CN100552449C - 传感器用加热线圈及检测元件、气体传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

由卷成线圈状的单重卷绕线圈构成加热线圈(22)的引线部(25)，由进一步将单重卷绕线圈卷成线圈状的双重卷绕线圈构成焊珠部(24)。将焊珠部(24)埋入到导热层(21)中，使催化剂层(23)附着于导热层(21)的表面，作为检测元件(2)，由此实现接触燃烧式气体传感器的气体灵敏度及响应速度的提高。另外，通过耐冲击强度的提高，减小零点变动。在将加热线圈的两端固定到电极管脚上时，在将白金线等卷到一次芯线上的状态下，通过电阻焊接法等将加热线圈的两端焊接到电极管脚上，然后进行湿式蚀刻处理，在残留白金线等的状态下，溶化去除一次芯线。

Description

传感器用加热线圈及检测元件、气体传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及气体传感器(gas sensor)用加热线圈、气体传感器用检测元件、接触燃烧式气体传感器及接触燃烧式气体传感器的制造方法。

背景技术

一直以来，作为检测氢气和甲烷气体等可燃性气体的传感器，公知的是接触燃烧式气体传感器。接触燃烧式气体传感器，预先将使催化剂层承载于被覆加热线圈的导热层的检测元件加热到规定的温度，使可燃性气体接触到催化剂层而燃烧，并通过将基于由该燃烧热引起的温度变化的加热线圈的电阻变化作为电压变化而输出，从而检测可燃性气体的存在。

图18是表示现有的检测元件的结构的剖面图，图19是表示现有的加热线圈的结构的主视图。如图18所示，现有的检测元件1采用的结构是在导热层11中埋入有加热线圈12、催化剂层13附着在导热层11的表面。如图19所示，在现有的加热线圈12中，埋入到导热层11中的部分(以下，称为焊珠(bead)部)，形成为将线材卷成线圈状的单重卷绕线圈(例如，参照专利文献1。)。从焊珠部14的两端延伸的引线部15没有形成为线圈状。另外，在本说明书中，在检测元件中，将加热线圈的导热层及催化剂层被覆焊珠部的部分，称作燃烧部。

另外，在接触燃烧式气体传感器中，通过上述结构的检测元件、与该检测元件结构相同且代替催化剂而承载惰性氧化物的补偿元件、和两个电阻元件，由此构成惠斯登电桥电路。并且，若由于燃烧热使得加热线圈的电阻变化，则该电阻变化作为电压变化而从惠斯登电桥电路输出(例如，参照专利文献2。)。

作为制作检测元件的方法，公知的方法是将电阻线卷绕到芯线上，在该状态下电沉积涂敷绝缘剂，在加热烧制了绝缘剂之后，使电阻线的非有效部分露出，在熔化芯线之后，焊接到电极管脚上(例如，参照专利文献3。)。根据该方法，在制造检测元件时，能够防止电阻线的卷绕部的形状变形。

专利文献1：日本特开平3-162658号公报(第一图)

专利文献2：日本特公平2-59949号公报(第一图)

专利文献3：日本特开昭52-116289号公报

在接触燃烧式气体传感器中，若为相同气体浓度，则优选从惠斯登电桥电路输出的电压的变化量大。该输出电压的变化量大，表示气体灵敏度高。若增加加热线圈的焊珠部的线圈卷绕数，则加热线圈的、有助于由燃烧热引起的电阻变化的部分的长度(以下，称为有效长度)变长，加热线圈的电阻增大，因此气体灵敏度增高。

另外，在接触燃烧式气体传感器中，若为相同气体浓度，则优选从惠斯登电桥电路输出的电压在尽可能短的时间内稳定。输出电压的稳定所需要的时间短，表示响应速度快。为了加快响应速度，只要将加热线圈的线材尽可能长地埋入燃烧部内，从而加热线圈高效地接受燃烧热，使得高效地产生加热线圈的电阻变化即可。

但是，在任一种情况下，加热线圈的焊珠部都会增大，伴随于此，覆盖焊珠部的导热层的量和催化剂的量也增加，因此燃烧部变重。检测元件由于通过由外部连接用的电极管脚支承加热线圈的两端的引线部，从而被安装在传感器内，因此，若燃烧部变重，则无法由引线部支承检测元件，容易发生引线部的断裂等故障。

因此，在现有的接触燃烧式气体传感器中，不牺牲加热线圈的基于引线部的检测元件的支承能力，则极难实现气体灵敏度的提高及响应速度的高速化。另外，在现有的接触燃烧式气体传感器中，由于加热线圈的引线部没有冲击吸收能力，因此若从外部施加冲击，则该冲击几乎未被缓和而集中于燃烧部。因此，存在容易发生催化剂层的脱落等的不良情况，存在调整完的零点会较大地变动的缺点。

因此，本发明人提出了一种代替仅使埋入到燃烧部的部分形成为线圈状的现有的加热线圈，而使用将线圈状地卷绕线材的线圈线的一部分进一步卷成线圈状的卷曲线圈(coiled coil)作为加热线圈的方案。根据该方案，虽然与现有的加热线圈在外观上的尺寸相同，但是由于构成加热线圈的线材的实际的长度比现有的长，因此加热线圈的电阻增大，气体灵敏度增高。另外，通过加热线圈的卷曲线圈的部分被埋入到燃烧部内，由此燃烧部内的线材的长度比现有的更长，因此高效地发生加热线圈的电阻变化，响应速度变快。

但是，在由卷曲线圈构成的加热线圈中，由于焊接到电极管脚的部分已经成为线圈状，因此在如上述专利文献3所公开的那样、在熔化芯线之后进行焊接的方法中，可知会产生如下的新的问题。例如，在芯线熔化后处理加热线圈时，不小心弄散线圈的卷绕部的情况较多。另外，由于焊接时在焊接部位加热线圈的卷绕部不规则地散乱，或线圈形状变形而使得加热线圈部分地短路，因此一批内的加热线圈的电阻值的偏差大。此外，通过熔化了芯线，存在该芯线的部分、即线圈的内侧部分成为空洞，因此焊接本身变得不稳定，无法获得足够的接合强度。

发明内容

本发明鉴于上述情况而实现，目的在于提供一种不必牺牲加热线圈的基于引线部的检测元件的支承能力，能够实现气体灵敏度提高的气体传感器用加热线圈、气体传感器用检测元件及接触燃烧式气体传感器，或者，本发明提供一种不必牺牲加热线圈的基于引线部的检测元件的支承能力，能够实现响应速度的高速化的气体传感器用加热线圈、气体传感器用检测元件及接触燃烧式气体传感器。另外，本发明的另一个目的在于提供一种能够减小施加冲击时的零点的变动量的气体传感器用加热线圈、气体传感器用检测元件及接触燃烧式气体传感器。

本发明的另一个目的在于，提供一种不破坏至少两端被卷成线圈状的加热线圈的卷绕部的形状、且能够容易地处理加热线圈的接触燃烧式气体传感器的制造方法。另外，本发明的另一个目的在于，提供一种能够减小至少两端被卷成线圈状的加热线圈的电阻值的偏差的接触燃烧式气体传感器的制造方法。此外，本发明的另一个目的在于，提供一种能够提高至少两端被卷成线圈状的加热线圈与电极管脚的接合强度的接触燃烧式气体传感器的制造方法。

为了解决上述的课题、实现目的，技术方案1的发明的气体传感器用加热线圈，是用于接触燃烧式气体传感器的加热线圈，其特征在于，该加热线圈具有：焊珠部，其根据气体燃烧时产生的燃烧热而电特性值变化；和引线部，其从该焊珠部的两端延伸，对于2以上的整数n，所述焊珠部由n重卷绕线圈构成，所述n重卷绕线圈是将由卷成线圈状的(n-1)重卷绕线圈构成的线料进一步卷成线圈状而构成的。

根据技术方案1的发明，通过使用该加热线圈制作检测元件，即使检测元件的燃烧部的大小与现有的大致相同，埋入燃烧部内的焊珠部的有效长度也比现有的由单重卷绕线圈构成焊珠部的情况更长。因此，由于加热线圈的电阻变大，因此在使用了该加热线圈的接触燃烧式气体传感器中，气体灵敏度变高。另外，由于加热线圈接受更多的燃烧热，有效地产生电阻变化，因此在使用了该加热线圈的接触燃烧式气体传感器中，响应速度变快。进而，由于燃烧部的大小与现有的大致相同为好，因此燃烧部的重量也大致与现有的相同。因此，通过使用该加热线圈，不必牺牲基于引线部的检测元件的支承能力，就能够实现接触燃烧式气体传感器的气体灵敏度的提高和响应速度的高速化。

技术方案2的发明的气体传感器用加热线圈的特征在于，在技术方案1所述的发明中，所述引线部由(n-1)重卷绕线圈构成。

根据技术方案2的发明，由于引线部形成为与螺旋弹簧相同的结构，因此在使用了该加热线圈的接触燃烧式气体传感器中，从外部施加的冲击能够由引线部的弹簧弹性吸收。因此，由于传递到燃烧部的冲击减小，因此不易发生催化剂层的脱落等，并能够抑制接触燃烧式气体传感器的零点因冲击而更大地变动。

技术方案3的发明的气体传感器用加热线圈的特征在于，在技术方案1或2所述的发明中，成为原材料的非线圈状的原线的线径在1μm以上100μm以下。

根据技术方案3的发明，由于原线的线径在1μm以上，因此焊珠部由多重卷绕线圈构成的加热线圈的制作变得容易。另外，由于原线的线径在100μm以下，因此通过使用该加热线圈，可获得适合用于接触燃烧式气体传感器的大小的检测元件。

技术方案4的发明的气体传感器用加热线圈的特征在于，在技术方案1或2所述的发明中，成为原材料的非线圈状的原线的线径在10μm以上50μm以下。

根据技术方案4的发明，通过使用该加热线圈，作为驱动接触燃烧式气体传感器的控制电路的电源电路，可使用具有适当的电压-电流值的电源电路。使用适当的电源电路，在使接触燃烧式气体传感器动作时，由于能够使催化剂层变为适当的动作温度，因此是重要的。

