专利名称：气体传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种气体传感器，其安装于例如机动ニ轮车以检测从内燃机(发动机)排放的排放气体(exhaust gas)中的氧气浓度。
背景技术：
传统地，作为气体传感器，已知包括氧离子导电性气体检测元件并且安装于机动ニ轮车的发动机的排气管以检测排放气体中的氧气浓度的传感器。作为这样的气体检测元件，已知如下的气体检测元件其具有例如前端封闭的筒状元件主体(由氧化锆制成),并且包括位于元件主体内侧的内侧电极以及位于元件主体外侧的外侧电极，其中，基于气体检测元件的内侧和外侧之间的气体状态(氧气浓度)差异产生电动势。 例如，如图14所示，下面的专利文献I公开了气体检测元件Pl固定在金属壳P2内并且气体检测元件Pl的后端部被金属外筒P3和保护外筒P4覆盖的气体传感器P5。在这种类型的气体传感器P5中，(定位于外筒P3的后端的)隔离件P6布置在气体检测元件Pl的后端，并且端子金属固定件P 8布置成与内侧电极P7接触。此外，端子金属固定件P8的后端部布置在隔离件P6中的贯通孔P9内并且连接至贯通孔P9内的导线PlO(该导线PlO获得传感器输出)。另外，在气体传感器P5中，分别在外筒P3和保护外筒P4中设置连通孔P13、P14以在气体检测元件Pl的后端部的空间Pll (及连接至空间Pll的气体检测元件的内部空间P12)和构成氧气基准源的大气之间建立连通。此外，在外筒P3和保护外筒P4之间布置适于允许气体通过而阻止水通过的过滤器P15。现有技术文献专利文献专利文献I :日本2004-37471号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，在上述现有技术中，由于隔离件布置于气体检测元件的后端部并且端子金属固定件和导线在隔离件中连接在一起的构造，引起了传感器自身的尺寸变大的问题。为了应对该问题，考虑了将端子金属固定件的构造设计成使得导线在气体检测元件内侧连接至端子金属固定件的方法。然而，在该情况下，用于定位并固定端子金属固定件的方法又成了问题。也就是说，为了将端子金属固定件定位成使得端子金属固定件和内侧电极之间的接触部不移位，例如，考虑了在端子金属固定件上设置沿径向延伸的环状凸缘部并且使该凸缘部保持在气体检测元件的后端面和隔离件的前端面之间的方法。然而，在该情况下，弓丨起了不能确保气体检测元件的内部空间和大气之间的气体流路(通气路径)的问题。
也就是说，端子金属固定件的凸缘部被气体检测元件和隔离件保持，由此紧密地附着于气体检测元件和隔离件，这会引起在气体检测元件和隔离件之间不存在形成通气路径的间隙的问题。特别地，在气体传感器使用过程中排放气体从外部进入气体检测元件的内部空间或者在气体检测元件内部产生某气体的情况下，假如气体检测元件的内部不能通气以排放气体，气体传感器的測量会被干扰。因此，确保通气路径是重要的。为解决上述问题而作出本发明，并且本发明的目的在于提供能够实现气体传感器自身的尺寸减小并且能够确保气体检测元件的内部空间和大气之间的通气路径的气体传感器。用于解决问题的方案(I)根据本发明的第一方面，提供ー种气体传感器，其包括气体检测元件，所述气体检测元件包括元件主体，所述元件主体由在轴线方向上延伸且前端封闭的筒状的固体 电解质构成，以及内侧电极和外侧电极，所述内侧电极和所述外侧电极分别设置在所述元件主体的内侧和外侧。所述气体传感器还包括筒状的外壳,所述外壳将所述气体检测元件保持在在轴线方向上贯通的贯通孔内；筒状的隔离件，所述隔离件具有电绝缘特性，所述隔离件以在所述外壳和所述隔离件之间限定空隙的方式在所述气体检测元件的后端侧布置于所述外壳的内部，至少导线穿过所述隔离件；封闭构件，所述封闭构件布置在所述隔离件的后端侧，所述导线插入通过所述封闭构件，并且所述封闭构件封闭所述外壳的后端侧；以及端子金属固定件，所述端子金属固定件具有以与所述内侧电极接触的方式装配于所述气体检测元件的电极接触部，所述端子金属固定件与所述导线连接。