図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2020年2月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

センサ素子が格納された内部空間を有するガスセンサにおいて、特定成分の濃度が低い被測定ガス測定対象である場合でもガス検知精度の低下を抑制する。

解決手段

本開示の一態様は、被測定ガスに含まれる成分の濃度を測定するためのガスセンサであって、センサ素子と、ケーシングと、を備える。センサ素子は、被測定ガスに晒される四角形検知面を有する。ケーシングは、センサ素子を格納する内部空間を有する。検知面に垂直な方向から内部空間を見た場合の仮想座標平面におけるガス入口部の存在領域を第1象限とした場合に、ガス出口部は仮想座標平面の第3象限に含まれる。ガス入口部とガス出口部との中点は検知面に含まれる。このガスセンサは、内部空間に導入された被測定ガスがガス入口部からガス出口部にかけて移動する際に、被測定ガスと検知面とを確実に接触させることができるため、ガス検知精度の低下を抑制できる。

概要

背景

被測定ガス中の特定成分の濃度を測定するガスセンサとして、触媒を用いて被測定ガス中の成分を化学変化させた後に、センサ素子によって特定成分濃度を測定するものが知られている(特許文献1参照)。

このガスセンサは、被測定ガスを導入するためのガス室を有するケーシングを備えている。ガス室の内部には、センサ素子が配置されている。ケーシングは、ガス室に被測定ガスを導入するためのガス入口部と、ガス室から被測定ガスを排出するためのガス出口部と、を備える。

ガス室におけるガス入口部およびガス出口部のそれぞれの形成位置は、センサ素子の検知面に垂直な方向から見たときに、検知面を挟み込むように配置される。これにより、ガス室に導入された被測定ガスは、ガス入口部からガス出口部に向けて移動する際に、検知面に接触する。このようにして被測定ガスが検知面に接触すると、センサ素子は被測定ガスに含まれる特定成分を検知する。

概要

センサ素子が格納された内部空間を有するガスセンサにおいて、特定成分の濃度が低い被測定ガスが測定対象である場合でもガス検知精度の低下を抑制する。本開示の一態様は、被測定ガスに含まれる成分の濃度を測定するためのガスセンサであって、センサ素子と、ケーシングと、を備える。センサ素子は、被測定ガスに晒される四角形の検知面を有する。ケーシングは、センサ素子を格納する内部空間を有する。検知面に垂直な方向から内部空間を見た場合の仮想座標平面におけるガス入口部の存在領域を第1象限とした場合に、ガス出口部は仮想座標平面の第3象限に含まれる。ガス入口部とガス出口部との中点は検知面に含まれる。このガスセンサは、内部空間に導入された被測定ガスがガス入口部からガス出口部にかけて移動する際に、被測定ガスと検知面とを確実に接触させることができるため、ガス検知精度の低下を抑制できる。

目的

そこで、本開示の一局面は、センサ素子が格納された内部空間を有するガスセンサにおいて、特定成分の濃度が低い被測定ガスが測定対象である場合でもガス検知精度の低下を抑制できるガスセンサを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

被測定ガスに含まれる成分の濃度を測定するためのガスセンサであって、前記被測定ガス中の特定成分を検知するように構成されたセンサ素子と、前記センサ素子を格納する内部空間を有するケーシングと、を備え、前記センサ素子は、前記被測定ガスに晒される四角形検知面を有し、前記ケーシングは、外部から前記内部空間に前記被測定ガスを導入するためのガス入口部と、前記内部空間から外部に前記被測定ガスを排出するためのガス出口部と、を備え、前記検知面に垂直な方向から前記内部空間を見た場合において、前記検知面の中心を原点とし、前記検知面の前記四角形の一辺に対してX軸が平行となるX−Y座標平面を仮想座標平面とした場合に、前記仮想座標平面における4個の象限のうち前記ガス入口部の存在領域を第1象限とした場合に、前記ガス出口部は前記仮想座標平面の第3象限に含まれ、前記ガス入口部と前記ガス出口部との中点は前記検知面に含まれる、ガスセンサ。

