专利名称：：气体传感器、具备该传感器的空燃比控制装置及运输设备的制作方法
技术领域：
：本发明涉及气体传感器，特别涉及在高温环境下使用的气体传感器。另外，本发明涉及具备这样的气体传感器的空燃比控制装置和运输设备。
背景技术：
：从环境问题、能源问题的观点出发，要求提高内燃机的燃料利用率，降低内燃机的排气中所含的限制物质(NOx等)的排出量。为此，需要根据燃烧状态适当控制燃料与空气的比例，使得一直在最合适的条件下进行燃料的燃烧。空气与燃料的比例被称作空燃比(A/F)，在使用三元催化剂的情况下，最合适的空燃比为理论空燃比。所谓理论空燃比，是空气与燃料都没有过量/不足地燃烧的空燃比。在燃料以理论空燃比下燃烧时，在排气中含有一定的氧。在空燃比比理论空燃比小(即燃料的浓度相对较高)时，排气中的氧浓度比理论空燃比时的氧浓度减少。另一方面，在空燃比比理论空燃比大(即燃料的浓度相对较低)时，排气中的氧浓度增加。因此，通过计测排气中的氧浓度，能够推定空燃比从理论空燃比偏离何种程度，进行控制使得调节空燃比、燃料在最合适条件下燃烧。作为用于计测排气中的氧浓度的氧传感器，已知专利文献l所公开的电动势型的氧传感器和专利文献2所公开的电阻型的氧传感器。电动势型的氧传感器，检测设置在固体电解质层的表面上的基准电极以及测定电极(分别暴露在空气以及排气中)之间的氧分压的差别作为电动势，由此测定氧浓度。与此相对，电阻型的氧传感器，检测暴露在排气中的氧化物半导体层的电阻率的变化，由此测定氧浓度。在图14中，表示以往的氧传感器800。图14所示的氧传感器800包括传感器元件810和传感器元件810插通固定的壳体840。传感器元件810具有用于检测氧的气体检测层811和支撑气体检测层811的基板812。传感器元件810^皮配置成气体检测层811在壳体840的顶端侧露出。壳体840在其外侧面上具有形成有螺紋牙的螺紋部840a(螺紋牙没有图示)。通过将壳体840的螺紋部840a与形成在排气管上的螺紋孔螺紋配合，将氧传感器800固定在排气管上。在壳体840的顶端部，以覆軍传感器元件810的气体检测层811的方式，设有顶端侧罩850。顶端侧軍850由内侧軍构件851以及外侧罩构件852构成。在内侧罩构件851以及外側軍构件852，分别形成有用于将排气导入内部的开口部(通气孔)853。壳体840与传感器元件810之间，由玻璃密封部870气密性密封。玻璃密封部870是通过由热处理将玻璃材料熔化、然后将其固化而形成的。以夹着玻璃密封部870的方式，配置有一对陶瓷套筒(sleeve)871以及872。在陶瓷套筒871以及872，分别形成有传感器元件810插通的孔。传感器元件810与外部的电输入输出经由导线820进行。导线820与传感器元件810由端子830连接。端子830与传感器元件810的连接通过将由金属制的板簧材料形成的端子830插入形成在陶资套筒872上的端子插入孔872a而进行的。在壳体840的基端侧，以收纳端子830等的方式设有筒状的基端侧軍860。在基端侧罩860的内部，配置有具有导线820插通的贯通孔的橡胶构件862。通过将由金属材料形成的基端側罩860的一部分(配置有橡胶构件862的部分)向内侧堑紧(力、Lfe5,凿密、压紧、挤紧)，将导线820固定，并且将基端侧罩860封口。在图15中，表示传感器元件810的构造的一例。图15所示的传感器元件810，是电阻型的传感器元件，在基板812的主面812a上，设有作为气体检测层的氧化物半导体层811。另外，在基板812的主面812a上，还5设有用于检测氧化物半导体层811的电阻率的检测电极813。氧化物半导体层811的电阻率根据环境气体中的氧分压而变化，所以通过由检测电极813计测该电阻率的变化，能够检测氧浓度。在基板812的背面812b侧，设有用于使氧化物半导体层811升温的加热器814。加热器814是利用电阻损耗进行加热的电阻加热型的发热元件。当在从加热器814引出的加热器电极814a上施加电压时，电流在形成为预定的形状的发热体中流动从而发热体发热，由此进行加热。通过由加热器814使氧化物半导体层811升温而使其迅速活化，能够提高内燃机的起动时的检测精度。在使用图15所例示的传感器元件810时，在陶瓷套筒872的端子插入孔872a内，端子830与检测电极813、加热器电极814a接触，由此将传感器元件810与端子830电连接。专利文献1:日本特开平8-114571号公报专利文献2:日本特开平5-18921号公才艮以往的氧传感器具有难以减小其纵向的尺寸、难以小型化的问题。