其中，所述外壳具有形成于比所述封闭构件靠前的位置以从所述外壳的外部导入基准气体的通气孔，所述端子金属固定件包括导线连接部和露出部，所述导线连接部装配于所述气体检测元件内，并且所述导线连接到所述导线连接部，所述露出部设置在比所述气体检测元件靠后的位置，并且所述露出部的至少一部分与所述隔离件接触，所述露出部包括凸缘部，所述凸缘部被保持在所述气体检测元件的后端面和所述隔离件的前端面之间，并且所述凸缘部比所述电极接触部向径向外侧突出，并且所述露出部在周向上的预定位置处具有设置在由所述气体检测元件的后端面限定的表面和由所述隔离件的前端面限定的表面之间的间隙，以在所述空隙和所述气体检测元件的内部之间建立连通，并且已经通过所述通气孔的基准气体通过所述空隙和所述间隙，以被导入所述气体检测元件的内部。在本发明的第一方面的气体传感器中，设置在端子金属固定件上的凸缘部被保持在气体检测元件的后端面和隔离件的前端面之间。而且，导线被连接到位于比端子金属固定件的凸缘部靠前的导线连接部。通过这样做，不仅能够使端子金属固定件适当地定位，而且导线的连接部能够设置在比传统气体传感器靠前的位置，由此能够将气体检测元件和隔离件布置成彼此靠近。因此，与传统气体传感器相比，能够使得本发明的气体传感器尺寸减小。另外，在本发明的第一方面中，在端子金属固定件上以比气体检测元件靠后的方式设置的露出部(具有凸缘部)与隔离件接触，从而在气体检测元件的后端面和隔离件的前端面之间设置空间。具体地说，由于至少凸缘部被气体检测元件和隔离件保持，所以在气体检测元件的后端面和隔离件的前端之间形成空间。通过采用该构造，在周向上的预定位置(例如，不形成包括凸缘部的露出部的位置)处在该空间中形成在该空间和气体检测元件的内部之间建立连通的间隙。也就是说，由于在气体检测元件的内部和外部(空隙)之间确保了允许气体流通的通气路径，所以通过该通气路径在气体传感器的内部和外部之间建立了连通。結果，构成氧气基准源的气体传感器外侧的大气空气能够通过该通气路径经由通气孔和空隙被导入传感器的内部，并且传感器的内部能够通气，从而传感器内部产生的气体能够被排放到传感器的外部。通过这种方式，根据第一方面，能够在确保通气路径的同时最大程度地抑制传感器的尺寸増大。也就是说，传感器的内部的通气性能与传感器的尺寸减小是兼容的。另外，至少导线应当插入穿过隔离件的内部，进而，布置成覆盖导线的外周的端子金属固定件也可以插入穿过隔离件。此外，间隙优选地形成在周向上与包括凸缘部的露出部所在的位置不同的位置 处，因为这样能够确保宽的空间。然而，例如，可以通过设置槽状缺ロ来形成间隙，该槽状缺ロ能够在包括凸缘部的露出部自身中(例如，在凸缘部的根部)构成通气路径。应注意的是，此处，径向是指与轴线相交成直角的方向，周向是指围绕轴线行进的方向。(2)根据本发明的第二方面，所述凸缘部包括多个凸缘片，并且所述多个凸缘片以它们之间限定所述间隙的方式沿周向布置。第二方面阐述了凸缘部的优选构造。在第二方面中，由于通过限定在凸缘片之间的间隙确保了使得气体能够在气体检测元件的内部和外部之间流动的通气路径,所以能够实现传感器的内部和外部之间的气体流动。另外，由于设置了多个凸缘片，所以当凸缘片被保持在气体检测元件的后端面和隔离件的前端之间时，提供了凸缘片(因此，端子金属固定件)能够牢固地保持和固定到位的优点。应注意的是，此处，“凸缘片”是指包括凸缘部的露出部。(3)根据本发明的第三方面，沿轴向突出以维持所述气体检测元件的后端部和所述隔离件的前端部之间的空间的凸部形成于所述凸缘片。在第三方面中，由于凸部设置在凸缘片上，所以能够确保气体检测元件和隔离件之间的空间大于凸缘部的厚度。通过这样做，能够确保提供充分通气量的通气路径。(4)根据本发明的第四方面，所述凸部仅形成于所述凸缘片的周向上的一部分。设置凸部的部位与气体检测元件或隔离件抵接，并且在抵接发生的部位通气被阻断。然而，在第四方面中，由于不沿凸缘片的整个周向宽度形成凸部，所以可以使得通气难以被阻断。(5)根据本发明的第五方面，所述隔离件的后端面和所述封闭构件的前端面紧密地附着于彼此。在第五实施方式中，由于隔离件的后端面紧密地附着于封闭构件的前端面，所以能够使得气体传感器小。另外，当隔离件的后端面以这种方式紧密地附着于封闭构件的前端面吋，不是经由隔离件的后端面和封闭构件的前端面之间的间隙(进而经由隔离件中的导线插入孔)在气体检测元件的内部和外部之间确保允许气体流动的通气路径。然而，在本发明中，经由端子金属固定件的露出部的间隙在气体检测元件的内部和外部之间确保允许气体流动的通气路径，因此，通过该通气路径在气体传感器的内部和外部之间建立连通，由此实现气体传感器的内部和外部之间的气体流动。
