ガスセンサ
【課題】素子に対する加温性能を損なうことなく、耐振動性を向上することができるガスセンサを提供する。
【解決手段】開口部２４を有するハウジング２０内に、検出素子３１と補償素子３２とが、それぞれステー３３ａ，３３ａに接続されて支持されている。検出素子３１の周囲には、コイルヒータ３５が配設されて、その両端部３５ａ，３５ａが検出素子３１と同じステー３３ａに接続されて支持されている。また、補償素子３２についても同様に、コイルヒータ３６が設けられ、その両端部３６ａ，３６ａが補償素子３２と同じステー３３ａに接続されて支持されている。また、コイルヒータ３５は、検出素子３１の触媒３１ｂに接触するようにして巻回され、コイルヒータ３６は、補償素子３２の担体３２ｂに接触するようにして巻回されている。
【解決手段】開口部２４を有するハウジング２０内に、検出素子３１と補償素子３２とが、それぞれステー３３ａ，３３ａに接続されて支持されている。検出素子３１の周囲には、コイルヒータ３５が配設されて、その両端部３５ａ，３５ａが検出素子３１と同じステー３３ａに接続されて支持されている。また、補償素子３２についても同様に、コイルヒータ３６が設けられ、その両端部３６ａ，３６ａが補償素子３２と同じステー３３ａに接続されて支持されている。また、コイルヒータ３５は、検出素子３１の触媒３１ｂに接触するようにして巻回され、コイルヒータ３６は、補償素子３２の担体３２ｂに接触するようにして巻回されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触燃焼式のガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムでは、燃料電池から未反応の水素が排出されるので、燃料電池から排出されたオフガスの流路に水素センサを設けて、オフガス中の水素濃度を監視することが一般に行われている。また、接触燃焼式の水素センサでは、検出素子の触媒を活性温度まで迅速に上昇させる手段として、検出素子と補償素子を囲むようにコイル状のヒータを設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６０−１１４７５７号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、水素センサの検出素子が細い電線により構成されているため、燃料電池自動車などに搭載した場合には、走行時の振動などによって、検出素子（センサ）が損傷するというおそれがあった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、素子に対する加温性能を損なうことなく、耐振動性を向上することができるガス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】
【０００５】
本発明は、検出対象ガスに活性である検出素子と、検出対象ガスに不活性である補償素子とが直列に接続された両端と、２つの抵抗素子が直列に接続された両端と、をそれぞれ接続し、両接続点を入力端子とすると共に、前記検出素子と前記補償素子との間、一方の前記抵抗素子と他方の前記抵抗素子との間の両中間点を出力端子とするガスセンサにおいて、前記検出素子の外側に接して前記検出素子を囲む第１の熱線ヒータと、前記補償素子の外側に接して前記補償素子を囲む、前記第１の熱線ヒータと抵抗値が同一に設定される第２の熱線ヒータと、を備え、前記検出素子および前記第１の熱線ヒータと、前記補償素子および前記第２の熱線ヒータとは、それぞれ支持部材に支持されていることを特徴とする。
【０００６】
これによれば、検出素子は第１の熱線ヒータに接触して支持され、検出素子の両端から延びる配線と、第１の熱線ヒータの両端から延びる配線とが支持部材で支持されているので、従来よりも耐振動性を向上することができ、検出素子が断線するなどの不具合を防止することが可能になる。なお、補償素子についても、同様にして支持されるので、耐振動性を向上できる。しかも、検出素子や補償素子の周囲を囲むように第１の熱線ヒータや第２の熱線ヒータが設けられているので、加温性能が損なわれることもない。
【０００７】
また、前記検出素子と前記第１の熱線ヒータ、および、前記補償素子と前記第２の熱線ヒータは、それぞれ同一の支持部材で支持されていてもよい。
【０００８】
これによれば、検出素子（補償素子）を支持する支持部材と、第１の熱線ヒータ（第２の熱線ヒータ）を支持する支持部材と、を共有することで、部品点数を削減することができ、重量が増大するのを防止できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、素子に対する加温性能を損なうことなく、耐振動性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本実施形態のガスセンサが搭載される燃料電池システムの一例を示す全体構成図、図２は本実施形態のガスセンサの外観を示す平面図、図３は本実施形態のガスセンサの内部構造を示す斜視図、図４は本実施形態のガスセンサの要部を示す拡大側面図、図５は本実施形態のガスセンサの回路構成図である。なお、本実施形態では、燃料電池自動車に搭載した場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、船舶や航空機などに搭載された燃料電池システムに適用してもよく、家庭用や業務用の定置式の燃料電池システムに適用してもよい。ちなみに、定置式の場合であっても、組み立て工程における振動、エアコンプレッサの共鳴による振動などにおいて耐振動性が要求されるからである。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の水素センサ（ガスセンサ）１は、例えば、燃料電池自動車（車両）に搭載される燃料電池システムＳに適用される。この燃料電池システムＳは、燃料電池２と、燃料極（アノード）側の入口側配管３および出口側配管５と、酸素極（カソード）側の入口側配管４および出口側配管６と、システムを制御するＥＣＵ２０と、出口側配管６に設けられた水素（検出対象ガス）を検出する水素センサ１（ガスセンサ）と、を主に備えている。
【００１２】
燃料電池２は、例えば陽イオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜を燃料極と酸素極で挟持した膜電極接合体を、更に一対のセパレータで挟持してなる単セル（図示しない）を多数組積層して構成されたスタックからなる。
【００１３】
