JP2009031101A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】ガスセンサ素子の被水割れを防止するとともに応答性に優れたガスセンサを提供すること。
【解決手段】ガスセンサ素子２とハウジング３と素子カバー４とを有するガスセンサ１。素子カバー４は、インナーカバー４１とアウターカバー４２とを備えている。アウターカバー４２は、側面部に複数の外側開口部４２１を設けてなるとともに、排出用開口部４２２を設けてなる。インナーカバー４１は、外側開口部４２１よりも先端側となる位置に内側開口部４１１を設けてなる。該内側開口部４１１は、インナーカバー４１の外部から内部へ向かう開口方向がガスセンサ１の軸方向基端方向の成分を有する状態に形成されている。外側開口部４２１が配置される軸方向位置におけるアウターカバー４２とインナーカバー４１との間のクリアランス４３０には、該クリアランス４３０を軸方向に沿って仕切る仕切り部４３が少なくとも一つ以上形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気系等に配設され、被測定ガス中の特定ガス濃度を検知するガスセンサに関する。

自動車エンジン等の内燃機関の排気系に、図１４に示すような、排気ガスＧ中の酸素濃度等を検知するガスセンサ９を配設し、該ガスセンサ９による酸素濃度等の測定値から空燃比を検出し、これを利用して内燃機関の燃焼制御を行う技術がある。
上記ガスセンサ９は、ジルコニア等からなる固体電解質体を用いたガスセンサ素子９２を内蔵しているとともに、このガスセンサ素子９２をカバーする素子カバー９３を有している。素子カバー９３は、ステンレス鋼等の金属からなり、排気ガスＧを通過させる通気孔９３３を有している。

排気管を流通する排気ガスＧは、上記通気孔９３３から上記素子カバー９３の内側に導入され、上記ガスセンサ素子９２に到達する。そして、ガスセンサ素子９２に排気ガスＧが接触することにより、排気ガスＧ中の酸素濃度等の測定が可能となる。
ところで、内燃機関の低温始動時等において、排気ガスＧ中に含まれる水滴などが、停止時に冷えた排気管の内壁面に触れて水滴となり、凝縮することがある。
水滴が付着した状態で内燃機関を始動した場合、特に始動直後の排気ガス温度が低い場合は、凝縮水が気化することなく排気ガスＧによって吹き飛ばされ、排気ガスＧとともに素子カバー９３の内部に浸入する。

一方、上記ガスセンサ９による測定に当たっては、固体電解質体からなるガスセンサ素子９２の温度を４００℃以上という高温に保ち、活性状態を保つ必要がある。
そのため、素子カバー９３の内側に浸入した水滴がガスセンサ素子９２の表面に付着した場合、熱衝撃により、ガスセンサ素子９２に割れ（被水割れ）が発生するおそれがある。

かかる被水割れの対策として、図１４に示すごとく、素子カバー９３をインナーカバー９３１とアウターカバー９３２とによる二重構造とするとともに、排気管における排気ガスＧの流れ方向に関して、通気孔９３３の位置が重ならないようにして、ガスセンサ素子９２への水滴付着を防止している。
しかし、図１４に示すごとく、水滴Ｗがアウターカバー９３２の外側表面９３４に付着したとき、この外側表面９３４を伝って水滴Ｗが通気孔９３３まで移動して、アウターカバー９３２の内部に浸入する。そして、さらに、水滴Ｗがインナーカバー９３１の外側表面９３４やアウターカバー９３２の内側表面９３５を伝って、インナーカバー９３１の通気孔９３３まで移動して、インナーカバー９３１の内部に浸入することがある。これにより、この水滴Ｗがガスセンサ素子９２に付着して、被水割れが生ずるおそれがある。

そこで、図１５に示すごとく、ガスセンサ素子９２自体の表面に撥水性の保護層９４を設けて、水滴がガスセンサ素子９２に付着することを防ぐ技術がある（特許文献１参照）。
ところが、ガスセンサ素子９２の表面に過剰な保護層９４を設けると、被測定ガス（排気ガス）が、ガスセンサ素子９２のセンシング部に達する時間が長くなり、ガスセンサ９の応答性が低下するおそれがある。また、ガスセンサ素子９２の熱容量が大きくなるため、活性時間が長くなるおそれもある。