例如在图14所示的氧传感器800中，使用金属制(例如NCF750所代表的Ni-Cr合金制)的板簧材料作为端子830,板簧材料的耐热性为600'C左右。因此，为了不将端子830加热到该温度以上，需要将从暴露在高温的排气中的气体检测层811到传感器元件810与端子830的连接部的距离确保得较长。因此，难以减小纵向的尺寸，即氧传感器800的中心轴(在图中用点划线表示)方向的长度。另外，在这里列举了利用板簧材料的弹性将传感器元件810与端子830连接的构造，但在利用了碟形弹簧、环形弹簧等金属制弹簧件的弹性的连接构造时产生同样的问题。这样，在以往的氧传感器中，传感器元件与端子的连接构造的耐热性不足，所以难以小型化。一部分运输设备(例如自动两轮车)在排气管的周围空间不大，所以期望氧传感器的进一步的小型化
发明内容本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种通过耐热性优异的连接构造将传感器元件与端子连接的适于小型化的气体传感器。本发明的气体传感器，包括传感器元件，其具有用于检测预定的气体的气体检测层；导线，其用于在所述传感器元件与外部之间进行电输入输出；端子，其将所述传感器元件与所述导线电连接；和接合部，其将所述端子与所述传感器元件接合；所述接合部包含玻璃材料和具有ioo(TC以上的熔点的金属材料。在某一优选的实施方式中所述金属材料包含铂、鵠、钼、镍、铁、铼、铬以及钛中的至少一种。在某一优选的实施方式中所述金属材料为铂。在某一优选的实施方式中所述传感器元件被配置成所述气体检测层的层法线方向相对于所述气体传感器的纵向大致平行。在某一优选的实施方式中所述传感器元件还具有支撑所述气体检测层的基板；所述传感器元件被配置成所述基板的主面相对于所述气体传感器的纵向大致垂直。在某一优选的实施方式中所述传感器元件的所述基板具有所述端子的顶端部插入的端子插入孔；所述端子在所述端子插入孔内与所述传感器元件接合。在某一优选的实施方式中所述端子包含电极棒；所述电极棒与所述传感器元件通过所述接合部接合。在某一优选的实施方式中所述电极棒由具有1000。C以上的熔点的金属材料形成。在某一优选的实施方式中所述电极棒由铂形成。在某一优选的实施方式中所述电极棒具有由包含钨、钼、镍、铁、铼、铬以及钛中的至少一种的金属材料形成的电极棒主体、和形成在所述电极棒主体的表面上的铂镀层。在某一优选的实施方式中本发明的气体传感器还具备所述电极棒插通的陶瓷构件；所述陶瓷构件的所述传感器元件侧的端部包围所述电极棒，并且与所述传感器元件接合。在某一优选的实施方式中本发明的气体传感器还具备设置在所述电极^^奉与所述陶瓷构件之间的玻璃密封部。在某一优选的实施方式中本发明的气体传感器为氧传感器。本发明的空燃比控制装置，具备上述结构的气体传感器。本发明的运输设备，具备上述结构的空燃比控制装置。在本发明的气体传感器中，通过包含玻璃材料和具有100(TC以上的熔点的金属材料的接合部将传感器元件与端子接合，这样的接合部耐热性优异。另外，除了接合部本身耐热性优异，通过设置有这样的接合部，作为端子的材料，不需要使用板簧材料这样具有特殊的物性的材料。即，端子的材料的选择上制约较少，能够使用耐热性较高的材料。因此，在本发明的气体传感器中，能够通过耐热性优异的连接构造将传感器元件与端子连接。因此，不需要将从暴露在高温的排气中的气体检测层到传感器元件与端子的连接部(即接合部)的距离确保得较长。因此，能够减小气体传感器的纵向的尺寸、即气体传感器的中心轴方向的长度，能够使气体传感器小型化。作为接合部所含的金属材料，优选使用包含铂、钨、钼、镍、铁、铼、铬以及钛中的至少一种的材料。从气体传感器的耐久性的观点出发，接合部所含的金属材料最优选为柏。铂不仅仅熔点高，而且耐氧化性优异。即，铂的表面即使被暴露在高温的排气中也难以氧化。因此，作为金属材料仅含有铂的接合部，导电率难以下降，即使在高温的排气环境下也能够长时间使用。优选传感器元件被配置成气体检测层的层法线方向相对于气体传感器的纵向大致平行。通过采用这样的配置("横向配置")，能够进一步缩小气体传感器的纵向的尺寸，能够实现气体传感器的进一步的小型化。在传感器元件还具有支撑气体检测层的基板时，通过将传感器元件配置成基板的主面相对于氧传感器的纵向大致垂直，能够实现上述的横向配置。