特許 7068071 センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-06

(45)【発行日】2022-05-16

(54)【発明の名称】センサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/409 20060101AFI20220509BHJP

【ＦＩ】

G01N27/409 100

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018124516

(22)【出願日】2018-06-29

(65)【公開番号】P2020003395

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2021-03-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】中村 元彦

(72)【発明者】

【氏名】大場 健弘

(72)【発明者】

【氏名】増田 憲治

【審査官】小澤 理

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０９３１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０３６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－１４６３６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－１９８６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２０１３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００５９３７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－０７２４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０１０１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３３７８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／４０６ － ２７／４１３

Ｇ０１Ｎ ２７／４１７ － ２７／４１９

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

Ｓｃｏｐｕｓ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサ素子と、
前記センサ素子が収納されたケーシングと、
前記ケーシングの内部と連通する内部空間を有する第１外筒と、
前記第１外筒の径方向外側に配置された第２外筒と、
前記第１外筒と前記第２外筒との間に配置された撥水性のフィルタと、
を備えるセンサであって、
前記第２外筒は、前記第１外筒の軸方向に離間した２つの加締め部において前記フィルタと共に前記第１外筒に加締められると共に、前記２つの加締め部の間かつ前記フィルタと前記第２外筒の径方向に重なる領域に開口した少なくとも１つの第２気孔を有し、
前記第１外筒は、
前記第２外筒の径方向から視て前記第２気孔の少なくとも一部と重なる位置に配置された壁面と、
前記２つの加締め部の間かつ前記フィルタと前記第１外筒の径方向に重なる領域に開口した少なくとも１つの第１気孔と、
を有し、
前記フィルタは、前記２つの加締め部の間において前記第２気孔に向かって凸となるように湾曲した少なくとも１つの湾曲部を有し、
前記少なくとも１つの第２気孔は、前記少なくとも１つの湾曲部の頂部と前記第２外筒の径方向に重なる位置に配置され、
前記第１気孔の中心軸は、前記少なくとも１つの湾曲部の頂部、及び前記少なくとも１つの第２気孔のうち前記第１気孔に最も近い第２気孔の中心軸に対し前記第１外筒の径方向から視てずれた位置に配置され、
前記フィルタは、前記フィルタの外部と内部とを連通する複数の微小な通気孔を有する多孔質体であり、
前記複数の通気孔は、それぞれ互いに連通していない、センサ。

【請求項2】

前記第１気孔の中心軸は、前記湾曲部の頂部及び前記第１気孔に最も近い前記第２気孔の中心軸に対し前記第１外筒の軸方向にずれた位置に配置される、請求項１に記載のセンサ。

【請求項3】

前記第１気孔の中心軸と、前記第１気孔に最も近い前記第２気孔の中心軸とは、前記第１外筒の軸方向及び周方向にずれた位置に設けられる、請求項２に記載のセンサ。

【請求項4】

前記ケーシングは、前記第１外筒の軸方向の端部に接続され、
前記第１外筒の軸方向において、前記第１気孔に最も近い前記第２気孔の中心軸は、前記第１気孔の中心軸よりも前記ケーシング寄りに配置される、請求項２又は請求項３に記載のセンサ。

【請求項5】

前記ケーシングは、前記第１外筒の軸方向の端部に接続され、
前記第１外筒の軸方向において、前記第１気孔の中心軸は、前記第１気孔に最も近い前記第２気孔の中心軸よりも前記ケーシング寄りに配置される、請求項２又は請求項３に記載のセンサ。

【請求項6】

前記第１気孔と前記第１気孔に最も近い前記第２気孔とは、前記第１外筒の径方向において全く重ならない、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のセンサ。

【請求項7】

前記第１気孔の径は、前記第１気孔に最も近い前記第２気孔の径よりも小さい、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のセンサ。