請求項2

前記仮想座標平面において、前記ガス入口部および前記ガス出口部のうち少なくとも一方は、前記検知面ではない領域に含まれる、請求項1に記載のガスセンサ。

請求項3

前記仮想座標平面において、前記検知面の前記四角形の四辺を延長した4本の仮想延長線により前記内部空間を9個の領域に分割し、前記検知面が中央に配置される前記9個の領域のうち、前記検知面の前記四角形の四辺には接することなく前記四角形の角にのみ接する4つの領域を外側領域とした場合に、前記ガス入口部および前記ガス出口部は、前記外側領域に含まれる、請求項1または請求項2に記載のガスセンサ。

請求項4

前記ケーシングにおいて前記内部空間を構成する複数の内面のうち、前記センサ素子が設けられる前記内面をセンサ配置内面とした場合に、前記ガス入口部および前記ガス出口部のうち一方は、前記センサ配置内面に形成され、前記ガス入口部および前記ガス出口部のうち他方は、前記センサ配置内面ではない前記内面に形成される、請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載のガスセンサ。

請求項5

前記被測定ガスが呼気であり、前記特定成分がNOxである、請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載のガスセンサ。

技術分野

0001

本開示は、ガスセンサに関する。

背景技術

0002

被測定ガス中の特定成分の濃度を測定するガスセンサとして、触媒を用いて被測定ガス中の成分を化学変化させた後に、センサ素子によって特定成分濃度を測定するものが知られている(特許文献1参照)。

0003

このガスセンサは、被測定ガスを導入するためのガス室を有するケーシングを備えている。ガス室の内部には、センサ素子が配置されている。ケーシングは、ガス室に被測定ガスを導入するためのガス入口部と、ガス室から被測定ガスを排出するためのガス出口部と、を備える。

0004

ガス室におけるガス入口部およびガス出口部のそれぞれの形成位置は、センサ素子の検知面に垂直な方向から見たときに、検知面を挟み込むように配置される。これにより、ガス室に導入された被測定ガスは、ガス入口部からガス出口部に向けて移動する際に、検知面に接触する。このようにして被測定ガスが検知面に接触すると、センサ素子は被測定ガスに含まれる特定成分を検知する。

先行技術

0005

米国特許出願公開第2017/0065208号明細書

発明が解決しようとする課題

0006

しかし、上記のガスセンサは、特定成分の濃度が低い被測定ガスにおいては、ガス検知精度が低下する可能性がある。
つまり、ガス入口部からガス出口部に至るガス移動経路とセンサ素子の検知面との重複部分が小さくなると、検知面に接触する被測定ガスの量が低減して、センサ素子でのガス検知精度が低下する可能性がある。とりわけ、特定成分の濃度が低い被測定ガスが測定対象である場合には、検知面に接触する特定成分の量が少ないため、ガス検知精度の低下が生じ易くなる。

0007

そこで、本開示の一局面は、センサ素子が格納された内部空間を有するガスセンサにおいて、特定成分の濃度が低い被測定ガスが測定対象である場合でもガス検知精度の低下を抑制できるガスセンサを提供することが望ましい。

課題を解決するための手段

0008

本開示の一態様は、被測定ガスに含まれる成分の濃度を測定するためのガスセンサであって、センサ素子と、ケーシングと、を備える。
センサ素子は、被測定ガス中の特定成分を検知するように構成されている。ケーシングは、センサ素子を格納する内部空間を有する。

0009

センサ素子は、被測定ガスに晒される四角形の検知面を有する。ケーシングは、ガス入口部と、ガス出口部とを備える。ガス入口部は、外部から内部空間に被測定ガスを導入するように構成されている。ガス出口部は、内部空間から外部に被測定ガスを排出するように構成されている。

0010

ここで、検知面に垂直な方向から内部空間を見た場合において、検知面の中心を原点とし、検知面の四角形の一辺に対してX軸が平行となるX−Y座標平面を仮想座標平面とする。この仮想座標平面における4個の象限のうちガス入口部の存在領域を第1象限とした場合に、ガス出口部は仮想座標平面の第3象限に含まれる。また、ガス入口部とガス出口部との中点は検知面に含まれる。

0011

このような構成のガスセンサにおいては、ガス入口部とガス出口部とを結ぶ線をガス移動最短経路とした場合、ガス移動最短経路と検知面との重複部分が必ず存在する。このため、このガスセンサは、内部空間に導入された被測定ガスがガス入口部からガス出口部にかけて移動する際に、被測定ガスと検知面とを確実に接触させることができる。