在采用横向配置时，传感器元件的基板，典型的是，具有端子的顶端部插入的端子插入孔，在该端子插入孔内端子与传感器元件接合。在端子包含电极棒的结构中，电极棒与传感器元件通过接合部接合。为了提高传感器元件与端子的连接构造的耐热性，优选该电极棒也由耐热性较高的材料形成。具体地说，优选电极棒由具有IOOO'C以上的熔点的金属材料形成。电极棒最优选由钿形成。由铂形成的电极棒其表面难以氧化，即使暴露在高温的排气中，导电率也难以下降。另外，电极棒优选使用具有由包含钨、钼、镍、铁、铼、铬以及钛中的至少一种的金属材料形成的电极棒主体、和形成在电极棒主体的表面上的铂镀层的结构。通过使用这样的结构，与由铂形成电极棒整体的情况相比，能够降低制造成本，另外，能够充分抑制电极棒的导电率的下降。在气体传感器还具备电极棒插通的陶瓷构件时，该陶瓷构件的传感器元件侧的端部包围电极棒，并且与传感器元件接合，这样传感器元件不但由电极棒保持，还由陶瓷构件保持。因此，能够牢固地将传感器元件接合到气体传感器上，能够提高气体传感器对于震动、冲撞的可靠性。另外，如果在电极棒与所述陶瓷构件之间设置玻璃密封部，则电极棒与陶瓷构件通过玻璃密封部接合，所以电极棒的强度提高，进一步提高气体传感器对于震动、沖撞的可靠性。本发明能够广泛用于所有气体传感器，例如，适用于检测氧的氧传感器。本发明的氧传感器适用于控制内燃机的空燃比的空燃比控制装置，具备了本发明的氧传感器的空燃比控制装置适用于各种运输设备。根据本发明，能够提供通过耐热性优异的连接构造将传感器元件与端子连接的适于小型化的气体传感器。图1是示意地表示本发明的优选的实施方式中的氧传感器ioo的剖视图。图2是放大表示氧传感器100所具备的传感器元件附近的剖视图。图3(a)是从氧传感器的中心轴方向观察传感器元件的俯视图；(b)是将(a)中的气体检测层省略后的图。图4是对于本发明的优选的实施方式中的氧传感器100以及以往的氧传感器800、比较并显示试制做出的例子的尺寸的图。图5是放大表示氧传感器100所具备的传感器元件附近的剖视图。图6是示意地表示本发明的优选的实施方式中的其他的氧传感器200的剖一见图。图7是放大表示氧传感器200所具备的传感器元件附近的剖视图。图8是示意地表示本发明的优选的实施方式中的又一其他的氧传感器300的剖^L图。图9是放大表示氧传感器300所具备的传感器元件附近的剖视图。图IO是示意地表示电动势型的传感器元件的剖视图。图ll是示意地表示界限电流式的传感器元件的剖视图。图12是示意地表示具备氧传感器100的自动两轮车500的侧视图。图13是示意地表示图12所示的自动两轮车500中的内燃机的控制系统的图。图14是示意地表示以往的氧传感器800的剖视图。图15是示意地表示氧传感器800所具备的传感器元件的分解立体图。符号说明10:传感器元件11、11A:气体检测层12:絲12a:端子插入孔13:检测电极14:加热器14a:加热器电极15:基准大气室1016A:基准电极16B:测定电极17:扩散控制层18A:阴极18B:阳极20:导线30:端子32:压入部34:电极棒34a:电极棒主体34b:钼镀层40:壳体50:顶端側罩60:基端側罩62:封口构件64:防水帽70:玻璃密封部71:第1陶瓷构件71a:第1陶瓷构件的传感器元件侧的端部72:第2陶瓷构件80:接合部100、200、300:氧传感器500:自动两轮车600:内燃枳j具体实施例方式下面，一边参照附图一边说明本发明的实施方式。另外，在下面列举了用于检测氧的氧传感器，但本发明并不限定于氧传感器，适用于所有的ii气体传感器。在图1中，表示本实施方式中的氧传感器100。氧传感器100具备具有用于检测预定的气体(在这里是氧)的气体检测层11的传感器元件10，用于在传感器元件10与外部之间进行电输入输出的导线20，和将传感器元件10与导线20电连接的端子30。氧传感器100还具备收纳氧传感器100的结构要素的一部分、用于将氧传感器100固定在排气管上的壳体40。在壳体40的外侧面上，设有形成了螺紋牙的螺紋部40a(螺紋牙没有图示)。通过将该螺故部40a与形成在排气管上的螺紋孔螺紋配合，能够将氧传感器100固定在排气管上。壳体40典型的是由金属材料(例如不锈钢)形成。传感器元件10如图l所示，被配置成位于壳体40的顶端侧。传感器元件10，除了上述的气体检测层11,还具有支撑气体检测层11的基板12。基板12,具有端子30的顶端部插入的端子插入孔12a，在端子插入孔12a内通过后述的接合部80将端子30与传感器元件10接合。