特許 7520693 ガスセンサ及びガスセンサ取付構造

(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】2024-07-12

(45)【発行日】2024-07-23

(54)【発明の名称】ガスセンサ及びガスセンサ取付構造

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/409 20060101AFI20240716BHJP

   G01N 27/41 20060101ALI20240716BHJP

【ＦＩ】

G01N27/409 100

G01N27/41 325H

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020181915

(22)【出願日】2020-10-29

(65)【公開番号】P2022072459

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-04-24

(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】100113022

【弁理士】

【氏名又は名称】赤尾 謙一郎

(74)【代理人】

【氏名又は名称】下田 昭

(72)【発明者】

【氏名】米津 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】島崎 雄次

(72)【発明者】

【氏名】吉田 将之

【審査官】黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】実開平０１－１４６１５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０２３９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－００４０００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－２５７１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４０７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７０６０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／４０７

Ｇ０１Ｎ ２７／４１

Ｇ０１Ｎ ２７／４０９

Ｇ０１Ｎ ２７／４１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線方向に延び、先端側に被検出ガスを検知する検知部が形成されたセンサ素子と、
前記センサ素子の径方向周囲を取り囲んで保持する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端側の周囲に固定されると共に、前記センサ素子の前記先端側を取り囲む一重筒状のプロテクタと、
を備えたガスセンサであって、
前記プロテクタは、ガス導入孔と、前記ガス導入孔よりも先端側に配置されたガス排出孔とを有し、
前記主体金具は、前記被検出ガスが流れる配管に自身の外面を直接又は間接的に固定する固定部と、該固定部の後端側に位置して前記ガスセンサを取り付けるための径大の工具係合部とを有し、
前記軸線方向の前記ガス導入孔と前記ガス排出孔との距離Ｌ１が、前記軸線方向の前記工具係合部と前記ガス導入孔との距離Ｌ２よりも大きく、
前記センサ素子の先端が前記ガス導入孔よりも先端側に位置することを特徴とするガスセンサ。

【請求項2】

前記距離Ｌ１における前記プロテクタの最大内径ＤＡが、前記距離Ｌ１の１/２以下であることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。

【請求項3】

前記ガス排出孔の合計の開口面積Ｓ１が、前記プロテクタの底部の面積Ｓ２の以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセンサ。

【請求項4】

ガスセンサと、
被検出ガスが流れる配管と、を有し、
前記ガスセンサを前記配管に取り付けてなるガスセンサ取付構造であって、
前記ガスセンサが請求項１～３のいずれか一項に記載のガスセンサであり、
前記ガスセンサの先端側が前記配管の取付穴から前記配管の内部に臨むようにして、前記配管に前記固定部が直接又は間接的に固定され、かつ前記工具係合部の先端向き面が前記配管の外面に直接又は間接的に接して取付けられた状態で、
前記ガス導入孔は前記取付穴の仮想内面よりも径方向外側に配置され、
前記ガス排出孔は前記配管の内側に配置されてなることを特徴とするガスセンサ取付構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一重のプロテクタを備えたガスセンサ及びガスセンサ取付構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、筒状の主体金具にセンサ素子を保持し、さらに排ガスに晒されるセンサ素子の先端側を一重又は二重のプロテクタで保護するガスセンサが知られている。このプロテクタにはガス導入孔が設けられているが、排ガスに混入した凝縮水がセンサ素子に到達するのを抑制する耐被水性と、センサ素子の検知部へ速やかに排ガスを導入する応答性とを要求される。
そこで、プロテクタを一重として応答性を向上させた技術が開発されている（特許文献１）。この技術では、センサ素子を筒状のインシュレータの内側に保持すると共に、インシュレータ先端に設けたガス導入口に多孔質フィルタを配置している。これにより、ガス導入口に飛来した凝縮水を多孔質フィルタにトラップさせ、センサ素子の被水を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－６７７３４号公報（図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記技術の場合、センサ素子がインシュレータの内部に収容され、しかもセンサ素子への排ガスの流通が多孔質フィルタを介して行われるため、プロテクタを一重としても応答性が低下する傾向にある。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、一重のプロテクタを用いて耐被水性と応答性とを共に向上させることができるガスセンサ及びガスセンサ取付構造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】