图I是描绘第一实施方式的气体传感器的沿轴线O方向截取的状态的说明性截面图。图2是气体检测元件3的局部剖切正视图。图3是描绘端子金属固定件9和导线11周围的构造的沿轴线方向截取的状态的立体图。·
图4的(a)是端子金属固定件9的立体图，图4的(b)是该端子金属固定件的平面图，图4的(c)是该端子金属固定件的正视图。图5是描绘端子金属固定件9的凸缘片75周围的构造的沿轴线方向截取的说明性放大截面图。图6的(a)是第二实施方式的端子金属固定件101的立体图，图6的(b)是该端子金属固定件的平面图，图6的(c)是该端子金属固定件的正视图。图7的(a)是第三实施方式的端子金属固定件121的立体图，图7的(b)是该端子金属固定件的平面图，图7的(C)是该端子金属固定件的正视图。图8的(a)是描绘第四实施方式的端子金属固定件141的上部的平面图，图8的(b)是描绘凸缘片143周围的构造的沿轴线方向截取的说明性放大截面图。图9的(a)是描绘第五实施方式的端子金属固定件151的上部的平面图，图9的(b)是描绘沿图9的(a)中的线A-A’截取的截面及周围构造的说明性放大截面图，图9的(C)是描绘沿图9的(a)中的线B-B’截取的截面及周围构造的说明性放大截面图。图10的(a)是描绘第六实施方式的端子金属固定件171的上部的平面图，图10的
(b)是描绘凸缘片175周围的构造的沿轴线方向截取的说明性放大截面图。图11的(a)是描绘第六实施方式的变型例的端子金属固定件181的上部的平面图，图11的(b)是描绘另ー变型例的端子金属固定件191的上部的平面图。图12是描绘安装了另ー实施方式的端子金属固定件201的状态的说明性截面图。图13是描绘又ー实施方式的端子金属固定件225的凸缘片221的构造的说明性立体图。图14是描绘现有技术的气体传感器的说明性截面图。
具体实施例方式以下将结合
本发明的实施方式。[第一实施方式]这里，将利用氧气传感器来说明气体传感器I (參见图1)，气体传感器I例如以气体传感器I的前端部伸入诸如机动ニ轮车等车辆的排气管的内部的方式紧固到排气管，以測量排放气体中的氧气浓度。以下将说明各组成部件的构造，在下面的说明中，在沿轴线O的方向上，安装保护器15的一端被称为前端,该前端的相反端被称为后端。a)首先，将说明本实施方式的气体传感器I的构造。如图I所示，第一实施方式的气体传感器I主要包括气体检测元件3、隔离件5、封闭构件7、端子金属固定件9和导线11。气体传感器I还包括围绕上述组成部件组的金属壳13、保护器15、外筒17和保护外筒19。此外，外壳20由金属壳13和外筒17构成。另外，该气体传感器I是不具有加热气体检测元件3用的加热器的所谓的非加热型氧气传感器，在该气体传感器I中，利用排放气体的热来致动气体检测元件3以测量排放气体中的氧气浓度。以下，将说明各组成部件的构造。 如图2所示，在气体传感器I的组成部件中，气体检测元件3具有筒状元件主体21，该元件主体21由具有氧离子导电特性的固体电解质制成、为在前端部25处封闭的有底状并且沿轴线O的方向延伸。凸肩部(collar portion) 23被设置成在沿径向向外突出的同时围绕元件主体21的外周延伸。作为制造元件主体21的固体电解质，代表性的固体电解质例如是含有Y2O3或CaO的ZrO2的固溶体。除此以外，可以使用含有碱土金属的氧化物或稀土金属的氧化物和ZrO2的固溶体。另外，该固溶体可以含有Hf02。外侧电极27在气体检测元件3的前端部25处形成于元件主体21的外周面。该外侧电极27由Pt或Pt合金形成并被制成多孔状。Pt制成的竖向引线部29形成为从外侧电极27沿轴线方向延伸。该竖向引线部29连接到在凸肩部23的下侧(图2中的下方)形成为环状的、由Pt制成的环状引线部31。另ー方面，内侧电极33形成于气体检测元件3的元件主体21的内周面。该内侧电极33也由Pt或Pt合金形成并被制成多孔状。回到图1，隔离件5是由例如具有电绝缘特性的氧化铝制成的筒状构件。在隔离件5的轴向中央形成供导线11插入穿过的贯通孔35。此外，在隔离件5和外筒17(该外筒17覆盖隔离件5的外周侧)之间设置空隙18。封闭构件7是由例如氟橡胶制成的筒状密封构件，在封闭构件7的轴向中央形成供导线11插入穿过的贯通孔37。