JP2010122099A - Waterproof type gas sensor - Google Patents

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Mitsuji Kira
満治 吉良
Kazuyasu Iida
一康 飯田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a waterproof type gas sensor having a high gas responding speed and capable of keeping high sensitivity even with respect to a gas of low concentration. <P>SOLUTION: The waterproof type gas sensor is equipped with a sensor body 2 constituted by supporting gas sensitive elements 6 on the leading end parts of a plurality of the terminal pins 3 implanted in a base 4, a sensor cover 1 having a ventilation window 8 for ventilating the gas and an insertion port 7 permitting the insertion of the sensor body 2 and the water repellent gas permeable membrane 9 mounted on the sensor cover 1 so as to cover the ventilation window 8. A base housing hole H1 for housing the base 4 of the sensor body 2, a terminal pin housing hole H2 permitting the insertion of the terminal pins 3 of the sensor body 2 and a gas introducing hole H3 for introducing a detection target gas from the ventilation window 8 are formed to the sensor cover 1 as a series of the communication holes reaching the ventilation window 8 from the insertion port 7. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、撥水性のガス透過膜を有する防水型ガスセンサに関する。   The present invention relates to a waterproof gas sensor having a water-repellent gas permeable membrane.

自動車の内外気自動切替装置等の、水分が浸入する可能性のある環境下では、防水型ガスセンサが好適に用いられる。図１０には、特許文献１に記載の防水型ガスセンサを示している。この防水型ガスセンサは、通気窓７０を有する金属製カバー７１で感ガス体６を覆って成るガスセンサを、防水キャップ８０内に収納させたものである。上記防水キャップ８０は、ガス流入口８１に撥水性のガス透過膜９を貼り付けたものであり、このガス透過膜９によって防水性を確保している。   A waterproof gas sensor is preferably used in an environment where there is a possibility of moisture intrusion, such as an inside / outside air automatic switching device of an automobile. FIG. 10 shows a waterproof gas sensor described in Patent Document 1. In this waterproof gas sensor, a gas sensor formed by covering the gas sensitive body 6 with a metal cover 71 having a ventilation window 70 is housed in a waterproof cap 80. The waterproof cap 80 is formed by attaching a water-repellent gas permeable film 9 to the gas inlet 81, and the gas permeable film 9 ensures waterproofness.

しかし、上記した従来の防水型ガスセンサは、既存のガスセンサを防水キャップ８０に収納しただけの構造である。そのため、防水キャップ８０のガス透過膜９よりも内側には、ガス透過膜９を通じて導入された検知対象ガスが感ガス体６に至るまでの間に、大きな空間が形成されている。   However, the conventional waterproof gas sensor described above has a structure in which an existing gas sensor is simply housed in a waterproof cap 80. Therefore, a large space is formed on the inner side of the gas permeable membrane 9 of the waterproof cap 80 until the detection target gas introduced through the gas permeable membrane 9 reaches the gas sensitive body 6.

したがって、検知対象ガスがガス透過膜９の細孔を通り抜けて内側の空間内に拡散するまでに時間がかかり、ガス応答速度が遅くなるといった問題や、短時間で流れてきてすぐに無くなるような低濃度ガスに対しては感度が低くなるといった問題がある。
特開２０００−１８７０１４号公報 Therefore, it takes time until the detection target gas passes through the pores of the gas permeable membrane 9 and diffuses into the inner space, and the gas response speed becomes slow. There is a problem that the sensitivity is low for a low concentration gas.
JP 2000-187014 A

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、ガス応答速度が早く、低濃度ガスに対しても高い感度を維持することのできる防水型ガスセンサを提供することを、課題とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a waterproof gas sensor that has a high gas response speed and can maintain high sensitivity even for low-concentration gases.

上記課題を解決するために本発明を、ベース４に植設した複数本の端子ピン３の先端部に感ガス体６を支持させて成るセンサ本体２と、ガスを入れ換えるための通気窓８とセンサ本体２を挿入するための挿入口７とを有するセンサカバー１と、通気窓８を覆うようにセンサカバー１に装着される撥水性のガス透過膜９とを具備する防水型ガスセンサとする。上記センサカバー１には、センサ本体２のベース４を収容して該ベース４により封止するために形成したベース収容孔Ｈ１と、センサ本体２の端子ピン３を挿通させるために上記ベース収容孔Ｈ１よりも小さな開口面積で形成した端子ピン収容孔Ｈ２と、センサ本体２の感ガス体６と通気窓８との間に検知対象ガスを導入するために上記端子ピン収容孔Ｈ２よりも大きな開口面積で形成したガス導入孔Ｈ３とを、挿入口７から通気窓８へと至る一連の連通孔Ｈとして形成する。   In order to solve the above-described problems, the present invention is based on the sensor body 2 in which the gas-sensitive body 6 is supported on the tip portions of the plurality of terminal pins 3 implanted in the base 4, and the ventilation window 8 for replacing gas. The waterproof gas sensor includes a sensor cover 1 having an insertion port 7 for inserting the sensor body 2 and a water-repellent gas permeable membrane 9 attached to the sensor cover 1 so as to cover the ventilation window 8. In the sensor cover 1, the base housing hole H 1 formed for housing the base 4 of the sensor body 2 and sealing with the base 4 and the base housing hole for inserting the terminal pins 3 of the sensor body 2 are inserted. An opening larger than the terminal pin accommodating hole H2 for introducing the detection target gas between the terminal pin accommodating hole H2 formed with an opening area smaller than H1 and the gas sensitive body 6 and the ventilation window 8 of the sensor body 2. The gas introduction hole H3 formed in the area is formed as a series of communication holes H extending from the insertion port 7 to the ventilation window 8.

