ガスセンサ
【課題】製造工程の簡素化と信頼性の向上を図ることができるジュール熱を利用するガスセンサを提供すること。
【解決手段】ガス導入口８ａを供えたケース８にガス検知素子１と温度検出素子５とを収容したガスセンサにおいて、ガス検知素子１がその両端を第一と第二のステー３，３の上端に固定され、また温度検出素子５が、チップ型素子でケース８の底部の蓋を構成する基板６に実装され、ガス検知素子１が収容されている空間と、温度検出素子５が収容されている空間とが連通孔４ｂを介して接続され、かつ非見通し状態にある。
【解決手段】ガス導入口８ａを供えたケース８にガス検知素子１と温度検出素子５とを収容したガスセンサにおいて、ガス検知素子１がその両端を第一と第二のステー３，３の上端に固定され、また温度検出素子５が、チップ型素子でケース８の底部の蓋を構成する基板６に実装され、ガス検知素子１が収容されている空間と、温度検出素子５が収容されている空間とが連通孔４ｂを介して接続され、かつ非見通し状態にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジュール熱による熱とガスとの作用により電気信号を発生する検出素子と、温度補償素子とを同一のケースに収容したガス検出器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジュール熱によりガスとの接触に基づいて電気信号を出力するガス検出素子、例えば接触燃焼式ガス検出素子や半導体ガス検出素子は、特許文献１に見られるようにガス流入口を有するケース内に、温度補償のための補償素子とを、ケースに設けられたリード部を兼ねるステーに固定して構成されている。
【０００３】
補償素子は、基本的にはガス検出素子と同一構造、例えば接触燃焼式ガス検出素子用のものに例を採ると、触媒作用が抑制されているだけであるから発熱用の電力が必要となる。
【０００４】
また、ガス検出素子のステーへの固定は、信頼性を確保するためスポット溶接が使用されている。しかしサイズが小さいため、ステーの端面に２つの電極を接触させて電流を流すことができないため、ステーの上端（素子を固定する面）とステーの下端とにスポット溶接装置の電極を接触させる必要があり、通電距離が長くなり、余分な発熱を招くという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第4024210号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは安価で、電力消費を抑えることができるガスセンサを提供することである。
本発明の他の目的は、製造工程の簡素化と信頼性の向上を図ることができるジュール熱を利用するガスセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を達成するために請求項１の発明は、ガス導入口を供えたケースにガス検知素子と温度検出素子とを収容したガスセンサにおいて、ガス検知素子がその両端を第一と第二のステーの上端に固定され、また前記温度検出素子が、チップ型素子で前記ケースの底部の蓋を構成する基板に実装され、前記ガス検知素子が収容されている空間と、前記温度検出素子が収容されている空間とが連通孔を介して接続され、かつ非見通し状態である。
【０００８】
また請求項２の発明は、前記ステーが、上端と、前記上端から所定の距離を隔てた位置にそれぞれ第一、及び第二のフランジが形成され、かつ前記第一のフランジの表面側、及び前記第二のフランジの下端側とを露出させるように高分子材料の基台で固定され、ガス検知素子を構成するリード部がスポット溶接されて固定され、また前記温度検出素子が、チップ型素子からなり、前記ケースの底部の蓋を構成する中継基板に実装されている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、温度検出素子により温度補償機能を持たせることができるため、安価に構成できる。また、補償素子のように発熱させることが不要であるため、電力消費を抑えることができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、確実なスポット溶接が可能となるばかりでなく、衝撃による振動の振幅を抑制でき、温度検出素子のステーへの固着が不要となり製造工程の簡素化と信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のガスセンサの一実施例を示す組み立て分解図ものである。
【図２】同上センサの要部を示す図である。
【図３】ステー本体の一実施例を示す図である。
【図４】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれステーと素子とのスポット溶接の状態を示す図と要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例を示すものであって、ジュール熱により所定温度まで発熱してガスとの作用により電気信号を発生するガス検出素子１は、例えば接触燃焼式ガス検出素子や半導体ガス検出素子で、その両端のリード部１ａ，１ａが、高分子製の基台2にモールドされた第一、第二のステー３，３の上端に導通状態を維持するようにスポット溶接により固定されている。