【請求項8】

前記ケーシングは、前記第１外筒の軸方向の端部に接続され、
前記第１外筒の軸方向において、前記湾曲部の前記ケーシング側の端部は、前記第１気孔の前記ケーシング側の端部よりも前記ケーシングに近い位置に存在する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のセンサ。

【請求項9】

前記センサ素子と電気的に接続される複数の端子金具と、
前記第１外筒の内部に配置されると共に、前記複数の端子金具を互いに絶縁されるように収納するセパレータと、
をさらに備え、
前記セパレータは、前記第１外筒の径方向から視て前記複数の端子金具が前記セパレータの外部に露出する空隙を有する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のセンサ。

【請求項10】

排気ガス中の窒素酸化物を測定するＮＯｘセンサである、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、センサに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば自動車等に搭載されるガスセンサでは、被測定ガスを取り入れる機構とは別に、大気をセンサのケーシング内部に取り入れる通気機構が設けられる。この通気機構は、内側に設けた第１外筒の第１気孔と、外側に設けた第２外筒の第２気孔とから構成される。また、水分の進入を防ぐため、第１気孔と第２気孔との間には樹脂製のフィルタが配置される。

【0003】

このフィルタにおいて、第２気孔に向かってフィルタを凸状に変形させたセンサが公知である（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－２０３６３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

凸状に変形したフィルタでは、フィルタの細孔がつぶれるため、水のフィルタ内側への通過が抑制される。しかし、例えば高圧洗浄等によって第２気孔から高圧が加わった際には、水がフィルタを通過し、第１気孔の内側まで水が進入するおそれがある。

【0006】

本開示の一局面は、外筒の内側への水の侵入を抑制できるセンサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様は、センサ素子と、センサ素子が収納されたケーシングと、ケーシングの内部と連通する内部空間を有する第１外筒と、第１外筒の径方向外側に配置された第２外筒と、第１外筒と第２外筒との間に配置された撥水性のフィルタと、を備えるセンサである。第２外筒は、第１外筒の軸方向に離間した２つの加締め部においてフィルタと共に第１外筒に加締められると共に、２つの加締め部の間かつフィルタと第２外筒の径方向に重なる領域に開口した少なくとも１つの第２気孔を有する。第１外筒は、第２外筒の径方向から視て第２気孔の少なくとも一部と重なる位置に配置された壁面と、２つの加締め部の間かつフィルタと第１外筒の径方向に重なる領域に開口した少なくとも１つの第１気孔と、を有する。

【0008】

また、フィルタは、２つの加締め部の間において第２気孔に向かって凸となるように湾曲した少なくとも１つの湾曲部を有する。少なくとも１つの第２気孔は、少なくとも１つの湾曲部の頂部と第２外筒の径方向に重なる位置に配置される。第１気孔の中心軸は、少なくとも１つの湾曲部の頂部、及び少なくとも１つの第２気孔のうち第１気孔に最も近い第２気孔の中心軸に対し第１外筒の径方向から視てずれた位置に配置される。

【0009】

このような構成によれば、フィルタが第２気孔に向かって凸となる湾曲部を有することに加えて、第１気孔の中心軸が、湾曲部の頂部と、第１気孔に最も近い第２気孔の中心軸とに対してずれた位置に設けられ、かつ、第２気孔が第１外筒の壁面と重なることで、第１外筒の内側への水の侵入を効果的に抑制できる。

【0010】

すなわち、従来のセンサでは、第１気孔と第２気孔とが第１外筒の径方向に重なって（例えば、第１気孔の中心軸と第２気孔の中心軸とが一致するように）設けられているため、第２気孔及びフィルタを通過してフィルタの内側に溜った水が、第１気孔から第１外筒の内側に侵入しやすい。一方、本開示の構成によれば、フィルタの内側に溜まった水は、第１外筒の壁面に接触するため、第１外筒の内側への水の侵入が抑制される。