燃料電池２には、例えば高圧の水素タンク等を備える水素供給装置（図示しない）から燃料極側の入口側配管３を介して燃料として水素が燃料極に供給されるとともに、コンプレッサ１１により酸素極側の入口側配管４を介して酸化剤として空気が酸素極に供給される。燃料極の触媒電極上では、触媒反応により水素がイオン化され、生成された水素イオンが適度に加湿された固体高分子電解質膜を拡散・通過して酸素極まで移動する。そして、この水素イオンが移動する間に、電子が走行モータを含む外部回路に取り出され、直流の電気エネルギ（電力）として利用される。また、酸素極には酸素を含む空気が供給されているために、この酸素極において、水素イオン、電子および酸素が、酸素極の触媒の作用により電気化学的に反応して水が生成される。なお、コンプレッサ１１は、ＥＣＵ２０により発電要求に対応して適宜に制御される。
そして、燃料極側の出口側配管５および酸素極側の出口側配管６から未反応の反応ガス（例えば、水素や空気等）を含むいわゆるオフガスが排出される。
【００１４】
ここで、未反応の水素を含む水素オフガス（アノードオフガス）は、燃料電池２の燃料極側の出口側配管５から水素循環配管１２に排出され、エゼクタ１３を介して燃料極側の入口側配管３に戻され、再び燃料電池２の燃料極に供給されるようになっている。一方、反応済みの空気中に水分を多量に含んだ空気オフガス（カソードオフガス）は、希釈器１６および出口側配管６を介して大気中へ排出される。
【００１５】
さらに、燃料電池２の燃料極側の出口側配管５にはパージ弁１４を介して水素排出配管１５が接続され、この水素排出配管１５には希釈器１６が接続されている。そして、水素オフガスは、パージ弁１４を介して水素排出配管１５に排出可能とされ、さらに、水素排出配管１５を通って希釈器１６に導入可能とされている。希釈器１６は、水素排出配管１５から取り込んだ水素オフガスを、酸素極側の出口側配管６から排出された空気オフガスによって適宜の倍率で希釈し、希釈ガスとして排出することができるように構成されている。なお、パージ弁１４は、ＥＣＵ２０によって開閉制御されている。
【００１６】
そして、この希釈器１６の下流側の出口側配管６には、水素を検出するガス接触燃焼式の水素センサ１が配置されており、これによりオフガス（空気オフガス、希釈ガス）中の水素濃度が監視されるようになっている。水素センサ１は、オフガスの流通方向が水平方向となるように配置された出口側配管６の鉛直方向上部に配置されている。また、水素センサ１は、燃料電池システムＳの運転を制御するＥＣＵ２０（Electronic Control Unit、電子制御装置）の制御部２１と１本の出力系統（いわゆる１ピン）で電気的に接続している。
【００１７】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成され、制御部２１と、記憶部２２とを主に備えている。制御部２１は、コンプレッサ１１およびパージ弁１４と電気的に接続しており、これらを適宜に制御するようになっている。
【００１８】
また、制御部２１は前記のとおり１本の出力系統を介して水素センサ１と電気的に接続している。そして、制御部２１は、水素センサ１から送られる水素濃度に対応した正常出力と、記憶部２２に記憶された水素濃度マップとに基づいて水素濃度を算出し、算出した水素濃度を水素濃度表示モニタ（図示しない）に出力するようになっている。なお、水素濃度マップとは、水素センサ１から送られる正常出力と、水素濃度とが関連付けられたデータである。
【００１９】
さらに、制御部２１は、水素センサ１から送られる異常出力と、記憶部２２に記憶された異常出力マップとに基づいて、水素センサ１がどのような異常状態にあるかを判定するようになっている。そして、制御部２１は、水素センサ１が異常であると判断した場合、警報装置２３（例えば警告灯）を作動させるようになっている。なお、異常出力マップとは、水素センサ１から送られる異常出力と、水素センサ１の異常状態とが関連付けられたデータである。
【００２０】
次に、水素センサ１の構成について、図２から図４を参照して説明する。
図２に示すように、水素センサ１は、直方体形状のケース３０を備え、ケース３０内に樹脂で封止された制御基板（図示しない）が収容されている。ケース３０は、例えばポリフェニレンサルファイド製であって、その長手方向両端部にフランジ部３１を備えている。フランジ部３１にはカラー３２が取り付けられており、このカラー３２内にボルト３３が挿入されることで、フランジ部３１は、酸素極側の出口側配管６に設けられた取付座（図示しない）に締結されて固定されるようになっている。
【００２１】
図３に示すように、ケース３０の厚さ方向における下面にはハウジング２０が形成されている。このハウジング２０は、略有底円筒状に形成され、出口側配管６に嵌合している（図１参照）。なお、ハウジング２０と出口側配管６との間には、Ｏリング（図示しない）を介して気密性が高められて、オフガスが漏れないようになっている。
【００２２】
また、ハウジング２０は、合成樹脂などにより、筒状の周壁部２２と環状の底壁部２３とが一体に形成され、下端に周壁部２２で囲まれる中央に円形の貫通孔を有している。この貫通孔がオフガスの出入口となる開口部２４となっている。また、ハウジング２０内は、オフガスが取り込まれるガス検出室２５となっており、このガス検出室２５内に検出素子３１および補償素子３２が設けられている。なお、検出素子３１と補償素子３２の詳細については後記する。
【００２３】
なお、図示していないが、ハウジング２０の開口部２４には、例えば、防爆フィルタと撥水フィルタの積層体が設けられている。防爆フィルタは上側（ガス検出室２５側）、撥水フィルタは下側に設けられている。防爆フィルタは、防爆性を確保するためのフィルタであり、液体状の水を通すことが可能な程度の金属製のメッシュや多孔質体などから構成されている。撥水フィルタは、ガス（水素）を透過しつつ、ガスに含まれる液体を透過しないフィルタであり、例えば、テトラフルオロエチレン膜から構成される。これにより、気体状のオフガスをガス検出室２５に取り込みつつ、オフガス中に含まれる液体の水分が撥水フィルタではじかれ、ガス検出室２５内に侵入しないようになっている。
【００２４】
前記検出素子３１は、金属などで形成された導電性のステー３３ａ，３３ａを介して、ガス検出室２５の天井部を構成するベース３４に固定されている。また、補償素子３２も同様に、ステー３３ａ，３３ａを介して、検出素子３１と所定の間隔を開けて、ベース３４に固定されている。なお、図示していないが、各ステー３３ａは、ベース３４を貫通して、前記したケース３０内に設けられた制御基板（図示せず）と接続されている。
【００２５】