【００１３】
スペーサ４は、図２に示したように一端が開口した有底の筒状体として構成されており、基台２に固定されたガスセンサ１をこの空間の一半側に収容できるように対応する領域にステー３，３が貫通する窓４ａが形成され、また他半側には後述する温度検出素子５の収容空間と連通するように貫通孔４ｂが設けられ、さらにこれらの境界に仕切り４ｃが設けられている。
【００１４】
スペーサ４は、その底板４ｄと下端との間に外装ケースの蓋を兼ねる中継基板６に実装された温度検出素子５を収容できる程度の空間が生じるように底板４ｄがスペーサ４の下端４ｅからオフセットして設けられている。
【００１５】
中継基板６の、スペーサ４の底板４ｄの貫通孔４ｂと対向する箇所には前述の温度検出素子５、例えばチップ型サーミスタが固定され、また中継基板６には第三のステー７が固定されている。なお、符号６ａは、ステー３が貫通する通孔を示す。
第三のステー７は、中継基板６に形成された図示しない導電パターンにより温度検出素子５の一端に導通している。なお、温度検出素子５の他端は第一、第二のステー３，３のアース側のものに導通している。
【００１６】
外装ケース８、この実施例ではフレームアレスタにより構成されており、一端に開口８ａを、他端にガス取入れ口８ｂを備えた筒状体で、上述の各要素を収容した状態でこれの内径程度の外径の中継基板６を挿入して封をされ、接着剤により一体に固定されている。
【００１７】
ところでガス検出素子１を固定するステー３は、図３に見られるように検出素子１を固定する幅広面からなる第一のフランジ３ａと、この第一のフランジ３ａら所定の距離、基台２の厚みより若干短めの距離を置いた位置に第二のフランジ３ｂが形成されていて、第一のフランジ３ａの上面と略同一か若干下側から第二のフランジ３ｂの上面まで基台２を形成する高分子材料でモールドされている。
このように第一、第二のフランジ３ａ、３ｂはモールド部２ａで包み込まれているのでステー３は、基台２との位置ずれや脱落が確実に防止される。
【００１８】
このように基台２に固定されたステー３は、その第二のフランジ３ｂの径よりも細く、かつステー本体より大径の孔１０ａを有する電極１０（図４）の孔１０ａにセットし、上部のフランジ３ａの上面にガス検出素子１のリード１ａをセットして上部電極１１で押圧して通電すると、第二のフランジ３ｂが上面からの圧力を受けて下部電極１０と確実に接触導通するため、スポット溶接が可能となる。
【００１９】
このような形態での溶接のための通電は、他方の電極をステー３の下端に電極を当接する従来の方法に比較して、通電経路を大幅に短くできるので、ステー３の発熱を抑えることができる。
【００２０】
このように構成されたガスセンサは、外装ケース８のガス導入口８ａから可燃性ガスが流入すると、ガスとの相互作用により検知素子１の温度が変化し、電気抵抗が変化する。
【００２１】
一方、外装ケース８の空間の気体は貫通穴４ｂから温度検出素子５に流れ込んで温度が検出される。もとより温度検出素子５は、発熱を伴うガス検出素子１とは仕切り４ｃ及び底板４ｄによりガス検出素子１からの輻射線が遮蔽されているため、ガス検出素子１が収容されている空間の空気の温度を正確に検出することになる。
【００２２】
ところで、ガス検出素子１のリード１ａはステー３に比較して熱伝導率の低い高分子製の基板２に接触していてステー間の距離よりも短かくなっているから、ガスセンサ１に振動や衝撃が作用してもリード１ａが基板２より詳細には第一、第二のフランジ３ａ、３ｂを包み込むように形成されたモールド部２ａで支持されて、振動振幅が抑制され断線や感応部の破損を防止できる。
【符号の説明】
【００２３】
１ ガス検出素子
２ 基台
３ ステー
４ スペーサ
５ 温度検出素子
６ 中継基板
７ ステー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジュール熱による熱とガスとの作用により電気信号を発生する検出素子と、温度補償素子とを同一のケースに収容したガス検出器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジュール熱によりガスとの接触に基づいて電気信号を出力するガス検出素子、例えば接触燃焼式ガス検出素子や半導体ガス検出素子は、特許文献１に見られるようにガス流入口を有するケース内に、温度補償のための補償素子とを、ケースに設けられたリード部を兼ねるステーに固定して構成されている。
【０００３】
補償素子は、基本的にはガス検出素子と同一構造、例えば接触燃焼式ガス検出素子用のものに例を採ると、触媒作用が抑制されているだけであるから発熱用の電力が必要となる。
【０００４】