【0011】

また、フィルタの湾曲部の外面に衝突した水は、湾曲部の頂部からその周囲に向かって流れやすい。そのため、湾曲部の頂部と第１気孔の中心軸とがずれていることで、第２気孔を通過した水を第１気孔から離間する位置に誘導することができる。その結果、第１外筒の内側への水の侵入が抑制される。

【0012】

本開示の一態様では、第１気孔の中心軸は、湾曲部の頂部及び第１気孔に最も近い第２気孔の中心軸に対し第１外筒の軸方向にずれた位置に配置されてもよい。このような構成によれば、第１気孔と第２気孔との軸方向の位置決めが容易になるため、第１外筒と第２外筒との組み付けが容易に行なえる。

【0013】

本開示の一態様では、第１気孔の中心軸と、第１気孔に最も近い第２気孔の中心軸とは、第１外筒の軸方向及び周方向にずれた位置に設けられてもよい。このような構成によれば、第１外筒の内側への水の侵入をより確実に抑制できる。

【0014】

本開示の一態様では、ケーシングは、第１外筒の軸方向の端部に接続されてもよい。第１外筒の軸方向において、第１気孔に最も近い第２気孔の中心軸は、第１気孔の中心軸よりもケーシング寄りに配置されてもよい。このような構成によれば、センサ素子を収納したケーシングを第１外筒及び第２外筒よりも下方に配置した際に、第１気孔が第２気孔よりも上方に位置するため、第１外筒における水の侵入抑制効果が高まる。

【0015】

本開示の一態様では、ケーシングは、第１外筒の軸方向の端部に接続されてもよい。第１外筒の軸方向において、第１気孔の中心軸は、第１気孔に最も近い第２気孔の中心軸よりもケーシング寄りに配置されてもよい。このような構成によれば、第１気孔がケーシングに近づくため、ケーシング内の換気効率を高めることができる。

【0016】

本開示の一態様では、第１気孔と第１気孔に最も近い第２気孔とは、第１外筒の径方向において全く重ならなくてもよい。このような構成によれば、第１外筒の内側への水の侵入をより確実に抑制できる。

【0017】

本開示の一態様では、第１気孔の径は、第１気孔に最も近い第２気孔の径よりも小さくてもよい。このような構成によれば、第２気孔の目詰まりを抑制しつつ、第１気孔と第２気孔との位置調整を容易にすることができる。

【0018】

本開示の一態様では、ケーシングは、第１外筒の軸方向の端部に接続されてもよい。第１外筒の軸方向において、湾曲部のケーシング側の端部は、第１気孔のケーシング側の端部よりもケーシングに近い位置に存在してもよい。このような構成によれば、湾曲部内に保持された水が振動等によって湾曲部の端部に凝集し、さらに湾曲部の端部からフィルタの内側に通過しても、この水が第１気孔へ侵入することを抑制できる。

【0019】

本開示の一態様では、フィルタは、フィルタの外部と内部とを連通する複数の微小な通気孔を有する多孔質体であってもよい。複数の通気孔は、それぞれ互いに連通していなくてもよい。このような構成によれば、高圧洗浄等によってフィルタ内に侵入した水がフィルタの径方向（つまり厚み方向）に浸透するため、上述した本開示の構成による第１外筒への水の侵入抑制効果が顕著に発揮される。

【0020】

本開示の一態様は、センサ素子と電気的に接続される複数の端子金具と、第１外筒の内部に配置されると共に、複数の端子金具を互いに絶縁されるように収納するセパレータと、をさらに備えてもよい。セパレータは、第１外筒の径方向から視て複数の端子金具がセパレータの外部に露出する空隙を有してもよい。このような構成によれば、上述した本開示の構成によってセパレータの空隙への浸水を抑制しつつ、セパレータの内部に端子金具を確実に保持させて電気的接続の信頼性を高めることができる。