0012

また、このガスセンサは、仮想座標平面において、ガス入口部が第1象限に存在するとともにガス出口部が第3象限に存在する構成である。このため、このガスセンサは、ガス入口部およびガス出口部が同一象限に存在する構成や、ガス入口部が存在する象限とガス出口部が存在する象限とが隣接する構成に比べて、被測定ガスと検知面との接触面積を大きく確保できる。

0013

よって、このガスセンサは、検知面に対して被測定ガスを十分に供給することができ、ガス検知精度の低下を抑制できる。
上述のガスセンサにおいては、仮想座標平面において、ガス入口部およびガス出口部のうち少なくとも一方は、検知面ではない領域に含まれてもよい。

0014

このガスセンサによれば、ガス入口部とガス出口部との距離を一定値以上に確保することができ、被測定ガスと検知面との接触面積が小さくなるのを抑制できる。これにより、検知面に供給される被測定ガスが少なくなるのを抑制でき、ガス検知精度の低下を抑制できる。

0015

上述のガスセンサにおいては、ガス入口部およびガス出口部は、仮想座標平面において外側領域に含まれてもよい。外側領域は、検知面が中央に配置される9個の領域のうち、検知面の四角形の四辺には接することなく四角形の角にのみ接する4つの領域である。検知面が中央に配置される9個の領域は、内部空間において4本の仮想延長線により分割された9個の領域である。4本の仮想延長線は、仮想座標平面において、検知面の四角形の四辺を延長した4本の仮想線である。

0016

このガスセンサによれば、ガス入口部とガス出口部との距離をより長く確保することができ、被測定ガスと検知面との接触面積をより大きく確保できる。これにより、検知面に供給される被測定ガスが多くなり、ガス検知精度の低下を抑制できる。

0017

上述のガスセンサにおいては、ガス入口部およびガス出口部のうち一方は、内部空間を構成する複数の内面のうちセンサ配置内面に形成され、ガス入口部およびガス出口部のうち他方は、内部空間を構成する複数の内面のうちセンサ配置内面ではない内面に形成されてもよい。なお、センサ配置内面は、ケーシングにおいて内部空間を構成する複数の内面のうち、センサ素子が設けられる内面である。

0018

このガスセンサによれば、内部空間において、ガス入口部およびガス出口部がそれぞれ異なる内面に形成されるとともに、ガス入口部およびガス出口部のうち一方がセンサ配置内面に形成されるため、被測定ガスは、確実にセンサ素子の近傍を移動することになる。これにより、このガスセンサは、検知面に対して確実に被測定ガスを供給することができ、ガス検知精度の低下を抑制できる。

0019

上述のガスセンサにおいては、被測定ガスが呼気であり、特定成分がNOxであってもよい。このガスセンサは、呼気に含まれるNOxを検知する用途において、検知面に対して確実に被測定ガス(呼気)を供給することができ、NOx検知におけるガス検知精度の低下を抑制できる。

図面の簡単な説明

0020

第1実施形態のガスセンサの分解斜視図である。
第1実施形態のガスセンサの内部構造を示す説明図である。
図3Aは、センサ素子の検知面に垂直な方向から内部空間C2を見た場合における、センサ素子、導入部、排出部のそれぞれの位置関係を表した説明図であり、図3Bは、仮想座標平面における仮想延長線および外側領域を示した説明図である。
図4Aは、導入部が外側領域に配置され、排出部が外側領域ではない領域に配置される構成の説明図であり、図4Bは、導入部および排出部がいずれも外側領域ではない領域に配置される構成の説明図であり、図4Cは、導入部および排出部がいずれも外側領域ではない領域に配置される構成の説明図である。
図5Aは、導入部および排出部が検知面と同じ領域に配置される構成の説明図であり、図5Bは、導入部が外側領域に配置され、排出部が検知面と同じ領域に配置される構成の説明図であり、図5Cは、導入部が検知面と同じ領域に配置され、排出部が外側領域に配置される構成の説明図である。
図6Aは、内部空間において、導入部が上側内面に形成され、排出部が側壁内面に形成される構成の説明図であり、図6Bは、仮想座標平面において、導入部3Dが第1象限における上側内面に形成され、排出部が第3象限における側壁内面に形成される構成の説明図である。
内部空間において、導入部がセンサ配置内面に形成され、排出部が上側内面に形成される構成の説明図である。