上記構成を具備する本発明の防水型ガスセンサにあっては、センサカバー１のガス透過膜９よりも内側には、検知対象ガスが導入される空間として、実質的にガス導入孔Ｈ３が存在するのみとなる。なお、センサカバー１内には端子ピン収容孔Ｈ２がガス導入孔Ｈ３と連通して存在するが、この端子ピン収容孔Ｈ２はガス導入孔Ｈ３と比して開口面積が小さく、且つ、その反対側はベース４により封止されている。そのため、この端子ピン収容孔Ｈ２の存在は、ガス導入に関して大きな影響を与えない。   In the waterproof gas sensor of the present invention having the above-described configuration, a gas introduction hole H3 substantially exists as a space into which the detection target gas is introduced inside the gas permeable membrane 9 of the sensor cover 1. It becomes only. In the sensor cover 1, there is a terminal pin accommodation hole H2 that communicates with the gas introduction hole H3. The terminal pin accommodation hole H2 has a smaller opening area than the gas introduction hole H3, and vice versa. The side is sealed by the base 4. Therefore, the presence of the terminal pin accommodation hole H2 does not have a great influence on the gas introduction.

したがって、本発明の防水型ガスセンサにあっては、ガス透過膜９と感ガス体６の間のガス導入孔Ｈ３を利用して、素早い応答速度（立ち上がり応答速度、戻り応答速度）でガスを検知することができる。また、短時間で流れてきてすぐに無くなるような低濃度ガスに対しても、高い感度を達成することができる。しかも、構造全体がコンパクトであるとともに組立も容易であることから、低コストで提供可能である。   Therefore, in the waterproof gas sensor of the present invention, the gas is detected at a quick response speed (rise response speed, return response speed) by using the gas introduction hole H3 between the gas permeable membrane 9 and the gas sensitive body 6. can do. Moreover, high sensitivity can be achieved even for low-concentration gases that flow in a short time and disappear immediately. Moreover, since the entire structure is compact and assembly is easy, it can be provided at low cost.

また、本発明の防水型ガスセンサにおいて、上記端子ピン収容孔Ｈ２の側壁面には、端子ピン３の側縁部がスライド自在に嵌合するガイド溝１０を凹設していることが好適である。このようにすることで、挿入口７を通じてセンサカバー１内にセンサ本体２を挿入していく際に、端子ピン３がガイド溝１０に嵌入することによって挿入方向を確実にガイドすることができる。加えて、センサカバー１内にセンサ本体２を収容した状態において、端子ピン３をガイド溝１０に支持させ、感ガス体６が連通孔Ｈの側壁面と接触しないように維持することができる。   In the waterproof gas sensor of the present invention, it is preferable that the side wall surface of the terminal pin housing hole H2 is provided with a guide groove 10 into which a side edge portion of the terminal pin 3 is slidably fitted. . In this way, when the sensor body 2 is inserted into the sensor cover 1 through the insertion port 7, the insertion direction can be reliably guided by the terminal pins 3 being fitted into the guide grooves 10. In addition, in a state where the sensor main body 2 is accommodated in the sensor cover 1, the terminal pin 3 can be supported by the guide groove 10, and the gas sensitive body 6 can be maintained so as not to contact the side wall surface of the communication hole H.

また、上記ガス導入孔Ｈ３の通気窓８と対向する底壁面１１に、感ガス体６を配置するための配置溝１２を凹設していることも好適である。このようにすることで、ガス導入孔Ｈ３を浅く形成してガス検知の応答速度や感度を良好に保ちながら、ガス透過膜９と感ガス体６の距離Ｌは極力確保することができる。距離Ｌを極力確保することで、端子ピン３間の電圧印加によって好適に加熱されるようにヒータを埋設してある感ガス体６の発熱によって、ガス透過膜９に影響を与えることが防止される。   In addition, it is also preferable that a disposition groove 12 for disposing the gas sensitive body 6 is provided in the bottom wall surface 11 facing the ventilation window 8 of the gas introduction hole H3. By doing so, the distance L between the gas permeable film 9 and the gas sensitive body 6 can be ensured as much as possible while forming the gas introduction hole H3 shallow and maintaining good response speed and sensitivity of gas detection. By securing the distance L as much as possible, it is possible to prevent the gas permeable membrane 9 from being affected by the heat generated by the gas sensitive body 6 in which the heater is embedded so as to be suitably heated by applying a voltage between the terminal pins 3. The

また、上記ガス導入孔Ｈ３内に、ガス透過膜９を支持する支柱１３を設けることも好適である。このようにすることで、通気窓８の開口面積を大きく設けた場合であってもこれを覆うガス透過膜９を確実に支持することができる。したがって、通気窓８の開口面積を極力大きく設け、ガスセンサとしての応答速度や高感度を向上させることができる。   It is also preferable to provide a support column 13 for supporting the gas permeable membrane 9 in the gas introduction hole H3. By doing in this way, even if it is a case where the opening area of the ventilation window 8 is provided large, the gas permeable film 9 which covers this can be supported reliably. Therefore, the opening area of the ventilation window 8 can be provided as large as possible, and the response speed and high sensitivity as a gas sensor can be improved.