封闭构件7的前端面95紧密地附着于隔离件5的后端面97，并且封闭构件7的后端部的外周紧密地附着于外筒17的内周面和保护外筒19的内周面，从而使气体传感器I的内部和外部隔离。也就是说，外壳20的后端部通过封闭构件7封闭。端子金属固定件9由例如Inconel 750 (商标名，英国Inco合金国际有限公司产)制成并且为大致筒状构件，其用于获得传感器输出并将传感器输出发送到外部。如稍后将具体说明的那样，该端子金属固定件9连接到导线11并且与气体检测元件3的内侧电极33接触。金属壳13是由例如SUS310S制成的筒状构件。以从金属壳13的内周面沿径向向内延伸的方式围绕该内周面设置台阶部39，以支撑气体检测元件3的凸肩部23。另外，在金属壳13的前端部的外周面上形成螺纹部41，以将气体传感器3安装于排气管。在螺纹部41的后端周向地设置六边形部43，并且用于将螺纹部41拧入排气管的安装工具可与该六边形部43接合。另外，在金属壳13的六边形部43的后端设置筒状部45。保护器15由例如SUS310S制成并且是覆盖气体检测元件3的前端部的保护构件。该保护器15向后延伸并且该保护器的后端缘被保持在气体检测元件3的凸肩部23和金属壳13的台阶部39之间，从而被适当固定。此外，由氧化铝制成的陶瓷粉末47和陶瓷套筒49从前端起依次布置在金属壳13和气体检测元件3之间。另外，由例如SUS 304L制成的外筒17的前端部55经由例如由SUS430制成的金属环53布置在金属壳13的筒状部45的后端部51的内侧，并且通过在筒状部45的后端部51处使该前端部55弯边，外筒17被固定到金属壳13。此外，由例如PTFE制成的筒状过滤器57装配于外筒17的外周，并且由例如 SUS304L制成的保护外筒19装配于过滤器57的外周。该过滤器57可透过空气或气体并且能够阻止水的侵入。然后，通过从外周侧使保护外筒19弯边，外筒17、过滤器57和保护外筒19被固定
在一起。由于在外筒17和保护外筒19中分别设置通气孔59、61，所以能够经由各通气孔59,61和过滤器57在气体传感器I的内部和外部之间建立通气。b)接着，将说明构成第一实施方式的气体传感器I的关键部分的通气路径。在第一实施方式的气体传感器I中，利用气体检测元件3的内部和外部之间的氧气浓度差异产生的电动势来检测气体传感器I的前端部的外部空间中的排放气体中的氧气浓度。因此，气体传感器I的前端部的外侧需要与气体传感器I的内部、特别是气体检测元件3的内侧电极33侧的内部空间63隔离。另外，由于气体检测元件3的内部空间63的内部被用作氧气基准源，所以内部空间63需要经由通气ロ 59、61和空隙18与大气连通。为此，在第一实施方式中，利用端子金属固定件9确保下述通气路径。以下将对此详细说明。如图I所示，端子金属固定件9装配于气体检测元件3的内部空间63以与内侧电极33接触。另外，如图3所示，导线11的前端被连接固定到内部空间63内的端子金属固定件9。应注意的是，导线11由芯线65和覆盖芯线65的外周的覆盖部67构成。具体地说，如图4所示，端子金属固定件9由单张金属板加工而成并且包括电极接触部69、第一固定部71和多个第二固定部(即导线连接部)73，其中，电极接触部69 (在与轴线方向垂直的截面中)大致为C形并且紧密附着到内侧电极33，第一固定部71设置在电极接触部69的前端部以从外侧把持固定导线11的覆盖部67，第二固定部73设置在第一固定部71的末端部以把持固定芯线65。特别地，在端子金属固定件9上以从电极接触部69的后端部沿径向(与轴线方向垂直的方向)等间隔地呈花瓣状延伸的方式形成三个板状凸缘片75。也就是说，凸缘片75被布置成沿周向以预定的中心角等间隔地隔开，因此，在相邻的凸缘片75之间设置间隙74，并且由这些间隙74形成通气路径79 (通过箭头示出)。应注意的是，所有的凸缘片75被整体地称为凸缘部77。此外，如图5中关键部分的放大截面图所示，端子金属固定件9的比气体检测元件3的后端面81向后(图中向上)突出的部分被称为露出部78。因此，在本实施方式中，凸缘部77 (因此，凸缘片75)与露出部78对应。具体地，如图5所示，各凸缘片75被保持在气体检测元件3的后端面81和隔离件5的前端面83之间，因此，在两个端面81、83之间限定厚度等于凸缘片75的厚度的空间76。另外，凸缘片75呈花瓣状沿周向隔开，因此，分别在隔开的凸缘片75之间限定的间隙74构成通气路径79的一部分，其中，通气路径79在气体检测元件3的内部空间63和外部之间建立连通。此外，电极接触部69的上端和隔离件5的前端面83之间的空间也构成通气路径79的一部分。另外，如图I所示，该通气路径79与空隙18、外筒17中的通气孔59和保护外筒19中的通气孔61连通。因此，气体检测元件3的内部空间63与气体传感器I的外部(大气)连通。
