氣體傳感器及氣體傳感器單元的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的相互引用
[0002] 本國(guó)際申請(qǐng)主張基于在2012年8月17日向日本專利局提出申請(qǐng)的第2012 - 181169號(hào)日本專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，并將該第2012 - 181169號(hào)日本專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容引 用在本國(guó)際申請(qǐng)中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及具有主要由陶瓷構(gòu)成的氣體檢測(cè)元件的氣體傳感器及氣體傳感器單 J1_1〇
【背景技術(shù)】
[0004] 過(guò)去，關(guān)于具有由陶瓷等構(gòu)成的氣體檢測(cè)元件的氣體傳感器提出了各種方案。關(guān) 于這些氣體傳感器，可以舉出被安裝在內(nèi)燃機(jī)的排氣管上并檢測(cè)排氣中的氧濃度的氣體傳 感器。
[0005] 例如，在下述專利文獻(xiàn)1中公開了這樣的氣體傳感器，用陶瓷包圍體覆蓋氣體檢 測(cè)元件的后端側(cè)，并且用金屬制的筒體覆蓋排氣管的外部的陶瓷包圍體。
[0006] 另外，在下述專利文獻(xiàn)2中公開了這樣的氣體傳感器，將金屬制的筒體分割，在兩 者之間設(shè)置間隙，通過(guò)從金屬制的筒體的間隙部分露出的陶瓷包圍體進(jìn)行散熱，由此改善 散熱性。
[0007] 另外，在下述專利文獻(xiàn)3中公開了這樣的氣體傳感器，通過(guò)在陶瓷包圍體的露出 部分形成釉層，即使是在車輛行駛中陶瓷包圍體浸水時(shí)，也能夠抑制由于其熱沖擊而在陶 瓷包圍體產(chǎn)生龜裂和破損。
[0008] 【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0009] 【專利文獻(xiàn)】
[0010] 【專利文獻(xiàn)1】日本特開2001 - 50928號(hào)公報(bào)
[0011] 【專利文獻(xiàn)2】日本特公平6 - 60883號(hào)公報(bào)
[0012] 【專利文獻(xiàn)3】日本特開2005 - 201888號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明要解決的課題
[0014] 但是，如上所述即使是在陶瓷包圍體設(shè)置釉層的情況下，也存在如下所述的問(wèn)題， 需要進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0015] 具體地講，如圖9示例的那樣，陶瓷包圍體P1是在筒形的小徑部P2的前端側(cè)設(shè)有 凸緣狀的大徑部P3的形狀，S卩小徑部P2與大徑部P3的邊界部分的外表面凹陷的形狀（有 凹狀部分P4)，因而當(dāng)在陶瓷包圍體P1上形成釉層P5的情況下，例如在使用噴霧或滾筒涂 覆釉材料時(shí)，釉材料借助表面張力而滯留在凹狀部分P4,其結(jié)果是在凹狀部分P4形成厚度 較厚的釉層P5。
[0016] 而且，具有該釉層P5的陶瓷包圍體P1通過(guò)在凹狀部分P4及大徑部P3的外表面 配置的金屬制襯墊P6,被主體金屬件P7壓緊固定。
[0017] 因此，金屬制襯墊P6與釉層P5的厚度較厚的部分抵接，由此在基于該壓緊的按壓 力施加給釉層P5時(shí)，有時(shí)產(chǎn)生裂紋和破損，根據(jù)情況該裂紋等將蔓延到陶瓷包圍體。
[0018] 特別是，在壓緊時(shí)，在襯墊P6被向內(nèi)側(cè)（即陶瓷包圍體P1側(cè)）推壓移動(dòng)的情況下， 如果在陶瓷包圍體P1上存在較厚的釉層P5,釉層P5有時(shí)承受不住荷重而開裂。
[0019] 其結(jié)果是，存在氣體傳感器的輸出產(chǎn)生異常，氣體傳感器故障的可能性。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面期望提供氣體傳感器及氣體傳感器單元，即使是將外表面 具有釉層的陶瓷包圍體固定于主體金屬件的情況下，也能夠抑制釉層產(chǎn)生裂紋和破損。
[0021] 用于解決課題的技術(shù)方案
[0022] (1) 一個(gè)方式的本發(fā)明是具有氣體檢測(cè)元件、主體金屬件和陶瓷包圍體的氣體傳 感器。
[0023] 氣體檢測(cè)元件向軸向延伸，其前端側(cè)暴露于被測(cè)量氣體中。主體金屬件包圍所述 氣體檢測(cè)元件的周圍。陶瓷包圍體由絕緣性陶瓷形成且為筒形，并在包圍所述氣體檢測(cè)元 件的后端側(cè)的周圍且自身的后端側(cè)比主體金屬件的后端突出的狀態(tài)下，通過(guò)金屬制襯墊被 該主體金屬件壓緊固定。
