[发明专利]气体传感器

说明书

本国际申请基于2011年8月17日向日本专利局提出申请的日本国特许出愿第2011－178355号要求优先权，通过参照将日本国特许出愿第2011－178355号的全部内容引入本国际申请。

技术领域

本发明涉及一种气体传感器，该气体传感器适用于检测自安装于机动二轮车、轿车等车辆的内燃机排出的排放气体所包含的氧等。

背景技术

以往，作为用于检测排放气体所包含的氧浓度的气体传感器，已知有如下传感器：该传感器设有具有氧离子导电性的气体检测元件，且该传感器安装于车辆的内燃机的排气管（例如，参照专利文献1～3）。

对具有与专利文献1～3所记载的气体传感器相同结构的传感器的一般结构进行说明（参照图6），在气体传感器P5中，气体检测元件P1固定于主体金属外壳P2内，并且气体检测元件P1的后端侧被金属制的外筒P3以及保护外筒P4覆盖。

气体检测元件P1具备由具有氧离子传导性的固体电解质体形成的元件主体（传感器元件），并且至少在元件主体的内侧具备内侧电极P7。

在这种气体传感器P5中，在气体检测元件P1的后端侧配置有定位于外筒P3的后端侧的分隔件P6，并配置有接触于内侧电极P7的端子件P8。另外，在气体检测元件P1的内部配置有用于对气体检测元件P1进行加热的加热器P9，加热器P9的顶端按压于气体检测元件P1的内周面。

如专利文献1～3所记载，作为构成气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的材料，使用由氧化锆等的陶瓷材料形成的固体电解质体。为了使这样的气体检测元件P1作为氧传感器发挥功能，需要将气体检测元件P1加热到工作温度。因此，通常在气体传感器P5设置用于将气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）加热到工作温度的加热器P9。

另外，在要求在内燃机起动时等的短时间内检测出准确的氧浓度的情况下，需要在短时间内将气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的温度提高至工作温度，换言之，需要提前激活气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）。此时，若加热器P9和气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）分离，则在加热器P9所产生的热量传递至气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的过程中花费时间，激活气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）所需的时间变长。因此，采用如下方法：通过将加热器P9（特别是加热器P9的发热部）与气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）配置为直接接触，缩短激活气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）所需的时间。

专利文献1：日本特开2000－035416号

专利文献2：日本特开2002－031618号公报

专利文献3：日本特开2002－005877号公报

如上述那样，在使加热器P9与气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）直接接触的情况下，已知有如图6所示那样使加热器P9的顶端侧的侧面接触于气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的方法、以及如专利文献1～3所记载那样使加热器P9的顶端接触于气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的方法。

与使加热器P9的顶端接触于气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的方法相比较，使加热器P9的侧面接触于气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的方法能够使加热器P9中的温度变得最高的发热部分直接接触于气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）。因此，具有易于将热量传递至气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）、换言之易于实现提前激活气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的优点。

与此相对，与使加热器P9的侧面接触于气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的方法相比较，在使加热器P9的顶端接触于气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的方法中，由于热量传递到气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的顶端内表面，因此容易使气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）的在周向上的温度分布均匀化。通过如此减小气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）处的温度差而具有能够抑制自气体检测元件P1输出的信号的偏差这一优点。

换句话说，若优先考虑提前激活气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）而使加热器P9的侧面接触于气体检测元件P1的元件主体（传感器元件），则存在难以抑制自气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）输出的信号的偏差这一问题。另外，若优先考虑抑制自气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）输出的信号的偏差而使加热器P9的顶端接触于气体检测元件P1的元件主体（传感器元件），则存在激活气体检测元件P1的元件主体（传感器元件）所需的时间变长这一问题。