本实施方式中的传感器元件10为电阻型的传感器元件。对于电阻型的传感器元件10的具体的结构如后所述。以覆罩传感器元件10的方式，在壳体40的顶端侧设有顶端侧罩S0。顶端侧軍50具有由内侧罩构件51以及外侧罩构件52构成的双层构造。在内侧軍构件51以及外侧罩构件52的各自，分别形成有用于将排气导入内部的开口部(通气孔)53。内侧罩构件51以及外侧罩构件52典型的是由金属材料(例如不锈钢)形成，通过例如焊接而与壳体40接合。另夕卜，在壳体40的基端侧，以覆軍端子30的从壳体40露出的部分的方式设有筒状(例如圆筒状)的基端侧罩60。基端侧罩训典型的是由金属材料(例如不锈钢)形成，通过例如焊接而与壳体40接合。在基端侧軍60的远离壳体40侧的端部上，配置有封口基端侧軍60的封口构件62。封口构件62具有导线20以及端子30插入的圆柱状的贯通孔6h。封口构件62由耐热性树脂形成。作为耐热性树脂，可以使用聚酰亚胺树脂等热塑性树脂，也可以使用酚树脂等热固化树脂。12导线20由金属材料(例如铜)形成，被绝缘材料(PTFE等树脂)覆罩。导线20进而被由氟橡胶、硅橡胶等形成的蛇腹状(折皱、手风琴风箱状)的防水帽64覆罩，与防水帽64—起被插入贯通孔62a。导线20被连接到外部(例如空燃比控制装置的计算机)，传感器元件10与外部之间的电输入输出(例如来自传感器元件10的检测信号的输出、向传感器元件IO的电力的供给)经由导线20进行。端子30包含被压入固定在封口构件62的贯通孔62a内的压入部32和从压入部32向传感器元件10侧延伸的电极棒(电线、金属线)34。压入部32由金属材料(不锈钢、镍合金等)形成。压入部32的中央部32a为大致圆柱状，具有比封口构件62的贯通孔62a稍大的外径。因此，通过将压入部32压入封口构件62的贯通孔62a，贯通孔62a大致^皮完全封闭。另外，通过该压入，封口构件62的外径也变得比本来的外径稍大。即，变为相对于基端側罩60将封口构件62压入固定的状态。因此，基端侧罩60与封口构件62之间也大致被完全封闭。压入部32通过将其一端部32a堃紧(力、L&3,凿密、压紧、挤紧)而与导线20连接。另外，压入部32通过将其另一端部32c堑紧(力、L力)，凿密、压紧、挤紧)而与电极棒34连接。当然，也可以通过焊接(例如电阻焊、激光焊)将压入部32的另一端部32c与电极棒34连接。电极棒34由金属材料形成，电极棒34的顶端部，在基板12的端子插入孔12a内与传感器元件10接合。电极棒34与壳体40之间通过玻璃密封部70气密性密封。玻璃密封部70是通过由热处理将玻璃材料熔化然后将其固化而形成的。作为玻璃材料，可以使用作为密封材料的公开的各种材料。通过设置玻璃密封部70，防止排气向壳体40的基端侧，即设置有封口构件62、端子30、导线20的空间进入。以夹着玻璃密封部70的方式，配置有一对陶瓷构件(陶瓷套筒)"以及72。下面，将相对于玻璃密封部70被配置在传感器元件10側的陶瓷构件71称作"第1陶瓷构件"，将相对于玻璃密封部70被配置在第1陶瓷构件71的相反側的陶瓷构件72称作"第2陶瓷构件"。第1以及第2陶瓷构件71以及72由耐热性以及绝缘性优异的陶资材料(例如矾土)形成，分别具有电极棒34插通的孔。接下来，一边参照图2以及图3，一边具体说明电阻型的传感器元件IO的结构。图2是放大表示氧传感器100的传感器元件10附近的剖视图。另外，图3(a)是从氧传感器100的中心轴(在图1以及图2中用点划线表示)方向观察传感器元件10的俯视图；图3(b)是将图3(a)中的气体检测层ll省略后的图。传感器元件10如上所述，具有气体检测层11和支持气体检测层11的基板12。气体检测层11由氧化物半导体形成，被设置在基板12的主面12p上。由氧化物半导体形成的气体检测层11，具有包含微小的氧化物半导体粒子(颗粒)的多孔构造，根据环境(即排气)中的氧分压释放或者吸收氧。由此，气体检测层ll中的氧空孔浓度变化，所以气体检测层ll的电阻率变化。作为氧化物半导体，可以使用例如钛白(二氧化钛)或者铈土(二氧化铈)。基板12由具有绝缘性的材料(典型的为矾土等陶瓷材料)形成。在基板12的主面12p上，如图3(a)以及图3(b)所示，还设有用于检测气14。检测电极13由具有导电性的材料形成，典型的是，由铂(白金)、铂铑合金、金等金属材料形成。为了高效计测气体检测层11的电阻率的变化，检测电极13的与气体检测层11重叠的部分优选如图3(b)所示，形成为梳齿状。