專利名稱：氣體傳感器和氣體傳感器單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體傳感器和一種氣體傳感器單元。更具
體地，本發(fā)明涉及一種用于檢測被測氣氛(atmosphere )中的特定氣體的濃度的氣體傳感器和氣體傳感器單元，諸如氧氣傳感器、碳?xì)寤衔飩鞲衅饕约把趸瘉喌獋鞲衅鞯取?br> 背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)l公開了一種現(xiàn)有技術(shù)的氣體傳感器。這種氣體傳感器包括多個構(gòu)件諸如，檢測元件，該檢測元件在其前端具有用于檢測被測氣氛中的特定氣體的濃度的檢測部；金屬殼，該金屬殼用于以偵^企測部暴露于被測氣氛的方式保持檢測元件；管狀的外管，其以覆蓋檢測元件的后端的方式被固定于金屬殼；以及密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件被收容在外管內(nèi)部，并且具有通孔和導(dǎo)線插孔。導(dǎo)線被插入到該導(dǎo)線插孔，以用于電連接檢測元件和外部裝置。通孔從外管的內(nèi)部貫通到外部。
另外，專利文獻(xiàn)2也公開了 一種現(xiàn)有技術(shù)的氣體傳感器單元。這種氣體傳感器單元包括檢測元件，該檢測元件在其前端具有用于檢測被測氣氛中的特定氣體的濃度的檢測部；以及具有與檢測部電連接的傳感器端子的氣體傳感器，該傳感器端子用于發(fā)送從檢測元件輸出的信號。另外，該氣體傳感器單元還具有被連接到氣體傳感器的傳感器蓋(cap)，以便將來自氣體傳感器的輸出信號傳輸?shù)酵獠垦b置。該傳感器蓋具有與傳感器端子電連接的蓋端子；以及包圍(envelopment)構(gòu)件，該包圍構(gòu)件包圍蓋端子，以在氣體傳感器和它自身之間形成內(nèi)部空間。該傳感器蓋還包括使內(nèi)部空間與外部氣氛連通的通孔。這種氣體傳感器或氣體傳感器單元被置于發(fā)動機(jī)的吸氣歧 管或排氣歧管內(nèi)，并暴露于被測氣氛。此時，氣體傳感器或氣 體傳感器單元被暴露于外界，因此，由自動車濺起的水可能接 觸氣體傳感器或氣體傳感器單元的外部。結(jié)果，水能夠通過通 孔進(jìn)入傳感器內(nèi)部。另一方面，如專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2中所 公開的，可以設(shè)置用于阻塞通孔的過濾件。該過濾件被構(gòu)造成 阻擋水通過該通孔。另外，該過濾件具有透氣性。因此，能夠 抑制水進(jìn)入氣體傳感器內(nèi)部，同時將基準(zhǔn)氣體(大氣氣體)引 入到氣體傳感器中。
專利文獻(xiàn)l:特開平09-54063-A號/^寺艮 專利文獻(xiàn)2:特開2006-162597-厶號7>才艮 專利文獻(xiàn)3:特開2008誦111820畫A號7^沖艮
在專利文獻(xiàn)1中公開的氣體傳感器或?qū)＠墨I(xiàn)2中公開的 氣體傳感器單元的情況下，棒狀過濾件被直接插入到密封構(gòu)件 或傳感器蓋中。因此，為了使用密封構(gòu)件或傳感器蓋來保持過 濾件，必須將過濾件壓入到密封構(gòu)件或傳感器蓋中，或者通過 利用密封構(gòu)件或傳感器蓋的彈性來使過濾件保持在適當(dāng)位置。 結(jié)果，由上述加壓和彈性保持導(dǎo)致的扭曲可能使過濾件的透氣
性降低，這會不利地影響氣體傳感器的效果。
可選地，專利文獻(xiàn)3公開了具有片式過濾件以阻塞密封構(gòu) 件中的通孔的氣體傳感器，其中，密封構(gòu)件的后端和過濾件的 外周沿著周向直接熔合在一起。以該方式，由于無需加壓或彈 性變形，所以可維持充分的過濾件透氣性。然而，當(dāng)密封構(gòu)件 在從排氣歧管產(chǎn)生的熱的作用下變形時，過濾件不能夠跟隨密 封構(gòu)件的變形而變形，從而破損，導(dǎo)致從密封構(gòu)件剝離。另夕卜， 即使過濾件能夠跟隨密封構(gòu)件的變形而變形，也存在過濾件膨 脹和收縮而減損過濾件的透氣性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠通過 密封構(gòu)件或包圍構(gòu)件而抑制過濾件的透氣性的改變的氣體傳感 器和氣體傳感器單元。根據(jù)以下列出的本發(fā)明的示例性方面實(shí) 現(xiàn)了上述目的。
根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了 一種氣體傳感器，該氣體傳
感器，包括沿軸向延伸的#企測元件，該4全測元件具有4全測被
測氣氛中的特定氣體的濃度的4全測部，該;險測部位于4全測元件
的前端側(cè)；金屬殼，該金屬殼以將檢測部暴露于被測氣氛的方
式包圍4全測元件；外管，該外管以覆蓋纟全測元件的后端側(cè)的方
式被固定于金屬殼；以及被收容在外管內(nèi)的密封構(gòu)件，該密封 構(gòu)件具有導(dǎo)線插孔和沿軸向貫通的通孔，用于電連接檢測元件
和外部裝置的導(dǎo)線被插入到該導(dǎo)線插孔中，其中氣體傳感器還 包括由熱膨脹系數(shù)比密封構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)低的樹脂制成的 管狀保持構(gòu)件，該保持構(gòu)件被保持在通孔內(nèi)，該保持構(gòu)件具有 將氣體引入到外管內(nèi)部的通氣孔；以及覆蓋通氣孔的過濾件， 該過濾件被接合于保持構(gòu)件，該過濾件阻擋水通過該過濾件， 并且該過濾件具有透氣性。
這樣，具有通氣孔的管狀保持構(gòu)件接合過濾件以便覆蓋通 氣孔，并且保持構(gòu)件被保持在通孔中。通過這種方式，即使密 封構(gòu)件由于來自排氣歧管的熱的作用而變形，過濾件也不隨密 封構(gòu)件一 ^變形，并且能夠抑制過濾件破損和過濾件的透氣性 改變。
另外，盡管保持構(gòu)件通過擠壓而被插入到密封構(gòu)件的通孔 中，或者過濾件在保持構(gòu)件插入到密封構(gòu)件中的狀態(tài)下由密封 構(gòu)件的彈性保持，仍能夠抑制過濾件扭曲及過濾件的透氣性降
8低。另外，保持構(gòu)件由熱膨脹系數(shù)比密封構(gòu)件低的樹脂制成。 因此，即使保持構(gòu)件被排氣歧管加熱，也難以使保持構(gòu)件變形， 并且能夠抑制過濾件的透氣性發(fā)生改變。另外，在根據(jù)本發(fā)明的氣體傳感器中，在密封構(gòu)件使用時密封構(gòu)件的溫度處于大約230。C至270。C的范圍內(nèi)，并且在該溫 度范圍內(nèi)，樹脂的熱膨脹會被抑制，而密封構(gòu)件的熱膨脹不會 #1抑制。在第一方面的氣體傳感器的優(yōu)選實(shí)施方式中，過濾件被熔 接至保持構(gòu)件上。因此，過濾件和保持構(gòu)件被能夠緊緊地接合 在一起。另外，過濾件可以被熔接到保持構(gòu)件的前端側(cè)的外周，或 者被熔接到保持構(gòu)件的通氣孔的內(nèi)側(cè)，然而，優(yōu)選地熔接到保 持構(gòu)件的前端側(cè)的外周。這能夠防止水分留在保持構(gòu)件的通氣 孔的內(nèi)部，從而獲得充分的透氣性。另外，過濾件被優(yōu)選地熔 接到保持構(gòu)件的通氣孔的外周的整個周部，以便覆蓋通氣孔。 因此，過濾件能夠被緊緊地固定于保持構(gòu)件。在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，氣體傳感器還包括從后端側(cè)覆 蓋過濾件的篩網(wǎng)(mesh),該篩網(wǎng)由具有透氣性的金屬或具有 透氣性的樹脂制成。通過這種方式，由于過濾件難以從外部受 到?jīng)_擊，因此能夠抑制過濾件破損。另外，篩網(wǎng)的透氣量被適 當(dāng)設(shè)定，但是必須大于過濾件的透氣量。在另 一個優(yōu)選實(shí)施方式中，篩網(wǎng)和保持構(gòu)件通過熔接被彼 此直接接合。通過這種方式，篩網(wǎng)能夠被緊緊地固定于保持構(gòu) 件。另外，篩網(wǎng)優(yōu)選在除了過濾件和保持構(gòu)件熔接位置外的位 置被熔接于整個周部。通過這種方式，篩網(wǎng)能夠被緊緊地固定 于保持構(gòu)件，而不影響過濾件和保持構(gòu)件的固定。在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，篩網(wǎng)和過濾件;波此間隔開。通 過這種方式，當(dāng)通過熔接將篩網(wǎng)直接接合于保持構(gòu)件時，在熔 接過程中的熱不會傳遞到過濾件，從而防止了過濾件的透氣量 由于過濾件熔化而變化。