図４に示す検出素子３１は、周知の素子であって、電気抵抗に対する温度係数が高い白金等を含む金属線のコイル３１ａが、触媒３１ｂを坦持したアルミナ等の坦体で被覆されて形成されている。触媒３１ｂは、水素（検出対象ガス）に対して活性な貴金属などからなり、コイル３１ａを覆うように楕円球状に形成されている。なお、触媒３１ｂは、コイル３１ａの軸方向（図示水平方向）が長径となる楕円球状である。一方、補償素子３２は、水素（検出対象ガス）に対して不活性とされ、例えば検出素子３１と同等のコイル３２ａの表面が、アルミナ等の坦体３２ｂで被覆されている。なお、触媒３１ｂの形状は、楕円球状に限定されるものではなく、球状などであってもよい。
【００２６】
また、検出素子３１は、検出対象ガスが触媒３１ｂに接触した際に生じる反応熱により高温になると、検出素子３１と補償素子３２との抵抗値に差が生じるので、この差から水素濃度を検出することができるようになっている。なお、雰囲気温度による電気抵抗値の変化は、補償素子３２を利用することにより相殺されるようになっている。
【００２７】
また、コイル３１ａ（３２ａ）の両端部３１ａ１，３１ａ１（３２ａ１，３２ａ１）は、それぞれステー３３ａ，３３ａに向けて水平方向に延びて形成され、金属製のステー（支持部材）３３ａ，３３ａに半田付けや溶接などによって電気的に接続されている。なお、検出素子３１と補償素子３２は、ベース３４（図３参照）から所定距離離間して、互いにベース３４に対して同じ高さに位置している。
【００２８】
また、検出素子３１（補償素子３２）の周囲には、この検出素子３１（補償素子３２）を取り囲むようにしてコイルヒータ３５（３６）が設けられている。このコイルヒータ３５（３６）は、例えば、金属製（ステンレスなど）の細いパイプに、発熱線（ニクロム線など）を挿入し、絶縁粉末（ＭｇＯ）を充填して構成したものである。また、コイルヒータ３５（３６）は、その巻き線の径がすべて同じになるように形成され、その一部において検出素子３１（補償素子３２）の触媒３１ｂ（担体３２ｂ）と接触するように構成されている。つまり、図４に示す実施形態では、楕円球状を呈する触媒３１ｂ（担体３２ｂ）の水平方向の中央部分Ｑにおいて、コイルヒータ３５（３６）と検出素子３１（補償素子３２）とが接触するようになっている。よって、お互いに接触することによって検出素子３１（補償素子３２）がコイルヒータ３５，３６によって支持されている。
【００２９】
また、コイルヒータ３５（３６）は、触媒３１ｂ（担体３２ｂ）の全体を覆うように巻回されている。また、コイルヒータ３５（３６）の両端部３５ａ（３６ａ）は、ステー３３ａ，３３ａに向けて水平方向に直線状に延びて形成され、ステー３３ａに内部の発熱線とともに半田付けや溶接などによって電気的に接続されている。なお、図４に示すように、検出素子３１（補償素子３２）のコイル３１ａ（３２ａ）の巻き線による軸方向と、コイルヒータ３５（３６）の巻き線による軸方向とが一致している。このように、互いの軸方向を一致させることにより、触媒３１ｂ（担体３２ｂ）に対する昇温特性を向上させることができる。
【００３０】
さらに、図５の回路図を参照して説明すると、検出素子３１（抵抗値Ｒ４）と補償素子３２（抵抗値Ｒ３）とが直列に接続されてなる枝辺の両端と、抵抗素子４１（抵抗値Ｒ１）と抵抗素子４２（抵抗値Ｒ２）とが直列に接続されてなる枝辺の両端とが接続されている。なお、抵抗素子４１，４２は、それぞれ図示しない制御基板に設けられている。そして、両接続点Ｐ１，Ｐ２は、入力端子として構成され、基準電圧発生回路５１を介して、水素センサ１の外部の電源５０（例えば、１２ボルトバッテリ）と接続されている。また、検出素子３１と補償素子３２との中間点Ｐ３と、抵抗素子４１と抵抗素子４２との中間点Ｐ４は、出力端子として構成され、これら中間点Ｐ３，Ｐ４間の電圧を検出する検出回路５２と接続されている。
【００３１】
また、コイルヒータ３５は、検出素子３１を迂回するように並列に接続され、コイルヒータ３６も同様に補償素子３２を迂回するように並列に接続されている。また、コイルヒータ３５，３６は、互いに同じ抵抗値Ｒ５となるように設定され、電源５０から電力が供給されるようになっている。
【００３２】
なお、コイルヒータ３５，３６を検出素子３１、補償素子３２と並列に接続せず、電源５０から分岐した電力線を介してコイルヒータ３５，３６に接続するようにしてもよい。この場合には、検出素子３１（補償素子３２）が接続されたステー３３ａ，３３ａとコイルヒータ３５（３６）とが導通しないようにコイルヒータ３５（３６）を構成する必要がある。
【００３３】
ここで、ガス検出室２５（図３参照）内に導入された検出対象ガス中に水素が存在しないときには、ブリッジ回路はバランスして、Ｒ１×（Ｒ４・Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５））＝Ｒ２×（Ｒ３・Ｒ５／（Ｒ３＋Ｒ５））の状態となり、検出回路５２の出力がゼロとなる。一方、水素が存在すると、検出素子３１の触媒３１ｂにおいて水素が燃焼することでコイル３１ａの温度が上昇し、抵抗値Ｒ４が増大する。これに対して補償素子３２においては水素が燃焼せず、抵抗値Ｒ３は変化しない。これにより、ブリッジ回路の平衡が破れ、検出回路５２に、水素濃度の増大変化に応じた電圧が印加される。このようにして出力された電圧が検出回路５２によって検出され、制御部２１に出力されるようになっている。
【００３４】
次に、本実施形態に係る水素センサ１の動作について説明する。まず、燃料電池自動車のイグニッションスイッチがＯＮにされると、水素センサ１に電源５０から電力が供給され、検出素子３１および補償素子３２が起動し、同時に検出素子３１がコイルヒータ３５によって、補償素子３２がコイルヒータ３６によって、それぞれ加熱される。なお、コイルヒータ３５，３６は、所定時間通電後に通電がオフにされる。所定時間は、検出素子３１の触媒が活性するまでの時間であり、予め実験等で決められる値である。
【００３５】
このように、検出素子３１の触媒３１ｂを、コイルヒータ３５によって直接に加熱できるので、外気温度などによって大きく左右されることなく、触媒３１ｂを活性化温度まで迅速に上昇させることができ、水素センサ１の起動速度を短縮することができる。起動速度とは、水素センサ１がオンされてから検出可能な状態（触媒３１ｂが活性化温度）になるまでの速さを意味している。ちなみに、検出素子３１の触媒３１ｂを楕円球状に形成することによって、より長いコイルヒータ３５で巻くことができ、触媒３１ｂに対する昇温性を上げることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、コイルヒータ３５（３６）が検出素子３１（補償素子３２）に対して一部（図４に示す領域Ｑ）において接して支持されているので、検出素子３１（補償素子３２）が端部３１ａ１，３１ａ１，３５ａ，３５ａ（３２ａ１，３２ａ１，３６ａ，３６ａ）によってステー３３ａ，３３ａに対して４点で支持されることになり、保持強度および剛性を高めることができる。よって、本実施形態の水素センサ１を燃料電池自動車などに搭載した場合、耐振動性を向上させることができ、検出素子３１（補償素子３２）が断線するなどの不具合を防止することが可能になる。
