CN105745533B - 气体传感器 - Google Patents

Abstract

一种气体传感器，具备：具有由固体电解质体(300)、测定电极层(310)及基准电极层(320)构成的检测部(30)的气体传感器元件(3)；信号线(2)；端子配件(1)；外罩(7)；具备通气孔(52)的壳体(5)；第1筒状弹性部件(4)；以及防水过滤器(61)。该气体传感器检测被测定气体(91)中的特定成分，防水过滤器(61)的基端部(611)同第1筒状弹性部件(4)及信号线(2)一起通过将壳体(5)的基端侧压缩变形而成的基端侧敛缝部(54)来密封，防水过滤器(61)的前端部(612)和第2筒状弹性部件(60)一起，将气体传感器元件(3)的信号取出部(33)的外周面(331)作为背面，通过将壳体(5)的前端侧压缩变形而成的前端侧敛缝部(55)来密封。

Description

气体传感器

技术领域

本发明涉及对汽车发动机等的燃烧排气中的特定气体成分浓度进行检测的气体传感器的构造。

背景技术

以往，在汽车发动机等内燃机的燃烧排气流路上，配设对燃烧排气中所含的氧等特定气体成分的浓度进行检测的气体传感器，根据所检测的特定气体成分的浓度来进行空燃比控制及排气处理催化剂的温度控制等。

作为这样的气体传感器，具备在氧化锆等氧离子传导性固体电解质的基体表面上施加有与被测定气体接触的测定电极层及与作为基准气体而导入的大气接触的基准电极层的氧浓度检测元件的氧传感器等得到了广泛应用。这样的氧传感器检测通过被测定气体中的氧浓度与基准气体中的氧浓度之差而在两个电极之间产生的电位差来测定被测定气体中的氧浓度。

进一步，这样的气体传感器通常在非常高温的环境下使用，此外，除了发动机室以外，还搭载在与车辆的底盘接近的排气管等处，被置于严酷的环境下。

对于气体传感器而言，若水滴等从外部侵入则可能导致气体浓度检测元件的破损及误动作，为了防止这一点，需要高防水性。

另一方面，气体传感器的基准电极层必须与作为基准气体的大气接触，必须确保与外部的良好通气性。

因此，在气体传感器中需要同时解决防水性和通气性这一对立的课题。

专利文献1中公开了一种气体传感器，其具备筒状的检测元件、保持检测元件的主体配件、与检测元件电连接的端子配件、从端子配件延伸而形成电流路径的引线和供引线插通的分离器、包围分离器的周围的内筒、配置在内筒的筒孔内供引线插通的索环(grommet)、配置在内径的径向外侧的过滤器、以及与内筒之间夹设有过滤器的外筒，分离器由检测元件和索环夹持而与内筒分开。

为了将夹装在外筒与内筒之间的过滤器固定，需要对外筒施加超过屈服值的压力来使其塑性变形，且不让变形部分恢复成原来的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-104832号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1的现有的气体传感器中，由于内筒与分离器分离，因此在压缩外筒使其塑性变形来紧固固定过滤器时，过滤器和内筒也塑性变形，导致内筒的弹性力失去。

若以这样的状态置于冷热环境中，则在内筒与外筒与过滤器之间产生间隙，允许水滴的侵入，检测元件有可能遇水破裂。

此外，在以不失去内筒的弹性的程度的较弱的力对外筒进行了紧固的情况下，外筒的紧固不充分，还有可能在恢复力的作用下在外筒与过滤器之间形成间隙。

此外，在专利文献1的现有的气体传感器中，由于是由检测元件和索环夹持对端子配件进行绝缘保持的分离器的构造，因此成为检测元件的基端侧开口部被分离器覆盖的状态。

因此，还有作为基准气体而向检测元件内导入的大气的循环受阻、基准气体中的氧浓度变动而在输出中产生误差的可能性。

进一步，还有来自高温的被测定气体的热量蓄积在分离器中、导致以大面积与分离器接触的索环的热劣化的可能性。

本发明是鉴于以上情况而做出的，其目的在于提供一种气体传感器，其构造简单且容易导入作为基准气体的大气，并且难以发生水滴的侵入，耐久性优良。

用于解决课题的方案

本发明的气体传感器检测被测定气体中的特定成分，至少具备由固体电解质体、测定电极层及基准电极层构成的检测部，上述固体电解质体为有底筒状，对特定离子具有传导性，上述测定电极层形成在该固体电解质体的外周表面，与被测定气体接触，上述基准电极层形成在上述固体电解质体的内周表面，与作为基准气体而导入的大气接触。此外，具备：气体传感器元件，检测被测定气体中的特定成分；信号线，连接该气体传感器元件与外部；端子配件，连接上述气体传感器元件与上述信号线；外罩，收容上述气体传感器元件，将上述检测部配设并固定在被测定气体中；以及筒状的壳体，将上述气体传感器元件的基端侧和上述端子配件一起覆盖，具备向内侧导入大气的通气孔。还具备：第1筒状弹性部件，密封该壳体的基端侧，并且保持与上述端子配件连接的上述信号线；以及防水过滤器，与上述通气孔对置地设置，将允许气体透过而阻止液体透过的多孔质纤维构造体形成为筒状而成。上述防水过滤器的基端部，同上述第1筒状弹性部件及上述信号线一起，通过将上述壳体的基端侧压缩变形而成的基端侧敛缝部来密封，在上述壳体与上述气体传感器元件的信号取出部之间，设置有弹性按压上述壳体及上述防水过滤器的第2筒状弹性部件。此外，上述防水过滤器的前端部，同上述第2筒状弹性部件一起，将上述信号取出部的外周面作为背面，通过将上述壳体的前端侧压缩变形而成的前端侧敛缝部来密封。