在另 一個優(yōu)選實(shí)施方式中，保持構(gòu)件具有在周部沿軸線方
向突出的外壁和由外壁包圍的洼部(depression),其中過濾件 被設(shè)置在該洼部中，并且篩網(wǎng)被接合于外壁。通過這種方式， 能夠確保過濾件和篩網(wǎng)彼此間隔開。這樣，在熔接過程中的熱 不會傳遞到過濾件，從而防止了過濾件的透氣量變化。
在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，外壁設(shè)置有沿所述軸向突出的 突起部，該突起部以恒定的間隔被設(shè)置在外壁的周部上，其中 篩網(wǎng)被接合于這些突起部。通過這種方式，能夠防止篩網(wǎng)由于 在熔接外壁時外壁在周向上的不均勻熔化和不均勻填充量而相 對于保持構(gòu)件傾斜。換句話說，通過只使突起部用于熔接邊緣， 能夠防止外壁的熔化和填充量在周向上不均勻。
在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，保持構(gòu)件設(shè)置有沿徑向從通氣
孔向外突出的凹部，并且過濾件和篩網(wǎng)#:夾持在該凹部中。這
樣，通過利用保持構(gòu)件夾持過濾件和篩網(wǎng)，能夠?qū)⑦^濾件和篩 網(wǎng)更緊地固定于保持構(gòu)件。另外，可以設(shè)置從通氣孔沿通氣孔 的徑向凹入的部分作為凹部。可選地，比通氣孔大的保持孔被 設(shè)置在保持構(gòu)件中，過濾件和篩網(wǎng)被設(shè)置在保持孔中，然后設(shè) 置在保持孔附近的保持孔周緣部被熔化，以使周緣部沿徑向向 內(nèi)4丑曲，因此可以形成凹部。
在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，氣體傳感器還包括從后側(cè)覆蓋 保持構(gòu)件以便覆蓋保持構(gòu)件的過濾件的覆蓋構(gòu)件，并且覆蓋構(gòu) 件在覆蓋過濾件的位置處具有篩網(wǎng)。通過這種方式，覆蓋構(gòu)件 設(shè)置有獨(dú)立于保持構(gòu)件且包繞保持構(gòu)件的篩網(wǎng)，從而利用篩網(wǎng)容易地覆蓋過濾件。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種氣體傳感器單元，該氣
體傳感器單元，包括4企測元件，該檢測元件具有4企測被測氣
氛中的特定氣體的濃度的才全測部，該才全測部位于#全測元件的前
端側(cè)；氣體傳感器，該氣體傳感器具有傳感器端子，該傳感器端子與檢測部電連接并且傳送從檢測元件輸出的信號；與氣體傳感器結(jié)合在一起的傳感器蓋，該傳感器蓋包括與傳感器端子電連接的蓋端子；以及包圍蓋端子的包圍構(gòu)件，該包圍構(gòu)件與氣體傳感器結(jié)合在 一起，以在氣體傳感器和包圍構(gòu)件之間形成內(nèi)部空間，該包圍構(gòu)件具有在內(nèi)部空間與外界氣氛之間建立連通的通孔，傳感器蓋將輸出信號傳送到外部裝置，并且其中，氣體傳感器單元還包括由熱膨脹系數(shù)比包圍構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)低的樹脂制成的管狀保持構(gòu)件，該保持構(gòu)件被保持在通孔內(nèi)，該保持構(gòu)件具有將氣體引入到包圍構(gòu)件內(nèi)的通氣孔；以及覆蓋通氣孔的過濾件，該過濾件被接合于保持構(gòu)件，該過濾件阻擋水通過該過濾件，并且該過濾件具有透氣性。
這樣，具有通氣孔的管狀保持構(gòu)件接合過濾件以便覆蓋通氣孔，并且保持構(gòu)件被保持在通孔中。通過這種方式，即使密封構(gòu)件在來自排氣歧管的熱作用下發(fā)生變形，過濾件也不會跟隨包圍構(gòu)件的變形而變形。進(jìn)一步，能夠抑制過濾件破損或者過濾件的透氣性發(fā)生改變。
另外，盡管保持構(gòu)件是通過擠壓而被插入到包圍構(gòu)件的通孔中的，或者過濾件在保持構(gòu)件插入到包圍構(gòu)件中的狀態(tài)下由包圍構(gòu)件的彈性保持，但是仍能夠抑制過濾件發(fā)生扭曲及過濾件的透氣性降低。
另外，保持構(gòu)件由熱膨脹系數(shù)比包圍構(gòu)件低的樹脂制成。因此，即使保持構(gòu)件被排氣歧管加熱，也難以使保持構(gòu)件變形，并且能夠抑制過濾件的透氣性發(fā)生改變。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的氣體傳感器單元中，在包圍構(gòu)件使
用時包圍構(gòu)件的溫度處于大約60。C至100。C的范圍內(nèi)，并且在 該溫度范圍內(nèi)，樹脂的熱膨脹會被抑制，而包圍構(gòu)件的熱膨脹 不會被抑制。
在第二方面的氣體傳感器單元的優(yōu)選實(shí)施方式中，過濾件 被熔接于保持構(gòu)件。通過這種方式，過濾件能夠被緊緊地固定 于保持構(gòu)件。
另外，過濾件可被熔接于保持構(gòu)件的內(nèi)周部或保持構(gòu)件的 通氣孔的內(nèi)側(cè)，然而，過濾件優(yōu)選被熔接于保持構(gòu)件的外周部。 這能夠防止水分留在保持構(gòu)件的通氣孔的內(nèi)部，從而獲得充分 的透氣性。另外，過濾件優(yōu)選被熔接到保持構(gòu)件的通氣孔的外 周的整個周部，以便覆蓋通氣孔。通過這種方式，過濾件能夠 被緊緊地固定于保持構(gòu)件。
在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，氣體傳感器單元還包括從后端 側(cè)覆蓋過濾件并由具有透氣性的金屬或具有透氣性的樹脂制成 的篩網(wǎng)。因為過濾件難以從外部受到?jīng)_擊，因此能夠抑制過濾 件破損。另外，篩網(wǎng)的透氣量被適當(dāng)設(shè)定，但是必須大于過濾 件的透氣量。
在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，篩網(wǎng)和過濾件通過熔接而直接 相互接合。通過這種方式，篩網(wǎng)能夠被緊緊地固定于保持構(gòu)件。 另外，篩網(wǎng)優(yōu)選在在除過濾件和保持構(gòu)件的熔接位置外的位置 處被熔接于整個周部。通過這種方式，篩網(wǎng)能夠被緊緊地固定 于保持構(gòu)件而不影響過濾件和保持構(gòu)件的固定。
在另 一個優(yōu)選實(shí)施方式中，篩網(wǎng)和過濾件^皮-波此間隔開。 通過這種方式，當(dāng)通過熔接將篩網(wǎng)直接接合于保持構(gòu)件時，熔 接過程中的熱不會傳遞到過濾件，從而防止了過濾件的透氣量
12由于過濾件熔化而變化。