【0005】

本発明のガスセンサは、軸線方向に延び、先端側に被検出ガスを検知する検知部が形成されたセンサ素子と、前記センサ素子の径方向周囲を取り囲んで保持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端側の周囲に固定されると共に、前記センサ素子の前記先端側を取り囲む一重筒状のプロテクタと、を備えたガスセンサであって、前記プロテクタは、ガス導入孔と、前記ガス導入孔よりも先端側に配置されたガス排出孔とを有し、前記主体金具は、前記被検出ガスが流れる配管に自身の外面を直接又は間接的に固定する固定部と、該固定部の後端側に位置して前記ガスセンサを取り付けるための径大の工具係合部とを有し、前記軸線方向の前記ガス導入孔と前記ガス排出孔との距離Ｌ１が、前記軸線方向の前記工具係合部と前記ガス導入孔との距離Ｌ２よりも大きく、前記センサ素子の先端が前記ガス導入孔よりも先端側に位置することを特徴とする。

【0006】

このガスセンサによれば、ガスセンサの先端側が配管の内部に臨むようにして、配管に固定部が固定され、かつ工具係合部の先端向き面が配管の外面に接するように取り付けられた場合、プロテクタのうち、Ｌ２より相対的に長いＬ１の部位（ガスセンサの先端側）を配管の内部に突出させ易くなる。
その結果、ガスセンサの先端側に位置するガス排出孔を、被検出ガスの流速が最も高い配管の中心に近づけさせ、プロテクタ内の被検出ガスをガス排出孔から負圧により外部へ確実に吸引できるので、応答性が向上する。

【0007】

又、Ｌ２＜Ｌ１とすることで、ガス導入孔を配管の径方向外側に配置させ易くなる。これにより、ガス導入孔が配管内部の流速が高い被検出ガスに直接曝されることを抑制し、ひいては被検出ガスに含まれる水滴もガス導入孔からプロテクタ内に直接浸入することを抑制し、被水性が向上する。
又、被検出ガスの流速が最も高く負圧となるガス排出孔近傍に比べ、配管の外側に位置するガス導入孔の圧力が高くなり、ガス排出孔とガス導入孔の圧力差が大きくなる。このため、プロテクタ内のガス置換がより促進され、応答性がさらに向上する。

【0008】

本発明のガスセンサにおいて、前記距離Ｌ１における前記プロテクタの最大内径ＤＡが、前記距離Ｌ１の１/２以下であってもよい。
このガスセンサによれば、プロテクタのうちガス導入孔より先端のＬ１の部位が軸線方向に細長くなる。このため、ガス排出孔近傍の圧力がベンチュリ効果によりさらに負圧となり、プロテクタ内のガスがガス排出孔から外部へさらに吸引されるので、応答性がさらに向上する。

【0009】

本発明のガスセンサにおいて、前記ガス排出孔の合計の開口面積Ｓ１が、前記プロテクタの底部の面積Ｓ２の５０％以下であってもよい。
このガスセンサによれば、ガス排出孔近傍の圧力がさらに負圧となり、プロテクタ内のガスがガス排出孔から外部へさらに吸引されるので、応答性がさらに向上する。

【0010】

本発明のガスセンサ取付構造は、ガスセンサと、被検出ガスが流れる配管と、を有し、前記ガスセンサを前記配管に取り付けてなるガスセンサ取付構造であって、前記ガスセンサが請求項１～３のいずれか一項に記載のガスセンサであり、前記ガスセンサの先端側が前記配管の取付穴から前記配管の内部に臨むようにして、前記配管に前記固定部が直接又は間接的に固定され、かつ前記工具係合部の先端向き面が前記配管の外面に直接又は間接的に接して取付けられた状態で、前記ガス導入孔は前記取付穴の仮想内面よりも径方向外側に配置され、前記ガス排出孔は前記配管の内側に配置されてなることを特徴とする。