【0021】

本開示の一態様は、排気ガス中の窒素酸化物を測定するＮＯｘセンサであってもよい。センサ素子の出力が小さく絶縁不良による影響が大きくなるＮＯｘセンサでは、上述した本開示の構成による第１外筒への水の侵入抑制効果が特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態のセンサを示す模式的な中央縦断面図である。

【図2】図１のセンサの通気機構を示す模式的な部分拡大断面図である。

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線での模式的な断面図である。

【図4】図４Ａは、図１のセンサの通気機構において水がフィルタを通過した状態を示す模式的な断面図であり、図４Ｂは、図１のセンサの通気機構において水がフィルタの内側に凝集した状態を示す模式的な断面図である。

【図5】図１のセンサとは異なる実施形態のセンサにおける通気機構を示す模式的な部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示すセンサ１は、例えば自動車等の内燃機関の排気管に装着され、排気ガス中の窒素酸化物を測定するＮＯｘセンサである。

【0024】

センサ１は、センサ素子２と、ケーシング３と、第１外筒４と、第２外筒５と、フィルタ６と、複数の通気機構７と、端子部８と、２つのリード線１０Ａ，１０Ｂとを備える。
センサ１は、軸方向に延伸する棒状の外形を有する。なお、以下では、センサ素子２の検知部が配置される側を「先端側」、リード線１０Ａ，１０Ｂが接続される側を「後端側」と呼称する。

【0025】

＜センサ素子＞
センサ素子２は、被測定ガス中の特定ガス（本実施形態ではＮＯｘ）の濃度を検出する素子である。センサ素子２は、例えば、固体電解質体と２つの電極とを有するセンサ素子である。なお、ＮＯｘセンサでは、センサ素子２の出力が小さく、ヒータ電圧が高めに設定される。そのため、絶縁不良による影響が大きくなる。

【0026】

センサ素子２は、センサ１の軸方向に沿って延伸している。センサ素子２の先端部は、センサ１の先端部に設けられた検出空間２１に配置され、検知部を構成している。センサ素子２の検知部は、アルミナ等の多孔質保護層２Ａで覆われている。センサ素子２の後端部は、端子部８によって２つのリード線１０Ａ，１０Ｂに電気的に接続されている。

【0027】

＜ケーシング＞
ケーシング３は、センサ素子２の少なくとも一部を収納する金属製の筒体である。ケーシング３は、第１外筒４の先端部に接続されている。ケーシング３は、胴部３Ａと、突出部３Ｂと、先端カバー３Ｃとを有する。

【0028】

胴部３Ａは、センサ素子２のセンサ１の軸方向における中央部分を保持し、検出空間２１のうち、センサ素子２が配置される部分を構成している。突出部３Ｂは、検出空間２１のうち、センサ素子２よりも先端側の部分を形成する有底筒状の部材である。

【0029】

先端カバー３Ｃは、突出部３Ｂを外側から囲う有底筒状の部材である。突出部３Ｂ及び先端カバー３Ｃは、それぞれ、側面又は底面に開口を有する。被測定ガスは、これらの開口を通過して検知空間に取り込まれ、センサ素子２と接触する。

【0030】

＜第１外筒＞
第１外筒４は、ケーシング３の内部（つまりセンサ素子２が収納された空間）と連通する内部空間２２を有する金属製の筒状の部材である。第１外筒４の材質は、例えばステンレスである。

【0031】

第１外筒４は、センサ素子２の後端部と、端子部８とを囲う筒状の部材である。第１外筒４の先端部は、ケーシング３に固定されている。第１外筒４の後端部は、封止材（つまりグロメット）９によって封止されている。

【0032】

第１外筒４の一部は、第２外筒５の内側に配置されている。また、第１外筒４は、壁面４１と、複数の第１気孔４２とを有する（図２参照）。これらの位置や形状については、後述する。