在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，保持構(gòu)件具有在周部沿通氣孔 的貫通方向突出的外壁和由外壁包圍的洼部，過濾件被設(shè)置在 洼部中并且篩網(wǎng)被接合于外壁。通過這種方式，能夠確保過濾 件和篩網(wǎng)彼此間隔設(shè)置。這樣，在熔接過程中的熱不被傳遞到 過濾件，從而防止過濾件的透氣量變化。
在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，外壁設(shè)置有在通氣孔的貫通方 向上突出的突起部，突起部以恒定的間隔被設(shè)置在外壁的周部 上，其中篩網(wǎng)被接合于這些突起部。通過這樣的方式，能夠防 止篩網(wǎng)由于在熔接外壁時外壁在周向上的不均勻熔化和填充量 而相對于保持構(gòu)件傾斜。換句話說，通過只有突起部用于熔接 邊緣，能夠防止外壁的熔化和填充量在周向上不均勻。
在另 一個優(yōu)選實(shí)施方式中，保持構(gòu)件設(shè)置有從通氣孔沿徑 向突出的凹部，并且過濾件和篩網(wǎng)被夾持在該凹部中。這樣， 通過利用保持構(gòu)件夾持過濾件和篩網(wǎng)，能夠?qū)⑦^濾件和篩網(wǎng)更 緊地固定于保持構(gòu)件。另外，可設(shè)置從通氣孔沿通氣孔的徑向
凹入的部分，作為凹部?？蛇x地，比通氣孔大的保持孔,皮i殳置 在保持構(gòu)件中，過濾件和篩網(wǎng)被設(shè)置在該保持孔中，然后，設(shè) 置在保持孔附近的保持孔周部熔化，該周部沿徑向向內(nèi)扭曲， 因此可以形成凹部。
在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，氣體傳感器單元還包括以覆蓋 由保持構(gòu)件保持的過濾件的方式從后側(cè)覆蓋保持構(gòu)件的覆蓋構(gòu) 件，并且覆蓋構(gòu)件在覆蓋過濾件的位置處具有篩網(wǎng)。通過這種 方式，覆蓋構(gòu)件被設(shè)置有獨(dú)立于保持構(gòu)件且包繞保持構(gòu)件的篩 網(wǎng)，從而利用篩網(wǎng)容易地覆蓋過濾件。
根據(jù)本發(fā)明的氣體傳感器和氣體傳感器單元，通過密封構(gòu) 件或包圍構(gòu)件，過濾件的透氣性難以發(fā)生改變，進(jìn)而透氣性能
13夠被保持。


將參照附圖對本發(fā)明的示例性方面進(jìn)行詳細(xì)說明，其中
圖l是根據(jù)第 一 實(shí)施例的氣體傳感器l的示意性剖視圖； 圖2是圖l所示的氣體傳感器l的主要部件的放大剖視圖； 圖3是保持構(gòu)件8 6的透視圖4是根據(jù)第二實(shí)施例的氣體傳感器2的主要部件的放大 視圖5A至5D是圖解在根據(jù)第二實(shí)施例的保持構(gòu)件186中裝 配過濾件85和篩網(wǎng)84的步驟的^L圖6是根據(jù)第三實(shí)施例的氣體傳感器3的主要部件的放大 視圖7是根據(jù)第四實(shí)施例的氣體傳感器單元600的主要部件 的放大剖視圖8是根據(jù)第四實(shí)施例的氣體傳感器800的主要部件的放 大剖視圖9是根據(jù)第四實(shí)施例的傳感器蓋7 0 0的主要部件的放大 剖視圖IO是根據(jù)第五實(shí)施例的傳感器蓋700的主要部件的放大 剖視圖ll是根據(jù)第五實(shí)施例的保持構(gòu)件854的透視圖； 圖12是根據(jù)變形例的保持構(gòu)件954的透視圖；以及 圖13是根據(jù)變形例的保持構(gòu)件1054的透視圖。
具體實(shí)施例方式
將參考

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明不應(yīng)被理解為限于這些優(yōu)選實(shí)施例。 第 一實(shí)施例
將參照圖l和圖2對第一實(shí)施例進(jìn)行說明。如圖l和圖2所
示，根據(jù)該第一實(shí)施例的氣體傳感器l例如是氧氣傳感器，其 被裝配在自動車的排氣系統(tǒng)中，并檢測排氣中的氧氣的濃度。
氣體傳感器1包括檢測元件20、殼體60、密封構(gòu)件17、分離件 (separator) 18等。
檢測元件20由具有氧離子導(dǎo)電性的固體電解質(zhì)制成。檢測 元件20的前端封閉，才企測元件20的后端開口 。該沖企測元件20 為管狀，并具有沿X方向軸向延伸的底部。4全測元件20的前端 設(shè)置有用于檢測氧氣的檢測部20a,氧氣是被測氣體組分。
在檢測元件20的軸線方向上的中間部設(shè)置有接合凸緣 20s，接合凸緣20s在徑向上向外突出。接合凸緣20s通過在接 合凸緣20s和金屬殼ll之間插入將在后面說明的陶瓷保持件 13a而被固定于金屬殼11。內(nèi)部電極層24是多孔的，并且由例 如鉑或柏合金利用無電鍍方法形成。該內(nèi)部電極層24被設(shè)置在 檢測元件20的孔21的內(nèi)表面上，以覆蓋整個內(nèi)表面。另外，與 內(nèi)部電極層24相同方式的多孑L的外部電極層25被設(shè)置在檢測 元件20的外周面上的前端側(cè)的整個表面上，4妄著該外部電才及層 25的是接合凸緣20s。內(nèi)部電極層24與密封構(gòu)件30的前端側(cè)電 連接，該密封構(gòu)件30被插入在檢測元件20的孔21的后端側(cè)中。 此外，外部電極層25與密封構(gòu)件31的前端側(cè)電連接，該密封構(gòu) 件31被裝配在檢測元件2 0的后端側(cè)的外側(cè)上。
另外，由密封構(gòu)件30保持的加熱器12被設(shè)置在檢測元件20 的孑L21中。加熱器12與檢測元件20的內(nèi)周面接觸，并通過加熱 檢測部2 0 a而快速地啟動檢測元件。
接下來，殼體60由金屬殼11和外管16形成，該金屬殼ll被布置在外管16的前端側(cè)。該殼體60在纟全測元件20的后端側(cè)形 成基準(zhǔn)氣體空間60a。
其中，金屬殼ll是由金屬制成的中空管狀體。金屬殼ll具 有凸緣部llc,該凸緣部在金屬殼的軸線方向上的大致中央部 分沿徑向向外突出；和螺紋部llb,該螺紋部用于將氣體傳感 器l裝配在排氣歧管中，并且螺紋部llb被設(shè)置在凸緣部llc所 接著的前端側(cè)。另外，設(shè)置在螺紋部llb的前端側(cè)的前端側(cè)開 口 11a與保護(hù)件15接合并且接著螺紋部llb。另一方面，用于接 合外管16的連接件lld被設(shè)置在接著凸緣部llc的后端側(cè)，用于 進(jìn)行彎邊(crimp)的后端側(cè)開口 11e^皮設(shè)置在接著連接件lld 的后端側(cè)。
才全測元件20萍皮插入并被設(shè)置在金屬殼11的內(nèi)孑L22中。內(nèi)孔 22具有金屬部分臺階22a,并且通過在4妄合凸鄉(xiāng)彖20s和金屬部分 臺階22a之間插入金屬村墊(packing) 81、陶瓷保持件13a以 及金屬襯墊82,而將檢測元件20的接合凸纟彖20s保持在金屬部 分臺階22a。另一方面，位于金屬殼11和檢測元件20之間的間 隙中的接合凸緣20s的后端側(cè)填充有陶瓷粉末14 (例如，滑石 粉)，并且在接合凸緣20s的接著陶瓷粉末14的后側(cè)還設(shè)置有陶 瓷套筒13b。陶瓷粉末14通過插入有設(shè)置在陶瓷套筒13b的后端 側(cè)的金屬襯墊83以彎邊后端側(cè)開口 lle而保持氣密。
前端側(cè)從外部裝配于金屬殼ll的連接件lld的外管16通過 全周激光熔接而被固定于連接件。在外管16中，前端側(cè)的直徑 比后端側(cè)的直徑大，并且前端側(cè)包圍4企測元件20，將在后面說 明的分離件18和密封構(gòu)件17被設(shè)置在后端側(cè)。