【0011】

このガスセンサ取付構造によれば、ガスセンサの先端側が配管の取付穴から配管の内部に臨むようにして、配管に固定部が固定され、かつ工具係合部の先端向き面が配管の外面に接するように取り付けられるので、プロテクタのうち、Ｌ２より相対的に長いＬ１の部位（ガスセンサの先端側）を配管の内部に突出させ易くなる。
その結果、ガスセンサの先端側に位置するガス排出孔を、被検出ガスの流速が最も高い配管の中心に近づけさせ、プロテクタ内の被検出ガスをガス排出孔から負圧により外部へ確実に吸引できるので、応答性が向上する。

【0012】

又、Ｌ２＜Ｌ１とすることで、ガス導入孔を取付穴の仮想内面よりも径方向外側に配置させ易くなる。これにより、ガス導入孔が配管内部の流速が高い被検出ガスに直接曝されることを抑制し、ひいては被検出ガスに含まれる水滴もガス導入孔からプロテクタ内に直接浸入することを抑制し、被水性が向上する。
又、被検出ガスの流速が最も高く負圧となるガス排出孔近傍に比べ、配管の仮想内面より外側に位置するガス導入孔の圧力が高くなり、ガス排出孔とガス導入孔の圧力差が大きくなる。このため、プロテクタ内のガス置換がより促進され、応答性がさらに向上する。

【発明の効果】

【0013】

この発明によれば、一重のプロテクタを用いて耐被水性と応答性とを共に向上させることができるガスセンサ及びガスセンサ取付構造が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態にかかるガスセンサの断面図である。

【図2】ガスセンサを配管に取り付けたガスセンサ取付構造の断面図である。

【図3】先端側から後端側へ向かってプロテクタを見たときの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施形態について、図１～図３に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるガスセンサ１の断面図、図２はガスセンサ１を配管１００に取り付けたガスセンサ取付構造２００の断面図、図３は先端側から後端側へ向かってプロテクタ５１を見たときの平面図である。

【0016】

図１において、ガスセンサ（全領域空燃比ガスセンサ）１は、センサ素子２１と、軸線Ｏ方向に貫通してセンサ素子２１を挿通させる貫通孔３２を有するホルダ（セラミックホルダ）３０と、セラミックホルダ３０の径方向周囲を取り囲む主体金具１１と、プロテクタ５１と、を備えている。
センサ素子２１のうち、検知部２２が形成された先端側が、セラミックホルダ３０及び主体金具１１より先端に突出している。このように貫通孔３２を通されたセンサ素子２１は、セラミックホルダ３０の後端面側（図示上側）に配置されたシール材（本例では滑石）４１を、絶縁材からなるスリーブ４３、リングワッシャ４５を介して先後方向に圧縮することによって、主体金具１１の内側において先後方向に気密を保持して固定されている。

【0017】

なお、センサ素子２１の後端側２９はスリーブ４３及び主体金具１１より後方に突出しており、その後端側２９に形成された各電極端子２４に、シール材８５を通して外部に引き出された各リード線７１の先端に設けられた端子金具７５が圧接され、電気的に接続されている。また、この電極端子２４を含むセンサ素子２１の後端側２９は、外筒８１でカバーされている。以下、さらに詳細に説明する。

【0018】

センサ素子２１は軸線Ｏ方向に延びると共に、測定対象に向けられる先端側（図示下側）に、検知用電極等（図示せず）からなり被検出ガス中の特定ガス成分を検出する検知部２２を備えた帯板状（板状）をなしている。センサ素子２１の横断面は、先後において一定の大きさの長方形（矩形）をなし、セラミック（固体電解質等）を主体として細長いものとして形成されている。このセンサ素子２１自体は、従来公知のものと同じものであり、固体電解質（部材）の先端側に検知部２２をなす一対の検知用電極が配置され、これに連なり後端側には、検知用出力取り出し用のリード線７１接続用の電極端子２４が露出形成されている。

