CN112240902A - 气体传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供提高分隔件尺寸精度的气体传感器及其制造方法。气体传感器具有传感器元件、端子金属件及具有元件孔的陶瓷制的分隔件，从前端侧或后端侧即特定方向观察时分隔件具有位于最靠特定方向侧的端面及比端面凹陷的凹部区域，从特定方向观察时存在第1区域和第2区域，该第1区域是从区域SA扣除传感器元件所占的区域SB之后的区域，该区域SA由短边假想线和分隔件的外缘划定，该第2区域是从区域SC扣除区域SB之后的区域且是不与第1区域重叠的区域，该区域SC由长边假想线和分隔件的外缘划定，凹部区域存在于第1区域和第2区域的所有区域，将第1区域和第2区域的合计面积设为S1，将包含元件孔在内的凹部区域的合计面积设为S2时满足S2/S1≥0.5的关系。

Description

气体传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及具有用于检测待检气体的浓度的传感器元件的气体传感器及其制造方法。

背景技术

作为用于检测汽车等的废气中的氧、NOx的浓度的气体传感器，公知有一种具有使用固体电解质做成的板状传感器元件的气体传感器。

作为该种气体传感器，广泛使用的是下述这样的气体传感器：在板状传感器元件的后端侧外表面设有多个电极焊盘，通过使端子金属件与各个该电极焊盘电气接触，从而，将来自传感器元件的传感器输出信号送到外部并且向层叠于传感器元件的加热器供电(专利文献1)。

该气体传感器中，陶瓷制筒状分隔件将传感器元件的后端侧包围并且保持端子金属件。而且，如图13A所示，分隔件是通过下述过程来制造的：将陶瓷粉末成型为分隔件形状来制作未烧成分隔件1000x，将未烧成分隔件1000x的下表面载置于烧成基台(架)120上进行烧成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018－9958号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，当对图13A中的未烧成分隔件1000x进行烧成时，图13B所示的烧成后的分隔件1000收缩，其上表面的尺寸变小。另一方面，图13A中的未烧成分隔件1000x的下表面的几乎整个面都与烧成基台120相接触，因此，当未烧成分隔件1000x欲收缩时，在未烧成分隔件1000x的下表面和烧成基台120这两者间产生图13B所示的摩擦力F抑制收缩，因此烧成后的分隔件1000的下表面的尺寸减少得较小。因此，存在这样的问题：烧成后的分隔件1000的上表面与下表面之间产生尺寸(径)差，难以获得预期的分隔件形状。

因此，本发明的目的在于，提供能够提高保持端子金属件的陶瓷制分隔件的尺寸精度的气体传感器及其制造方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，(1)本发明的气体传感器具有：传感器元件，其沿轴向延伸，与该轴向垂直地剖切后得到的截面形状呈具有一对长边和一对短边的大致矩形形状，在该传感器元件的后端侧的外表面具有电极焊盘；端子金属件，其与所述电极焊盘直接相接且与所述电极焊盘电连接；及分隔件，其为陶瓷制，该分隔件具有包围所述传感器元件的后端侧且沿所述轴向贯通的元件孔，以使所述端子金属件面对所述元件孔的方式保持所述端子金属件，在沿着所述轴向，从前端侧或后端侧中的一者即特定方向观察时，所述分隔件具有位于在所述轴向上最靠所述特定方向侧的端面、以及比所述端面凹陷且包含所述元件孔在内的凹部区域。在从所述特定方向观察所述气体传感器时，存在有一对第1区域和一对第2区域，该一对第1区域是指从区域SA中扣除所述传感器元件所占的区域SB之后的区域，该区域SA由将所述一对短边假想延长得到的短边假想线和所述分隔件的外缘划定，该一对第2区域是指从区域SC中扣除所述区域SB之后的区域且是不与所述第1区域重叠的区域，该区域SC由将所述一对长边假想延长得到的长边假想线和所述分隔件的外缘划定，所述凹部区域存在于夹着所述传感器元件的、合计为四个的所述第1区域和所述第2区域的所有区域，并且，在将所述第1区域和所述第2区域的合计面积设为S1，将包含所述元件孔在内的所述凹部区域的合计面积设为S2的情况下，满足S2/S1≥0.5的关系。

采用该气体传感器(1)，在将未烧成分隔件载置于烧成基台上进行烧成时，在未烧成分隔件的、与烧成基台相接的部分存在凹部区域，从而仅是未烧成分隔件的端面与烧成基台相接，未烧成分隔件与烧成基台的接触面积减少。因此，在烧成时，未烧成分隔件与烧成基台之间的摩擦力变小，因此，不会妨碍未烧成分隔件的下表面侧的收缩，烧成后的分隔件的上表面和下表面呈同样程度地收缩。其结果，能够抑制分隔件的上下之间产生尺寸(径)差，能够提高分隔件的尺寸精度。

在此，分隔件的被要求尺寸精度的部位为分隔件中的将传感器元件(的电极焊盘)包围的部位，该部位即为第1区域和第2区域。理由是，第1区域和第2区域的尺寸精度会影响与电极焊盘相对的端子金属件的位置精度。

因而，通过在第1区域和第2区域设置凹部区域，从而，在烧成时不会妨碍第1区域和第2区域的收缩，第1区域和第2区域的尺寸精度能够提高。

而且，通过满足S2/S1≥0.5的关系，从而，第1区域和第2区域的合计面积的1/2以上的区域为凹部，因此，能够可靠地减小第1区域和第2区域同烧成基台之间的摩擦力，能够可靠地提高第1区域和第2区域的尺寸精度。

而且，凹部区域夹着传感器元件且与第1区域和第2区域重叠，沿周向相隔90度地存在有四个，从而，在未烧成分隔件的、靠烧成基台侧的面在烧成时向径向内侧收缩时，摩擦力在周向上大致均匀地减少，从而，在周向上同样程度地收缩，因此，也能够抑制产生径向尺寸(径)差，能够进一步提高分隔件的尺寸精度。

(2)在上述(1)所述的气体传感器中，优选为，对于所述凹部区域中的、扣除所述元件孔的面积S3之后的面积S4，满足S4/S1≥0.5的关系。

元件孔本就为贯通孔，元件孔本身在烧成时不收缩，而是位于元件孔的径向外侧的凹部区域在烧成时收缩。因此，通过满足S4/S1≥0.5的关系，从而，第1区域和第2区域的合计面积的1/2以上的区域成为与收缩相关的凹部区域，因此，能够更可靠地提高第1区域和第2区域的尺寸精度。

(3)在上述(1)或(2)所述的气体传感器中，优选为，所述凹部区域与所述分隔件的外周相连。

越靠近分隔件的外周，烧成时的收缩量就越多，因此，当凹部区域与分隔件的外周相连时，能够进一步减小未烧成分隔件与烧成基台之间的摩擦力，能够更可靠地提高第1区域和第2区域的尺寸精度。

(4)在上述(1)～(3)中任一项所述的气体传感器中，优选为，在从前端侧和后端侧这两个方向观察所述分隔件时都设有所述凹部区域。

采用该气体传感器(4)，在将未烧成分隔件载置于烧成基台上进行烧成时，可以不考虑未烧成分隔件的前端和后端的朝向，因此，生产率能够提高。

(5)在上述(1)～(4)中任一项所述的气体传感器中，优选为，在以使所述端面朝向铅垂方向下方的状态将所述分隔件载置于水平面上时，所述分隔件以仅所述端面与所述水平面相接触的状态自立。

采用该气体传感器(5)，未烧成分隔件的端面也能够自立于构成水平面的烧成基台上，因此，在烧成时无需进行防止未烧成分隔件翻倒的支承，生产率能够提高。

(6)本发明的第二方面的气体传感器的制造方法所涉及的气体传感器具有：传感器元件，其沿轴向延伸，与该轴向垂直地剖切后得到的截面形状呈具有一对长边和一对短边的大致矩形形状，在该传感器元件的后端侧的外表面具有电极焊盘；端子金属件，其与所述电极焊盘直接相接且与所述电极焊盘电连接；及分隔件，其为陶瓷制，该分隔件具有包围所述传感器元件的后端侧且沿所述轴向贯通的元件孔，以使所述端子金属件面对所述元件孔的方式保持所述端子金属件，在沿着所述轴向，从前端侧或后端侧中的一者即特定方向观察时，所述分隔件具有位于在所述轴向上最靠所述特定方向侧的端面、以及比所述端面凹陷且包含所述元件孔在内的凹部区域。所述方法包括如下步骤：使所述端面朝向烧成基台，将所述未烧成分隔件载置于所述烧成基台上进行烧成，获得所述分隔件，其中，在从所述特定方向观察未烧成分隔件时，存在有一对第1区域和一对第2区域，将待插入所述传感器元件的元件插入预定区域设为SD，该一对第1区域是指从区域SA中扣除区域SD之后的区域，该区域SA由将所述区域SD的一对短边假想延长得到的短边假想线和所述未烧成分隔件的外缘划定，该一对第2区域是指从区域SC中扣除所述区域SD之后的区域且是不与所述第1区域重叠的区域，该区域SC由将所述区域SD的一对长边假想延长得到的长边假想线和所述未烧成分隔件的外缘划定，所述凹部区域存在于夹着所述元件插入预定区域SD的、合计为四个的所述第1区域和所述第2区域的所有区域，并且在将所述第1区域和所述第2区域的合计面积设为S1，将包含所述未烧成分隔件的元件孔在内的所述凹部区域的合计面积设为S2的情况下，满足S2/S1≥0.5的关系。

发明的效果

采用该发明，本发明能够获得提高了保持端子金属件的陶瓷制分隔件的尺寸精度的气体传感器。

附图说明

图1是本发明的实施方式的气体传感器的沿着轴向的剖视图。

图2是传感器元件的后端侧的立体图。

图3是前端侧分隔件的立体图。

图4A和图4B是将前端侧端子金属件保持于前端侧分隔件的工序图。

图5A和图5B是通过沿着图4B的A－A线的截面表示前端侧分隔件和后端侧分隔件的组装的工序图。

图6是表示前端侧分隔件的各区域的俯视图。

图7是表示前端侧分隔件的各区域的另一俯视图。

图8A和图8B是表示前端侧分隔件的制造方法的一例的工序图。

图9是未烧成分隔件的立体图。

图10是表示未烧成分隔件在烧成时的径向收缩状态的俯视图。

图11是表示仅做成两个凹部区域的情况下的未烧成分隔件在烧成时的径向收缩状态的俯视图。

图12是表示前端侧分隔件的各区域的另一俯视图。

图13A和图13B是表示现有分隔件的制造方法的一例的工序图。

附图标记说明

1、气体传感器；10、传感器元件；11a、电极焊盘；30、端子金属件(前端侧端子金属件)；90、分隔件(前端侧分隔件)；90e、90ex、端面；90h、90hx、元件孔(凹部区域)；90r1、90r1x、第1凹部区域(凹部区域)；90r2、90r2x、第2凹部区域(凹部区域)；90x、未烧成分隔件；R1、第1区域；R2、第2区域；O、轴线；LA、短边；LB、长边。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施方式。然而，本发明不应被解释为仅限于此。

图1是表示本发明的实施方式的气体传感器(氧传感器)1的沿着轴线O方向的整体剖视图，图2是表示传感器元件10的立体图，图3是表示前端侧分隔件90的立体图，图4A和图4B是表示将前端侧端子金属件30保持于前端侧分隔件90的工序图，图5A和图5B是通过沿着图4B的A－A线的截面表示前端侧分隔件90和后端侧分隔件95的组装的工序图。

该气体传感器1为用于检测汽车、各种发动机的废气中的氧浓度的氧传感器。

图1中，气体传感器1具有：主体金属壳体138，其呈筒状，在其外表面形成有用于向排气管固定的螺纹部139；传感器元件10，其呈沿轴线O方向(气体传感器1的长度方向：附图中的上下方向)延伸的板状形状；陶瓷衬套106，其呈筒状，以围绕在传感器元件10的径向周围的方式配置；前端侧分隔件90，其为陶瓷制筒状，以在自身的前端侧的内部空间围绕传感器元件10的后端部周围的状态配置；四个前端侧端子金属件30(图1中仅图示两个)，其被保持于前端侧分隔件90；后端侧分隔件95，其为陶瓷制筒状；及四个后端侧端子金属件40(图1中仅图示两个)，其被保持于后端侧分隔件95。

而且，如后所述，后端侧分隔件95与前端侧分隔件90的后端侧相接地配置从而相互连接。

前端侧端子金属件30配置在靠前端侧，后端侧端子金属件40配置在靠后端侧，前端侧端子金属件30和后端侧端子金属件40相互连接。前端侧分隔件90相当于“分隔件”，前端侧端子金属件30相当于“端子金属件”。

如图2所示，分别在传感器元件10的后端侧的两个面沿宽度方向排列有两个电极焊盘11a。而且，传感器元件10的、与轴线O方向垂直地剖切后得到的截面形状呈具有一对长边LB和一对短边LA的大致矩形形状。

各电极焊盘11a能够形成为例如以Pt为主体的烧结体。另一方面，传感器元件10的前端的气体检测部11由氧化铝等的多孔质防护层14覆盖。

主体金属壳体138由不锈钢构成，具有沿轴向贯通的贯通孔154，主体金属壳体138构成为具有向贯通孔154的径向内侧突出的架部152的大致筒状形状。在该贯通孔154，以使传感器元件10的前端部比该贯通孔154自身的前端突出的方式配置有该传感器元件10。而且，架部152形成为相对于与轴向垂直的平面具有倾斜度的朝内的斜面。

另外，在主体金属壳体138的贯通孔154的内部，以围绕在传感器元件10的径向周围的状态，从前端侧向后端侧去依次层叠有呈大致环状形状的氧化铝制的陶瓷托架151、粉末填充层153(下面也称为滑石环153)、以及上述陶瓷衬套106。

而且，在陶瓷衬套106与主体金属壳体138的后端部140之间配置有防松垫157。另外，主体金属壳体138的后端部140以隔着防松垫157将陶瓷衬套106向前端侧按压的方式进行紧固。

另一方面，如图1所示，在主体金属壳体138的前端侧(图1中的下方)外周，通过熔接等安装有覆盖传感器元件10的突出部分并且具有多个孔部的金属制(例如不锈钢等)双层防护件即外部防护件142和内部防护件143。

在主体金属壳体138的后端侧外周固定有外筒144。而且，在后端侧端子金属件40的后端侧连接有各导线146，导线146向后端侧分隔件95的后端侧被引出。

而且，在外筒144的后端侧(图1中的上方)的开口部配置有橡胶制的索环170，该索环170形成有供从后端侧分隔件95引出的六根导线146(图1中仅示出两根)插通的导线插孔170h。

而且，在从主体金属壳体138的后端部140突出的、传感器元件10的后端侧(图1中的上方)配置有前端侧分隔件90，该前端侧分隔件90具有从外表面向径向外侧突出的凸缘部90p。通过前端侧分隔件90的凸缘部90p借助保持构件169与外筒144相抵接，从而，前端侧分隔件90被保持在外筒144的内部。

而且，在索环170与前端侧分隔件90之间配置有后端侧分隔件95，后端侧分隔件95借助索环170的弹力将前端侧分隔件90向前端侧推压。由此，凸缘部90p被向保持构件169侧按压，前端侧分隔件90和后端侧分隔件95以相互连接的状态(即在轴线O方向上不分离)被保持在外筒144的内部。

如图3所示，在前端侧分隔件90的中心形成有沿轴向贯通的呈矩形的元件孔90h，且以从径向外侧的四个拐角处将元件孔90h包围的方式形成有四个槽部90c。而且，如图4A和图4B所示，当前端侧端子金属件30从后端侧向槽部90c插入时(图4A)，前端侧端子金属件30就被保持在前端侧分隔件90内(图4B)。

如此，元件孔90h将传感器元件10的后端侧包围，被保持于各槽部90c的各前端侧端子金属件30以面对元件孔90h的方式与传感器元件10的后端侧的外表面相对，该各前端侧端子金属件30与形成在传感器元件10的外表面的电极焊盘11a(参照图1)直接相接且与该电极焊盘11a电连接。

如图4A和图4B所示，前端侧端子金属件30整体沿轴线O方向延伸，并一体地具有：连接部33，其与后端侧端子金属件40相连接；主体部35，其截面呈字母L状，该主体部35与连接部33的前端侧相连；及弹性部32，其在主体部35的前端侧朝向传感器元件10折回。主体部35插入并被保持于槽部90c。弹性部32与电极焊盘11a弹性连接。另外，四根前端侧端子金属件30中，在前端侧分隔件90内相邻的前端侧端子金属件30之间全部都呈线对称形状。

而且，在前端侧端子金属件30被保持在前端侧分隔件90内的状态下，连接部33向前端侧分隔件90的后端侧突出(图4B)。

另一方面，如图5A所示，后端侧端子金属件40整体沿轴线O方向延伸，并一体地具有：压接端子部47，在该压接端子部47的后端侧与对应的导线146相连接；大径部45，其呈圆筒状，其截面呈字母C状，位于压接端子部47的前端侧；及前端部43，其呈圆筒状，其截面呈字母C状，与大径部45的前端侧相连。

前端侧端子金属件30和后端侧端子金属件40能够通过例如对一块金属板(SUS304等)进行冲压之后再将之弯折成规定形状来制造而成，但本发明不限定于此。

而且，后端侧分隔件95呈具有沿周向排列的四个插孔95h的圆筒状，后端侧端子金属件40插入并被保持于该插孔(图5A)。

该情况下，后端侧端子金属件40的前端部43的前端侧比后端侧分隔件95的前端朝向面突出。

而且，如图4A和图4B所示，在前端侧分隔件90的后端朝向面形成有将在后面详述的第2凹部区域90r2。

而且，如图5A和图5B所示，在后端侧分隔件95的前端朝向面的外周侧，形成有沿着传感器元件10的宽度方向突出的两个凸部95p。

然后，在该状态下，将后端侧分隔件95沿轴线O方向配置在前端侧分隔件90的后端侧，使后端侧分隔件95的凸部95p卡合于前端侧分隔件90的第2凹部区域90r2，在图1中的保持构件169与索环170之间，以夹持的方式保持前端侧分隔件90和后端侧分隔件95，从而，前端侧分隔件90和后端侧分隔件95相互连接(图5B)。

而且，该情况下，向后端侧分隔件95的前端侧突出的后端侧端子金属件40的前端部43嵌插于向前端侧分隔件90的后端侧突出的前端侧端子金属件30的截面呈字母C状的圆筒状的连接部33，后端侧端子金属件40和前端侧端子金属件30呈电连接。该情况下，前端侧端子金属件30借助后端侧端子金属件40与导线146间接地相连接。

接着，参照图3、图6和图7，说明本发明的特征部分。

如图3所示，在从后端侧(特定方向)观察时，前端侧分隔件90具有位于最后端侧的四个端面(凸面)90e以及比端面90e凹陷的第1凹部区域90r1、第2凹部区域90r2和元件孔90h。在此，为了帮助理解，用阴影表示四个端面90e。

第1凹部区域90r1沿着传感器元件10的短边方向，以跨元件孔90h的方式合计形成有两个。第2凹部区域90r2以与第1凹部区域90r1交叉的方式沿着传感器元件10的长边方向，以跨元件孔90h的方式合计形成有两个。

四个端面90e分别形成在由相邻的第1凹部区域90r1和第2凹部区域90r2以及元件孔90h包围起来的部位。

第1凹部区域90r1、第2凹部区域90r2和元件孔90h相当于权利要求书中的“凹部区域”。

在此，如图6所示，将从后端侧(特定方向)观察气体传感器1(具体地讲，为传感器元件10作为气体传感器1配置的状态下的前端侧分隔件90)时的、由将一对短边LA假想延长得到的短边假想线和前端侧分隔件90的外缘划定的部位称为SA区域。而且，将传感器元件10所占的部位称为SB区域。由将一对长边LB假想延长得到的长边假想线和前端侧分隔件90的外缘划定的部位称为SC区域。

而且，如图7所示，将从SA区域中扣除SB区域之后的部位称为第1区域R1。而且，将从SC区域中扣除SB区域之后的部位且是不与第1区域R1重叠的部位称为第2区域R2。

第1区域R1沿着传感器元件10的短边方向，以跨传感器元件10的方式合计形成有两个。第2区域R2以与第1区域R1交叉的方式沿着传感器元件10的长边方向，且以跨传感器元件10的方式合计形成有两个。

该情况下，凹部区域(第1凹部区域90r1、第2凹部区域90r2和元件孔90h任一者)存在于夹着传感器元件10的、合计为四个的第1区域R1和第2区域R2的所有区域。而且，在将第1区域R1和第2区域R2的合计面积设为S1，将凹部区域(第1凹部区域90r1、第2凹部区域90r2和元件孔90h)的合计面积设为S2的情况下，满足S2/S1≥0.5的关系。另外，S1、S2指投影面积。

具体地讲，本例中，元件孔90h以将传感器元件10包围的方式与第1区域R1和第2区域R2的元件侧重叠。而且，在比元件孔90h靠径向外侧，两个第2凹部区域90r2分别包含两个第2区域R2，并且形成为从第2区域R2超出来，两个第1凹部区域90r1分别与两个第1区域R1完全重叠。

而且，第1凹部区域90r1和第2凹部区域90r2的径向内侧与元件孔90h相连通(连接)。

前端侧分隔件90能够像图8A和图8B所示那样地进行制造。

首先，对陶瓷粉末进行成型，制作图9所示的未烧成分隔件90x。未烧成分隔件90x经过烧成后成为前端侧分隔件90，未烧成分隔件90x的尺寸比烧成后的前端侧分隔件90稍大，但形状实质上相似。

在此，图9中，针对未烧成分隔件90x的各结构要素，通过在图3中的前端侧分隔件90的各结构要素的附图标记的末尾标注“x”来进行图示，使得烧成前后的各结构要素相对应，因此省略说明。例如，前端侧分隔件90的端面90e与未烧成分隔件90x的端面90ex相对应。

另外，针对未烧成分隔件90x，将待插入传感器元件10(待配置传感器元件10)的位置称为元件插入预定区域SD。

元件插入预定区域SD仅通过观察未烧成分隔件90x是无法被限定的，因此，使传感器元件10的短边方向的朝向与将传感器元件10组装于前端侧分隔件90的状态一致，并与分隔件90和未烧成分隔件90x的大小的比率相匹配地扩大传感器元件10的短边方向大小，在该状态下，在从上述后端侧(特定方向)观察时的、扩大后的传感器元件10的重心与未烧成分隔件90x的重心对准时的扩大后的传感器元件10的外缘即被视为元件插入预定区域SD。分隔件90与未烧成分隔件90x的大小的差异能够根据公知的陶瓷在烧成时的收缩率来算出，或能够通过在相同条件下实际地对相同原料、相同形状的分隔件进行烧成来实验性地求出。

例如，在分隔件的大小在烧成后收缩到烧成前的3/4的情况下，元件插入预定区域SD的大小基于将(烧成后的)传感器元件10的大小扩大到4/3之后的前提来限定。

然后，如图8A所示，以未烧成分隔件90x的端面(下表面)90ex朝向烧成基台(架)120的上表面的方式，将未烧成分隔件90x载置于烧成基台120上进行烧成，制造前端侧分隔件90。

在此，在未烧成分隔件90x的与烧成基台120相接的部分存在有凹部区域(第1凹部区域90r1x、第2凹部区域90r2x和元件孔90hx)，从而仅是未烧成分隔件90x的端面90ex与烧成基台120相接，未烧成分隔件90x与烧成基台120的接触面积减少。因此，如图8B所示，在烧成时，未烧成分隔件90x与烧成基台120之间的摩擦力变小，因此，不会妨碍未烧成分隔件90x的下表面侧的收缩，烧成后的前端侧分隔件90的上表面和下表面呈同样程度地收缩。其结果，能够抑制分隔件的上下之间产生尺寸(径)差，能够提高分隔件的尺寸精度。

在此，分隔件的被要求尺寸精度的部位为前端侧分隔件90中的将传感器元件10(的电极焊盘11a)包围的部位，该部位即为第1区域R1和第2区域R2。理由是，第1区域R1和第2区域R2的尺寸精度会影响到与电极焊盘11a相对的前端侧端子金属件30的位置精度。

因此，通过在第1区域R1和第2区域R2设置凹部区域，从而在烧成时不会妨碍第1区域R1和第2区域R2的收缩，能够提高第1区域R1和第2区域R2的尺寸精度。

而且，通过满足S2/S1≥0.5的关系，从而，第1区域R1和第2区域R2的合计面积的1/2以上的区域为凹部，因此，能够可靠地减小第1区域R1和第2区域R2同烧成基台120之间的摩擦力，能够可靠地提高第1区域R1和第2区域R2的尺寸精度。

而且，第1凹部区域90r1x、第2凹部区域90r2x夹着元件插入预定区域SD，且与第1区域R1和第2区域R2重叠，且沿周向相隔90度地存在有四个，从而，如图10所示，在未烧成分隔件90x的、靠烧成基台120侧的面在烧成时向径向内侧收缩时，摩擦力在周向上大致均匀地减少，从而，在周向上同样程度地收缩，因此，也能够抑制产生径向尺寸(径)差，能够进一步提高分隔件的尺寸精度。

相对于此，例如，在仅设有夹着元件插入预定区域SD相对的两个第1凹部区域90r1x的情况下，如图11所示，在与第1凹部区域90r1x交叉的方向(图11中的上下方向)上不存在凹部，与烧成基台120的接触面积未减少。因此，在与第1凹部区域90r1x交叉的方向上，在未烧成分隔件90x与烧成基台120之间产生摩擦力F，妨碍收缩，在与第1凹部区域90r1x交叉的方向上的径向收缩度与摩擦力较小的第1凹部区域90r1x所在的方向(图11中的水平方向)上的径向收缩度不同，从而产生尺寸(径)差，所获得的分隔件的截面变得不均匀(为椭圆形)。

另外，本发明中，“分隔件”是指具有包围传感器元件10的后端侧的元件孔90h且保持端子金属件30的分隔件。理由是，如上所述，分隔件的被要求尺寸精度的部位为前端侧分隔件90中的包围传感器元件10且保持端子金属件30的部位(第1区域R1和第2区域R2)。

另一方面，后端侧分隔件95虽然保持端子金属件40，但是，端子金属件40与端子金属件30相连接，端子金属件40未直接与传感器元件10的电极焊盘11a相接，因此，后端侧分隔件95不属于本发明中的“分隔件”。

而且，本实施方式中，如图12所示，对于凹部区域的合计面积S2中的、扣除元件孔90h的面积S3之后的面积(即，第1凹部区域90r1和第2凹部区域90r2的合计面积)S4，满足S4/S1≥0.5的关系。

元件孔90h本就为贯通孔，元件孔90h本身在烧成时不收缩，而是位于元件孔90h的径向外侧的第1凹部区域90r1和第2凹部区域90r2在烧成时收缩。

因此，通过满足S4/S1≥0.5的关系，从而，第1区域R1和第2区域R2的合计面积S1的1/2以上的区域为与收缩相关的第1凹部区域90r1和第2凹部区域90r2，因此，能够更可靠地提高第1区域R1和第2区域R2的尺寸精度。

而且，本实施方式中，如图3所示，凹部区域(第1凹部区域90r1和第2凹部区域90r2)与前端侧分隔件90的外周相连。

越靠近前端侧分隔件90的外周，烧成时的收缩量就越多，因此，当凹部区域与前端侧分隔件90的外周相连时，能够进一步减小未烧成分隔件90x与烧成基台120之间的摩擦力，能够更可靠地提高第1区域R1和第2区域R2的尺寸精度。

而且，当从前端侧和后端侧这两个方向观察前端侧分隔件90时都设有凹部区域时，在将未烧成分隔件90x载置于烧成基台120上进行烧成时，可以不考虑未烧成分隔件90x的前端和后端的朝向，因此，生产率能够提高。

而且，在以使前端侧分隔件90的端面90e朝向铅垂方向下方的状态将前端侧分隔件90载置于水平面上时，前端侧分隔件90以仅端面90e与水平面相接触的状态自立则较佳。

该情况下，如图8A所示，形状与前端侧分隔件90大致相似的未烧成分隔件90x的端面(下表面)90ex也自立于构成水平面的烧成基台120的上表面，因此，在烧成时无需进行防止未烧成分隔件90x翻倒的支承，生产率能够提高。

本发明不限定于上述实施方式，当然还涵盖本发明的思想和范围所包含的各种变形及等同内容。

例如，凹部区域也可以仅为元件孔。但是，当凹部区域仅为元件孔时，为了满足S2/S1≥0.5的关系，需要将元件孔做成具有大的直径，分隔件的强度会降低，因此，优选的是，凹部区域除了具有元件孔之外，还具有(有底的)凹部区域。

而且，作为有底的凹部区域，不限于像本实施例的第1凹部区域90r1和第2凹部区域90r2那样地与元件孔90h的外缘相连通(连接)的方式，也可以是在元件孔90h的径向外侧以与该元件孔90h相分离的方式存在有第1凹部区域90r1和第2凹部区域90r2(即，在元件孔90h同第1凹部区域90r1和第2凹部区域90r2之间还夹设有端面90e)的方式。

而且，作为气体传感器，不受特殊限定，除了氧传感器之外，还能够列举出例如NOx传感器、广域气体传感器。

参考上述实施方式详细描述了本发明。然而，本发明不应解释为被限定于此。对于本领域技术人员而言，更显而易见的是，本发明可以在形式和细节上进行各种变化。此类更改包含在所附权利要求书的精神和范围之内。

本申请基于2019年7月18日提交的日本专利申请JP2019-132603，其全部内容通过引用合并于此。

Claims (7)

1.一种气体传感器，其特征在于，该气体传感器具有：

传感器元件，其沿轴向延伸，与该轴向垂直地剖切后得到的截面形状呈具有一对长边和一对短边的大致矩形形状，在该传感器元件的后端侧的外表面具有电极焊盘；

端子金属件，其与所述电极焊盘直接相接且与所述电极焊盘电连接；及

分隔件，其为陶瓷制，该分隔件具有包围所述传感器元件的后端侧且沿所述轴向贯通的元件孔，以使所述端子金属件面对所述元件孔的方式保持所述端子金属件，

在沿着所述轴向，从前端侧或后端侧中的一者即特定方向观察时，所述分隔件具有位于在所述轴向上最靠所述特定方向侧的端面、以及比所述端面凹陷且包含所述元件孔在内的凹部区域，其中，

在从所述特定方向观察所述气体传感器时，存在有一对第1区域和一对第2区域，该一对第1区域是指从区域SA中扣除所述传感器元件所占的区域SB之后的区域，该区域SA由将所述一对短边假想延长得到的短边假想线和所述分隔件的外缘划定，该一对第2区域是指从区域SC中扣除所述区域SB之后的区域且是不与所述第1区域重叠的区域，该区域SC由将所述一对长边假想延长得到的长边假想线和所述分隔件的外缘划定，

所述凹部区域存在于夹着所述传感器元件的、合计为四个的所述第1区域和所述第2区域的所有区域，并且，

在将所述第1区域和所述第2区域的合计面积设为S1，

将包含所述元件孔在内的所述凹部区域的合计面积设为S2的情况下，

满足S2/S1≥0.5的关系。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

对于所述凹部区域的合计面积S2中的、扣除所述元件孔的面积S3之后的面积S4，

满足S4/S1≥0.5的关系。

3.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

所述凹部区域与所述分隔件的外周相连。

4.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

在从前端侧和后端侧这两个方向观察所述分隔件时都设有所述凹部区域。

5.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

在以使所述端面朝向铅垂方向下方的状态将所述分隔件载置于水平面上时，所述分隔件以仅所述端面与所述水平面相接触的状态自立。

6.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

所述凹部区域中的两个凹部区域存在于所述传感器元件的相对的短边，所述凹部区域中的另两个凹部区域存在于所述传感器元件的相对的长边。

7.一种气体传感器的制造方法，其特征在于，该气体传感器具有：

传感器元件，其沿轴向延伸，与该轴向垂直地剖切后得到的截面形状呈具有一对长边和一对短边的大致矩形形状，在该传感器元件的后端侧的外表面具有电极焊盘；

端子金属件，其与所述电极焊盘直接相接且与所述电极焊盘电连接；及

分隔件，其为陶瓷制，该分隔件具有包围所述传感器元件的后端侧且沿所述轴向贯通的元件孔，以使所述端子金属件面对所述元件孔的方式保持所述端子金属件，

在沿着所述轴向，从前端侧或后端侧中的一者即特定方向观察时，所述分隔件具有位于在所述轴向上最靠所述特定方向侧的端面、以及比所述端面凹陷且包含所述元件孔在内的凹部区域；

所述方法包括如下步骤：使所述端面朝向烧成基台，将所述未烧成分隔件载置于所述烧成基台上进行烧成，获得所述分隔件，

其中，在从所述特定方向观察未烧成分隔件时，存在有一对第1区域和一对第2区域，将待插入所述传感器元件的元件插入预定区域设为SD，该一对第1区域是指从区域SA中扣除区域SD之后的区域，该区域SA由将所述区域SD的一对短边假想延长得到的短边假想线和所述未烧成分隔件的外缘划定，该一对第2区域是指从区域SC中扣除所述区域SD之后的区域且是不与所述第1区域重叠的区域，该区域SC由将所述区域SD的一对长边假想延长得到的长边假想线和所述未烧成分隔件的外缘划定，

所述凹部区域存在于夹着所述元件插入预定区域SD的、合计为四个的所述第1区域和所述第2区域的所有区域，

并且在将所述第1区域和所述第2区域的合计面积设为S1，

将包含所述未烧成分隔件的元件孔在内的所述凹部区域的合计面积设为S2的情况下，

满足S2/S1≥0.5的关系。

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