CN108387629B - 设置有气体传感器的套罩的凸缘部的气体传感器 - Google Patents

Abstract

气体传感器(1)设置有：具有检测部(21)的传感器元件(2)；支撑处于检测部从传感器元件突出的状态下的传感器元件的绝缘体(3)，该传感器元件插穿绝缘体；支撑绝缘体的壳体(4)；覆盖检测部的内套罩(5)；以及覆盖内套罩的外套罩(6)。内套罩的内凸缘部(51)和外套罩的外凸缘部(61)支撑在绝缘体和壳体之间。凸起(514)形成于面对绝缘体(3)的角部(513)上，凸起接触绝缘体。外凸缘部(61)的端面(611)径向上定位为比内凸缘部(51)的端面(511)的位置更接近相对于径向方向(R)的外侧(R1)。

Description

设置有气体传感器的套罩的凸缘部的气体传感器

技术领域

本公开涉及一种具有覆盖传感器元件的检测部的结构的气体传感器。

背景技术

气体传感器设置在内燃发动机的排气系统的管道中并检测作为检测气体的流过管道的排放气体。气体传感器利用检测气体中的氧浓度变化进行气体检测。气体传感器的使用包括检测从内燃发动机排放的排放气体中的氧浓度、从排放气体检测内燃发动机的空燃比(A/F)、检测从排放气体所获得的A/F相对于理论A/F值是富燃料侧还是贫燃料侧、以及检测诸如NOx的特定气体。

气体传感器使用具有固体电解质和一对电极的传感器元件。传感器元件设置有检测部，其中检测气体被引导到电极中的一个以执行气体检测。传感器元件在检测部从传感器元件突出的状态下由具有绝缘性的绝缘体支撑。绝缘体支撑在附接到排气管等的壳体中。在壳体中，附接套罩来覆盖传感器元件的检测部以防止传感器元件暴露于水。在套罩中，形成通孔以允许检测气体流入检测部。

另外，为了使传感器元件的检测部较少地暴露于水，套罩构造为具有包括内套罩和外套罩的双重结构。例如，日本特开专利申请2015-210147号公报公开了一种气体传感器，其中内套罩的凸缘部支撑在壳体和绝缘体之间并且内套罩和外套罩通过焊接部固定。然后，焊接部形成为朝向外周缘扩展的形状，由此排放气体的传播至焊接部的热量可以散发至壳体。

另外，日本特开专利申请2015-210146号公报公开了一种气体传感器，其中，内套罩的凸缘部支撑在壳体和与绝缘体之间，同时设置在内套罩或壳体中的任一个中的凸出部突出至另一个中。因此，防止了壳体和内套罩之间的位置关系发生位移。而且，专利文献(日本专利特开专利申请2015-210146号公报)公开了内套罩的凸缘部和外套罩的凸缘部可以支撑在壳体和绝缘体之间。

近年来，气体传感器所安装至的排气系统中的热环境变得愈发严峻。例如，在气体传感器安装在增压器的上游的情况下，由于除了排放气体的最高温度高于其它部分以外气体传感器可能被快速加热，所以气体传感器的热冲击变大。而且，在将气体传感器安装至适于怠速停止的车辆或混合动力车辆的情况下，发动机频繁地停止，由此气体传感器易于冷却，使得热冲击变得更为显著。

根据上述专利文献即日本特开专利申请2015-210147号公报所公开的气体传感器，当内套罩和外套罩之间的焊接部暴露于排放气体，从而被加热至高温时，则焊接部的强度会由于疲劳、腐蚀等而降低。因此，降低的强度可能导致内套罩和外套罩分离。类似地，在上述专利文献即日本特开专利申请2015-210146号公报所公开的气体传感器中，当内套罩和外套罩通过焊接而固定时也会出现相同的问题。

根据专利文献2015-210146所公开的结构，其中，内套罩的凸缘部和外套罩的凸缘部支撑在壳体和绝缘体之间，而可以移除焊接部。然而，上述专利文件JP-A-2015-210146并未公开减少从内套罩的凸缘部施加至绝缘体的负载的任何方法。

具体地，内套罩和外套罩按以下方式形成。在通过拉伸工艺等形成内套罩和外套罩后，内套罩的凸缘部和外套罩的凸缘部通过冲压工艺等来进行切割以获得指定尺寸。此时，由于材料的一部分中的凸起，可能在内套罩的凸缘部中的角部和外套罩的凸缘部中的角部处形成毛边。尤其是，在毛边形成于面对绝缘体的角部上的情况下，如果不存在控制内套罩的凸缘部和外套罩的凸缘部之间的位置关系的任何方法，则从内套罩的凸缘部施加至绝缘体的负载变大，使得绝缘体可能破损。

发明内容

实施例提供了一种气体传感器，其中，在操作过程中防止该气体传感器的内套罩或外套罩从气体传感器分离并且可以防止绝缘体破损。

一种根据本公开的一个方面的气体传感器(1)，包括：传感器元件(2)，该传感器元件具有暴露于检测气体(G)以执行气体检测的检测部(21)；由陶瓷材料制成的绝缘体(3)，该绝缘体在检测部从传感器元件突出的状态下支撑传感器元件，该传感器元件插穿该绝缘体；由金属制成的壳体(4)，该壳体设置在绝缘体的外周缘中并支撑该绝缘体；由金属制成的内套罩(5)，该内套罩覆盖检测部并具有允许检测气体流通的内通孔(521,531)；以及由金属制成的外套罩(6)，该外套罩覆盖内套罩使得在该外套罩和内套罩之间形成检测气体流通的气体通道(60)并具有允许检测气体流通的外通孔(621,631)。

形成于内套罩的端部的整个周缘上的内凸缘部(51)和形成于外套罩的端部的整个周缘上的外凸缘部(61)支撑在绝缘体和壳体之间。凸起(514)形成于内凸缘部的角部(513)上，该角部面对绝缘体(3)并且凸起与绝缘体接触。内凸缘部的端面(511)和外凸缘部的端面(611)彼此偏置。

根据气体传感器的一个方面，内套罩的内凸缘部和外套罩的外凸缘部均支撑在绝缘体和壳体之间。换言之，与绝缘体和壳体之间的凸缘部仅形成于内套罩或外套罩中的情况不同，可以可靠地防止内套罩和外套罩从气体传感器分离。

在凸缘部仅形成于内套罩和外套罩中的任一个(第一套罩)中的情况下，则必须通过焊接等将套罩中的另一个接合至所述第一套罩。该接合需要具有足够的强度以将第一套罩接合至另一个套罩使得接合部的体积增加。

因此，当在操作时将常规气体传感器加热至高温时，内套罩和外套罩的强度在接合部处显著降低，这可能导致内套罩和外套罩从气体传感器脱离。另一方面，根据内套罩的内凸缘部和外套罩的外凸缘部均支撑在绝缘体和壳体之间的上述气体传感器，具有大体积的接合部是不必要的。因此，在操作过程中，可以防止内套罩和外套罩从气体传感器分离。

优选的是，在内套罩的内圆筒部和外套罩的外圆筒部之间不形成通过焊接等产生的接合部。然而，可以在内套罩和外套罩之间设置使用焊接等的具有小体积的小接合部以保持内套罩和外套罩之间的位置关系。接合部的体积可以确定为使得在加热期间的强度降低程度位于防止内套罩和外套罩从气体传感器分离的特定范围内。

根据上述气体传感器，即使凸起形成为在内凸缘部的面对绝缘体的角部中与绝缘体接触，但是内凸缘部的端面和外凸缘部的端面彼此偏置。因此，根据形成于面对绝缘体的角部上的内凸缘部的凸起，可以减少施加至绝缘体的负载。

更具体地，由于内凸缘部的端面和外凸缘部的端面彼此偏置，即使在外凸缘部的凸起形成于其面对内凸缘部的角部上时，内凸缘部的凸起和外凸缘部的凸起仍然彼此不重叠。尤其是，在内凸缘部和外凸缘部支撑于绝缘体和壳体之间的情况下，施加于绝缘体和壳体之间的负载有时设定得更大以保证绝缘体和壳体之间的足够气密性。即使在这种情况下，由于使内凸缘部的端面和外凸缘部的端面偏置的方式，可以防止绝缘体破损。

因此，根据气体传感器的上述方面，在操作期间，防止了内套罩和外套罩从气体传感器分离并且能够防止绝缘体破损。

应该注意到，传感器元件的气体检测的内容可以包括检测由内燃发动机排出的排放气体的氧浓度、检测从排放气体计算出的内燃发动机的空燃比、检测从排放气体计算出的空燃比相对于理论空燃比是处于富燃料侧还是处于贫燃料侧、以及检测诸如NOx的特定气体成分。

注意到，在本公开的一个方面中示出的相应元件的括号中的附图标记与用于实施例的附图中的附图标记对应，但是相应元件不限于本公开的实施例的内容。

附图说明

在附图中：

图1是示出了根据本公开的第一实施例的气体传感器的横截面图；

图2是示出了根据第一实施例的气体传感器的一部分的放大横截面图；

图3是示出了根据第一实施例的支撑在绝缘体和壳体之间的内凸缘部和外凸缘部的周缘部分被放大的横截面图；

图4是示出了根据第一实施例的传感器元件的检测部的横截面图；

图5是示出了根据第一实施例的另一传感器元件的检测部的横截面图；

图6是示出了根据第一实施例的另一传感器元件的检测部的横截面图；

图7是示出了根据第一实施例的支撑在绝缘体和壳体之间之前的内凸缘部和外凸缘部的周缘部分的放大横截面图；

图8示出了根据第一实施例的形成于内凸缘部的角部中的毛边的状态的图；

图9是示出了根据第一实施例的形成于其它内凸缘部的角部中的毛边的状态的图；

图10是示出了根据第一实施例的支撑在绝缘体和壳体之间的其它内凸缘部和外凸缘部的周缘部分被放大的横截面图；

图11是示出了当从传感器元件在其插入方向上的前端部进行观察时根据第一实施例的内凸缘部和外凸缘部的说明图；

图12是示出了当从传感器元件在其插入方向的前端部进行观察时根据第一实施例的另一内凸缘部和外凸缘部的说明图；

图13是示出了根据第一实施例的另一气体传感器的一部分被放大的横截面图；

图14是示出了根据比较例的支撑在绝缘体和壳体之间的内凸缘部和外凸缘部的周缘部分被放大的横截面图；

图15是示出了根据第二实施例的支撑在绝缘体和壳体之间的内凸缘部和外凸缘部的周缘部分被放大的横截面图；以及

图16是示出了根据第二实施例的支撑在绝缘体和壳体之间之前的内凸缘部和外凸缘部的周缘部分被放大的横截面图。

具体实施方式

参照附图，将描述根据本公开的气体传感器的优选实施例。

(第一实施例)

如图1所示，根据本实施例的气体传感器1设置有传感器元件2、绝缘体3、壳体4、内套罩5和外套罩6。传感器元件2包括暴露于检测气体G以执行气体检测的检测部21。绝缘体3由陶瓷材料制成并支承处于检测部21从传感器元件2突出的状态下的传感器元件2，传感器元件2插穿绝缘体3。壳体4由金属制成并且设置于绝缘体3的外周缘中且支承绝缘体3。

如图2所示，内套罩5由金属制成。内套罩5覆盖检测部21并具有内通孔521和531。外套罩6由金属材料制成。外套罩6覆盖内套罩5以形成检测气体G流通的气体通道60并具有外通孔621和631。

如图3所示，形成于内套罩5的端部的整个圆周中的内凸缘部51和形成于外套罩6的端部的整个圆周中的外凸缘部61支撑在绝缘体3和壳体4之间。在内凸缘部51中，凸起514形成于面对绝缘体3的角部513上，并且该凸起与绝缘体3接触。内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611彼此偏置。根据本实施例，外凸缘部61的端面611定位为径向上比内凸缘部51的端面511更接近外侧R1(在径向方向R上)。

根据本实施例，插入方向L定义为传感器元件2插穿至绝缘体3中所沿的方向。而且，径向方向R定义为与插入方向L正交地交叉并从在插入方向L上通过传感器元件2的中心的中心轴线O径向延伸的方向。此外，将围绕中心轴线O的方向定义为周向方向C。将前端侧L1定义为检测部21从传感器元件2突出的一侧，并且将后端侧L2定义为与前端侧L1相反的一侧。

在后文中，将描述根据本实施例的气体传感器1的详细构造。

[内燃发动机]

气体传感器1设置在车辆的内燃发动机(发动机)的排气系统的管道(即排气管)内，并检测作为在排气管中流动的排放气体的检测气体G中的氧或特定气体。气体传感器1可以相比于设置催化剂的位置设置于排气管中的更上游。此外，气体传感器1可以相比于设置催化剂的位置设置于排气管中的更下游。设置有气体传感器1的排气管可以是增压器的进气侧管道，该增压器通过使用排放气体来增加吸入到内燃发动机中的空气的密度。配置有气体传感器1的管道可以是使从内燃发动机排放到排气通道的排放气体的一部分再循环的排放气体再循环机构中的管道。

设置有配置气体传感器1的管道的车辆可以是利用汽油作为燃料行驶的一般车辆、适于怠速停止的车辆(即当车辆停止时停止内燃发动机怠速的车辆)、以及混合动力车辆等。而且，气体传感器1可用于检测来自内燃发动机的排放气体的氧浓度、检测从排放气体获得的内燃发动机的空燃比(A/F)、检测从排放气体获得的A/F相对于理论A/F是处于富燃料侧抑或处于贫燃料侧、并且检测诸如NOx的特定气体成分。

[传感器元件2]

如图4所示，传感器元件2包括具有离子传导性的固体电解质22以及一对电极221，该固体电解质22允许氧化物离子在预定的活化温度之上传导，并且该对电极221设置在固体电解质22的两侧的表面上。根据本实施例的传感器元件2是板状加热器25层叠在板状固体电解质22上的层叠型元件。传感器元件2可以由如图5所示的杯型元件构成，其中，杆状加热器25设置在杯型电解质22的内周缘侧。在这种情况下，电极221形成于固体电解质22的内周缘和外周缘上。

检测气体G是通过传感器元件2的检测部21执行气体检测的对象气体。请注意，当执行气体检测时，大气空气被用作参考气体A。根据作为层叠型元件的传感器元件2，检测气体G接触到的电极221(电极221暴露于检测气体G)形成于板状电解质22的一个表面上，并且参考气体A接触到的电极221(电极221暴露于参考气体A)形成于板状电解质的另一个表面上。根据作为杯状元件的传感器元件2，检测气体G接触到的电极221形成于玻璃杯状电解质22的外表面上并且参考气体A触及到的电极221形成于玻璃杯状电解质22的内表面上。每种类型的传感器元件2中的加热器25包括陶瓷基底251以及设置在陶瓷基底251上并在通电时产生热量的加热元件252。

如图1和图2所示，传感器元件2形成为在传感器元件2插入绝缘体3所沿的插入方向L上具有纵向侧的形状。传感器元件2的检测部21设置在传感器元件2在插入方向L上的前端侧L1的端部处或该端部附近。在传感器元件2中，连接至电极221的导体部222和连接至加热元件252的导体部253从插入方向L上的后端侧L2的端部引出。电极221和加热元件252经由连接端子71和引线72而连接至外部控制电路等。

如图4所示，检测部21形成为设置有电极221的部分。暴露于检测气体G的电极221设置在由层叠于固体电解质22上的具有绝缘性质的陶瓷基底26所包围的气体室23中。导入口231与气体室23连通。导入口231包括扩散阻力层232以将检测气体G按预定的扩散速率引入气体室23。传感器元件2在插入方向上的前端侧L1的一部分由保护层27所覆盖。扩散阻力层232和保护层27由陶瓷多孔体形成。传感器元件2包括形成在该传感器元件2中的导管24，导管24将参考气体A引入至暴露于参考气体A的电极221。导管24在传感器元件2的插入方向L上从后端侧L2的端部形成到检测部21的设置有电极221的位置。

[其它传感器元件2]

如图6所示，传感器元件2可以通过使用两个固体电解质22A和22B来形成，其中将一对电极221设置到固体电解质22A和22B中的每一个。在这种情况下，气体室23形成于两个固体电解质22A和22B之间以引入检测气体G。气体室23形成为由具有绝缘性质的陶瓷基底226所围绕。一对泵电极221A形成在第一固体电解质22A的两侧，以调节气体室23中的检测气体G的氧浓度，泵电极经由第一固体电解质22A而设置为彼此面对。一个泵电极221A设置在气体室23中且另一个泵电极221A埋入由检测气体G透过的多孔体所形成的气体导入层233。

一对泵电极221B形成于第二固体电解质22B的两侧，以调节气体室23中的检测气体G的氧浓度，泵电极221B经由第二固体电解质22B而设置为彼此面对。一个泵电极221B设置在气体室23中且另一个泵电极221B埋入陶瓷基底251。检测单元由一对检测电极221B以及设置在检测电极221B之间的第二固体电解质22B的一部分形成。而且，扩散阻力层232设置在邻近气体室23的位置处，以按预定的扩散速率引入检测气体G。加热器25层叠在固体电解质22A和22B的每一个上。加热器25包括陶瓷基底251以及设置在陶瓷基底251上的加热元件252，该加热元件252在通电时生成热量。

[绝缘体3]

如图1所示，绝缘体3由具有绝缘性质的陶瓷制成。绝缘体3具有对准孔31以将传感器元件2放置于绝缘体3中。对准孔31朝向插入方向L穿透绝缘体3。传感器元件2插穿对准孔31并通过玻璃构件34等而固定至绝缘体3，该玻璃构件34等填充于穿过对准孔31的后端侧L2连通的凹部33中。

如图2和图3所示，支撑部32形成于绝缘体3的整个外周缘中，且该支撑部32支撑于壳体4的内周缘中。面对内凸缘部51的绝缘体相对表面321形成于支撑部32的前端侧L1中的表面上。绝缘体相对表面321形成为倾斜的，使得随着绝缘体相对表面321相对于径向方向R的位置越接近径向方向R上的外侧R1，绝缘体相对表面321相对于插入方向L的位置越接近后端侧L2。换言之，绝缘体相对表面321具有锥形形状使得其直径在插入方向L上从前端侧L1朝向后端侧L2增大。

[壳体4]

如图2和图3所示，壳体4具有在插入方向L上延伸以设置绝缘体3的支撑孔41。支撑孔41包括定位于插入方向L上的前端侧L1的小孔部411，以及定位于插入方向L上的后端侧L2且直径大于小孔部411的大孔部412。绝缘体3插穿支撑孔41的小孔部411和大孔部412，并且使用设置在大孔部412中的滑石粉和诸如套筒密封件的密封构件44，通过使壳体4在插入方向L的后端侧L2的端部弯曲而固定至壳体4。

台阶部413形成于小孔部411和大孔部412之间的整个圆周空间中。台阶部413具有面对外凸缘部61的壳体相对表面414。壳体相对表面414形成为倾斜的，使得随着壳体相对面414相对于径向方向R的位置越接近径向方向R上的外侧R1，壳体相对表面414相对于插入方向L的位置越接近后端侧L2。换言之，壳体相对表面414具有锥形形状使得其直径在插入方向L上从前端侧L1朝向后端侧L2增大。而且，如图1所示，螺纹部42和凸缘部43形成于壳体4的整个外周缘上，以便安装气体传感器1，其插入设置于管道的安装孔中。

[后端侧绝缘体73]

如图1所示，后端侧绝缘体73设置于绝缘体3在插入方向L上的后端侧L2中，由此支撑电连接至电极221的导体部222或加热元件252的导体部分253的连接端子71。此外，在壳体4中，布线套罩74在插入方向L上设置于比凸缘部43的位置更接近后端侧L2的部分中，以覆盖后端侧绝缘体73、连接端子71以及引线72等。引线72由设置在布线套罩74中的衬套75支撑。布线套罩74具有形成于其中的引入口741，用于引入作为参考气体A的大气空气。从引入口741引入的大气空气穿过布线套罩74和后端侧绝缘体73中的间隙而被引入传感器元件2的导管24。

[内套罩5和外套罩6]

如图2所示，内套罩5包括沿着插入方向L形成为圆筒状的内圆筒部52以及形成于内圆筒部52在插入方向L上的前端侧L1中的端部处的内底部53。对于检测气体G通过的内通孔521和531而言，多个内通孔521形成于内圆筒部52在周向方向C上的多个位置处，且内通孔531形成于内底部53处。内圆筒部52包括附接至绝缘体3的外周缘的第一内圆筒部52A、在插入方向L上从第一内圆筒部52A的前端侧延伸并且直径小于第一内圆筒部52A的第二内圆筒部52B、以及在插入方向L上从第二内圆筒部52B的前端侧延伸并且直径小于第二内圆筒部52B的第三内圆筒部52C。传感器元件2的检测部21设置于第二内圆筒部52B中。

内凸缘部51形成于第一内圆筒部52A在插入方向L上的后端部中，使得内凸缘部51朝向径向方向R上的外侧R1弯曲。内凸缘部51形成为倾斜的，使得是随着内凸缘部51相对于径向方向R的位置越接近径向方向R上的外侧R1，内凸缘部51相对于插入方向L的位置则越接近后端侧L2。换言之，内凸缘部分51具有锥形形状使得其直径在插入方向L上从前端侧L1朝向后端侧L2增大。

外套罩6包括沿着插入方向L形成为圆筒状的外圆筒部62以及形成于外圆筒部62在插入方向L上的端部中的外底部63。对于检测气体G通过的外通孔621和631而言，多个外通孔621形成于外圆筒部62在周向方向C上的多个位置处，且多个外通孔631形成于外底部63的多个位置处。

外凸缘部61形成于外圆筒部62在插入方向L上的后端部中，使得外凸缘部61朝向径向方向R的外侧R1弯曲。外凸缘部61形成为倾斜的，使得随着外凸缘部61相对于径向方向R的位置越接近径向方向R上的外侧R1，外凸缘部61相对于插入方向L的位置越接近后端侧L2。换言之，外凸缘部分61具有锥形形状使得其直径在插入方向L上从前端侧L1朝向后端侧L2增大。

如图2所示，内套罩5和外套罩6之间的气体通道60连续形成于内套罩5的内圆筒部52和外套罩6的外圆筒部62之间，以及内套罩5的内底部53和外套罩6的外底部63之间。从内燃烧发动机的管道流出的检测气体G的一部分通过外通孔621和631而流入外套罩6内部并且通过气体通道60和内通孔521而流入内套罩5内部。然后，该检测气体G接触传感器元件2在内套罩5内部的检测部21并通过内通孔531从内套罩5内部流入气体通道60。此外，检测气体G通过外通孔621和631而从气体通道60流出外套罩6。

内套罩5和外套罩6设置于管道中，由此检测气体G可以流入形成于壳体4的支撑孔41和外套罩6的外圆筒部62之间的间隙、外套罩6的外圆筒部62和内套罩5的内圆筒部52之间的间隙以及内套罩5的内圆筒部分52和绝缘体3的外周缘之间的间隙中。而且，管道内部的压力高于大气压力。因此，通过保持定位(支撑)于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间的内凸缘部51和外凸缘部61处的气密性，可以防止流入相应间隙的检测气体G深入支撑孔41内部，并且还防止流入相应间隙的检测气体G与作为参考气体A流动穿过传感器元件2的导管24的大气空气混合。

传感器元件2的检测部21利用参考气体A中的氧浓度和检测气体G中的氧浓度之间的差值来执行气体检测。因此，如果检测气体G与用作气体检测参考的参考气体A混合，则气体检测的精度劣化。因此，为了保持气体检测的精度，使绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间的间隙封闭以防止检测气体G通过间隙进入气体传感器1中。

如图3所示，绝缘体相对表面321和内凸缘部51的定位于插入方向L上的后端侧L2中的表面512B之间的边界部K1由凸起514所闭合。当壳体相对表面414和外凸缘部61的定位于插入方向L上的前端侧L1中的表面612A彼此接触时，壳体相对表面414和表面612A之间的边界部K2由这些表面414和612A所闭合。类似地，当内凸缘部51的定位于插入方向L上的前端侧L1中的表面512A和外凸缘部61的定位于插入方向上的后端侧L2中的表面612B彼此接触时，表面512A和表面612B之间的边界部K3由这些表面512A和612B所闭合。

外凸缘部61的毛边614A形成为不接触内凸缘部51的凸起。外凸缘部61的端面611定位为径向上比内凸缘部51的端面511更接近外侧R1，并且定位于作为凸起的毛边614A不接触内凸缘部51的位置中。因此，凸起514和毛边614A在插入方向L上不重叠。

内套罩5和外套罩6由具有高耐腐蚀性的不锈钢形成。根据本实施例的内套罩5和外套罩6由SUS310S形成。当对内套罩5和外套罩6使用相同的材料时，由于内套罩5和外套罩6之间的电特性相同，因此不太可能在内套罩5和外套罩6之间产生电势差。因此，可以改善这些材料的耐腐蚀性。对于内套罩5和外套罩6而言，可以使用除了不锈钢之外的具有良好耐腐蚀性的金属材料。

用于内套罩5和外套罩6的材料可以相同或不同。当外凸缘部61的毛边614A通过内凸缘部51而塑性形变时，外凸缘部61的刚度可以设定为低于内凸缘部51的刚度。在这种情况下，毛边614A可以容易地塑性形变。

[内凸缘部51和外凸缘部61]

如图2所示，内圆筒部52的内通孔521和外圆筒部62的外通孔621形成为在插入方向L上彼此偏置。内底部53的内通孔531和外底部63的外通孔631在径向方向R上彼此偏置。内圆筒部52的定位于插入方向L上的后端侧L2中的第一内圆筒部52A设置为重叠外圆筒部62在插入方向L上的后端侧L2中的内周缘侧。内凸缘部51设置为重叠外凸缘部61在插入方向L上的后端侧L2。

如图3所示，从自外圆筒部62弯曲的位于外凸缘部61的内周缘侧中的弯曲点X2至端面611的长度比从自内圆筒部52弯曲的位于内凸缘部51的外周缘侧中的弯曲点X1至端面511的长度更长。与内凸缘部51的端面511相比，外凸缘部61的端面611定位为进一步径向向外。从内凸缘部51的端面511至外凸缘部61的端面611的距离可以优选地处于0.1至5.0mm的范围内。当距离小于0.1mm时，内凸缘部51的毛边514A和外凸缘部61的毛边614A可能在插入方向L上重叠。另一方面，当距离超过5.0mm时，内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611显著地彼此分离，使得内凸缘部51或外凸缘部61必须形成得更短。这是不利的。

在此，弯曲点X1表示在沿着插入方向L所截取的内套罩5和外套罩6的横截面中，在插入方向L上沿着内圆筒部52的外周缘表面所画的虚拟线和沿着内凸缘部51的前端侧L1中的表面512A所画的虚拟线彼此交叉的点。弯曲点X2表示在沿着插入方向L所截取的内套罩5和外套罩6的横截面中，在插入方向L上沿着外圆筒部62的内周缘表面所画的虚拟线和沿着外凸缘部61的后端侧L2中的表面612B所画的虚拟线彼此交叉的点。而且，内凸缘部51的端面511表示定位于内凸缘部51在径向方向上的外侧R1中的前端面。另外，外凸缘部61的端面611表示定位于外凸缘部61在径向方向上的外侧R1中的前端面。

外凸缘部61和内凸缘部51的厚度可以优选地处于0.2mm至2.0mm的范围内。在厚度小于0.2mm的情况下，外凸缘部61或内凸缘部51的强度不足。另一方面，当厚度大于2.0mm时，难以实现外凸缘部或内凸缘部的压制等。

形成于内凸缘部51在插入方向L上的后端侧L2中的角部513上的凸起514距表面512B的高度可以大于或等于0.05mm。然而，在高度大于或等于0.05mm的情况下，出现如下问题：当内凸缘部51的毛边514A和外凸缘部61的毛边614A在插入方向L上重叠时，施加至绝缘体3的负载变大。

如图7所示，在组装气体传感器1之前内套罩5和外套罩6的初始状态下，内凸缘部51的端面511形成为大致平行于插入方向L，并且外凸缘部61的端面611也形成为大致平行于插入方向L。

内凸缘部51的端面511可以在通过拉伸等使内套罩5成型后通过在插入方向L上切割待形成为内凸缘部51的部分而形成为大致平行于插入方向L。当切割内凸缘部51时，对本实施例的内套罩5的内凸缘部51从插入方向L上的前端侧L1朝向后端侧L2进行切割，并且材料的一部分突出的毛边514A形成于内凸缘部51在插入方向L上的后端侧L2中的角部513上。

类似地，外凸缘部61的端面611可以在通过拉伸等使外套罩6成型后通过在插入方向L上切割待形成为内凸缘部61的部分而形成为大致平行于插入方向L。当切割外凸缘部61时，对本实施例的外套罩6的外凸缘部61从插入方向L上的前端侧L1朝向后端侧L2进行切割，并且材料的一部分突出的毛边614A形成于外凸缘部61在插入方向L上的后端侧L2中的角部613上。

当内凸缘部51和外凸缘部61设置于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间时，内凸缘部51的端部和外凸缘部分61的端部适当地塑性形变。在组装气体传感器1之后，内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611可以相对于插入方向L倾斜，或者可以弯曲成具有曲面。

内凸缘部51的端面511可以形成于与形成内凸缘部51所沿着的方向大致正交的方向上。而且，内凸缘部51的端面511不必形成为平坦状，而是可以形成为具有凸状或凹状曲面状、不平坦形状或形状的一部分被扩大的形状。类似地，外凸缘部61的端面611的构造与内凸缘部51的端面511的构造相同。

当执行切割等时，形成内凸缘部51的角部513中的毛边514A。因此，514A可能是各种形状。例如，如图8所示，毛边514A可以形成于内凸缘部51的角部513在周向方向C上的整个周缘中。而且，毛边514A可能不规则地形成于角部513在周向方向C上的一部分中。

[倾斜角度α，β，γ]

如图3所示，根据本实施例的气体传感器1，适当考虑支撑内凸缘部51和外凸缘部61的绝缘体3和壳体4的相应部分的倾斜角度α，β，γ。

具体地，倾斜角度α，β，γ形成为彼此不同。即，绝缘体3的支撑部32中的绝缘体相对表面321相对于平行于径向方向的虚拟参考线Y的倾斜角度α，形成于壳体4的支撑孔41中的台阶部413处的壳体相对表面414相对于平行于径向方向R的虚拟参考线Y的倾斜角度β以及内凸缘部51和外凸缘部61相对于平行于径向方向R的虚拟参考线Y的倾斜角度γ不同。注意到，倾斜角度α，β，γ彼此略微不同，然而，倾斜角度α，β，γ之间的差以夸张的方式示出。

根据本实施例，内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度γ大于或等于壳体相对表面414的倾斜角度β，并小于绝缘体相对表面321的倾斜角度α。换言之，根据本实施例的气体传感器1满足关系β<γ≤α。利用该构造，在确保绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间的气密性的同时，可以减少施加至绝缘体相对表面321的负载。

壳体相对表面414的倾斜角度β小于绝缘体相对表面321的倾斜角度α，由此可以在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间形成间隙，使得越接近径向方向R上的外侧R1(即，越向外)，间隙越大。根据该构造，当内凸缘部51和外凸缘部61设置于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间时，内凸缘部51中的角部513的毛边514A不会强力地接触绝缘体相对表面321。

由于内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度γ小于绝缘体相对表面321的倾斜角度α，所以可能在内凸缘部51在后端侧L2中的表面512B和绝缘体相对表面321之间形成间隙，使得越接近径向方向R上的外侧R1，间隙越大。因此，当内凸缘部51和外凸缘部61设置在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间时，内凸缘部51的角部513的毛边514A可能通过绝缘体相对表面321而朝向径向方向R上的外侧R1倾斜。

假定毛边514A朝向径向方向R上的内侧R2倾斜，毛边514A被强力地压缩在内凸缘部51的表面512B和绝缘体相对表面321之间。在这种情况下，从毛边514A施加至绝缘体相对表面321的负载变强使得绝缘体相对表面321可能出现裂纹。

另一方面，当毛边514A朝向径向方向R上的外侧R1倾斜时，毛边514A可能通过绝缘体相对表面321而朝向径向方向R上的外侧R1弯曲。因此，从毛边514A施加至绝缘体相对表面321的负载变小使得绝缘体相对表面321不太可能出现裂纹。

图10简单地示出了凸起513，该凸起513形成为使得内凸缘部51中的角部513的毛边514A通过绝缘体相对表面321而塑性形变为朝向径向方向R上的外侧R1倾斜。由于实际的凸起513受到毛边514A的形态、内凸缘部51的厚度和材料类型、倾斜角度α，β，γ的程度以及倾斜角度α，β，γ之间的差值影响，所以凸起513可能具有图3所示的圆形状，或尖锐状。

内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度γ设定为介于绝缘体相对表面321的倾斜角度α和壳体相对表面414的倾斜角度β之间，于是绝缘体相对表面321和壳体相对表面414防止过量的负载施加至内凸缘部51和外凸缘部61。然后，毛边514A通过绝缘体相对表面321而适当地塑性形变，因此形成凸起513。

在气体传感器1中，可以满足关系β<γ≤α，而非满足关系β≤γ<α。这是在绝缘体相对表面321的倾斜角度α大于壳体相对表面414的倾斜角度β并且内凸缘部和外凸缘部61的倾斜角度γ可以与绝缘体相对表面321的倾斜角度α或壳体相对表面414的倾斜角度β相同的条件下实现的。至少在绝缘体相对表面321的倾斜角度α大于壳体相对表面414的倾斜角度β时，可以获得以下效果。即，可以减少从内凸缘部51的毛边514A施加至绝缘体相对表面321的负载。

绝缘体相对表面321的倾斜角α和壳体相对表面414的倾斜角β之间的差值可以设定为处于0.5°至10°的范围内。在倾斜角α与倾斜角β之间的差值小的情况下，需要增加内凸缘部51的毛边514A的塑性形变程度。另一方面，当倾斜角度α和倾斜角度β之间的差值非常大时，绝缘体3、内凸缘部51、外凸缘部61和壳体4之间的接触面积变小。

绝缘体相对表面321和相对表面414适当地倾斜，使得在内凸缘部51和外凸缘部61之间除了施加压缩负载之外还可以施加适当的剪切负载。因此，可以增强绝缘体3、内凸缘部51、外凸缘部61和壳体4之间的粘附强度。假定关系β≤γ<α，或关系β<γ≤α得以满足，则绝缘体相对表面321的倾斜角度α、壳体相对表面414的倾斜角度β和外凸缘部61的倾斜角度γ中的每一个可以设定为处于5°到45°的范围内。

当相应倾斜角度α，β，γ非常小时，则在绝缘体3、内凸缘部51、外凸缘部61和壳体4之间不太可能获得增强的粘附效果。同时，当相应倾斜角度α，β，γ非常大时，则内凸缘部51和外凸缘部61难以支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间。

此外，在组装气体传感器1之后，内凸缘部51和外凸缘部61彼此紧密接触。在组装气体传感器1之前，内凸缘部51的倾斜角度γ和外凸缘部61的倾斜角度γ构造为相同。然而，在组装气体传感器1之前，内凸缘部51的倾斜角度γ和外凸缘部61的倾斜角度γ可以不同。在这种情况下，由于内凸缘部51和外凸缘部61彼此紧密接触，所以当被支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间时，内凸缘部51的倾斜角度γ和外凸缘部的倾斜角度γ变得相同。

[位置偏置的对准]

如图11所示，根据本实施例，偏置内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611之间的彼此位置，使得外凸缘部61的周向方向C中的整个周缘的端面611相比于内凸缘部51的周向方向C中的整个周缘的端面511定位于外侧R1。换言之，位置偏置实现为使得内套罩5的在插入方向L上穿过内圆筒部52和内底部53的中心的中心轴线和外套罩6的穿过外圆筒部62和外底部63的中心的中心轴线重合，而在周向方向C上的整个周缘上外凸缘部61的长度比内凸缘部51的长。

与此不同，如图12所示，内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611之间的彼此位置可以设置，使得即使内凸缘部51和外凸缘部61的长度相同，但内套罩5和外套罩6的中心轴线仍略微偏心地定位。在这种情况下，内凸缘部51的对应于周向方向C上的周缘的一半的端面511A相比于外凸缘部的对应于周向方向C上的周缘的一半的端面611A定位于外侧R1，而内凸缘部51的对应于周向方向C上的剩余一半周缘的端面511B相比于外凸缘部的对应于周向方向C上的剩余一半周缘的端面611B定位于内侧。

而且，在内凸缘部51和外凸缘部61的一半周缘部中，内凸缘部51的长度可以比外凸缘部61的长度更长，由此内凸缘部51的端面511A可以定位为比外凸缘部61的端面611A的位置更接近外周缘侧。在这种情况下，在内凸缘部51和外凸缘部61的剩余一半周缘部中，内凸缘部51的长度可以比外凸缘部61的长度更短，由此内凸缘部51的端面511B可以相比于外凸缘部61的端面611B定位于内周缘侧。

此外，如图10所示，部分Z形成于内凸缘部51和外凸缘部61在周向方向C上的两个位置处，其中内凸缘部51的端面511在径向方向R上的位置和外凸缘部61的端面611在径向方向R上的位置重叠。在这种情况下，可能在重叠部分Z处形成的位于内凸缘部51和外凸缘部61之间的边界部分处的间隙变得最小。因此，这不会影响减少施加至绝缘体相对表面321的负载。

[其它气体传感器1]

如图13所示，根据其它气体传感器1，内套罩5和外套罩6之间的气体通道60可形成为分成两个通道，使得内套罩5的内圆筒部52和外套罩6的外圆筒部62不仅在插入方向L上的后端侧L2中彼此接触而且在插入方向上的前端侧L1中彼此接触。

在这种情况下，外套罩6的外圆筒部62设置有定位于插入方向L上的后端侧L2中的后端外圆筒部62A以及连接至后端外圆筒部62A的前端侧L1的前端外圆筒部62B，该前端外圆筒部62B的直径小于后端外圆筒部62A的直径。内套罩5的内圆筒部52包括第一内圆筒部52A、第二内圆筒部以及第三内圆筒部52C。第一内圆筒部52A附接至邻接绝缘体3在插入方向上的前端侧L1的前端侧绝缘体3A的外周缘。第二内圆筒部52B在插入方向L上连接至第一内筒部52A的前端侧L1，该第二内圆筒部52B的直径小于第一内圆筒部52A的直径。第三内圆筒部52C在插入方向L上连接至第二内侧圆筒部52B的前端侧L1，该第三内圆筒部52C的直径小于第二内圆筒部52B的直径。

前端外圆筒部62B的后端部与第二内圆筒部52B的前端部彼此接触。因此，后端侧气体通道60A形成于后端外圆筒部62A和第二内圆筒部52B之间。前端侧气体通道60B形成于前端外圆筒部62B和第三内圆筒部52C之间以及外底部63与内底部53之间。

在其它气体传感器1中，从外套罩6的外部通过外通孔621流入后端侧气体通道60A中的检测气体G从后端侧气体通道60A通过内通孔521而流入内套罩5内部。检测气体G从内套罩5的内部通过内通孔521流入前端侧气体通道60B中。然后，检测气体G可以从前端侧气体通道60B通过外通孔631流到外套罩6的外部。根据其它气体传感器1中的内套罩5和外套罩6的构造，可以适当地控制气体通道60中的检测气体G的气流。

[制造方法]

内凸缘部51和外凸缘部61支撑于绝缘体3和壳体4之间。

首先，将内套罩5设置在外套罩6的内部。此时，内圆筒部52和外圆筒部62重叠，并且内凸缘部51和外凸缘部61重叠。然后，将内套罩5和外套罩6插入壳体4的支撑孔41的小孔部411。此时，内凸缘部51和外凸缘部61由壳体4的台阶部413所固持。注意到，在将外套罩6插入到支撑孔41中之后，可以将内套罩5设置在外套罩6的内部。

然后，将绝缘体3的前端侧L1中的一部分设置在内套罩5的内圆筒部52中。然后，将滑石粉、诸如套筒密封件的密封构件44设置于在壳体4的支撑孔41的大孔部412中形成于壳体4和绝缘体3之间的间隙中。此后，将壳体4在插入方向L上的后端侧L2中的一部分朝径向方向R向内弯曲，以通过密封构件44来堵塞壳体4和绝缘体3。

此时，如图7所示，通过受到使壳体4在后端侧L2中的一部分朝径向方向R向内弯曲的弯曲力，绝缘体相对表面321靠近壳体相对表面414，使得内凸缘部51和外凸缘部61被挤压在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间，由此支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间。结果，如图3所示，形成于内凸缘部51的角部513中的毛边514A与绝缘体相对表面321接触并发生形变，由此凸起514A形成为封闭绝缘体相对表面321和内凸缘部51之间的边界部K1。

[效果和优点]

根据气体传感器1，内套罩5的内凸缘部51和外套罩6的外凸缘部61两者均支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间。即，不同于支撑在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间的凸缘部仅设置在内套罩5或外套罩6上的情况，可以可靠地防止内套罩5和外套罩5从气体传感器分离。

考虑到凸缘部仅设置在内套罩5或外套罩6中的任一个的常规气体传感器，另一个套罩需要接合到内套罩5或外套罩6。接合需要具有足够强的强度以将内套罩5和外套罩6中的另一个套罩固定到任一个套罩上。因此，接合部的体积变大。

结果，考虑到在操作期间暴露于高温的传统气体传感器的情况，内套罩5和外套罩6在接合部中的强度显着降低，使得内套罩5和外套罩6可能从气体传感器分离。另一方面，对于内套罩5的内凸缘部51和外套罩6的外凸缘部61两者均支撑于绝缘体相对表面321和壳体相对表面421之间的气体传感器1而言，不需要具有大体积的接合部。因此，可以在气体传感器的操作期间防止内套罩5或外套罩6从气体传感器分离。

优选的是，利用焊接等的接合部不形成于内套罩5的内圆筒部52和外套罩6的外圆筒部62之间。然而，在内套罩5的内圆筒部52和外套罩6的外圆筒部62之间可以通过焊接等来形成具有小体积的接合部以保持内套罩5的内圆筒部52和外套罩6的外圆筒部62之间的位置关系。待形成的接合部的容许体积可以确定为在加热期间的强度降低程度不会导致内套罩5和外套罩6分离的范围内。

根据本实施例的气体传感器1，即使接触绝缘体相对表面321的凸起514形成于面对绝缘体相对表面321的角部513中，外凸缘部61的端面611仍偏置为比内凸缘部51的端面511更朝向径向方向R上的外侧R。因此，在内凸缘部51中，可以减少从面对绝缘体相对表面321的角部513的凸起514施加至绝缘体相对表面321的负载。

更具体地，类似于内凸缘部51中的角部513的情况，在外凸缘部61中，毛边614A形成于面对内凸缘部51的角部613中。在这种情况下，如图14所示，在常规气体传感器9中，当内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611彼此齐平时，内凸缘部51中的毛边514A和外凸缘部61中的毛边614A在插入方向L上重叠。

然后，当内凸缘部51和外凸缘部61设置于绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间时，需要在壳体4在后端侧L2中的部分相对于径向方向R向内形变时增加填隙力以确保绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间的气密性。此时，内凸缘部51中的毛边514A和外凸缘部61中的毛边614A重叠，因此增加了从内凸缘部51中的毛边514A施加至绝缘体相对表面321的负载。当施加至绝缘体相对表面321的负载超过组成绝缘体3的陶瓷材料的强度时，则可能在绝缘体相对表面321上出现裂纹W。

另一方面，根据本实施例的气体传感器1，由于外凸缘部61的端面611偏置为比内凸缘部51的端面511更朝向径向方向上的外侧R1，由此外凸缘部61中的毛边614A定位为比内凸缘部51中的毛边514A更朝向径向方向上的外侧R1。因此，几乎没有负载施加至外凸缘部61中的毛边614A，使得可以减少从内凸缘部51中的毛边514A施加至绝缘体相对表面321的负载。因此，可以避免在绝缘体相对表面321上出现裂纹W。

因此，根据本实施例的气体传感器1，可以避免在气体传感器1的操作期间外套罩5或内套罩6分离的可能性，并且还可以避免绝缘体3的破损。

(第二实施例)

本实施例仅对内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611之间的位置偏置的设置与第一实施例的设置不同的情况进行说明。

如图15所示，根据本实施例的气体传感器1，内凸缘部51在周向方向C上的整个周缘的端面511定位为径向上比外凸缘部61的在周向方向C上的整个周缘的端面611的位置更接近相对于径向方向R的外侧R1。在内凸缘部51中，毛边514A塑性形变的凸起514在端面511和后端侧L2中的表面512B之间形成于角部513中。此外，在外凸缘部61中，毛边614A塑性形变的凸起614在端面611和插入方向L上的后端侧L2中的表面612B之间形成于角部613中。凸起514接触绝缘体相对表面321，并且凸起614接触内凸缘部51。

如图16所示，在组装气体传感器1之前的内套罩5和外套罩6的初始状态下，内凸缘部51的端面511形成为大致平行于插入方向L并且外凸缘部61的端面611也形成为大致平行于插入方向L。而且，在该初始状态下，毛边514A形成于内凸缘部51的角部513中，其中使材料的一部分突出。

如图15所示，当内凸缘部51和外凸缘部61设置在绝缘体相对表面321和壳体相对表面414之间时，内凸缘部51中的毛边514A与绝缘体相对表面321接触并形变。外凸缘部61中的毛边614A与内凸缘部51的前端侧L1中的表面512A接触并形变。绝缘体相对表面321和内凸缘部51的表面512B之间的边界部K1由其中毛边514A发生塑性形变的凸起514所闭合。此外，内凸缘部51的表面512A和外凸缘部61的表面612B之间的边界部K3由其中的毛边614A发生塑性形变的凸起614所闭合。壳体相对表面414和外凸缘部61的表面612A之间的边界部K2由紧密接触的这些表面所闭合。在组装气体传感器1之后，内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611可以相对于插入方向L倾斜或者可以弯曲为具有曲面。

根据本实施例的气体传感器1，不太可能在内凸缘部51的表面512A和外凸缘部61的表面612B之间形成间隙。根据本实施例，不仅内凸缘部51中的毛边514A发生形变，而且外凸缘部61中的毛边614A也发生形变，由此相比于第一实施例，施加至绝缘体相对表面321的负载变得更大。然而，内凸缘部51的凸起514和外凸缘部61的凸起614在径向方向R上偏置，由此裂纹W不太可能出现在绝缘体相对表面321上。

根据本实施例，绝缘体相对表面321的倾斜角度α、壳体相对表面414的倾斜角度β以及内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度γ之间的关系类似于第一实施例中的关系。此外，气体传感器1的其它构造、效果、优点等与第一实施例相同。根据本实施例，具有与第一实施例相同的附图标记的元件与第一实施例的元件相同。

(确认测试)

根据本确认测试，对第一和第二实施例中所描述的气体传感器1(测试试样)执行用于确认是否在绝缘体3中出现裂纹的测试以及用于确认是否在绝缘体3和壳体4之间的间隙中发生泄漏的测试。为了比较，作为比较试样，使用气体传感器9(参见图12)，在该气体传感器9中，内凸缘部51在径向方向R上的端面511的位置和外凸缘部61的端面611的位置彼此齐平。然后，也对比较试样执行每个测试。

在裂纹确认测试中，拆解已组装的气体传感器1,9以取出绝缘体3。然后，将从气体传感器所取出的绝缘体3浸没至染色溶液并通过使用染色溶液会穿透裂纹的特性来确认绝缘体中是否存在任何裂纹。具体地，检查从气体传感器取出的绝缘体3的10个试样以确认是否存在裂纹。在评估是否存在裂纹时，当从10个试样中观察到一个或多个裂纹时，则在后文将描述的表1中表示为“失败”，并且当在10个试样中未观察到裂纹时，则在表1中表示为“通过”。

在泄漏确认测试中，管道中的排放气体的压力设定为高于参考气体A的大气压力，其中这两者之间的压力差设定为40kpa。加热内凸缘部51和外凸缘部61使得内凸缘部51和外凸缘部61的温度变为600℃。然后，执行超过100次的冷热循环以冷却内凸缘部51和外凸缘部61使得内凸缘部51和外凸缘部61的温度变为室温25℃，由此加热并冷却测试试样和比较试样的气体传感器1,9。在重复冷热循环的同时，质量流量计测量在绝缘体3和壳体4之间的间隙流动的排放气体的流量，并且将气体流动的总累积量计算为泄漏量。

在泄漏确认测试中，确定用于气体检测的气体传感器1,9所需要的输出精度，并且确定用于确保输出精度所需要的泄漏极限量。在确认测试中，当对气体传感器1和9所测量的泄漏量超过泄漏极限时，则在表1中表示为“失败”，而当泄漏量小于或等于泄漏极限时，则在表1中表示为“通过”。

裂纹确认测试和泄漏确认测试是在绝缘体相对表面321、壳体相对表面41、内凸缘部51和外凸缘部61的各种条件下执行。

这些条件包括绝缘体相对表面321的倾斜角度α、壳体相对表面414的倾斜角度β以及内凸缘部51和外凸缘部61的倾斜角度γ之间的关系，例如β≤γ<α，以及α＝β＝γ。此外，这些条件包括内凸缘部51在周向方向C上的整个周缘的端面511径向地定位为比外凸缘部61在周向方向C上的整个周缘的端面611的位置更接近相对于径向方向R的外侧R1(参照图15表示为ΔL＝+)的情况，以及外凸缘部61在周向方向C上的整个周缘的端面611径向地定位为比内凸缘部51在周向方向C上的整个周缘的端面511的位置更接近相对于径向方向R的外侧R1(参照图3表示为ΔL＝-)的情况。注意到，ΔL表示内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611之间的距离。

另外，条件包括内凸缘部51在周向方向C上的一半周缘的端面511径向地定位为比外凸缘部61在周向方向C上的一半周缘的端面611的位置更接近相对于径向方向R的外侧R1并且剩余周缘的端面511径向地定位为比剩余一半周缘的端面611的位置更接近相对于径向方向R的内侧(参照图12，,ΔL＝±)的情况，以及外凸缘部61在周向方向C上的整个周缘的端面611的位置与内凸缘部51在周向方向C上的整个周缘的端面511的位置相同(ΔL＝0)的情况。

表1示出了测试试样1至6以及比较试样1和2的确认测试的条件，其中倾斜角度的条件是β≤γ<α或α＝β＝γ，并且内凸缘部51的端面511和外凸缘部61的端面611之间的位置关系是ΔL＝+，ΔL＝-，ΔL＝±或ΔL＝0。而且，表1包括对于测试试样1至6以及比较试样的裂纹确认测试和泄漏确认测试的评估结果。

表1

	条件	裂纹确认测试结果	泄漏确认测试结果
				测试试样1	β≤γ<α,ΔL＝+	通过	通过
测试试样2	β≤γ<α,ΔL＝-	通过	通过
				测试试样3	α＝β＝γ,ΔL＝+	通过	通过
测试试样4	α＝β＝γ,ΔL＝-	通过	通过
				测试试样5	β≤γ<α,ΔL＝±	通过	通过
测试试样6	α＝β＝γ,ΔL＝±	通过	通过
				比较试样1	β≤γ<α,ΔL＝0	失败	失败
比较试样2	α＝β＝γ,ΔL＝0	失败	失败

如表1中所示，在β≤γ<α并且无论ΔL＝+或-的条件下，由于未在绝缘体3上观察到裂纹，所以测试试样1和2的裂纹确认测试结果为通过，并且由于泄漏量小于或等于泄漏极限，所以测试试样1和2的泄漏确认测试结果为通过。同样地，在α＝β＝γ并且无论ΔL＝+或-的条件下，由于未在绝缘体3上观察到裂纹，所以测试试样3和4的裂纹确认测试结果为通过，并且由于泄漏量小于或等于泄漏极限，所以测试试样3和4的泄漏确认测试结果为通过。

类似地，在β≤γ<α并且在ΔL＝±的条件下，由于未在绝缘体3上观察到裂纹，所以测试试样5和6的裂纹确认测试结果为通过，并且由于泄漏量小于或等于泄漏极限，所以测试试样5和6的泄漏确认测试结果为通过。另一方面，对于具有关系β≤γ<α并且ΔL＝0的比较试样1和2而言，由于在绝缘体3上观察到裂纹，所以裂纹确认测试结果为失败，并且由于泄漏量超过泄漏极限，所以泄漏确认测试结果为失败。

根据裂纹确认测试和泄漏确认测试的结果，已经发现，由于内凸缘部51的端面511的位置和外凸缘部61的端面611的位置偏置，所以裂纹不太可能出现在绝缘体3上并且气体泄漏不太可能发生在绝缘体3和壳体4之间。此外，除了端面511和端面611之间的位置偏置以外，满足关系β≤γ<α使得绝缘体3和壳体4之间的气体泄漏得以抑制并且裂纹不太可能发生在绝缘体3上。

本公开不限于上述实施例。此外，可以在不脱离本公开范围的情况下以各种方式对实施例进行修改。

Claims (6)

1.一种气体传感器(1)，包括：

传感器元件(2)，其具有暴露于检测气体(G)以执行气体检测的检测部(21)；

由陶瓷材料制成的绝缘体(3)，其在所述检测部从所述传感器元件突出的状态下支撑所述传感器元件，所述传感器元件插穿所述绝缘体；

由金属制成的壳体(4)，其设置在所述绝缘体的外周缘中并支撑所述绝缘体；

由金属制成的内套罩(5)，其覆盖所述检测部并具有允许所述检测气体流通的内通孔(521,531)；以及

由金属制成的外套罩(6)，其覆盖所述内套罩使得在所述外套罩和所述内套罩之间形成所述检测气体流通的气体通道(60)并具有允许所述检测气体流通的外通孔(621,631)，

其中，

形成于所述内套罩的端部的整个周缘上的内凸缘部(51)和形成于所述外套罩的端部的整个周缘上的外凸缘部(61)支撑于所述绝缘体和所述壳体之间；

凸起(514)形成于所述内凸缘部的角部(513)上，所述角部面对所述绝缘体并且所述凸起接触所述绝缘体；以及

所述内凸缘部的端面(511)和所述外凸缘部的端面(611)彼此偏置。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，

所述外凸缘部的端面定位为径向上比所述内凸缘部的端面的位置更接近相对于径向方向(R)的外侧(R1)，其中插入方向(L)定义为所述传感器元件插入所述绝缘体中所沿的方向，所述径向方向(R)定义为正交于所述插入方向并从沿着所述插入方向穿过所述传感器元件的中心的中心轴线延伸的方向。

3.根据权利要求2所述的气体传感器，其中

一凸起(614)形成于所述外凸缘部的角部(613)上，所述外凸缘部的角部面对所述内凸缘部并且形成于所述外凸缘部的角部(613)上的所述凸起不接触所述内凸缘部。

4.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，

所述内凸缘部的端面定位为径向上比所述外凸缘部的端面的位置更接近相对于径向方向(R)的外侧(R1)，其中插入方向(L)定位为所述传感器元件插入所述绝缘体中所沿的方向，并且所述径向方向(R)定义为正交于所述插入方向并从沿着所述插入方向穿过所述传感器元件的中心的中心轴线延伸的方向。

5.根据权利要求4所述的气体传感器，其中

一凸起(614)形成于所述外凸缘部的角部(613)上，所述外凸缘部的角部面对所述内凸缘部并且形成于所述外凸缘部的角部(613)上的所述凸起不接触所述内凸缘部。

6.根据权利要求2所述的气体传感器，其中，

前端侧(L1)定义为在所述插入方向上所述检测部从所述传感器元件突出的一侧，并且后端侧(L2)定义为与所述前端侧相反的一侧；

所述内凸缘部和所述外凸缘部各自形成为倾斜的，使得随着所述内凸缘部和所述外凸缘部相对于所述径向方向的位置越接近所述外侧，所述内凸缘部和所述外凸缘部相对于所述插入方向的位置越接近所述后端侧；

面对所述内凸缘部的绝缘体相对表面(321)形成于所述绝缘体的整个外周缘上；

面对所述外凸缘部的壳体相对表面(414)形成于整个内周缘上，以及

满足关系β≤γ<α或β<γ≤α，其中将所述绝缘体相对表面相对于平行于所述径向方向的虚拟参考线(Y)的倾斜角度定义为α，所述壳体相对表面相对于所述虚拟参考线的倾斜角度为β，并且所述内凸缘部和所述外凸缘部相对于所述虚拟参考线的倾斜角度为γ。

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