【0019】

また、本例では、センサ素子２１のうち、固体電解質（部材）に積層状に形成されたセラミック材の先端側内部にヒータ（図示せず）が設けられており、後端側には、このヒータへの電圧印加用のリード線７１接続用の電極端子２４が露出形成されている。なお、図示はしないが、これら電極端子２４は縦長矩形に形成され、例えばセンサ素子２１の後端側２９において、帯板の幅広面（両面）に３つ又は２つの電極端子が横に並んでいる。
なお、センサ素子２１の検知部２２に、アルミナ又はスピネル等からなる多孔質の保護層２３が被覆されている。又、センサ素子２１には、検知部２２に連通して被検出ガスを検知部２２に導入する素子導入孔２５が設けられており、素子導入孔２５には図示しない多孔質の拡散抵抗層が配置されている。

【0020】

主体金具１１は、先後において同心異径の筒状をなし、先端側には小径で後述するプロテクタ５１を外嵌して固定するための円筒状の円環状部（以下、円筒部ともいう）１２を有し、その後方（図示上方）の外周面には、それより大径をなす、エンジンの排気管への固定用の雄ネジをなすネジ（固定部）１３が設けられている。そして、その後方には、このネジ１３によってセンサ１をねじ込むための径大で多角形の工具係合部１４を備えている。また、この工具係合部１４の後方には、ガスセンサ１の後方をカバーする保護筒（外筒）８１を外嵌して溶接する円筒部１５が連設され、その後方には外径がそれより小さく薄肉のカシメ用円筒部１６を備えている。
なお、工具係合部１４はネジ１３より径大で、工具係合部１４の先端向き面１４ａがネジ１３の後端側との間で段部を形成している。

【0021】

なお、このカシメ用円筒部１６は、図１では、カシメ後のために内側に曲げられている。なお、工具係合部１４の下面には、ねじ込み時におけるシール用のガスケット１９が取着されている。
一方、主体金具１１は、軸線Ｏ方向に貫通する内孔１８を有している。内孔１８の内周面は後端側から先端側に向かって径方向内側に先細るテーパ状の段部１７を有している。

【0022】

主体金具１１の内側には、絶縁性セラミック（例えばアルミナ）からなり、概略短円筒状に形成されたセラミックホルダ３０が配置されている。セラミックホルダ３０は、先端に向かって先細りのテーパ状に形成された先端向き面３０ａを有している。そして、先端向き面３０ａの外周寄りの部位が段部１７に係止されつつ、セラミックホルダ３０が後端側からシール材４１で押圧されることで主体金具１１内にセラミックホルダ３０が位置決めされ、かつ隙間嵌めされている。
一方、貫通孔３２は、セラミックホルダ３０の中心に設けられると共に、センサ素子２１が略隙間なく通るように、センサ素子２１の横断面とほぼ同一の寸法の矩形の開口とされている。

【0023】

センサ素子２１は、セラミックホルダ３０の貫通孔３２に通され、センサ素子２１の先端２１ａをセラミックホルダ３０及び主体金具１１の先端１２ａよりも先方に突出させている。
一方、センサ素子２１の先端部は、一重の有底円筒状のプロテクタ（保護カバー）５１で覆われている。プロテクタ５１の後端は主体金具１１の円筒部１２に外嵌され、溶接されている。又、プロテクタ５１の後端寄りの部位には、径方向（軸線Ｏ方向に垂直な方向）に沿う段部５１ｄが形成され、段部５１ｄより先端側が小径となっている。

【0024】

そして、段部５１ｄにはガス導入孔５６が開口している。図３に示すように、本例では、ガス導入孔５６は段部５１ｄの周方向に等間隔に複数（１２個）設けられている。
なお、ガス導入孔５６の周縁のうち、プロテクタ５１内側の周縁を通る平面５６ｅの垂線が、径方向と角度をなし（径方向と平行でない）、かつガス導入孔５６のうちプロテクタ５１の内側の周縁が最も後端側に位置する（換言すれば、ガス導入孔５６のうちプロテクタ５１の外側の周縁より内側の周縁の方が後端側にある）と、被検出ガス中の水滴がガス導入孔５６からプロテクタ５１内に侵入し難くなるので好ましい。