また、上記通気窓８が、ガス導入孔Ｈ３内に配置した感ガス体６を挟む両側方の位置に形成したものであることも好適である。このようにすることで、検知対象ガスが両側の通気窓８を通じてガス導入孔Ｈ３を通過するようにできる。したがって、このガス導入孔Ｈ３内に位置する感ガス体６でのガス検知の応答速度や感度を、更に向上させることができる。   It is also preferable that the ventilation window 8 is formed at a position on both sides of the gas sensitive body 6 disposed in the gas introduction hole H3. By doing in this way, detection object gas can be made to pass the gas introduction hole H3 through the ventilation window 8 of both sides. Therefore, it is possible to further improve the response speed and sensitivity of gas detection in the gas sensitive body 6 located in the gas introduction hole H3.

本発明は、ガス応答速度が早く、低濃度ガスに対しても高い感度を維持することのできる防水型ガスセンサを提供できるという効果を奏する。   The present invention has the effect of providing a waterproof gas sensor that has a fast gas response speed and can maintain high sensitivity even for low-concentration gases.

本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１には、本発明の実施形態における第１例の防水型ガスセンサを示しており、図２〜図４には、第１例の防水型ガスセンサを形成するためのセンサカバー１を示している。なお、図２中のセンサカバー１には感ガス体６の位置を想像線で示している。   The present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 shows a waterproof gas sensor of a first example in an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 show a sensor cover 1 for forming the waterproof gas sensor of the first example. . In addition, the position of the gas sensitive body 6 is shown by the imaginary line in the sensor cover 1 in FIG.

第１例の防水型ガスセンサは、防水用のセンサカバー１内にセンサ本体２を収納したものである。センサ本体２は、細長い薄板状の端子ピン３をインサート成形によって樹脂製のベース４に三本植設し、この三本の端子ピン３の先端部に、ワイヤ５を用いて楕円球状の微小な感ガス体６を支持させたものである。三本の端子ピン３は、中央の端子ピン３ａと、端子ピン３ａを側方から挟む位置にある一対の端子ピン３ｂ，３ｃから成り、互いの厚み方向が一致するように平面視にて一直線上に配列させてある。   The waterproof gas sensor of the first example is a sensor main body 2 housed in a waterproof sensor cover 1. The sensor body 2 has three elongated thin plate-like terminal pins 3 implanted in a resin base 4 by insert molding, and the tip of each of the three terminal pins 3 uses a wire 5 to form a minute elliptical spherical shape. The gas sensitive body 6 is supported. The three terminal pins 3 are composed of a central terminal pin 3a and a pair of terminal pins 3b and 3c at positions sandwiching the terminal pin 3a from the side, and are straight in plan view so that their thickness directions coincide with each other. They are arranged on a line.

感ガス体６は、白金線から成るコイル状のヒータ（図示せず）を埋設したものであり、両端の端子ピン３ｂ，３ｃ間に電圧を印加することにより、好適に加熱されるようになっている。   The gas sensitive body 6 has a coiled heater (not shown) made of platinum wire embedded therein, and is suitably heated by applying a voltage between the terminal pins 3b and 3c at both ends. ing.

ベース４は円板状に成形したものであり、厚み方向途中の段部を挟んで一方が大径部４ａ、他方が小径部４ｂとなっている。三本の端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃはそれぞれ、感ガス体６を支持する側の先端部を小径部４ｂ側の端面から図１中上方に突出させ、他方の先端部を、大径部４ａ側の端面から図１中下方に突出させている。   The base 4 is formed in a disc shape, and one is a large diameter portion 4a and the other is a small diameter portion 4b across a step portion in the thickness direction. Each of the three terminal pins 3a, 3b, 3c has a distal end portion on the side supporting the gas sensitive body 6 protruding upward in FIG. 1 from an end face on the small diameter portion 4b side, and the other distal end portion is projected on the large diameter portion 4a. It protrudes downward in FIG. 1 from the end face on the side.

センサカバー１は、両端の開口した円筒状に成形したものである（図２〜図４等参照）。このセンサカバー１の図３、図４中下方に位置する一端側の開口が、上記センサ本体２を挿入するための挿入口７となり、図３、図４中上方に位置する他端側の開口が、ガスを入れ換えるための通気窓８となる。通気窓８には、その開口部分全体を外側から覆うように、ＰＴＦＥを用いた撥水性のガス透過膜９を熱溶着または粘着により固着する。   The sensor cover 1 is formed into a cylindrical shape having openings at both ends (see FIGS. 2 to 4 and the like). The opening on the one end side of the sensor cover 1 located in the lower part in FIGS. 3 and 4 serves as the insertion port 7 for inserting the sensor body 2, and the opening on the other end side in the upper part in FIGS. 3 and 4. However, it becomes the ventilation window 8 for replacing gas. A water-repellent gas permeable film 9 using PTFE is fixed to the ventilation window 8 by heat welding or adhesion so as to cover the entire opening portion from the outside.