また、図１６に示すごとく、素子カバー９３の通気孔９３３を覆うように保護層９４を形成したガスセンサ９０も開示されている（特許文献２参照）。
しかし、この場合にも、被測定ガス（排気ガス）が素子カバー９３の内部に侵入してガスセンサ素子９２０に達するまでに時間がかかり、ガスセンサ９０の応答性が低下するおそれがある。

特開平８−２４０５５９号公報 実開平４−１１４６１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、ガスセンサ素子の被水割れを防止するとともに応答性に優れたガスセンサを提供しようとするものである。

本発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子と、該ガスセンサ素子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固定された素子カバーとを有するガスセンサであって、
上記素子カバーは、インナーカバーと該インナーカバーの外周に配置されたアウターカバーとを備えており、
上記アウターカバーは、側面部に複数の外側開口部を設けてなるとともに、該外側開口部よりも先端側に排出用開口部を設けてなり、
上記インナーカバーは、上記外側開口部よりも先端側となる位置に内側開口部を設けてなり、
該内側開口部は、上記インナーカバーの外部から内部へ向かう開口方向が上記ガスセンサの軸方向基端方向の成分を有する状態に形成されており、
上記外側開口部が配置される軸方向位置における上記アウターカバーと上記インナーカバーとの間のクリアランスには、該クリアランスを軸方向に沿って仕切る仕切り部が少なくとも一つ以上形成されてい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。
上記素子カバーは、上記アウターカバーに上記外側開口部と上記排出用開口部とを設けており、上記インナーカバーにおける上記外側開口部よりも先端側となる位置に内側開口部を設けている。そのため、側方から流れて来る被測定ガスは、外側開口部からアウターカバーとインナーカバーとの間に導入され、排出用開口部から排出される。また、アウターカバーとインナーカバーとの間に導入された被測定ガスの一部が、さらに内側開口部からインナーカバーの内部に導入され、ガスセンサ素子に到達する。

上述のごとく、上記内側開口部は、外側開口部よりも先端側となる位置に形成されているとともに、上記インナーカバーの外部から内部へ向かう開口方向が上記ガスセンサの軸方向基端方向の成分を有する状態に形成されている。それゆえ、アウターカバーの外側開口部から導入された被測定ガスの流れのうち、排出用開口部へ向かう流れは比較的直線的な流れとなるが、内側開口部からインナーカバーの内部へ向かう流れは曲線的な流れとなる。

これにより、アウターカバーとインナーカバーとの間に導入された被測定ガスとともに流れる水滴は、その慣性力によって、排出用開口部へ向かって流れ、該排出用開口部から外部へ排出される。これは、水滴は被測定ガスに比べて比重が大きいため、慣性力が大きく働き、上記のごとく直線的な流れである排出用開口部へ向かう流れに沿って排出用開口部から外部へ排出されることによる。一方、比重の小さい被測定ガス自体は、上記の直線的な流れ以外にも、曲線的な流れであるインナーカバーの内部へ向かう流れをも形成することとなる。
これにより、被測定ガスとともに流れる水滴がインナーカバーの内部に浸入することを防ぎ、ガスセンサ素子の被水を防ぐことができる。そして、被水に起因するガスセンサ素子の被水割れを防ぐことができる。

ところが、ガスセンサに対して軸方向に略直角の方向から流れる被測定ガスが外側開口部からアウターカバーの中に入ると、アウターカバーの内部に浸入した水滴が素子カバーの周方向に沿って移動することがある。かかる場合には、上記とは異なり水滴を排出用開口部へと導くことができず、水滴が内側開口部へと向かう被測定ガスとともにインナーカバーの内部に浸入してしまうおそれがある。

これに対して、本発明のガスセンサにおいては、上記クリアランスには、該クリアランスを軸方向に沿って仕切る仕切り部が少なくとも一つ以上形成されている。この仕切り部によって、アウターカバーの内部に浸入した水滴を含む被測定ガスが素子カバーの周方向に沿って移動することを防ぐことができ、水滴を含む被測定ガスは仕切り部に導かれるようにして軸方向に沿った流れを形成することができる。すなわち、水滴を上記の直線的な流れに沿ってアウターカバーの先端側の排出用開口部へと容易に導くことができ、内側開口部へと向かう被測定ガスとともに水滴がインナーカバーの内部へと浸入することを防ぐことができる。このように、上記構成によれば、内側開口部へと向かう被測定ガスと、軸方向先端側へ向かう水滴とを充分に分離して、気液分離を充分に行うことができる。その結果、被水に起因するガスセンサ素子の被水割れを一層防ぐことができる。

