JP6535593B2 - ガスセンサ - Google Patents

Description

本発明は、排気再循環機構を有する内燃機関の吸気通路に配置して用いられるガスセンサに関する。

車載用のガスセンサには、内燃機関の排気通路に用いられるもの以外にも、新規導入空気に排ガスの一部を再循環させる排気再循環機構の吸気通路に配置して用いられるものがある。排気再循環機構の吸気通路においては、排ガスに含まれるカーボン、エンジンオイル（潤滑油）等の微粒子であるデポジット及び水蒸気が、排ガスよりも低温の新規導入空気によって冷やされる。そして、排気再循環機構の吸気通路に配置されるガスセンサにおいては、粘度が高くなったデポジット、及び排ガスに含まれる腐食物質が液化した腐食質凝縮水が、センサ素子、及びセンサ素子を覆うカバーに付着しやすくなる。
特許文献１においては、排気再循環機構の吸気通路に配置される酸素センサについて、センサ素子の多孔質層、及びセンサ素子を覆う内カバーの外側に位置する外カバーに、撥水性被膜を形成している。これにより、センサ素子の多孔質層及び外カバーにデポジットが付着しにくくしている。

特開平１０−１７０４７４号公報

しかしながら、引用文献１においては、外カバーにおける、センサ素子へ測定用ガスを導入するための導入孔は、その周方向において均等に形成されている。そのため、吸気通路における測定用ガスの流れが、導入孔を経由して内カバー及びセンサ素子に接触しやすく、測定用ガスに含まれるデポジット及び凝縮水が、内カバー及びセンサ素子に接触しやすくなる。その結果、センサ素子、及び内カバーの導入孔の周辺にデポジットが堆積しやすくなり、また、センサ素子が凝縮水によって割れるおそれが高まる。
従って、内カバー及びセンサ素子に対するデポジットの堆積、内カバー及び外カバーの凝縮水による腐食を、より効果的に抑制し、かつ、センサ素子を被水割れから保護するためには更なる工夫が必要とされる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、腐食、デポジットの堆積及び被水割れに対して、より強固なガスセンサを提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、新規導入空気（Ａ）に排ガス（Ｇ）の一部を再循環させる排気再循環機構（８）を有する内燃機関（７）の吸気通路（８１）に配置して用いられるガスセンサ（１）であって、
挿通口（２１）を有するハウジング（２）と、
該ハウジングの中心軸線（Ｃ）に沿って配置されるとともに上記挿通口に絶縁碍子（２２）を介して保持され、上記新規導入空気と上記排ガスとの混合ガス（Ｍ）が導入されるガス検知部（１１）が上記ハウジングから突出するセンサ素子（３）と、
上記中心軸線に沿って上記ハウジングに取り付けられる筒状のインナー側壁部（４１）、及び該インナー側壁部の端部を閉塞するインナー底部（４２）を有し、かつ、該インナー底部及び上記インナー側壁部に、上記混合ガスを通過させるインナー通気孔（４２１，４１１）が設けられたインナーカバー（４）と、
上記中心軸線に沿って上記インナーカバー又は上記ハウジングに取り付けられる筒状のアウター側壁部（５１）、及び該アウター側壁部の端部を閉塞するアウター底部（５２）を有し、かつ、該アウター底部及び上記アウター側壁部に、上記混合ガスを通過させるアウター通気孔（５２１，５１１）が設けられたアウターカバー（５）と、を備えており、
上記インナーカバーは、金属製の基材と、該基材を被覆する樹脂被覆層とによって構成されており、
上記アウターカバーは、樹脂によって構成されており、
上記アウター側壁部における上記アウター通気孔は、該アウター側壁部における、上記中心軸線の周りの全領域のうち、上記吸気通路内における上記混合ガスの流れの下流側に位置する半分の領域（Ｘ）にのみ設けられている、ガスセンサにある。

上記ガスセンサにおいては、インナーカバー及びアウターカバーの構成、並びにアウターカバーにおけるアウター通気孔の構成に工夫をしている。
具体的には、インナーカバーは、金属製の基材を樹脂被覆層によって被覆して形成する一方、アウターカバーは、樹脂によって形成している。つまり、新規導入空気と排ガスとの混合ガスの流れを受け止めるアウターカバーは、金属製の基材を用いずに、樹脂のみによって形成している。これにより、混合ガスに含まれる凝縮水がアウターカバーに激しく衝突する場合でも、アウターカバーの腐食をほとんどなくすことができる。また、インナーカバーの金属製の基材が樹脂被覆層によって被覆されていることにより、インナーカバーへのデポジットの堆積を抑制することができる。