发明效果

根据本发明，上述防水过滤器的基端部始终被埋设有上述信号线的状态的上述第1筒状弹性部件弹性按压，上述防水过滤器的前端部始终被由上述信号取出部的外周面支撑的状态的上述第2筒状弹性部件弹性按压。

因此，即使上述防水过滤器的基端部及前端部因紧固而蠕变变形，也通过上述第1筒状弹性部件及上述第2筒状弹性部件始终维持紧贴状态，因此从上述基端侧敛缝部及上述前端侧敛缝部中的哪一侧都不会侵入水滴，穿过上述通气路径而向上述气体传感器内导入的大气可靠地透过上述防水过滤器，水滴向气体传感器内的侵入被阻止。

因此，能够通过非常简易的结构实现可靠性高的气体传感器。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的气体传感器8的整体结构的截面图。

图2A是表示图1的气体传感器中使用的端子配件1的概要的立体图。

图2B是图2A的端子配件的半截面图。

图2C是将图2B中的沿着C-C、D-D、E-E的截面重合而表示筒状部、导通部和敛缝部的位置关系的截面图。

图2D是表示图2A的端子配件的变形例的截面图。

图3是用于说明本发明的第1实施方式的气体传感器的效果的主要部分截面图。

图4A是表示本发明的第1实施方式的气体传感器的制造方法的概要的展开截面图。

图4B是表示图4A之后的工序的主要部分截面图。

图4C是表示图4B之后的工序的主要部分截面图。

图5A是表示本发明的第1实施方式的气体传感器的变形例的主要部分截面图。

图5B是表示本发明的第1实施方式的气体传感器的其他变形例的主要部分截面图。

图5C是表示本发明的第1实施方式的气体传感器的其他变形例的主要部分截面图。

图5D是表示本发明的第1实施方式的气体传感器的其他变形例的主要部分截面图。

图5E是表示本发明的第2实施方式的气体传感器的主要部分截面图。

图5F是表示本发明的第2实施方式的气体传感器的变形例的主要部分截面图。

图5G是表示本发明的第3实施方式的气体传感器的主要部分截面图。

图5H是表示本发明的第4实施方式的气体传感器的主要部分截面图。

图6是表示本发明的第5实施方式的气体传感器的纵截面图。

图7A是表示本发明的第6实施方式的气体传感器的纵截面图。

图7B是表示本发明的第6实施方式的气体传感器的变形例的纵截面图。

具体实施方式

参照图1、图2A、图2B、图2C、图2D、图3说明本发明的第1实施方式的气体传感器8的概要。

另外，在以下说明中，将向被测定气体91露出的一侧称为前端侧，将引出信号线2的一侧称为基端侧。

应用本发明的气体传感器8，将汽车发动机、自动二轮车发动机等内燃机的燃烧排气等作为被测定气体91，固定于被测定气体流路90，检测被测定气体中的特定成分。

另外，为了便于理解本发明，在以下说明中，以使用氧化锆等具有氧离子传导性的固体电解质材料的氧传感器为例进行说明，但在本发明中，不限定检测对象，根据检测对象，作为构成气体传感器元件3的固体电解质材料，也可以使用质子传导体等，除了用于检测氧浓度以外，也可以用于检测空燃比、NOx、氨等。

在气体传感器8中，具备向气体传感器元件3的内部导入大气而阻止水分侵入的筒状的防水过滤器61。

在气体传感器8中，通过将壳体5的基端侧压缩变形而成的基端侧敛缝部54，将防水过滤器基端部611同第1筒状弹性部件(以下简称为第1弹性部件)4和信号线2一起进行密封。

除此以外，在壳体5与气体传感器元件3的信号取出部33之间，设置有将壳体5及防水过滤器61弹性按压的第2筒状弹性部件(以下简称为第2弹性部件)60。

进一步，通过将气体传感器元件3的信号取出部33的外周面331作为背面而将壳体5的前端侧压缩变形而成的前端侧敛缝部55，将防水过滤器前端部612和第2弹性部件60进行密封。

在本发明的气体传感器8中，在防水过滤器61的前端侧和基端侧分别配设第1弹性部件4和第2弹性部件60，从而与壳体5之间不会产生间隙，可靠地阻止水滴从外部侵入，实现耐久性的提高。

本实施方式的气体传感器8是直热式(Heater-less type)的气体传感器，配设在接近内燃机的排气筒的位置，利用被测定气体91的高温来活化固体电解质体。

气体传感器8由端子配件1、信号线2、气体传感器元件3、第1弹性部件4、壳体5、第2弹性部件60、防水过滤器61、外罩7以及其他通常用于气体传感器的部件(粉末填充部件62、绝缘性密封部件63、密封部件64)构成。

气体传感器元件3为所谓的杯型的元件，具备由固体电解质体300、测定电极层310和基准电极层320构成的检测部30。

固体电解质体300将对特定离子具有传导性的固体电解质材料形成为一端闭塞而另一端开口的有底筒状而成。测定电极层310形成在固体电解质体300的外周表面301，与被测定气体91接触。基准电极层320形成在固体电解质体300的内周表面321，与作为基准气体而导入到基准气体室32内的大气接触。

气体传感器元件3由检测部30、将外周的一部分扩径而成的扩径部31、划分在内侧的基准气体室32、以及实现从基端侧与外部进行连接的信号取出部33构成。

测定电极层310、基准电极层320通过由铂或铂合金构成的公知的多孔质电极形成。

在固体电解质体300的内侧划分有将大气作为基准气体而导入的基准气体室32。

检测部30配设在被测定气体91内，能够根据因导入到基准气体室32内的大气中的氧浓度与被测定气体中的氧浓度之差而产生的电动势，检测被测定气体中的氧浓度。

基准电极层320通过端子配件1而与连接于外部的信号线2连接。

测定电极层310经由外罩7而与被测定气体流路90电连接，成为接地状态。

信号线2使用在内侧埋设有由铜、铝、不锈钢等导电性材料构成的芯线20并且由绝缘包覆层将外侧覆盖的公知的信号线。信号线2实现气体传感器元件3与外部的连接。

本实施方式中的端子配件1使用不锈钢、铁、镍或他们的合金等耐热性、导电性、弹性优良的金属材料。

本实施方式中的端子配件1由以下构成：将信号线2的芯线20压接固定的压接部10、实现与基准电极层320的导通的导通部12、用于在作为第1弹性部件而设置的第1弹性部件4的底面40与气体传感器元件3之间形成绝热空间322的绝热层形成用筒状部(以下简称为筒状部)15、以及将它们连结的连结部11、13。

在本发明中，通过端子配件1的筒状部15，在第1弹性部件4的底面40与固体电解质体300之间形成绝热空间322，使设置于壳体5的通气孔52连通至绝热空间322，进而在将与通气孔52对置的防水过滤器61进行敛缝固定时，利用第1弹性部件4和第2弹性部件60的弹性，使得在筒状的防水过滤器61的基端侧及前端侧与壳体5的中径部51之间不产生间隙，从而使导入到气体传感器元件3内部的大气可靠地穿过防水过滤器61，可靠地阻止水滴侵入。

筒状部15形成为直径大于固体电解质体300的内周面321的内径且以截面C字形在轴向上延伸的局部缺口筒状。

筒状部15形成为，当将端子配件1安装到固体电解质体300上时以规定的长度从气体传感器元件3的基端侧突出。

元件侧抵接部14形成为在筒状部15的前端侧抵接于固体电解质体300的垂直于长轴的平面部34。在本实施方式中，将固体电解质体300的基端侧端面作为平面部34。

基端侧抵接部16形成为在筒状部15的基端侧抵接于第1弹性部件4的底面40。

此外，本实施方式中的基端侧抵接部16形成为向径向伸出的凸缘状。

通过设为凸缘状，分散对第1弹性部件4的底面40进行按压的压力，能够防止局部性压力作用于第1弹性部件4而产生龟裂。

导通部12形成为直径稍微大于固体电解质体300的内周面321的内径且以截面C字形在轴向上延伸的局部缺口筒状。

导通部12由于被向外径方向施力，因此在将导通部12一边缩径一边安装于固体电解质体300时，导通部12与基准电极层320弹性抵接，能够实现导通。

此外，在本实施方式中，导通部12的一部分以前端变细的方式设置有锥部17。

通过形成锥部17，在将端子配件1向固体电解质体300安装时，锥部17的前端作为插入引导件发挥功能，能够一边缩径一边向固体电解质体300的内周面321内顺利地插入。压接部10将信号线2的芯线20压接固定。

另外，既可以通过在连结部11、13上设置倾斜部而如图2C所示那样以压接部10、导通部12及筒状部15成为同心的方式配设，也可以如图2D所示，以使筒状部15的位置与导通部12的外周缘一致的方式偏心配设。

检测部30由固体电解质体300、形成在其内侧且与作为基准气体而被导入的大气接触的基准电极层320、以及形成在其外侧且与被测定气体接触的测定电极层310构成，以被盖体保护的状态配设在被测定气体91内。

壳体5由铁、镍、不锈钢等金属材料形成为带台阶筒状。

壳体5的前端侧大径部50嵌装于外罩7的凸台(boss)部74，通过激光焊接等的焊接部56被密封固定。

在壳体5的中径部51的侧面，穿设有多个通气孔52，向壳体5的内侧导入大气。

第1弹性部件4及第2弹性部件60使用从氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶等中任意选择的耐热性弹性部件。

另外，第1弹性部件4和第2弹性部件60优选通过由JIS-K6253:2006或ISO48:1994及ISO7916-1:2004所要求的橡胶硬度为50～90(硬度计A)的橡胶等构成的弹性部件形成。

另外，JIS-K6253:2006与ISO48:1994及ISO16-1:2004相当。通过将第1弹性部件4、第2弹性部件60的橡胶硬度设定在该范围内，能够最有效地补足防水过滤器61的蠕变(creep)。

第1弹性部件4为筒状，在内侧插入有信号线2。

在第1弹性部件4的外周的一部分，设置有朝向外周侧伸出的凸缘部41，在基端侧形成有直径减小的小径部42。

通过设置凸缘部41，能够更可靠地防止水滴从壳体5的基端侧侵入。

此外，第1弹性部件4的基端侧从壳体5的小径部53露出，释放对壳体5进行紧固时的压力，第1弹性部件4的底面40中，除了与端子配件1的基端侧抵接部16抵接的部分以外的部分向绝热空间322内膨出，从而第1弹性部件4的弹性不会失去。

本实施方式中的第2弹性部件60在形成为筒状的基部600的基端侧和前端侧以变细的方式形成有锥部602、603(参照图4A)，释放被壳体5的前端侧紧固部55压缩而两端膨胀时的压力，从而弹性不会降低。

此外，在本实施方式中，第2弹性部件60配设在防水过滤器61的内侧，第2弹性部件60的内周面601形成为具有能够向气体传感器元件3的信号取出部33进行安装的内径。

防水过滤器61设置在与通气孔52对置的位置，允许气体从通气孔52向传感器内部透过，并阻止液体透过。

防水过滤器61使用由聚四氟乙烯等氟树脂构成且形成为筒状的多孔质纤维构造体。

将壳体5的中径部51的基端侧压缩变形而设置基端侧敛缝部54，从而将防水过滤器61的基端部611同第1弹性部件4和信号线2一起气密地密封。

设置以气体传感器元件3的信号取出部33的外周面331作为背面而将壳体5的中径部51的前端侧压缩变形而成的前端侧敛缝部55，将防水过滤器61的前端部612和第2弹性部件60一起气密地密封。

防水过滤器61的基端部611始终被埋设有信号线2的状态的第1弹性部件4弹性按压。防水过滤器61的前端部612始终被由气体传感器元件3的信号取出部33的外周面331支撑的状态的第2弹性部件60弹性按压。

因此，即使防水过滤器61的基端部611及前端部612因紧固而发生蠕变变形，也通过第1弹性部件4及第2弹性部件60始终维持紧贴状态。

因此，从基端侧敛缝部54及前端侧敛缝部55中的哪一侧都不会侵入水滴，穿过通气孔52向气体传感器8内导入的大气可靠地透过防水过滤器61，水滴向气体传感器8内的侵入被阻止。

外罩7使用不锈钢、铁、镍、铁镍合金等公知的耐热性金属材料，形成为筒状，在内侧收容气体传感器元件3。

在外罩7的前端侧外周形成有螺栓部75，螺栓部75固定于被测定气体流路90，将检测部30配设并固定在被测定气体91中。

在外罩7的基端侧，形成有凸台部74并安装有壳体5的大径部50，通过激光焊接等固定方法形成焊接部56来气密地进行固定。

粉末填充部件62使用将滑石粉末等耐热性陶瓷粉末形成为环状而成的部件。

绝缘性密封部件63使用将氧化铝等耐热性陶瓷烧结体形成为环状而成的部件。

密封部件64使用将不锈钢等耐热性高的金属材料形成为环状而成的部件。

隔着粉末填充部件62、绝缘性密封部件63、密封部件64，由形成于外罩7的元件卡止部71和敛缝部73夹持气体传感器元件3的扩径部31，通过施加轴向力来确保气密性。

气体传感器元件3的一部分从外罩7的基端侧露出，构成信号取出部33。

此外，气体传感器元件3的检测部30从外罩7的前端侧露出，配设在被测定气体91中。检测部30被固定在外罩7的前端侧的盖体78覆盖而被保护。

在盖体78上穿设有开口部79，向盖体78内导入被测定气体91。

在本发明中，盖体78的形状以及开口部79的位置、大小、数量等没有特别限定，可以根据用途适当变更。

不限于本图所示那样的单数的情况，也可以使用将多个盖体同心配设的结构。

参照图4A、图4B、图4C说明本发明的气体传感器8的制造方法的概要。

另外，气体传感器元件3向外罩7的组装方法没有特别限定，可以采用公知的组装方法，因此在以下说明中省略。

如图4A所示，将从穿过壳体5、第1弹性部件4的信号线2的前端露出的芯线20通过端子配件1的压接部10进行压接固定。在该状态下将信号线2拉回，并在壳体5的基端侧配设第1弹性部件4，使端子配件1的基端侧抵接部16抵接于第1弹性部件4的底面40。

接着，从在外罩7内隔着规定的粉末填充部件62、绝缘性密封部件63、密封部件64等而紧固固定的气体传感器元件3的基端侧，安装第2弹性部件60、防水过滤器61，进一步如图4B所示，安装收容有端子配件1、信号线2的壳体5。

此时，设置在端子配件1的前端侧的导通部12将锥部17作为引导件，导通部12一边被缩径一边被压入气体传感器元件3的内部。导通部12以朝向外侧弹性按压形成在气体传感器元件3的内周面321的基准电极层320的方式施力，经由端子配件1确保基准电极层320与信号线2之间的导通。