実施例

0021

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に示すガスセンサ1は、被測定ガスGに含まれるガス成分の濃度を測定するためのガスセンサである。ガスセンサ1の測定対象のガス成分としては、窒素酸化物(NO、NO2といったNOx)が挙げられる。

0022

ガスセンサ1は、環境管理プロセス管理医療等の分野に使用できる。ガスセンサ1は、特に数ppbから数百ppbレベルの極低濃度のNOxを含むガスの測定、具体的には喘息診断(呼気に含まれるNOの検出)に好適に使用できる。

0023

ガスセンサ1は、図1に示すように、触媒ユニット2と、センサユニット3と、流通路4と、1つのヒータ5と、配線基板6と、シール材7と、を備える。なお、本実施形態での被測定ガスGは呼気である。

0024

ガスセンサ1の内部では、図2に示すような経路を被測定ガスGが移動する。図2は、ガスセンサ1の内部構造を断面図の体裁で模式的に表した説明図である。
なお、実際のガスセンサ1においては、図1に示すように、センサユニット3における導入部3Dおよび排出部3Eの形成位置は、センサユニット3のうち幅方向における同一位置ではない。このため、本来であれば、導入部3Dおよび排出部3Eは、図2には同時には現れない。しかし、図2では、被測定ガスGの流れを表すために、便宜上、導入部3Dおよび排出部3Eを表している。

0025

[1−2.触媒ユニット]
図1および図2に示すように、触媒ユニット2は、被測定ガスGが含む成分を化学変化させる触媒部2Aと、触媒部2Aを格納する第1ケーシング2Bと、を有する。

0026

触媒部2Aによる化学変化には、ある成分を他の成分に変換することや、ある成分を燃焼させることが含まれる。具体的には、触媒部2Aは、ガスセンサ1が濃度を測定する成分をセンサユニット3(詳細には、後述するセンサ素子3A)で検知可能な成分に変換する。また、触媒部2Aは、ガスセンサ1が濃度を測定しない成分を燃焼する。例えば、喘息診断の場合では、触媒部2Aは、測定対象であるNOをNO2に変換すると共に、CO、H2、VOC等の被測定ガスG(呼気)中に含まれる微量の雑ガス成分を燃焼させる。

0027

触媒部2Aは、被測定ガスGが含む成分を化学変化させるための触媒13aと、触媒13aを担持する基体部13bと、を有する。基体部13bの内部には、被測定ガスGの流路13cが形成されている。触媒13aは、基体部13bのうち少なくともガスの流路13cの内面に配置されている。

0028

触媒部2Aの基体部13bは、例えばアルミナ等のセラミックを主成分とする。触媒部2Aの触媒13aは、用途や温度に応じて適宜選択される。触媒13aとしては、例えば白金ロジウム、金等の貴金属、それら貴金属の粒子を例えばγアルミナやゼオライトに担持させた担持体、又は、例えば酸化マンガン酸化コバルト酸化錫等の金属酸化物が使用される。

0029

第1ケーシング2Bは、センサユニット3と対向する面に、開口した開口面2Fを備えている。開口面2Fは、配線基板6によって塞がれている。触媒部2Aは、第1ケーシング2Bと配線基板6とによって画定される内部空間C1に配置されている。具体的には、触媒部2Aは、配線基板6と、第1ケーシング2Bの内面のうち配線基板6と対向する面と、の間に固定されている。

0030

第1ケーシング2Bは、フランジ2Cを有する。フランジ2Cは、シール材7を介して配線基板6と対向するように構成されている。また、第1ケーシング2Bには、導入部2Dおよび排出部2Eが設けられている。導入部2Dおよび排出部2Eは、それぞれ、筒状に形成されるとともに、第1ケーシング2Bの内部空間C1と外部とをそれぞれ連通するように構成されている。排出部2Eには、後述する流通路4が接続されている。第1ケーシング2Bは、例えば、アルミニウムステンレス(SUS)等の金属で形成される。

0031

導入部2Dから第1ケーシング2Bの内部空間C1に導入された被測定ガスGは、触媒部2Aの触媒13aに接触した後、排出部2Eから第1ケーシング2Bの外(具体的には流通路4)に排出される。触媒ユニット2を通過した被測定ガスGは、流通路4を介して第2ケーシング3Bに移動する。