【0033】

＜第２外筒＞
第２外筒５は、第１外筒４の径方向外側に配置された金属製の筒状の部材である。第２外筒５の材質は、例えばステンレスである。第２外筒５は、第１外筒４のうち、少なくとも複数の第１気孔４２が形成された領域を被覆している。

【0034】

第２外筒５は、第１外筒４の軸方向に離間した２つの加締め部５１Ａ，５１Ｂにおいて、後述するフィルタ６と共に第１外筒４に第１外筒４の径方向に加締められている。また、第２外筒５は、複数の第２気孔５２を有する（図２参照）。第２気孔５２の位置や形状については、後述する。

【0035】

＜フィルタ＞
フィルタ６は、第１外筒４と第２外筒５との間に配置された筒状の撥水性フィルタである。

【0036】

フィルタ６は、空気を通過させる一方で、水分を実質的に通過させない。フィルタ６は、樹脂製の多孔質体で構成されている。フィルタ６の具体的な材質としては、例えば、テトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂が挙げられる。

【0037】

フィルタ６は、フィルタ６の外部と内部とを連通する複数の微小な通気孔を有する多孔質体である。フィルタ６の複数の通気孔は、それぞれ互いに連通していない。そのため、高圧洗浄等によってフィルタ６内に侵入した水は、フィルタ６の径方向（つまり厚み方向）に浸透する。なお、フィルタ６は、想定される圧力下で水分の透過を防止できればよく、過大な圧力が加わった場合まで水分の透過を完全に防止する必要はない。

【0038】

フィルタ６は、第２外筒５の２つの加締め部５１Ａ，５１Ｂによって、第１外筒４に固定されている。フィルタ６は、複数の湾曲部６１を有する（図２参照）。湾曲部６１の位置や形状については、後述する。

【0039】

＜通気機構＞
センサ１は、例えば、基準ガスの導入、結露の防止等を目的として、内部に大気を取り込むための複数の通気機構７を備える。

【0040】

図２に示すように、センサ１の各通気機構７は、それぞれ、第１外筒４の壁面４１及び１つの第１気孔４２と、第２外筒５の１つの第２気孔５２と、フィルタ６の１つの湾曲部６１とによって構成されている。

【0041】

第２気孔５２は、２つの加締め部５１Ａ，５１Ｂの間かつフィルタ６と第２外筒５の径方向に重なる領域に開口している。第２気孔５２は、センサ１の外部から、第２外筒５の内側に大気を導入する。

【0042】

壁面４１は、第１気孔４２が設けられていない部分における第１外筒４の外周面である。壁面４１は、第２外筒５の径方向から視て第２気孔５２の少なくとも一部と重なる位置に配置されている。本実施形態では、壁面４１は、第２気孔５２の全体と重なっている。

【0043】

第１気孔４２は、２つの加締め部５１Ａ，５１Ｂの間かつフィルタ６と第１外筒４の径方向に重なる領域に開口している。第１気孔４２は、第１外筒４の外側の大気を第１外筒４の内側に導入する。第１気孔４２の径Ｄ１は、第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の径Ｄ２よりも小さい。

【0044】

湾曲部６１は、フィルタ６のうち、２つの加締め部５１Ａ，５１Ｂの間において、第２気孔５２に向かって凸となるように湾曲している部位である。湾曲部６１は、図２のように第２外筒５から離間していてもよいし、第２外筒５の内周面に当接していてもよい。

【0045】

ここで、「湾曲する」とは、第１外筒４の軸方向における同一位置の外周面及び内周面が共に、他の部分よりも第１外筒４の径方向の同じ側に変位していることを意味する。つまり、フィルタ６の厚みが他の部分より増大することで外周面のみ又は内周面のみが突出している部分は「湾曲部」には含まれない。

【0046】

第２気孔５２は、湾曲部６１の頂部６１Ａと第２外筒５の径方向に重なる位置に配置されている。具体的には、第２気孔５２の中心軸Ｐ２は、湾曲部６１の頂部６１Ａを通っている。なお、「湾曲部の頂部」とは、湾曲部６１のうち、第２外筒５の径方向において最も外側に位置する部分である。