气体传感器I的后端部通过封闭构件7被气密地封闭。此外,夕卜筒17内的空间85和气体检测元件3的前端部的外部空间通过陶瓷套筒49和陶瓷粉末47被气密地封闭。因此，气体检测元件3的内部空间63仅被允许经由通气路径79和通气孔59、61与大气连通。c)接着，将简要说明用于制造第一实施方式的气体传感器I的制造过程。如图I所示，将保护器15从图中上方推入金属壳13中的贯通孔87中。接着，将气体检测元件3插入金属壳13中的贯通孔87中。接着，将陶瓷粉末47和陶瓷套筒49依次布置在限定在金属壳13和气体检测元件3之间的空间中。接着，将外筒17的在前端侧沿径向膨出的前端部55布置在陶瓷套筒49的顶部，并将金属环53装配于前端部55。在该状态下，使金属壳13的后端部51弯边，从而通过金属环53适当地固定外筒17。之后，将过滤器57装配在外筒17的外周。除此以外，如图3所示，使导线11插入通过隔离件5中的贯通孔35、封闭构件7中的贯通孔37以及保护外筒19中的贯通孔89，并且将端子金属固定件9固定到导线11的前端，从而制备复合构件91。此外，如图I所示，复合构件91的端子金属固定件9的前端被插入气体检测元件3的内部空间63中，从而使端子金属固定件9和内侧电极33彼此接触。当金属固定件9和内侧电极33彼此接触时，端子金属固定件9的凸缘片75与气体检测元件3的后端面81抵接，从而适当地定位端子金属固定件9。同时，朝前端推隔离件5、封闭构件7和保护外筒19，将封闭构件7的一部分和隔离件5布置在外筒17内，将保护外筒19装配在过滤器57的外周侧。之后，通过从保护外筒19的外周侧使保护外筒19弯边(压紧)，将保护外筒19和外筒17固定在一起，由此完成气体传感器I。d)通过这种方式，在第一实施方式中，装配在气体检测元件3的内部空间63中的端子金属固定件9与内侧电极33接触并且与内部空间63内的导线11 (位于凸缘片75的前方)连接。另外，端子金属固定件9的凸缘片75被保持在气体检测元件3的后端面81和隔离件5的前端面83之间，由此端子金属固定件9被适当地定位。結果，与现有技术的气体传感器相比，气体传感器I的轴线方向上的长度能够缩短，从而可以使得气体传感器I的尺寸紧凑。特别地，在第一实施方式中，在端子金属固定件9的后端部设置呈花瓣状沿径向突出的多个凸缘片75，并且以将凸缘片75保持在气体检测元件3和隔离件5之间的方式布置气体检测元件3和隔离件5。通过这样做，在气体检测元件3和隔离件5之间设置预定厚度或预定竖向开放度(degree of vertical openness)的空间76,并且在相邻的凸缘片75之间设置(基于空间76的)间隙74，由此形成通气路径79。通过采用该构造，不仅使得气体传感器I的尺寸紧凑，而且在凸缘片75之间设置通气路径79，由此在大气和气体检测元件3的内部空间63之间建立连通。结果，不仅能够确保将大气空气作为氧气基准源导入气体检测元件3的内部空间63，而且内部空间63能够通气从而排放内部空间中产生的气体。通过这样做,能够获得始终高精度地測量氧气浓度的显著优点。 另外，在第一实施方式中，隔离件5的后端面97紧密附着于封闭构件7的前端面95。结果，能够使气体传感器I的尺寸小型化。另外，当隔离件5的后端面97紧密附着于封闭构件7的前端面95吋，不是经由隔离件5的后端面97和封闭构件7的前端面95之间的间隙(进而经由隔离件5中的贯通孔35)而在内部空间63和气体检测元件3的外部之间确保供气体流过的通气路径。然而，在第一实施方式中，通过在内部空间63和气体检测元件3的外部(空隙18)之间建立连通的间隙74在凸缘片75之间确保通气路径79。因此，通过通气路径79允许气体在气体传感器I的内部和外部之间流动。[第二实施方式]接着，将说明第二实施方式的气体传感器。与第一实施方式的组成部件或部分相同的组成部件或部分将被赋予相同的附图标记以进行说明，或者将省略其说明。