センサカバー１の互いに反対側に位置する挿入口７および通気窓８は、一連の連通孔Ｈを介して軸方向に連通している。上記連通孔Ｈは、センサ本体２のベース４が嵌合する寸法形状に設けてあるベース収容孔Ｈ１と、センサ本体２の端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃを挿通させて収容するために設けてある端子ピン収容孔Ｈ２と、端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃにより支持される感ガス体６と通気窓８との間に検知対象ガス導入用の空間を形成するために設けてあるガス導入孔Ｈ３とを、挿入口７側から通気窓８側へとこの順で連通させたものである。   The insertion port 7 and the ventilation window 8 located on the opposite sides of the sensor cover 1 communicate with each other in the axial direction through a series of communication holes H. The communication hole H is provided so that the base accommodation hole H1 provided in a size and shape into which the base 4 of the sensor body 2 is fitted and the terminal pins 3a, 3b, 3c of the sensor body 2 are inserted and accommodated. A terminal pin housing hole H2, and a gas introduction hole H3 provided to form a space for introducing a detection target gas between the gas sensitive body 6 supported by the terminal pins 3a, 3b, and 3c and the ventilation window 8. Are communicated in this order from the insertion port 7 side to the ventilation window 8 side.

上記ベース収容孔Ｈ１は、ベース４の大径部４ａが嵌合する断面円形状の大径孔Ｈ１′と、ベース４の小径部４ｂが嵌合する同じく断面円形状の小径孔Ｈ１″とから成る。図３、図４中下方の大径孔Ｈ１′は挿入口７に直通し、図３、図４中上方の小径孔Ｈ１″は端子ピン収容孔Ｈ２に直通する。なお、本文中でいうセンサカバー１の断面とは、図示のように挿入口７を下方に向けたときの水平断面である。   The base housing hole H1 includes a large-diameter hole H1 ′ having a circular cross section into which the large-diameter portion 4a of the base 4 is fitted, and a small-diameter hole H1 ″ having a circular cross-section in which the small-diameter portion 4b of the base 4 is fitted. 3 and 4, the lower large-diameter hole H1 'passes directly through the insertion port 7, and the upper small-diameter hole H1 "in FIGS. In addition, the cross section of the sensor cover 1 in the text is a horizontal cross section when the insertion port 7 is directed downward as illustrated.

上記端子ピン収容孔Ｈ２は細長い開口形状を有する孔である。この端子ピン収容孔Ｈ２の細長い開口形状が、挿入口７側からみてベース収容孔Ｈ１（大径孔Ｈ１′および小径孔Ｈ１″）の円形の開口形状内に納まるように設けている。換言すると、端子ピン収容孔Ｈ２の開口面積は、ベース収容孔Ｈ１（大径孔Ｈ１′および小径孔Ｈ１″）の開口面積よりも小さくなるように設けている。   The terminal pin accommodation hole H2 is a hole having an elongated opening shape. The elongated opening shape of the terminal pin accommodation hole H2 is provided so as to fit within the circular opening shape of the base accommodation hole H1 (large diameter hole H1 ′ and small diameter hole H1 ″) when viewed from the insertion port 7 side. The opening area of the terminal pin accommodation hole H2 is set to be smaller than the opening area of the base accommodation hole H1 (large diameter hole H1 ′ and small diameter hole H1 ″).

端子ピン収容孔Ｈ２の細長い開口形状の幅は、端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃで支持した感ガス体６が端子ピン収容孔Ｈ２の側壁面と接触することなく通過するために必要十分な幅に設ける。本例の場合、感ガス体６のサイズを長径０．５ｍｍ程度、短径０．３ｍｍ程度とし、端子ピン収容孔Ｈ２の開口形状の短辺側の幅を１ｍｍに設けている。   The width of the elongated opening shape of the terminal pin housing hole H2 is a width sufficient to allow the gas sensitive body 6 supported by the terminal pins 3a, 3b, 3c to pass through without contacting the side wall surface of the terminal pin housing hole H2. Provide. In the case of this example, the size of the gas sensitive body 6 is about 0.5 mm in the major axis and about 0.3 mm in the minor axis, and the width of the short side of the opening shape of the terminal pin housing hole H2 is 1 mm.

端子ピン収容孔Ｈ２の側壁面には、一対のガイド溝１０を凹設している。このガイド溝１０は、断面矩形状である端子ピン収容孔Ｈ２の短辺側（つまり幅狭の側）の両部に、一箇所ずつ凹設したものである。両部のガイド溝１０には、三本の端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃのうち側方の端子ピン３ｂ，３ｃの側縁部が、それぞれスライド自在に嵌入される。   A pair of guide grooves 10 are recessed in the side wall surface of the terminal pin accommodation hole H2. The guide groove 10 is formed by recessing one place at both sides on the short side (that is, the narrow side) of the terminal pin housing hole H2 having a rectangular cross section. The side edge portions of the side terminal pins 3b, 3c among the three terminal pins 3a, 3b, 3c are slidably fitted into the guide grooves 10 at both portions.

上記ガス導入孔Ｈ３は、断面円形状の孔である。このガス導入孔Ｈ３の円形状の開口面積は、上記端子ピン収容孔Ｈ２の細長形状の開口面積よりも十分に大きくなるように設けている。   The gas introduction hole H3 is a hole having a circular cross section. The circular opening area of the gas introduction hole H3 is set to be sufficiently larger than the elongated opening area of the terminal pin accommodation hole H2.