【００３７】
また、本実施形態では、コイルヒータ３５を用いたことにより、出口側配管６（オフガス配管）からハウジング２０内に取り込まれた水素が、コイルヒータ３５の巻き線（配線）と巻き線（配線）との隙間を通って触媒３１ｂに到達できるので、板状（壁状）のヒータと比較して、水素センサ１の検出性能が損なわれることがない。
【００３８】
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、図６ないし図８に示す実施形態としてもよい。図６は本実施形態の変形例に係るガスセンサの要部を示す側面図、図７は本実施形態の変形例に係る他のガスセンサの要部を示す側面図、図８は本実施形態の変形例に係るさらに他のガスセンサの要部を示す上面図である。
【００３９】
図６に示す変形例は、コイルヒータ３５Ａ（３６Ａ）を、触媒３１ｂ（担体３２ｂ）の曲面に沿って巻回するように構成したものである。すなわち、コイルヒータ３５Ａ（３６Ａ）が触媒３１ｂ（担体３２ｂ）の一部において接するのではなく、コイルヒータ３５Ａ（３６Ａ）の端部３１ａ１，３１ａ１（３２ａ１，３２ａ１）を除く全体で触媒３１ｂ（担体３２ｂ）に接しているので、保持強度および剛性をさらに高めることができ、しかも触媒３１ｂをさらに直接的に加熱することができ、触媒３１ｂを活性化温度までさらに迅速に上昇させることができる。よって、水素センサ１の起動速度をさらに向上できる。
【００４０】
また、図７に示す変形例は、検出素子３１（補償素子３２）に対して交差する方向にコイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）を配置するように構成したものである。すなわち、検出素子３１（補償素子３２）がＸ方向（水平方向）に支持されている場合、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）の軸方向がＺ方向（上下方向）となるように検出素子３１（補償素子３２）の周囲に巻回され、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）の一方の端部３５ａ（３６ａ）が、一方のステー３３ａの壁面に水平方向（Ｘ方向）に突設された固定部３３ｂ１に溶接などで電気的に接続され、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）のもう一方の端部３５ａ（３６ａ）が、もう一方のステー３３ａの壁面に水平方向に突設された固定部３３ｂ２に溶接などで電気的に接続されている。また、固定部３３ｂ１は、検出素子３１（補償素子３２）の上部まで延び、固定部３３ｂ２は、検出素子３１（補償素子３２）の下部まで延びている。
【００４１】
なお、図７では、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）の巻き線の径が軸方向に同じ径となるように形成され、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）の一部が検出素子３１（補償素子３２）と接するようにして支持されている。なお、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）は、楕円球状の触媒３１ｂ（担体３２ｂ）の曲面に沿って径を変えて形成されていてもよい。
【００４２】
このように、検出素子３１（補償素子３２）に対してコイルヒータ３５（３６）を交差するように配置することで、Ｚ方向（上下方向）に対する検出素子３１（補償素子３２）の耐振動性を向上できる。つまり、図７に示す実施形態によれば、検出素子３１（補償素子３２）をＸ方向とＺ方向との２方向に対する耐振動性を向上できるようになる。
【００４３】
また、図８に示す変形例は、検出素子３１（補償素子３２）に対してコイルヒータ３５Ｃ（３６Ｃ）が交差するように配置され、検出素子３１（補償素子３２）がステー３３ａ，３３ａで支持され、コイルヒータ３５Ｃ（３６Ｃ）が、前記ステー３３ａ，３３ａとは別のステー３７ａ，３７ａにより支持される構成となっている。これにより、水平面（Ｘ−Ｙ平面）方向に対する耐振動性を向上できる。
【００４４】
なお、前記した実施形態では、検出対象ガスが水素である場合を説明したが、検出対象ガスは水素に限定されるものではなく、例えば、一酸化炭素、硫化水素など他のガスであってもよい。
【００４５】
前記した実施形態では、水素センサ１が、燃料電池システムＳのオフガスが流通する出口側配管６に設けられた場合を例示したが、水素センサ１の設置位置はこれに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態のガスセンサが搭載される燃料電池システムの一例を示す全体構成図である。
【図２】本実施形態のガスセンサの外観を示す平面図である。
【図３】本実施形態のガスセンサの内部構造を示す斜視図である。
【図４】本実施形態のガスセンサの回路構成図である。
【図５】本実施形態のガスセンサの要部を示す側面図である。
【図６】本実施形態の変形例に係るガスセンサの要部を示す側面図である。
【図７】本実施形態の変形例に係る他のガスセンサの要部を示す側面図である。
【図８】本実施形態の変形例に係るさらに他のガスセンサの要部を示す上面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 水素センサ（ガスセンサ）
３１ 検出素子
３２ 補償素子
３３ａ，３７ａ ステー（支持部材）
４１，４２ 抵抗素子
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ コイルヒータ（第１の熱線ヒータ）