另外，保護(hù)件15被設(shè)置在金屬殼11的前端側(cè)開口 lla中， 從而覆蓋檢測元件20的從金屬殼11的前端側(cè)開口 lla伸出的檢 測部2 0 a 。保護(hù)件15具有包括外保護(hù)件15 a和內(nèi)保護(hù)件15 b的雙重結(jié)構(gòu)。此外，在外保護(hù)件15a和內(nèi)保護(hù)件15b中形成有用于被 測氣體透過的多個透氣孔。因此，檢測元件20的外部電極層25 能夠接觸通過保護(hù)件15的透氣孔的被測氣體。
分離件18具有由絕緣的氧化鋁陶資制成的大致圓柱體并 被設(shè)置在檢測元件20和下文將說明的密封構(gòu)件17之間。分離件 18設(shè)置有空腔18a，空腔18a在分離件18的后端面?zhèn)染哂兴膫€開 口 ，并在前端面?zhèn)染哂信c所述四個開口相連的另一個4交大的開 口。內(nèi)部電才及層用密封構(gòu)件30的后端側(cè)30a、外部電才及層用密 封構(gòu)件31的后端側(cè)31a以及加熱器導(dǎo)線用密封構(gòu)件32和33 (附 圖標(biāo)記33與附圖標(biāo)記32關(guān)于軸線X對稱地設(shè)置)被設(shè)置在空腔 18a內(nèi)部。另夕卜，在空腔18a內(nèi)部，內(nèi)部電才及層用密封構(gòu)件30 的后端側(cè)30a和外部電極層用密封構(gòu)件31的后端側(cè)31a纟皮機(jī)械 地連接于下文將說明的傳感器輸出導(dǎo)線19a和19b。另外，加熱 器用導(dǎo)線的密封構(gòu)件32和33被機(jī)械地連接于加熱器導(dǎo)線12a和 12b。
密封構(gòu)件17具有由氟橡膠制成的大致圓柱體。密封構(gòu)件17 被裝配于金屬外管16的后端側(cè)開口 16a并通過4吏后端側(cè)開口 16a沿徑向被斂縫而被密封在金屬外管16中，從而使密封構(gòu)件 17設(shè)置在殼體6 0的后端側(cè)。在密封構(gòu)件17中形成有以軸線X作 為中心軸線的通孔17a。這樣的密封構(gòu)件17連同殼體60 —起形 成基準(zhǔn)氣體空間60a,并且基準(zhǔn)氣體空間60a通過通孔17a與外 部空氣連通。另外，用于氣體傳感器1的密封構(gòu)件17的氟橡膠 的熱膨脹系數(shù)為100xlO-6廠C至300xlO-6rC。
另外，在密封構(gòu)件17中形成有4個導(dǎo)線插孔，傳感器輸出 導(dǎo)線19a和19b以及加熱器導(dǎo)線12a和121^人所述插孔中#皮向外 引出。
接下來，將對本發(fā)明的實(shí)施例的主要部件進(jìn)行說明。保持構(gòu)件86被插入密封構(gòu)件17的通孔17a中。過濾件85通過熔接接 合到保持構(gòu)件86的后端側(cè)外周86a上。另外，篩網(wǎng)84通過熔接 接合到保持構(gòu)件86的后端側(cè)外周86a上，以便覆蓋過濾件85。
其中，如圖3所示，保持構(gòu)件86具有從前端側(cè)朝向后端側(cè) 的通氣孔86p。另外，后端側(cè)外周86a設(shè)置有用于設(shè)置過濾件85 的臺階部分86g和用于設(shè)置篩網(wǎng)84的臺階部分86h。保持構(gòu)件 86的熱膨脹系數(shù)比密封構(gòu)件17的熱膨脹系數(shù)低，保持構(gòu)件86 可以由聚苯硫醚樹脂(PPS)或類似物制成。PPS的熱膨脹系 數(shù)為30xlO-6〃C。
過濾件85兼具斥水性和透氣性，具體地是由片式聚四氟乙 烯(PTFE)材料形成。過濾件85被固定于保持構(gòu)件86并且與 保持構(gòu)件86的臺階部分86g接觸。通過將過濾件85熔接到保持 構(gòu)件86而將過濾件85固定于保持構(gòu)件86。
篩網(wǎng)84的透氣性比過濾件高，并且由使用諸如不銹鋼等金 屬、或者諸如PPS等樹脂形成為網(wǎng)眼狀。這種篩網(wǎng)84被固定于 保持構(gòu)件86并且與保持構(gòu)件86的臺階部分86h接觸。通過將篩 網(wǎng)84熔接到保持構(gòu)件86而將篩網(wǎng)84固定于保持構(gòu)件86。另外， 篩網(wǎng)84與過濾件85隔開地被固定于保持構(gòu)件86,而不與過濾件 85接觸。
通過這種構(gòu)造，氣體傳感器l之外的空氣通過過濾件85和 保持構(gòu)件86的通氣孔86p被引入到外管16中的基準(zhǔn)氣體空間 60a中，并進(jìn)一步^皮引入檢測元件20的帶底孔21中。
第一實(shí)施例的氣體傳感器l被安裝在例如自動車等上，并 被裝配在發(fā)動機(jī)的吸氣系統(tǒng)歧管或排氣系統(tǒng)歧管等中。此外， 被測氣體通過保護(hù)件15的透氣孔與檢測元件20的外周上的外 部電極層25接觸。另外，取決于與內(nèi)部電極層24接觸的空氣和 被測氣體之間的氧氣濃度差，產(chǎn)生電動勢。該電動勢是被測氣體中的氧氣濃度的檢測信號。因此，能夠通過經(jīng)由內(nèi)部電極層
24、外部電極層25、內(nèi)部電極層用密封構(gòu)件30、外部電極層用 密封構(gòu)件31以及傳感器輸出導(dǎo)線19 a和19 b將該電動勢發(fā)送到 外部裝置而檢測到被測氣體中的該氧氣濃度。
這樣，具有通氣孔86p的管狀保持構(gòu)件86熔接過濾件85以 便覆蓋通氣孔86p，并且保持構(gòu)件86被保持在通孔17a中。這樣， 即使密封構(gòu)件17在來自排氣歧管的熱的作用下發(fā)生變形，過濾 件85也不會跟隨密封構(gòu)件17的變形而變形。因此，能夠防止過 濾件85^C損或者過濾件85的透氣性減小。
另外，盡管保持構(gòu)件86是通過加壓而被插入到密封構(gòu)件17 的通孔17a中，或者過濾件85在保持構(gòu)件86^皮插入到密封構(gòu)件 17中的狀態(tài)下由密封構(gòu)件17的彈性保持，也仍然能夠防止過濾 件85發(fā)生扭曲，并防止過濾件的透氣性降低。
另外，保持構(gòu)件8 6由熱膨脹系數(shù)比密封構(gòu)件17低的樹脂制 成。因此，即使保持構(gòu)件86被排氣歧管加熱，保持構(gòu)件86也能 抗變形。這樣，能夠防止過濾件85的透氣性發(fā)生改變。
能透過空氣的篩網(wǎng)84由金屬或樹脂制成。該篩網(wǎng)84覆蓋過 濾件85,使得過濾件85不受外界沖擊。因此，篩網(wǎng)84可以防止 過濾件85破損。
另夕卜，篩網(wǎng)84和保持構(gòu)件86通過熔接沖秦合在一起，從而篩 網(wǎng)8 4能夠緊緊地被固定于保持構(gòu)件8 6 。
另外，為了防止熔接的熱影響過濾件85，當(dāng)將篩網(wǎng)84直接 熔接到保持構(gòu)件86時，篩網(wǎng)84和過濾件85彼此分隔開，從而防 止了由于過濾件85熔化而使其透氣性發(fā)生變化。
第二實(shí)施例
現(xiàn)在將參照圖4對第二實(shí)施例進(jìn)行說明。如圖4所示，第二 實(shí)施例中的氣體傳感器2采用保持構(gòu)件18 6來代替第 一 實(shí)施例
19中的氣體傳感器1的保持構(gòu)件86。其它的構(gòu)造與第 一 實(shí)施例中 的氣體傳感器l相同。因此，在第二實(shí)施例中，將主要對保持 構(gòu)件186進(jìn)行說明，而對其它部件的進(jìn)行簡要說明或者省略其 說明。
如圖4所示，保持構(gòu)件18 6被插入到密封構(gòu)件17的通孔17 a 中。保持構(gòu)件186設(shè)置有從前端側(cè)通向后端側(cè)的通氣孔186p。 另外，在通氣孔186p的徑向上設(shè)置有凹部186s。該凹部186s 包括用于設(shè)置過濾件85的小直徑凹部186g和用于設(shè)置篩網(wǎng)84 的大直徑凹部186h。保持構(gòu)件186也是由熱膨"長系數(shù)比密封構(gòu) 件17的熱膨脹系數(shù)低的樹脂制成，該保持構(gòu)件186可以以與第 一實(shí)施例相同的方式由聚苯硫醚樹脂(PPS)制成。