技术方案5的发明的气体传感器用加热线圈的特征在于，在技术方案1或2所述的发明中，成为原材料的非线圈状的原线的线径在20μm以上30μm以下。

根据技术方案5的发明，通过使用该加热线圈，由于可获得燃烧部的重量为1mg左右的检测元件，因此能够由加热线圈的引线部充分地支承检测元件。另外，在使用了该加热线圈的接触燃烧式气体传感器中，耐冲击强度也提高。进而，通过使用该加热线圈，由于加热线圈的焊珠部以更高密度地被埋入到检测元件的燃烧部内，因此加热线圈能够接受更多的燃烧热。由此，能够更高效地引起加热线圈的电阻变化。因此，在使用了该加热线圈的接触燃烧式气体传感器中，响应速度进一步变快。另外，由于加热线圈的电阻进一步增大，因此能够进一步提高电源电压。因此，在使用了该加热线圈的接触燃烧式气体传感器中，气体灵敏度进一步提高。

另外，若原线的线径比20μm更小，则制作加热线圈时的成品率降低，但由于原线的线径在20μm以上，因此能够容易地制作加热线圈。即，能够不降低成品率地制作加热线圈，另外，通过使用该加热线圈，能够进一步改善接触燃烧式气体传感器的气体灵敏度及响应特性。由此，若综合考虑接触燃烧式气体传感器的气体灵敏度及响应特性、和加热线圈的制作的容易度，则原线的线径最适合为20μm以上30μm以下。

技术方案6的发明的气体传感器用加热线圈的特征在于，在技术方案1～5的任一项所述的发明中，对于1以上n以下的整数m，m重卷绕线圈的卷绕直径，是在制作m重卷绕线圈时、为了卷成线圈状而使用的芯金的直径的0.5倍以上20倍以下。

根据技术方案6所述的发明，通过使用该加热线圈，由于检测元件的燃烧部不会变重，因此能够由加热线圈的引线部充分地支承检测元件。对此，在使用了m重卷绕线圈的卷绕直径超过芯金的直径20倍的加热线圈时，由于在焊珠部的线圈的内侧空间填充的导热层的量增加，燃烧部变重，因此基于引线部的检测元件的支承性能降低，产生接触燃烧式气体传感器的耐冲击性能有时在实用上会比容许的范围更低的不良情况。

技术方案7的发明的气体传感器用加热线圈的特征在于，在技术方案1～5的任一项所述的发明中，对于1以上n以下的整数m，m重卷绕线圈的卷绕直径，是在制作m重卷绕线圈时、为了卷成线圈状而使用的芯金的直径的1倍以上10倍以下。

根据技术方案7所述的发明，由于卷线加工后的m重卷绕线圈的形状稳定性良好，因此可成品率高地获得加热线圈。另外，能稳定地获得基于引线部的检测元件的支承性能。此外，即使m重卷绕线圈的卷绕直径在芯金的直径的20倍以下，但若超过10倍，则卷线加工后的m重卷绕线圈的形状稳定性也会稍微降低。

技术方案8的发明的气体传感器用加热线圈的特征在于，在技术方案1～7的任一项所述的发明中，所述n重卷绕线圈的卷数在1以上30以下。

根据技术方案8所述的发明，通过使用该加热线圈，由于检测元件的燃烧部不会变重，因此能够由加热线圈的引线部充分地支承检测元件。在使用了n重卷绕线圈的卷数超过30的加热线圈时，燃烧部变重，无法由加热线圈的引线部稳定支承检测元件。

技术方案9的发明的气体传感器用加热线圈的特征在于，在技术方案1～8的任一项所述的发明中，对于1以上的整数k，所述n重卷绕线圈中的第k卷的卷绕部与第(k+1)卷的卷绕部之间的间隙的长度，是由所述(n-1)重卷绕线圈构成的线料的直径的0.5倍以上10倍以下。

根据技术方案9的发明，在使用了该加热线圈的接触燃烧式气体传感器中，可获得足够高速的响应特性。另外，在使用该加热线圈制作检测元件时，能够防止n重卷绕线圈中的第k卷的卷绕部与第(k+1)卷的卷绕部短路，并且能够使导热层填充到焊珠部的线圈的内侧空间而形成催化剂层。对此，在第k卷的卷绕部与第(k+1)卷的卷绕部之间的间隙比线料的直径的0.5倍的长度更短的加热线圈中，存在相邻的卷绕部彼此接触而短路的情况。另一方面，在该间隙超过线料的直径的10倍时，由于卷绕部间的间隙开得过大，因此无法使导热层充分地填充到焊珠部的线圈的内侧空间，因此无法形成催化剂层。

技术方案10的发明的气体传感器用加热线圈的特征在于，在技术方案1～9的任一项所述的发明中，所述气体传感器用加热线圈是由白金的线材形成的。技术方案11的气体传感器用加热线圈的特征在于，在技术方案1～9的任一项所述的发明中，所述气体传感器用加热线圈是由以白金为基础的合金的线材形成的。

技术方案12的发明的气体传感器用加热线圈，是用于接触燃烧式气体传感器的加热线圈，其特征在于，该加热线圈具有：焊珠部，其根据气体燃烧时产生的燃烧热而电特性值变化；和引线部，其从该焊珠部的两端延伸，所述引线部被卷成线圈状。

根据技术方案12的发明，由于引线部形成为与螺旋弹簧相同的结构，因此在使用了该加热线圈的接触燃烧式气体传感器中，从外部施加的冲击能够由引线部的弹簧弹性吸收。因此，由于传递到检测元件的燃烧部的冲击变小，因此不易发生催化剂层的脱落等，并能够抑制接触燃烧式气体传感器的零点因冲击而较大地变动。

另外，为了解决上述的课题、实现目的，技术方案13的发明的气体传感器用检测元件，是用于接触燃烧式气体传感器的检测元件，其特征在于，该检测元件包括：加热线圈，其具有根据气体燃烧时产生的燃烧热而电特性值变化的焊珠部、及从该焊珠部的两端延伸的引线部；导热层，其被覆所述焊珠部；和催化剂层，其附着在所述导热层的表面，对于2以上的整数n，所述焊珠部由n重卷绕线圈构成，所述n重卷绕线圈是将由卷成线圈状的(n-1)重卷绕线圈构成的线料进一步卷成线圈状而构成的。

根据技术方案13，即使检测元件的燃烧部的大小与现有大致相同，埋入燃烧部内的焊珠部的有效长度也比现有的由单重卷绕线圈构成焊珠部的情况更长。因此，由于加热线圈的电阻变大，因此在使用了该检测元件的接触燃烧式气体传感器中，气体灵敏度变高。另外，由于加热线圈接受更多的燃烧热，有效地引起电阻变化，因此在使用了该检测元件的接触燃烧式气体传感器中，响应速度变快。进而，由于燃烧部的大小与现有的大致相同为好，因此燃烧部的重量也大致与现有的相同。因此，不必牺牲基于引线部的检测元件的支承能力，就能够实现接触燃烧式气体传感器的气体灵敏度提高和响应速度的高速化。

技术方案14的发明的气体传感器用检测元件的特征在于，在技术方案13所述的发明中，所述加热线圈的引线部由(n-1)重卷绕线圈构成。

根据技术方案14的发明，由于加热线圈的引线部形成为与螺旋弹簧相同的结构，因此在使用了该检测元件的接触燃烧式气体传感器中，从外部施加的冲击能够由引线部的弹簧弹性吸收。因此，由于传递到燃烧部的冲击减小，因此不易发生催化剂层的脱落等，并能够抑制接触燃烧式气体传感器的零点因冲击而较大地变动。

技术方案15的发明的气体传感器用检测元件的特征在于，在技术方案13或14所述的发明中，成为所述加热线圈的原材料的非线圈状的原线的线径在1μm以上100μm以下。

根据技术方案15的发明，由于加热线圈的原线的线径在1μm以上，因此能够容易地制作焊珠部由多重卷绕线圈构成的加热线圈。因此，检测元件的制作变得容易。另外，由于加热线圈的原线的线径在100μm以下，因此可获得适合用于接触燃烧式气体传感器的大小的检测元件。

技术方案16的发明的气体传感器用检测元件的特征在于，在技术方案13或14所述的发明中，成为所述加热线圈的原材料的非线圈状的原线的线径在10μm以上50μm以下。

根据技术方案16的发明，通过使用该检测元件，作为驱动接触燃烧式气体传感器的控制电路的电源电路，可使用具有适当的电压-电流值的电源电路。使用适当的电源电路，在使接触燃烧式气体传感器动作时，能够使催化剂层变为适当的动作温度，因此是重要的。

技术方案17的发明的气体传感器用检测元件的特征在于，在技术方案13或14所述的发明中，成为所述加热线圈的原材料的非线圈状的原线的线径在20μm以上30μm以下。

根据技术方案17的发明，由于可使燃烧部的重量为1mg左右，因此能够由加热线圈的引线部充分地支承检测元件。另外，在使用了该检测元件的接触燃烧式气体传感器中，耐冲击强度也提高。进而，由于加热线圈的焊珠部以更高密度地被埋入到燃烧部内，因此加热线圈能够接受更多的燃烧热。由此，能够更高效地引起加热线圈的电阻变化。因此，在使用了该检测元件的接触燃烧式气体传感器中，响应速度进一步变快。另外，由于加热线圈的电阻进一步变大，因此能够进一步提高电源电压。因此，在使用了该检测元件的接触燃烧式气体传感器中，气体灵敏度进一步提高。

另外，若加热线圈的原线的线径变得比20μm更小，则制作加热线圈时的成品率降低，但由于加热线圈的原线的线径在20μm以上，因此能够容易地制作加热线圈。因此能够成品率良好地获得检测元件。即，能够不降低成品率地制作检测元件，另外，通过使用该制作的检测元件，能够进一步改善接触燃烧式气体传感器的气体灵敏度及响应特性。由此，若综合考虑接触燃烧式气体传感器的气体灵敏度及响应特性、和加热线圈的制作的容易度，则原线的线径最适合为20μm以上30μm以下。

技术方案18的发明的气体传感器用检测元件的特征在于，根据技术方案13～17的任一项所述的发明，对于1以上n以下的整数m，所述加热线圈的m重卷绕线圈的卷绕直径，是在制作m重卷绕线圈时、为了卷成线圈状而使用的芯金的直径的0.5倍以上20倍以下。

根据技术方案18的发明，由于燃烧部不会变重，因此能够由加热线圈的引线部充分地支承检测元件。对此，在使用了m重卷绕线圈的卷绕直径超过芯金的直径20倍的加热线圈时，由于在焊珠部的线圈的内侧空间填充的导热层的量增加，燃烧部变重，因此基于引线部的检测元件的支承性能降低，产生接触燃烧式气体传感器的耐冲击性能有时在实用上会比容许的范围更低的不良情况。