３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ コイルヒータ（第２の熱線ヒータ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触燃焼式のガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムでは、燃料電池から未反応の水素が排出されるので、燃料電池から排出されたオフガスの流路に水素センサを設けて、オフガス中の水素濃度を監視することが一般に行われている。また、接触燃焼式の水素センサでは、検出素子の触媒を活性温度まで迅速に上昇させる手段として、検出素子と補償素子を囲むようにコイル状のヒータを設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６０−１１４７５７号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、水素センサの検出素子が細い電線により構成されているため、燃料電池自動車などに搭載した場合には、走行時の振動などによって、検出素子（センサ）が損傷するというおそれがあった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、素子に対する加温性能を損なうことなく、耐振動性を向上することができるガス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】
【０００５】
本発明は、検出対象ガスに活性である検出素子と、検出対象ガスに不活性である補償素子とが直列に接続された両端と、２つの抵抗素子が直列に接続された両端と、をそれぞれ接続し、両接続点を入力端子とすると共に、前記検出素子と前記補償素子との間、一方の前記抵抗素子と他方の前記抵抗素子との間の両中間点を出力端子とするガスセンサにおいて、前記検出素子の外側に接して前記検出素子を囲む第１の熱線ヒータと、前記補償素子の外側に接して前記補償素子を囲む、前記第１の熱線ヒータと抵抗値が同一に設定される第２の熱線ヒータと、を備え、前記検出素子および前記第１の熱線ヒータと、前記補償素子および前記第２の熱線ヒータとは、それぞれ支持部材に支持されていることを特徴とする。
【０００６】
これによれば、検出素子は第１の熱線ヒータに接触して支持され、検出素子の両端から延びる配線と、第１の熱線ヒータの両端から延びる配線とが支持部材で支持されているので、従来よりも耐振動性を向上することができ、検出素子が断線するなどの不具合を防止することが可能になる。なお、補償素子についても、同様にして支持されるので、耐振動性を向上できる。しかも、検出素子や補償素子の周囲を囲むように第１の熱線ヒータや第２の熱線ヒータが設けられているので、加温性能が損なわれることもない。
【０００７】
また、前記検出素子と前記第１の熱線ヒータ、および、前記補償素子と前記第２の熱線ヒータは、それぞれ同一の支持部材で支持されていてもよい。
【０００８】
これによれば、検出素子（補償素子）を支持する支持部材と、第１の熱線ヒータ（第２の熱線ヒータ）を支持する支持部材と、を共有することで、部品点数を削減することができ、重量が増大するのを防止できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、素子に対する加温性能を損なうことなく、耐振動性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本実施形態のガスセンサが搭載される燃料電池システムの一例を示す全体構成図、図２は本実施形態のガスセンサの外観を示す平面図、図３は本実施形態のガスセンサの内部構造を示す斜視図、図４は本実施形態のガスセンサの要部を示す拡大側面図、図５は本実施形態のガスセンサの回路構成図である。なお、本実施形態では、燃料電池自動車に搭載した場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、船舶や航空機などに搭載された燃料電池システムに適用してもよく、家庭用や業務用の定置式の燃料電池システムに適用してもよい。ちなみに、定置式の場合であっても、組み立て工程における振動、エアコンプレッサの共鳴による振動などにおいて耐振動性が要求されるからである。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の水素センサ（ガスセンサ）１は、例えば、燃料電池自動車（車両）に搭載される燃料電池システムＳに適用される。この燃料電池システムＳは、燃料電池２と、燃料極（アノード）側の入口側配管３および出口側配管５と、酸素極（カソード）側の入口側配管４および出口側配管６と、システムを制御するＥＣＵ２０と、出口側配管６に設けられた水素（検出対象ガス）を検出する水素センサ１（ガスセンサ）と、を主に備えている。
【００１２】
燃料電池２は、例えば陽イオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜を燃料極と酸素極で挟持した膜電極接合体を、更に一対のセパレータで挟持してなる単セル（図示しない）を多数組積層して構成されたスタックからなる。
【００１３】
燃料電池２には、例えば高圧の水素タンク等を備える水素供給装置（図示しない）から燃料極側の入口側配管３を介して燃料として水素が燃料極に供給されるとともに、コンプレッサ１１により酸素極側の入口側配管４を介して酸化剤として空気が酸素極に供給される。燃料極の触媒電極上では、触媒反応により水素がイオン化され、生成された水素イオンが適度に加湿された固体高分子電解質膜を拡散・通過して酸素極まで移動する。そして、この水素イオンが移動する間に、電子が走行モータを含む外部回路に取り出され、直流の電気エネルギ（電力）として利用される。また、酸素極には酸素を含む空気が供給されているために、この酸素極において、水素イオン、電子および酸素が、酸素極の触媒の作用により電気化学的に反応して水が生成される。なお、コンプレッサ１１は、ＥＣＵ２０により発電要求に対応して適宜に制御される。
そして、燃料極側の出口側配管５および酸素極側の出口側配管６から未反応の反応ガス（例えば、水素や空気等）を含むいわゆるオフガスが排出される。
【００１４】
ここで、未反応の水素を含む水素オフガス（アノードオフガス）は、燃料電池２の燃料極側の出口側配管５から水素循環配管１２に排出され、エゼクタ１３を介して燃料極側の入口側配管３に戻され、再び燃料電池２の燃料極に供給されるようになっている。一方、反応済みの空気中に水分を多量に含んだ空気オフガス（カソードオフガス）は、希釈器１６および出口側配管６を介して大気中へ排出される。
【００１５】
さらに、燃料電池２の燃料極側の出口側配管５にはパージ弁１４を介して水素排出配管１５が接続され、この水素排出配管１５には希釈器１６が接続されている。そして、水素オフガスは、パージ弁１４を介して水素排出配管１５に排出可能とされ、さらに、水素排出配管１５を通って希釈器１６に導入可能とされている。希釈器１６は、水素排出配管１５から取り込んだ水素オフガスを、酸素極側の出口側配管６から排出された空気オフガスによって適宜の倍率で希釈し、希釈ガスとして排出することができるように構成されている。なお、パージ弁１４は、ＥＣＵ２０によって開閉制御されている。
【００１６】