加热器14是利用电阻损耗进行加热的电阻加热型的发热元件。加热器14在气体检测层11的周围以迂回的图形形成。作为加热器14的材料，可以使用铂、鵠等金属材料。另外，也可以使用非金属材料，例如可以使用氧化铼等良导体氧化物。通过向从加热器14延伸的加热器电极14a施加电压而进行加热。通过由加热器14使气体检测层11而使其迅速活化，能够提高内燃机的起动时的检测精度。另外，在这里列举了在基板12的主面12p上设有加热器14的结构，但也可以在基板12的背面上设置加热器14。另外，在这里没有进行图示，但优选在气体检测层11上设有催化剂层。催化剂层包含催化剂金属，通过催化剂金属的催化作用，将要检测的气体(即氧)以外的至少1种物质分解。具体地说，将会给气体检测层11进行的氧的检测带来坏影响的气体、微粒(例如没有完全燃烧的碳氬化合物、碳、氮的氧化物等)分解，防止这样的气体、微粒附着在气体检测层11的表面上。作为催化剂金属，使用例如铂。接下来，说明氧传感器100中的传感器元件10与端子30的连接构造。本实施方式中的氧传感器100如图1以及图2所示，具备将端子30与传感器元件10接合的接合部80。在这里，接合部80被设置在基板12的端子插入孔12a内，在端子插入孔12a内通过接合部80将端子30的电极棒34与传感器元件10(更具体地说是传感器元件10的检测电极l3、加热器电极14a)接合。本实施方式中的接合部80包含玻璃材料和具有1000'C以上的熔点的金属材料。即，接合部80由包含玻璃材料和高熔点金属材料的混合物形成。通过这样的接合部80,将传感器元件10与端子30物理性结合并且电连接。如上所述，在本实施方式中的氧传感器100中，通过包含玻璃材料和具有lOOOC以上的熔点的金属材料的接合部80将传感器元件10与端子30接合，这样的接合部80耐热性优异。另外，除了接合部80本身耐热性优异，由于设置有这样的接合部80,所以作为端子30的材料，不需要使用板簧材料这样具有特殊的物性的材料。即，端子邓的材料的选择上制约较少，能够使用耐热性较高的材料。因此，在本实施方式中的氧传感器100中，能够通过耐热性优异的连接构造将传感器元件10与端子邓连接。因此，不需要将从暴露在高温的排气中的气体检测层11到传感器元件10与端子30的连接部(即接合部80)的距离确保得较长。因此，能够减小氧传感器100的纵向的尺寸、即氧传感器100的中心轴方向的长度，能够使氧传感器ioo小型化。接合部80，具体地说，通过将包含玻璃材料和具有1000。C以上的熔点的金属材料的粉末的混合物加热而将其熔化、然后将其固化而形成的。作为玻璃材料，可以使用作为密封材料的公知的各种材料，例如，可以使用ZnO-Si02-MgO类玻璃材料、ZnO-B203-Bi203类玻璃材料、Si02-B203-MgO类玻璃材料等。为了充分确保传感器元件10与端子30的电连接，优选接合部80含有20wt(重量)。/。以上的金属材料。如果金属材料的含有率低于20wt%，则接合部80的电阻值急剧增加。但是，为了将玻璃材料的接合强度确保得充分地高，以及为了抑制使用高价的金属材料导致制造成本增加，优选金属材料的含有率为70wt。/。以下。作为接合部80所含的金属材料，具体地说，可以使用包含铂(Pt)、鴒(W)、钼(Mo)、镍(Ni)、铁(Fe)、铼(Re)、铬(Cr)以及钛(Ti)中的至少一种的材料。铂、钨、钼、镍、铁、铼、铬以及钛的熔点如下述表l所示，都为1000。C以上。在形成接合部80时，可以相对于玻璃材料仅添加一种上述金属元素的粉末，也可以添加两种以上，也可以添加包含上述金属元素的合金的粉末。作为具有1000。C以上的熔点的合金，可以使用例如W-Re(钨-铼)合金、Pt-Re(铂-铼)合金。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>从氧传感器100的耐久性的观点出发，接合部80所含的金属材料最优选为铂。铂不仅熔点高，而且耐氧化性优异。即，铂的表面即使被暴露在高温的排气中也难以氧化。因此，作为金属材料仅含有铂的接合部80的导电率难以下降，即使在高温的排气环境下也能够长时间使用。但是，柏的价格太高，所以从降低制造成本的观点出发，优选使用列举的其他的材料。另外，在本实施方式中的氧传感器100中，如图1以及图2所示，传感器元件IO被配置成气体检测层11的层法线方向(在图2中表示为箭头D)相对于氧传感器100的纵向(中心轴方向)大致平行。