技术方案19的发明的气体传感器用检测元件的特征在于，在技术方案13～17的任一项所述的发明中，对于1以上n以下的整数m，所述加热线圈的m重卷绕线圈的卷绕直径，是在制作m重卷绕线圈时、为了卷成线圈状而使用的芯金的直径的1倍以上10倍以下。

根据技术方案19的发明，在制作加热线圈时，由于卷线加工后的m重卷绕线圈的形状稳定性良好，因此可成品率高地获得加热线圈。因此可以成品率高地获得检测元件。另外，能稳定地获得基于引线部的检测元件的支承性能。此外，即使m重卷绕线圈的卷绕直径在芯金的直径的20倍以下，但若超过10倍，则卷线加工后的m重卷绕线圈的形状稳定性也会稍微降低。

技术方案20的发明的气体传感器用检测元件的特征在于，在技术方案13～19的任一项所述的发明中，所述加热线圈的n重卷绕线圈的卷数在1以上30以下。

根据技术方案20的发明，由于燃烧部不会变重，因此能够由加热线圈的引线部充分地支承检测元件。在使用了n重卷绕线圈的卷数超过30的加热线圈时，燃烧部变重，无法由加热线圈的引线部稳定支承检测

技术方案21的发明的气体传感器用检测元件的特征在于，在技术方案13～20的任一项所述的发明中，对于1以上的整数k，所述加热线圈的n重卷绕线圈中的第k卷的卷绕部与第(k+1)卷的卷绕部之间的间隙的长度，是由所述(n-1)重卷绕线圈构成的线料的直径的0.5倍以上10倍以下。

根据技术方案21的发明，在使用了该检测元件的接触燃烧式气体传感器中，可获得足够高速的响应特性。另外，在制作检测元件时，能够防止n重卷绕线圈中的第k卷的卷绕部与第(k+1)卷的卷绕部短路，并且能够使导热层填充到焊珠部的线圈的内侧空间而形成催化剂层。对此，在使用了第k卷的卷绕部与第(k+1)卷的卷绕部之间的间隙比线料的直径的0.5倍的长度更短的加热线圈的情况下，存在相邻的卷绕部彼此接触而短路的情况。另一方面，在该间隙超过线料的直径的10倍时，由于卷绕部间的间隙开得过大，因此无法使导热层充分地填充到焊珠部的线圈的内侧空间，因此无法形成催化剂层。

技术方案22的发明的气体传感器用检测元件的特征在于，在技术方案13～21的任一项所述的发明中，所述加热线圈由白金的线材形成。技术方案23的发明的气体传感器用检测元件的特征在于，在技术方案13～21的任一项所述的发明中，所述加热线圈由以白金为基础的合金的线材形成。

技术方案24的发明的气体传感器用检测元件，是用于接触燃烧式气体传感器的检测元件，其特征在于，该检测元件包括：加热线圈，其具有根据气体燃烧时产生的燃烧热而电特性值变化的焊珠部、及从该焊珠部的两端延伸的引线部；导热层，其被覆所述焊珠部；和催化剂层，其附着在所述导热层的表面，所述加热线圈的引线部被卷成线圈状。

根据技术方案24的发明，由于加热线圈的引线部形成为与螺旋弹簧相同的结构，因此在使用了该检测元件的接触燃烧式气体传感器中，从外部施加的冲击能够由引线部的弹簧弹性吸收。因此，由于传递到燃烧部的冲击减小，因此不易发生催化剂层的脱落等，并能够抑制接触燃烧式气体传感器的零点因冲击而较大地变动。

另外，为了解决上述的课题、实现目的，技术方案25的发明的接触燃烧式气体传感器，其特征在于，该气体传感器包括：

检测元件，其具备：

加热线圈，该加热线圈具有根据气体燃烧时产生的燃烧热而电特性值变化的焊珠部、及从该焊珠部的两端延伸的引线部，

导热层，其被覆所述焊珠部，和

催化剂层，其附着在所述导热层的表面，

对于2以上的整数n，所述焊珠部由n重卷绕线圈构成，所述n重卷绕线圈是将由卷成线圈状的(n-1)重卷绕线圈构成的线料进一步卷成线圈状而构成的；

补偿元件，其与所述检测元件串联连接，具有与所述加热线圈结构相同的加热线圈；

第一电阻元件；

第二电阻元件，其与所述第一电阻元件串联连接；和

电源，其对所述检测元件与所述补偿元件的串联连接体、及所述第一电阻元件与所述第二电阻元件的串联连接体的各自的两端施加直流电压，

所述检测元件、所述补偿元件、所述第一电阻元件及所述第二电阻元件构成惠斯登电桥电路，从该惠斯登电桥电路输出：所述检测元件与所述补偿元件的连接节点、和所述第一电阻元件与所述第二电阻元件的连接节点之间的电压。

根据技术方案25的发明，即使检测元件的燃烧部的大小与现有的大致相同，埋入燃烧部内的焊珠部的有效长度也比现有的由单重卷绕线圈构成焊珠部的情况更长。因此，由于加热线圈的电阻变大，因此气体灵敏度提高。另外，由于加热线圈接受更多的燃烧热，有效地引起电阻变化，因此响应速度变快。进而，由于燃烧部的大小与现有的大致相同为好，因此燃烧部的重量也大致与现有的相同。因此，不必牺牲基于引线部的检测元件的支承能力，就能够实现气体灵敏度提高和响应速度的高速化。

技术方案26的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案25所述的发明中，所述加热线圈的引线部由(n-1)重卷绕线圈构成。

根据技术方案26的发明，由于加热线圈的引线部形成为与螺旋弹簧相同的结构，因此从外部施加的冲击能够由引线部的弹簧弹性吸收。因此，由于传递到检测元件的燃烧部的冲击变小，因此不易发生催化剂层的脱落等，并能够抑制零点因冲击而较大地变动。

技术方案27的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案25或26所述的发明中，成为所述加热线圈的原材料的非线圈状的原线的线径在1μm以上100μm以下。

根据技术方案27的发明，由于加热线圈的原线的线径在1μm以上，因此能够容易地制作焊珠部由多重卷绕线圈构成的加热线圈。因此，检测元件的制作变得容易，接触燃烧式气体传感器的制作变得容易。另外，由于加热线圈的原线的线径在100μm以下，因此可获得具有适当的大小的检测元件的接触燃烧式气体传感器。

技术方案28的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案25或26所述的发明中，成为所述加热线圈的原材料的非线圈状的原线的线径在10μm以上50μm以下。

根据技术方案28的发明，作为驱动接触燃烧式气体传感器的控制电路的电源电路，可使用具有适当的电压-电流值的电源电路。使用适当的电源电路，在使接触燃烧式气体传感器动作时，能够使催化剂层变为适当的动作温度，因此是重要的。

技术方案29的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案25或26所述的发明中，成为所述加热线圈的原材料的非线圈状的原线的线径在20μm以上30μm以下。

根据技术方案29的发明，由于可使检测元件的燃烧部的重量为1mg左右，因此能够由加热线圈的引线部充分地支承检测元件。另外，在使用了该检测元件的接触燃烧式气体传感器中，耐冲击强度也提高。进而，由于加热线圈的焊珠部以更高密度地被埋入到燃烧部内，因此加热线圈能够接受更多的燃烧热。由此，能够更高效地引起加热线圈的电阻变化。因此，响应速度进一步变快。另外，由于加热线圈的电阻进一步变大，因此能够进一步提高电源电压。因此，气体灵敏度进一步提高。

另外，若加热线圈的原线的线径比20μm更小，则制作加热线圈时的成品率降低，但由于加热线圈的原线的线径在20μm以上，因此能够容易地制作加热线圈。因此能够成品率良好地获得接触燃烧式气体传感器。即，能够不降低成品率地制作接触燃烧式气体传感器，另外，能够进一步改善气体灵敏度及响应特性。由此，若综合考虑气体灵敏度及响应特性、和加热线圈的制作的容易度，则加热线圈的原线的线径最适合为20μm以上30μm以下。

技术方案30的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案25～29的任一项所述的发明中，对于1以上n以下的整数m，所述加热线圈的m重卷绕线圈的卷绕直径，是制作m重卷绕线圈时、为了卷成线圈状而使用的芯金的直径的0.5倍以上20倍以下。

根据技术方案30所述的发明，由于检测元件的燃烧部不会变重，因此能够由加热线圈的引线部充分地支承检测元件。对此，在使用了m重卷绕线圈的卷绕直径超过芯金的直径20倍的加热线圈时，由于在焊珠部的线圈的内侧空间填充的导热层的量增加，燃烧部变重，因此基于引线部的检测元件的支承性能降低，产生耐冲击性能有时在实用上会比容许的范围更低的不良情况。

技术方案31的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案25～29的任一项所述的发明中，对于1以上n以下的整数m，所述加热线圈的m重卷绕线圈的卷绕直径，是在制作m重卷绕线圈时、为了卷成线圈状而使用的芯金的直径的1倍以上10倍以下。

根据技术方案31的发明，在制作加热线圈时，由于卷线加工后的m重卷绕线圈的形状稳定性良好，因此可成品率高地获得加热线圈。因此，可成品率高地获得接触燃烧式气体传感器。另外，能稳定地获得基于引线部的检测元件的支承性能。此外，即使m重卷绕线圈的卷绕直径在芯金的直径的20倍以下，但若超过10倍，则卷线加工后的m重卷绕线圈的形状稳定性也会稍微降低。

技术方案32的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案25～31的任一项所述的发明中，所述加热线圈的n重卷绕线圈的卷数在1以上30以下。

根据技术方案32的发明，由于检测元件的燃烧部不会变重，因此能够由加热线圈的引线部充分地支承检测元件。在使用了n重卷绕线圈的卷数超过30的加热线圈时，燃烧部变重，无法由加热线圈的引线部稳定支承检测元件。

技术方案33的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案25～32的任一项所述的发明中，对于1以上的整数k，所述加热线圈的n重卷绕线圈中的第k卷的卷绕部与第(k+1)卷的卷绕部之间的间隙的长度，是由所述(n-1)重卷绕线圈构成的线料的直径的0.5倍以上10倍以下。

