设置有气体传感器的套罩的凸缘部的气体传感器的制作方法

文档序号:15140949发布日期:2018-08-10 19:53阅读:187来源:国知局
本公开涉及一种具有覆盖传感器元件的检测部的结构的气体传感器。
背景技术
:气体传感器设置在内燃发动机的排气系统的管道中并检测作为检测气体的流过管道的排放气体。气体传感器利用检测气体中的氧浓度变化进行气体检测。气体传感器的使用包括检测从内燃发动机排放的排放气体中的氧浓度、从排放气体检测内燃发动机的空燃比(a/f)、检测从排放气体所获得的a/f相对于理论a/f值是富燃料侧还是贫燃料侧、以及检测诸如nox的特定气体。气体传感器使用具有固体电解质和一对电极的传感器元件。传感器元件设置有检测部,其中检测气体被引导到电极中的一个以执行气体检测。传感器元件在检测部从传感器元件突出的状态下由具有绝缘性的绝缘体支撑。绝缘体支撑在附接到排气管等的壳体中。在壳体中,附接套罩来覆盖传感器元件的检测部以防止传感器元件暴露于水。在套罩中,形成通孔以允许检测气体流入检测部。另外,为了使传感器元件的检测部较少地暴露于水,套罩构造为具有包括内套罩和外套罩的双重结构。例如,日本特开专利申请2015-210147号公报公开了一种气体传感器,其中内套罩的凸缘部支撑在壳体和绝缘体之间并且内套罩和外套罩通过焊接部固定。然后,焊接部形成为朝向外周缘扩展的形状,由此排放气体传播至焊接部的热量可以散发至壳体。另外,日本特开专利申请2015-210146号公报公开了一种气体传感器,其中,内套罩的凸缘部支撑在壳体和与绝缘体之间,同时设置在内套罩或壳体中的任一个中的凸出部突出至另一个中。因此,防止了壳体和内套罩之间的位置关系发生位移。而且,专利文献(日本专利特开专利申请2015-210146号公报)公开了内套罩的凸缘部和外套罩的凸缘部可以支撑在壳体和绝缘体之间。近年来,气体传感器所安装至的排气系统中的热环境变得愈发严峻。例如,在气体传感器安装在增压器的上游侧的情况下,由于除了排放气体的最高温度高于其它部分以外气体传感器可能被快速加热,所以气体传感器的热冲击变大。而且,在将气体传感器安装至适于怠速停止的车辆或混合动力车辆的情况下,发动机频繁地停止,由此气体传感器易于冷却使得热冲击变得更为显著。根据上述专利文献即日本特开专利申请2015-210147号公报所公开的气体传感器,当内套罩和外套罩之间的焊接部暴露于排放气体,从而被加热至高温时,则焊接部的强度会由于疲劳而降低。因此,降低的强度可能导致内套罩和外套罩分离。类似地,在上述专利文献即日本特开专利申请2015-210146号公报所公开的气体传感器中,当内套罩和外套罩通过焊接而固定时也会出现相同的问题。根据专利文献2015-210146所公开的结构,其中,内套罩的凸缘部和外套罩的凸缘部支撑在壳体和绝缘体之间,而可以移除焊接部。然而,已经发现,内套罩的凸缘部和外套罩之间的结构需要巧妙的设计,以确保其间足够的气密性。在排放气体从内套罩的凸缘部和外套罩的凸缘部之间的间隙进入气体传感器的情况下,气体传感器检测气体的检测精度可能劣化。技术实现要素:实施例提供了一种能够保持气体检测的高精度的气体传感器,其中,在操作过程中防止该气体传感器的内套罩或外套罩从气体传感器分离并且保持绝缘体和壳体之间的高气密性。本公开的一个方面是一种气体传感器(1),其包括:传感器元件(2),该传感器元件具有暴露于检测气体(g)以执行气体检测的检测部(21);由陶瓷材料制成的绝缘体,该绝缘体在检测部从传感器元件突出的状态下支撑传感器元件,该传感器元件插穿该绝缘体;由金属制成的壳体(4),该壳体设置在绝缘体的外周缘中并支撑该绝缘体;由金属制成的内套罩(5),该内套罩覆盖检测部并具有允许检测气体流通的内通孔(521,531);以及由金属制成的外套罩(6),该外套罩覆盖内套罩使得在该外套罩和内套罩之间形成检测气体流通的气体通道(60)并具有允许检测气体流通的外通孔(621,631)。在气体传感器中,形成于内套罩的端部的整个周缘上的内凸缘部(51)和形成于外套罩的端部的整个周缘上的外凸缘部(61)支撑在绝缘体和壳体之间;内凸缘部的端面(511)和外凸缘部的端面(611)彼此偏置;角部(513,613)在内凸缘部和外凸缘部中的任一个中形成于端面(511,611)和表面(512a,612b)之间;并且形成在内凸缘部和外凸缘部中的任一个中的角部突出至另一个凸缘部的表面(612b,512a)中,或者位于内凸缘部和外凸缘部中的任一个中的端部(515,615)弯曲为悬伸出另一个凸缘部中形成于端面(511,611)和表面(512a,612b)之间的角部(513,613)。本公开的另一方面是一种气体传感器(1),其包括:传感器元件(2),该传感器元件具有暴露于检测气体(g)的检测部(21)以执行气体检测;由陶瓷材料制成的绝缘体,该绝缘体在检测部从传感器元件突出的状态下支撑该传感器元件,该传感器元件插穿该绝缘体;由金属制成的壳体(4),该壳体设置在绝缘体的外周缘中并支撑该绝缘体;由金属制成的内套罩(5),该内套罩覆盖检测部并具有允许检测气体流通的内通孔(521,531);以及由金属制成的外套罩(6),该外套罩覆盖内套罩使得检测气体所流通的气体通道(60)形成于该外套罩和内套罩之间并具有允许检测气体流通的外通孔(621,631)。在气体传感器中,形成于内套罩的端部的整个周缘上的内凸缘部(51)和形成于外套罩的端部的整个周缘上的外凸缘部(61)支撑在绝缘体和壳体之间;凸起(519,619)在内凸缘部和外凸缘部中的任一个中形成于表面(512a,612b)上并且形成于内凸缘部和外凸缘部中的任一个中的凸起突出至另一个凸缘部分的表面(612b,512a)中,或者在内凸缘部和外凸缘部中的任一个中的端部(515,615)弯曲为悬伸出在另一个凸缘部中形成于表面(512a,612b)上的凸起(519,619)。根据气体传感器的一个方面,内套罩的内凸缘部和外套罩的外凸缘部均支撑在绝缘体和壳体之间。换言之,与绝缘体和壳体之间的凸缘部仅形成于内套罩或外套罩中的情况不同,可以可靠地防止内套罩和外套罩从气体传感器分离。在凸缘部仅形成于内套罩和外套罩中的任一个中的情况下,则必须通过焊接等将套罩中的另一个接合至套罩中的任一个。该接合需要具有足够的强度以将一个套罩接合至另一个套罩使得接合部的体积增加。因此,当在操作时将常规气体传感器加热至高温时,内套罩和外套罩的强度在接合部处显著降低,这可能导致内套罩和外套罩从气体传感器脱离。另一方面,根据内套罩的内凸缘部和外套罩的外凸缘部均支撑在绝缘体和壳体之间的上述气体传感器,具有大体积的接合部是不必要的。因此,在操作过程中,可以防止内套罩和外套罩从气体传感器分离。优选的是,在内套罩的内圆筒部和外套罩的外圆筒部之间不形成通过焊接等接合的接合部。然而,可以在内套罩和外套罩之间设置使用焊接等的具有小体积的小接合部以保持内套罩和外套罩之间的位置关系。接合部的体积可以确定为使得在加热期间的强度降低程度不超过防止内套罩和外套罩从气体传感器分离的特定范围。另外,根据上述的气体传感器,内凸缘部的端面与外凸缘部的端面彼此偏置而形成角部突出至表面中的状态,或者形成使端面弯曲以悬伸出角部的状态。因此,可以保持绝缘体与壳体之间的高气密性,使得可以保持气体检测的高精度。由于内凸缘部的端面与外凸缘部的端面彼此偏置,所以可以容易地设置侵入状态或弯曲状态,而不需要特别的设计。假定绝缘体和壳体之间的气密性降低使得作为检测气体的内燃发动机的排放气体通过绝缘体和壳体之间的间隙进入气体传感器的内部,则检测气体可以与诸如用于通过传感器元件的检测部执行气体检测的大气的参考气体混合。在这种情况下,由于气体检测利用参考气体中的氧浓度与检测气体的氧浓度之间的差异,所以检测精度可能降低。由于设置有位置偏置状态和侵入状态或弯曲状态,因此在气体传感器操作期间不太可能在内凸缘部与外凸缘部之间形成间隙。因此,可以保持绝缘体与壳体之间的高气密性。稍后将在实施例部分中详细描述这些特征。因此,根据气体传感器的上述方面,在操作期间,防止了内套罩和外套罩从气体传感器分离并且保持了绝缘体和壳体之间的高气密性,使得气体检测的检测精度可以保持得高。根据气体传感器的另一方面,凸起设置在内凸缘部和外凸缘部中的任一个的表面上。