[发明专利]气体传感器

说明书

技术领域

本发明涉及具备对被检测气体的浓度进行检测的气体传感器元件的气体传感器。

背景技术

作为对汽车等的废气中的氧或NOx等的浓度进行检测的气体传感器，已知有一种具备气体传感器元件的气体传感器，该气体传感器元件具有至少一个单元，该单元具备氧离子传导性的固体电解质体和设置在该固体电解质体的表面上的一对电极。

在该气体传感器中，气体传感器元件穿过筒状的主体配件的内侧而被保持，在气体传感器元件与主体配件的间隙内夹设有密封构件（由滑石构成的粉末填充层）。而且，在密封构件的后端侧配置有通过对主体配件的后端进行敛缝而将密封构件朝向前端按压的环状的陶瓷套筒及金属填料，通过该按压而填充密封构件，从而维持上述间隙的气密（参照专利文献1、2）。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-287935号公报（图1）

【专利文献2】日本特开2007-205985号公报

然而，由氧化铝等构成的陶瓷套筒的成本高，并且为了确保强度而需要形成得比较厚，在主体配件内保持的气体传感器元件的轴线方向的长度相对变长。其结果是，向主体配件内组装气体传感器元件时，在相对于主体配件偏心地组装气体传感器元件的情况下，穿过陶瓷套筒内的气体传感器元件与陶瓷套筒发生干涉。相对于此，通过对密封构件进行敛缝而产生的按压，气体传感器元件以削减偏心的方式移动，因此以密封构件为支点而在气体传感器元件产生弯曲应力，气体传感器元件可能会产生裂纹或折损。

发明内容

因此，本发明目的在于提供一种减少经由密封构件穿过主体配件的内侧而被保持的气体传感器元件的裂纹或折损，并能够减少成本的气体传感器。

为了解决上述课题，本发明的气体传感器具备：板状的气体传感器元件，沿着轴线方向延伸，且至少具有1个单元，该单元具备固体电解质体和设置于该固体电解质体的表面的一对电极；筒状的主体配件，具有供所述气体传感器元件穿过主体配件自身的内侧的贯通孔，并将形成于所述气体传感器元件的前端侧的检测部保持成突出；以及密封构件，配置在所述主体配件的内表面与所述气体传感器元件的外表面之间，并维持所述气体传感器元件与所述主体配件的间隙的气密，其中，所述气体传感器具备金属填料，该金属填料具有供所述气体传感器元件穿过金属填料自身的内侧的大致矩形形状的穿过孔，且金属填料自身的平坦面与所述密封构件的后端方向面直接相接而将该密封构件朝向前端按压，所述金属填料的所述平坦面的外径为该密封构件的后端方向面的外径以上，且所述金属填料的所述平坦面的内侧端与所述气体传感器元件的表面的间隙的大小为所述气体传感器元件的厚度的一半以下。

根据该气体传感器，金属填料的平坦面与密封构件的后端方向面直接相接而将该密封构件朝向前端按压。由此，能够削减以往的陶瓷套筒，从而能够减少成本。而且，与陶瓷套筒相比，即便减薄金属填料的厚度也能够确保金属填料的强度，因此穿过主体配件的内侧而被保持的气体传感器元件的轴线方向的长度缩短，能够减少穿过金属填料的气体传感器元件与金属填料发生干涉的干涉余量。由此，能够减少气体传感器元件产生裂纹或折损的情况。

此外，金属填料具有供气体传感器元件穿过金属填料自身的内侧的大致矩形形状的穿过孔，金属填料的平坦面的外径为该密封构件的后端方向面的外径以上，且金属填料的平坦面的内侧端与气体传感器元件的表面的间隙的大小为气体传感器元件的厚度的一半以下。由此，金属填料的平坦面能够可靠地按压密封构件，按压的密封构件被可靠地填充，从而可靠地维持气体传感器元件与主体配件的间隙的气密。金属填料的平坦面的外径小于密封构件的后端方向面的外径，或者金属填料的平坦面的内侧端与气体传感器元件的表面的间隙的大小超过气体传感器元件的厚度的一半时，无法填充密封构件，从而无法维持气体传感器元件与主体配件的间隙的气密。另外，“金属填料的平坦面的内侧端与气体传感器元件的表面的间隙”是指形成为板状的气体传感器元件的4个表面与金属填料的平坦面的4个内侧端（金属填料的形成有矩形形状的穿过孔的4个内侧端）之间设置的4个间隙中的各个间隙。另外，如图5所示，该间隙可以利用通过金属填料的平坦面的沿着径向的剖面来确认。

此外，在本发明中，优选的是，所述金属填料的热膨胀率比所述主体配件的热膨胀率大。这种情况下，因冷热循环而金属填料比主体配件在轴线方向上热膨胀得更多，因此热膨胀时的密封构件的按压（压缩）力未减弱，能防止气体传感器元件与主体配件的间隙的气密受损。