根据技术方案33的发明，可获得足够高速的响应特性。另外，在制作检测元件时，能够防止n重卷绕线圈中的第k卷的卷绕部与第(k+1)卷的卷绕部短路，并且能够使导热层填充到焊珠部的线圈的内侧空间而形成催化剂层。对此，在使用了第k卷的卷绕部与第(k+1)卷的卷绕部之间的间隙比线料的直径的0.5倍的长度更短的加热线圈的情况下，存在相邻的卷绕部彼此接触而短路的情况。另一方面，在该间隙超过线料的直径的10倍时，由于卷绕部间的间隙开得过大，因此无法使导热层充分地填充到焊珠部的线圈的内侧空间，因此无法形成催化剂层。

技术方案34的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案25～33的任一项所述的发明中，所述加热线圈由白金的线材形成。技术方案35的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案25～32的任一项所述的发明中，所述加热线圈是由以白金为基础的合金的线材形成的。

技术方案36的发明的接触燃烧式气体传感器，其特征在于，

该气体传感器包括：

检测元件，其具备：

加热线圈，该加热线圈具有根据气体燃烧时产生的燃烧热而电特性值变化的焊珠部、及从该焊珠部的两端延伸的引线部，

导热层，其被覆所述焊珠部，和

催化剂层，其附着在所述导热层的表面，

所述引线部被卷成线圈状；

补偿元件，其与所述检测元件串联连接，具有与所述加热线圈结构相同的加热线圈；

第一电阻元件；

第二电阻元件，其与所述第一电阻元件串联连接；和

电源，其对所述检测元件与所述补偿元件的串联连接体、及所述第一电阻元件与所述第二电阻元件的串联连接体的各自的两端施加直流电压，

所述检测元件、所述补偿元件、所述第一电阻元件及所述第二电阻元件构成惠斯登电桥电路，从该惠斯登电桥电路输出：所述检测元件与所述补偿元件的连接节点、和所述第一电阻元件与所述第二电阻元件的连接节点之间的电压。

根据技术方案36的发明，由于加热线圈的引线部形成为与螺旋弹簧相同的结构，因此从外部施加的冲击能够由引线部的弹簧弹性吸收。因此，由于传递到检测元件的燃烧部的冲击变小，因此不易发生催化剂层的脱落等，并能够抑制零点因冲击而较大地变动。

技术方案37的发明的接触燃烧式气体传感器，其加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，其特征在于，该气体传感器包括：至少两端被卷成线圈状的加热线圈；分别在所述加热线圈的两端的线圈状的部分焊接的电极；和被覆所述加热线圈的一部分的烧结体，在所述加热线圈与所述电极的接合界面存在合金层，该合金层含有的构成所述电极的至少一种金属元素的比例，高于在所述电极中的构成比例。

技术方案38的发明的接触燃烧式气体传感器，其加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，其特征在于，该气体传感器包括：至少两端被卷成线圈状的加热线圈；分别在所述加热线圈的两端的线圈状的部分焊接的电极；和被覆所述加热线圈的一部分的烧结体，在所述加热线圈与所述电极的接合界面存在合金层，该合金层含有的构成所述电极的至少一种金属元素的比例，高于在所述电极中的构成比例，仅在所述加热线圈与所述电极的焊接部位，在所述加热线圈的线圈状的部分的内侧，设置有由在所述合金层中含有的比例高于在所述电极中含有的比例的所述金属元素构成的芯线。

根据技术方案37或38的发明，由于在加热线圈与电极的接合界面，存在合金层(以下，将这样的合金层称作富层)，该合金层含有的构成电极的金属元素的比例高于在电极中的构成比例，因此可获得高接合强度。另外，该富层是这样形成的，通过在将加热线圈的端部卷绕到由构成电极的至少一种金属元素构成的芯线上的状态下焊接到电极上，从而由于构成该芯线的金属材料与电极的金属材料合金化而形成。因此，在焊接时的加热线圈的端部，由于在卷绕部的内侧存在芯线，因此能够防止因焊接时的处理而不小心破坏该卷绕部。另外，由于能够防止焊接时在焊接部位加热线圈的卷绕部被不规则地破坏，或线圈形状变形，因此能够减小加热线圈的电阻值的偏差。

技术方案39的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案37或38所述的发明中，在所述合金层中含有的比例高于在所述电极中含有的比例的所述金属元素，其离子化系列比构成所述加热线圈的金属大。

根据技术方案39的发明，由于能够在将加热线圈的端部卷到芯线上的状态下焊接到电极上之后，通过蚀刻溶解芯线，因此能够去除富层，并容易地去除芯线。另外，即使在加热线圈由后述的卷曲线圈构成时，也能在焊接后容易地去除芯线。

技术方案40的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案37或38所述的发明中，所述加热线圈由白金或白金合金形成，所述电极由包含镍的合金形成，在所述合金层中含有的比例高于在所述电极中含有的比例的所述金属元素是镍。

根据技术方案40的发明，由于镍相比于白金或白金合金是贱金属，因此通过由镍形成芯线，从而能够残留加热线圈而容易地溶解芯线。

技术方案41的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案37～40的任一项所述的发明中，所述加热线圈的、被所述烧结体被覆的部分的至少一部分，形成为进一步将线圈线卷绕成线圈状的卷曲线圈，所述线圈线是将线材卷成线圈状而形成的。

根据技术方案41的发明，由于构成加热线圈的线材变长，因此加热线圈的电阻变大，气体灵敏度变高。另外，由于构成加热线圈的线材更长地被埋入到烧结体中，因此高效地引起加热线圈的电阻变化，从而响应速度变快。

技术方案42的接触燃烧式气体传感器，其加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，其特征在于，该气体传感器包括：至少两端被卷成线圈状的加热线圈；分别在所述加热线圈的两端的线圈状的部分焊接的电极；和被覆所述加热线圈的一部分的烧结体，在所述加热线圈与所述电极的接合界面存在合金层，该合金层通过：所述加热线圈及所述电极均未包含的金属元素、和构成所述电极的至少一个金属元素的合金化而生成。

技术方案43的接触燃烧式气体传感器，其加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，其特征在于，该气体传感器包括：至少两端被卷成线圈状的加热线圈；分别在所述加热线圈的两端的线圈状的部分焊接的电极；和被覆所述加热线圈的一部分的烧结体，在所述加热线圈与所述电极的接合界面存在合金层，该合金层通过：所述加热线圈及所述电极均未包含的金属元素、和构成所述电极的至少一个金属元素的合金化而生成，仅在所述加热线圈与所述电极的焊接部位，在所述加热线圈的线圈状的部分的内侧，设置有芯线，所述芯线是由包含于所述合金层中的、但所述加热线圈及所述电极均未包含的所述金属元素构成的。

根据技术方案42或43的发明，由于在加热线圈与电极的接合界面存在合金层，该合金层是通过加热线圈及电极均未包含的金属元素、和构成电极的至少一个金属元素的合金化而生成的，因此可获得高接合强度。另外，该合金层，通过在将加热线圈的端部卷绕到由加热线圈及电极均未包含的金属元素构成的芯线上的状态下焊接到电极上，从而由于构成该芯线的金属材料与电极的金属材料合金化而形成。因此，由于在焊接时的加热线圈的端部，在卷绕部的内侧存在芯线，因此能够防止因焊接时的处理而不小心破坏该卷绕部。另外，由于能够防止焊接时在焊接部位加热线圈的卷绕部被不规则地破坏，或线圈形状变形，因此能够减小加热线圈的电阻值的偏差。

技术方案44的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案42或43所述的发明中，包含于所述合金层中的、但所述加热线圈及所述电极均未包含的所述金属元素，其离子化系列比构成所述加热线圈的金属大。

根据技术方案44的发明，由于能够在将加热线圈的端部卷绕到芯线上的状态下焊接到电极上之后，通过蚀刻溶解芯线，因此能够去除合金层，并容易地去除芯线。另外，即使在加热线圈由后述的卷曲线圈构成时，也能在焊接后容易地去除芯线。

技术方案45的发明的接触燃烧式气体传感器的特征在于，在技术方案42～44的任一项所述的发明中，所述加热线圈的、被所述烧结体被覆的部分的至少一部分，形成为进一步将线圈线卷绕成线圈状的卷曲线圈，所述线圈线是将线材卷成线圈状而形成的。

根据技术方案45的发明，由于构成加热线圈的线材变长，因此加热线圈的电阻变大，气体灵敏度变高。另外，由于构成加热线圈的线材更长地被埋入到烧结体中，因此高效地引起加热线圈的电阻变化，从而响应速度变快。

另外，为了解决上述课题、实现目的，技术方案46的发明的接触燃烧式气体传感器的制造方法，制造如下的接触燃烧式气体传感器：加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，

该接触燃烧式气体传感器的制造方法的特征在于，

该方法包括：制作至少两端被卷绕到芯线上而构成线圈状的加热线圈的线圈制作工序；在被卷绕于所述芯线的状态下，将所述加热线圈的两端的线圈状的部分分别焊接到电极上的焊接工序；去除所述芯线的芯线去除工序；和用烧结体被覆芯线消失后的所述加热线圈的一部分的烧结体被覆工序。

技术方案47的发明的接触燃烧式气体传感器的制造方法，制造如下的接触燃烧式气体传感器：加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，

该接触燃烧式气体传感器的制造方法的特征在于，

该方法包括：制作至少两端被卷绕到芯线上而构成线圈状的加热线圈的线圈制作工序；在被卷绕于所述芯线的状态下，将所述加热线圈的两端的线圈状的部分分别焊接到电极上的焊接工序；除了所述加热线圈与所述电极的焊接部位以外，去除所述芯线的芯线去除工序；和用烧结体被覆所述加热线圈的、不存在所述芯线的部分的至少一部分的烧结体被覆工序。

根据技术方案46或47的发明，由于在焊接时的加热线圈的端部，在卷绕部的内侧存在芯线，因此能够防止因焊接时的处理而不小心破坏该卷绕部。另外，由于能够防止焊接时在焊接部位加热线圈的卷绕部被不规则地破坏，或线圈形状变形，因此能够减小加热线圈的电阻值的偏差。此外，由于通过焊接，在加热线圈与电极的接合界面生成合金层，因此可获得高接合强度。

技术方案48的发明的接触燃烧式气体传感器的制造方法的特征在于，在技术方案46或47的发明中，在所述焊接工序中，将所述加热线圈的、卷到芯线上的端部按压于所述电极，进行基于电阻焊接法、激光焊接法或热压接的焊接法的任一种。