與第 一 實(shí)施例的方式相同，過濾件85<吏用聚四氟乙烯 (PTFE)材料形成為具有斥水性和透氣性的片式過濾件。過 濾件85被固定于保持構(gòu)件186并且與保持構(gòu)件186的小直徑凹 部18 6 g接觸。通過將過濾件8 5熔接到保持構(gòu)件18 6而將過濾件 85固定于保持構(gòu)件186。
與第一實(shí)施例的方式相同，篩網(wǎng)84使用諸如不銹鋼等金 屬、或者諸如PPS等樹脂形成為網(wǎng)眼狀。這種篩網(wǎng)84被固定于 保持構(gòu)件186并且與保持構(gòu)件186的大直徑凹部186h接觸。通 過將篩網(wǎng)84熔接到保持構(gòu)件186而將篩網(wǎng)84固定于保持構(gòu)件 186。
另外，為了將過濾件85和篩網(wǎng)84固定于保持構(gòu)件186，如 圖5A至5D所示，在保持構(gòu)件186中設(shè)置有比通氣孔186p大的保 持孑L186t (見圖5A)。過濾件85被設(shè)置在保持孔186t中并被熔 接于保持構(gòu)件186 (見圖5B)。另外，將篩網(wǎng)84插入，然后，設(shè) 于保持孔186t附近的保持孔周部熔化并且沿徑向向內(nèi)扭曲(見 圖5C)，因此形成凹部186s (見圖5D)。這樣，沿徑向從通氣孔18 6 p突出的凹部18 6 s被設(shè)置在保持 構(gòu)件186中。在該方式下，過濾件85和篩網(wǎng)84被夾在凹部186s 中，從而過濾件85和篩網(wǎng)84能夠更緊地被固定于保持構(gòu)件186。
第三實(shí)施例
接下來，將參照圖6對第三實(shí)施例進(jìn)行:說明。如圖6所示， 第三實(shí)施例中的氣體傳感器3采用保持構(gòu)件286和覆蓋構(gòu)件288 來代替第一實(shí)施例中的氣體傳感器1的保持構(gòu)件86。其它的構(gòu) 造則與第一實(shí)施例中的氣體傳感器l相同。因此，在第三實(shí)施 例中，將主要對保持構(gòu)件286和覆蓋構(gòu)件288進(jìn)行說明，而對其 它部件的進(jìn)行簡要說明，或者省略其說明。
如圖6所示，保持構(gòu)件286和覆蓋構(gòu)件288被插入到密封構(gòu) 件17的通孔17a中。其中，保持構(gòu)件286設(shè)置有從前端側(cè)通向后 端側(cè)的通氣孔286p。在保持構(gòu)件286的外表面上形成有用于布 置下文將說明的覆蓋構(gòu)件288的臺階部分286a。保持構(gòu)件286 也是由熱膨脹系數(shù)比密封構(gòu)件17低的樹脂制成，具體地，以與 第一實(shí)施例相同的方式由聚苯硫醚樹脂(PPS)制成。
與第 一 實(shí)施例的方式相同，過濾件854吏用聚四氟乙烯 (PTFE)材料而形成為具有斥水性和透氣性的片式過濾件。
286p的后端側(cè)外周接觸。通過將過濾件85熔4妄到保持構(gòu)件286 而將過濾件85固定于保持構(gòu)件286。
覆蓋構(gòu)件288為管狀的，使得篩網(wǎng)84能夠裝配在后端側(cè)， 并且覆蓋構(gòu)件288從保持構(gòu)件286的后端側(cè)包繞并覆蓋過濾件 85。覆蓋構(gòu)件288的前端與保持構(gòu)件286的臺階部分286a接觸。 與第一實(shí)施例的方式相同，篩網(wǎng)84使用諸如不銹鋼等金屬、或 者諸如PPS等樹脂形成為網(wǎng)眼狀。
在該方式下，通過使用設(shè)置有獨(dú)立于保持構(gòu)件286的篩網(wǎng)84的覆蓋構(gòu)件288,覆蓋構(gòu)件288包繞住保持構(gòu)件286,從而容 易地利用篩網(wǎng)84覆蓋過濾件。 第四實(shí)施例
將參照圖7至9對第四實(shí)施例進(jìn)行說明。圖7至9是示出了根 據(jù)第四實(shí)施例的氣體傳感器單元600的視圖。由圖7中可知，根 據(jù)該實(shí)施例的氣體傳感器單元600包括氣體傳感器821和設(shè)置 在氣體傳感器821的軸線0的方向上的后端側(cè)的傳感器蓋700。 氣體傳感器單元600以氣體傳感器821的前端部分突出到自動 車排氣歧管中的方式被接合于排氣歧管。在本實(shí)施例中，氣體 傳感器單元600是用于測量排氣中的氧氣濃度的氧氣傳感器。
如圖8所示，氣體傳感器821包括氣體4全測元件822、陶瓷 包圍體(envelopment body) 823、端子構(gòu)件824以及金屬殼 825。
另外，在下文中，在沿著軸線O的方向中，傳感器蓋的安
裝方向#皮稱為后端側(cè)，而與該方向相反的方向祐:稱為前端側(cè)。
金屬殼825由SUS430制成，且為圓筒形。在金屬殼825中 沿周向設(shè)置有內(nèi)周接受部825a,該內(nèi)周接受部825a用于支撐將 在下文說明的氣體^^測元件822的凸緣部822b。內(nèi)周接受部 825a是錐形的，朝著前端側(cè)變細(xì)，并從內(nèi)周沿徑向向內(nèi)突出。 另外，在金屬殼825的外側(cè)設(shè)置有用于將氣體傳感器821裝配在 排氣歧管中的螺紋部825b，在螺紋部825b的后端側(cè)沿周向設(shè)置 有六角部825c,該六角部825c與裝配工具接合，用于將螺紋部 825b插入到排氣歧管中。另外，在金屬殼825的前端側(cè)裝配有 保護(hù)件826，該保護(hù)件826覆蓋將在后面說明的氣體檢測元件 822的前端822a。保護(hù)件826由金屬制成，^皮構(gòu)造為帶圓筒形底 部的管體，并且具有多個氣體引入孔826a,該氣體引入孔826a 用于將排氣歧管中的排氣引入到氣體傳感器821的內(nèi)部。氣體檢測元件8 2 2由具有氧離子導(dǎo)電性的固體電解質(zhì)制 成。氣體檢測元件822的前端822a具有封閉的底部，并具有沿 軸向延伸的帶底的圓筒狀。氣體檢測元件822的外周設(shè)置有沿 徑向向外突出的凸《彖部822b,并且氣體4企測元件822被設(shè)置在 金屬殼825內(nèi)部。在凸緣部822b的前端側(cè)表面和金屬殼825的內(nèi) 周接受部825a的表面之間插入有金屬村墊827。另外，構(gòu)成氣 體檢測元件822的代表性固體電解質(zhì)包括例如Y203和Zr02的固 溶體，但是也可以采用堿土金屬或稀土金屬的氧化物和Z r O 2的 其它固溶體。另外，在該固體電解質(zhì)中可以含有Hf02。
在氣體檢測元件822的前端822a的外周面上設(shè)置有外部電 才及828。夕卜部電才及828是多孑L的Pt或Pt合金。外部電才及828—直 設(shè)置到凸緣部822b的前端側(cè)表面，并通過金屬襯墊827與金屬 殼825電連接。因此，能夠從金屬殼825引出外部電極828的電 位。
另 一方面，在氣體檢測元件822的內(nèi)周面上還設(shè)置有內(nèi)部 電極829。內(nèi)部電極829同樣是多孔的Pt或Pt合金。陶瓷包圍體 823由絕緣陶瓷(具體地，氧化鋁)制成，且為圓筒狀。由金 屬殼825的后端825d經(jīng)由金屬襯墊823在該陶瓷包圍體823上 彎邊，并且將陶瓷包圍體823保持為連同金屬襯墊831和由滑石 制成的陶瓷粉末830 —起置于氣體檢測單元822和金屬殼825之 間。此外，陶瓷包圍體823的較厚的后端側(cè)部分823a包圍氣體 檢測元件822的接著凸緣部822b的后端側(cè)的 一 部分的周部。
端子構(gòu)件824由例如Inconel (注冊商標(biāo)，英國Inconel Corp.)制成，且為管狀，端子構(gòu)件824具有輸出端子824a、元 件端子824b以及用于連接這兩個端子的端子連接件824c。