第二实施方式与第一实施方式的不同之处仅在于端子金属固定件的形状，因此，将说明该不同的特征。如图6所示，和第一实施方式的端子金属固定件相似，第二实施方式中使用的端子金属固定件101包括电极接触部103、第一固定部105和第二固定部107。此外，端子金属固定件101还包括在电极接触部103的后端部像花瓣ー样沿径向延伸的三个凸缘片109。相邻的凸缘片109之间存在间隙110，因此，和第一实施方式中一祥，这些间隙110构成通气路径111。另外，在第二实施方式中，在各凸缘片109上形成在厚度方向上突出的凸部113。也就是说，如图6的(b)和(c)所示，凸部113形成为使得厚度方向上的凸出量随着凸部113朝凸缘片109的末端沿径向延伸而増大。另外，该凸部113不沿着凸缘片109的整个周向宽度形成，而是仅局部地形成。结果，在该实施方式中，如图6的(C)所示，当凸缘片109被保持在气体检测元件3和隔离件5之间时，与第一实施方式相比，形成更大的空间114 (由于凸部113的凸出量而变大)。结果，能够确保各凸缘片109处的间隙110 (因此，通气路径111)的更大的厚度或更大的竖向开放度。另外，凸部113不沿着凸缘片109的整个周向宽度形成，因此，通气不会被凸部113阻断，并且未设置凸缘片109的凸部113的空隙119还可以被用作通气路径Ill的一部分。结果，在第二实施方式中，提供了与第一实施方式的优点相同的优点。此外，通气路径111更大，因此，能够提供不仅能够更容易地确保氧气基准源而且能够更容易地排出排放气体的显著优点。[第三实施方式]接着，将说明第三实施方式的气体传感器。与第一实施方式的组成部件或部分相同的组成部件或部分将被赋予相同的附图标记以进行说明，或者将省略其说明。第三实施方式与第一实施方式的不同之处仅在于端子金属固定件的形状，因此，将说明该不同的特征。如图7所示，和第一实施方式的端子金属固定件9相似，第三实施方式中使用的端子金属固定件121包括电极接触部123、第一固定部125和第二固定部127。 特别地，在第三实施方式中，设置在端子金属固定件121的后端部(图7的(a)和
(c)的上部)的露出部129的形状不同于第一实施方式中的露出部的形状。具体地，在电极接触部123的后端部在与第一实施方式中设置凸缘片的位置相同的位置等间隔地设置第一凸部131、凸缘片133和第二凸部135。在这些凸部和凸缘片中，凸缘片133类似于第一实施方式的凸缘片，第一凸部131和第二凸部135以等于凸缘片133的宽度的宽度、等于凸缘片133的厚度的距离从电极接触部123的后ゑ而向后关出。在第三实施方式中，通过由第一凸部131、凸缘片133和第二凸部135构成的露出部129也能够在气体检测元件3和隔离件5之间设置构成通气路径137的间隙139。因此，能够通过第三实施方式提供与通过第一实施方式提供的优点相同的优点。[第四实施方式]接着，将说明第四实施方式的气体传感器。与第二实施方式的组成部件或部分相同的组成部件或部分将被赋予相同的附图标记以进行说明，或者将省略其说明。虽然在第二实施方式中，凸部113在凸缘片109上被设置成厚度方向上的凸出量随着凸部113朝凸缘片109的末端沿径向延伸而增大，但是本发明不限于此，因此，可以在凸缘片上设置具有下述形状的凸部。具体地，如图8的(a)所示，在第四实施方式的端子金属固定件141上形成与第二实施方式的凸缘片相似的三个凸缘片143，并且在各凸缘片143的大致中央形成在凸缘片143的厚度方向上呈圆形突出的凸部(点状突起)145。结果，如图8的(b)所示，当端子金属固定件141的凸缘片143被保持在气体检测元件3和隔离件5之间时，能够确保比第一实施方式的通气路径大的通气路径149。[第五实施方式]接着，将说明第五实施方式的气体传感器。与第四实施方式的组成部件或部分相同的组成部件或部分将被赋予相同的附图标记以进行说明，或者将省略其说明。第五实施方式与第四实施方式的不同之处仅在于端子金属固定件的形状，因此，将说明该不同的特征。如图9所示，第五实施方式中使用的端子金属固定件151与第四实施方式的端子金属固定件的不同之处在于设置在端子金属固定件151的后端部(图9的(a)的纸面外側)的露出部153的形状。具体地，在电极接触部155的后端部在与第四实施方式中设置凸缘片的位置相同的位置设置第一凸部157、凸缘片159和第二凸部161。