根据技术方案48的发明，由于能够容易地防止在焊接部位加热线圈的卷绕部被不规则地破坏，因此能够减小加热线圈的电阻值的偏差。

技术方案49的发明的接触燃烧式气体传感器的制造方法的特征在于，在技术方案46～48的任一项所述的发明中，所述芯线是相比于所述加热线圈的构成材料的由贱金属材料构成的，在所述芯线去除工序中，通过蚀刻仅去除所述芯线。

根据技术方案49的发明，能够在将加热线圈的端部卷到芯线上的状态下焊接到电极上之后，通过蚀刻而容易地去除芯线。另外，即使在加热线圈由后述的卷曲线圈构成的情况下，也能够在焊接后容易地去除芯线。

技术方案50的发明的接触燃烧式气体传感器的制造方法的特征在于，在技术方案46～48的任一项所述的发明中，所述芯线由镍形成，所述加热线圈由白金或白金合金形成，在所述芯线去除工序中，利用镍用的蚀刻液去除所述芯线。

根据技术方案50的发明，由于镍相比于白金或白金合金是贱金属，因此通过蚀刻，能以残留加热线圈的方式而容易地溶解芯线。

技术方案51的发明的接触燃烧式气体传感器的制造方法的特征在于，在技术方案46～50的任一项所述的发明中，在所述线圈制作工序中，将在所述芯线上线圈状地卷绕的线圈线进一步卷绕成线圈状，从而将所述加热线圈的、被所述烧结体被覆的部分的至少一部分形成为卷曲线圈。

根据技术方案51的发明，由于构成加热线圈的线材变长，加热线圈的电阻变大，因此能够得到气体灵敏度高的传感器。另外，由于构成加热线圈的线材更长地被埋入到烧结体中，有效地引起加热线圈的电阻变化，因此能够获得响应速度快的传感器。

技术方案52的发明的接触燃烧式气体传感器的制造方法的特征在于，在技术方案46～51的任一项所述的发明中，所述芯线兼作用于接合所述加热线圈与所述电极的焊料。

根据技术方案52的发明，即使不重新准备焊料而进行焊接，也能获得足够高的接合强度。

本发明的气体传感器用加热线圈、气体传感器用检测元件及接触燃烧式气体传感器，起到可获得气体灵敏度高的接触燃烧式气体传感器的效果。另外，起到可获得响应速度快的接触燃烧式气体传感器的效果。进而，起到可获得耐冲击强度高、基于冲击的零点变动小的接触燃烧式气体传感器的效果。

另外，本发明的接触燃烧式气体传感器的制造方法，起到可获得具有至少两端被卷成线圈状的加热线圈、且该加热线圈的电阻值的偏差小的接触燃烧式气体传感器的效果。另外，起到可获得具有至少两端被卷成线圈状的加热线圈、且该加热线圈与电极管脚的接合强度高的接触燃烧式气体传感器的效果。进而，起到在制造接触燃烧式气体传感器时，至少两端被卷成线圈状的加热线圈的处理变得容易的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的加热线圈的结构的主视图；

图2是表示本发明的实施方式的检测元件的结构的剖面图；

图3是表示本发明的实施方式的接触燃烧式气体传感器的传感器主体的结构的剖面图；

图4是表示本发明的实施方式的接触燃烧式气体传感器的控制电路的结构的电路图；

图5是表示本发明的实施方式的接触燃烧式气体传感器的制造方法的流程图；

图6是表示本发明的实施方式的接触燃烧式气体传感器的制造途中的状态的局部放大图；

图7是表示本发明的实施方式的接触燃烧式气体传感器的制造途中的状态的局部放大图；

图8是表示实施例的焊接部位的表面状态的SEM像的说明图；

图9是表示实施例的焊接部位的截面状态的SEM像的说明图；

图10是表示图9的A点的XMA的分析结果的图；

图11是表示图9的B点的XMA能谱(spectra)的图；

图12是表示图9的C点的XMA能谱的图；

图13是表示图9的D点的XMA的分析结果的图；

图14是表示实施例的加热线圈的整体形状的照片；

图15是表示比较例的焊接部位的表面的SEM像的说明图；

图16是表示比较例的焊接部位的截面的SEM像的说明图；

图17是表示比较例的加热线圈的整体形状的照片；

图18是表示现有的检测元件的结构的剖面图；

图19是表示现有的加热线圈的结构的主视图。

图中：

2-检测元件；4-补偿元件；5-接触燃烧式气体传感器；21-导热层；22-加热线圈；23-催化剂层；24-焊珠部；25-引线部；26，27-卷绕部；32，33-电极管脚；51-第一电阻元件；52-第二电阻元件；53-电源；6-一次芯线。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的气体传感器用加热线圈、气体传感器用检测元件、接触燃烧式气体传感器及接触燃烧式气体传感器的制造方法的实施例进行详细地说明。此外，并不是通过该实施例限定该发明。

图1是表示本发明的实施方式的加热线圈的结构的主视图。如图1所示，在本实施方式中，加热线圈22的焊珠部24，例如由双重卷绕线圈构成。加热线圈22的引线部25，例如由单重卷绕线圈构成。在制作该加热线圈22时，首先，将由通常的非线圈状的线材构成的电阻线(原线)卷到一次芯线上，制作单重卷绕线圈。然后，将该单重卷绕线圈作为新的线料，将该线料的一部分卷到二次芯线上，使成为焊珠部24的部分为双重卷绕线圈。二次芯线可以是与一次芯线直径相同的线，也可以是直径不同的线。

此外，也可由双重以上的卷绕线圈构成引线部25，由三重以上的卷绕线圈构成焊珠部24。例如，在使引线部25及焊珠部24分别为双重卷绕线圈及三重卷绕线圈时，首先将原线卷到一次芯线上，制作单重卷绕线圈，通过将该单重卷绕线圈作为线料(一次线料)卷到二次芯线上，由此制作双重卷绕线圈，进而，将该双重卷绕线圈作为新的线料(二次线料)，将其一部分卷到三次芯线上，使成为焊珠部24的部分为三重卷绕线圈即可。在进一步增加引线部25及焊珠部24的线圈的多重数时，只要增加将线料卷到芯线上的卷线加工的重复次数即可。

图2是表示本发明的实施方式的检测元件的结构的剖面图。如图2所示，检测元件2构成为：利用由烧结体构成的导热层21被覆加热线圈22的焊珠部24，并使催化剂层23附着到导热层21的表面。导热层21例如由氧化铝(alumina)构成。催化剂层23是由：与检测对象的可燃性气体对应的、由氧化金属构成的燃烧催化剂构成的。通过对加热线圈22的两端施加电压，从而催化剂层23被加热到与检测对象的可燃性气体对应的温度。

此处，作为检测对象气体，例如可例举出：甲烷气体、氢气、LP气体(液化石油气)、丙烷气体、丁烷气体、乙烯气体、一氧化碳气体、或乙醇或丙酮等有机成分气体。并且，例如，在检测对象气体是甲烷气体时，催化剂层23被加热到约450℃。

图3是表示本发明的实施方式的接触燃烧式气体传感器的传感器主体的结构的剖面图。如图3所示，传感器主体3，具有贯通由陶瓷或树脂形成的板状的安装基板(mount base)31的外部连接用的电极管脚32、33，并形成将检测元件2的两端的引线部25固定到该电极管脚32、33的结构。另外，在图3中虽未出现，但与检测元件2并列地设置有具备与检测元件2的加热线圈22结构相同的加热线圈的补偿元件。该补偿元件及检测元件2，被安装基板31、和具有气体透过性的结网或由金属或者陶瓷的烧结体构成的防爆结构体34包围。

图4是表示本发明的实施方式的接触燃烧式气体传感器的控制电路的结构的电路图。如图4所示，接触燃烧式气体传感器5的控制电路具有：检测元件2、与检测元件2串联连接的补偿元件4、第一电阻元件51、与第一电阻元件51串联连接的第二电阻元件52、及电源(电源电路)53。这些检测元件2、补偿元件4、第一及第二电阻元件51、52构成惠斯登电桥电路。

电源53，对检测元件2与补偿元件4的串联连接体、及第一电阻元件51与第二电阻元件52的串联连接体的各自的两端，施加直流电压。并且，从该惠斯登电桥电路输出：检测元件2与补偿元件4的连接节点(在图4中以A表示)和第一电阻元件51与所述第二电阻元件52的连接节点(在图4中以B表示)之间的电压。如果将检测元件2、补偿元件4、第一电阻元件51以及第二电阻元件52的各自的通电电阻值设为R_D、R_C、R₁及R₂，则在[R_C×R₁＝R_D×R₂]时，惠斯登电桥电路的输出电压V_out变为零伏特。

若通过电源53，对检测元件2及补偿元件4的各加热线圈22施加额定电压，则各个加热线圈22发热，检测元件2及补偿元件4达到与检测对象气体对应的动作温度，从气体传感器5获得：依存于通过与环境的平衡温度获得的通电电阻值的输出电压V_out。并且，在检测到检测对象气体的情况下，通过检测对象气体的接触燃烧而仅是检测元件2的通电电阻值R_D上升，因此输出电压V_out在+(正)侧只上升与气体灵敏度对应的量。

此处，用于使检测对象气体高效率地接触燃烧的催化剂动作温度，基于该气体种类而进行选择。在使用了具有更高的电阻值的加热线圈的情况下，为了获得所希望的催化剂动作温度，需要更高的电源电压。在电桥电路的性质上，由于电源电压与输出电压V_out存在比例关系，因此在使用了具有更高电阻值的加热线圈的情况下的气体灵敏度成为更高的值。即，上述的结构的加热线圈22，如后达那样，由于电阻值比现有的更高，因此通过使用该加热线圈22，可获得高的气体灵敏度。

下面，对加热线圈22的具体的特征进行说明。作为构成加热线圈22的原线，例如可使用：白金或白金合金线、白金或白金合金-铑合金等以白金或白金合金为基础的合金线、或铁-钯合金线。原线的线径在1μm以上100μm以下。这是由于：若原线的线径小于1μm则过细，因此难以制作构成焊珠部24的双重卷绕线圈，另一方面，若原线的线径超过100μm则，检测元件2的燃烧部将变得过大。