换言之，传感器元件10被配置成基板12的主面12p相对于氧传感器100的纵向大致垂直。与此相对，在图14所示的以往的氧传感器800中，传感器元件810被配置成气体检测层811的层法线方向相对于氧传感器800的纵向大致垂直(换言之，基板812的主面相对于氧传感器800的纵向大致平行)。即，在本实施方式中，传感器元件10的配置角度与以往相差大致90°。在本发明说明书中，将如本实施方式所示、气体检测层ll的层法线方向相对于氧传感器100的纵向(中心轴方向)大致平行的传感器元件10的配置称作"横向配置，，，将如以往所示、气体检测层811的层法线方向相对于氧传感器800的纵向大致平行的传感器元件810的配置称作"纵向配置"通过如本实施方式所示采用横向配置，能够进一步缩小氧传感器100的纵向的尺寸，所以能够实现氧传感器100的进一步的小型化。在图4中示出了，对于采用横向配置的本实施方式的氧传感器100与采用纵向配置的以往的氧传感器800，比较试制做出的例子的尺寸。如图4所示，本实施方式的氧传感器100的长度L！为29mm，相对于此，以往的氧传感器800的长度L2为46mm。即，在本实施方式的氧传感器100中，与以往相比，能够将纵向的尺寸缩短至约2/3。另外，在横向配置中，气体检测层ll的层法线方向也可以相对于氧传感器100的纵向不严密地平行。只要气体检测层11的层法线方向相对于氧传感器100的纵向大致平行即可，具体地说，只要气体检测层11的层法线17方向与氧传感器100的纵向所成的角度为10°以下即可。只要两者所成的角度为IO。以下，氧传感器100的纵向的尺寸就几乎不会增加，所以能够实现和气体检测层11的层法线方向与氧传感器100的纵向平行时大致同样的小型化。另外，本发明也适用于采用纵向配置的情况。在采用纵向配置的情况下，在以往的缺乏耐热性的连接构造中，为了充分确保从气体检测层到传感器元件与端子的连接部位的距离，需要使用较长的基板(例如图14所示的基板812)。与此相对，根据本发明，即使传感器元件与端子的连接部位接近于气体检测层也没有问题，所以不需要使用较长的基板。因此，即使在采用纵向配置的情况下，也能够实现氧传感器的小型化。为了提高传感器元件10与端子30的连接构造的耐热性，优选电极棒34也由耐热性高的材料形成。具体地说，电极棒34优选由具有1000'C以上的熔点的金属材料形成。如上面所述，铂具有优异的耐氧化性，所以其表面难以氧化。因此，从抑制由于暴露在高温的排气中而引起的电极棒34的导电率下降的观点出发，电极棒34最优选由铂形成。但是，铂的价格太高。所以，从制造成本的观点出发，作为电极棒34具体地说，可以使用包含鴒、钼、镍、铁、铼、铬以及钛中的至少一种的金属材料。另外，也优选如图5所示，电极棒34使用具有电极棒主体3^和形成在电极棒主体34a的表面上的铂镀层34b的结构，其中所述电极棒主体由包含鵠、钼、镍、铁、铼、铬以及钬中的至少一种的金属材料形成。通过采用这样的结构，与由铂形成电极棒34整体的情况相比，能够降低制造成本，另外，能够充分抑制电极棒34的导电率的下降(特别是由于与传感器元件10连接的部分附近被氧化而引起的导电率的下降)。接下来，一边参照图6以及图7，一边说明本实施方式中的其他的氧传感器200。图6是示意地表示氧传感器200的剖视图，图7是放大表示氧传感器200的传感器元件10附近的图。在氧传感器200中，第1陶瓷构件(陶瓷套筒)71的传感器元件10侧的端部7la以包围电极棒34的方式延伸到壳体40的顶端侧。另外，该端部71a与传感器元件10接合。具体地说，用于将传感器元件IO与端子30接合的接合部80延伸到基板12的端子插入孔12a的上方，通过这样的接合部80，将第1陶瓷构件71的端部71a与传感器元件IO接合。在这样的氧传感器200中，第1陶瓷构件71的传感器元件10側的端部71a包围电极棒34，并且与传感器元件10接合，所以传感器元件10不但由电极棒34保持，还由第1陶瓷构件71保持。因此，与图1等所示、电极棒34暴露(即仅由电极棒34保持传感器元件10)的情况相比，能够牢固地将传感器元件10连接到氧传感器100上。因此，氧传感器100相对于震动、沖撞的可靠性提高。另外，如图8以及图9所示的本实施方式中的又一氧传感器300所示，在电极棒34与第1陶瓷构件71之间也设置玻璃密封部70，这样电极棒34与第1陶瓷构件71由玻璃密封部70接合，所以电极棒34的强度提高。