また、上記素子カバーには外側開口部及び内側開口部が形成されるとともに仕切り部が形成されており、これらの位置関係によって、上記のごとく水滴の浸入を防ぐとともに、被測定ガスを素子カバーの内部に充分に導入することができる。それゆえ、応答性に優れたガスセンサを得ることができる。
また、ガスセンサ素子の表面に、例えば、撥水性の保護層を設ける等の処理を施さなくても、被測定ガスがガスセンサ素子のセンシング部へ到達することを妨げることがなく、ガスセンサの応答性の低下を防ぐことができる。
また、ガスセンサ素子の熱容量を大きくすることもないため、活性時間の短縮を妨げることもない。

以上のごとく、本発明によれば、ガスセンサ素子の被水割れを防止するとともに応答性に優れたガスセンサを提供することができる。

本発明（請求項１）において、上記ガスセンサとしては、自動車エンジン等の各種車両用内燃機関の排気管に設置して、排気ガスフィードバックシステムに使用する空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサ（Ｏ₂センサ）、また排気管に設置する三元触媒の劣化検知等に利用するＮＯｘ等の大気汚染物質濃度を調べるＮＯｘセンサ等がある。
また、上記ガスセンサ素子は、例えば、ジルコニア等からなる固体電解質体の一方の面と他方の面とに基準ガス側電極及び被測定ガス側電極とを設けてなる。

また、本明細書において、上記ガスセンサを内燃機関の排気管等に挿入する側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
また、上記開口方向は、例えば、内側開口部の輪郭線を含む平面に直交する方向として定義することができる。また、上記輪郭線が単一平面上にない場合には、上記輪郭線に最も近似した平面状の曲線（二次元の曲線）を想定し、この曲線を含む平面に直交する方向を上記開口方向とすることができる。

また、上記仕切り部は、上記内側開口部が形成された軸方向位置まで延設されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、内側開口部の軸方向位置における水滴の流れを、軸方向先端側へ向かう流れとすることができる。そのため、内側開口部から水滴が浸入することを一層効果的に防ぐことができる。その結果、被水に起因するガスセンサ素子の被水割れをより一層防ぐことができる。

また、上記仕切り部は、上記インナーカバー又は上記アウターカバーと非接触とすることもできる（請求項３）。
この場合には、インナーカバー又はアウターカバーと仕切り部とを接触させる必要がないため、仕切り部を容易に形成することができる。また、かかる構成であっても、水滴を含む被測定ガスを、軸方向先端側へ向かって容易に流すことができる。

また、上記仕切り部は、上記クリアランスの半分以上の高さを有することが好ましい（請求項４）。
この場合には、水滴を含む被測定ガスを充分に軸方向先端側へ流すことができる。

（実施例１）
本発明の実施例に係るガスセンサにつき、図１〜図４を用いて説明する。
なお、図１、図２は、図３のＡ−Ａ線における断面を示したものである。
本例のガスセンサ１は、図１に示すごとく、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子２と、該ガスセンサ素子２を内側に挿通するハウジング３と、該ハウジング３の先端側に固定された素子カバー４とを有する。

上記素子カバー４は、図１〜図４に示すごとく、インナーカバー４１と該インナーカバー４１の外周に配置されたアウターカバー４２とを備えている。
上記アウターカバー４２は、側面部に複数の外側開口部４２１を設けてなるとともに、該外側開口部４２１よりも先端側に排出用開口部４２２を設けてなる。

上記インナーカバー４１は、上記外側開口部４２１よりも先端側となる位置に内側開口部４１１を設けてなる。そして、内側開口部４１１よりもさらに軸方向先端側にガスセンサ素子２のセンシング部が配設されている。
また、内側開口部４１１は、図２に示すごとく、上記インナーカバー４１の外部から内部へ向かう開口方向Ｘが上記ガスセンサ１の軸方向基端方向の成分を有する状態に形成されている。本例のガスセンサ１においては、内側開口部４１１の開口方向Ｘはガスセンサ１の軸方向と平行となっており、上記開口方向Ｘが軸方向基端方向を向いている。

