[发明专利]气体传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有保护器的气体传感器，该保护器可保护暴露于被测定气体中的气体传感器元件免于进水。

背景技术

现有技术中，具有下述气体传感器元件的气体传感器已被公知：对应于汽车等的废气中的特定气体例如NOx(氮氧化物)、氧等的浓度差而产生大小不同的起电力，基于该起电力的大小进行特定气体浓度的测定。该气体传感器安装到汽车等的排气管等上使用，但因气体传感器元件暴露于高温的废气中、或以加热器加热气体传感器元件等而使气体传感器元件变得高温，因此例如因废气中含有的水分或附着到排气管内表面的冷凝水附着(进水)，气体传感器元件受到热冲击，会有产生裂缝或破碎的危险。

因此，开发了以保护器覆盖气体传感器元件，以防止进水的技术(例如参照专利文献1)。该保护器是由内侧保护器和外侧保护器构成的双重结构。并且，从分别形成在内侧保护器和外侧保护器的气体导入孔导入被测定气体，并且在内侧保护器的前端壁上设置的凹陷部的侧壁上开口气体排出孔，从而使从外部(气体传感器元件前端侧)飞来的水滴难以直接接触检测元件。并且在该技术中，将设置在内侧保护器的底壁和侧壁之间的锥形部和外侧保护器相比向前端突出。

专利文献1：日本特开2008-96419号公报

专利文献2：日本特表2010-523989号公报

但是，专利文献1的气体传感器中，设置在锥形部的前端侧的底壁和锥形部相比较大，因此锥形部附近的负压较少产生，难以将导入到内侧保护器的内部空间内的废气有效从排出孔排出到外部，气体传感器的响应性不良。

对此开发了以下气体传感器(例如参照专利文献2)：具有保护罩，该保护罩包括设置了覆盖传感器元件的筒状的传感器元件室及包围传感器元件室的外侧的前室，并且在传感器元件室的前端配置楔形的喷嘴(用于加速流动的装置)。在该气体传感器中，在上述喷嘴的前端开出口孔，通过喷嘴使传感器元件室内部的流动加速，传感器元件室内的冷凝液或粒子从出口孔排出。

但是在专利文献2的气体传感器中，因向喷嘴前端开口的出口孔直接面向传感器元件，所以存在从外部(气体传感器前端侧)飞来的水滴易于从出口孔接触到检测元件的问题。

发明内容

本发明为解决上述问题而出现，其目的在于提供一种具有保护器的气体传感器，可大幅提高气体排出性以提高传感器的响应性，并有效保护气体传感器元件免于进水。

为解决上述课题，本发明的气体传感器具有：气体传感器元件，其在轴线方向延伸，在前端侧具有用于检测被测定气体的检测部；筒状的主体配件，使该检测部从该主体配件的前端突出，保持上述检测元件；和保护器，固定到该主体配件的前端侧并且包围上述检测部的周围，上述气体传感器的特征在于，上述保护器具有：内侧保护器，在其内部空间容纳上述气体传感器元件，该内侧保护器具有筒状的侧壁和设置在该侧壁的前端侧的底壁，该筒状的侧壁具有用于将被测定气体导入到该内部空间的内侧气体导入孔；和外侧保护器，与该内侧保护器的侧壁之间存在间隙并且容纳上述内侧保护器，该外侧保护器具有筒状的侧壁，该侧壁具有与上述内侧气体导入孔相比设置在上述轴线方向前端侧的用于将被测定气体导入到该间隙的外侧气体导入孔，上述外侧保护器具有：截锥状的锥形壁，设置在上述外侧保护器的侧壁的前端侧并且朝向上述轴线方向前端侧变窄；和外侧气体排出孔，形成在该锥形壁的前端边缘内并且连通上述外侧保护器内外，设由该锥形壁的前端边缘形成的面积为SL时，上述外侧气体排出孔的开口面积S为1/2×SL≤S≤SL，上述内侧保护器的底壁上设置有底壁开口，上述内侧保护器具有盖子部，该盖子部覆盖该底壁开口的轴线方向后端侧并且向上述内侧保护器的上述底壁的后端侧凹陷，上述盖子部和上述底壁的一部分在上述轴线方向上分离从而形成侧部开口。

根据该气体传感器，在外侧保护器的前端侧设置朝向轴线方向前端侧变窄的截锥状的锥形壁，并且以满足1/2×SL≤S≤SL的关系的方式而在外侧保护器前端的截锥顶面开口外侧气体排出孔，因此在锥形壁前端附近的被测定气体的下游侧产生较强的负压，将导入到内部空间内的废气从底壁开口向外侧气体排出口吸引并排出到外部的效果增大，可提高气体传感器的响应性。此外，如S＜1/2×SL，则在外侧保护器前端的截锥顶面上形成和锥形壁相比相对较大的底壁，无法获得该效果。

另一方面，在外侧保护器前端的截锥顶面开口外侧气体排出孔时，难以设置专利文献1所示的凹陷部。