また、アウター側壁部におけるアウター通気孔は、アウター側壁部における、中心軸線の周りの全領域のうち、吸気通路内における混合ガスの流れの下流側に位置する半分の領域にのみ設けられている。これにより、吸気通路内における混合ガスの流れはアウター側壁部に衝突することになり、アウター側壁部におけるアウター通気孔へは、アウター側壁部に衝突して勢いが弱められた混合ガスが回り込むように導入される。そのため、混合ガスに含まれるデポジットが、インナーカバーのインナー側壁部におけるインナー通気孔の周辺及びセンサ素子のガス検知部の周辺に堆積しにくくすることができる。その結果、混合ガスがガス検知部に到達しにくくなることが防止され、ガス検知部によるガス検知の応答性が維持される。

また、アウター側壁部における、中心軸線の周りの全領域のうち、吸気通路内における混合ガスの流れの上流側に位置する半分の領域には、アウター通気孔が設けられていない。これにより、混合ガスに含まれる凝縮水が、インナーカバー及びセンサ素子に衝突しにくくなる。そのため、インナーカバーが腐食しにくくすることができるとともに、センサ素子を凝縮水による被水割れから、より効果的に保護することができる。
それ故、上記ガスセンサによれば、腐食、デポジットの堆積及び被水割れに対して、より強固なガスセンサを形成することができる。

実施形態１にかかる、排気再循環機構を有する内燃機関の吸気通路に配置されたガスセンサを示す断面説明図。 実施形態１にかかる、インナーカバー及びアウターカバーを、ガスセンサの軸方向から見た状態で示す説明図。 実施形態１にかかる、アウター側壁部におけるアウター通気孔を、混合ガスの流れの下流側から見た状態で示す説明図。 実施形態１にかかる、センサ素子を示す断面説明図。 実施形態１にかかる、センサ素子を、図４と直交する方向から見た状態で示す断面説明図。 実施形態１にかかる、排気再循環機構を有する内燃機関を示す説明図。 実施形態２にかかる、ガスセンサを示す断面説明図。 実施形態２にかかる、他のガスセンサを示す断面説明図。 実施形態２にかかる、アウター側壁部におけるアウター通気孔を、混合ガスの流れの下流側から見た状態で示す説明図。 実施形態２にかかる、他のアウター側壁部におけるアウター通気孔を、混合ガスの流れの下流側から見た状態で示す説明図。 実施形態２にかかる、他のアウター側壁部におけるアウター通気孔を、混合ガスの流れの下流側から見た状態で示す説明図。 実施形態３にかかる、インナー底部におけるインナー通気孔とアウター底部におけるアウター通気孔との位置関係を、ガスセンサの軸方向から見た状態で示す説明図。 実施形態３にかかる、他のインナー底部におけるインナー通気孔と他のアウター底部におけるアウター通気孔との位置関係を、ガスセンサの軸方向から見た状態で示す説明図。 実施形態３にかかる、他のインナー底部におけるインナー通気孔と他のアウター底部におけるアウター通気孔との位置関係を、ガスセンサの軸方向から見た状態で示す説明図。 実施形態３にかかる、他のインナー底部におけるインナー通気孔と他のアウター底部におけるアウター通気孔との位置関係を、ガスセンサの軸方向から見た状態で示す説明図。 確認試験にかかる、アウターカバーを溶液中に含浸させ乾燥させるサイクル数（回）と、アウターカバーの厚みの減少量（μｍ）との関係を示すグラフ。 確認試験にかかる、ガスセンサがガス中に晒された時間（ｈｒ）と、１０〜９０％応答時間（ｍｓ）との関係を示すグラフ。