然后,使用凸起来形成侵入状态或弯曲状态,而非使用表面和端面之间的角部。因此,根据气体传感器的另一个方面,内凸缘部的端面与外凸缘部的端面之间不需要具有彼此偏置。内凸缘部的端面和外凸缘部的端面可以偏置或者可以彼此齐平。类似地,根据气体传感器的其它方面,在操作期间,防止了内套罩和外套罩从气体传感器分离并且保持了绝缘体和壳体之间的高气密性,使得气体检测的检测精度可以保持得高。应该注意到,传感器元件的气体检测的内容包括检测由内燃发动机排出的排放气体的氧浓度、检测从排放气体计算出的内燃发动机的空燃比、检测从排放气体计算出的空燃比相对于理论空燃比是处于富燃料侧还是处于贫燃料侧、以及检测诸如nox的特定气体成分。注意到,在本公开的一个方面中在括号中示出的相应元件的附图标记与用于实施例的附图中的附图标记对应,但是相应元件不限于本公开的实施例的内容。附图说明在附图中:图1是示出了根据本公开的第一实施例的气体传感器的横截面图;图2是示出了根据第一实施例的气体传感器的一部分的放大横截面图;图3是示出了根据第一实施例的支撑在绝缘体和壳体之间的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图4是示出了根据第一实施例的传感器元件的检测部的横截面图;图5是示出了根据第一实施例的其它传感器元件的检测部的横截面图;图6是示出了根据第一实施例的其它传感器元件的检测部的横截面图;图7是示出了根据第一实施例的支撑在绝缘体和壳体之间之前的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图8是示出了根据第一实施例的支撑在绝缘体和壳体之间的其它内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图9是示出了当从传感器元件在其插入方向上的前端部进行观察时根据第一实施例的内凸缘部和外凸缘部的说明图;图10是示出了当从传感器元件在其插入方向的前端部进行观察时根据第一实施例的其它内凸缘部和外凸缘部的说明图;图11是示出了根据第一实施例的其它气体传感器的一部分被放大的横截面图;图12是示出了根据比较例的支撑在绝缘体和壳体之间的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图13是示出了根据第二实施例的支撑在绝缘体和壳体之间的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图14是示出了根据第二实施例的在被支撑在绝缘体和壳体之间之前的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图15是示出了根据第二实施例的支撑在绝缘体与壳体之间的其它内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图16是示出了根据第三实施例的支撑在绝缘体与壳体之间的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图17是示出了根据第三实施例的在被支撑在绝缘体和壳体之间之前的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图18是示出了根据第四实施例的支撑在绝缘体与壳体之间的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图19是示出了根据第四实施例的在被支撑在绝缘体和壳体之间之前的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图20是示出了根据第四实施例的支撑在绝缘体和壳体之间的其它内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图21是示出了根据第五实施例的支撑在绝缘体和壳体之间的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图22是示出了根据第五实施例的在被支撑在绝缘体和壳体之间之前的内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;图23是示出了根据第五实施例的支撑在绝缘体和壳体之间的其它内凸缘部和外凸缘部在其周缘部分被放大的横截面图;以及图24是示出了在确认测试1期间用于测试试样和参考试样的反复热循环中的泄漏变化的曲线图。具体实施方式参照附图,将描述根据本公开的气体传感器的优选实施例。(第一实施例)如图1所示,根据本实施例的气体传感器1设置有传感器元件2、绝缘体3、壳体4、内套罩5和外套罩6。传感器元件2包括暴露于检测气体g以执行气体检测的检测部21。绝缘体3由陶瓷材料制成并在检测部21从传感器元件2突出的状态下支承传感器元件2,传感器元件2插穿绝缘体3。壳体4由金属制成并设置在绝缘体3的外周缘并且支承绝缘体3。如图2所示,内套罩5由金属材料制成。内套罩5覆盖检测部21并具有内通孔521和531。外套罩6由金属材料制成。外套罩6覆盖内套罩5以形成检测气体g流通的气体通道60并具有外通孔621和631。如图3所示,形成于内套罩5的端部的整个圆周中的内凸缘部51和形成于外套罩6的端部的整个圆周中的外凸缘部61支撑在绝缘体3和壳体4之间。内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611彼此移位。根据本实施例,内凸缘部51的端面511定位在外凸缘部61的端面611的外侧r1。在外凸缘部61中,端面611和表面612b之间的角部613突出到内凸缘部51的表面512a中。根据本实施例,插入方向l定义为传感器元件2插穿至绝缘体3中所沿的方向。而且,径向方向r定义为与插入方向l正交并从在插入方向l上通过传感器元件2的中心的中心轴线o径向延伸的方向。此外,将围绕中心轴线o的方向定义为周向方向c。将前端侧l1定义为检测部21从传感器元件2突出的一侧,并且将后端侧l2定义为与前端侧l1相反的一侧。在后文中,将描述根据本实施例的气体传感器1的详细构造。[内燃发动机]气体传感器1设置在车辆的内燃发动机(发动机)的排气系统的管道(即排气管)内,并检测作为在排气管中流动的排放气体的检测气体g中的氧或特定气体。气体传感器1可以设置在排气管中设置有催化剂的位置的上游侧。此外,气体传感器1可以设置在排气管中设置有催化剂的位置的下游侧。设置有气体传感器1的排气管可以是增压器的进气侧管道,该增压器通过使用排放气体来增加吸入到内燃发动机中的空气的密度。配置有气体传感器1的管道可以是使从内燃发动机排放到排气通路的排放气体的一部分再循环的排放气体再循环机构的管道。设置有配置气体传感器1的管道的车辆可以是利用汽油行驶的一般车辆、适于怠速停止的车辆(即当车辆停止时停止内燃发动机怠速的车辆)、以及混合动力车辆等。而且,气体传感器1可用于检测来自内燃发动机的排放气体的氧浓度、检测从排放气体获得的内燃发动机的空燃比(a/f)、检测从排放气体获得的a/f相对于理论a/f是处于富燃料侧抑或处于贫燃料侧、并且检测诸如nox的特定气体组分。[传感器元件2]如图4所示,传感器元件2包括具有离子传导性的固体电解质22以及一对电极221,该固体电解质22允许氧化物离子在预定的活化温度下传导,并且该对电极221设置在固体电解质22的两侧的表面上。根据本实施例的传感器元件2是板状加热器25层叠在具有板状的固体电解质22上的层叠型元件。传感器元件2可以由如图5所示的玻璃杯型元件构成,其中,杆状加热器25设置在玻璃杯型电解质22的内周缘侧。在这种情况下,电极221形成于固体电解质22的内周缘和外周缘上。检测气体g是通过传感器元件2的检测部21执行气体检测的对象气体。即,检测气体g是从内燃发动机排放的排放气体。请注意,当执行气体检测时,大气空气被用作参考气体a。根据作为层叠型元件的传感器元件2,检测气体g触及到的电极221(电极221暴露于检测气体g)形成于板状电解质22的一个表面上,并且参考气体a触及到的电极221(电极221暴露于参考气体a)形成于板状电解质的另一个表面上。根据作为杯状元件的传感器元件2,检测气体g触及到的电极221形成于玻璃杯型电解质22的外表面上并且参考气体a触及到的电极221形成于玻璃杯型电解质22的内表面上。每种类型的传感器元件2中的加热器25包括陶瓷基底251以及设置在陶瓷基底251上并在通电时产生热量的加热元件252。如图1和图2所示,传感器元件2形成为在传感器元件2插入绝缘体3所沿的插入方向l上具有纵向侧的形状。传感器元件2的检测部21设置在传感器元件2的插入方向l上的前端侧l1的端部处或该端部附近。在传感器元件2中,连接至电极221的导体部222和连接至加热元件252的导体部253从插入方向l上的后端侧l2的端部引出。电极221和加热元件252经由连接端子71和引线72而连接至外部控制电路等。如图4所示,检测部21形成为设置有电极221的部分。暴露于检测气体g的电极221设置在由层叠于固体电解质22上的具有绝缘性质的陶瓷基底26所包围的气体室23中。导入口231与气体室23连通。导入口231包括扩散阻力层232以将检测气体g按预定的扩散速率引入气体室23。传感器元件2的插入方向上的前端侧l1的一部分被保护层27所覆盖。扩散阻力层232和保护层27由陶瓷多孔体形成。传感器元件2包括形成在该传感器元件2中的导管24,导管24将参考气体a引入至暴露于参考气体a的电极221。导管24在传感器元件2的插入方向l上从后端侧l2的端部形成到检测部21的设置有电极221的位置。[其它传感器元件2]如图6所示,传感器元件2可以通过使用两个固体电解质22a和22b来形成,其中将一对电极221设置到固体电解质22a和22b中的每一个。在这种情况下,气体室23形成于两个固体电解质22a和22b之间以引入检测气体g。气体室23形成为由具有绝缘性质的陶瓷基底226所围绕。一对泵电极221a形成在第一固体电解质22a的两侧,以调节气体室23中的检测气体g的氧浓度,泵电极经由第一固体电解质22a而设置为彼此面对。一个泵电极221a设置在气体室23中且另一个泵电极221a埋入由检测气体g透过的多孔体所形成的气体导入层233。一对泵电极221b形成于第二固体电解质22b的两侧,以调节气体室23中的检测气体g的氧浓度,泵电极221b经由第二固体电解质22b而设置为彼此面对。一个泵电极221b设置在气体室23中且另一个泵电极221b埋入陶瓷基底251。检测单元由该对检测电极221b以及设置在检测电极221b之间的第二固体电解质22b的一部分形成。而且,扩散阻力层232设置在邻近气体室23的位置处,以按预定的扩散速率引入检测气体g。加热器25层叠在固体电解质22a和22b的每一个上。加热器25包括陶瓷基底251以及设置在陶瓷基底251上的加热元件252,该加热元件252在通电时生成热量。[绝缘体3]如图1所示,绝缘体3由具有绝缘性质的陶瓷制成。绝缘体3具有对准孔31以将传感器元件2放置于绝缘体3中。对准孔31朝向插入方向l穿透绝缘体3。传感器元件2穿过对准孔31插入并通过玻璃构件34等而固定至绝缘体3,该玻璃构件34等填充于穿过对准孔31的后端侧l2连通的凹部33中。如图2和图3所示,支撑部32形成于绝缘体3的整个外周缘中,且该支撑部32支撑于壳体4的内周缘中。面对内凸缘部51的绝缘体相对表面321形成于支撑部32的前端侧l1中的表面上。绝缘体相对表面321形成为倾斜的,使得随着绝缘体相对表面321相对于径向方向r的位置越接近径向方向r上的外侧r1,绝缘体相对表面321相对于插入方向l的位置越接近后端侧l2。换言之,绝缘体相对表面321具有锥形形状使得其直径在插入方向l上从前端侧l1朝向后端侧l2增大。[壳体4]如图2和图3所示,壳体4具有在插入方向l上延伸以设置绝缘体3的支撑孔41。支撑孔41包括定位于插入方向l上的前端侧l1的小孔部411,以及定位于插入方向l上的后端侧l2且直径大于小孔部411的大孔部412。绝缘体3插穿支撑孔41的小孔部411和大孔部412,并且使用设置在大孔部412中的滑石粉和诸如套筒密封件的密封构件44,通过弯曲壳体4在插入方向l的后端侧l2的端部而固定至壳体4。台阶部413形成于小孔部411和大孔部412之间的整个圆周空间中。台阶部413具有面对外凸缘部61的壳体相对表面414。壳体相对表面414形成为倾斜的,使得随着壳体相对表面414相对于径向方向r的位置越接近径向方向r上外侧r1,壳体相对表面414相对于插入方向l的位置越接近后端侧l2。换言之,壳体相对表面414具有锥形形状使得其直径在插入方向l上从前端侧l1朝向后端侧l2增大。而且,如图1所示,螺纹部42和凸缘部43形成于壳体4的整个外周缘上,以便安装气体传感器1,其插入设置于管道的安装孔中。[后端侧绝缘体73]如图1所示,后端侧绝缘体73设置于绝缘体3在插入方向l上的后端侧l2中,由此支撑电连接至电极221的导体部222或加热元件252的导体部分253的连接端子71。此外,在壳体4中,布线套罩74布置于在插入方向l上比凸缘部43更接近后端侧l2的部分中,以覆盖后端侧绝缘体73、连接端子71以及引线72等。引线72由设置在布线套罩74中的衬套75支撑。布线套罩74具有形成于其中的引入口741,用于引入作为参考气体a的大气。从引入口741引入的大气穿过布线套罩74和后端侧绝缘体73中的间隙而被引入传感器元件2的导管24。[内套罩5和外套罩6]如图2所示,内套罩5包括沿着插入方向l形成为圆筒状的内圆筒部52以及形成于内圆筒部52在插入方向l上的前端侧l1中的端部处的内底部53。对于检测气体g通过的内通孔521和531而言,多个内通孔521形成于内圆筒部52在周向方向c上的多个位置处,且内通孔531形成于内底部53处。内圆筒部52包括附接至绝缘体3的外周缘的第一内圆筒部52a、在插入方向l上从第一内圆筒部52a的前端侧延伸并且直径小于第一内圆筒部52a的第二内圆筒部52b、以及在插入方向l上从第二内圆筒部52b的前端侧延伸并且直径小于第二内圆筒部52b的第三内圆筒部52c。传感器元件2的检测部21设置于第二内圆筒部52b中。内凸缘部51形成于第一内圆筒部52a在插入方向l上的后端部中,使得内凸缘部51朝向径向方向r上的外侧r1弯曲。内凸缘部51形成为倾斜的,使得随着内凸缘部51相对于径向方向r的位置越接近径向方向r上的外侧r1,内凸缘部51相对于插入方向l的位置则越接近后端侧l2。换言之,内凸缘部分51具有锥形形状使得其直径在插入方向l上从前端侧l1朝向后端侧l2增大。外套罩6包括沿着插入方向l形成为圆筒状的外圆筒部62以及形成于外圆筒部62在插入方向l上的端部中的外底部63。对于检测气体g通过的外通孔621和631而言,多个外通孔621形成于外圆筒部62在周向方向c上的多个位置处,且多个外通孔631形成于外底部63的多个位置处。外凸缘部61形成于外圆筒部62在插入方向l上的后端部,以使外凸缘部61朝向径向方向r的外侧r1弯曲。外凸缘部61形成为倾斜的,使得随着外凸缘部61相对于径向方向r的位置越接近径向方向r上的外侧r1,外凸缘部61相对于插入方向l的位置越接近后端侧l2。换言之,外凸缘部分61具有锥形形状使得其直径在插入方向l上从前端侧l1朝向后端侧l2增大。如图2所示,内套罩5和外套罩6之间的气体通道60连续形成于内套罩5的内圆筒部52和外套罩6的外圆筒部62之间,以及内套罩5的内底部53和外套罩6的外底部63之间。从内燃发动机的管道流出的检测气体g的一部分通过外通孔621和631而流入外套罩6内部并且通过气体通道60和内通孔521而流入内套罩5内部。然后,该检测气体g接触传感器元件2在内套罩5内部的检测部21并通过内通孔531从内套罩5内部流入气体通道60。此外,检测气体g通过外通孔621和631而从气体通道60流出外套罩6。内套罩5和外套罩6设置于管道中,由此检测气体g可以流入形成于壳体4的支撑孔41和外套罩6的外圆筒部62之间的间隙、外套罩6的外圆筒部62和内套罩5的内圆筒部52之间的间隙以及内套罩5的内圆筒部分52和绝缘体3的外周缘之间的间隙中。而且,管道内部的压力高于大气压力。因此,通过保持定位(支撑)于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间的内凸缘部51和外凸缘部61处的气密性,可以防止流入相应间隙的检测气体g深入支撑孔41内部,并且还防止流入相应间隙的检测气体g与流穿传感器元件2的导管24作为参考气体a的大气混合。内套罩5和外套罩6由具有良好耐腐蚀性的不锈钢形成。根据本实施例的内套罩5和外套罩6由sus310s形成。当对内套罩5和外套罩6使用相同的材料时,由于内套罩5和外套罩6之间的电特性相同,因此不太可能在内套罩5和外套罩6之间产生电势差。因此,可以改善这些材料的耐腐蚀性。对于内套罩5和外套罩6而言,可以使用除了不锈钢之外的具有良好耐腐蚀性的金属材料。用于内套罩5和外套罩6的材料可以相同或不同。当这些材料彼此不同时,与其中角部突出到另一个套罩中的套罩的刚性相比,可以降低角部所突出到的套罩的刚性。在这种情况下,可以容易地实现角部的侵入。然而,当由于材料不同而刚性并非如此不同时,角部所突出到的套罩的刚性可以高于其中角部突出到另一个套罩中的套罩的刚性。[内凸缘部51和外凸缘部61]如图2所示,内圆筒部52的内通孔521和外圆筒部62的外通孔621形成为在插入方向l上彼此偏置。内底部53的内通孔531和外底部63的外通孔631在径向方向r上彼此偏置。内圆筒部52定位于插入方向l上后端侧l2中的第一内圆筒部52a设置为与外圆筒部62在插入方向l上的后端侧l2中的内周缘侧重叠。内凸缘部51设置为与外凸缘部61在插入方向l上的后端侧l2重叠。如图3所示,从自内圆筒部52弯曲的位于内凸缘部51的外周缘侧中的弯曲点x1至端面511的长度比从自外圆筒部62弯曲的位于外凸缘部61的内周缘侧中的弯曲点x2至端面611的长度更长。与外凸缘部61的端面611相比,内凸缘部51的端面511相对于径向方向r定位于外侧r1。在此,弯曲点x1表示在沿着插入方向l所截取的内套罩5和外套罩6的横截面中,在插入方向l上沿着内圆筒部52的外周缘表面所画的虚拟线和沿着内凸缘部51的前端侧l1中的表面512a所画的虚拟线彼此交叉的点。弯曲点x2表示在沿着插入方向l所截取的内套罩5和外套罩6的横截面中,在插入方向l上沿着外圆筒部62的内周缘表面所画的虚拟线和沿着外凸缘部61的后端侧l2中的表面612b所画的虚拟线彼此交叉的点。根据本实施例,形成于端面611和在插入方向l上后端侧l2的表面612b之间的角部613突出到插入方向l上的前端侧l1中的表面512a中。在内凸缘部51的表面512a上形成有由角部613的侵入而引起的凹陷部516。内凸缘部51的端面511表示相对于径向方向r定位于内凸缘部51的外侧r1的前端面。外凸缘部61的端面611表示相对于径向方向r定位于外凸缘部61的外侧r1的前端面。外凸缘部61和内凸缘部51的厚度可以优选地处于0.2mm至2.0mm的范围内。在厚度小于0.2mm的情况下,外凸缘部61或内凸缘部51的强度不足。另一方面,当厚度大于2.0mm时,难以实现对外凸缘部或内凸缘部的冲压等。另外,外凸缘部61的角部613突出到内凸缘部613的表面512a的量可以优选地处于0.01mm到1.8mm的范围内。当侵入量小于0.01mm时,难以确保绝缘体3和壳体4之间的气密性。当侵入量大于1.8mm时,需要增加力以用于将内凸缘部51和外凸缘部61置于绝缘体3和壳体4之间。这在将气体传感器1组装到管道时是不利的。对于外凸缘部61的角部613突出到内凸缘部51的表面512a中的侵入位置,位置可以优选地处于从内凸缘部51的端面511沿着内凸缘部51在插入方向l上的前端侧l1中的表面512a朝向内周缘侧为0.1mm至5.0mm的范围内。侵入的距离设定为与内凸缘部51的端面511至外凸缘部61的端面611之间的距离相等。在侵入的位置小于0.1mm的情况下,角部613难以突出到表面512中。另一方面,当侵入的位置大于5.0mm时,内凸缘部51的端面511和外凸缘部的端面611定位得彼此相隔很远。因此,内凸缘部51或外凸缘部61必须形成为比其它部分短得多。这是不合适的。如图7所示,在组装气体传感器1之前内套罩5和外套罩6的初始状态下,内凸缘部51的端面511形成为大致与插入方向l平行,并且外凸缘部61的端面611也形成为大致与插入方向l平行。在初始状态下,形成于端面611和插入方向l上的后端侧l2中的表面612b之间的外凸缘部61的角部613形成为锐角状。角部613形成为锐角状,由此角部613易于突出到内凸缘部51在插入方向l上的前端侧l1中的表面512a中。注意到,即使在组装气体传感器1之后角部613仍保持为锐角状。内凸缘部51的端面511可以在通过拉制等而使内套罩5成型后通过在插入方向l上切割待形成为内凸缘部51的一部分而形成为与插入方向l大致平行。类似地,外凸缘部61的端面611可以在通过拉制等而使外套罩6成型后通过在插入方向l上切割待形成为内凸缘部61的一部分而形成为与插入方向l大致平行。当内凸缘部51和外凸缘部61设置在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间时,内凸缘部51的端部和外凸缘部61的端部发生塑性形变。在组装气体传感器1之后,内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611可以相对于插入方向l倾斜,或者可以弯曲成具有曲面。内凸缘部51的端面511可以形成于与形成内凸缘部51所沿着的方向大致正交的方向上。而且,内凸缘部51的端面511不必形成为平坦状,而是可以形成为具有凸状或凹状曲面状、不平坦形状以及形状的一部分被扩大的形状。类似地,外凸缘部61的端面611的构造与内凸缘部51的端面511的构造相同。[其它内凸缘部51和外凸缘部61]内凸缘部51和外凸缘部61之间的接合关系可以按如下方式。如图8所示,可以使内凸缘部51的端部弯曲以悬伸到在端面611和插入方向l的后端侧l2中的表面612b之间的角部613之外,而不是将外凸缘部分61的角部613侵入内凸缘部51的表面512a中。在这种情况下,弯曲部515a形成于内凸缘部51的端部515处,该弯曲部分515a相对于连接至内圆筒部52的本体514弯曲。此外,在这种情况下,围绕插入方向l上的前端侧l1中的弯曲部的位于内凸缘部51的弯曲部515a处的部分接触外凸缘部61的角部613的前端。[倾斜角度α,β,γ]如图3所示,根据本实施例的气体传感器1,适当考虑支撑内凸缘部51和外凸缘部61的绝缘体3和壳体4的相应部分的倾斜角度α,β,γ。具体地,倾斜角度α,β,γ形成为彼此不同。即,绝缘体3的支撑部32中的绝缘体相对表面321相对于平行于径向方向的虚拟参考线y的倾斜角度α,形成于壳体4的支撑孔41中的台阶部413处的壳体相对表面414相对于平行于径向方向r的虚拟参考线y的倾斜角度β以及内凸缘部51和外凸缘部61相对于平行于径向方向r的虚拟参考线y的倾斜角度γ不同。注意到,倾斜角度α,β,γ彼此略微不同,然而,倾斜角度α,β,γ之间的差以夸张的方式示出。根据本实施例,内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度γ大于绝缘体相对表面321的倾斜角度α并且小于或等于壳体相对表面321的倾斜角度β。换言之,根据本实施例的气体传感器1满足关系α<γ≤β。利用该构造,内凸缘部51的端部的后端侧l2中的表面512b可能与绝缘体相对表面321接触,并且外凸缘部61的端部的前端侧l1中的表面612a可能与壳体相对表面414接触。可以在外凸缘部61的角部613和内凸缘部51的表面512a之间施加大量的负载,使得外凸缘部61的角部613可以突出到表面512a中。结果,可以改善内凸缘部51和外凸缘部61之间的气密性。由于绝缘体相对表面321的倾斜角度α小于壳体相对表面414的倾斜角度β,因此可以在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间形成间隙,使得越接近径向方向r的外侧r1,间隙越小。因此,借助绝缘体相对表面321和壳体相对表面414,可以易于对内凸缘部51的外周缘侧部517和外凸缘部61的外周缘侧部617加压。因此,外凸缘部61的端部613可能突出到内凸缘部51的表面512a中,或者内凸缘部51的端部可能变形。内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度γ设定为介于绝缘体相对表面321的倾斜角度α和壳体相对表面414的倾斜角度β之间,由此产生可能压紧内凸缘部51的外周缘侧部517和外凸缘部617的外周缘侧部617的状态。在气体传感器1中,可以满足关系α≤γ<β,而非满足关系α<β<γ。这是在绝缘体相对表面321的倾斜角度α小于壳体相对表面414的倾斜角度β并且内凸缘部和外凸缘部分61的倾斜角度γ可以与绝缘体相对表面321的倾斜角度α或壳体相对表面414的倾斜角度β相同的条件下实现的。至少在绝缘体相对表面321的倾斜角度α小于壳体相对表面414的倾斜角度β时,可以获得以下效果。即,外凸缘部61的角部613可能突出到内凸缘部51的表面512a中,或者内凸缘部51的端部可能变形。绝缘体相对表面321的倾斜角α和壳体相对表面414的倾斜角β之间的差值可以设定在0.5°至10°的范围内。在倾斜角α与倾斜角β之间的差值小的情况下,难以获得角部613可能突出到表面512a中的效果。另一方面,当倾斜角度α和倾斜角度β之间的差值非常大时,绝缘体3、内凸缘部51、外凸缘部61和壳体4之间的接触面积变小。绝缘体相对表面321和壳体相对表面414适当地倾斜,使得在内凸缘部51和外凸缘部61之间除了施加压缩载荷之外还可以施加适当的剪切载荷。因此,可以增强绝缘体3、内凸缘部51、外凸缘部61和壳体4之间的粘附强度。假定关系α<γ≤β,或关系α≤γ<β得以满足,则绝缘体相对表面321的倾斜角度α、壳体相对表面414的倾斜角度β和外凸缘部61的倾斜角度γ中的每一个可以设定在5°到45°的范围内。当相应的倾斜角度α,β,γ非常小时,则在绝缘体3、内凸缘部51、外凸缘部61和壳体4之间难以获得增强的粘附效果。同时,当相应的倾斜角度α,β,γ非常大时,则内凸缘部51和外凸缘部61难以支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间。而且,在组装气体传感器1之后,内凸缘部51和外凸缘部61彼此紧密接触。在组装气体传感器1之前,内凸缘部51的倾斜角度γ和外凸缘部61的倾斜角度γ构造为相同。然而,在组装气体传感器1之前,内凸缘部51的倾斜角度γ和外凸缘部61的倾斜角度γ可以不同。在这种情况下,由于内凸缘部51和外凸缘部61在被支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间时彼此紧密接触,所以内凸缘部51的倾斜角度γ和外凸缘部的倾斜角度γ变得相同。如图8所示,当内凸缘部51和外凸缘部61支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间时,根据内凸缘部51和外凸缘部61的长度、厚度关系、倾斜角度α,β,γ之间的关系等,内凸缘部51的端部可以朝外凸缘部61的端面611弯曲。在这种情况下,内凸缘部的角部613可以定位(弯曲)为悬伸到外凸缘部61的角部613之外。[位置偏置的设置]如图9所示,根据本实施例,偏置内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611之间的彼此位置,使得内凸缘部51的周向方向c中的整个周缘的端面511定位于外凸缘部61的周向方向c中的整个周缘的端面611的外侧r1。换言之,位置偏置实现为使得内套罩5的在插入方向l上穿过内圆筒部52和内底部53的中心的中心轴线和外套罩6的穿过外圆筒部62和外底部63的中心的中心轴线重合,而在周向方向c上的整个周缘上内凸缘部51比外凸缘部61长。与此不同,如图10所示,内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611之间的彼此位置可以设置,使得即使内凸缘部51和外凸缘部61的长度相同,但内套罩5和外套罩6的中心轴线仍略微偏心地定位。在这种情况下,内凸缘部51的对应于周向方向c上的周缘的一半的端面511a径向上(相对于径向方向r)定位为比外凸缘部的对应于周向方向c上的周缘的一半的端面611a的位置更朝向外侧r1,而内凸缘部51的对应于周向方向c上的剩余一半周缘的端面511b径向上(相对于径向方向r)定位为比外凸缘部61的对应于周向方向c上的剩余一半周缘的端面611b更朝向内侧。而且,在内凸缘部51和外凸缘部61的一半周缘部中,内凸缘部51的长度可以比外凸缘部61的长度更长,由此内凸缘部51的端面511a可以径向上定位为比外凸缘部61的端面611a更朝向外周缘侧。在这种情况下,在内凸缘部51和外凸缘部61的剩余一半周缘部中,内凸缘部51的长度可以比外凸缘部61的长度更短,由此内凸缘部51的端面511b可以径向上定位为比外凸缘部61的端面611b更朝向内周缘侧。此外,如图10所示,部分z形成在内凸缘部51和外凸缘部61在周向方向c上的两个位置处,其中内凸缘部51的端面511在径向方向r上的位置和外凸缘部61的端面611在径向方向r上的位置重叠。在这种情况下,可能在重叠部分z处形成的位于内凸缘部51和外凸缘部61之间的边界部分处的间隙变得最小。因此,这不会影响维持绝缘体3和壳体4之间的气密性的实现。[其它气体传感器1]如图11所示,根据其它气体传感器1,内套罩5和外套罩6之间的气体通道60可形成为分成两个通道,使得内套罩5的内圆筒部52和外套罩6的外圆筒部62不仅在插入方向l上的后端侧l2中彼此接触而且在插入方向上的前端侧l1中彼此接触。在这种情况下,外套罩6的外圆筒部62设置有定位于插入方向l上的后端侧l2中的后端外圆筒部62a以及连接至后端外圆筒部62a的前端侧l1的前端外圆筒部62b,该前端外圆筒部62b的直径小于后端外圆筒部62a的直径。内套罩5的内圆筒部52包括第一内圆筒部52a、第二内圆筒部以及第三内圆筒部52c。第一内圆筒部52a附接至邻近绝缘体3在插入方向上的前端侧l1的前端侧绝缘体3a的外周缘。第二内圆筒部52b连接至第一内筒部52a在插入方向l上的前端侧l1,该第二内圆筒部52b的直径小于第一内圆筒部52a的直径。第三内圆筒部52c连接至第二内圆筒部52b在插入方向l上的前端侧l1,该第三内圆筒部52c的直径小于第二内圆筒部52b的直径。前端外圆筒部62b的后端部与第二内圆筒部52b的前端部彼此接触。因此,后端侧气体通道60a形成于后端外圆筒部62a和第二内圆筒部52b之间。前端侧气体通道60b形成于前端外圆筒部62b和第三内圆筒部52c之间以及外底部63与内底部53之间。在其它气体传感器1中,从外套罩6的外部通过外通孔621流入后端侧气体通道60a中的检测气体g从后端侧气体通道60a通过内通孔521而流入内套罩5内部。检测气体g从内套罩5的内部通过内通孔521流入前端侧气体通道60b中。然后,检测气体g可以从前端侧气体通道60b通过外通孔631流到外套罩6的外部。根据其它气体传感器1中的内套罩5和外套罩6的构造,可以适当地控制检测气体g在气体通道60中的气流。[制造方法]内凸缘部51和外凸缘部61支撑于绝缘体3和壳体4之间。首先,将内套罩5设置在外套罩6的内部。此时,内圆筒部52和外圆筒部62重叠,并且内凸缘部51和外凸缘部61重叠。然后,将内套罩5和外套罩6插入壳体4的支撑孔41的小孔部411。此时,内凸缘部51和外凸缘部61由壳体4的台阶部413所固持。注意到,在将外套罩6插入到支撑孔41中之后,可以将内套罩5设置在外套罩6的内部。然后,将绝缘体3的前端侧l1中的一部分设置在内套罩5的内圆筒部52中。然后,将滑石粉、诸如套筒密封件的密封构件44设置于在壳体4的支撑孔41的大孔部412中形成于壳体4和绝缘体3之间的间隙中。此后,将壳体4在插入方向l上的后端侧l2中的一部分朝径向方向r向内弯曲,以通过密封构件44来堵塞壳体4和绝缘体3。此时,如图7所示,通过受到使壳体4在后端侧l2中的一部分朝径向方向r向内弯曲的弯曲力,绝缘体相对表面321靠近壳体相对表面414,内凸缘部51和外凸缘部61被挤压在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间,由此支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间。结果,如图3所示,内凸缘部51的端部和外凸缘部61的端部由绝缘体相对表面321和壳体相对表面41强力挤压,由此内凸缘部51的端部和外凸缘部61的端部被挤压为塑性变形。当外凸缘部61的角部613与内凸缘部51的端部中的表面512a接触时,外凸缘部61的角部613突出到内凸缘部51的表面512a中,同时使内凸缘部51的端部塑性形变。[效果和优点]根据气体传感器1,内套罩5的内凸缘部51和外套罩6的外凸缘部61两者均支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间。即,不同于支撑在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间凸缘部仅设置在内套罩5或外套罩6上的情况,可以可靠地防止内套罩5和外套罩6从气体传感器分离。考虑到凸缘部仅设置在内套罩5或外套罩6中的任一个的常规气体传感器,另一个套罩需要邻接内套罩5或外套罩6。接合需要具有足够强的强度以将内套罩5和外套罩6中的另一个套罩固定到任一个套罩上。因此,接合部的体积变大。结果,考虑到在操作期间暴露于高温的传统气体传感器的情况,内套罩5和外套罩6在接合部中的强度显着降低,使得内套罩5和外套罩6可能从气体传感器脱离。另一方面,对于内套罩5的内凸缘部51和外套罩6的外凸缘部61两者均支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间的气体传感器1而言,不需要具有大体积的接合部。因此,可以在气体传感器的操作期间防止内套罩5或外套罩6从气体传感器分离。优选的是,接合部不使用焊接等而形成于内套罩5的内圆筒部52和外套罩6的外圆筒部62之间。然而,在内套罩5的内圆筒部52和外套罩6的外圆筒部62之间可以通过焊接等来形成具有较小体积的接合部以保持内套罩5的内圆筒部52和外套罩6的外圆筒部62之间的位置关系。待形成的接合部的容许体积可以确定为在加热期间的强度降低程度不会导致内套罩5和外套罩6分离的范围内。根据本实施例的气体传感器1,内凸缘部51的端面511定位为比外凸缘部61的端面611更接近径向方向r的外侧r1,并且外凸缘部61的角部613突出到内凸缘部51的表面512a中。因此,绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间的气密性可以保持在高水平,使得气体的检测精度可以保持在高水平。在内凸缘部51和外凸缘部61之间没有保持气密性的情况下,流入内套罩5和外套罩6之间的间隙的检测气体g可能通过内凸缘部51和外凸缘部61之间的间隙而深入壳体4的支撑孔41内部。根据本实施例的气体传感器1,将检测气体g引入到定位于传感器元件在插入方向l上的前端侧l1中的检测部21,并且将参考气体a从传感器元件2在插入方向l上的后端部导入到导管24中。传感器元件2的检测部21利用参考气体a中的氧浓度和检测气体g中的氧浓度之间的差值来执行气体检测。因此,如果检测气体g与作为气体检测参考的参考气体a混合,则气体检测的精度劣化。因此,在这方面,重要的是防止检测气体g从绝缘体相对表面321和内凸缘部51之间的间隙、或外凸缘部61和壳体相对表面414之间的间隙或内凸缘部51和外凸缘部61之间的间隙中流入壳体4的支撑孔41的后端侧l2中。具体地,由于以下原因,重要的是确保内凸缘部51和外凸缘部61之间的气密性。如图3所示,在内凸缘部51和外凸缘部61支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间的情况下,在包括绝缘体相对表面321和内凸缘部51之间的间隙、壳体相对表面414和外凸缘部61之间的间隙以及内凸缘部51和外凸缘部61之间的间隙的相应间隙处形成构件3,4,51和61接触的边界部k1、k2和k3。在组装气体传感器1之后的边界部k1,k2和k3中,构件3,4,51和61由于壳体4的压紧力而彼此接触。然而,在使用气体传感器1时,气体传感器1由加热器25和作为检测气体g的排放气体加热。此时,由于热应力等发生在构件3,4,51和61之间,所以存在在边界部k1,k2和k3中的一部分中形成间隙的担忧。如图3所示,在绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512b之间的边界部k1中形成以下状态。绝缘体3由陶瓷材料制成并且内套罩5由金属制成。绝缘体3的表面粗糙度大于内套罩5的表面粗糙度,并且绝缘体3的刚性大于内套罩5的刚性。因此,在气体传感器1的组装过程中,当内凸缘部51和外凸缘部61支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间时,在显微镜下观察绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512b之间的边界部k1时,内凸缘部51的表面512b被认为沿着绝缘体相对表面321的细小粗糙度塑性形变。结果,两侧彼此接触的部分的表面面积在绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512b之间的边界部k1中增加,从而增加了影响绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512b之间的边界部k1的摩擦力。然后,在气体传感器1在高温下加热的情况下,由于内凸缘部51的线性膨胀系数高于绝缘体3的线性膨胀系数,所以内凸缘部51膨胀并趋向于从绝缘体相对表面321分离。此时,大摩擦力影响绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512b之间的边界部k1,由此内凸缘部51不太可能在内凸缘部51趋于分离的方向上膨胀。因此,不太可能在形成于绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512b之间的边界部k1处产生间隙。如图3所示,在壳体相对表面414和外凸缘部61的表面612a之间的边界部k2中形成以下状态。壳体4和外套罩6均由金属制成。壳体4和外套罩6的线性膨胀系数之间没有显着差异。而且,壳体4的表面粗糙度和外套罩6的表面粗糙度之间没有显着差异。因此,当气体传感器1在高温下加热时,壳体4和外凸缘部61的热膨胀大致相同。结果,在使用气体传感器1时,不太可能在形成于壳体相对表面414和外凸缘部61之间的边界部k2处产生间隙。如图3所示,在内凸缘部51的表面512a和外凸缘部的表面612b之间的边界部k3中形成以下状态。内凸缘部51和外凸缘部61中的每一个均由金属制成。内凸缘部51和外凸缘部61的线性膨胀系数之间没有显着差异。而且,内凸缘部51的表面粗糙度和外凸缘部61的表面粗糙度之间没有显着差异。因此,当气体传感器1在高温下加热时,内凸缘部51和外凸缘部61的线性膨胀系数大致相同。此时,内凸缘部51受到绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512b之间的边界部k1处的大摩擦力的影响,因此内凸缘部51不太可能在内凸缘部51趋于分离的方向上膨胀。另一方面,外凸缘部61与壳体4一起膨胀。结果,当使用气体传感器1时,不太可能在形成于内凸缘部51的表面512a和外凸缘部61的表面612b之间的边界部k3处产生间隙。根据本实施例的气体传感器1,可以适当考虑可能形成间隙的边界部k3的结构以产生外凸缘部61的角部613突出到内凸缘部51的表面512a中的状态。因此,在使用气体传感器并且在内凸缘部51的表面512a和外凸缘部61的表面612b之间产生间隙的情况下,在角部613和表面512a之间由于侵入而产生摩擦力。因此,不太可能在形成于内凸缘部51的表面512a和外凸缘部61的表面612b之间的边界部k3处产生位置偏置。因此,在边界部k3处不产生间隙。注意到,对于内凸缘部51的端部弯曲并悬伸到角部613之外的情况而言,也可以类似地获得避免形成于边界部k3的间隙的效果。因此,根据本实施例的气体传感器1,当使用气体传感器1时,如上所述在边界部k1,k2和k3处不产生间隙。因此,防止检测气体g与导入传感器元件2中的参考气体a混合,使得待由传感器元件2的检测部21所检测的气体的检测精度保持在高水平。图12示出了根据比较实施例的气体传感器9,其中,内凸缘部51的端面511的位置和外凸缘部61的端面611的位置彼此齐平。同样地,在气体传感器9中,不太可能在形成于绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512b之间的边界部k1处以及在形成于壳体相对表面414和外凸缘部61的表面612a之间的边界部k2处产生间隙。另一方面,当加热气体传感器9时,可能在形成于内凸缘部51的表面512a和外凸缘部61的表面612b之间的边界部k3处产生位置偏置。内凸缘部51和外凸缘部61的线性膨胀系数之间没有显着差异。而且,内凸缘部51的表面粗糙度和外凸缘部61的表面粗糙度之间没有显着差异。因此,当加热气体传感器9时,在内凸缘部51的表面512a和外凸缘部61的表面612b之间产生位置偏置,使得可能在边界部k3处形成间隙。因此,根据本实施例的气体传感器1,在外凸缘部61的角部613突出到内凸缘部51的表面512a中的情况下,可以获得避免在内凸缘51的表面512a和外凸缘部61的表面612b之间产生间隙的效果。因此,本实施方式的气体传感器1可以在使用时防止内套罩5或套罩6从气体传感器1脱落,并且绝缘体3和壳体4之间的气密性维持在高水平,使得可以获得气体检测的高检测精度。(第二实施例)本实施例仅对内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611之间的位置偏置的设置与第一实施例的设置不同的情况进行说明。如图13所示,根据本实施例的气体传感器1,外凸缘部61的在周向方向c上的整个周缘的端面611定位在内凸缘部51在周向方向c上的整个周缘的端面511在径向方向r上的外侧r1。而且,内凸缘部51中的形成于端面511和位于插入方向l上的前端侧l1中的表面512a之间的角部513突出到位于插入方向l上的后端侧l2中的表面612b中。由角部513的侵入而引起的凹陷部516形成于外凸缘部61的表面612a上。如图14所示,在组装本实施例的气体传感器1之前的内套罩5和外套罩6的初始状态下,内凸缘部51的端面511形成为大致平行于插入方向l并且外凸缘部61的端面611也形成为大致平行于插入方向l。在初始状态下,内凸缘部51的形成于端面511和前端侧l1中的表面512a之间的角部513形成为钝角状。注意到,即使在组装气体传感器1之后,角部513的形状仍保持为钝角状。在将内凸缘部51和外凸缘部61设置在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间之后,内凸缘部和外凸缘部61的端部发生塑性形变。然后,在组装气体传感器1之后,内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611中的每一个可以相对于插入方向l倾斜,或者可以弯曲成曲面状。内凸缘部51和外凸缘部61之间的接合可以如下所述。即,如图15所示,外凸缘部61的端部可以弯曲成悬伸到位于端面511和内凸缘部51的在插入方向上的前端侧l1中的表面512a之间的角部513之外,而非内凸缘部51的角部513突出到表面612b中的情况。在这种情况下,弯曲部615a形成于外凸缘部61的端部615中。弯曲部615a相对于连接至外凸缘部61的外圆筒部62的本体614弯曲。在这种情况下,围绕弯曲部615a的位于外凸缘部61的后端侧l2中的弯曲点的部分与内凸缘部51的角部513接触。根据本实施例,绝缘体相对表面321的倾斜角度α、壳体相对表面414的倾斜角度β以及内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度γ之间的关系类似于第一实施例中的关系。此外,气体传感器1的其它构造、效果、优点等与第一实施例相同。根据本实施例,具有与第一实施例相同的附图标记的元件与第一实施例的对应元件相同。(第三实施例)本实施例与第一实施例的不同之处在于,绝缘体相对表面321的倾斜角度α、壳体相对表面414的倾斜角度β以及内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度γ之间的关系。如图16所示,本实施例的内凸缘部51的端面511比外凸缘部611的端面611定位在径向r上的外侧r1。在外凸缘部61中形成于端面611和表面612b之间的角部613突出到内凸缘部51的表面512a中。根据本实施例,内凸缘部和外凸缘部61的倾斜角度γ大于壳体相对表面414的倾斜角度β,并且壳体相对表面414的倾斜角度β大于绝缘体相对表面321的倾斜角度α。换言之,根据本实施例的气体传感器1,满足关系α<β<γ。绝缘体相对表面321的倾斜角度α和倾斜角度γ之间的差值可以设定在0.5°至10°的范围内。当这些倾斜角度α和β较小时,不太可能获得侵入表面512a中的效果。另一方面,当倾斜角度α和β之间的差值过大时,绝缘体3、内凸缘部51、外凸缘部61以及壳体4之间的接触面积变小。各倾斜角度α,β,γ表示为相对于平行于径向方向r的虚拟参考线y的角度。绝缘体相对表面321、壳体相对表面414以及内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度与第一实施例的相同。根据本实施例的这种构造,内凸缘部51的后端侧l2中的表面512b的外周缘侧部517可能与绝缘体相对表面321接触,并且外凸缘部61的前端侧l1中的表面612a的内周缘侧部618可能与壳体相对表面414接触。如图17所示,围绕内凸缘部51的表面512b的前端部的部分p1与绝缘体相对表面321强力接触,由此绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512b之间的边界部k1得以牢固地封闭。而且,外凸缘部61的表面612a的内周缘部p2与壳体相对表面414强力接触,由此壳体相对表面414和外凸缘部61的表面612a之间的边界部k2得以牢固地封闭。如图16和图17所示,在本实施方式的内凸缘部51和外凸缘部61设置在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间的情况下,内凸缘部51的外周缘侧部517由绝缘体相对表面321所强力按压。然后,内凸缘部51的外周缘侧部517弹性形变为相对于内凸缘部51的内周缘侧部518朝插入方向l上的前端侧l1弯曲。外凸缘部61的外周缘侧部617弹性形变为相对于外凸缘部61的内周缘侧部618朝插入方向l上的前端侧l1弯曲。在一些情况下,内凸缘部51的外周缘侧部517和外凸缘部61的外周缘侧部617塑性形变为朝插入方向l上的前端侧l1弯曲。图17示出了在将内凸缘部51和外凸缘部61设置于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间之前的状态。注意到,由于倾斜角度α,β,γ之间的差值很小,所以在图17中扩大了倾斜角度α,β,γ之间的清晰角度。内凸缘部51和外凸缘部61的弹性形变量较小。根据本实施例的气体传感器1,绝缘体相对表面321和壳体相对表面414引起内凸缘部51和外凸缘部61的塑性形变,由此使弹性形变消解的弹力影响内凸缘部51和外凸缘部61。利用该弹力,绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512b之间的边界部k1、壳体相对表面414和外凸缘部61的表面612a之间的边界部k2以及内凸缘部51的表面512a和外凸缘部61的表面612b之间的边界部k3得以封闭。因此,当加热气体传感器1时,尽管在边界部分k1,k2和k3中的每一个中都倾向于形成间隙,但是弹力影响内凸缘部51和外凸缘部61不产生间隙。因此,绝缘体3和壳体4之间的气密性保持在高水平,从而可以保持气体的高检测精度。根据本实施例,内凸缘部51的端面511或外凸缘部的端面611可以设置在径向方向r上的外侧r1。如第二实施例所述,内凸缘部51的位于端面511和插入方向l上的前端侧l1中的表面512a之间的角部513可以突出到外凸缘部61在插入方向l的后端部侧l2中的表面612b中。此外,内凸缘部51或外凸缘部61中的任一个可包括朝另一侧端面511或611弯曲的弯曲部515a和616a。