接着，如图4B所示，在壳体5的中径部51，隔着通气孔52将其基端侧外周和前端侧外周朝向中心压缩，形成基端侧敛缝部54和前端侧敛缝部55。

基端侧敛缝部54和前端侧敛缝部55塑性变形，不恢复成原来的形状。

此外，防水过滤器61的基端部611及前端部612分别沿着基端侧敛缝部54及前端侧敛缝部55被压缩变形而被致密化。

进一步，防水过滤器61的基端部611被第1弹性部件4从内侧弹性按压，前端部612被第2弹性部件60从内侧弹性按压，维持紧贴状态。

另一方面，第1弹性部件4埋设有信号线2，大致呈现出与实心弹性部件同样的弹性，在上下方向上膨胀。

此时，第1弹性部件4的底面40将端子配件1的筒状部15的基端侧抵接部16朝向气体传感器元件3弹性按压，元件侧抵接部14抵接于气体传感器元件3的平面部34，因此成为端子配件1被第1弹性部件4和气体传感器元件3牢固地夹持的状态。

进一步，壳体5的基端侧开口，第1弹性部件4的基端侧的露出的部分朝向外部膨胀。

第1弹性部件4的底面40与端子配件1的凸缘状的基端侧抵接部16相抵接的部分以外的部分朝向设置在前端侧的绝热空间322内膨胀。

因此，在第1弹性部件4的内部不会留下过多的压力，可维持适度的弹性，因此能够气密地密封壳体5的基端侧，阻止水滴从外部侵入。

第2弹性部件60将气体传感器元件3的信号取出部33作为背面，因此紧固带来的压力在上下方向上分散，第2弹性部件60的两端膨胀。但是，由于第2弹性部件60设有锥部602、603而与气体传感器元件3之间存在释放空间，因此不会残留内部的过多的压力，能够维持弹性。

此外，如图4B、图4C所示，将设置在壳体5的前端侧的大径部50向设置于外罩7的凸台部74安装，从其周围照射激光而设置焊接部56，将壳体5的前端侧密封固定于外罩7。由此，完成气体传感器8。

在本实施方式的气体传感器8中，水滴从壳体5的两端的侵入被完全阻止，从穿设于壳体5的中径部51的通气孔52导入的大气必然经由防水过滤器61导入，因此能够通过防水过滤器61阻止水分向气体传感器8的内部侵入。在气体传感器元件3内当冷却时产生的结露在使用时成为水蒸气而透过防水过滤器61从通气孔52排出，因此难以产生遇水破裂，能够实现可靠性高的气体传感器8。

进一步，如上所述，端子配件1利用第1弹性部件4的弹性牢固地夹持于气体传感器元件3和第1弹性部件4。因此，能够充分对抗来自外部的轴向的振动，导通部12与基准电极层320之间的导通不会瞬间断开。

参照图5A、图5B、图5C、图5D说明第1实施方式的气体传感器的变形例8a、8b、8c、8d。在这些变形例中，除了使用端子配件1a、1b、1c、1d且使用与之相匹配的气体传感器元件3a、3b、3c、3d这一点以外，基本结构与上述实施方式相同。

在以下说明中，对与上述实施方式相同的结构标注同一符号，对根据各变形例而不同的部分，作为分支号而标注字母符号，因此省略相同部分的说明，以特征点为中心进行说明。对其他实施方式也是同样的。

在图5A所示的气体传感器8a中，对于端子配件1a而言，在本实施方式的气体传感器元件3a中，在设置于固体电解质体300的基端侧的信号取出部33a，作为平面部34a而设置有台阶部(34a)，该台阶部以内周面321a的前端侧的直径小而基端侧的直径大的方式阶段性地变化直径。

进一步，在本实施方式的端子配件1a中，为了将筒状部15a的一部分用作导通部12a，筒状部15a形成得较长。

筒状部15a的前端侧的一部分被压入到固体电解质体300的内侧。

压入到固体电解质体300的内侧的导通部12a，从内侧向径向弹性按压内周面321a而实现与基准电极层320的导通。

进一步，导通部12a的前端的元件侧抵接部14a抵接于设置在固体电解质体300的内侧的台阶部(平面部)34a，在固体电解质体300的基端侧露出的筒状部15a的基端侧抵接部16抵接于第1弹性部件4的底面40，并弹性地进行按压。在本实施方式中，也与上述实施方式同样，通过第1弹性部件4维持壳体5的基端侧敛缝部54与防水过滤器基端部611的紧贴性，通过第2弹性部件60维持壳体5的前端侧敛缝部55与防水过滤器前端部612的紧贴性。

此外，在本实施方式中，也通过绝热空间322抑制第1弹性部件4的热劣化。

进一步，除了导通部12a将形成在固体电解质体300的内周面321上的基准电极层320向外径方向弹性按压来实现导通这一点以外，由于元件侧抵接部14a在轴向上按压形成在台阶部(平面部)34a的表面的基准电极层320，因此端子配件1a与基准电极层320的导通得以确保，能够发挥非常高的导通可靠性。

在图5B所示的气体传感器8中，将筒状部15b形成为以截面C字形在轴向上延伸的缺口筒状。

筒状部15b的外径形成得大于固体电解质体300的内周径。

此外，导通部12b也形成为以截面C字形在轴向上延伸的缺口筒状。

导通部12b的外径形成得稍微大于固体电解质体300的内周径，以被缩径的状态压入到固体电解质体300的内侧。

导通部12b朝向外侧弹性按压基准电极层320而确保导通。

在本实施方式中，也与上述实施方式同样发挥优良的浸水防止功能。此外，将固体电解质体300的基端侧端面设为平面部34，抵接有元件侧抵接部14，在第1弹性部件4的底面40抵接有未形成为凸缘状的基端侧抵接部16b。