外側開口部４２１が配置される軸方向位置におけるアウターカバー４２とインナーカバー４１との間のクリアランス４３０には、該クリアランス４３０を軸方向に沿って仕切る仕切り部４３が形成されている。本例においては、全ての外側開口部４２１同士の間が仕切り部４３によって仕切られている。また、外側開口部４２１と内側開口部４１１とは、同じ周方向位置に形成されている（図３参照）。

また、仕切り部４３は、内側開口部４１１が形成された内側径変部４１３の先端部分にまで延設されている。すなわち、図１、図２、図４に示すごとく、仕切り部４３は軸方向に細長い状態で形成されている。
なお、仕切り部４３は、例えば、アウターカバー４２とインナーカバー４１とを固定した後にアウターカバー４２の一部を外側から内側に向かって突出変形させることにより形成することもできるが、インナーカバー４１とアウターカバー４２とを固定する前にあらかじめ形成しておくこともできる。

本例のガスセンサ１につき、以下に詳細に説明する。
素子カバー４は、図１〜図４に示すごとく、インナーカバー４１と該インナーカバー４１の外周に配置されたアウターカバー４２との二重構造を有している。
アウターカバー４２は、側面部に外側開口部４２１を設けてなる。
また、アウターカバー４２は、先端側へ行くほど縮径するテーパ形状の外側径変部４２３を形成してなる。

インナーカバー４１は、先端側へ行くほど縮径するテーパ形状の内側径変部４１３を、軸方向の二箇所において有する。
また、図２、図４に示すごとく、インナーカバー４１における基端側の内側径変部４１３の複数箇所に凹部４１７を設け、該凹部４１７の基端を開口させることにより、内側開口部４１１が形成されている。すなわち、いわゆるルーバー形状の内側開口部４１１である。

また、インナーカバー４１は、先端部に素子カバー４の外部に開口する先端開口部４１２を形成してなる。
また、インナーカバー４１は、外側開口部４２１に対向する対向側面部４１５をガスセンサ１の軸方向に平行に形成してなる。なお、対向側面部４１５は、基端側及び先端側のいずれの内側径変部４１３よりもさらに基端側に配設されている。
インナーカバー４１は、外側開口部４２１に対向する対向側面部４１５をガスセンサ１の軸方向に平行に形成してなる。そして、本例のガスセンサ１においては、仕切り部４３は、上記対向側面部４１５に当接した状態で形成されている。

素子カバー４は、インナーカバー４１の先端部がアウターカバー４２の先端部と略同じ軸方向位置にある状態で、インナーカバー４１とアウターカバー４２とを重ね合わせている。すなわち、アウターカバー４２の先端部には、インナーカバー４１の先端部の外形よりも大きい大径開口部４２４が形成されている。そして、該大径開口部４２４に対してインナーカバー４１の先端部を挿通することにより、該先端部の外壁と大径開口部４２４の内壁との間に、上記排出用開口部４２２が形成される。

なお、上記インナーカバー４１の先端部は、アウターカバー４２の先端部から突出していてもよく、また、アウターカバー４２の先端部よりも基端側へ後退していてもよい。
また、図１に示すごとく、素子カバー４は、その基端部においてハウジング３の先端部にかしめ固定されている。すなわち、インナーカバー４１とアウターカバー４２とは、基端部４１９、４２９において互いに重ねられている。この重ねられた基端部４１９、４２９が、ハウジング３の先端かしめ部３１においてかしめ固定されている。

また、ハウジング３の内側には、ガスセンサ素子２を挿通保持する素子側絶縁碍子１１が保持されている。また、素子側絶縁碍子１１の基端側には大気側絶縁碍子１２が配設されており、大気側絶縁碍子１２を覆うように配された大気側カバー１３がハウジング３の基端部に固定されている。
大気側絶縁碍子１２の内側には、ガスセンサ素子２との電気的導通を図るための金属端子１４が保持されており、該金属端子１４に接続された外部リード１５が、大気側カバー１３の基端部を閉塞するブッシュ１６を挿通するように配線されている。