其中，輸出端子824a為管狀，使得與軸線O垂直的橫截面 為大致字母C的形狀。輸出端子824a構(gòu)造成，當(dāng)將在后面說明d
23蓋端子751的環(huán)狀部751a相對于沿著軸線O的方向移動而插入 到輸出端子中時，輸出端子824a的直徑被彈性地擴(kuò)大。
另一方面，端子構(gòu)件824的元件端子824b同樣為管狀，使 得與軸線O正交的橫截面為大致字母C的形狀。該元件端子 824b的直徑被彈性地減小，并插入到氣體檢測元件822中，使 元件端子824b^皮電連接至內(nèi)部電極829。因此，元件端子824b 沿徑向從內(nèi)側(cè)向外側(cè)擠壓內(nèi)部電極829,用于進(jìn)行電連接。
接下來，將參照附圖對根據(jù)該第四實(shí)施例的傳感器蓋700 進(jìn)行說明。圖9是傳感器700的局部剖視圖。傳感器蓋700包括 蓋端子751、覆蓋蓋端子751以保持蓋端子751的包圍構(gòu)件 (envelopment member ) 752、 以及導(dǎo)線753。
蓋端子751由例如不銹鋼(SUS310S或類似材料)制成， 并通過板件拉制(plate drawing)工藝而形成為大致雙重圓筒 形狀。另外，蓋端子751具有環(huán)狀部751a,其相對于軸線O 為板狀的同心環(huán)狀。此外，蓋端子751具有把持部(grip portion ) 75 lb,該4巴持部75lb沿軸線O的方向在 一 側(cè)突出并連 續(xù)地連在環(huán)狀部751a的外周。此外，圓筒狀插入部751c與把持 部751b沿同 一方向突出并連續(xù)地連在環(huán)狀部751a的內(nèi)周。環(huán)狀 部751a、把持部751b以及插入部751c形成為 一體。
當(dāng)蓋端子751的把持部751b被裝配到氣體傳感器821的陶 瓷包圍體823中時(見圖7),插入部751c被插入到陶瓷包圍體 823的內(nèi)部中，并還^皮插入到端子構(gòu)件824的輸出端子824a的內(nèi) 部。
另外，如圖7所示，在插入部751c^皮插入到端子構(gòu)件824 的輸出端子824a中的狀態(tài)下，環(huán)狀部751a與位于陶瓷包圍體 823的后端面上的輸出端子824a接觸，從而防止蓋端子751的插 入部751c進(jìn)一步插入到前端側(cè)中。包圍構(gòu)件752形成為中空，且由氟基橡膠絕緣。該包圍構(gòu) 件752包含蓋端子751。該包圍構(gòu)件752包括具有插孔的端子 包圍部752a,該端子包圍部752a包圍蓋端子751和氣體傳感器 單元600的陶覺包圍體823的后端側(cè)。包圍構(gòu)件752還包括保持 構(gòu)件包圍部752b，該包圍部752b被設(shè)置成沿徑向從端子包圍部 752a的后端側(cè)突出。該包圍構(gòu)件752還包圍^皮設(shè)置成阻塞通孔 752ba的保持構(gòu)件754的周部。此外，包圍構(gòu)件752包括導(dǎo)線包 圍部752c ，該導(dǎo)線包圍部752c被設(shè)置成沿徑向從端子包圍部 752a的后端側(cè)突出，并且該導(dǎo)線包圍部752c包圍導(dǎo)線753的周部。
在端子包圍部752a中，后端側(cè)位于蓋端子751的把持部 751b周圍，使得把持部751b和端子包圍部752a彼此接觸。另 一方面，端子包圍部752a的前端側(cè)與氣體傳感器821的陶瓷包 圍體823緊密接觸。
接下來，將對導(dǎo)線包圍部752c進(jìn)行說明。導(dǎo)線包圍部752c 包圍導(dǎo)線753。導(dǎo)線753包括芯線753a，還包括諸如第一覆蓋材 料753b和第二覆蓋材料753c的雙重覆層。該導(dǎo)線753被電連接 到蓋端子751。另外，芯線的前端在蓋端子751的芯線彎邊部 751d處彎邊。在該方式下，能夠?qū)碜詺怏w傳感器821的氣體 檢測元件822的內(nèi)部電才及829的輸出信號通過導(dǎo)線753傳送至外 部裝置(例如，發(fā)動機(jī)控制單元(ECU))。
現(xiàn)在將對保持構(gòu)件包圍部752b進(jìn)行說明。保持構(gòu)件包圍部 752b包圍被設(shè)置成阻塞通孔752ba的保持元件754的周部。另 外，過濾件785通過熔接而接合于外周754a，該外周754a被暴 露在保持構(gòu)件754外部。篩網(wǎng)784通過熔接被接合于保持構(gòu)件 754的夕卜周754a，以便覆蓋過濾件785。
其中，保持構(gòu)件754具有從外部朝向內(nèi)部空間延伸的通氣
25孑L754p。夕卜周754ai殳置有凹^卩754s。凹^卩754s包4舌用于i殳置 過濾件785的小直徑凹部754g和用于設(shè)置篩網(wǎng)784的大直徑凹 部754h。保持構(gòu)件754由熱膨脹系數(shù)比包圍構(gòu)件752的熱膨脹 系數(shù)低的樹脂制成，該保持構(gòu)件754可以由聚苯硫醚樹脂 (PPS)制成。
過濾件785使用聚四氟乙烯(PTFE)材料而形成為具有斥 水性和透氣性的片式過濾件。過濾件785被固定于保持構(gòu)件754 并且與保持構(gòu)件754的小直徑凹部754g接觸。通過將過濾件785 熔接到保持構(gòu)件754而將過濾件785固定于保持構(gòu)件754。
篩網(wǎng)784的透氣性高于過濾件785的透氣性，并通過使用諸 如不銹鋼等金屬、或者諸如PPS等樹脂而形成為網(wǎng)眼狀。這種
部754h接觸。通過將篩網(wǎng)784熔接到保持構(gòu)件754而將篩網(wǎng)784 固定于保持構(gòu)件754。
另外，以與第二實(shí)施例相同的方式使用如圖5A至5D所示 的方法將過濾件785和篩網(wǎng)784固定于保持構(gòu)件754。
這樣，過濾件785被熔接于具有通氣孔754p的管狀保持構(gòu) 件754,以便覆蓋通氣孔754p。保持構(gòu)件754被保持在通孔 752ba內(nèi)。在該方式下，即使包圍構(gòu)件752由于來自排氣歧管的 熱而變形，過濾件785也不跟隨包圍構(gòu)件752的變形而變形。這 樣，能夠防止過濾件7 8 5破損或者過濾件7 8 5的透氣性發(fā)生變 化。
另外，盡管保持構(gòu)件754是通過擠壓被插入到包圍構(gòu)件752 的通孑L752ba中，或者過濾件785在保持構(gòu)件754插入到包圍構(gòu) 件752中的狀態(tài)下由包圍構(gòu)件752的彈性而被保持，也能夠防止 過濾件785扭曲或者過濾件785的透氣性降低。
另外，保持構(gòu)件754由熱膨脹系數(shù)比包圍構(gòu)件752低的樹脂制成。在該方式下，即使保持構(gòu)件754被排氣歧管加熱，保持 構(gòu)件754也不經(jīng)受變形。這樣，能夠防止過濾件785的透氣性發(fā) 生變化。
第五實(shí)施例
現(xiàn)在將參照圖10和ll對第五實(shí)施例進(jìn)行說明。第五實(shí)施例 的氣體傳感器單元采用保持構(gòu)件854來代替設(shè)置在第四實(shí)施例 的氣體傳感器600的傳感器蓋700中的保持構(gòu)件754。其它的構(gòu) 造與第四實(shí)施例中的氣體傳感器600相同。因此，在第五實(shí)施 例中，將主要對保持構(gòu)件854進(jìn)行說明，而對其它部件的進(jìn)行 簡要說明，或者省略其說明。
接下來，將參照附圖對第五實(shí)施例的傳感器蓋7 0 0進(jìn)行說 明。圖10是傳感器蓋700的局部剖視圖，圖11是保持構(gòu)件854 的透視圖。傳感器蓋700包括蓋端子751、覆蓋蓋端子751以保 持蓋端子751的包圍構(gòu)件752、以及導(dǎo)線753。