ガス透過膜９からガス導入孔Ｈ３の底壁面１１までの深さＤは、２ｍｍ以下（より好ましくは１．１ｍｍ以下）に収まるように浅く形成してある。つまり上記ガス導入孔Ｈ３は、開口面積が大きく、且つ、深さＤの浅い孔として形成されている。このガス導入孔Ｈ３の通気窓８と対向する底壁面１１の中央部には、センサ本体２の感ガス体６を配置しておくための配置溝１２を凹設している。   The depth D from the gas permeable membrane 9 to the bottom wall surface 11 of the gas introduction hole H3 is formed so as to be within 2 mm or less (more preferably 1.1 mm or less). That is, the gas introduction hole H3 is formed as a shallow hole having a large opening area and a depth D. A disposition groove 12 for disposing the gas sensitive body 6 of the sensor body 2 is formed in the center of the bottom wall surface 11 facing the ventilation window 8 of the gas introduction hole H3.

配置溝１２は、開口形状が直径２ｍｍ以下の円形状となり且つ深さが１ｍｍ以下（より好ましくは０．５ｍｍ以下）に収まるように形成している。また、配置溝１２は、底壁面１１において端子ピン収容孔Ｈ２と連通する部分に位置しており、該配置溝１２の側周壁によって、端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃの先端部に支持される感ガス体６の周囲を、僅かに隙間をあけて囲むようになっている。   The arrangement groove 12 is formed so that the opening shape is a circular shape having a diameter of 2 mm or less and the depth is within 1 mm or less (more preferably 0.5 mm or less). In addition, the arrangement groove 12 is located in a portion of the bottom wall surface 11 that communicates with the terminal pin housing hole H2, and is sensed that the arrangement groove 12 is supported by the distal end portions of the terminal pins 3a, 3b, 3c by the side peripheral wall of the arrangement groove 12. The gas body 6 is surrounded by a slight gap.

更に、上記ガス導入孔Ｈ３内には、ガス透過膜９を内側から支持するための支柱１３を複数設けている。各支柱１３は、ガス導入孔Ｈ３の底壁面１１から立設したものであって、図示例では配置溝１２を囲む位置に一対形成してある。   Further, a plurality of support columns 13 for supporting the gas permeable membrane 9 from the inside are provided in the gas introduction hole H3. Each support column 13 is erected from the bottom wall surface 11 of the gas introduction hole H3, and in the illustrated example, a pair is formed at a position surrounding the arrangement groove 12.

上記センサカバー１内にセンサ本体２を装着するには、センサ本体２の感ガス体６側をセンサカバー１の挿入口７内に挿入してゆく。ここでのセンサ本体２の挿入に際し、両側方の端子ピン３ｂ，３ｃが、端子ピン収容孔Ｈ２の一対のガイド溝１０にそれぞれスライド自在に嵌入する。これにより、センサ本体２の挿入方向が確実にガイドされる。   In order to mount the sensor main body 2 in the sensor cover 1, the gas sensitive body 6 side of the sensor main body 2 is inserted into the insertion port 7 of the sensor cover 1. When the sensor body 2 is inserted here, the terminal pins 3b and 3c on both sides are slidably fitted into the pair of guide grooves 10 of the terminal pin housing hole H2. Thereby, the insertion direction of the sensor main body 2 is reliably guided.

上記ガイドに従ってセンサ本体２をセンサカバー１の奥にまで押し込むと、センサ本体２のベース４がベース収容孔Ｈ１に隙間無く嵌合する位置で、押し込みが停止される。この位置にて、挿入口７はベース４によって封止され、ベース４は熱溶着または接着剤によりセンサカバー１に固定される。また、三本の端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃは、両側方の端子ピン３ｂ，３ｃが一対のガイド溝１０内に嵌合して位置決めされた状態で、端子ピン収容孔Ｈ２内に収容される。   When the sensor main body 2 is pushed into the sensor cover 1 in accordance with the guide, the push-in is stopped at a position where the base 4 of the sensor main body 2 is fitted into the base accommodation hole H1 without a gap. At this position, the insertion port 7 is sealed by the base 4 and the base 4 is fixed to the sensor cover 1 by heat welding or an adhesive. The three terminal pins 3a, 3b, 3c are accommodated in the terminal pin accommodating hole H2 in a state where the terminal pins 3b, 3c on both sides are fitted and positioned in the pair of guide grooves 10. .

そして、三本の端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃに支持される感ガス体６は、配置溝１２内に配置される。配置溝１２内の感ガス体６は、ガス導入孔Ｈ３を介して、ガス透過膜９を有する通気窓８と対向する位置にある。ここでの感ガス体６とガス透過膜９との間の距離Ｌは、２ｍｍ以下（より好ましくは１．１ｍｍ以下）に収まるように設ける。   The gas sensitive body 6 supported by the three terminal pins 3 a, 3 b, 3 c is arranged in the arrangement groove 12. The gas sensitive body 6 in the arrangement groove 12 is at a position facing the ventilation window 8 having the gas permeable membrane 9 through the gas introduction hole H3. Here, the distance L between the gas sensitive body 6 and the gas permeable film 9 is set to be 2 mm or less (more preferably 1.1 mm or less).

なお、感ガス体６を支持する端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃはガイド溝１０によって位置決めしているので、感ガス体６が配置溝１２の側壁面等に接触することは防止されている。   Since the terminal pins 3a, 3b, 3c that support the gas sensitive body 6 are positioned by the guide groove 10, the gas sensitive body 6 is prevented from coming into contact with the side wall surface of the arrangement groove 12.

