[发明专利]气体传感器和气体传感器单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体传感器和一种气体传感器单元。更具 体地，本发明涉及一种用于检测被测气氛(atmosphere)中的 特定气体的浓度的气体传感器和气体传感器单元，诸如氧气传 感器、碳氢化合物传感器以及氧化亚氮传感器等。

背景技术

专利文献1公开了一种现有技术的气体传感器。这种气体 传感器包括多个构件：诸如，检测元件，该检测元件在其前端 具有用于检测被测气氛中的特定气体的浓度的检测部；金属壳， 该金属壳用于以使检测部暴露于被测气氛的方式保持检测元 件；管状的外管，其以覆盖检测元件的后端的方式被固定于金 属壳；以及密封构件，该密封构件被收容在外管内部，并且具 有通孔和导线插孔。导线被插入到该导线插孔，以用于电连接 检测元件和外部装置。通孔从外管的内部贯通到外部。

另外，专利文献2也公开了一种现有技术的气体传感器单 元。这种气体传感器单元包括：检测元件，该检测元件在其前 端具有用于检测被测气氛中的特定气体的浓度的检测部；以及 具有与检测部电连接的传感器端子的气体传感器，该传感器端 子用于发送从检测元件输出的信号。另外，该气体传感器单元 还具有被连接到气体传感器的传感器盖(cap)，以便将来自气 体传感器的输出信号传输到外部装置。该传感器盖具有：与传 感器端子电连接的盖端子；以及包围(envelopment)构件， 该包围构件包围盖端子，以在气体传感器和它自身之间形成内 部空间。该传感器盖还包括使内部空间与外部气氛连通的通孔。

这种气体传感器或气体传感器单元被置于发动机的吸气歧 管或排气歧管内，并暴露于被测气氛。此时，气体传感器或气 体传感器单元被暴露于外界，因此，由自动车溅起的水可能接 触气体传感器或气体传感器单元的外部。结果，水能够通过通 孔进入传感器内部。另一方面，如专利文献1或专利文献2中所 公开的，可以设置用于阻塞通孔的过滤件。该过滤件被构造成 阻挡水通过该通孔。另外，该过滤件具有透气性。因此，能够 抑制水进入气体传感器内部，同时将基准气体(大气气体)引 入到气体传感器中。

专利文献1：特开平09-54063-A号公报

专利文献2：特开2006-162597-A号公报

专利文献3：特开2008-111820-A号公报

在专利文献1中公开的气体传感器或专利文献2中公开的 气体传感器单元的情况下，棒状过滤件被直接插入到密封构件 或传感器盖中。因此，为了使用密封构件或传感器盖来保持过 滤件，必须将过滤件压入到密封构件或传感器盖中，或者通过 利用密封构件或传感器盖的弹性来使过滤件保持在适当位置。 结果，由上述加压和弹性保持导致的扭曲可能使过滤件的透气 性降低，这会不利地影响气体传感器的效果。

可选地，专利文献3公开了具有片式过滤件以阻塞密封构 件中的通孔的气体传感器，其中，密封构件的后端和过滤件的 外周沿着周向直接熔合在一起。以该方式，由于无需加压或弹 性变形，所以可维持充分的过滤件透气性。然而，当密封构件 在从排气歧管产生的热的作用下变形时，过滤件不能够跟随密 封构件的变形而变形，从而破损，导致从密封构件剥离。另外， 即使过滤件能够跟随密封构件的变形而变形，也存在过滤件膨 胀和收缩而减损过滤件的透气性的问题。

发明内容

因此，鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能够通过 密封构件或包围构件而抑制过滤件的透气性的改变的气体传感 器和气体传感器单元。根据以下列出的本发明的示例性方面实 现了上述目的。

根据第一方面，本发明提供了一种气体传感器，该气体传 感器，包括：沿轴向延伸的检测元件，该检测元件具有检测被 测气氛中的特定气体的浓度的检测部，该检测部位于检测元件 的前端侧；金属壳，该金属壳以将检测部暴露于被测气氛的方 式包围检测元件；外管，该外管以覆盖检测元件的后端侧的方 式被固定于金属壳；以及被收容在外管内的密封构件，该密封 构件具有导线插孔和沿轴向贯通的通孔，用于电连接检测元件 和外部装置的导线被插入到该导线插孔中，其中气体传感器还 包括：由热膨胀系数比密封构件的热膨胀系数低的树脂制成的 管状保持构件，该保持构件被保持在通孔内，该保持构件具有 将气体引入到外管内部的通气孔；以及覆盖通气孔的过滤件， 该过滤件被接合于保持构件，该过滤件阻挡水通过该过滤件， 并且该过滤件具有透气性。