另外，原线的线径优选在10μm以上50μm以下。其理由是：可使用具有适当的电压-电流值的电源53，由此，在接触燃烧式气体传感器5动作时，能够将催化剂层23设为适当的动作温度。例如，在原线的线径为50μm时，可使用电压-电流值为0.75V-400mA的电源。另外，在原线的线径为10μm时，可使用电压-电流值为12V-25mA的电源。

进而，原线的线径更优选在20μm以上30μm以下。其理由是：第一，由于焊珠部24的占有体积减小，检测元件2的燃烧部的重量达到1mg左右，因此由加热线圈22的引线部25能够充分地支承检测元件2。第二，由于接触燃烧式气体传感器5的耐冲击强度提高。第三，由于能够在检测元件2的燃烧部内更高密度地埋入加热线圈22的焊珠部24，因此加热线圈22的接受燃烧热的能力提高，更有效地产生燃烧时的加热线圈22的电阻变化，接触燃烧式气体传感器5的响应速度变快。第四，因细线化而使得加热线圈22的电阻增大，由此，如上述那样能够进一步提高电源电压，因此接触燃烧式气体传感器5的气体灵敏度提高。第五，若原线的线径比20μm更小，则制作加热线圈22时的成品率降低。

在表1中归纳表示：加热线圈22的原线的线径和检测元件2的燃烧部的重量、接触燃烧式气体传感器5的气体灵敏度、及接触燃烧式气体传感器5的响应时间的关系。在表1中，各线径范围的相对重量(a.u.)、相对气体灵敏度(a.u.)及相对响应时间(a.u.)，都是相对于：使用了将线径为30μm的白金线作为原线的加热线圈的情况下的燃烧部的重量(1mg)、气体灵敏度(40mV)及响应时间(5秒)的相对值。焊珠部24及引线部25分别是双重卷绕线圈及单重卷绕线圈。此外，气体灵敏度是相对于氢气4000ppm的灵敏度，响应时间是达到氢气4000ppm时的输出稳定值的90％以上所需要的时间。

[表1]

表1

线径范围(μm)	1～20	20～30	30～50	50～100	例.30μm
						相对重量(a.u.)	0.01～0.5	0.5～1.0	1.0～1.5	1.5～2.5	1mg
相对气体灵敏度(a.u.)	10～2.5	2.5～1.0	1.0～0.4	0.4～0.1	40mV
						相对响应时间(a.u.)	0.5～1	0.5～1	1～2	2～3	5sec

单重卷绕线圈的卷绕直径，是为了将原线卷成线圈状而使用的芯金(一次芯线)的直径的0.5倍以上20倍以下。同样，双重卷绕线圈的卷绕直径，是为了将单重卷绕线圈(线料)进一步卷成线圈状而使用的芯金的直径的0.5倍以上20倍以下。三重以上的卷绕线圈的情况也同样。其理由是：由于检测元件2的燃烧部不会变重，因此能够由加热线圈22的引线部25充分地支承检测元件2。若卷绕直径超过20倍，则填充到焊珠部24的线圈的内侧空间的导热层21的量增加，由于燃烧部变重，因此基于引线部25的检测元件2的支承性能降低，接触燃烧式气体传感器5的耐冲击性能在实用上有时会比容许的范围更低。

另外，优选单重卷绕线圈的卷绕直径，是为了将原线卷成线圈状而使用的芯金的直径的1倍以上10倍以下。同样，优选双重卷绕线圈的卷绕直径，是为了将单重卷绕线圈(线料)进一步卷成线圈状而使用的芯金的直径的1倍以上10倍以下。三重以上的卷绕线圈的情况也同样。其理由是：由于卷线加工后的线圈的形状稳定性良好，所以能够以高成品率获得加热线圈22，并能够稳定地获得基于引线部25的检测元件2的支承性。此外，即使卷绕直径在20倍以下，但若超过10倍，则卷线加工后的线圈的形状稳定性也会稍微降低。

作为最终螺旋体的双重卷绕线圈的卷绕数在1以上30以下。最终螺旋体是三重以上的卷绕线圈的情况也同样。其理由是：由于检测元件2的燃烧部不会变重，因此能够由加热线圈22的引线部25充分地支承检测元件2。若卷绕数超过30，则燃烧部变重，无法由加热线圈22的引线部25稳定地支承检测元件2。尤其，适当的双重卷绕线圈的卷绕数，为4～10圈。

在作为最终螺旋体的双重卷绕线圈中，某一卷绕部26与该卷绕部26的相邻的卷绕部27(参照图1)之间的间隙的长度、即作为线料的单重卷绕线圈的线料间隙间距离，在线料的直径的0.5倍以上10倍以下。在最终螺旋体是三重以上的卷绕线圈的情况也同样。其理由是：第一，能够获得足够高速的响应特性。第二，在制作检测元件2时，能够防止相邻的卷绕部26、27短路。第三，能够使导热层21填充到焊珠部24的线圈的内侧空间而形成催化剂层23。此处，卷绕部26与其相邻的卷绕部27之间的间隙的长度(线料间隙间距离)一般是指，从螺旋体中称作螺距的线间距离除去卷绕部26及卷绕部27的各自的粗细的一半而得到的距离。

在表2中表示的是加热线圈22的线料间隙间距离、与接触燃烧式气体传感器5的响应时间的关系。在表2中，以相对于线料的直径的倍率表示线料间隙间距离。另外，各线料间隙间距离范围的相对响应时间(a.u.)，是相对于：使用了线料间隙间距离与线料的直径相等的加热线圈时的响应时间的相对值。焊珠部24及引线部25分别为双重卷绕线圈及单重卷绕线圈。

[表2]

表2

线料间隙间距离(*)	0.5～1	1～2.5	1.25～2	2～10
					相对响应时间(a.u.)	0.5～1	1～1.5	1.6～2	2～10

(*)相对于线料直径的倍率

下面，以使用了图1所示的结构的加热线圈22的接触燃烧式气体传感器5(作为实施例)、和使用了图19所示的结构的加热线圈12的接触燃烧式气体传感器(作为现有例)，对比较了作为气体传感器的性能的结果进行说明。在该性能比较中，在实施例及现有例中使用了同一组成的燃烧催化剂等。另外，燃烧催化剂的动作温度也设为相同。在实施例的五个样品中，检测元件2的埋入到燃烧部内的焊珠部24的有效长(参照图2)的平均值为75mm。另外，在现有例的五个样品中，检测元件1的埋入到燃烧部内的焊珠部14的有效长(参照图18)的平均值为15mm。其它的条件等全部相同。

在表3中表示气体灵敏度的比较结果。此处，将从在气体中的输出电压值减掉在空气中的输出电压值而得到的值作为气体灵敏度，进行了相对于氢气4000ppm的灵敏度的比较、和相对于甲烷气体4000ppm的灵敏度的比较这两个比较。实施例的样品的气体灵敏度大致为现有例的样品的气体灵敏度的三倍。

[表3]

表3

(单位：mV)

在表4中表示响应速度的比较结果。此处，将达到氢气1800ppm时的输出稳定值的90％以上所需要的时间作为响应时间，在表4中表示。实施例的样品的响应时间大致是现有例的样品的响应时间的一半。即，实施例的样品的响应速度大致是现有例的样品的响应速度的两倍。

[表4]

表4

(单位：秒)

NO.	实施例	现有例
			1	2	5
2	3	6
			3	2	5
4	2	5
			5	3	6

在表5中，表示落下冲击后产生的零点变动(氢浓度换算值)的比较结果。此处，使实施例及现有例的各接触燃烧式气体传感器从1m的高度自由落下到30mm的厚度的杉板上。落下冲击后的零点变动，以氢浓度换算值计算，在实施例中为2000ppm以下，对此，在现有例中超过了2000ppm。

[表5]

表5

实施例	2000ppm以下
		现有例	超过2000ppm

下面，对接触燃烧式气体传感器5的制造方法进行说明。图5是表示制造顺序的流程图。另外，图6及图7是表示接触燃烧式气体传感器5的制造途中的状态的局部放大图。首先，准备通常的非线圈状的电阻线，将其卷到一次芯线上来制作单重卷绕线圈(步骤S1)。

一次芯线可以是与使用的电阻线相比由贱金属形成的线材。这是由于：在后面的湿式蚀刻工序中，需要剩余电阻线来熔化一次芯线。例如，一次芯线由镍、铝、铜或不锈钢合金等形成。适当的一次芯线的直径为20～60μm。另外，在单重卷绕线圈中，某一卷绕部28、和与该卷绕部28相邻的卷绕部29(参照图7)之间的间隙的长度、即线料的适当的线料间隙间距离在线料的直径的0.5倍以上10倍以下。

接着，将单重卷绕线圈的一部分、即成为焊珠部24的部分卷到二次芯线上制作双重卷绕线圈，作为加热线圈22(步骤S2)。二次芯线的材料并不特别限定，例如是超硬或淬火钢等。适当的二次芯线的直径为100～300μm。

线料(电阻线)、一次芯线、单重卷绕线圈、二次芯线及双重卷绕线圈的最优选的组合如下。即，线料是20μm直径的白金或白金合金线，一次芯线是40μm直径的镍线。在该组合中，线料的线料间隙间距离是20μm为好。另外，在最优选的组合时，由单重卷绕线圈构成的一次线料的直径成为80μm(20μm(线料的直径)+40μm(一次芯线的直径)+20μm(线料的直径))。在基于该组合的双重卷绕线圈中，将单重卷绕线圈作为线料的线料间隙间距离是80μm为好。

接着，在取出二次芯线之后，通过电阻焊接法、激光焊接法或热压接法等，将加热线圈22的两端的引线部25焊接到从安装基板31突出的电极管脚32、33(步骤S3)。在该时刻，如图6所示，一次芯线6剩余。

电极管脚32、33例如由镍、或镍-铜合金(莫涅耳合金)形成。或者，由因科镍耐热合金(inconel)或哈斯特洛伊耐蚀高镍合金(hastelloy)(商品名)等镍-铬-钼合金、SUS316L等不锈钢合金、钛或钛合金、或它们的组合，构成电极管脚32、33，还能够实现耐腐蚀性的提高。作为电极管脚32、33的材料最优选的是哈斯特洛伊耐蚀高镍合金(商品名)。虽然并不特别限定，但例如电极管脚32、33的直径为600μm左右。

作为焊接法，任一种方法均可，但优选电阻焊接法。其理由是：电阻焊接法由于焊接装置的电压的上升极为迅速，能够稳定地控制毫秒级的通电时间，因此适合于如本实施方式这样，焊接不同的材料彼此之间，或焊接极细的金属线的情况。

在实施电阻焊接法时，可使用公知的晶体管式电阻焊接机。作为该情况下的焊接条件，并不特别限定，但例如电压为2.0～3.0V，通电时间为3毫秒，焊头加重为0.5～5kgf是适合的。在上述的线料(电阻线)、一次芯线、单重卷绕线圈、二次芯线及双重卷绕线圈的最优选的组合时，优选电压值为2.3V。

然后，将在电极管脚32、33上焊接了加热线圈22的物体浸渍到蚀刻液中，溶解一次芯线6而使其消失(步骤S4)。此时，通过覆盖加热线圈22与电极管脚32、33的焊接部位而进行蚀刻，也可仅在该焊接部位残留一次芯线6。

蚀刻液例如是硝酸(30％)、硫酸(3％)与过氧化氢(2％)的混合溶液、或二氯化铁溶液(40％水溶液)。在使用硝酸、硫酸与过氧化氢的混合溶液时，例如，浴温为室温(例如，25℃)，浸渍时间为60分钟是合适的。另一方面，在使用二氯化铁溶液时，例如设浴温为40℃，设浸渍时间为3分钟是适合的。

在蚀刻结束之后，从蚀刻液中取出在电极管脚32、33上焊接了加热线圈22的物体，进行水洗(步骤S5)，并用异丙醇(IPA)等有机溶液洗净(步骤S6)、干燥(步骤S7)。图7表示通过蚀刻而除掉了一次芯线的状态。

接着，将导热材和燃烧催化剂等膏剂涂敷于加热线圈22的焊珠部24，并对其进行加热烧制(步骤S8)。然后，进行防爆结构体34等的安装，装配传感器主体3(步骤S9)。最后，将传感器主体3安装到控制电路中(步骤S10)，进行传感器的零点调整等，从而完成接触燃烧式气体传感器5。

此处说明的线料(电阻线)、一次芯线、单重卷绕线圈、二次芯线及双重卷绕线圈的最优选的组合、焊接条件、或蚀刻条件等具体的数值和材料等，从本发明人进行的试验可明确。

然后，对通过按照上述的制造方法进行制造，而在加热线圈22与电极管脚32、33的接合界面出现的特征点进行说明。作为一例，将20μm直径的非线圈状的白金或白金合金线作为线料，将其以20μm的线料间隙间距离卷到直径40μm的由镍线构成的一次芯线6上，制作了单重卷绕线圈。然后，将该单重卷绕线圈以80μm的线料间隙间距离卷到直径150μm的由超硬线构成的二次芯线上，从而在焊珠部24上制作了双重卷绕线圈。焊珠部24的两端的引线部25的长度分别为1mm。

另外，由直径600μm的哈斯特洛伊耐蚀高镍合金构成电极管脚32、33，并采用了电阻焊接法。焊接条件除了设焊头加重为1.5kgf、电压值为2.3V以外，与上述的相同。然后，使用硝酸、硫酸和过氧化氢的混合溶液，设浴温为室温，进行了60分钟的蚀刻处理。

以下，以残留一次芯线6并焊接加热线圈22与电极管脚32、33的情况作为实施例，以在去除了一次芯线6之后焊接加热线圈22与电极管脚32、33的情况作为比较例。图8及图9分别是由扫描型电子显微镜观察了实施例的焊接部位的表面及截面的照片。另外，图15及图16分别是由扫描型电子显微镜观察了比较例的焊接部位的表面及截面的照片。

若比较图8与图15，则可知，实施例相比于比较例，加热线圈22的引线部25的各卷绕部更规则，并且被充分地按压而与电极管脚32、33接合。另外，若比较图9及图16，则可知，实施例相比于比较例，接合面积更广，在接合界面，一部分已合金化。合金化的情况从图10～图13所示的分析结果也可明确。图10、图11、图12以及图13分别是表示图9所示的实施例的截面照片的以“A”、“B”、“C”以及“D”表示的位置的基于X线微量分析器(XMA)的分析结果的图。

在电极管脚32、33的主体(bulk)上的“A”点，观察到镍、铬、和铝的峰值，未观察到白金或白金合金的峰值(图10)。在加热线圈22的、未与电极管脚32、33接合的位置即“B”点，观察到白金或白金合金的峰值，未观察到镍、铬、和钼的峰值(图11)。

在加热线圈22与电极管脚32、33的接合界面的靠近加热线圈22的部分即“C”点、及在加热线圈22与电极管脚32、33的接合界面的靠近电极管脚32、33的部分即“D”点，都观察到白金或白金合金、镍、铬的峰值。这表示：在加热线圈22与电极管脚32、33的接合界面，一次芯线6的镍起到焊料的作用，加热线圈22、一次芯线6、和电极管脚32、33已合金化。“D”点附近，由于在焊接时存在镍的一次芯线6，因此是镍的含有比例比电极管脚32、33的主体更高的富(rich)层。

为了确认基于合金化的接合强度的提高，分别各准备了十个上述的实施例及比较例，进行了抗断强度的测定。对于在实施例中经过了从图5的步骤S1到步骤S7的工序的物体，另外，对于在比较例中进行图5的步骤S1及步骤S2，并在先进行步骤S4去除一次芯线6之后再进行步骤S3的焊接，进而再经过从步骤S5到步骤S7的工序的物体，分别将加热线圈22在电极管脚32、33间垂直地拉伸，从而测定了加热线圈22或焊接部位断裂时的强度。另外，为了了解白金或白金合金线的抗断强度，拉伸直径20μm、长度50mm的白金或白金合金线的两端，还测定了白金或白金合金线断裂时的强度。表6表示测定结果。

[表6]

表6

单位：gw

十个实施例都是在加热线圈22的中部断裂。其抗断强度与直径20μm的白金或白金合金线的抗拉强度大致相同。对此，十个比较例的抗断强度，均比直径20μm的白金或白金合金线的抗拉强度低，在加热线圈22与电极管脚32、33的焊接部位断裂。由此可确认，若在残留了一次芯线6的状态下进行焊接，则可获得在白金或白金合金线的抗拉强度以上的足够高的接合强度。

另外，在图14及图17中分别表示实施例及比较例中的加热线圈22的整体形状。由图14可知，在实施例中，在加热线圈22的焊珠部24完全不会产生变形。对此，可知在比较例中，加热线圈22的焊珠部24变形，焊珠部24的相邻的卷绕部彼此变得将要接触。这样变形的原因是，在不存在一次芯线的状态下进行焊接时，会不小心弄散加热线圈22的卷绕部，或破坏线圈形状

若焊珠部24的相邻的卷绕部彼此接触，或线圈散乱，则由于该部分短路，因此有助于加热线圈22的电阻的有效长度变短，电阻值变小。因此，通过测定电极管脚32、33间的电阻值，能够了解加热线圈22有无局部的短路。为了确认该短路的有无，分别各准备了十个上述的实施例及比较例，并测定了电阻值。实施例及比较例分别经过了与上述的接合强度的测定时相同的工序。表7表示测定结果。

[表7]

表7

单位：Ω

十个实施例的电阻值的最小值是11.0Ω，最大值是11.6Ω。并且，其标准偏差是0.2。对此，十个比较例的电阻值的最小值是9.1Ω，最大值是11.5Ω。在比较例中，标准偏差是0.7，向电阻值小的一方零散。由此可确认，若在残留了一次芯线6的状态下进行焊接，则能够防止焊珠部24的相邻的卷绕部彼此接触，或线圈散乱。

如以上说明的那样，根据实施方式，即使检测元件2的燃烧部的大小与现有的大致相同，加热线圈22的、埋入到燃烧部内的焊珠部24的有效长度，比现有的由单重卷绕线圈构成焊珠部24的情况更长。因此，由于加热线圈22的电阻变大，因此接触燃烧式气体传感器5的气体灵敏度变高，可改善S/N比。

另外，由于加热线圈22接受更多的燃烧热，高效地产生电阻变化，因此接触燃烧式气体传感器5的响应速度变快。进而，由于燃烧部的大小与现有的大致相同为好，因此燃烧部的重量也大致与现有的相同。因此，不必牺牲加热线圈22的基于引线部25的检测元件2的支承能力，能够实现接触燃烧式气体传感器5的气体灵敏度的提高及响应速度的高速化。

另外，由于通过加热线圈22的原线的细线化，加热线圈22的电阻变大，因此能够实现消耗电流的降低化。另外，由于引线部25形成与螺旋弹簧同样的结构，因此从外部施加的冲击能够由引线部25的弹簧弹性吸收。因此，由于传递到检测元件2的燃烧部的冲击变小，因此不易产生催化剂层23的脱落等，并能够抑制零点因冲击而较大地变动。

另外，具有由卷曲线圈构成的加热线圈22，并且该加热线圈22的电阻值的偏差减小，进而，可获得该加热线圈22与电极管脚32、33的接合强度高的接触燃烧式气体传感器5。另外，在制造接触燃烧式气体传感器5时，由卷曲线圈构成的加热线圈22的处理容易。

以上，本发明并不限定于上述的实施方式，可进行各种变更。例如，焊接方法及其条件、或蚀刻方法及其条件可适当变更。另外，上述的各种数值和材料等是一个例子，并非限定于此。

工业实用性

如上所述，本发明的气体传感器用加热线圈、气体传感器用检测元件、接触燃烧式气体传感器及接触燃烧式气体传感器的制造方法，在家用或工业用的气体泄漏检测装置中是有用的，尤其适用于检测燃料电池中使用的可燃性气体的装置中。

Claims (35)