包圍構(gòu)件752形成為中空、由氟基橡膠絕緣并包含蓋端子 751。該包圍構(gòu)件752包括具有插通孔的端子包圍部752a,該端 子包圍部752a包圍氣體傳感器單元600的蓋端子751和陶瓷包 圍體823的后端側(cè)。該包圍構(gòu)件752還包括保持構(gòu)件包圍部 752b,該保持構(gòu)件包圍部752b被設(shè)置成沿徑向從端子包圍部 752a的后端側(cè)突出。保持構(gòu)件包圍部752b包圍被設(shè)置成阻塞通 孔752ba的保持構(gòu)件854的周部。設(shè)置導(dǎo)線包圍部752c,其被設(shè) 置成沿徑向從端子包圍部752a的后端側(cè)突出，并包圍導(dǎo)線753 的周部。
其中，保持構(gòu)件包圍部752b包圍被設(shè)置成阻塞通孔752ba 的保持構(gòu)件854的周部。過濾件785和篩網(wǎng)784通過熔接被接合 于保持構(gòu)件854。
此外，保持構(gòu)件854由PPS (聚苯硫醚樹脂)制成，并具有^v外部朝向內(nèi)部空間延伸的通氣孔854p,如圖ll所示。另夕卜，在通氣孔854p附近設(shè)置有用于設(shè)置過濾件785的洼部(depression) 854i。過濾件785被設(shè)置并熔接在洼部854i中。另一方面，設(shè)置外壁854j以用于熔接篩網(wǎng)784。在洼部854i附近設(shè)置外壁854j。沿通氣孔854p的軸線方向突出的半球狀突起部854k (在該實(shí)施例中為12個)沿周向以恒定的間隔^皮布置在外壁854j上，并且篩網(wǎng)784被熔接于突起部854k。另外，為了將過濾件785和篩網(wǎng)784熔接到保持構(gòu)件854上，首先將過濾件785設(shè)置在洼部854i中，并將過濾件785在加熱的熔接夾具(未示出)處被熔接到洼部854i。然后，將篩網(wǎng)784設(shè)置在突起部854k上，并使突起部854k熔化，從而將篩網(wǎng)784熔接到外壁854j。在該方式下，過濾件785和篩網(wǎng)784彼此間隔開。保持構(gòu)件854的與洼部854i相反的一側(cè)也是凹入的，且朝向洼部854i凹入。
這樣，當(dāng)通過熔接將篩網(wǎng)784接合于保持構(gòu)件854時，由于篩網(wǎng)784與過濾件785彼此隔開，因此，熔接產(chǎn)生的熱不被傳遞到過濾件785。這防止了過濾件785的透氣量由于過濾件785熔化而被改變。特別地，保持構(gòu)件854具有外壁854j和洼部854i,過濾件785被設(shè)置在洼部854i中，并且篩網(wǎng)784被設(shè)置在外壁854j上用于進(jìn)行熔接，使得篩網(wǎng)784和過濾件785彼此隔開。結(jié)果，在熔接過程中的熱不會傳遞到過濾件785,,人而防止過濾件785的透氣量發(fā)生變化。另外，突起部854k在外壁上沿周向以恒定的間隔,皮設(shè)置，以將篩網(wǎng)784接合到突起部854k上。在該方式下，能夠防止篩網(wǎng)784在熔接外壁854j時由于外壁854j在周向上的不均勻的熔化和填充量而相對于保持構(gòu)件854傾斜。換句話說，通過僅4吏突起部854k用于熔接邊緣，能夠防止外壁854j的熔化和填充量在周向上不均勻。盡管已經(jīng)參考上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明 不限于這些實(shí)施例，而是在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況 下可以進(jìn)行各種變型。在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，以空氣作為 基準(zhǔn)氣體進(jìn)行了示例性說明，應(yīng)該理解的是，基準(zhǔn)氣體不限于 空氣，而是可以包括除空氣以外的其他種類的氣體。
例如，在第一至第五實(shí)施例中，篩網(wǎng)84和784被熔接于保 持構(gòu)件86、 186、 286、 754以及854,以便覆蓋過濾件85和785。 然而，本發(fā)明不限于此。具體地，可以不j吏用篩網(wǎng)84和784。
另夕卜，在第一、第四和第五實(shí)施例中，篩網(wǎng)84和784被熔 接于保持構(gòu)件86和754,以便覆蓋過濾件85和785。然而，本發(fā) 明不限于此。具體地，可以通過其它方法來將篩網(wǎng)84和784固 定于保持構(gòu)件86和754 (例如，通過粘結(jié)劑粘接，或者通過由 保持構(gòu)件和過濾件形成的夾持部)。
另夕卜，在第四和第五實(shí)施例中，篩網(wǎng)784和過濾件785被分 別熔接于設(shè)置在保持構(gòu)件754中的凹部754s,以便利用保持構(gòu) 件754來夾持，或者可選擇地，篩網(wǎng)784和過濾件785被熔接于 保持構(gòu)件854。然而，本發(fā)明不限于此。具體地，可以以類似 第三實(shí)施例的方式使用保持構(gòu)件和覆蓋構(gòu)件而用篩網(wǎng)784覆蓋 過濾件785。
另外，在第五實(shí)施例中，已經(jīng)采用了具有洼部854i和外壁 854j的保持構(gòu)件854。然而，在第五實(shí)施例中可以采用如圖12 或圖13所示的保持構(gòu)件954和1054。圖12所示的保持構(gòu)件954 具有從外部通向內(nèi)部空間的通氣孑L954p。在通氣孔954p附近設(shè) 置有用于設(shè)置過濾件785的洼部954i。過濾件785被設(shè)置在洼部 954i內(nèi)以用于進(jìn)行熔接。另一方面，篩網(wǎng)784所熔接到的外壁 954j被設(shè)置在洼部954i附近。這種外壁954j具有在周向延續(xù)的 最外壁954m,和臺階部分954n,該臺階部分954n比最外壁954m靠內(nèi)側(cè):沒置，并形成為比最外壁954m凹入更深。沿通氣 孔954p的軸線方向突出的突起部954k在整周上以恒定的間隔 被設(shè)置在臺階部分954n上(在本實(shí)施例中為6個)。篩網(wǎng)784被 熔接于突起部954k并設(shè)置在外壁954j上。另外，圖13所示的保不同，保持構(gòu)件1054具有在內(nèi)表面和外表面上連續(xù)的突起部 1054k。這能夠?qū)崿F(xiàn)與第五實(shí)施例相同的效果。另外，在第五實(shí)施例及其變形例中，將圖11至13所示的保 持構(gòu)件854、 954和1054使用于氣體傳感器600。然而，不限于 此，這些保持構(gòu)件854、 954和1054也可以用于第一至第三實(shí)施 例所說明的氣體傳感器l、 2和3。相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2008年9月2日提交.的日本專利申請No. 2008-225351 、 2008年11月18曰^是交的曰本專利中請No.2008- 294959以及2009年7月20曰提交的曰本專利申請No.2009- 169637的優(yōu)先權(quán)，這三個日本專利申請的^>開內(nèi)容通過 引用的方式全部包含在此。30
權(quán)利要求
1.一種氣體傳感器，包括沿軸向延伸的檢測元件，該檢測元件具有檢測被測氣氛中的特定氣體的濃度的檢測部，該檢測部位于所述檢測元件的前端側(cè)；金屬殼，該金屬殼以將所述檢測部暴露于所述被測氣氛的方式包圍所述檢測元件；外管，該外管以覆蓋所述檢測元件的后端側(cè)的方式被固定于所述金屬殼；以及被收容在所述外管內(nèi)的密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件具有導(dǎo)線插孔和沿所述軸向貫通的通孔，用于電連接所述檢測元件和外部裝置的導(dǎo)線被插入到該導(dǎo)線插孔中，所述氣體傳感器還包括由熱膨脹系數(shù)比所述密封構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)低的樹脂制成的管狀保持構(gòu)件，該保持構(gòu)件被保持在所述通孔內(nèi)，該保持構(gòu)件具有將氣體引入到所述外管內(nèi)部的通氣孔；以及覆蓋所述通氣孔的過濾件，該過濾件被接合于所述保持構(gòu)件，該過濾件阻擋水通過該過濾件，并且該過濾件具有透氣性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體傳感器，其特征在于，所述 過濾件被熔接至所述保持構(gòu)件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣體傳感器，其特征在于，還 包括從后端側(cè)覆蓋所述過濾件的篩網(wǎng)，該篩網(wǎng)由具有透氣性的 金屬或具有透氣性的樹脂制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體傳感器，其特征在于，所述 篩網(wǎng)和所述保持構(gòu)件通過熔接-故直接相互4妻合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體傳感器，其特征在于，所述 篩網(wǎng)和所述過濾件被j皮此間隔開。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體傳感器，其特征在于，所述 保持構(gòu)件具有外壁和由所述外壁包圍的洼部，該外壁在所述外 壁的周部沿所述軸向突出，所述過濾件被設(shè)置于所述洼部，并且 所述篩網(wǎng)被接合于所述外壁。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體傳感器，其特征在于，所述 外壁設(shè)置有沿所述軸向突出的突起部，所述突起部以恒定的間 隔被設(shè)置在所述外壁的所述周部上，并且所述篩網(wǎng)被接合于所述突起部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體傳感器，其特征在于，所述 保持構(gòu)件具有從所述通氣孔沿徑向向外突出的凹部，所述過濾 件和所述篩網(wǎng)一皮夾持于所述凹部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體傳感器，其特征在于，還包括覆蓋構(gòu)件，該覆蓋構(gòu)件以覆蓋由所述保持構(gòu)件保持的所述 過濾件的方式從所述后端側(cè)覆蓋所述保持構(gòu)件，所述覆蓋構(gòu)件在該覆蓋構(gòu)件覆蓋所述過濾件的位置具有所 述篩網(wǎng)。
10. —種氣體傳感器單元，包括才企測元件，該檢測元件具有檢測纟皮測氣氛中的特定氣體的 濃度的檢測部，該檢測部位于所述檢測元件的前端側(cè)；氣體傳感器，該氣體傳感器具有傳感器端子，該傳感器端 子與所述檢測部電連接并且傳送從所述檢測元件輸出的信號；與所述氣體傳感器結(jié)合在一起的傳感器蓋，該傳感器蓋包 括與所述傳感器端子電連接的蓋端子；以及包圍所述蓋端子的包圍構(gòu)件，該包圍構(gòu)件與所述氣體傳感 器結(jié)合在一起，以在所述氣體傳感器和所述包圍構(gòu)件之間形成內(nèi)部空間，該包圍構(gòu)件具有在所述內(nèi)部空間與外界氣氛之間建立連通的通孑L ，所述傳感器蓋將所述輸出信號傳送到外部裝置，并且 其中，所述氣體傳感器單元還包括由熱膨脹系數(shù)比所述包圍構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)低的樹脂制成的管狀保持構(gòu)件，該保持構(gòu)件被保持在所述通孔內(nèi)，該保持構(gòu) 件具有將氣體引入到所述包圍構(gòu)件內(nèi)的通氣孔；以及覆蓋所述通氣孔的過濾件，該過濾件被接合于所述保持構(gòu) 件，該過濾件阻擋水通過該過濾件，并且該過濾件具有透氣性。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的氣體傳感器單元，其特征在于，所述過濾件通過熔接被接合于所述保持構(gòu)件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的氣體傳感器單元，其特征在 于，還包括從后端側(cè)覆蓋所述過濾件的篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)由具有透氣性 的金屬或具有透氣性的樹脂制成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣體傳感器單元， 其特征在于，所述篩網(wǎng)和所述保持構(gòu)件通過熔接被直接相互接合。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣體傳感器單元，其特征在 于，所述篩網(wǎng)和所述過濾件^皮;波此間隔開。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣體傳感器單元，其特征在于，所述保持構(gòu)件具有外壁和由所述外壁包圍的 洼部，該外壁在所述外壁的周部沿所述通氣孔的貫通方向突出， 所述過濾件被設(shè)置于所述洼部，并且 所述篩網(wǎng)被接合于所述外壁。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的氣體傳感器單元， 其特征在于，所述外壁設(shè)置有沿所述通氣孔的所述貫通方向突出的突起部，所述突起部以恒定的間隔被設(shè)置在所述外壁 的周部上，所述篩網(wǎng)被接合于所述突起部。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣體傳感器單元， 其特征在于，所述保持構(gòu)件設(shè)置有從所述通氣孔沿所述通氣孔的徑向向外突出的凹部，并且所述過濾件和所述篩網(wǎng) 一皮夾持于所述凹部。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣體傳感器單元，其特征在 于，還包括覆蓋構(gòu)件，該覆蓋構(gòu)件以覆蓋由所述保持構(gòu)件保持的所述 過濾件的方式從后端側(cè)覆蓋所述保持構(gòu)件，其中，所述覆蓋構(gòu)件在該覆蓋構(gòu)件覆蓋所述過濾件的位置 處具有所述篩網(wǎng)。
全文摘要
一種氣體傳感器和氣體傳感器單元。氣體傳感器包括具有檢測部的檢測元件；以將檢測部暴露于被測氣氛的方式包圍檢測元件的金屬殼；以覆蓋檢測元件的后端側(cè)的方式固定于金屬殼的外管；以及被收容在外管內(nèi)的密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件具有導(dǎo)線插孔和沿軸向貫通的通孔；由熱膨脹系數(shù)比密封構(gòu)件低的樹脂制成的管狀保持構(gòu)件，該管狀保持構(gòu)件被保持在所述通孔內(nèi)部并具有通氣孔；以及覆蓋該通氣孔的過濾件，該過濾件被接合于保持構(gòu)件，該過濾件阻擋水穿過該過濾件，并且該過濾件具有透氣性。
文檔編號G01N27/403GK101666775SQ20091016729
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日
發(fā)明者松原儀明, 松尾康司, 淺井昌弘, 渥美尚勝, 神前和裕 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社