４０１、４０２）を設けた（図４参照）。そして、径方向外側に配された碍子受け面４０１の開口角度θが、それぞれ６０°、９０°、１２０°の３種類の試料を作製した。また、径方向内側に配された碍子受け面４０２の開口角度は１５０°で一定とした。また、上記各試料について、サンプルを４個ずつ作製した。
尚、パッキン５の硬度は、Ｈｖ１２０とした。
その他は、実験例１と同様である。

測定結果を図７に示す。同図からわかるように、上記各試料のいずれのサンプルもインパクト後の漏れ量は、１ｃｃ／分以下と、充分に小さい。
即ち、ハウジング４が複数の碍子受け面４００を有していても、そのうち少なくとも一つの碍子受け面４００の開口角度θが１２０°以下であれば、本発明の作用効果を発揮することができることがわかる。

（実験例３）
本例は、図８に示すごとく、上記実施例３のガスセンサにおいて、上記パッキン５の基端部５０における、段状当接面３００からの突出量Ｔを種々変更して作製した試料のインパクト後の漏れ量を調べた例である。
尚、本例において使用する符号は、図５において使用した符号に準ずる。

本例では、パッキン５の基端部５０の突出量Ｔが、それぞれ０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍである３種類の試料を作製した。また、碍子受け面４００の開口角度θは、１００°で一定とした。また、上記各試料について、４個ずつサンプルを作製した。
尚、パッキン５の硬度は、Ｈｖ１２０とした。
その他は、実験例１と同様である。

測定結果を図８に示す。同図からわかるように、上記突出量Ｔが０．３ｍｍ以上であれば、漏れ量は１ｃｃ／分以下と、充分に小さくすることができる。

（実験例４）
本例は、図９に示すごとく、上記実施例２のガスセンサ（図４参照）について、パッキン５の硬度と漏れ量との関係を調べた例である。
本例では、パッキン５の硬度をＨｖ５０〜２５０の範囲で種々変更したガスセンサを試料として作製した。

上記硬度は、Ｈｖ（０．５）であり、ＪＩＳ Ｚ２２４４に規定された微小ビッカース硬さ試験方法において試験力４．９０３Ｎで測定したものである。
また、径方向外側に配した碍子受け面４０１における開口角度θを１２０°で一定とした。
その他は、実験例１と同様である。

測定結果を図９に示す。同図からわかるように、硬度がＨｖ１００〜２００の範囲にあるパッキン５を有する試料については、漏れ量は０．５ｃｃ／分以下と、充分に小さい。一方、硬度Ｈｖ１００未満のパッキン５を有する試料又はＨｖ２００を超えるパッキン５を有する試料については、漏れ量は０．５ｃｃ／分を超えるものがあり、充分に漏れを抑制しているとはいえない。

実施例１における、ガスセンサの断面説明図。 実施例１における、碍子受け面とパッキンとの境界に作用する力を示す説明図。 実施例１における、素子側絶縁碍子とハウジングとの間にパッキンが介設されている状態を示す拡大説明図。 実施例２における、素子側絶縁碍子とハウジングとの間にパッキンが介設されている状態を示す拡大説明図。 実施例３における、素子側絶縁碍子とハウジングとの間にパッキンが介設されている状態を示す拡大説明図。 実験例１における、碍子受け面の開口角度と漏れ量との関係を示す線図。 実験例２における、碍子受け面の開口角度と漏れ量との関係を示す線図。 実験例３における、パッキンの基端部の突出量と漏れ量との関係を示す線図。 実験例４における、パッキンの硬度と漏れ量との関係を示す線図。 従来例における、ガスセンサの断面説明図。

符号の説明

１ ガスセンサ
１１０ 被測定ガス側雰囲気
１２０ 大気側雰囲気
２ センサ素子
３ 素子側絶縁碍子
３０ 外周部
３００ 段状当接部
４ ハウジング
４０ 内側面
４１ 工具嵌合部
４００ 碍子受け面
５ パッキン

Claims (8)

1. 被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を内側に保持する素子側絶縁碍子と、該素子側絶縁碍子を内側に保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
   上記ハウジングは、上記ガスセンサを測定箇所に取り付けるための取り付け工具を嵌合させる工具嵌合部を外周に有すると共に、上記素子側絶縁碍子の外周部に設けた段状当接部を受ける碍子受け面を内側面に形成してなり、
   上記ハウジングの碍子受け面と上記素子側絶縁碍子の段状当接部とは、パッキンを介して係合されており、
   該パッキンより基端側の大気側雰囲気と、先端側の被測定ガス側雰囲気とが、上記パッキンにより気密的に分離されており、
   上記碍子受け面は、上記ガスセンサの中心軸を含む平面による断面において表れる一対の輪郭線のなす角である開口角度が１００°以下であることを特徴とするガスセンサ。
2. 請求項１において、上記碍子受け面は、上記ガスセンサの中心軸を含む平面による断面における断面形状が直線によって形成されていることを特徴とするガスセンサ。
3. 請求項１において、上記碍子受け面は、上記ガスセンサの中心軸を含む平面による断面における断面形状が曲線からなり、上記開口角度は、上記碍子受け面の中央部における接線同士のなす角であることを特徴とするガスセンサ。
4. 被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を内側に保持する素子側絶縁碍子と、該素子側絶縁碍子を内側に保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
   上記ハウジングは、上記ガスセンサを測定箇所に取り付けるための取り付け工具を嵌合させる工具嵌合部を外周に有すると共に、上記素子側絶縁碍子の外周部に設けた段状当接部を受ける複数の碍子受け面を内側面に形成してなり、
   上記ハウジングの複数の碍子受け面と上記素子側絶縁碍子の段状当接部とは、パッキンを介して係合されており、
   該パッキンより基端側の大気側雰囲気と、先端側の被測定ガス側雰囲気とが、上記パッキンにより気密的に分離されており、
   上記複数の碍子受け面のうち少なくとも一つの碍子受け面は、上記ガスセンサの中心軸を含む平面による断面において表れる一対の輪郭線のなす角である開口角度が１２０°以下であることを特徴とするガスセンサ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、上記パッキンは、上記ハウジングの碍子受け面よりも基端側における内側面と上記素子側絶縁碍子の段状当接部よりも基端側における外周部との間に基端部を配置していることを特徴とするガスセンサ。
6. 請求項５において、上記パッキンの基端部は、上記段状当接面から０．３ｍｍ以上基端側に突出していることを特徴とするガスセンサ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項において、上記パッキンは、硬度がＨｖ１００〜２００であることを特徴とするガスセンサ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項において、上記パッキンは、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼のいずれか一種類からなることを特徴とするガスセンサ。

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