また、ガスセンサ素子２は、ジルコニアを主成分とする固体電解質体の一方の面と他方の面とに基準ガス側電極及び被測定ガス側電極とを設けてなる（図示略）。また、ガスセンサ素子２には、ヒータが内蔵されており（図示略）、ガスセンサ１の使用時において、ガスセンサ素子２を４００℃以上の高温に加熱して、活性状態とする。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記素子カバー４は、アウターカバー４２に外側開口部４２１と排出用開口部４２２とを設けており、インナーカバー４１における外側開口部４２１よりも先端側となる位置に内側開口部４１１を設けている。そのため、図２に示すごとく、側方から流れて来る被測定ガスＧは、外側開口部４２１からアウターカバー４２とインナーカバー４１との間に導入され、排出用開口部４２２から排出される（Ｇ１）。また、アウターカバー４２とインナーカバー４１との間に導入された被測定ガスの一部（Ｇ２）が、さらに内側開口部からインナーカバー４１の内部に導入され、ガスセンサ素子２に到達する。

上述のごとく、内側開口部４１１は、外側開口部４２１よりも先端側となる位置に形成されているとともに、インナーカバー４１の外部から内部へ向かう開口方向がガスセンサ１の軸方向基端方向の成分を有する状態に形成されている。それゆえ、アウターカバー４２の外側開口部４２１から導入された被測定ガスＧの流れのうち、排出用開口部４２へ向かう流れ（Ｇ１）は比較的直線的な流れとなるが、内側開口部４１１からインナーカバー４１の内部へ向かう流れ（Ｇ２）は曲線的な流れとなる。

これにより、アウターカバー４２とインナーカバー４１との間に導入された被測定ガスとともに流れる水滴は、その慣性力によって、排出用開口部４２２へ向かって流れ、該排出用開口部４２２から外部へ排出される。すなわち、水滴は被測定ガスに比べて比重が大きいため、慣性力が大きく働き、上記のごとく直線的な流れである排出用開口部４２２へ向かう流れ（Ｇ１）に沿って排出用開口部４２２から外部へ排出される。一方、比重の小さい被測定ガス自体は、直線的な流れ（Ｇ１）以外にも、曲線的な流れであるインナーカバー４１の内部へ向かう流れ（Ｇ２）をも形成することとなる。

これにより、被測定ガスＧに含まれる水滴がインナーカバーの内部に浸入することを防ぎ、ガスセンサ素子２の被水を防ぐことができる。そして、この被水に起因するガスセンサ素子２の被水割れを防ぐことができる。

ところが、ガスセンサ１に対して軸方向に略直角の方向から流れる被測定ガスが外側開口部４２１からアウターカバー４２の中に入ると、アウターカバー４２の内部に浸入した水滴Ｗが素子カバー４の周方向に沿って移動することがある。かかる場合には、上記とは異なり水滴Ｗを排出用開口部４２２へと導くことができず、水滴Ｗが内側開口部４１１へと向かう被測定ガスとともにインナーカバー４１の内部に浸入してしまうおそれがある。

これに対して、本例のガスセンサ１においては、上記クリアランス４３０には、該クリアランス４３０を軸方向に沿って仕切る仕切り部４３が少なくとも一つ以上形成されている。この仕切り部４３によってアウターカバー４２の内部に浸入した水滴Ｗを含む被測定ガスが素子カバー４の周方向に沿って移動することを防ぐことができ、水滴Ｗを含む被測定ガスは仕切り部４３に導かれるようにして軸方向に沿った流れを形成することができる。すなわち、水滴Ｗを上記の直線的な流れ（Ｇ１）に沿ってアウターカバー４２の先端側の排出用開口部４２２へと容易に導くことができ、内側開口部４１１へと向かう被測定ガスとともに水滴Ｗがインナーカバー４１の内部へと浸入することを防ぐことができる。このように、上記構成によれば、内側開口部４１１へと向かう被測定ガスと、軸方向先端側へ向かう水滴Ｗとを充分に分離して、気液分離を充分に行うことができる。その結果、被水に起因するガスセンサ素子２の被水割れを一層防ぐことができる。

また、上記素子カバー４には外側開口部４２及び内側開口部４１が形成されるとともに仕切り部４３が形成されており、これらの位置関係によって、上記のごとく水滴の浸入を防ぐとともに、被測定ガスＧを素子カバー４の内部に充分に導入することができる。それゆえ、応答性に優れたガスセンサ１を得ることができる。
また、ガスセンサ素子２の表面に、例えば撥水性の保護層（図１５における符号９４参照）を設けるなどの処理を施さなくても、被測定ガスＧがガスセンサ素子２のセンシング部へ到達することを妨げることがなく、ガスセンサ１の応答性の低下を防ぐことができる。また、ガスセンサ素子２の熱容量を大きくすることもないため、活性時間の短縮を妨げることもない。