在这些凸部和凸缘片中，凸缘片159类似于第四实施方式的凸缘片，并且如图9的(b)所示，与第四实施方式中的对应凸部相似，第一凸部157和第二凸部161以等于凸缘片159的宽度的宽度、等于凸缘片159的厚度的距离从电极接触部155的后端向后突出，从而与隔离件5的前端面83抵接。另外，在第五实施方式中，，如图9的(C)所示，露出部153的形成第一凸部157、第ニ凸部161和凸缘片159之外的露出部分163以位于气体检测元件3的后端面81和隔离件5的前端面83之间的方式突出。也就是说，在露出部分163的顶端和隔离件5的前端面 83之间设置间隙165。在第五实施方式中，也能够提供与通过第四实施方式提供的优点相同的优点。[第六实施方式]接着，将说明第六实施方式的气体传感器。与第四实施方式的组成部件或部分相同的组成部件或部分将被赋予相同的附图标记以进行说明，或者将省略其说明。第六实施方式与第四实施方式的不同之处仅在于端子金属固定件的露出部的形状，因此，将说明该不同的特征。另外，如图10的(a)所示，在第六实施方式的端子金属固定件171中，在端子金属固定件171的露出部173上形成与第二实施方式的凸缘片类似的凸缘片175。此外，以向凸缘片155的厚度方向弯折的方式在各凸缘片175上在凸缘片的径向末端部形成凸部177。结果，如图10的(b)所示，当端子金属固定件171的凸缘片175被保持在气体检测元件3和隔离件5之间时，能够确保比第一实施方式的通气路径大的通气路径179。在第六实施方式中，也能够提供与通过第四实施方式提供的优点的相同的优点。另外，可以采用图11的(a)所示的端子金属固定件181作为第六实施方式的端子金属固定件的变型例。在该端子金属固定件181上形成与第二实施方式的凸缘片类似的凸缘片183。此夕卜，在各凸缘片183上横贯各凸缘片的周向在各凸缘片的厚度方向上的前端侧形成线状凸部 185。结果，虽然未示出，但是当端子金属固定件181的凸缘片183被保持在气体检测元件3和隔离件5之间时，能够确保比第一实施方式的通气路径大的通气路径。另外，可以采用图11的(b)所示的端子金属固定件191作为第六实施方式的端子金属固定件的另ー变型例。在该端子金属固定件191上形成与第二实施方式的凸缘片类似的凸缘片193。此夕卜，以沿凸缘片193的径向延伸的方式在各凸缘片193上在各凸缘片的厚度方向上的前端侧形成线状凸部195。结果，虽然未示出，但是当端子金属固定件191的凸缘片193被保持在气体检测元件3和隔离件5之间时，能够确保比第一实施方式的通气路径大的通气路径。因此，虽然至此已经说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于这些实施方式，因此，能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下以各种形式实施本发明。
(I)例如，虽然在第二实施方式中，在各凸缘片109上设置ー个凸部113，但是本发明不限于此。因此，可以在ー个凸缘片上设置多个凸部。此外，虽然在第二实施方式中，在各凸缘片109上均设置凸部113，但是本发明不限于此。因此，凸缘部可以包括设置有凸部的凸缘片和未设置凸部的凸缘片。(2)另外，虽然在第二实施方式中，凸部113在凸缘片109上设置成朝凸缘片109的末端延伸。但是本发明不限于此。当在凸缘片上设置凸部时，凸部可以以从凸缘片的厚度方向上的后端侧突出的方式设置在凸缘片的厚度方向上的后端侧。另外，凸部可以以从凸缘片的前端侧和后端侧两侧突出的方式设置在凸缘片的前端侧和后端侧两侧。(3)另外，图12示出了第三实施方式的变型例。该变型例的端子金属固定件201与第三实施方式的端子金属固定件的不同之处在于露出部203的形状。具体地，虽然第一凸部205、凸缘片207和第二凸部209的形状与第三实施方式的第一凸部、凸缘片和第二凸部的形状相同，但是电极接触部211的后端部213沿周向在第一凸部205、凸缘片207和第二凸部209之间设置在与气体检测元件3的后端面81相同的平 面(或高度)。另外，在第一凸部205和第二凸部209的后端设置允许气体通过的槽状缺ロ 215(可以在其他实施方式的凸部中设置类似的缺ロ)。(4)此外，如图13所示，可以在第二实施方式和第四至第六实施方式中的凸缘片的弯曲部中设置槽状缺ロ 229，即，在从电极接触部223的后端向后延伸的凸缘片221被弯折成沿径向向外延伸的部位227中设置槽状缺ロ 229。