【0047】

第１気孔４２の中心軸Ｐ１は、湾曲部６１の頂部６１Ａ及び第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ２に対し、第１外筒４の径方向から視てずれた位置に配置されている。具体的には、第１気孔４２の中心軸Ｐ１は、湾曲部６１の頂部６１Ａ及び第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ２に対し、第１外筒４の軸方向にずれた位置に配置されている。

【0048】

第１外筒４の軸方向において、第１気孔４２の中心軸Ｐ１は、第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ２よりもケーシング３寄り（つまりセンサ１の先端側）に配置されている。また、第１気孔４２と第１気孔４２に最も近い第２気孔５２とは、第１外筒４の径方向において全く重なっていない。

【0049】

また、第１外筒４の軸方向において、湾曲部６１の先端部（つまりケーシング３側の端部）６１Ｂは、第１気孔４２の先端部４２Ａよりもケーシング３に近い位置に存在している。したがって、第１気孔４２は、第１外筒４の径方向において湾曲部６１と全体が重なっている。

【0050】

図３に示すように、複数の通気機構７のうち、一部の通気機構７において、第１気孔４２の中心軸Ｐ１は、第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ２に対し、第１外筒４の軸方向から視てずれた位置に配置されている。つまり、一部の通気機構７では、第１気孔４２の中心軸Ｐ１と、第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ２とは、第１外筒４の第１外筒４の軸方向及び周方向にずれた位置に設けられている。なお、図３では、第１外筒４の内側の構造については図示を省略している。

【0051】

＜端子部＞
端子部８は、図１に示すように、複数の端子金具８１Ａ，８１Ｂと、セパレータ８２とを有する。

【0052】

複数の端子金具８１Ａ，８１Ｂは、センサ素子２と２つのリード線１０Ａ，１０Ｂとに電気的に接続されている。複数の端子金具８１Ａ，８１Ｂは、それぞれ、複数の金具を組み合わせて構成されている。

【0053】

セパレータ８２は、第１外筒４の内部に配置されると共に、複数の端子金具８１Ａ，８１Ｂを互いに絶縁されるように収納している。セパレータ８２は、アルミナ等のセラミックに代表される絶縁性材料で形成されている。

【0054】

セパレータ８２は、後端部８２Ａと、後端部８２Ａよりも先端側に配置された先端部８２Ｂと、後端部８２Ａ及び先端部８２Ｂの間に設けられた空隙８２Ｃとを有する。後端部８２Ａ及び先端部８２Ｂは、それぞれ、上下方向に貫通する複数の貫通孔を有する。

【0055】

複数の端子金具８１Ａ，８１Ｂは、後端部８２Ａ及び先端部８２Ｂの複数の貫通孔内に保持されている。つまり、複数の端子金具８１Ａ，８１Ｂは、後端部８２Ａと先端部８２Ｂとに跨って配置されている。また、先端部８２Ｂの複数の貫通孔のうち少なくとも１つの貫通孔には、センサ素子２が挿通されている。

【0056】

後端部８２Ａと先端部８２Ｂとは、センサ１の軸方向に沿って離間して配置されている。そのため、後端部８２Ａと先端部８２Ｂとの間に設けられた空隙８２Ｃにおいて、第１外筒４の径方向から視て複数の端子金具８１Ａ，８１Ｂがセパレータ８２の外部に露出している。換言すれば、複数の端子金具８１Ａ，８１Ｂは、空隙８２Ｃによって第１外筒４の内部空間２２に露出している。したがって、絶縁不良を回避する観点から、セパレータ８２の空隙８２Ｃに対する防水が求められる。

【0057】

なお、セパレータ８２が後端部８２Ａと先端部８２Ｂとを有するのは、セパレータ８２の内部に端子金具８１Ａ，８１Ｂを確実に保持させ、電気的接続の信頼性を高めるためである。