また、ガス検出素子のステーへの固定は、信頼性を確保するためスポット溶接が使用されている。しかしサイズが小さいため、ステーの端面に２つの電極を接触させて電流を流すことができないため、ステーの上端（素子を固定する面）とステーの下端とにスポット溶接装置の電極を接触させる必要があり、通電距離が長くなり、余分な発熱を招くという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第4024210号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは安価で、電力消費を抑えることができるガスセンサを提供することである。
本発明の他の目的は、製造工程の簡素化と信頼性の向上を図ることができるジュール熱を利用するガスセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を達成するために請求項１の発明は、ガス導入口を供えたケースにガス検知素子と温度検出素子とを収容したガスセンサにおいて、ガス検知素子がその両端を第一と第二のステーの上端に固定され、また前記温度検出素子が、チップ型素子で前記ケースの底部の蓋を構成する基板に実装され、前記ガス検知素子が収容されている空間と、前記温度検出素子が収容されている空間とが連通孔を介して接続され、かつ非見通し状態である。
【０００８】
また請求項２の発明は、前記ステーが、上端と、前記上端から所定の距離を隔てた位置にそれぞれ第一、及び第二のフランジが形成され、かつ前記第一のフランジの表面側、及び前記第二のフランジの下端側とを露出させるように高分子材料の基台で固定され、ガス検知素子を構成するリード部がスポット溶接されて固定され、また前記温度検出素子が、チップ型素子からなり、前記ケースの底部の蓋を構成する中継基板に実装されている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、温度検出素子により温度補償機能を持たせることができるため、安価に構成できる。また、補償素子のように発熱させることが不要であるため、電力消費を抑えることができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、確実なスポット溶接が可能となるばかりでなく、衝撃による振動の振幅を抑制でき、温度検出素子のステーへの固着が不要となり製造工程の簡素化と信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のガスセンサの一実施例を示す組み立て分解図ものである。
【図２】同上センサの要部を示す図である。
【図３】ステー本体の一実施例を示す図である。
【図４】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれステーと素子とのスポット溶接の状態を示す図と要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例を示すものであって、ジュール熱により所定温度まで発熱してガスとの作用により電気信号を発生するガス検出素子１は、例えば接触燃焼式ガス検出素子や半導体ガス検出素子で、その両端のリード部１ａ，１ａが、高分子製の基台2にモールドされた第一、第二のステー３，３の上端に導通状態を維持するようにスポット溶接により固定されている。
【００１３】
スペーサ４は、図２に示したように一端が開口した有底の筒状体として構成されており、基台２に固定されたガスセンサ１をこの空間の一半側に収容できるように対応する領域にステー３，３が貫通する窓４ａが形成され、また他半側には後述する温度検出素子５の収容空間と連通するように貫通孔４ｂが設けられ、さらにこれらの境界に仕切り４ｃが設けられている。
【００１４】
スペーサ４は、その底板４ｄと下端との間に外装ケースの蓋を兼ねる中継基板６に実装された温度検出素子５を収容できる程度の空間が生じるように底板４ｄがスペーサ４の下端４ｅからオフセットして設けられている。
【００１５】
中継基板６の、スペーサ４の底板４ｄの貫通孔４ｂと対向する箇所には前述の温度検出素子５、例えばチップ型サーミスタが固定され、また中継基板６には第三のステー７が固定されている。なお、符号６ａは、ステー３が貫通する通孔を示す。
第三のステー７は、中継基板６に形成された図示しない導電パターンにより温度検出素子５の一端に導通している。なお、温度検出素子５の他端は第一、第二のステー３，３のアース側のものに導通している。
【００１６】
外装ケース８、この実施例ではフレームアレスタにより構成されており、一端に開口８ａを、他端にガス取入れ口８ｂを備えた筒状体で、上述の各要素を収容した状態でこれの内径程度の外径の中継基板６を挿入して封をされ、接着剤により一体に固定されている。
【００１７】
ところでガス検出素子１を固定するステー３は、図３に見られるように検出素子１を固定する幅広面からなる第一のフランジ３ａと、この第一のフランジ３ａら所定の距離、基台２の厚みより若干短めの距離を置いた位置に第二のフランジ３ｂが形成されていて、第一のフランジ３ａの上面と略同一か若干下側から第二のフランジ３ｂの上面まで基台２を形成する高分子材料でモールドされている。
このように第一、第二のフランジ３ａ、３ｂはモールド部２ａで包み込まれているのでステー３は、基台２との位置ずれや脱落が確実に防止される。
【００１８】