0032

[1−3.センサユニット]
センサユニット3は、センサ素子3Aと、第2ケーシング3Bと、を有する。センサ素子3Aは、触媒ユニット2を通過した被測定ガスG中の特定成分を検知するように構成されている。第2ケーシング3Bは、センサ素子3Aを格納するように構成されている。

0033

センサ素子3Aは、被測定ガスGに晒される四角形の検知面33を有する。センサ素子3Aは、混成電位式検知体(図示省略)を有する。検知体は、セラミックを用いて構成されたベース基板に搭載されている。センサ素子3Aは、さらに測温用抵抗体を有してもよい。混成電位式の検知体は、公知であるため詳述はしないが、例えば、ジルコニアからなる固体電解質体と、それぞれ異なる材料からなる電極とを有し、これら電極間電位差をセンサ信号として出力する構成を有する。なお、センサ素子3Aの検知体としては、これに限定されず、検知対象のガス成分の存在により自身の抵抗が変化する金属酸化物半導体からなる検知体や、容量変化型の検知体を使用してもよい。検知体及び測温用抵抗体は、配線基板6に形成された配線電気的に接続され、外部から電力が供給される。

0034

第2ケーシング3Bは、触媒ユニット2と対向する面が開口しており、この開口面が配線基板6によって塞がれている。センサ素子3Aは、第2ケーシング3Bと配線基板6とによって画定される内部空間C2に配置されている。具体的には、センサ素子3Aは、図示しないガラス無機系接着剤などを用いて配線基板6の凹部6Cに固定されている。

0035

第2ケーシング3Bは、フランジ3Cを有する。フランジ3Cは、シール材7を介して配線基板6と対向するように構成されている。また、第2ケーシング3Bには、導入部3Dおよび排出部3Eが設けられている。導入部3Dおよび排出部3Eは、それぞれ、筒状に形成されるとともに、第2ケーシング3Bの内部空間C2と外部とをそれぞれ連通するように構成されている。

0036

導入部3Dは、第2ケーシング3Bの内部空間C2に被測定ガスGを導入する。また、導入部3Dには、流通路4が接続されている。排出部3Eは、第2ケーシング3Bの内部空間C2に存在する被測定ガスGを外部に排出する。第2ケーシング3Bは、例えば、アルミニウム、ステンレス(SUS)等の金属で形成される。

0037

[1−4.流通路]
流通路4は、第1ケーシング2Bを通過した被測定ガスGを、第2ケーシング3Bに供給する。流通路4は、第1ケーシング2Bの排出部2Eと、第2ケーシング3Bの導入部3Dとを連結する配管である。

0038

[1−5.ヒータ]
ヒータ5は、触媒ユニット2とセンサユニット3とを同時に加熱する。本実施形態では、ヒータ5は、センサ素子3Aの内部に配置されている。ヒータ5をセンサ素子3Aの内部に配置することで、触媒ユニット2よりも高温かつ高精度で温度制御を行う必要のあるセンサ素子3Aの温度制御が可能となる。なお、測温用抵抗体からの出力を用いてヒータ5の通電制御を行うことで、センサ素子3Aの温度制御を精度の高いものにすることも可能である。

0039

本実施形態では、1つのヒータ5で触媒ユニット2とセンサユニット3とを同時に加熱できるため、ガスセンサ1の消費電力を低減できる。また、ガスセンサ1の構造を簡素化することができる。

0040

ヒータ5は、例えば白金等の金属配線(つまり負荷抵抗)によって構成される。ヒータ5は、配線基板6に形成された配線に電気的に接続され、外部から電力が供給されることで発熱する。

0041

[1−6.配線基板およびシール材]
配線基板6は、図1に示すように、本体部6Aと狭幅部6Bとを備える。
本体部6Aは、その外周の形状がフランジ2Cの外周の形状およびシール材7の外周の形状と略一致するように矩形板状に形成されている。本体部6Aのうちセンサユニット3に対向する面には、センサ素子3Aを設置するための凹部6Cが形成されている。

0042

狭幅部6Bは、本体部6Aを構成する4つの辺のうちの1つの辺から外側へ向かって延びており、長尺状の矩形板状に形成されている。狭幅部6Bの表面および裏面には、センサ素子3Aに電気的に接続される配線や、ヒータ5に電気的に接続される配線が形成されている。

0043

配線基板6の本体部6Aは、第1ケーシング2Bと第2ケーシング3Bとに挟持され、触媒部2Aが配置される内部空間C1と、センサ素子3Aが配置される内部空間C2とを仕切るように配置されている。具体的には、配線基板6の本体部6Aは、第1ケーシング2Bのフランジ2Cと、第2ケーシング3Bのフランジ3Cとの間に配置されている。また、配線基板6と2つのフランジ2C,3Cとの間には、それぞれリング状のシール材7が配置され、気密が確保されている。

0044

つまり、配線基板6は、2つのシール材7を介して、第1ケーシング2Bのフランジ2Cと、第2ケーシング3Bのフランジ3Cとによって厚み方向に挟持されている。第1ケーシング2Bのフランジ2Cと、第2ケーシング3Bのフランジ3Cとは、例えば、厚み方向の締結によって固定されている。シール材7としては、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂を主成分とする材質が使用される。

0045

配線基板6の狭幅部6Bは、フランジ2C,3Cの外側まで延伸している。配線基板6は、その表面又は内部に配置された配線を有する。この配線は、センサ素子3Aおよびヒータ5と外部回路とを接続するためのものであり、電極パッドを有する。電極パッドには、センサ素子3Aおよびヒータ5が、抵抗溶接ボンディング等によって電気的に接続されている。

0046

配線基板6の材質は特に限定されないが、配線基板6は例えばセラミックを主成分とする。ここで、「主成分」とは、80質量%以上含有される成分を意味する。また、配線基板6に用いるセラミックは、例えば、絶縁性セラミック(例えば、アルミナ)でもよい。

0047

配線基板6は、触媒部2Aおよびセンサ素子3Aが配置された凹部6Cの厚みが他の部分の厚みよりも小さい。換言すれば、触媒部2Aおよびセンサ素子3Aは、配線基板6において他の部分よりも薄肉化された凹部6Cに固定されている。

0048

[1−7.センサユニットにおける導入部および排出部の形成位置]
ガスセンサ1のセンサユニット3における導入部3Dおよび排出部3Eの形成位置について説明する。

0049

センサ素子3Aの検知面33に垂直な方向から内部空間C2を見た場合における、センサ素子3A、導入部3D、排出部3Eのそれぞれの位置関係を、図3Aに示す。なお、図3Aでは、検知面33の中心を原点P1とし、検知面33の四角形の一辺に対してX軸が平行となるX−Y座標平面(仮想座標平面)を表している。

0050

この仮想座標平面は、X軸およびY軸によって区切られた4個の領域(第1象限Q1,第2象限Q2,第3象限Q3,第4象限Q4)を備えている。仮想座標平面における4個の象限Q1,Q2,Q3,Q4のうち、導入部3Dの存在領域を第1象限Q1とした場合に、排出部3Eは第3象限Q3に含まれる位置に形成されている。なお、詳細には、導入部3Dの中心点Pinが第1象限Q1に存在し、排出部3Eの中心点Poutが第3象限Q3に存在している。また、仮想座標平面において、導入部3D(詳細には、中心点Pin)と排出部3E(詳細には、中心点Pout)との中点Pmidは、検知面33に含まれる位置となる。

0051

導入部3Dおよび排出部3Eの形成位置がこのように規定されるガスセンサ1においては、導入部3Dと排出部3Eとを結ぶ線をガス移動最短経路L1とした場合、ガス移動最短経路L1と検知面33との重複部分が必ず存在する。このため、ガスセンサ1では、内部空間C2に導入された被測定ガスGが導入部3Dから排出部3Eにかけて移動する際に、被測定ガスGと検知面33とを確実に接触させることができる。

0052

ここで、図3Bに示すように、仮想座標平面において、検知面33の四角形の四辺を延長した4本の仮想線を仮想延長線L2とする。仮想座標平面における内部空間C2のうち、4本の仮想延長線L2により分割された9個の領域は、検知面33が中央に配置される9個の領域である。検知面33が中央に配置される9個の領域のうち、検知面33の四角形の四辺には接することなく四角形の角にのみ接する4つの領域をそれぞれ外側領域D1とする。

0053

ガスセンサ1において、導入部3Dおよび排出部3Eは、仮想座標平面において外側領域D1に含まれている。このガスセンサ1によれば、導入部3Dと排出部3Eとの距離をより長く確保することができ、被測定ガスGと検知面33との接触面積をより大きく確保できる。これにより、検知面33に供給される被測定ガスGが多くなり、ガス検知精度の低下を抑制できる。

0054

[1−8.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)ガスセンサ1においては、仮想座標平面において、導入部3Dと排出部3Eとを結ぶガス移動最短経路L1は、検知面33との重複部分が必ず存在する。このため、ガスセンサ1では、内部空間C2に導入された被測定ガスGが導入部3Dから排出部3Eにかけて移動する際に、被測定ガスGと検知面33とを確実に接触させることができる。

0055

また、ガスセンサ1は、仮想座標平面において、導入部3Dが第1象限Q1に存在するとともに排出部3Eが第3象限Q3に存在する構成である。このため、ガスセンサ1は、導入部3Dおよび排出部3Eが同一象限に存在する構成や、導入部3Dが存在する象限と排出部3Eが存在する象限が隣接する構成に比べて、被測定ガスGと検知面33との接触面積を大きく確保できる。

0056

よって、ガスセンサ1は、検知面33に対して被測定ガスGを十分に供給することができ、ガス検知精度の低下を抑制できる。
(1b)ガスセンサ1は、導入部3Dおよび排出部3Eがそれぞれ仮想座標平面において外側領域D1に含まれる構成であるため、導入部3Dと排出部3Eとの距離をより長く確保することができ、被測定ガスGと検知面33との接触面積をより大きく確保できる。これにより、検知面33に供給される被測定ガスGが多くなり、ガス検知精度の低下を抑制できる。

0057

[1−9.文言対応関係
ここで、文言の対応関係について説明する。
ガスセンサ1がガスセンサの一例に相当し、センサ素子3Aがセンサ素子の一例に相当し、第2ケーシング3B,配線基板6,第2ケーシング3Bと配線基板6との間に配置されるシール材7がケーシングの一例に相当し、内部空間C2が内部空間の一例に相当し、検知面33が検知面の一例に相当する。導入部3Dがガス入口部の一例に相当し、排出部3Eがガス出口部の一例に相当し、仮想延長線L2が仮想延長線の一例に相当し、外側領域D1が外側領域の一例に相当する。

0058

[2.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。

0059

(2a)上記実施形態のガスセンサ1において、導入部3Dおよび排出部3Eの形成位置を上記実施形態とは異なる位置に変更してもよい。
例えば、図4Aに示すように、導入部3Dが外側領域D1に配置され、排出部3Eが外側領域D1ではない領域に配置される構成であってもよい。また、図4B、図4Cに示すように、導入部3Dおよび排出部3Eがいずれも外側領域D1ではない領域に配置される構成であってもよい。なお、図4A,図4B,図4Cはいずれも、導入部3D(中心点Pin)と排出部3E(中心点Pout)との中点Pmidが検知面33に含まれるように、導入部3Dおよび排出部3Eが配置されている。また、導入部3Dおよび排出部3Eは、検知面33とは異なる領域に配置されている。

0060

また、図5Aに示すように、導入部3Dおよび排出部3Eが検知面33と同じ領域に配置される構成であってもよい。さらに、図5Bに示すように、導入部3Dが外側領域D1に配置され、排出部3Eが検知面33と同じ領域に配置される構成であってもよい。図5Cに示すように、導入部3Dが検知面33と同じ領域に配置され、排出部3Eが外側領域D1に配置される構成であってもよい。

0061

ガスセンサは、図4A、図5B、図5Cのように、仮想座標平面において、導入部3D(ガス入口部)および排出部3E(ガス出口部)のうち少なくとも一方が、検知面33ではない領域に含まれる構成であってもよい。このガスセンサによれば、導入部3Dと排出部3Eとの距離を一定値以上に確保することができ、被測定ガスGと検知面33との接触面積が小さくなるのを抑制できる。これにより、検知面33に供給される被測定ガスGが少なくなるのを抑制でき、ガス検知精度の低下を抑制できる。

0062

(2b)上記実施形態のガスセンサ1において、内部空間C2における導入部3D(ガス入口部)および排出部3E(ガス出口部)の形成位置は、第2ケーシング3Bにおいて内部空間C2を構成する複数の内面のうち、上側内面)とは異なる内面に変更してもよい。なお、上側内面は、内部空間C2を構成する複数の内面のうち、センサ素子3Aが設けられる内面(センサ配置内面)に対向する内面である。