在本实施方式中，也与前述实施方式同样，通过绝热空间322抑制第1弹性部件4的热劣化。

此外，在本实施方式中，通过设置成没有凸缘部及倾斜面的结构，能够简化构造，进一步削减制造成本。

在图5C所示的气体传感器8c中，在设置于固体电解质体300的基端侧的信号取出部33c的开口端，设置有随着朝向基端侧而直径逐渐变大、包含垂直成分的倾斜面34c。在本实施方式中的端子配件1c中，在筒状部15d与导通部12d之间设置有元件侧抵接部14c。

由此，在气体传感器8c中，除了与上述实施方式同样的效果以外，在将元件侧抵接部14c抵接于倾斜面34c时，在径向和轴向这两个方向上作用弹性按压力，能够相对于来自外部的振动发挥高导通可靠性。

在图5D所示的气体传感器8d中，从5C所示的气体传感器8c中去除了导通部12c，成为元件侧抵接部14d兼用作导通部12d的结构。

根据这种结构也能够发挥与上述实施方式同样的效果。

参照图5E说明本发明的第2实施方式的气体传感器8e。在上述实施方式中，示出了将第2弹性部件60配设在防水过滤器61的内侧的结构，而在本实施方式中，不同点在于将防水过滤器61e配设在第2弹性部件60e的内侧这一点以及使用端子配件1e这一点。

另外，在本实施方式中也可以适当采用上述的端子配件1、1a、1b、1c、1d。

在本实施方式中，在壳体5与气体传感器元件3的信号取出部33之间，夹装防水过滤器61e的前端部612e和第2弹性部件60e，将信号取出部33的外周面331作为背面，将壳体5的中径部51朝向径向中心侧压缩而设有敛缝部55。

通过将防水过滤器61e的前端部612e配设在比第2弹性部件60e靠内侧的位置，从而在形成敛缝部55时，隔着第2弹性部件60e压缩防水过滤器61e，因此能够抑制过多的变形，在防水过滤器61e与第2弹性部件60e之间不会形成间隙，能够可靠地阻止水滴侵入。

除此以外，在本实施方式中，在端子配件1e的导通部12的前端侧，设有经由连结部19连接的第2导通部18，使其在将固体电解质体300的内径缩径而成的变径部323抵接于基准电极层320。

在本实施方式中，防水过滤器61e的蠕变变形被抑制，因此比前述实施方式更能防止水滴侵入。进一步，除了抑制索环的热劣化来实现导通可靠性的确保及耐久性的提高这一效果以外，通过第2导通部18补充性地提高导通可靠性。

第2导通部18在前端侧形成为分为二股的舌片状，通过与倾斜的变径部323抵接而在轴向和径向上进行按压。结果，即使来自外部的振动作用于端子配件1e，在径向上弹性按压基准电极层320的导通部12以及在轴向和径向上都端正地按压基准电极层320的第2导通部18中的某一个始终维持与基准电极层320之间的导通，因此能够发挥非常高的导通可靠性。

参照图5F说明第2实施方式的气体传感器的变形例8f。

在前述实施方式中，示出了在端子配件1、1a～1e中将对信号线2进行压接的压接部10设置在端子配件1的前端的例子，而在本实施方式中，不同点在于，作为端子配件1f，对信号线2的芯线20进行压接固定的压接部10h配设在端子配件1f的中心，经由连结部13f设置有在基端侧具有基端侧抵接部16的筒状部15，在前端侧经由连结部11f设置有导通部12f。

另外，除了一部分变形例以外，本变形例还能够与其他实施方式组合。

在本实施方式中，也与第2实施方式的气体传感器8e同样，此外，在气体传感器元件3的平面部34，抵接有端子配件1f的元件侧抵接部14，基端侧抵接部16抵接于第1弹性部件4的底面40，在气体传感器元件3的基端与第1弹性部件4之间，形成有经由防水过滤器61而与通气孔52相连的绝热空间322，因此第1弹性部件4的热劣化得以抑制，能够实现端子配件1f的导通部12f与基准电极层321之间的导通可靠性优良的气体传感器8f。

此外，在本实施方式中，压接部10f收容在气体传感器元件3的内侧，因此能够减小气体传感器8f的体积。

进一步，由于压接部10f设置在比导通部12f靠基端侧的位置，因此与将压接部10设置在前端的气体传感器8、8a～8e相比，从热源到压接部10f的距离变远，因此能够减少对信号线2的绝缘包覆层的热损伤。

参照图5G说明第3实施方式的气体传感器8g。在本实施方式中，不同点在于，使用将用于实现与信号线2的连接的压接部10g设置在基端侧的端子配件1g，并且设置有在内侧收容压接部10g的形成为筒状的绝缘体66。