因此，氧传感器100相对于震动、冲撞的可靠性进一步提高。另外，在此前的说明中列举了电阻型的传感器元件IO，但作为传感器元件10,可以使用能够检测氧的各种元件。例如，也可以使用图10所示的电动势型的传感器元件10。图10所示的传感器元件10的气体检测层11A由固体电解质形成。作为固体电解质，可以使用氧化锆等。在气体检测层11A的中央附近，形成有将作为测定基准的气体即大气导入的基准大气室15。以与气体检测层11A接触并且暴露在大气内的方式设有基准电极16A。另外，以与气体检测层IIA接触并且暴露在排气内的方式设有测定电极16B。基准电极16A以及测定电极16B在基板12的端子插入孔12a内经由接合部80与电极棒34连接。另外，在这里虽然没有进行图示，但在基板12的背面上设置有用于使气体检测层IIA升温的加热器。在基准电极16A与测定电极16B之间，产生与各自的气体(大气以及排气)中的氧分压相对应的电动势。因此，通过测定该电动势，能够检测19出排气中所含的氧。另外，也可以使用图11所示的界限电流式传感器元件10。图11所示的传感器元件10的气体检测层11B也由固体电解质形成。以夹着气体检测层11B的方式设有阴极18A和阳极18B。当在阴极18A与阳极18B之间施加电压时，在阴极18A，氧被夺取电子而离子化，向气体检测层11B注入氧离子。另外，在阳极18B，在气体检测层11B内从阴极18A侧移动到阳极18B侧的氧离子接受电子而作为氧释放出。该现象作为固体电解质的氧泵作用而,皮众所周知。向阴极18A的氧的供给通过以包围气体检测层11B的方式设置的扩散控制(扩散速率控制)层17进行。扩散控制层17由多孔的陶瓷材料(例如多孔尖晶石(spinel))形成，对氧的气体扩散进行速率控制。即，通过扩散控制层17限制向阴极18A的氧的供给。因此，在阴极18A以及阳极18B之间的电流-电压特性中呈现饱和电流特性。这样的饱和电流被称作界限电流，其大小由环境中的氧浓度决定。这样，在界限电流式传感器元件10中，通过气体扩散进行向阴极18A的氧的供给，测定与氧浓度成比例的界限电流，来检测氧浓度。另外，在这里虽然没有进行图示，但在基板12的背面側设置有用于使由固体电解质形成的气体检测层IIB升温到适于离子传导的温度的加热器。本实施方式中的氧传感器100、200以及300适用于从各种运输设备的内燃机排出的排气中的氧的检测。本实施方式中的氧传感器100、200以及300适于小型化，所以特别适用于如自动两轮车那样在排气管的周围缺乏空间余裕的运输设备。图12示意地表示具备本实施方式中的氧传感器100的自动两轮车500。自动两轮车500具有主体框架(主车架)501和内燃机600。在主体框架501的顶端设有头管(headpipe)502。在头管502上能够向左右方向摆动地设有前叉503。另外，在前叉503的下端能够旋转地支撑有前轮504。在头管502的上端安装有车把505。以从主体框架501的后端上部向后方延伸的方式安装有车座导轨(seatrail)506。在主体框架501的上部设有燃料箱507，在车座导轨506上设有主车座508a以及串列(后)车座508b。另外，在主体框架501的后端安装有向后方延伸的后臂509。在后臂509的后端能够旋转地支撑有后轮510。在主体框架501的中央部保持有内燃机600。在内燃机600的前部安装有散热器511。在内燃机600的排气口上连接有排气管630。在排气管630设有氧传感器100、三元催化剂604以及消音器606。氧传感器100检测流过排气管630内的排气中的氧。在内燃机600,连接有变速机515，变速机515的输出轴516被安装在驱动链轮517上。驱动链轮517经由链条518连接在后轮510的后轮链轮519上。图13表示内燃机600的控制系统的主要的结构。在内燃机600的汽缸601设有进气门610、排气门606以及火花塞608。另外设有计测冷却发动机的冷却水的水温的水温传感器616。进气门610被连接在具有空气吸入口的进气管622。在进气管622上设有空气流量计612、油门传感器以及燃料喷射装置611。空气流量计612、油门传感器614、燃料喷射装置611、水温传感器616、火花塞608以及氧传感器100被连接在作为控制部的计算机618上。向计算机618还输入表示自动两轮车500的速度的车速信号620。在驾驶者通过未图示的起动机起动内燃机600时，计算机"8基于从空气流量计612、油门传感器614以及水温传感器616获得的检测信号以及车速信号620，计算最合适的燃料量，基于计算结果，向燃料喷射装置611输出控制信号。