また、仕切り部４３は、内側開口部４１１まで延設されている。これにより、内側開口部４１１の軸方向位置における水滴Ｗの流れを、軸方向先端側へ向かう流れとすることができる。そのため、内側開口部４１１から水滴Ｗが浸入することを一層効果的に防ぐことができる。その結果、被水に起因するガスセンサ素子２の被水割れをより一層防ぐことができる。

以上のごとく、本例によれば、ガスセンサ素子の被水割れを防止するとともに応答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５に示すごとく、内側径変部４１３が、インナーカバー４１の軸方向の二箇所において形成されており、そのうちの基端側の内側径変部４１３に、内側開口部４１１が内側径変部４１３に対して垂直方向に穿設されているガスセンサ１の例である。すなわち、対向側面部４１５の先端側及びインナーカバー４２の先端の二箇所に内側径変部４１３が形成され、そのうちの基端側の内側径変部４１３に、円形の内側開口部４１１が穿設されている。この内側開口部４１１は、実施例１のようなルーバー形状ではなく、単純に内側径変部４１３に対して直角に形成した開口部である。

そして、内側開口部４１１の開口方向Ｘのベクトルは、ガスセンサ１の径方向に対する角部θが例えば１７°以上であり、ガスセンサ１の軸方向成分（Ｘｚ）とともに径方向成分（Ｘｒ）を有する。
また、本例においても、外側開口部４２１同士の間には、アウターカバー４２とインナーカバー４１との間の空間を軸方向に沿って仕切る仕切り部４３が形成されている。
その他は、実施例１と同様の構成及び作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、仕切り部４３の形状や形成箇所、形成個数等を種々変更させて作製した素子カバー４の例である。
図６に示す素子カバー４においては、仕切り部４３は、アウターカバー４２に形成されているのではなく、インナーカバー４１を内側から外側へ向かって突出変形させることによって形成されている。

また、仕切り部４３は、素子カバー４を突出変形させて形成するのではなく、図７に示すごとく、インナーカバー４１とアウターカバー４２との間に、別部材である仕切り用部材４３１を介設することによって形成することもできる。

また、図８に示す素子カバー４においては、仕切り部４３は、アウターカバー４２においてインナーカバー４１と非接触の状態で形成することもできる。そして、仕切り部４３は、インナーカバー４１とアウターカバー４２との間のクリアランス４３０の半分以上の高さｈを有する。
本例の場合には、インナーカバー４１と仕切り部４３とを接触させる必要がないため、仕切り部４３を容易に形成することができる。また、上記構成であっても、水滴Ｗを含む被測定ガスを、軸方向先端側へ向かって容易に流すことができる。
なお、本例とは逆に、仕切り部４３を、インナーカバー４１においてアウターカバー４２と非接触の状態で形成することもできる。

また、素子カバー４は、図９に示すごとく、仕切り部４３同士の間に二つの外側開口部４２１が配設されるよう構成することもできる。すなわち、仕切り部４３は、全ての外側開口部４２１同士の間に形成されていなくてもよい。
このように、仕切り部４３の形成の仕方は種々あるが、これらの場合にも仕切り部４３以外については、実施例１と同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。
また、本発明のガスセンサ１は、上述した態様に限定されるものではない。

（実施例４）
本例は、図１０、図１１に示すごとく、本発明の効果確認試験を行った例である。
まず、本発明品として上記実施例１（図１〜図４）に示したガスセンサ１を、従来品として従来例（図１４）に示したガスセンサ９を、それぞれ用意した。
そして、これらのガスセンサについて、図１０、図１１に示すごとく、ガスセンサ素子への水滴付着の抑制効果を評価した。

すなわち、図１０に示すごとく、水平面に対して５０°に傾斜させた内径３５ｍｍの配管５１に、ガスセンサ１を取付ける。ガスセンサ１の取り付け位置は、配管５１の上端開口部５１１から１００ｍｍの位置である。そして、配管５１の上端開口部５１１から水滴を含む空気を、噴射機５２から５回噴射する。一回当たりの噴射エア中の水量は、０．２ｍｌであり、エア圧は０．１５ｋｇ／ｃｍ²である。