【0058】

＜リード線＞
２つのリード線１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ、端子部８を介して、センサ素子２の端子に電気的に接続されている。２つのリード線１０Ａ，１０Ｂは、第１外筒４の後端側の端部を封止する封止材９を貫通して、第１外筒４の内部に挿通されている。

【0059】

２つのリード線１０Ａ，１０Ｂは、外部回路（例えば電子制御装置（ＥＣＵ）等）に接続される。センサ素子２は、２つのリード線１０Ａ，１０Ｂを介して、外部からの電力の供給を受けると共に、外部に信号を出力する。

【0060】

［１－２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）フィルタ６が第２気孔５２に向かって凸となる湾曲部６１を有することに加えて、第１気孔４２の中心軸Ｐ１が、湾曲部６１の頂部６１Ａと、第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ２とに対してずれた位置に設けられ、かつ、第２気孔５２が第１外筒４の壁面４１と重なることによって、第１外筒４の内側への水の侵入を効果的に抑制できる。

【0061】

すなわち、図４Ａに示すように水圧Ｐによりフィルタ６の内側に水Ｗが侵入し、さらに、図４Ｂに示すようにフィルタ６の内側で水Ｗが凝集しても、凝集した水Ｗが第１外筒４の壁面４１に接触するため、第１外筒４の内側への水Ｗの侵入が抑制される。

【0062】

また、フィルタ６の湾曲部６１の外面に衝突した水は、湾曲部６１の頂部６１Ａからその周囲に向かって流れやすい。そのため、湾曲部６１の頂部６１Ａと第１気孔４２の中心軸Ｐ１とがずれていることで、第２気孔５２を通過した水を第１気孔４２から離間する位置に誘導することができる。その結果、第１外筒４の内側への水の侵入が抑制される。

【0063】

（１ｂ）第１気孔４２の中心軸Ｐ１が湾曲部６１の頂部６１Ａ及び第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ１に対し第１外筒４の軸方向にずれた位置に配置されることで、第１気孔４２と第１気孔４２に最も近い第２気孔５２との軸方向の位置決めが容易になる。その結果、第１外筒４と第２外筒５との組み付けが容易に行なえる。

【0064】

（１ｃ）第１気孔４２の中心軸Ｐ１と第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ２とが第１外筒４の軸方向及び周方向にずれた位置に設けられることで、第１外筒４の内側への水の侵入をより確実に抑制できる。

【0065】

（１ｄ）第１気孔４２の中心軸Ｐ１が第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ２よりもケーシング３寄りに配置されることで、第１気孔４２がケーシング３に近づくため、ケーシング３内の換気効率を高めることができる。

【0066】

（１ｅ）第１気孔４２と第１気孔４２に最も近い第２気孔５２とが第１外筒４の径方向において全く重ならないことによって、第１外筒４の内側への水の侵入をより確実に抑制できる。
（１ｆ）第１気孔４２の径Ｄ１が第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の径Ｄ２よりも小さいことで、第２気孔５２の目詰まりを抑制しつつ、第１気孔４２と第２気孔５２との位置調整を容易にすることができる。

【0067】

（１ｇ）フィルタ６の湾曲部６１の先端部６１Ｂが第１気孔４２の先端部４２Ａよりもケーシング３に近い位置に存在するので、湾曲部６１内に保持された水が振動等によって湾曲部６１の端部に凝集し、さらに湾曲部６１の端部からフィルタ６の内側に通過しても、この水が第１気孔４２へ侵入することを抑制できる。