そして、この希釈器１６の下流側の出口側配管６には、水素を検出するガス接触燃焼式の水素センサ１が配置されており、これによりオフガス（空気オフガス、希釈ガス）中の水素濃度が監視されるようになっている。水素センサ１は、オフガスの流通方向が水平方向となるように配置された出口側配管６の鉛直方向上部に配置されている。また、水素センサ１は、燃料電池システムＳの運転を制御するＥＣＵ２０（Electronic Control Unit、電子制御装置）の制御部２１と１本の出力系統（いわゆる１ピン）で電気的に接続している。
【００１７】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成され、制御部２１と、記憶部２２とを主に備えている。制御部２１は、コンプレッサ１１およびパージ弁１４と電気的に接続しており、これらを適宜に制御するようになっている。
【００１８】
また、制御部２１は前記のとおり１本の出力系統を介して水素センサ１と電気的に接続している。そして、制御部２１は、水素センサ１から送られる水素濃度に対応した正常出力と、記憶部２２に記憶された水素濃度マップとに基づいて水素濃度を算出し、算出した水素濃度を水素濃度表示モニタ（図示しない）に出力するようになっている。なお、水素濃度マップとは、水素センサ１から送られる正常出力と、水素濃度とが関連付けられたデータである。
【００１９】
さらに、制御部２１は、水素センサ１から送られる異常出力と、記憶部２２に記憶された異常出力マップとに基づいて、水素センサ１がどのような異常状態にあるかを判定するようになっている。そして、制御部２１は、水素センサ１が異常であると判断した場合、警報装置２３（例えば警告灯）を作動させるようになっている。なお、異常出力マップとは、水素センサ１から送られる異常出力と、水素センサ１の異常状態とが関連付けられたデータである。
【００２０】
次に、水素センサ１の構成について、図２から図４を参照して説明する。
図２に示すように、水素センサ１は、直方体形状のケース３０を備え、ケース３０内に樹脂で封止された制御基板（図示しない）が収容されている。ケース３０は、例えばポリフェニレンサルファイド製であって、その長手方向両端部にフランジ部３１を備えている。フランジ部３１にはカラー３２が取り付けられており、このカラー３２内にボルト３３が挿入されることで、フランジ部３１は、酸素極側の出口側配管６に設けられた取付座（図示しない）に締結されて固定されるようになっている。
【００２１】
図３に示すように、ケース３０の厚さ方向における下面にはハウジング２０が形成されている。このハウジング２０は、略有底円筒状に形成され、出口側配管６に嵌合している（図１参照）。なお、ハウジング２０と出口側配管６との間には、Ｏリング（図示しない）を介して気密性が高められて、オフガスが漏れないようになっている。
【００２２】
また、ハウジング２０は、合成樹脂などにより、筒状の周壁部２２と環状の底壁部２３とが一体に形成され、下端に周壁部２２で囲まれる中央に円形の貫通孔を有している。この貫通孔がオフガスの出入口となる開口部２４となっている。また、ハウジング２０内は、オフガスが取り込まれるガス検出室２５となっており、このガス検出室２５内に検出素子３１および補償素子３２が設けられている。なお、検出素子３１と補償素子３２の詳細については後記する。
【００２３】
なお、図示していないが、ハウジング２０の開口部２４には、例えば、防爆フィルタと撥水フィルタの積層体が設けられている。防爆フィルタは上側（ガス検出室２５側）、撥水フィルタは下側に設けられている。防爆フィルタは、防爆性を確保するためのフィルタであり、液体状の水を通すことが可能な程度の金属製のメッシュや多孔質体などから構成されている。撥水フィルタは、ガス（水素）を透過しつつ、ガスに含まれる液体を透過しないフィルタであり、例えば、テトラフルオロエチレン膜から構成される。これにより、気体状のオフガスをガス検出室２５に取り込みつつ、オフガス中に含まれる液体の水分が撥水フィルタではじかれ、ガス検出室２５内に侵入しないようになっている。
【００２４】
前記検出素子３１は、金属などで形成された導電性のステー３３ａ，３３ａを介して、ガス検出室２５の天井部を構成するベース３４に固定されている。また、補償素子３２も同様に、ステー３３ａ，３３ａを介して、検出素子３１と所定の間隔を開けて、ベース３４に固定されている。なお、図示していないが、各ステー３３ａは、ベース３４を貫通して、前記したケース３０内に設けられた制御基板（図示せず）と接続されている。
【００２５】
図４に示す検出素子３１は、周知の素子であって、電気抵抗に対する温度係数が高い白金等を含む金属線のコイル３１ａが、触媒３１ｂを坦持したアルミナ等の坦体で被覆されて形成されている。触媒３１ｂは、水素（検出対象ガス）に対して活性な貴金属などからなり、コイル３１ａを覆うように楕円球状に形成されている。なお、触媒３１ｂは、コイル３１ａの軸方向（図示水平方向）が長径となる楕円球状である。一方、補償素子３２は、水素（検出対象ガス）に対して不活性とされ、例えば検出素子３１と同等のコイル３２ａの表面が、アルミナ等の坦体３２ｂで被覆されている。なお、触媒３１ｂの形状は、楕円球状に限定されるものではなく、球状などであってもよい。
【００２６】
また、検出素子３１は、検出対象ガスが触媒３１ｂに接触した際に生じる反応熱により高温になると、検出素子３１と補償素子３２との抵抗値に差が生じるので、この差から水素濃度を検出することができるようになっている。なお、雰囲気温度による電気抵抗値の変化は、補償素子３２を利用することにより相殺されるようになっている。
【００２７】
また、コイル３１ａ（３２ａ）の両端部３１ａ１，３１ａ１（３２ａ１，３２ａ１）は、それぞれステー３３ａ，３３ａに向けて水平方向に延びて形成され、金属製のステー（支持部材）３３ａ，３３ａに半田付けや溶接などによって電気的に接続されている。なお、検出素子３１と補償素子３２は、ベース３４（図３参照）から所定距離離間して、互いにベース３４に対して同じ高さに位置している。
【００２８】
また、検出素子３１（補償素子３２）の周囲には、この検出素子３１（補償素子３２）を取り囲むようにしてコイルヒータ３５（３６）が設けられている。このコイルヒータ３５（３６）は、例えば、金属製（ステンレスなど）の細いパイプに、発熱線（ニクロム線など）を挿入し、絶縁粉末（ＭｇＯ）を充填して構成したものである。また、コイルヒータ３５（３６）は、その巻き線の径がすべて同じになるように形成され、その一部において検出素子３１（補償素子３２）の触媒３１ｂ（担体３２ｂ）と接触するように構成されている。つまり、図４に示す実施形態では、楕円球状を呈する触媒３１ｂ（担体３２ｂ）の水平方向の中央部分Ｑにおいて、コイルヒータ３５（３６）と検出素子３１（補償素子３２）とが接触するようになっている。よって、お互いに接触することによって検出素子３１（補償素子３２）がコイルヒータ３５，３６によって支持されている。