【0025】

一方、プロテクタ５１の先端の底部５１ａ中央にはガス排出孔５３（本例では１個）が設けられている。ガス排出孔５３は、ガス導入孔５６よりも先端側に配置され、ガスセンサ１が取り付けられる配管を流れる被検出ガスの流れによってプロテクタ５１内のガスがガス排出孔５３から外部へ吸い出され、その負圧により、ガス導入孔５６から被検出ガスがプロテクタ５１内へ導入される。
なお、図１の例では、プロテクタ５１の先端の底部５１ａ中央が平行な２本の切れ目で後端側に切り起こされてカバー５１ｆを形成し、ガス排出孔５３は、プロテクタ５１の底部５１ａとカバー５１ｆとの間の隙間に径方向に向いて形成されている。この場合、プロテクタ５１を軸線Ｏ方向の先端側から見たとき、ガス排出孔５３が直接見えないので、ガス排出孔５３から凝縮水等の水滴がプロテクタ５１内部に侵入することを抑制できる。

【0026】

又、図１に示すように、センサ素子２１の後端側２９に形成された各電極端子２４には、外部にシール材８５を通して引き出された各リード線７１の先端に設けられた各端子金具７５がそのバネ性により圧接され、電気的に接続されている。そして、この圧接部を含む各端子金具７５は、本例のガスセンサ１では、外筒８１内に配置された絶縁性のセパレータ９１内に設けられた各収容部内に、それぞれ対向配置で設けられている。なお、セパレータ９１は、外筒８１内にカシメ固定された保持部材８２を介して径方向及び先端側への動きが規制されている。そして、この外筒８１の先端部を、主体金具１１の後端側の円筒部１５に外嵌して溶接することで、ガスセンサ１の後方が気密状にカバーされている。
なお、リード線７１は外筒８１の後端部の内側に配置されたシール材（例えばゴム）８５を通されて外部に引き出されており、この小径筒部８３を縮径カシメしてこのシール材８５を圧縮することにより、この部位の気密が保持されている。

【0027】

因みに、外筒８１の軸線Ｏ方向の中央よりやや後端側には、先端側が径大の段部８１ｄが形成され、この段部８１ｄの内面がセパレータ９１の後端を先方に押すように支持する。一方、セパレータ９１はその外周に形成されたフランジ９３を外筒８１の内側に固定された保持部材８２の上に支持させられており、段部８１ｄと保持部材８２とによってセパレータ９１が軸線Ｏ方向に保持されている。

【0028】

次に、本発明の特徴部分について説明する。
図１に示すように、本実施形態では、軸線Ｏ方向のガス導入孔５６とガス排出孔５３との距離Ｌ１が、軸線Ｏ方向の工具係合部１４とガス導入孔５６との距離Ｌ２よりも大きく、センサ素子２１の先端２１ａがガス導入孔５６よりも先端側に位置する。

【0029】

このようにすると、図２に示すように、ガスセンサ１の先端側が、被検出ガスＧが流れる配管１００（排気管等）の取付穴１００ｈから配管１００の内部に臨むようにして、配管１００にネジ１３が直接又は間接的に固定され、かつ工具係合部１４の先端向き面１４ａが配管１００の外面１００ｅに直接又は間接的に接するように取り付けられた場合、プロテクタ５１のうち、Ｌ２より相対的に長いＬ１の部位（ガスセンサ１の先端側）を配管１００の内部に突出させ易くなる。
その結果、ガスセンサの先端側に位置するガス排出孔５３を、被検出ガスＧの流速が最も高い配管１００の中心に近づけさせ、プロテクタ５１内の被検出ガスＧをガス排出孔５３から負圧により外部へ確実に吸引できるので、応答性が向上する。