【0068】

［２．第２実施形態］
［２－１．構成］
本開示の第２実施形態のセンサは、図１のセンサ１において、通気機構７を図５に示す通気機構７Ａに置き換えたものである。

【0069】

第２実施形態のセンサの構成要素は、第１気孔４２の第１外筒４の軸方向の位置を除いて、図１のセンサ１と同じである。本実施形態では、第１気孔４２は、湾曲部６１の頂部６１Ａよりも後端側（つまり、ケーシング３から離間した側）に配置されている。したがって、第１外筒４の軸方向において、第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ２は、第１気孔４２の中心軸Ｐ１よりも先端側（つまりケーシング３寄り）に配置されている。

【0070】

また、第１気孔４２は、第１気孔４２に最も近い第２気孔５２と第１外筒４の径方向において部分的に重なっている。つまり、第１気孔４２に最も近い第２気孔５２は、第２外筒５の径方向から視て、壁面４１と第１気孔４２とに重なっている。

【0071】

［２－２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２ａ）第１気孔４２に最も近い第２気孔５２の中心軸Ｐ２が第１気孔４２の中心軸Ｐ１よりもケーシング３寄りに配置されることで、センサ１の先端部を下方に配置した際に、第１気孔４２が第１気孔４２に最も近い第２気孔５２よりも上方に位置するため、第１外筒４における水の侵入抑制効果が高まる。

【0072】

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0073】

（３ａ）上記実施形態のセンサにおける通気機構７，７Ａにおいて、第１気孔４２の中心軸Ｐ１は、湾曲部６１の頂部６１Ａ及び第２気孔５２の中心軸Ｐ２に対し、第１外筒４の周方向にずれていれば、必ずしも第１外筒４の軸方向にずれている必要はない。

【0074】

（３ｂ）上記実施形態のセンサにおける通気機構７，７Ａにおいて、第１気孔４２の径Ｄ１は、第２気孔５２の径Ｄ２と同じであってもよいし、第２気孔５２の径Ｄ２よりも大きくてもよい。

【0075】

（３ｃ）上記実施形態のセンサにおける通気機構７，７Ａにおいて、湾曲部６１の先端部６１Ｂは、必ずしも第１気孔４２の先端部４２Ａよりもケーシング３に近い位置に存在しなくてもよい。

【0076】

（３ｄ）上記実施形態のセンサにおける通気機構７，７Ａにおいて、第１気孔４２は、必ずしも、その全体が２つの加締め部５１Ａ，５１Ｂの間に配置される必要はない。つまり、第１気孔４２の中心軸Ｐ１は、２つの加締め部５１Ａ，５１Ｂの一方と重なっていてもよい。

【0077】

（３ｅ）上記実施形態のセンサにおいて、セパレータ８２は、必ずしも空隙８２Ｃを有さなくてもよい。つまり、セパレータ８２は、センサ１の軸方向に離間した複数の部材に分割されていなくてもよい。

【0078】

（３ｆ）上記実施形態のセンサは、例えば、排気ガスの酸素濃度又は空燃比を検出する用途に用いるガスセンサにも適用できる。また、本開示は、温度センサや圧力センサ等の流体の状態を測定する各種センサに適用することができる。また、本開示のセンサは、棒形状以外であってもよい。つまり、センサの通気機構以外の部分は必ずしも筒状又は柱状である必要はない。

【0079】

（３ｇ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【符号の説明】

【0080】

１…センサ、２…センサ素子、２Ａ…多孔質保護層、３…ケーシング、３Ａ…胴部、
３Ｂ…突出部、３Ｃ…先端カバー、４…第１外筒、５…第２外筒、６…フィルタ、
７，７Ａ…通気機構、８…端子部、９…封止材、１０Ａ，１０Ｂ…リード線、
２１…検出空間、２２…内部空間、４１…壁面、４２…第１気孔、４２Ａ…先端部、
５１Ａ，５１Ｂ…加締め部、５２…第２気孔、６１…湾曲部、６１Ａ…頂部、
６１Ｂ…先端部、８１Ａ，８１Ｂ…端子金具、８２…セパレータ、８２Ａ…後端部、
８２Ｂ…先端部、８２Ｃ…空隙。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】