根据本实施例的气体传感器的其它构造、效果和优点与第一实施例类似。同样地,在本实施例中,具有与第一实施例相同的附图标记的元件与第一实施例的元件相同。(第四实施例)根据本实施方式,将描述设置凸起619以侵入到内凸缘部51的表面512a中的情况。图18示出了凸起619突出到内凸缘部51的表面512a中的状态。图19示出了凸起619突出到内凸缘部51的表面512a中之前的状态。凸起619通过在形成外套罩6时使外凸缘部61的表面612b形变而形成。根据本实施例的凸起619,一个凸起形成于外凸缘部61在周向方向c上的整个外周缘上。然而,也可以形成多个凸起619以设置在外凸缘部61的径向方向r上。凸起619形成为在前端处呈尖锐状以易于突出到内凸缘部51的表面512a中。根据本实施例,利用形成在外凸缘部61的表面612b上的凸起619,不需要使内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611偏置。根据本实施方式,内凸缘部51的端面511定位在外凸缘部61的端面611在径向方向r上的外侧r1。除此之外,外凸缘部61的端面611可以径向地(相对于径向方向r)定位为比内凸缘部51的端面511的位置更朝向外侧r1,或者内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611可以是一致的。而且,如图20所示,凸起519可以设置在内凸缘部51的表面512a上,以便突出到外凸缘部61的表面612b中。根据本实施例的气体传感器的其它构造、效果和优点与第一实施例类似。同样地,在本实施例中,具有与第一实施例相同的附图标记的元件与第一实施例的元件相同。(第五实施例)根据本实施例,将描述将凸起619设置为使内凸缘部51的端面515弯曲的情况。图21示出了端面515被凸起619所弯曲并悬伸到凸起619之外的状态。图22示出了内凸缘部51的端部515被凸起619弯曲之前的状态。凸起619通过在形成外套罩6时使外凸缘部61的表面612b形变而形成。本实施例的凸起619在外凸缘部61于周向方向c上的整个周缘上形成为一个凸起。然而,也可以形成多个凸起619以设置在外凸缘部61的径向方向r上。本实施例的凸起619形成为在前端处呈弧状,以易于使内凸缘部51的端部515弯曲。根据本实施例,通过利用形成在外凸缘部61的表面612b上的凸起619以使内凸缘部51的端部515弯曲,内凸缘部51的端面511定位在外凸缘部61的端面611在径向方向r上的外侧r1。而且,凸起619形成在外凸缘部61的表面612b的前端部处,以易于使内凸缘部51的端部515弯曲。此外,如图23所示,凸起519可以形成在内凸缘部51的表面512a上,以使外凸缘部61的端部615弯曲。根据本实施例的气体传感器的其它构造、效果和优点与第一实施例类似。同样地,在本实施例中,具有与第一实施例相同的附图标记的元件与第一实施例的元件相同。(确认测试1)根据确认测试,确认了第一实施例的气体传感器1(测试试样)的绝缘体3和壳体4之间的气密性。具体地,确认了绝缘体3和壳体4之间产生的泄漏量是否处于所要求的泄漏极限的允许范围内。而且,气体传感器被用作比较试样,其中内凸缘部51的端面511在径向方向r上的位置和外凸缘部61的端面611在径向方向r上的位置彼此齐平。然后,确认比较试样的气密性。在确认测试中,将管道中的排放气体的压力设定为比参考气体a的大气压高,其中,将压差设定为40kpa。加热内凸缘部51和外凸缘部61使得内凸缘部51和外凸缘部61的温度变为600℃。然后,执行100次以上的冷热循环以冷却内凸缘部51和外凸缘部61,使内凸缘部51和外凸缘部61的温度变为室温25℃,由此加热和冷却测试试样和比较试样的气体传感器。在重复冷热循环时,质量流量计测量在绝缘体3和壳体4之间流动的排放气体的流量,并且将气体流动的总累积量计算为泄漏量。图24表示在冷热循环期间泄漏量的变化。如图24所示,测试试样和比较试样的泄漏量在第一次冷热循环中显着增加,并且随着冷热循环重复执行而饱和。根据该确认测试,确定了气体传感器检测气体所需的输出精度,并将确保输出精度所需的泄漏量确定为泄漏极限的允许范围。作为确认测试的结果,测试试样的泄漏量低于泄漏极限。因此,发现测试试样满足检测气体所需的输出精度。同时,比较试样的泄漏量高于泄漏极限,使得根据比较试样不能满足所需的检测精度。(确认测试2)根据确认测试2,在绝缘体相对表面321、壳体相对表面414、内凸缘部51和外凸缘部61的各种条件下确认第一和第二实施例中所描述的气体传感器1的测试试样1至6以及确认测试1中所描述的比较试样1,2的泄漏量。这些条件包括绝缘体相对表面321的倾斜角度α、壳体相对表面414的倾斜角度β以及内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度γ之间的关系,例如α<γ≤β,以及α=β=γ。此外,这些条件包括内凸缘部51在周向方向c上的整个周缘的端面511比外凸缘部61在周向方向c上的整个周缘的端面611定位于径向方向r的外侧r1(参照图3表示为δl=+)的情况,以及外凸缘部61在周向方向c上的整个周缘的端面611比内凸缘部51在周向方向c上的整个周缘的端面511定位于径向方向r的外侧r1(参照图13表示为δl=-)的情况。注意到,δl表示内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611之间的距离。另外,条件包括内凸缘部51在周向方向c上的一半周缘的端面511比外凸缘部61在周向方向c上的一半周缘的端面611定位于径向方向r的外侧r1并且剩余一半周缘的端面511比剩余一半周缘的端面611定位于径向方向r的内侧(参照图10,,δl=±)的情况,以及外凸缘部61在周向方向c上的整个周缘的端面611的位置与内凸缘部51在周向方向c上的整个周缘的端面511的位置相同(δl=0)的情况。表1示出了测试试样1至6以及比较试样1和2的确认测试的条件,其中倾斜角度的条件是α<γ≤β或α=β=γ,并且内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611的位置关系是δl=+,δl=-,δl=±或δl=0。而且,表1包括以与第一确认测试1相同的方式所评估的测试试样1至6以及比较试样1和2的泄漏量的评估结果。表1条件泄漏量评估测试试样1α<γ≤β,δl=+a(极佳)测试试样2α<γ≤β,δl=-a(极佳)测试试样3α=β=γ,δl=+b(良好)测试试样4α=β=γ,δl=-b(良好)测试试样5α<γ≤β,δl=±b(良好)测试试样6α=β=γ,δl=±b(良好)比较试样1α<γ≤β,δl=0c(差)比较试样2α=β=γ,δl=0c(差)如表1所示,在具有关系α<γ≤β以及关系δl=+或δl=-的测试试样1和2情况下,由于泄漏量变得极低所以评估结果是“a(极佳)”。因此,可以充分保持检测气体所需的输出精度。另一方面,在具有关系为α=β=γ以及关系δl=+或δl=-的测试试样3和4的情况下,评估结果为“b(良好)”,其中泄漏量低于泄漏极限。然而,仍可以保持检测气体所需的输出精度。此外,在具有关系α<γ≤β或α=β=γ以及δl=±的测试试样5和6的情况下,评估结果为“b(良好)”,其中泄漏量低于泄漏极限。另一方面,对于具有关系α<γ≤β或α=β=γ以及δl=0的比较试样1和2,评估结果是“c(差)”,其中泄漏数量超过了泄漏极限。因此,发现不能保持检测气体所需的输出精度。根据确认测试的结果,已经发现,由于其中端面511和611两者在径向方向r上彼此偏置的内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611的设置,可以有效地保持气密性。而且,除了端面511和端面611的位置之间的偏置之外,由于满足关系α<γ≤β,所以气密性得到最有效地保持。本公开不限于上述实施例。然而,可以在不脱离本公开精神和范围的情况下进行各种修改。当前第1页12
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