[0024] 所述陶瓷包圍體具有包圍體主體部，該包圍體主體部包括包圍體露出部和包圍體 覆蓋部。包圍體露出部在比所述主體金屬件的后端更靠后端側(cè)暴露在外部。包圍體覆蓋部 在比所述主體金屬件的后端更靠前端側(cè)被該主體金屬件覆蓋。
[0025] 所述包圍體主體部自身的外表面上具有釉層。所述包圍體覆蓋部上的所述釉層具 有相比所述包圍體露出部上的所述釉層向徑向內(nèi)側(cè)凹陷的凹部。所述金屬制襯墊至少抵接 在所述釉層中的所述凹部以外的部位。
[0026] 在本方式的發(fā)明中，包圍體主體部自身的外表面上具有釉層，并且包圍體覆蓋部 上的釉層具有相比包圍體露出部上的釉層向徑向內(nèi)側(cè)凹陷的凹部。
[0027] 即，在本方式的發(fā)明中，釉層在包圍體覆蓋部上向徑向內(nèi)側(cè)凹陷而變薄，釉不會(huì)像 過(guò)去那樣滯留而使釉層變厚，因而金屬制襯墊難以觸及到包圍體覆蓋部上的釉層。
[0028] 即構(gòu)成為，在金屬制襯墊抵接到釉層的情況下，不會(huì)在釉層的凹部中抵接，而是在 凹部以外的部位（凹部的周圍等）抵接。
[0029] 因此，在具有釉層的陶瓷包圍體通過(guò)金屬制襯墊被主體金屬件壓緊固定時(shí)，即使 是被施加了基于壓緊的按壓力（相比徑向外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)）的情況下，特別是力不會(huì)直接施 加給包圍體覆蓋部上的釉層的凹部。
[0030] 另外，在本方式的發(fā)明中，包圍體覆蓋部上的釉層形成為比所述包圍體露出部上 的所述釉層?。ò枷荩?，因而在壓緊時(shí)假設(shè)金屬制襯墊被向內(nèi)側(cè)推壓移動(dòng)、并在包圍體覆蓋 部上的釉層中凹部以外的部位接觸時(shí)，施加給釉層的荷重也小，因而釉層不易開裂。
[0031] 因此，釉層不易產(chǎn)生裂紋和破損，因而也能夠抑制陶瓷包圍體自身的損傷。其結(jié)果 是，能夠降低氣體傳感器的輸出等產(chǎn)生異常，氣體傳感器故障的風(fēng)險(xiǎn)性。
[0032] 另外，在本方式的發(fā)明中，通過(guò)設(shè)置凹部，不需要使釉層整體變薄，因而能夠使包 圍體露出部上的釉層比較厚。因此，在包圍體露出部（具體地講是其表面的釉層）浸水的 情況下，也能夠有效抑制因其熱沖擊而導(dǎo)致的陶瓷包圍體的破損。
[0033] (2)另一個(gè)方式的本發(fā)明，所述凹部的表面形狀具有1. 0mm以下的曲率半徑。
[0034] 本方式的發(fā)明規(guī)定了凹部的優(yōu)選的形狀。如果是該范圍的曲率半徑，則能夠有效 抑制釉層的裂紋等的發(fā)生。
[0035] (3)又另一個(gè)方式的本發(fā)明，所述凹部上的所述釉層的厚度在1?10 ym的范圍 內(nèi)。
[0036] 本方式的發(fā)明示例了凹部的優(yōu)選的厚度。如果是該范圍的釉層厚度，則能夠有效 抑制釉層等的裂紋等的發(fā)生。
[0037] 另外，該釉層的厚度不是指平均厚度，而是指：包括最大及最小的厚度在內(nèi)，被控 制在該范圍。
[0038] 在此，凹部的厚度表示將陶瓷包圍體相對(duì)于軸向垂直地剖切形成的截面上的徑向 的厚度。
[0039] (4)又另一個(gè)方式的本發(fā)明，所述包圍體露出部上的所述釉層的厚度在15? 100 ym的范圍內(nèi)。
[0040] 本方式的發(fā)明示例了包圍體露出部上的釉層的優(yōu)選的厚度。如果是該范圍的釉層 厚度，則能夠緩解因浸水而形成的熱沖擊，有效抑制陶瓷包圍體的裂紋等的發(fā)生。
[0041] 另外，該釉層的厚度不是指平均厚度，而是指：包括最大及最小的厚度在內(nèi)，被控 制在該范圍。
[0042] (5)又另一個(gè)方式的本發(fā)明是具有氣體傳感器和氣體傳感器蓋的氣體傳感器單 J1_1〇
[0043] 氣體傳感器具有氣體檢測(cè)元件、主體金屬件、陶瓷包圍體和端子部件。氣體檢測(cè) 元件向軸向延伸，其前端側(cè)暴露于被測(cè)量氣體中。主體金屬件包圍所述氣體檢測(cè)元件的周 圍。陶瓷包圍體由絕緣性陶瓷形成且為筒形，并在包圍所述氣體檢測(cè)元件的后端側(cè)的周圍 且自身的后端側(cè)比主體金屬件的后端突出的狀態(tài)下，通過(guò)金屬制襯墊被該主體金屬件壓緊 固定。端子部件與在所述氣體檢測(cè)元件的內(nèi)周面上形成的內(nèi)側(cè)電極連接并將來(lái)自所述氣體 檢測(cè)元件的輸出信號(hào)輸出到外部；以及
[0044] 氣體傳感器蓋具有筒形的蓋端子和由絕緣性的彈性體形成的絕緣部。蓋端子與所 述氣體傳感器的所述端子部件連接，并將所述輸出信號(hào)發(fā)送至外部裝置。絕緣部覆蓋蓋端 子和所述陶瓷包圍體的后端側(cè)。
[0045] 該氣體傳感器單元的氣體傳感器采用上述任意一個(gè)方面所述的氣體傳感器。
[0046] 本方面的氣體傳感器單元在上述任意一個(gè)方面所述的氣體傳感器安裝氣體傳感 器蓋。
[0047] 該氣體傳感器單元在被