0063

例えば、図6A、図6Bに示すように、導入部3Dを、上側内面S1に形成する一方、排出部3Eを、内部空間C2を構成する複数の内面のうち側壁内面S3に形成する構成のガスセンサ1であってもよい。側壁内面S3は、内部空間C2を構成する複数の内面のうち、上側内面S1とセンサ配置内面S2(センサ素子3Aが設けられる内面)とを繋ぐ4つの内面である。図6Bに示すように、仮想座標平面において、導入部3Dは、第1象限Q1における上側内面S1に形成され、排出部3Eは、4つの側壁内面S3のうち第3象限Q3における側壁内面S3に形成される。これにより、仮想座標平面において、導入部3D(詳細には、中心点Pin)と排出部3E(詳細には、中心点Pout)との中点Pmidは、検知面33に含まれる位置となる。

0064

(2c)上記実施形態のガスセンサ1において、第1ケーシング2Bと第2ケーシング3Bとを配管としての流通路4で接続する構成に代えて、配線基板6に設けた貫通孔を介して第1ケーシング2Bと第2ケーシング3Bとを接続してもよい。

0065

具体的には、図7に示すように、配線基板6に設けた貫通孔にあたる導入部6D(ガス入口部)を、内部空間C2を構成する複数の内面のうちセンサ配置内面S2に形成する一方、第2ケーシング3Bに設けた排出部3E(ガス出口部)を、内部空間C2を構成する複数の内面のうち上側内面S1に形成する構成のガスセンサ1であってもよい。このガスセンサ1によれば、内部空間C2において、導入部6Dおよび排出部3Eがそれぞれ異なる内面に形成されるとともに、導入部6Dがセンサ配置内面S2に形成されるため、被測定ガスGは、確実にセンサ素子3A(検知面33)の近傍を移動することになる。これにより、このガスセンサ1は、検知面33に対して確実に被測定ガスGを供給することができ、ガス検知精度の低下を抑制できる。図7において、第2ケーシング3B,導入部6Dが設けられた配線基板6、および、排出部3Eが設けられた第2ケーシング3Bが、ケーシングの一例に相当する。

0066

なお、導入部(ガス入口部)が、内部空間を構成する複数の内面のうちセンサ配置内面とは異なる内面(上側内面S1,側壁内面S3)に形成され、排出部(ガス出口部)が、内部空間C2を構成する複数の内面のうちセンサ配置内面S2に形成される構成であってもよい。

0067

(2d)また、ガスセンサ1は、第1ケーシング2Bが触媒部2Aを格納する閉空間としての内部空間C1を備え、第2ケーシング3Bがセンサ素子3Aを格納する閉空間としての内部空間C2を備える場合には、必ずしも配線基板6およびシール材7を備えなくてもよい。このような構成の第1ケーシング2Bと第2ケーシング3Bとは、離間して配置されてもよいし、配線基板6を介さずに接合されていてもよい。

0068

(2e)上記実施形態のガスセンサ1において、ヒータ5は、センサ素子3Aと配線基板6との間、触媒部2Aの内部、又は触媒部2Aと配線基板6との間に配置されてもよい。また、ガスセンサ1は、触媒部2Aを加熱する第1ヒータと、センサ素子3Aを加熱する第2ヒータとを備えてもよい。

0069

(2f)上記実施形態のガスセンサ1において、第1ケーシング2Bおよび第2ケーシング3Bは、それぞれ配管によって構成されてもよい。つまり、触媒部2Aおよびセンサ素子3Aは、それぞれ配管の内部に配置されてもよい。

0070

(2g)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。

0071

1…ガスセンサ、2…触媒ユニット、2A…触媒部、2B…第1ケーシング、2D…導入部、2E…排出部、2F…開口面、3…センサユニット、3A…センサ素子、3B…第2ケーシング、3D…導入部、3E…排出部、4…流通路、5…ヒータ、6…配線基板、6D…導入部、13a…触媒、13b…基体部、13c…流路、33…検知面、C1…内部空間、C2…内部空間、D1…外側領域、G…被測定ガス、L1…ガス移動最短経路、L2…仮想延長線、S1…上側内面、S2…センサ配置内面、S3…側壁内面。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