上記構成から成る第１例の防水型ガスセンサにあっては、センサカバー１のガス透過膜９よりも内側には、検知対象ガスが導入される空間として、実質的にはガス導入孔Ｈ３が位置するのみとなる。なお、端子ピン収容孔Ｈ２がガス導入孔Ｈ３に連通して存在するが、この端子ピン収容孔Ｈ２の隙間部分はガス導入孔Ｈ３と比して十分に開口面積が小さく、且つ、その反対側はベース４により封止されている。そのため、この端子ピン収容孔Ｈ２の存在は、ガス導入に関して大きな影響を与えない。   In the waterproof gas sensor of the first example having the above configuration, the gas introduction hole H3 is substantially positioned as a space into which the detection target gas is introduced inside the gas permeable film 9 of the sensor cover 1. Only to do. The terminal pin accommodation hole H2 communicates with the gas introduction hole H3, but the gap portion of the terminal pin accommodation hole H2 has a sufficiently small opening area as compared with the gas introduction hole H3, and the opposite side. Is sealed by a base 4. Therefore, the presence of the terminal pin accommodation hole H2 does not have a great influence on the gas introduction.

したがって、第１例の防水型ガスセンサでは、ガス透過膜９から必要最小限な深さＤだけ凹設したガス導入孔Ｈ３を利用して、センサ本体２の検知対象ガスに対する応答速度（立ち上がり応答速度、戻り応答速度）を高レベルに維持することができる。また、短時間で流れてきてすぐに無くなるような低濃度ガスに対しても、高い感度を達成することができる。しかも、構造全体がコンパクトであるとともに組立も容易であることから、低コストで提供可能である。   Therefore, in the waterproof gas sensor of the first example, the response speed (rising response speed) of the sensor body 2 with respect to the detection target gas using the gas introduction hole H3 that is recessed from the gas permeable membrane 9 by the necessary minimum depth D. , Return response speed) can be maintained at a high level. Moreover, high sensitivity can be achieved even for low-concentration gases that flow in a short time and disappear immediately. Moreover, since the entire structure is compact and assembly is easy, it can be provided at low cost.

図５には、第１例の防水型ガスセンサをガス検知装置本体５０に組み込んだ場合を示している。防水型ガスセンサのセンサカバー１には、通気窓８を開口させてある側の端部外周から側方にフランジ部１４を延設している。ガス検知装置本体５０に筒状に設けた装着部５１内に第１例の防水型ガスセンサを挿入し、図示のように、フランジ部１４の裏面と装着部５１の内周面との間にＯリング１５を挟み込み、気密したうえで防水型ガスセンサをガス検知装置本体５０に装着する。図５（ａ）は、装着部５１の筒状部分をガス検知装置本体５０の側壁から外方に突出させた場合であり、図５（ｂ）は、装着部５１の筒状部分をガス検知装置本体５０の側壁から内方に突出させた場合である。センサカバー１から図中下方に突出した端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃは、端子平面と平面が一致するようにガス検知装置本体５０内に配置したプリント基板（図示せず）上のセンサ端子半田付用ランドに半田付けされ、電気的に接続される。   FIG. 5 shows a case where the waterproof gas sensor of the first example is incorporated in the gas detection device main body 50. In the sensor cover 1 of the waterproof gas sensor, a flange portion 14 is extended laterally from the outer periphery of the end portion on the side where the ventilation window 8 is opened. The waterproof gas sensor of the first example is inserted into a mounting portion 51 provided in a cylindrical shape in the gas detection device main body 50, and an O is interposed between the back surface of the flange portion 14 and the inner peripheral surface of the mounting portion 51 as illustrated. After the ring 15 is sandwiched and airtight, a waterproof gas sensor is attached to the gas detector main body 50. FIG. 5A shows a case where the cylindrical portion of the mounting portion 51 protrudes outward from the side wall of the gas detection device main body 50, and FIG. 5B shows the gas detection of the cylindrical portion of the mounting portion 51. This is a case where it protrudes inward from the side wall of the apparatus main body 50. Terminal pins 3a, 3b, 3c projecting downward from the sensor cover 1 in the figure are soldered to sensor terminals on a printed circuit board (not shown) arranged in the gas detector main body 50 so that the plane of the terminals coincides with the plane of the terminals. Soldered to a land for electrical connection.

次に、本発明の実施形態における第２例の防水型ガスセンサについて、図６〜図９に基づいて説明する。図６には、第２例の防水型ガスセンサの全体を示しており（ガス透過膜９は省略）、図７〜図９には、第２例の防水型ガスセンサを形成するためのセンサカバー１を示している。なお、第２例の防水型ガスセンサの構成のうち、第１例と同様の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略する。   Next, the waterproof gas sensor of the 2nd example in embodiment of this invention is demonstrated based on FIGS. FIG. 6 shows the entire waterproof gas sensor of the second example (the gas permeable membrane 9 is omitted). FIGS. 7 to 9 show a sensor cover 1 for forming the waterproof gas sensor of the second example. Is shown. In addition, about the structure of the waterproof gas sensor of a 2nd example, about the structure similar to a 1st example, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

第２例の防水型ガスセンサは、第１例と同様に、ベース４に植設した三本の端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃの先端部に感ガス体６を支持させて成るセンサ本体２と、通気窓８と挿入口７を有するセンサカバー１と、通気窓８を覆う撥水性のガス透過膜９とを具備するものである。   As in the first example, the waterproof gas sensor of the second example has a sensor main body 2 in which a gas sensitive body 6 is supported on the tip portions of three terminal pins 3a, 3b, 3c implanted in the base 4, A sensor cover 1 having a ventilation window 8 and an insertion port 7 and a water-repellent gas permeable film 9 covering the ventilation window 8 are provided.