在本实施方式的端子配件1g中，压接部10g设置在比筒状部15g靠基端侧的位置。

根据本实施方式，压接部10g比通气孔52更靠基端侧，被配置在比较低温的环境中，因此还能够减少对信号线2的绝缘包覆层的热损伤。

绝缘体66使用氧化铝等绝缘材料，在内侧设置能够收容压接部10g的空间并形成为环状，夹装在筒状部15g与底面40之间。

该情况下，热导率高的绝缘体66接触到第1弹性部件4的底面40，但由于在比绝缘体66靠前端侧的位置存在被筒状部15g支撑、且经由通气孔52与大气连通的绝热空间322，因此对气体传感器元件3进行加热的被测定气体的热量几乎不到达第1弹性部件4，能够抑制第1弹性部件4的热劣化。

在本实施方式中，与第1实施方式同样，示出了将第2弹性部件60比防水过滤器61的前端部612靠内侧配设的例子，但也可以与第2实施方式同样地，将防水过滤器61e的前端部612e配设在比第2弹性部件60e靠内侧的位置。

此外，也可以代替筒状的绝缘体66，在第1弹性部件4的前端侧设置用于收容压接部10g的压接部空间部并收容于第1弹性部件4的内侧。

参照图5H说明第4实施方式的气体传感器8h。在本实施方式中，不同点在于使用端子配件1h。

此外，在本实施方式中，与第1实施方式同样，示出了将第2弹性部件60配设在比防水过滤器61的前端部612靠内侧的位置的例子，但也可以与第2实施方式同样，将防水过滤器61e的前端部612e配设在比第2弹性部件60e靠内侧的位置。

在本实施方式中，也与前述实施方式同样，能够阻止水滴向传感器内部侵入，实现耐久性优良的气体传感器8h。

在本实施方式的气体传感器元件3h中，在形成于固体电解质体300的基端侧的信号取出部33h中，将形成在固体电解质体300的内周表面321h上的基准电极层320h延伸设置到固体电解质体300的外周面331h。

在本实施方式中，也通过在第1弹性部件4与气体传感器元件3h之间形成绝热空间322来抑制第1弹性部件4的热劣化。

进一步，将端子配件1h的筒状部15h的一部分作为导通部12h而使其嵌装于固体电解质体300的外周面331h。

导通部12h以比固体电解质体300的外周面331h的外径稍小的直径形成为局部缺口的截面C字形，在将导通部12h嵌装于外周面331h时以产生从外侧朝向中心的方向的按压力的方式被施力。

由此，导通部12h从外周侧方向弹性按压基准电极层320h而实现导通。

与将导通部压入固体电解质体300的内周面321h的情况相比，导通部12h的外径增大，从而导通部12h的表面积增大，冷却效果提高，还能够减少向第1弹性部件4的传热量。

进一步，将设置在信号取出部33h的外周的台阶部作为平面部34h并使元件侧抵接部14h抵接，筒状部15h的基端侧抵接部16h与第1弹性部件4的底面40抵接，在轴向上也从第1弹性部件4作用弹性按压力，实现导通可靠性的提高。

进一步，第2弹性部件60以覆盖导通部12h的外周的方式嵌装，同防水过滤器61一起被敛缝部55从外周方向压缩。

导通部12h以朝向中心对在信号取出部33h的外周面331h上延伸设置的基准电极层320h进行弹性按压的方式被施力，第2弹性部件60重叠地将导通部12h朝向中心弹性按压，因此能够进一步提高导通可靠性。

参照图6说明第5实施方式的气体传感器8i。在前述实施方式中，示出了将壳体5焊接固定在外罩7上的例子，而在本实施方式中，不同点在于，在壳体5i的前端设置有向外周方向伸出的凸缘部56i，同粉末填充部件62i、绝缘性密封部件63i、密封部件64一起，在外罩7i的粉末填充部卡止部72与敛缝部73i之间夹持，施加轴向的轴向力而进行紧固固定。

在本实施方式中的壳体5i的中径部51的前端，设置有朝向径向以帽型扩展的凸缘部56i。凸缘部56i和密封部件64一起被外罩7i的敛缝部73i紧固固定。

此外，在图6中示出了使用与第1实施方式的气体传感器8中使用的端子配件1相同结构的端子配件1的例子，但也可以适当采用上述的端子配件1a～1h中的任一个。在本实施方式中，也能够发挥与前述实施方式同样的效果。

参照图7A说明第6实施方式的气体传感器8j。在前述实施方式中，示出了所谓的直热式的气体传感器，但本发明如本实施方式所示那样还能够适用于内置有轴状的加热器H的气体传感器8i。

另外，还能够适当采用前述实施方式的各变形例。

本实施方式的气体传感器8j由以下构成：气体传感器元件3j、设置在气体传感器元件3j的内侧且内置有因通电而发热的发热体的加热器H、与设置在加热器H的基端的一对通电电极ELH连接的一对通电端子配件1H、经由通电端子配件1H而与外部连接的一对通电线2H、与设置于气体传感器元件3j的基准电极层320连接的正端子配件1P、经由正端子配件1P而与外部连接的正信号线2P、与测定电极层310连接的负端子配件1N、经由负端子配件1N而与外部连接的负信号线2N、覆盖气体传感器元件3j的基端侧的壳体5j、保持一对通电线2H和正信号线2P和负信号线2N且密封壳体5j的基端侧的第1弹性部件4j、与穿设于壳体5j的通气孔52对置地设置的筒状的防水过滤器61j、第2弹性部件60j、以及外罩7j。