【0030】

又、Ｌ２＜Ｌ１とすることで、ガス導入孔５６を取付穴１００ｈの仮想内面１００ａ２よりも径方向外側に配置させ易くなる。これにより、ガス導入孔５６が配管１００内部の流速が高い被検出ガスＧに直接曝されることを抑制し、ひいては被検出ガスＧに含まれる水滴もガス導入孔５６からプロテクタ５１内に直接浸入することを抑制し、被水性が向上する。
又、被検出ガスＧの流速が最も高く負圧となるガス排出孔５３近傍に比べ、配管１００の仮想内面１００ａ２より外側に位置するガス導入孔５６の圧力が高くなり、ガス排出孔５３とガス導入孔５６の圧力差が大きくなる。このため、図２の被検出ガスＧの流れ（矢印）に示すように、プロテクタ５１内の被検出ガスＧをガス排出孔５３からさらに外部へ吸引しつつ、仮想内面１００ａ２よりも外側ではガス導入孔５６からガスをプロテクタ５１内に導入し易くなり、プロテクタ５１内のガス置換がより促進され、応答性がさらに向上する。

【0031】

これに対し、Ｌ２≧Ｌ１である場合、工具係合部１４とガス導入孔５６との距離Ｌ２が相対的に長すぎることになる。その結果、工具係合部１４を配管１００の取付穴１００ｈから径方向外側に遠ざけても、ガス導入孔５６自体が取付穴１００ｈの内部（仮想内面１００ａ２よりも径方向内側）に入ってしまうことがあり、ガス導入孔５６が配管１００内部の流速が高い被検出ガスＧに直接曝されて被水性が低下する。
又、Ｌ２≧Ｌ１である場合、プロテクタ５１のＬ１の部位（ガスセンサの先端側）が相対的に短くなり、取付穴１００ｈから配管１００のより内部に突出させることが困難になる。その結果、ガス排出孔５３を配管１００の中心に近づけ難くなり、ガス排出孔５３を負圧に維持し難くなって応答性が低下する。

【0032】

なお、Ｌ１はガス導入孔５６とガス排出孔５３との軸線Ｏ方向の距離であり、ガス導入孔５６の先端とガス排出孔５３の後端との距離を示す。
同様に、Ｌ２は工具係合部１４とガス導入孔５６との軸線Ｏ方向の距離であり、工具係合部１４の先端向き面１４ａとガス導入孔５６の後端との距離を示す。
又、ガス導入孔５６とガス排出孔５３が複数個ある場合、Ｌ１は、複数のガス導入孔５６のうち最も先端と、複数のガス排出孔５３のうち最も後端との距離を示す。同様に、Ｌ２は、工具係合部１４の先端向き面１４ａと、複数のガス導入孔５６のうち最も先端との距離を示す。

【0033】

また、センサ素子２１の先端２１ａがガス導入孔５６よりも先端側に位置する必要がある理由は以下による。つまり、ガス導入孔５６から導入された被検出ガスＧはプロテクタ５１内部を先端側へ向かう。そこで、ガス導入孔５６よりも先端側にセンサ素子２１の先端２１ａが位置することで、この被検出ガスＧを確実にセンサ素子２１の（先端２１ａ近傍に位置する）検知部２２に接触させ易くなり、検知精度が向上する。

【0034】

ここで、「配管１００にネジ１３が直接又は間接的に固定され」とは、本例では配管１００の取付穴１００ｈを囲うように配管１００外側に筒状のボア１０２が固定されており、このボア１０２の内面の配管側固定部（例えば、雌ネジ）に、主体金具１１側の固定部（雄ネジ１３）をネジ止めしてガスセンサ１が固定されることをいう。このような状態を、配管１００にネジ１３が「間接的に」固定されるものとする。
一方、例えばボア１０２を用いずに、配管１００の取付穴１００ｈ付近が径方向外側に一体に突出したり、配管１００自体の厚みが厚い場合は、配管１００の内面の配管側固定部（例えば、雌ネジ）に、ネジ１３が「直接」固定されるものとする。

【0035】

同様に、「工具係合部１４の先端向き面１４ａが配管１００の外面１００ｅに直接又は間接的に接して取り付けられる」とは、本例ではボア１０２にネジ１３が固定された状態で、工具係合部１４の先端向き面１４ａがボア１０２の外面（後端向き面）に接した状態をいう。なお、具体的には、工具係合部１４にスパナ等の工具を掛けて主体金具１１側のネジ（雄ネジ）１３をボア１０２内面の雌ネジにねじ込むことで、工具係合部１４の先端向き面１４ａがガスケット１９を介してボア１０２外面に当接することになる。このような状態を、配管１００の外面１００ｅに工具係合部１４の先端向き面１４ａが「間接的に」接して取り付けられるものとする。
一方、上述のようにボア１０２を用いずに、配管１００の取付穴１００ｈ付近が径方向外側に一体に突出したり、配管１００自体の厚みが厚い場合は、配管１００自身にネジ１３が固定された状態で、工具係合部１４の先端向き面１４ａがガスケット１９を介して配管１００の外面１００ｅに「直接」接して取り付けられるものとする。

【0036】

又、取付穴１００ｈの「仮想内面１００ａ２」とは、図２に示した配管１００の径方向に沿う断面において、配管１００の内面１００ａの輪郭を取付穴１００ｈの位置で外挿した内面をいう。この外挿は、例えば配管１００の内面１００ａ上の点を多数プロットし、この点を通る近似曲線とすることができる。
仮想内面１００ａ２よりも径方向内側が、被検出ガスＧが流通する配管１００の内部とみなすことができる。一方、仮想内面１００ａ２よりも径方向外側は配管１００の外部とみなすことができ、被検出ガスＧの流れが殆ど無いと考えられる。

【0037】

距離Ｌ１におけるプロテクタの最大内径ＤＡが、距離Ｌ１の１/２以下であると、プロテクタ５１のうちガス導入孔５６より先端のＬ１の部位が軸線Ｏ方向に細長くなる。このため、ガス排出孔５３近傍の圧力がベンチュリ効果によりさらに負圧となり、プロテクタ５１内のガスがガス排出孔５３から外部へさらに吸引されるので、応答性がさらに向上する。

【0038】

又、図３に示すように、ガス排出孔５３の合計の開口面積Ｓ１が、プロテクタ５１の底部５１ａの面積Ｓ２の５０％以下であると、ガス排出孔５３近傍の圧力がさらに負圧となり、プロテクタ５１内のガスがガス排出孔５３から外部へさらに吸引されるので、応答性がさらに向上する。
なお、ガス排出孔５３近傍の圧力を確実に下げるためには、ガス排出孔５３がプロテクタ５１の最先端に位置する、つまり底部５１ａに設けられていることが好ましい。

【0039】

本発明のガスセンサは、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜にその構造、構成を設計変更して具体化できる。
例えば上記実施形態では、プロテクタ５１の段部５１ｄが径方向に沿って（平行に）形成され、段部５１ｄに設けられたガス導入孔５６のプロテクタ５１内側の周縁を通る平面の垂線が径方向と垂直であったが、プロテクタ５１の段部が径方向と角度を持って形成されてもよい。
従って、ガス導入孔を径方向の外側から見たとき、プロテクタの内部が見えないことが好ましい。但し、プロテクタ５１の段部５１ｄ３が径方向内側に向かって先端側へ下がるようなテーパ状をなしていても、ガス導入孔５６を径方向の外側から見たとき、プロテクタ５１の内部が見えないような構成であればよい。

【0040】

また、センサ素子としては、酸素の濃度を測定するものに限定されず、窒素酸化物（ＮＯｘ）又は炭化水素（ＨＣ）等の濃度を測定するものを用いてもよい。
センサ素子としては、筒型のものを用いてもよい。
ガス導入孔やガス排出孔の形状や個数も限定されず、例えば楕円形であってもよい。工具係合部の形状も上記に限定されない。

【符号の説明】

【0041】

１ ガスセンサ
１１ 主体金具
１３ 固定部（雄ネジ）
１４ 工具係合部
１４ａ 工具係合部の先端向き面
２１ センサ素子
２１ａ センサ素子の先端
２２ 検知部
５１ プロテクタ
５３ ガス排出孔
５６ ガス導入孔
１００ 配管
１００ａ２ 仮想内面
１００ｅ 配管の外面
１００ｈ 取付穴
Ｏ 軸線
Ｇ 被検出ガス

【図1】

【図2】

【図3】