このように基台２に固定されたステー３は、その第二のフランジ３ｂの径よりも細く、かつステー本体より大径の孔１０ａを有する電極１０（図４）の孔１０ａにセットし、上部のフランジ３ａの上面にガス検出素子１のリード１ａをセットして上部電極１１で押圧して通電すると、第二のフランジ３ｂが上面からの圧力を受けて下部電極１０と確実に接触導通するため、スポット溶接が可能となる。
【００１９】
このような形態での溶接のための通電は、他方の電極をステー３の下端に電極を当接する従来の方法に比較して、通電経路を大幅に短くできるので、ステー３の発熱を抑えることができる。
【００２０】
このように構成されたガスセンサは、外装ケース８のガス導入口８ａから可燃性ガスが流入すると、ガスとの相互作用により検知素子１の温度が変化し、電気抵抗が変化する。
【００２１】
一方、外装ケース８の空間の気体は貫通穴４ｂから温度検出素子５に流れ込んで温度が検出される。もとより温度検出素子５は、発熱を伴うガス検出素子１とは仕切り４ｃ及び底板４ｄによりガス検出素子１からの輻射線が遮蔽されているため、ガス検出素子１が収容されている空間の空気の温度を正確に検出することになる。
【００２２】
ところで、ガス検出素子１のリード１ａはステー３に比較して熱伝導率の低い高分子製の基板２に接触していてステー間の距離よりも短かくなっているから、ガスセンサ１に振動や衝撃が作用してもリード１ａが基板２より詳細には第一、第二のフランジ３ａ、３ｂを包み込むように形成されたモールド部２ａで支持されて、振動振幅が抑制され断線や感応部の破損を防止できる。
【符号の説明】
【００２３】
１ ガス検出素子
２ 基台
３ ステー
４ スペーサ
５ 温度検出素子
６ 中継基板
７ ステー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス導入口を供えたケースにガス検知素子と温度検出素子とを収容したガスセンサにおいて、
前記ガス検知素子がその両端を第一と第二のステーの上端に固定され、また前記温度検出素子が、チップ型素子で前記ケースの底部の蓋を構成する基板に実装され、前記ガス検知素子が収容されている空間と、前記温度検出素子が収容されている空間とが連通孔を介して接続され、かつ非見通し状態にあるガスセンサ。
【請求項２】
前記ステーが、上端と、前記上端から所定の距離を隔てた位置にそれぞれ第一、及び第二のフランジが形成され、かつ前記第一のフランジの表面側、及び前記第二のフランジの下端側とを露出させるように高分子材料の基台で固定され、
ガス検知素子を構成するリード部がスポット溶接されて固定され、
また前記温度検出素子が、チップ型素子からなり、前記ケースの底部の蓋を構成する中継基板に実装されている請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記第一のフランジの上端面が前記基台よりも、スポット溶接用電極の当接時に前記ステーの上端面に接触できる程度に突出している請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項１】
ガス導入口を供えたケースにガス検知素子と温度検出素子とを収容したガスセンサにおいて、
前記ガス検知素子がその両端を第一と第二のステーの上端に固定され、また前記温度検出素子が、チップ型素子で前記ケースの底部の蓋を構成する基板に実装され、前記ガス検知素子が収容されている空間と、前記温度検出素子が収容されている空間とが連通孔を介して接続され、かつ非見通し状態にあるガスセンサ。
【請求項２】
前記ステーが、上端と、前記上端から所定の距離を隔てた位置にそれぞれ第一、及び第二のフランジが形成され、かつ前記第一のフランジの表面側、及び前記第二のフランジの下端側とを露出させるように高分子材料の基台で固定され、
ガス検知素子を構成するリード部がスポット溶接されて固定され、
また前記温度検出素子が、チップ型素子からなり、前記ケースの底部の蓋を構成する中継基板に実装されている請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記第一のフランジの上端面が前記基台よりも、スポット溶接用電極の当接時に前記ステーの上端面に接触できる程度に突出している請求項１に記載のガスセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１８５１１５（Ｐ２０１２−１８５１１５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４９９８３（Ｐ２０１１−４９９８３）
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【出願人】（０００２５０４２１）理研計器株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【出願人】（０００２５０４２１）理研計器株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
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