在本实施方式中，也与前述实施方式同样，将绝缘体66j作为背面，通过壳体5j的基端侧敛缝部57将设置在第1弹性部件4j的前端侧的筒状部41j和防水过滤器61j的基端侧进行紧固，并且将气体传感器元件3j的信号取出部33j作为背面，通过壳体5的前端侧敛缝部55将第2弹性部件60j和防水过滤器61j进行敛缝，从而能够维持防水过滤器61j的两端的气密性，阻止水滴从外部侵入。

此外，在本实施方式中，使与测定电极层310连接的负端子配件1N的导通部12N从气体传感器元件3j的基端侧突出，设为绝热空间形成用筒状部15j，使基端侧抵接部16j抵接于绝缘体66j的底面，形成绝热空间322j。

参照图7B说明第6实施方式的气体传感器的变形例8k。在本实施方式中，不同点在于，在壳体5k的前端设置向外周方向伸出的凸缘部56k，并同粉末填充部件62k、绝缘性密封部件63k、密封部件64一起，在外罩7k的粉末填充部卡止部72与敛缝部73k之间夹持，施加轴向的轴向力而进行紧固固定。

此外，也可以适当采用前述实施方式的变形例。在本实施方式中也能够发挥与前述实施方式同样的效果。

另外，本发明不限定于前述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够适当变更。

例如，在前述实施方式中，作为浓度检测元件，说明了在氧离子导电性的固体电解质体的内外面上形成有电极层的氧浓度传感器的情况，但在测定部形成有多个电极层和固体电解质体的NOx传感器、作为固体电解质体而使用质子传导体的氨传感器等中也能够适当采用本发明。

符号说明

1 端子配件

2 信号线

3 气体传感器元件

30 检测部

300 固体电解质体

301 该固体电解质体外周表面

310 测定电极层

32 基准气体室

320 基准电极层

321 固体电解质体内周表面

33 气体传感器元件信号取出部

331 信号取出部外周面

4 第1筒状弹性部件(第1弹性部件)

5 壳体

52 通气孔

54 基端侧敛缝部

55 前端侧敛缝部

60 第2筒状弹性部件(第2弹性部件)

61 防水过滤器

611 防水过滤器基端部

612 防水过滤器前端部

7 外罩

91 被测定气体

Claims (5)

1.一种气体传感器(8、8a～8k)，检测被测定气体中的特定成分，至少具备：

气体传感器元件(3、3a、3c、3d、3e、3h)，具备由固体电解质体(300)、测定电极层(310)及基准电极层(320)构成的检测部(30)，检测被测定气体中的特定成分，上述固体电解质体(300)为有底筒状，对特定离子具有传导性，上述测定电极层(310)形成在该固体电解质体的外周表面(301)，与被测定气体(91)接触，上述基准电极层(320)形成在上述固体电解质体的内周表面(321)，与作为基准气体而导入的大气接触；

信号线(2、2P、2H、2N)，连接该气体传感器元件与外部；

端子配件(1、1a～1i、1P、1N)，连接上述气体传感器元件与上述信号线；

外罩(7、7j、7k)，收容上述气体传感器元件，将上述检测部配设并固定在被测定气体(91)中；

筒状的壳体(5、5k)，将上述气体传感器元件的基端侧和上述端子配件一起覆盖，并且具备向内侧导入大气的通气孔(52)；

第1筒状弹性部件(4、4j、4k)，密封该壳体的基端侧，并且保持与上述端子配件连接的上述信号线；以及

防水过滤器(61、61e)，与上述通气孔对置地设置，将允许气体透过而阻止液体透过的多孔质纤维构造体形成为筒状而成，

上述气体传感器的特征在于，

上述防水过滤器的基端部(611、611e)，同上述第1筒状弹性部件及上述信号线一起，通过将上述壳体的基端侧压缩变形而成的基端侧敛缝部(54)来密封，

在上述壳体(5、5k)与上述气体传感器元件的信号取出部(33、33h、33k)之间，以被上述信号取出部的外周面支撑的状态而设置有弹性按压上述壳体及上述防水过滤器的第2筒状弹性部件(60、60e)，

上述防水过滤器的前端部(612、612e)，同上述第2筒状弹性部件一起，以上述信号取出部的外周面(331、331h、331k)为背面，通过将上述壳体的前端侧压缩变形而成的前端侧敛缝部(55、55e)来密封，

上述端子配件的一部分从上述信号取出部突出，并与上述第1筒状弹性部件的底面抵接。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

上述第2筒状弹性部件设置在上述防水过滤器与上述信号取出部的外周面之间。

3.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

上述防水过滤器设置在上述第2筒状弹性部件与上述信号取出部的外周面之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体传感器，其特征在于，

上述第1筒状弹性部件及上述第2筒状弹性部件由从氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶的某一种选择出的耐热性弹性部件构成。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的气体传感器，其特征在于，

上述端子配件的一部分从上述信号取出部突出，形成绝热层形成用筒状部(15、15a～15d、15g、15h、15j)，并形成与上述第1筒状弹性部件的底面抵接的基端侧抵接部(16、16b、16g、16h、16j)，在上述气体传感器元件与上述第1筒状弹性部件之间具备与上述通气孔连通的绝热空间(322)。