气体传感器制造技术

一种气体传感器，端子配件(1)具备从气体传感器元件(3)的基端侧露出的绝热层形成用筒状部(15)、与固体电解质体(300)的垂直于长轴的平面部(34)抵接的元件侧抵接部(14)、与索环底面(40)抵接的基端侧抵接部(16)、与基准电极层(320)导通的导通部(12)、以及将信号线芯线(20)压接固定的压接部(10)，并设有将索环(4)与气体传感器元件(3)之间隔离且与通气孔(52)连通的绝热空间部(SPTI)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对被测定气体中的特定气体成分的浓度进行检测的气体传感器。
技术介绍
以往，在汽车发动机等内燃机的燃烧排气流路上，配设对燃烧排气中所含的氧等特定气体成分的浓度进行检测的气体传感器，根据所检测的特定气体成分的浓度来进行空燃比控制及排气处理催化剂的温度控制等。作为这样的气体传感器，具备由将氧化锆等具有氧离子传导性的固体电解质材料形成为有底筒状而成的固体电解质体、在其外周面侧与被测定气体接触的测定电极层、以及在其内周面侧与作为基准气体而导入的大气接触的基准电极层构成的所谓杯型的检测元件，检测因被测定气体中的氧浓度与基准气体中的氧浓度之差而在两个电极之间产生的电位差来测定被测定气体中的氧浓度的氧传感器、根据燃烧排气中的特定气体成分的浓度检测向内燃机导入的混合气的空燃比的空燃比传感器、用氢离子导电性固体电解质体检测被测定气体中的氨浓度的氨传感器等得到了广泛应用。近年来，将这样的气体传感器还采用到自动二轮车用的发动机上。在自动二轮车发动机中，搭载气体传感器的空间有限，配设在作为被测定气体的燃烧排气的温度高的位置，不使用用于固体电解质体的活化的加热器，而设置成利用废热的构造，从而同时实现制造成本的削减和小型化。因此，自动二轮车用的气体传感器不仅置于比乘用车用的气体传感器严酷的冷热压力下，而且在来自外部的剧烈振动及淋水等苛刻的环境中使用，因此有进一步小型化并且提高抗振性及耐久性的高要求。>专利文献1公开了现有的气体传感器，其具备筒状的检测元件、保持检测元件的主体配件、与检测元件电连接的端子配件、从端子配件延伸而形成电流路径的引线、供引线插通的分离器、包围分离器的周围的内筒、配置在内筒的筒孔内而供引线插通的索环(grommet)、配置在内径的径向外侧的过滤器、以及与内筒之间夹设有过滤器的外筒，并具有分离器被检测元件与索环夹持的构造。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-104832号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在专利文献1的现有的气体传感器中，作为分离器，使用氧化铝等热导率较高的陶瓷绝缘体。因此，从设置在被置于几百℃以上的被测定气体中的气体传感器的前端处的检测部，将分离器作为导热体而将索环加热。特别是，在如专利文献1的气体传感器那样由检测元件和索环夹持分离器的构造中，索环的底面在大范围内与分离器接触，因此从分离器接收的热量增多，可能导致索环的热劣化。若由于热劣化而导致索环失去弹性，则端子配件的保持力下降，在端子配件与检测元件之间产生间隙。在这种状态下，若施加来自外部的振动，则端子配件与检测元件之间的导通容易瞬间断开，会导致端子配件的导通可靠性下降。此外，在现有的气体传感器中，通过使分离器较长以加大与热源之间的距离，虽然能抑制索环的热劣化，但这成为阻碍气体传感器小型化的要因。因此，鉴于该情况，本专利技术的目的在于，提供一种具有优异构造的气体传感器，能够实现小型化且抑制索环的热劣化，并且，即使面对来自外部的振动，端子配件与检测元件的导通可靠性也不受损。用于解决课题的方案本专利技术的气体传感器(8、8a～8i)至少具备端子配件(1、1a～1h)、信号线(2)、对被测定气体中的特定成分进行检测的气体传感器元件(3、3c、3d、3e)、索环(4)、壳体(5)及罩体(7)。上述气体传感器元件(3、3c、3d、3e)至少具备由有底筒状的固体电解质体(300)、测定电极层(310)及基准电极层(320)构成的检测部(30)，上述固体电解质体(300)对特定离子具有传导性，上述测定电极层(310)形成在该固体电解质体的外周表面(301)，与被测定气体(91)接触，上述基准电极层(320)形成在上述固体电解质体的内周表面(321、321c、321e)，与作为基准气体而导入的大气接触。