【００２９】
また、コイルヒータ３５（３６）は、触媒３１ｂ（担体３２ｂ）の全体を覆うように巻回されている。また、コイルヒータ３５（３６）の両端部３５ａ（３６ａ）は、ステー３３ａ，３３ａに向けて水平方向に直線状に延びて形成され、ステー３３ａに内部の発熱線とともに半田付けや溶接などによって電気的に接続されている。なお、図４に示すように、検出素子３１（補償素子３２）のコイル３１ａ（３２ａ）の巻き線による軸方向と、コイルヒータ３５（３６）の巻き線による軸方向とが一致している。このように、互いの軸方向を一致させることにより、触媒３１ｂ（担体３２ｂ）に対する昇温特性を向上させることができる。
【００３０】
さらに、図５の回路図を参照して説明すると、検出素子３１（抵抗値Ｒ４）と補償素子３２（抵抗値Ｒ３）とが直列に接続されてなる枝辺の両端と、抵抗素子４１（抵抗値Ｒ１）と抵抗素子４２（抵抗値Ｒ２）とが直列に接続されてなる枝辺の両端とが接続されている。なお、抵抗素子４１，４２は、それぞれ図示しない制御基板に設けられている。そして、両接続点Ｐ１，Ｐ２は、入力端子として構成され、基準電圧発生回路５１を介して、水素センサ１の外部の電源５０（例えば、１２ボルトバッテリ）と接続されている。また、検出素子３１と補償素子３２との中間点Ｐ３と、抵抗素子４１と抵抗素子４２との中間点Ｐ４は、出力端子として構成され、これら中間点Ｐ３，Ｐ４間の電圧を検出する検出回路５２と接続されている。
【００３１】
また、コイルヒータ３５は、検出素子３１を迂回するように並列に接続され、コイルヒータ３６も同様に補償素子３２を迂回するように並列に接続されている。また、コイルヒータ３５，３６は、互いに同じ抵抗値Ｒ５となるように設定され、電源５０から電力が供給されるようになっている。
【００３２】
なお、コイルヒータ３５，３６を検出素子３１、補償素子３２と並列に接続せず、電源５０から分岐した電力線を介してコイルヒータ３５，３６に接続するようにしてもよい。この場合には、検出素子３１（補償素子３２）が接続されたステー３３ａ，３３ａとコイルヒータ３５（３６）とが導通しないようにコイルヒータ３５（３６）を構成する必要がある。
【００３３】
ここで、ガス検出室２５（図３参照）内に導入された検出対象ガス中に水素が存在しないときには、ブリッジ回路はバランスして、Ｒ１×（Ｒ４・Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５））＝Ｒ２×（Ｒ３・Ｒ５／（Ｒ３＋Ｒ５））の状態となり、検出回路５２の出力がゼロとなる。一方、水素が存在すると、検出素子３１の触媒３１ｂにおいて水素が燃焼することでコイル３１ａの温度が上昇し、抵抗値Ｒ４が増大する。これに対して補償素子３２においては水素が燃焼せず、抵抗値Ｒ３は変化しない。これにより、ブリッジ回路の平衡が破れ、検出回路５２に、水素濃度の増大変化に応じた電圧が印加される。このようにして出力された電圧が検出回路５２によって検出され、制御部２１に出力されるようになっている。
【００３４】
次に、本実施形態に係る水素センサ１の動作について説明する。まず、燃料電池自動車のイグニッションスイッチがＯＮにされると、水素センサ１に電源５０から電力が供給され、検出素子３１および補償素子３２が起動し、同時に検出素子３１がコイルヒータ３５によって、補償素子３２がコイルヒータ３６によって、それぞれ加熱される。なお、コイルヒータ３５，３６は、所定時間通電後に通電がオフにされる。所定時間は、検出素子３１の触媒が活性するまでの時間であり、予め実験等で決められる値である。
【００３５】
このように、検出素子３１の触媒３１ｂを、コイルヒータ３５によって直接に加熱できるので、外気温度などによって大きく左右されることなく、触媒３１ｂを活性化温度まで迅速に上昇させることができ、水素センサ１の起動速度を短縮することができる。起動速度とは、水素センサ１がオンされてから検出可能な状態（触媒３１ｂが活性化温度）になるまでの速さを意味している。ちなみに、検出素子３１の触媒３１ｂを楕円球状に形成することによって、より長いコイルヒータ３５で巻くことができ、触媒３１ｂに対する昇温性を上げることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、コイルヒータ３５（３６）が検出素子３１（補償素子３２）に対して一部（図４に示す領域Ｑ）において接して支持されているので、検出素子３１（補償素子３２）が端部３１ａ１，３１ａ１，３５ａ，３５ａ（３２ａ１，３２ａ１，３６ａ，３６ａ）によってステー３３ａ，３３ａに対して４点で支持されることになり、保持強度および剛性を高めることができる。よって、本実施形態の水素センサ１を燃料電池自動車などに搭載した場合、耐振動性を向上させることができ、検出素子３１（補償素子３２）が断線するなどの不具合を防止することが可能になる。
【００３７】
また、本実施形態では、コイルヒータ３５を用いたことにより、出口側配管６（オフガス配管）からハウジング２０内に取り込まれた水素が、コイルヒータ３５の巻き線（配線）と巻き線（配線）との隙間を通って触媒３１ｂに到達できるので、板状（壁状）のヒータと比較して、水素センサ１の検出性能が損なわれることがない。
【００３８】
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、図６ないし図８に示す実施形態としてもよい。図６は本実施形態の変形例に係るガスセンサの要部を示す側面図、図７は本実施形態の変形例に係る他のガスセンサの要部を示す側面図、図８は本実施形態の変形例に係るさらに他のガスセンサの要部を示す上面図である。
【００３９】
図６に示す変形例は、コイルヒータ３５Ａ（３６Ａ）を、触媒３１ｂ（担体３２ｂ）の曲面に沿って巻回するように構成したものである。すなわち、コイルヒータ３５Ａ（３６Ａ）が触媒３１ｂ（担体３２ｂ）の一部において接するのではなく、コイルヒータ３５Ａ（３６Ａ）の端部３１ａ１，３１ａ１（３２ａ１，３２ａ１）を除く全体で触媒３１ｂ（担体３２ｂ）に接しているので、保持強度および剛性をさらに高めることができ、しかも触媒３１ｂをさらに直接的に加熱することができ、触媒３１ｂを活性化温度までさらに迅速に上昇させることができる。よって、水素センサ１の起動速度をさらに向上できる。
【００４０】
また、図７に示す変形例は、検出素子３１（補償素子３２）に対して交差する方向にコイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）を配置するように構成したものである。すなわち、検出素子３１（補償素子３２）がＸ方向（水平方向）に支持されている場合、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）の軸方向がＺ方向（上下方向）となるように検出素子３１（補償素子３２）の周囲に巻回され、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）の一方の端部３５ａ（３６ａ）が、一方のステー３３ａの壁面に水平方向（Ｘ方向）に突設された固定部３３ｂ１に溶接などで電気的に接続され、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）のもう一方の端部３５ａ（３６ａ）が、もう一方のステー３３ａの壁面に水平方向に突設された固定部３３ｂ２に溶接などで電気的に接続されている。また、固定部３３ｂ１は、検出素子３１（補償素子３２）の上部まで延び、固定部３３ｂ２は、検出素子３１（補償素子３２）の下部まで延びている。
【００４１】
なお、図７では、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）の巻き線の径が軸方向に同じ径となるように形成され、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）の一部が検出素子３１（補償素子３２）と接するようにして支持されている。なお、コイルヒータ３５Ｂ（３６Ｂ）は、楕円球状の触媒３１ｂ（担体３２ｂ）の曲面に沿って径を変えて形成されていてもよい。
【００４２】
このように、検出素子３１（補償素子３２）に対してコイルヒータ３５（３６）を交差するように配置することで、Ｚ方向（上下方向）に対する検出素子３１（補償素子３２）の耐振動性を向上できる。つまり、図７に示す実施形態によれば、検出素子３１（補償素子３２）をＸ方向とＺ方向との２方向に対する耐振動性を向上できるようになる。
【００４３】
また、図８に示す変形例は、検出素子３１（補償素子３２）に対してコイルヒータ３５Ｃ（３６Ｃ）が交差するように配置され、検出素子３１（補償素子３２）がステー３３ａ，３３ａで支持され、コイルヒータ３５Ｃ（３６Ｃ）が、前記ステー３３ａ，３３ａとは別のステー３７ａ，３７ａにより支持される構成となっている。これにより、水平面（Ｘ−Ｙ平面）方向に対する耐振動性を向上できる。
【００４４】
なお、前記した実施形態では、検出対象ガスが水素である場合を説明したが、検出対象ガスは水素に限定されるものではなく、例えば、一酸化炭素、硫化水素など他のガスであってもよい。
【００４５】
前記した実施形態では、水素センサ１が、燃料電池システムＳのオフガスが流通する出口側配管６に設けられた場合を例示したが、水素センサ１の設置位置はこれに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態のガスセンサが搭載される燃料電池システムの一例を示す全体構成図である。
【図２】本実施形態のガスセンサの外観を示す平面図である。
【図３】本実施形態のガスセンサの内部構造を示す斜視図である。
【図４】本実施形態のガスセンサの回路構成図である。
【図５】本実施形態のガスセンサの要部を示す側面図である。
【図６】本実施形態の変形例に係るガスセンサの要部を示す側面図である。
【図７】本実施形態の変形例に係る他のガスセンサの要部を示す側面図である。
【図８】本実施形態の変形例に係るさらに他のガスセンサの要部を示す上面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 水素センサ（ガスセンサ）
３１ 検出素子
３２ 補償素子
３３ａ，３７ａ ステー（支持部材）
４１，４２ 抵抗素子
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ コイルヒータ（第１の熱線ヒータ）
３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ コイルヒータ（第２の熱線ヒータ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象ガスに活性である検出素子と、検出対象ガスに不活性である補償素子とが直列に接続された両端と、
２つの抵抗素子が直列に接続された両端と、をそれぞれ接続し、
両接続点を入力端子とすると共に、前記検出素子と前記補償素子との間、一方の前記抵抗素子と他方の前記抵抗素子との間の両中間点を出力端子とするガスセンサにおいて、
前記検出素子の外側に接して前記検出素子を囲む第１の熱線ヒータと、
前記補償素子の外側に接して前記補償素子を囲む、前記第１の熱線ヒータと抵抗値が同一に設定される第２の熱線ヒータと、を備え、
前記検出素子および前記第１の熱線ヒータと、前記補償素子および前記第２の熱線ヒータとは、それぞれ支持部材に支持されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記検出素子と前記第１の熱線ヒータ、および、前記補償素子と前記第２の熱線ヒータは、それぞれ同一の支持部材で支持されてい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１】
検出対象ガスに活性である検出素子と、検出対象ガスに不活性である補償素子とが直列に接続された両端と、
２つの抵抗素子が直列に接続された両端と、をそれぞれ接続し、
両接続点を入力端子とすると共に、前記検出素子と前記補償素子との間、一方の前記抵抗素子と他方の前記抵抗素子との間の両中間点を出力端子とするガスセンサにおいて、
前記検出素子の外側に接して前記検出素子を囲む第１の熱線ヒータと、
前記補償素子の外側に接して前記補償素子を囲む、前記第１の熱線ヒータと抵抗値が同一に設定される第２の熱線ヒータと、を備え、
前記検出素子および前記第１の熱線ヒータと、前記補償素子および前記第２の熱線ヒータとは、それぞれ支持部材に支持されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記検出素子と前記第１の熱線ヒータ、および、前記補償素子と前記第２の熱線ヒータは、それぞれ同一の支持部材で支持されていることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−８２４８（Ｐ２０１０−８２４８Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６８２５５（Ｐ２００８−１６８２５５）
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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