第２例のセンサカバー１においても、第１例と同様に、ベース収容孔Ｈ１と、該ベース収容孔Ｈ１よりも小さな開口面積の端子ピン収容孔Ｈ２と、該端子ピン収容孔Ｈ２よりも大きな開口面積のガス導入孔Ｈ３とを、挿入口７から通気窓８へと至る一連の連通孔Ｈとして形成している。   Also in the sensor cover 1 of the second example, similarly to the first example, the base accommodation hole H1, the terminal pin accommodation hole H2 having an opening area smaller than the base accommodation hole H1, and the larger than the terminal pin accommodation hole H2. The gas introduction hole H3 having an opening area is formed as a series of communication holes H extending from the insertion port 7 to the ventilation window 8.

一方、第２例のセンサカバー１においては、ガス透過膜９で覆った通気窓８を、ガス導入孔Ｈ３内に配置した感ガス体６を両側方から挟み込む位置に一対形成している点において、第１例とは相違している。具体的には、第２例のセンサカバー１においては、ベース収容孔Ｈ１を形成してある基部２０から箱状の収容部２１を突設し、該収容部２１内に、端子ピン収容孔Ｈ２とガス導入孔Ｈ３とを直交する形で形成している（図７〜図９等参照）。   On the other hand, in the sensor cover 1 of the second example, a pair of ventilation windows 8 covered with the gas permeable membrane 9 are formed at positions where the gas sensitive body 6 disposed in the gas introduction hole H3 is sandwiched from both sides. This is different from the first example. Specifically, in the sensor cover 1 of the second example, a box-shaped accommodation portion 21 is provided so as to protrude from the base portion 20 where the base accommodation hole H1 is formed, and the terminal pin accommodation hole H2 is provided in the accommodation portion 21. And the gas introduction hole H3 are formed so as to be orthogonal to each other (see FIGS. 7 to 9).

端子ピン収容孔Ｈ２は、端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃが挿通されるように設けた断面矩形状の孔であり、ベース収容孔Ｈ１から図６中上方に延設される形で収容部２１内に形成している。また、ガス導入孔Ｈ３は、収容部２１の両側面に開口する通気窓８同士を連通させるように、一直線上に形成されている。   The terminal pin accommodating hole H2 is a hole having a rectangular cross section provided so that the terminal pins 3a, 3b, 3c are inserted therethrough, and extends upward from the base accommodating hole H1 in FIG. Is formed. Further, the gas introduction hole H3 is formed in a straight line so that the ventilation windows 8 opened on both side surfaces of the accommodating portion 21 communicate with each other.

上記センサカバー１の挿入口７内に、センサ本体２の感ガス体６側を挿入してゆくと、センサ本体２のベース４がベース収容孔Ｈ１に嵌合することで、挿入口７は封止される。このとき、三本の端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃは端子ピン収容孔Ｈ２内に収容され、該端子ピン３ａ，３ｂ，３ｃに支持される感ガス体６は、端子ピン収容孔Ｈ２とガス導入孔Ｈ３が交差する位置の中央部に収容される。なお、上記収容状態において、感ガス体６とガス透過膜９との間の距離Ｌが２ｍｍ以下に収まるように（図７、図９参照）、収容部２１は薄型に設けている。   When the gas sensitive body 6 side of the sensor main body 2 is inserted into the insertion port 7 of the sensor cover 1, the base 4 of the sensor main body 2 is fitted into the base accommodation hole H1, so that the insertion port 7 is sealed. Stopped. At this time, the three terminal pins 3a, 3b, 3c are accommodated in the terminal pin accommodation hole H2, and the gas sensitive body 6 supported by the terminal pins 3a, 3b, 3c is connected to the terminal pin accommodation hole H2 and the gas introduction. The hole H3 is accommodated in the center of the position where it intersects. In the housing state, the housing portion 21 is formed thin so that the distance L between the gas sensitive body 6 and the gas permeable film 9 is within 2 mm (see FIGS. 7 and 9).

上記構成から成る第２例の防水型ガスセンサにあっては、センサカバー１の両側方のガス透過膜９に挟まれる内側部分には、検知対象ガスが導入される空間として、実質的にはガス導入孔Ｈ３が位置するのみである。なお、第２例においても第１例の場合と同様の理由により、端子ピン収容孔Ｈ２の存在はガス導入に関して大きな影響を与えない。   In the waterproof gas sensor of the second example having the above-described configuration, the inner portion sandwiched between the gas permeable membranes 9 on both sides of the sensor cover 1 is substantially gas as a space into which the detection target gas is introduced. Only the introduction hole H3 is located. In the second example, for the same reason as in the first example, the presence of the terminal pin accommodation hole H2 does not have a great influence on the gas introduction.

したがって、第２例の防水型ガスセンサにおいても、検知対象ガスが通り抜けるように形成したガス導入孔Ｈ３を利用して、センサ本体２の検知対象ガスに対する応答速度を高レベルに維持することができる。また、短時間で流れてきてすぐに無くなるような低濃度ガスに対しても、高い感度を達成することができる。しかも、構造全体がコンパクトであるとともに組立も容易であることから、低コストで提供可能となる。   Therefore, also in the waterproof gas sensor of the second example, the response speed of the sensor body 2 to the detection target gas can be maintained at a high level by using the gas introduction hole H3 formed so that the detection target gas passes through. Moreover, high sensitivity can be achieved even for low-concentration gases that flow in a short time and disappear immediately. Moreover, since the entire structure is compact and easy to assemble, it can be provided at low cost.