1.一种气体传感器用加热线圈，是用于接触燃烧式气体传感器的加热线圈，其特征在于，

该加热线圈具有：焊珠部，其根据气体燃烧时产生的燃烧热而电特性值变化；和引线部，其从该焊珠部的两端延伸，

对于2以上的整数n，所述焊珠部由n重卷绕线圈构成，所述n重卷绕线圈是将由卷成线圈状的(n-1)重卷绕线圈构成的线料进一步卷成线圈状而构成的。

2.根据权利要求1所述的气体传感器用加热线圈，其特征在于，

所述引线部由(n-1)重卷绕线圈构成。

3.根据权利要求1或2所述的气体传感器用加热线圈，其特征在于，

成为原材料的非线圈状的原线的线径在1μm以上100μm以下。

4.根据权利要求1或2所述的气体传感器用加热线圈，其特征在于，

成为原材料的非线圈状的原线的线径在10μm以上50μm以下。

5.根据权利要求1或2所述的气体传感器用加热线圈，其特征在于，

成为原材料的非线圈状的原线的线径在20μm以上30μm以下。

6.根据权利要求1或2所述的气体传感器用加热线圈，其特征在于，

对于1以上n以下的整数m，m重卷绕线圈的卷绕直径，是在制作m重卷绕线圈时、为了卷成线圈状而使用的芯金的直径的0.5倍以上20倍以下。

7.根据权利要求1或2所述的气体传感器用加热线圈，其特征在于，

对于1以上n以下的整数m，m重卷绕线圈的卷绕直径，是在制作m重卷绕线圈时、为了卷成线圈状而使用的芯金的直径的1倍以上10倍以下。

8.根据权利要求1或2所述的气体传感器用加热线圈，其特征在于，

所述n重卷绕线圈的卷数在1以上30以下。

9.根据权利要求1或2所述的气体传感器用加热线圈，其特征在于，

对于1以上的整数k，所述n重卷绕线圈中的第k卷的卷绕部与第(k+1)卷的卷绕部之间的间隙的长度，是由所述(n-1)重卷绕线圈构成的线料的直径的0.5倍以上10倍以下。

10.根据权利要求1或2所述的气体传感器用加热线圈，其特征在于，

所述气体传感器用加热线圈是由白金的线材形成的。

11.根据权利要求1或2所述的气体传感器用加热线圈，其特征在于，

所述气体传感器用加热线圈是由以白金为基础的合金的线材形成的。

12.一种气体传感器用检测元件，是用于接触燃烧式气体传感器的检测元件，其特征在于，

该检测元件包括：

加热线圈，其具有根据气体燃烧时产生的燃烧热而电特性值变化的焊珠部、及从该焊珠部的两端延伸的引线部；

导热层，其被覆所述焊珠部；和

催化剂层，其附着在所述导热层的表面，

对于2以上的整数n，所述焊珠部由n重卷绕线圈构成，所述n重卷绕线圈是将由卷成线圈状的(n-1)重卷绕线圈构成的线料进一步卷成线圈状而构成的。

13.根据权利要求12所述的气体传感器用检测元件，其特征在于，

所述加热线圈的引线部由(n-1)重卷绕线圈构成。

14.根据权利要求12或13所述的气体传感器用检测元件，其特征在于，

所述加热线圈由白金的线材形成。

15.根据权利要求12或13所述的气体传感器用检测元件，其特征在于，

所述加热线圈由以白金为基础的合金的线材形成。

16.一种接触燃烧式气体传感器，其特征在于，

该气体传感器包括：

检测元件，其具备：

加热线圈，该加热线圈具有根据气体燃烧时产生的燃烧热而电特性值变化的焊珠部、及从该焊珠部的两端延伸的引线部，

导热层，其被覆所述焊珠部，和

催化剂层，其附着在所述导热层的表面，

对于2以上的整数n，所述焊珠部由n重卷绕线圈构成，所述n重卷绕线圈是将由卷成线圈状的(n-1)重卷绕线圈构成的线料进一步卷成线圈状而构成的；

补偿元件，其与所述检测元件串联连接，具有与所述加热线圈结构相同的加热线圈；

第一电阻元件；

第二电阻元件，其与所述第一电阻元件串联连接；和

电源，其对所述检测元件与所述补偿元件的串联连接体、及所述第一电阻元件与所述第二电阻元件的串联连接体的各自的两端施加直流电压，

所述检测元件、所述补偿元件、所述第一电阻元件及所述第二电阻元件构成惠斯登电桥电路，从该惠斯登电桥电路输出：所述检测元件与所述补偿元件的连接节点、和所述第一电阻元件与所述第二电阻元件的连接节点之间的电压。

17.根据权利要求16所述的接触燃烧式气体传感器，其特征在于，

所述加热线圈的引线部由(n-1)重卷绕线圈构成。

18.根据权利要求16或17所述的接触燃烧式气体传感器，其特征在于，

所述加热线圈由白金的线材形成。

19.根据权利要求16或17所述的接触燃烧式气体传感器，其特征在于，

所述加热线圈是由以白金为基础的合金的线材形成的。

20.一种接触燃烧式气体传感器，其加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，其特征在于，

该气体传感器包括：

至少两端被卷成线圈状的加热线圈；

分别在所述加热线圈的两端的线圈状的部分焊接的电极；和

被覆所述加热线圈的一部分的烧结体，

在所述加热线圈与所述电极的接合界面存在合金层，该合金层含有的构成所述电极的至少一种金属元素的比例，高于在所述电极中的构成比例。

21.一种接触燃烧式气体传感器，其加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，其特征在于，

该气体传感器包括：

至少两端被卷成线圈状的加热线圈；

分别在所述加热线圈的两端的线圈状的部分焊接的电极；和

被覆所述加热线圈的一部分的烧结体，

在所述加热线圈与所述电极的接合界面存在合金层，该合金层含有的构成所述电极的至少一种金属元素的比例，高于在所述电极中的构成比例，

仅在所述加热线圈与所述电极的焊接部位，在所述加热线圈的线圈状的部分的内侧，设置有芯线，所述芯线是由在所述合金层中含有的比例高于在所述电极中含有的比例的所述金属元素构成的。

22.根据权利要求20或21所述的接触燃烧式气体传感器，其特征在于，

在所述合金层中含有的比例高于在所述电极中含有的比例的所述金属元素，其离子化系列大于构成所述加热线圈的金属。

23.根据权利要求20或21所述的接触燃烧式气体传感器，其特征在于，

所述加热线圈由白金或白金合金形成，所述电极由包含镍的合金形成，在所述合金层中含有的比例高于在所述电极中含有的比例的所述金属元素是镍。

24.根据权利要求20或21所述的接触燃烧式气体传感器，其特征在于，

所述加热线圈的、被所述烧结体被覆的部分的至少一部分，形成为进一步将线圈线卷绕成线圈状的卷曲线圈，所述线圈线是将线材卷成线圈状而形成的。

25.一种接触燃烧式气体传感器，其加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，其特征在于，

该气体传感器包括：

至少两端被卷成线圈状的加热线圈；

分别在所述加热线圈的两端的线圈状的部分焊接的电极；和

被覆所述加热线圈的一部分的烧结体，

在所述加热线圈与所述电极的接合界面存在合金层，该合金层通过：所述加热线圈及所述电极均未包含的金属元素、和构成所述电极的至少一种金属元素的合金化而生成。

26.一种接触燃烧式气体传感器，其加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，其特征在于，

该气体传感器包括：

至少两端被卷成线圈状的加热线圈；

分别在所述加热线圈的两端的线圈状的部分焊接的电极；和

被覆所述加热线圈的一部分的烧结体，

在所述加热线圈与所述电极的接合界面存在合金层，该合金层通过：所述加热线圈及所述电极均未包含的金属元素、和构成所述电极的至少一种金属元素的合金化而生成，

仅在所述加热线圈与所述电极的焊接部位，在所述加热线圈的线圈状的部分的内侧，设置有芯线，所述芯线是由包含于所述合金层中的、但所述加热线圈及所述电极均未包含的所述金属元素构成的。

27.根据权利要求25或26所述的接触燃烧式气体传感器，其特征在于，

包含于所述合金层中的、但所述加热线圈及所述电极均未包含的所述金属元素，其离子化系列大于构成所述加热线圈的金属。

28.根据权利要求25或26所述的接触燃烧式气体传感器，其特征在于，

所述加热线圈的、被所述烧结体被覆的部分的至少一部分，形成为进一步将线圈线卷绕成线圈状的卷曲线圈，所述线圈线是将线材卷成线圈状而形成的。

29.一种接触燃烧式气体传感器的制造方法，制造如下的接触燃烧式气体传感器：加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，

该接触燃烧式气体传感器的制造方法的特征在于，

该方法包括：

制作至少两端被卷绕到芯线上而构成线圈状的加热线圈的线圈制作工序；

在被卷绕于所述芯线的状态下，将所述加热线圈的两端的线圈状的部分分别焊接到电极上的焊接工序；

去除所述芯线的芯线去除工序；和

用烧结体被覆芯线消失后的所述加热线圈的一部分的烧结体被覆工序。

30.一种接触燃烧式气体传感器的制造方法，制造如下的接触燃烧式气体传感器：加热线圈的电特性值根据接触了的气体的燃烧所产生的燃烧热而变化，并基于该特性值的变化来检测可燃性气体的存在，

该接触燃烧式气体传感器的制造方法的特征在于，

该方法包括：

制作至少两端被卷绕到芯线上而构成线圈状的加热线圈的线圈制作工序；

在被卷绕于所述芯线的状态下，将所述加热线圈的两端的线圈状的部分分别焊接到电极上的焊接工序；

除了所述加热线圈与所述电极的焊接部位以外，去除所述芯线的芯线去除工序；和

用烧结体被覆所述加热线圈的、不存在所述芯线的部分的至少一部分的烧结体被覆工序。

31.根据权利要求29或30所述的接触燃烧式气体传感器的制造方法，其特征在于，

在所述焊接工序中，将所述加热线圈的、卷到芯线上的端部按压于所述电极，进行基于电阻焊接法、激光焊接法或热压接的焊接法的任一种。

32.根据权利要求29或30所述的接触燃烧式气体传感器的制造方法，其特征在于，

所述芯线是相比于所述加热线圈的构成材料的由贱金属材料构成的，在所述芯线去除工序中，通过蚀刻仅去除所述芯线。

33.根据权利要求29或30所述的接触燃烧式气体传感器的制造方法，其特征在于，

所述芯线由镍形成，所述加热线圈由白金或白金合金形成，在所述芯线去除工序中，利用镍用的蚀刻液去除所述芯线。

34.根据权利要求29或30所述的接触燃烧式气体传感器的制造方法，其特征在于，

在所述线圈制作工序中，将在所述芯线上线圈状地卷绕的线圈线进一步卷绕成线圈状，从而将所述加热线圈的、被所述烧结体被覆的部分的至少一部分形成为卷曲线圈。

35.根据权利要求29或30所述的接触燃烧式气体传感器的制造方法，其特征在于，

所述芯线兼作：用于接合所述加热线圈与所述电极的焊料。

Images