从燃料喷射装置611喷射的燃料与从进气管供给的空气混合，经由在适当的定时开闭的进气门610向汽缸601喷出。被喷出的燃料在汽缸601燃烧，形成排气而经由排气门606向排气管630导出。氧传感器100检测排气中的氧，向计算机618输出检测信号。计算机618基于来自氧传感器100的信号，判断空燃比从理想空燃比偏离何种程度。然后，相对于根据从空气流量计612以及油门传感器614获得的信号21而确定的空气量，控制从燃料喷射装置611喷出的燃料量使得变为理想空燃比。这样，通过包含氧传感器100和连接于氧传感器100的计算机(控制部)618的空燃比控制装置，适当地控制内燃机的空燃比。另外，在这里，列举了自动两轮车，但本实施方式中的氧传感器100(或者200、300)也适用于四轮汽车等其它的汽车。内燃机并不局限于汽油发动机，也可以是柴油发动机。另外，在本实施方式中，以氧传感器为例说明本发明，但本发明并不局限于氧传感器，适用于各种用于检测气体的传感器。例如，本发明也适用于用于检测NOx浓度的NOx传感器、用于检测CO浓度的CO传感器、用于检测HC浓度的HC传感器等。根据本发明，能够提供通过耐热性优异的连接构造将传感器元件与端子连接的、适于小型化的气体传感器。本发明适用于以氧传感器为首的各种气体传感器。本发明的气体传感器适用于乘用车、大型客车、卡车、摩托车、拖拉机、飞机、摩托艇、土木(建筑)车辆等各种运输设备用的空燃比控制装置。权利要求1.一种气体传感器，具有传感器元件，其具有用于检测预定气体的气体检测层；导线，其用于在所述传感器元件与外部之间进行电输入输出；端子，其将所述传感器元件与所述导线电连接；和接合部，其将所述端子与所述传感器元件接合；所述接合部包含玻璃材料、和具有1000℃以上的熔点的金属材料。2.如权利要求l所述的气体传感器，其中所述金属材料包含铂、鴒、钼、镍、铁、铼、铬以及钛中的至少一种。3.如权利要求1或2所述的气体传感器，其中所述金属材料为铂。4.如权利要求1~3中的任意一项所述的气体传感器，其中所述传感器元件被配置成，所述气体检测层的层法线方向相对于所述气体传感器的纵向大致平行。5.如权利要求4所述的气体传感器，其中所述传感器元件还具有支撑所述气体检测层的基板；所述传感器元件被配置成，所述基板的主面相对于所述气体传感器的纵向大致垂直。6.如权利要求5所述的气体传感器，其中所述传感器元件的所述基板，具有所述端子的顶端部插入的端子插入孔；所述端子在所述端子插入孔内与所述传感器元件接合。7.如权利要求16中的任意一项所述的气体传感器，其中所述端子包含电极棒；所述电极棒与所述传感器元件通过所述接合部接合。8.如权利要求7所述的气体传感器，其中所述电极棒由具有1000。C以上的熔点的金属材料形成。9.如权利要求8所述的气体传感器，其中所述电极棒由铂形成。10.如权利要求8所述的气体传感器，其中所述电极棒具有由包含鴒、钼、镍、铁、铼、铬以及钛中的至少一种的金属材料形成的电极棒主体，和形成在所述电极棒主体的表面上的铂镀层。11.如权利要求7~10中的任意一项所述的气体传感器，其中还具备所述电极棒插通的陶瓷构件；所述陶瓷构件的所述传感器元件侧的端部，包围所述电极棒、并且与所述传感器元件接合。12.如权利要求11所述的气体传感器，其中还具备设置在所述电极棒与所述陶资构件之间的玻璃密封部。13.如权利要求1~12中的任意一项所述的气体传感器，为氧传感器。14.一种空燃比控制装置，具备如权利要求13所述的气体传感器。15.—种运输设备，具备如权利要求14所述的空燃比控制装置。全文摘要本发明涉及气体传感器、具备该传感器的空燃比控制装置及运输设备。提供一种通过耐热性优异的连接构造将传感器元件与端子连接的、适于小型化的气体传感器。本发明的气体传感器，包括传感器元件(10)，其具有用于检测预定气体的气体检测层(11)；导线(20)，其用于在传感器元件(10)与外部之间进行电输入输出；端子(30)，其将传感器元件(10)与导线(20)电连接；和接合部(80)，其将端子(30)与传感器元件(10)接合。接合部(80)包含玻璃材料和具有1000℃以上的熔点的金属材料。文档编号G01N27/00GK101470089SQ20081018469公开日2009年7月1日申请日期2008年12月15日优先权日2007年12月27日发明者松本弘申请人:雅马哈发动机株式会社