なお、図示はしていないが、第２例の防水型ガスセンサにおいても第１例と同様のガイド溝１０を、端子ピン収容孔Ｈ２の側壁面に凹設してあってもよい。   Although not shown, the same guide groove 10 as in the first example may be provided in the side wall surface of the terminal pin housing hole H2 in the waterproof gas sensor of the second example.

本発明の実施形態における第１例の防水型ガスセンサの一部破断側面図である。It is a partially broken side view of the waterproof gas sensor of the 1st example in the embodiment of the present invention. 同上の防水型ガスセンサを形成するセンサカバーの平面図である。It is a top view of the sensor cover which forms a waterproof gas sensor same as the above. 図２のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図２のＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line B-B in FIG. 2. （ａ）（ｂ）は同上の防水型ガスセンサをガス検知装置本体に組み込んだ状態を示す説明図である。(A) (b) is explanatory drawing which shows the state which built the waterproof type gas sensor same as the above into the gas detection apparatus main body. 本発明の実施形態における第２例の防水型ガスセンサの側面図である。It is a side view of the waterproof gas sensor of the 2nd example in the embodiment of the present invention. 同上の防水型ガスセンサを形成するセンサカバーの平面図である。It is a top view of the sensor cover which forms a waterproof gas sensor same as the above. 同上のセンサカバーの側面図である。It is a side view of a sensor cover same as the above. 同上のセンサカバーの正面図である。It is a front view of a sensor cover same as the above. 従来の防水型ガスセンサの一部破断側面図である。It is a partially broken side view of a conventional waterproof gas sensor.

符号の説明Explanation of symbols

１ センサカバー
２ センサ本体
３ 端子ピン
４ ベース
６ 感ガス体
７ 挿入口
８ 通気窓
９ ガス透過膜
１０ ガイド溝
１１ 底壁面
１２ 配置溝
１３ 支柱
Ｈ 連通孔
Ｈ１ ベース収容孔
Ｈ２ 端子ピン収容孔
Ｈ３ ガス導入孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor cover 2 Sensor main body 3 Terminal pin 4 Base 6 Gas sensitive body 7 Insertion port 8 Venting window 9 Gas permeable film 10 Guide groove 11 Bottom wall surface 12 Arrangement groove 13 Support column H Communication hole H1 Base pin accommodation hole H3 Terminal pin accommodation hole H3 Gas Introduction hole

Claims (5)

ベースに植設した複数本の端子ピンの先端部に感ガス体を支持させて成るセンサ本体と、ガスを入れ換えるための通気窓とセンサ本体を挿入するための挿入口とを有するセンサカバーと、通気窓を覆うようにセンサカバーに装着される撥水性のガス透過膜とを具備する防水型ガスセンサであって、上記センサカバーには、センサ本体のベースを収容して該ベースにより封止するために形成したベース収容孔と、センサ本体の端子ピンを挿通させるために上記ベース収容孔よりも小さな開口面積で形成した端子ピン収容孔と、センサ本体の感ガス体と通気窓との間に検知対象ガスを導入するために上記端子ピン収容孔よりも大きな開口面積で形成したガス導入孔とを、挿入口から通気窓へと至る一連の連通孔として形成したことを特徴とする防水型ガスセンサ。   A sensor cover having a gas sensor body supported on the tip of a plurality of terminal pins implanted in the base, a ventilation window for replacing gas, and an insertion port for inserting the sensor body; A waterproof gas sensor comprising a water-repellent gas permeable membrane attached to a sensor cover so as to cover a ventilation window, wherein the sensor cover accommodates a base of a sensor body and seals with the base Detected between the base accommodation hole formed in the terminal, the terminal pin accommodation hole formed with an opening area smaller than the base accommodation hole so that the terminal pin of the sensor body can be inserted, and the gas sensitive body of the sensor body and the ventilation window A gas introduction hole formed with a larger opening area than the terminal pin accommodation hole for introducing the target gas is formed as a series of communication holes from the insertion port to the ventilation window. Type gas sensor. 上記端子ピン収容孔の側壁面には、端子ピンの側縁部がスライド自在に嵌合するガイド溝を凹設していることを特徴とする請求項１に記載の防水型ガスセンサ。   The waterproof gas sensor according to claim 1, wherein a guide groove into which a side edge portion of the terminal pin is slidably fitted is provided in a side wall surface of the terminal pin accommodation hole. 上記ガス導入孔の通気窓と対向する底壁面に、感ガス体を配置するための配置溝を凹設していることを特徴とする請求項１又は２に記載の防水型ガスセンサ。   3. The waterproof gas sensor according to claim 1, wherein a disposition groove for disposing a gas sensitive body is provided in a bottom wall surface of the gas introduction hole facing the ventilation window. 上記ガス導入孔内に、ガス透過膜を支持する支柱を設け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防水型ガスセンサ。   The waterproof gas sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein a column supporting a gas permeable membrane is provided in the gas introduction hole. 上記通気窓が、ガス導入孔内に配置した感ガス体を挟む両側方の位置に形成したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の防水型ガスセンサ。
The waterproof gas sensor according to claim 1 or 2, wherein the ventilation window is formed at a position on both sides of a gas sensitive body disposed in the gas introduction hole.
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