通过这样做，甚至在凸缘部231处(即，甚至在形成凸缘部231的部位处)，气体也能够通过。附图标记说明I:气体传感器；3:气体检测元件；5:隔离件；7 :封闭构件；9、101、121、131、141、151、171、181、191、201、225 :端子金属固定件；11 :导线；13 :金属壳；15:保护器；17 :外筒；18:空隙；19 :保护外筒；27:外侧电极；33:内侧电极；59、61 :通气孔；63:内部空间；69:电极接触部；73 :导线连接部(第二固定部)；74、110、139、165 :间隙；
75、109、123、133、143、159、175、183、193、207、221 :凸缘片；76、114:空间；77、231:凸缘部;78、129、153、173、203 :露出部；79、111、129、179 :通气路径; 113、125、135、145、155 :凸部
权利要求
1.ー种气体传感器，其包括 气体检测元件，所述气体检测元件包括， 元件主体，所述元件主体由在轴线方向上延伸且前端封闭的筒状的固体电解质构成，以及 内侧电极和外侧电极,所述内侧电极和所述外侧电极分别设置在所述元件主体的内侧和外侧； 筒状的外壳，所述外壳将所述气体检测元件保持在在轴线方向上贯通的贯通孔内；筒状的隔离件，所述隔离件具有电绝缘特性，所述隔离件以在所述外壳和所述隔离件之间限定空隙的方式在所述气体检测元件的后端侧布置于所述外壳的内部，至少导线穿过所述隔离件； 封闭构件，所述封闭构件布置在所述隔离件的后端侧，所述导线插入通过所述封闭构件，并且所述封闭构件封闭所述外壳的后端侧；以及 端子金属固定件，所述端子金属固定件具有以与所述内侧电极接触的方式装配于所述气体检测元件的电极接触部，所述端子金属固定件与所述导线连接， 其中，所述外壳具有形成于比所述封闭构件靠前的位置以从所述外壳的外部导入基准气体的通气孔， 所述端子金属固定件包括导线连接部和露出部，所述导线连接部装配于所述气体检测元件内，并且所述导线连接到所述导线连接部，所述露出部设置在比所述气体检测元件靠后的位置，并且所述露出部的至少一部分与所述隔离件接触， 所述露出部包括凸缘部，所述凸缘部被保持在所述气体检测元件的后端面和所述隔离件的前端面之间，并且所述凸缘部比所述电极接触部向径向外侧突出，并且所述露出部在周向上的预定位置处具有设置在由所述气体检测元件的后端面限定的表面和由所述隔离件的前端面限定的表面之间的间隙，以在所述空隙和所述气体检测元件的内部之间建立连通，并且 已经通过所述通气孔的基准气体通过所述空隙和所述间隙，以被导入所述气体检测元件的内部。
2.根据权利要求I所述的气体传感器，其特征在干， 所述凸缘部包括多个凸缘片，并且 所述多个凸缘片以它们之间限定所述间隙的方式沿周向布置。
3.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在干， 沿轴向突出以维持所述气体检测元件的后端部和所述隔离件的前端部之间的空间的凸部形成于所述凸缘片。
4.根据权利要求3所述的气体传感器，其特征在干， 所述凸部仅形成于所述凸缘片的周向上的一部分。
5.根据权利要求I至4中任ー项所述的气体传感器，其特征在干， 所述隔离件的后端面和所述封闭构件的前端面紧密地附着于彼此。
全文摘要
提供一种气体传感器，其包括包括元件主体、内侧电极和外侧电极的气体检测元件；外壳；隔离件；封闭构件；端子金属固定件。端子金属固定件包括导线连接部和露出部，露出部设置在比气体检测元件靠后的位置，并且露出部的至少一部分与隔离件接触。露出部包括凸缘部，凸缘部被保持在气体检测元件的后端面和隔离件的前端面之间，并且露出部在周向上的预定位置处具有设置在由气体检测元件的后端面限定的表面和由隔离件的前端面限定的表面之间的间隙，以在外壳和隔离件之间的空隙和气体检测元件的内部之间建立连通。已经通过外壳的通气孔的基准气体通过所述空隙和所述间隙，以被导入气体检测元件的内部。
文档编号G01N27/409GK102830148SQ20121019971
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者神前和裕, 渥美尚胜 申请人:日本特殊陶业株式会社