上述したガスセンサにかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
本形態のガスセンサ１は、図６に示すように、新規導入空気Ａに排ガスＧの一部を再循環させる排気再循環機構８を有する内燃機関７の吸気通路８１に配置して用いられる。ガスセンサ１は、図１に示すように、ハウジング２、センサ素子３、インナーカバー４及びアウターカバー５を備える。ハウジング２には、センサ素子３を挿通するための挿通口２１が形成されている。
センサ素子３は、ハウジング２の中心軸線Ｃに沿って配置されるとともに、ハウジング２の挿通口２１に絶縁碍子２２を介して保持されている。センサ素子３における、新規導入空気Ａと排ガスＧとの混合ガスＭが導入されるガス検知部１１は、ハウジング２から突出している。

インナーカバー４は、中心軸線Ｃに沿ってハウジング２に取り付けられる筒状のインナー側壁部４１と、インナー側壁部４１の端部を閉塞するインナー底部４２とを有する。インナー底部４２及びインナー側壁部４１には、吸気通路８１内を流れる混合ガスＭを通過させるインナー通気孔４２１，４１１が設けられている。アウターカバー５は、中心軸線Ｃに沿ってインナーカバー４又はハウジング２に取り付けられる筒状のアウター側壁部５１と、アウター側壁部５１の端部を閉塞するアウター底部５２とを有する。アウター底部５２及びアウター側壁部５１には、吸気通路８１内を流れる混合ガスＭを通過させるアウター通気孔５２１，５１１が設けられている。

インナーカバー４は、金属製の基材と、基材を被覆する樹脂被覆層とによって構成されている。アウターカバー５は、樹脂によって構成されている。図１、図２に示すように、アウター側壁部５１におけるアウター通気孔５１１は、アウター側壁部５１における、中心軸線Ｃの周りの全領域のうち、吸気通路８１内における混合ガスＭの流れの下流側に位置する半分の領域Ｘにのみ設けられている。なお、図２においては、インナーカバー４を破線によって示す。

以下に、本形態のガスセンサ１についてさらに詳説する。
図６に示すように、ガスセンサ１は、車載用の内燃機関７に用いられる。排気再循環機構８は、内燃機関７から排気通路８２に排気される排ガスＧの一部を、内燃機関７の吸気通路８１に再循環させるものである。排気再循環機構８は、排気通路８２から分岐して吸気通路８１に接続される再循環通路８３と、再循環通路８３内を流れる排ガスＧの流量を調整する流量調整弁８３１とを有している。本形態のガスセンサ１は、吸気通路８１における、再循環通路８３が合流する位置よりも、混合ガスＭの流れの下流側に配置されている。

図１に示すように、ガスセンサ１は、センサ素子３のガス検知部１１によって、混合ガスＭの酸素濃度、特定ガス成分濃度等を検出するために用いられる。ハウジング２は、ガスセンサ１を、吸気通路８１を形成する配管８１１に取り付けるための構造を有している。
センサ素子３は、ハウジング２の中心軸線Ｃの方向に沿って長い長尺形状に形成されている。センサ素子３の中心軸線Ｃはハウジング２の中心軸線Ｃと一致しており、これらの中心軸線Ｃの方向を軸方向Ｌとして示す。図１において、センサ素子３が混合ガスＭ内に晒される側を軸方向Ｌの先端側Ｌ１として示し、先端側とは反対側を基端側Ｌ２として示す。また、同図において、吸気通路８１内における混合ガスＭの流れの上流側は左側であり、この流れの方向をＭ１で示す。

図４、図５に示すように、センサ素子３は、複数の電極３１１，３１２が設けられた酸素イオン伝導性を有する固体電解質体３１と、固体電解質体３１を加熱するヒータ３３とが積層されたものである。複数の電極３１１，３１２は、固体電解質体３１の一方の表面に設けられ、混合ガスＭに晒される測定電極３１１と、固体電解質体３１の他方の表面に設けられ、大気に晒される基準電極３１２とからなる。

固体電解質体３１とヒータ３３とは、絶縁体３２を介して積層されている。絶縁体３２によって、測定電極３１１に接触する混合ガスＭが導入されるガス室３２１と、基準電極３１２に接触する大気Ｂが導入される大気室３２２とが形成されている。測定電極３１１及び基準電極３１２は、センサ素子３の先端部に配置されている。センサ素子３のガス検知部１１は、センサ素子３における、測定電極３１１、基準電極３１２、ガス室３２１等が配置された部分に形成されている。ヒータ３３は、測定電極３１１及び基準電極３１２と対向する位置に、通電によって発熱する発熱体３３１を有している。