上述信号线(2)连接该气体传感器元件与外部的连接。上述端子配件(1、1a～1h)连接上述气体传感器元件与上述信号线。上述罩体(7)收容上述气体传感器元件，将上述检测部配设并固定在被测定气体中。上述筒状的壳体(5)将上述气体传感器元件的基端侧和上述端子配件一起覆盖，且具备用于向内侧导入大气的通气孔(52)。上述索环(4)气密地密封该壳体的基端侧，且保持与上述端子配件连接的上述信号线。进而，在上述气体传感器(8、8a～8i)中，设置有防水过滤器(61)，该防水过滤器(61)与上述通气孔对置地设置，由允许气体透过而阻止液体透过的多孔质纤维构造体构成。这样，在检测被测定气体中的特定成分的上述气体传感器(8、8a～8i)中，其特征在于，上述端子配件具备：绝热层形成用筒状部(15、15b～15e)，形成为筒状，以规定的长度从上述气体传感器元件的基端侧露出；在该绝热层形成用筒状部的前端侧与上述固体电解质体的垂直于长轴的平面部(34、34e)抵接的元件侧抵接部(14、14c、14e)、或者与包含垂直成分的倾斜面(34d)抵接的元件侧倾斜抵接部(14d)；基端侧抵接部(16、16c、16e)，在上述绝热层形成用筒状部的基端侧与上述索环的底面(40)抵接；导通部(12、12b～12e、12h)，与上述基准电极层弹性抵接而实现导通；以及压接部(10、10g、10h)，将上述信号线的芯线(20)压接固定。进而，在上述气体传感器(8、8a～8i)中，设有将上述索环与上述气体传感器元件之间隔离且与上述通气孔连通的绝热空间部(SPTI)。专利技术效果在本专利技术的气体传感器的构造中，通过上述绝热层形成用筒状部，在上述气体传感器元件与上述索环之间形成绝热空间部，在该绝热空间部内存在绝热性高的大气层，进而，该大气容易经由上述通气孔而与外部的大气交换。此外，即使是通过被测定气体(例如排出气体)的高温而使固体电解质体活化来检测特定气体成分的简易构造的气体传感器，也通过形成上述绝热空间部从而截断朝向上述索环底面的热传导，索环不会置于高温中。因此，不会如现有的气体传感器的构造那样产生氧化铝等热传导性高的绝缘体成为热媒而直接对索环的底面进行加热从而引起热劣化的问题。此外，在本专利技术的气体传感器的构造中，上述绝热空间部还作为上述壳体与上述端子配件之间的电绝缘层发挥功能，因此可以不使用用于保持端子配件的绝缘体，即能够废弃该绝缘体，由此还能够减小气体传感器整体的体积。由于上述端子配件的上述绝热层形成用筒状部被上述气体传感器元件和上述索环弹性夹持，因此即使面对来自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体传感器(8、8a～8i)，检测被测定气体中的特定成分，具备：气体传感器元件(3)，检测被测定气体中的特定成分，至少具备由有底筒状的固体电解质体(300)、测定电极层(310)及基准电极层(320)构成的检测部(30)，上述固体电解质体(300)对特定离子具有传导性，上述测定电极层(310)形成在该固体电解质体的外周表面(301)，并与被测定气体(91)接触，上述基准电极层(320)形成在上述固体电解质体的内周表面(321、321c、321e)，并与作为基准气体而导入的大气接触；信号线(2)，连接该气体传感器元件与外部；端子配件(1、1b～1h)，连接上述气体传感器元件与上述信号线；罩体(7)，收容上述气体传感器元件，将上述检测部配设并固定在被测定气体(91)中；筒状的壳体(5)，将上述气体传感器元件的基端侧和上述端子配件一起覆盖，具备向内侧导入大气的通气孔(52)；索环(4)，气密地密封该壳体的基端侧，保持与上述端子配件连接的上述信号线；以及防水过滤器(61)，与上述通气孔对置地设置，由允许气体透过而阻止液体透过的多孔质纤维构造体构成，上述气体传感器的特征在于，上述端子配件具备：绝热层形成用筒状部(15、15b～15e)，形成为筒状，以规定的长度从上述气体传感器元件的基端侧露出；元件侧抵接部(14、14c、14e)或元件侧倾斜抵接部(14d)，上述元件侧抵接部(14、14c、14e)在该绝热层形成用筒状部的