このとき、ガスセンサ１に内蔵されたガスセンサ素子への被水面積を評価した。
同様の試験を従来品（ガスセンサ９）についても行った。
試験結果を、図１１に示す。同図に示すように、本発明品は、被水面積が従来品に比べて２割以下であった。
本例の結果から、本発明によれば、充分にガスセンサ素子の被水を抑制することができることがわかる。

（実施例５）
本例は、図１２、図１３に示すごとく、本発明のガスセンサの応答性について評価した例である。
すなわち、まず、３Ｌ、直列６気筒直噴エンジンの排気管にガスセンサを設置した。そして、エンジンの回転数を２０００回転／分として運転した。また、図１２の曲線Ｌ１に示すごとく、エンジンの空燃比を制御して、λ値（空気過剰率）が０．９となる状態と、１．１となる状態とを、周波数４．１６Ｈｚの周期で交互に形成した。
また、ガスセンサの素子温度は７５０℃とした。

このときのガスセンサの出力の変化を図１２の曲線Ｌ２に示す。そして、空燃比の変化（Ｌ１）に対するセンサ出力の変化（Ｌ２）を解析し、ゲイン（利得）を評価した。その結果を、図１３に示す。
評価は、上記実施例４と同様に、本発明品としての実施例１のガスセンサ１と、従来品としてのガスセンサ９との双方についてそれぞれ行った。

図１３に示すごとく、従来品よりも本発明品の方が、ゲイン値が高く、応答性に優れていることがわかる。
本例の結果から、本発明によれば、ガスセンサの応答性についても充分に確保することができることがわかる。
そして、上記実施例４及び５の結果は、本発明によれば、ガスセンサの応答性の向上と、ガスセンサ素子の被水抑制とを両立することができることを示している。

実施例１における、ガスセンサの縦断面図。 実施例１における、素子カバーの縦断面図。 実施例１における、素子カバーの横断面図。 実施例１における、被測定ガスの流れを示す素子カバーの斜視説明図。 実施例２における、素子カバーの縦断面図。 実施例３における、インナーカバーに仕切り部が形成されている素子カバーの横断面図。 実施例３における、仕切り部が別部材によって形成されている素子カバーの横断面図。 実施例３における、アウターカバーに形成された仕切り部がインナーカバーと非接触である素子カバーの横断面図。 実施例３における、仕切り部同士の間に二つの外側開口部が形成されている素子カバーの横断面図。 実施例４における、被水評価試験方法の説明図。 実施例４における、被水評価結果の線図。 実施例５における、応答性評価試験方法の説明図。 実施例５における、応答性評価結果の線図。 従来例における、ガスセンサ素子の被水割れの原因を説明する断面説明図。 従来例における、ガスセンサ素子に保護層を形成したガスセンサの断面図。 従来例における、通気孔を保護層によって覆ったガスセンサの断面図。

符号の説明

１ ガスセンサ
２ ガスセンサ素子
３ ハウジング
４ 素子カバー
４１ インナーカバー
４１１ 内側開口部
４２ アウターカバー
４２１ 外側開口部
４２２ 排出用開口部
４３ 仕切り部
４３０ クリアランス

Claims (4)

1. 被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子と、該ガスセンサ素子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固定された素子カバーとを有するガスセンサであって、
   上記素子カバーは、インナーカバーと該インナーカバーの外周に配置されたアウターカバーとを備えており、
   上記アウターカバーは、側面部に複数の外側開口部を設けてなるとともに、該外側開口部よりも先端側に排出用開口部を設けてなり、
   上記インナーカバーは、上記外側開口部よりも先端側となる位置に内側開口部を設けてなり、
   該内側開口部は、上記インナーカバーの外部から内部へ向かう開口方向が上記ガスセンサの軸方向基端方向の成分を有する状態に形成されており、
   上記外側開口部が配置される軸方向位置における上記アウターカバーと上記インナーカバーとの間のクリアランスには、該クリアランスを軸方向に沿って仕切る仕切り部が少なくとも一つ以上形成されていることを特徴とするガスセンサ。
2. 請求項１において、上記仕切り部は、上記内側開口部が形成された軸方向位置まで延設されていることを特徴とするガスセンサ。
3. 請求項１又は２において、上記仕切り部は、上記インナーカバー又は上記アウターカバーと非接触であることを特徴とするガスセンサ。
4. 請求項３において、上記仕切り部は、上記クリアランスの半分以上の高さを有することを特徴とするガスセンサ。

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