図４、図５に示すように、センサ素子３の絶縁体３２には、ガス室３２１内に導入する混合ガスＭの流れを律速する多孔質体からなる拡散抵抗層３４が設けられている。また、センサ素子３の、拡散抵抗層３４を含む表面には、水分、測定電極３１１に対する被毒物質等を捕獲するための多孔質保護層３５が設けられている。混合ガスＭは、多孔質保護層３５及び拡散抵抗層３４を通過してガス室３２１内に導入される。

図１、図２に示すように、インナーカバー４のインナー側壁部４１は円筒形状に形成されている。インナー側壁部４１におけるインナー通気孔４１１は、センサ素子３のガス検知部１１が設けられた位置よりも、軸方向Ｌの基端側Ｌ２における複数個所に形成されている。これにより、インナーカバー４内において混合ガスＭの滞留が生じにくくし、ガス検知部１１による酸素濃度又は特定ガス成分濃度の検出の応答収束性を向上させることができる。インナー側壁部４１におけるインナー通気孔４１１は、インナー側壁部４１の周方向に等間隔に設けることができる。
インナー底部４２におけるインナー通気孔４２１は、インナー底部４２における複数個所に形成されている。インナー底部４２におけるインナー通気孔４２１は、インナー底部４２における中心の周りに等間隔に設けることができる。

図１〜図３に示すように、アウターカバー５のアウター側壁部５１は円筒形状に形成されている。アウター側壁部５１におけるアウター通気孔５１１は、センサ素子３のガス検知部１１が設けられた軸方向Ｌの位置を含み、ガス検知部１１が設けられた軸方向Ｌの位置の先端側Ｌ１及び基端側Ｌ２の各位置に広がって形成されている。アウター側壁部５１におけるアウター通気孔５１１は、アウター側壁部５１における、吸気通路８１内における混合ガスＭの流れの下流側に位置する半分の領域Ｘにおいて、最も下流側に位置する中心位置に１つ形成されている。アウター側壁部５１においては、１つの大きなアウター通気孔５１１が、ガス検知部１１が設けられた軸方向Ｌの位置の先端側Ｌ１及び基端側Ｌ２の各位置に広がって形成されている。
アウター底部５２におけるアウター通気孔５２１は、アウター底部５２における複数個所に形成されている。アウター底部５２におけるアウター通気孔５２１は、アウター底部５２における中心の周りに等間隔に設けることができる。

ガスセンサ１における混合ガスＭの流れは、次のようになる。
図１に示すように、吸気通路８１内を流れる混合ガスＭのほとんどは、アウター側壁部５１及びアウター底部５２を回り込んで、アウター側壁部５１のアウター通気孔５１１からアウターカバー５内に流れる。次いで、アウターカバー５内の混合ガスＭの一部は、インナー側壁部４１のインナー通気孔４１１からインナーカバー４内に流れる。そして、インナーカバー４内の混合ガスＭの一部は、多孔質保護層３５及び拡散抵抗層３４を通過してガス室３２１に取り込まれ、測定電極３１１と基準電極３１２とによる酸素濃度又は特定ガス成分濃度の検出に使用される。

また、インナーカバー４内の混合ガスＭの残部は、インナー底部４２のインナー通気孔４２１からアウター底部５２のアウター通気孔５２１を通過して、吸気通路８１内に流れる。このとき、通気通路８１内を流れる混合ガスＭによって、アウター底部５２のアウター通気孔５２１には負圧効果が作用する。これにより、インナーカバー４内の混合ガスＭの残部が、インナー底部４２のインナー通気孔４２１及びアウター底部５２のアウター通気孔５２１を通過して吸気通路８１内に流れやすくすることができる。

図１、図２に示すように、インナー底部４２におけるインナー通気孔４２１と、アウター底部５２におけるアウター通気孔５２１とは、ハウジング２の中心軸線Ｃに直交する横方向の互いにずれた位置に形成されている。言い換えれば、インナー底部４２及びアウター底部５２を、軸方向Ｌから見たときに、インナー底部４２におけるインナー通気孔４２１の形成箇所と、アウター底部５２におけるアウター通気孔５２１の形成箇所とは互いに重なっていない。これにより、アウター底部５２のアウター通気孔５２１からインナー底部４２のインナー通気孔４２１への凝縮水の侵入をより効果的に防止することができる。そして、上記負圧効果をより効果的に作用させることができる。
また、本形態においては、アウター通気孔５２１は、アウター底部５２の中心と、この中心の周りの複数個所に形成されており、インナー通気孔４２１は、インナー底部４２の中心の周りの複数個所に形成されている。

インナーカバー４の金属製の基材は、ステンレス鋼によって構成されている。
インナーカバー４の樹脂被覆層は、含フッ素化合物（フッ素系樹脂）又は含珪素化合物（珪素系樹脂）によって構成されている。含フッ素化合物又は含珪素化合物は、フルオロアルキル基含有シラン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、シリカの中から選ばれる１種又は２種以上の化合物から構成することができる。
樹脂被覆層は、インナーカバー４を構成する基材の全体の表面に設けることができる。また、樹脂被覆層は、インナーカバー４のインナー側壁部４１を構成する基材の外側の表面にのみ設けることもできる。また、樹脂被覆層は、インナー側壁部４１を構成する基材におけるインナー通気孔４１１及びインナー通気孔４１１の周辺にのみ設けることもできる。

アウターカバー５は、樹脂としての含フッ素化合物（フッ素系樹脂）によって構成されている。フッ素化合物は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体の中から選ばれる１種又は２種以上の化合物から構成することができる。

本形態のガスセンサ１においては、インナーカバー４は、金属製の基材を樹脂被覆層によって被覆して形成する一方、アウターカバー５は、樹脂によって形成している。つまり、新規導入空気Ａと排ガスＧとの混合ガスＭの流れを受け止めるアウターカバー５は、金属製の基材を用いずに、樹脂のみによって形成している。これにより、混合ガスＭに含まれる凝縮水がアウターカバー５に激しく衝突する場合でも、アウターカバー５の腐食をほとんどなくすことができる。また、インナーカバー４の金属製の基材が樹脂被覆層によって被覆されていることにより、インナーカバー４へのデポジットの堆積を抑制することができる。

また、アウター側壁部５１におけるアウター通気孔５１１は、アウター側壁部５１における、中心軸線Ｃの周りの全領域のうち、吸気通路８１内における混合ガスＭの流れの下流側に位置する半分の領域Ｘにのみ設けられている。これにより、吸気通路８１内における混合ガスＭの流れはアウター側壁部５１に衝突することになり、アウター側壁部５１におけるアウター通気孔５１１へは、アウター側壁部５１に衝突して勢いが弱められた混合ガスＭが回り込むように導入される。そのため、混合ガスＭに含まれるデポジットが、インナーカバー４のインナー側壁部４１におけるインナー通気孔４１１の周辺及びセンサ素子３の多孔質保護層３５の周辺に堆積しにくくすることができる。その結果、混合ガスＭがガス検知部１１に到達しにくくなることが防止され、ガス検知部１１によるガス検知の応答性が維持される。

また、アウター側壁部５１における、中心軸線Ｃの周りの全領域のうち、吸気通路８１内における混合ガスＭの流れの上流側に位置する半分の領域には、アウター通気孔５１１が設けられていない。これにより、混合ガスＭに含まれる凝縮水が、インナーカバー４及びセンサ素子３に衝突しにくくなる。そのため、インナーカバー４が腐食しにくくすることができるとともに、センサ素子３を凝縮水による被水割れから、より効果的に保護することができる。

それ故、上記ガスセンサ１によれば、腐食、デポジットの堆積及び被水割れに対して、より強固なガスセンサ１を形成することができる。

（実施形態２）
本形態においては、アウターカバー５のアウター側壁部５１に設けるアウター通気孔５１１の種々の態様について示す。
アウター側壁部５１におけるアウター通気孔５１１は、例えば、図７に示すように、アウター側壁部５１における、吸気通路８１内における混合ガスＭの流れの下流側に位置する半分の領域Ｘの、左右における中心位置に、軸方向Ｌに並んで複数形成することもできる。また、アウター側壁部５１におけるアウター通気孔５１１は、図８に示すように、アウター側壁部５１における、吸気通路８１内における混合ガスＭの流れの下流側に位置する半分の領域Ｘの周方向の略全域に１つ形成することもできる。

また、アウター側壁部５１におけるアウター通気孔５１１は、例えば、図９に示すように、円形状に形成することができ、図１０に示すように、アウター側壁部５１の軸方向Ｌに長い長方形状に形成することもでき、図１１に示すように、アウター側壁部５１の軸方向Ｌに直交する方向に長い長方形状に形成することもできる。アウター側壁部５１におけるアウター通気孔５１１の形成数は単数又は複数のいずれとすることもできる。また、アウター側壁部５１におけるアウター通気孔５１１の形状及び配置の仕方は、上記以外の種々の態様とすることもできる。
本形態においても、ガスセンサ１のその他の構成及び図中の符号が示す構成要素は実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施形態３）
本形態は、インナー底部４２におけるインナー通気孔４２１と、アウター底部５２におけるアウター通気孔５２１とが横方向の互いにずれた位置に形成される種々の態様について示す。なお、図１２〜図１５においては、インナーカバー４を破線によって示す。
例えば、図１２に示すように、アウター通気孔５２１は、アウター底部５２の中心にのみ形成し、インナー通気孔４２１は、インナー底部４２の中心の周りの複数個所に形成することもできる。また、図１３に示すように、アウター通気孔５２１は、アウター底部５２の中心の周りの複数個所に形成し、インナー通気孔４２１は、インナー底部４２の中心と、この中心の周りの複数個所に形成することもできる。

また、図１４に示すように、アウター通気孔５２１は、アウター底部５２の中心の周りの複数個所に形成し、インナー通気孔４２１は、インナー底部４２の中心の周りの複数個所に形成することもできる。また、図１５に示すように、アウター通気孔５２１は、アウター底部５２の中心の周りの複数個所に形成し、インナー通気孔４２１は、インナー底部４２の中心にのみ形成することもできる。
インナー底部４２におけるインナー通気孔４２１及びアウター底部５２におけるアウター通気孔５２１の形成数は適宜変更することができる。また、インナー底部４２におけるインナー通気孔４２１の配置の仕方及びアウター底部５２におけるアウター通気孔５２１の配置の仕方は、上記以外の種々の態様とすることもできる。
本形態においても、ガスセンサ１のその他の構成及び図中の符号が示す構成要素は実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。

（確認試験）
本確認試験においては、実施形態１に示したガスセンサ１のアウターカバー５に生じる腐食の度合を確認する腐食確認試験、及び実施形態１に示したガスセンサ１の応答性の良し悪しを確認する応答性確認試験を行った。
腐食確認試験においては、次の試験品、比較品１及び比較品２を準備した。試験品は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によって形成されたアウターカバーからなる。比較品１は、ステンレス鋼による基材と、基材の表面に設けられたフルオロアルキル基含有シラン（ＦＡＳ）による樹脂被膜層とによって形成されたアウターカバーからなる。比較品２は、ステンレス鋼によって形成されたアウターカバーからなる。

そして、試験品、比較品１及び比較品２の各アウターカバーを、塩化アンモニウム（ＮＨ₄Ｃｌ）の溶液中に３０分含浸させた後、６０℃の飽和水蒸気中かつ大気中において２０時間放置させるサイクルを繰り返し行い、各アウターカバーの厚みがどれだけ減少したかを測定した。この測定結果を図１６に示す。同図においては、サイクル数（回）とアウターカバーの厚みの減少量（μｍ）との関係を示す。
試験品、比較品１及び比較品２について含浸・乾燥のサイクルを繰り返し行った結果、試験品の厚みの減少量に比べて比較品１の厚みの減少量が大きくなり、比較品１の厚みの減少量に比べて比較品２の厚みの減少量が大きくなった。この結果より、試験品であるアウターカバーは、比較品１，２のアウターカバーに比べて、凝縮水に対する耐腐食に優れることが分かった。

応答性確認試験においては、次の試験品、比較品１及び比較品２を準備した。試験品は、ステンレス鋼による基材、及び基材の表面に設けられたフルオロアルキル基含有シラン（ＦＡＳ）による樹脂被膜層によって形成されたインナーカバーと、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によって形成されたアウターカバーとを用いたガスセンサからなる。比較品１は、ステンレス鋼によって形成されたインナーカバーと、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によって形成されたアウターカバーとを用いたガスセンサからなる。比較品２は、ステンレス鋼によって形成されたインナーカバーのみ用い、アウターカバーを用いていないガスセンサからなる。
インナーカバーにおける各インナー通気孔及びアウターカバーにおける各アウター通気孔の形成状態は、試験品、比較品１及び比較品２において同じとした。

そして、試験品、比較品１及び比較品２の各ガスセンサを、デポジットが多量に含まれるガス中に所定時間配置したときの、各ガスセンサの１０〜９０％応答時間を測定した。１０〜９０％応答時間は、各ガスセンサによって酸素濃度又は特定ガス成分濃度の検出を行う際の出力が定常値の１０％から９０％になるまでに掛かる時間を示す。また、デポジットが多量に含まれるガスのＡ／Ｆ（空燃比）は、１５〜１８とした。
１０〜９０％応答時間の測定結果を図１７に示す。同図においては、ガスセンサがガス中に晒された時間（ｈｒ）と１０〜９０％応答時間（ｍｓ）との関係を示す。

試験品、比較品１及び比較品２について複数の所定時間における１０〜９０％応答時間を測定した結果、試験品の１０〜９０％応答時間に比べて比較品１の１０〜９０％応答時間が長くなり、比較品１の１０〜９０％応答時間に比べて比較品２の１０〜９０％応答時間が長くなった。比較品１，２の１０〜９０％応答時間が長くなる理由は、主としてインナー側壁部におけるインナー通気孔に、ガス中のデポジットが堆積したためであると考える。この結果より、試験品であるガスセンサは、比較品１，２のガスセンサに比べて、デポジットの堆積が少なく、応答性に優れることが分かった。

１ ガスセンサ
２ ハウジング
３ センサ素子
４ インナーカバー
４１ インナー側壁部
４２ インナー底部
４１１，４２１ インナー通気孔
５ アウターカバー
５１ アウター側壁部
５２ アウター底部
５１１，５２１ アウター通気孔

Claims (4)

1. 新規導入空気（Ａ）に排ガス（Ｇ）の一部を再循環させる排気再循環機構（８）を有する内燃機関（７）の吸気通路（８１）に配置して用いられるガスセンサ（１）であって、
   挿通口（２１）を有するハウジング（２）と、
   該ハウジングの中心軸線（Ｃ）に沿って配置されるとともに上記挿通口に絶縁碍子（２２）を介して保持され、上記新規導入空気と上記排ガスとの混合ガス（Ｍ）が導入されるガス検知部（１１）が上記ハウジングから突出するセンサ素子（３）と、
   上記中心軸線に沿って上記ハウジングに取り付けられる筒状のインナー側壁部（４１）、及び該インナー側壁部の端部を閉塞するインナー底部（４２）を有し、かつ、該インナー底部及び上記インナー側壁部に、上記混合ガスを通過させるインナー通気孔（４２１，４１１）が設けられたインナーカバー（４）と、
   上記中心軸線に沿って上記インナーカバー又は上記ハウジングに取り付けられる筒状のアウター側壁部（５１）、及び該アウター側壁部の端部を閉塞するアウター底部（５２）を有し、かつ、該アウター底部及び上記アウター側壁部に、上記混合ガスを通過させるアウター通気孔（５２１，５１１）が設けられたアウターカバー（５）と、を備えており、
   上記インナーカバーは、金属製の基材と、該基材を被覆する樹脂被覆層とによって構成されており、
   上記アウターカバーは、樹脂によって構成されており、
   上記アウター側壁部における上記アウター通気孔は、該アウター側壁部における、上記中心軸線の周りの全領域のうち、上記吸気通路内における上記混合ガスの流れの下流側に位置する半分の領域（Ｘ）にのみ設けられている、ガスセンサ。
2. 上記インナー底部における上記インナー通気孔と、上記アウター底部における上記アウター通気孔とは、上記中心軸線に直交する横方向の互いにずれた位置に形成されている、請求項１に記載のガスセンサ。
3. 上記樹脂被覆層は、含フッ素化合物又は含珪素化合物によって構成されている、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
4. 上記アウターカバーは、樹脂としての含フッ素化合物によって構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスセンサ。

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