前端侧抵接于上述固体电解质体的垂直于长轴的平面部(34、34e)，上述元件侧倾斜抵接部(14d)抵接于包含垂直成分的倾斜面(34d)；基端侧抵接部(16、16c、16e)，在上述绝热层形成用筒状部的基端侧抵接于上述索环的底面(40)；导通部(12、12b～12e、12h)，与上述基准电极层弹性地抵接，实现导通；以及压接部(10、10g、10h)，将上述信号线的芯线(20)压接固定，设有将上述索环(4)与上述气体传感器元件(3)之间隔离且与上述通气孔(52)连通的绝热空间部(SPTI)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.20 JP 2013-2394791.一种气体传感器(8、8a～8i)，检测被测定气体中的特定成分，具备：
气体传感器元件(3)，检测被测定气体中的特定成分，至少具备由有
底筒状的固体电解质体(300)、测定电极层(310)及基准电极层(320)
构成的检测部(30)，上述固体电解质体(300)对特定离子具有传导性，
上述测定电极层(310)形成在该固体电解质体的外周表面(301)，并与被
测定气体(91)接触，上述基准电极层(320)形成在上述固体电解质体的
内周表面(321、321c、321e)，并与作为基准气体而导入的大气接触；
信号线(2)，连接该气体传感器元件与外部；
端子配件(1、1b～1h)，连接上述气体传感器元件与上述信号线；
罩体(7)，收容上述气体传感器元件，将上述检测部配设并固定在被
测定气体(91)中；
筒状的壳体(5)，将上述气体传感器元件的基端侧和上述端子配件一
起覆盖，具备向内侧导入大气的通气孔(52)；
索环(4)，气密地密封该壳体的基端侧，保持与上述端子配件连接的
上述信号线；以及
防水过滤器(61)，与上述通气孔对置地设置，由允许气体透过而阻止
液体透过的多孔质纤维构造体构成，
上述气体传感器的特征在于，
上述端子配件具备：
绝热层形成用筒状部(15、15b～15e)，形成为筒状，以规定的长度从
上述气体传感器元件的基端侧露出；
元件侧抵接部(14、14c、14e)或元件侧倾斜抵接部(14d)，上述元件
侧抵接部(14、14c、14e)在该绝热层形成用筒状部的前端侧抵接于上述固
体电解质体的垂直于长轴的平面部(34、34e)，上述元件侧倾斜抵接部(14d)
抵接于包含垂直成分的倾斜面(34d)；
基端侧抵接部(16、16c、16e)，在上述绝热层形成用筒状部的基端侧
抵接于上述索环的底面(40)；
导通部(12、12b～12e、12h)，与上述基准电极层弹性地抵接，实现导

\t通；以及
压接部(10、10g、10h)，将上述信号线的芯线(20)压接固定，
设有将上述索环(4)与上述气体传感器元件(3)之间隔离且与上述
通气孔(52)连通的绝热空间部(SPTI)。
2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
在上述端子配件(1、1b～1h)中，将上述绝热层形成用筒状部形成为
直径比上述固体电解质体的内周径大的局部缺口筒状，并且，将上述固体
电解质体的基端侧端面作为上述平面部而使上述元件侧抵接部抵接。
3.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
上述气体传感器元件，在设置于上述固体电解质体的基端侧的信号取
出部中，作为上述平面部而设有以内周表面的前端侧的直径小而基端侧的
直径大的方式阶段性地直径变化的台阶部(34c)，
将上述端子配件(1c)的上述绝热层形成用筒状部的一部分作为上述
导通部而向上述固体电解质体的内侧压入，并且，上述导通部从内侧在径
向上弹性按压上述内周表面而实现与上述基准电极层的导通，并且上述元
件侧抵接部抵接于上述台阶部并在轴向上进行按压。
4.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
上述气体传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：森翔太郎，宝平欣二，小泽直人，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP