CN112782355A - 气体传感器 - Google Patents

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CN112782355A CN202011201946.6A CN202011201946A CN112782355A CN 112782355 A CN112782355 A CN 112782355A CN 202011201946 A CN202011201946 A CN 202011201946A CN 112782355 A CN112782355 A CN 112782355A
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heat
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浅井昌弘
野村昌史
猪瀬优人
大场健弘
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Abstract

气体传感器具有：气体传感器元件，其检测待测气体中的特定气体的浓度；壳体，其为筒状，具有开口；密封构件，其封堵开口；及散热构件，其自身的后端位于与壳体的后端相同或比壳体的后端靠前端侧的位置，该散热构件用于减少从气体传感器的前端侧向密封构件传递的热量，并具有：连接部，其与壳体相连接；及主体部，其与壳体之间具有空隙且从连接部向后端侧延伸，在主体部的后端侧的部位具有使空隙与散热构件的外周侧连通的散热开口。

Description

气体传感器
技术领域
本发明涉及一种气体传感器。
背景技术
作为用于检测内燃机的废气中的特定成分(氧、NOX等)的浓度的气体传感器，公知有日本特开2016－95223号公报(下述专利文献1)所记载的气体传感器。该气体传感器具有：气体传感器元件，其沿轴线方向延伸；主体金属壳体，其以包围在气体传感器元件的外周的方式保持该气体传感器元件并且用于安装于排气管；外筒，其为筒状，固定在主体金属壳体的后端侧且向轴线方向后方延伸；及索环，其与外筒相接并且配置在外筒的后端部的内侧。在外筒的外周安装有筒状的防护构件，因此能够防止飞石等撞击外筒。
防护构件具有：连接部，其通过激光焊接等连接在外筒的外周；及主体部，其从连接部向后端侧延伸并且与外筒的外周相隔开。气体传感器的热量从外筒传递到连接部，并从连接部散向主体部，因此能够减少从外筒向索环传递的热量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－95223号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述气体传感器中，热量容易积在外筒和防护构件之间，作为应对其的方案，通过在防护构件设置多个开口来将外部气体导入到防护构件的内部，但由于开口还作为将防护构件的内侧的水排出的排水部发挥作用，因此开口的位置位于比索环靠下方的位置。
用于解决问题的方案
本发明的气体传感器从前端朝向后端沿轴线方向延伸，其中，该气体传感器具有：气体传感器元件，其检测待测气体中的特定气体的浓度；壳体，其为筒状，将所述气体传感器元件包围，在该壳体的后端具有开口；密封构件，其封堵所述开口；及散热构件，其自身的后端位于与所述壳体的后端相同或比所述壳体的后端靠前端侧的位置，其呈将所述壳体包围的筒状，用于减少从所述气体传感器的前端侧经由所述壳体向所述密封构件传递的热量，所述散热构件具有：连接部，其在比所述密封构件靠前端侧处与所述壳体相连接；及主体部，其与所述壳体之间具有空隙且从所述连接部向后端侧延伸，所述主体部在所述主体部中的比所述轴线方向上的中心靠后端侧的部位具有使所述空隙与所述散热构件的外周侧连通的散热开口。
发明的效果
采用本发明，能够避免气体传感器的后端部受到热量的影响，例如能够避免密封构件受到热量的影响。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的气体传感器的内部构造的剖视图，并用局部放大剖视图示出了毛边。
图2是本发明的实施方式1的散热构件的立体图。
图3是表示本发明的实施方式2的气体传感器的内部构造的剖视图。
图4是本发明的实施方式2的散热构件的立体图。
图5是表示本发明的实施方式3的气体传感器的内部构造的剖视图。
图6是本发明的实施方式3的散热外筒的立体图。
图7是本发明的实施方式3的隔热罩的立体图。
图8是本发明的实施方式4的散热外筒的立体图。
图9是本发明的实施方式4的隔热罩的立体图。
附图标记说明
10、排气管；20、螺纹槽；100、气体传感器；101、内部护罩；101C、导入孔；102、外部护罩；102C、导入孔；103、外筒；103A、连接部(大径部)；103B、分隔件收容部(小径部)；103C、导线收容部；103D、密封构件保持部；103E、开口；103F、台阶部；103G、连结部；104、散热构件；104A、连接部；104B、主体部；105、焊接部；106、散热开口；110、主体金属壳体；110A、螺纹部；110B、工具卡合部；110C、护罩连接部；110D、安装部；111、陶瓷支承件；112、粉末填充层；113、陶瓷衬套；114、弯边用环；120、气体传感器元件；121、气体检测部；181、分隔件；182、传感器用连接端子；183、加热器用连接端子；190、施力金属件；191、密封构件；193、传感器用导线；194、加热器用导线；200、气体传感器；204、散热构件；204A、连接部；204B、主体部；206、散热开口；300、气体传感器；304、散热构件；305、焊接部；330、散热外筒；331、连接部；332、主体部；333、连结部；334、固定片；335、挠性片；335A、直线部；335B、倾斜部；336、散热开口；340、隔热罩；341、底壁部；341A、通孔；342、筒状部；343、连接部；344、扩径部；345、凸缘部；346、散热开口；430、散热外筒；431、连接部；432、第1连结部；433、第2连结部；434、第1主体部；435、第2主体部；436、第1挠性片；437、第2挠性片；438、第1散热开口；439、第2散热开口；540、隔热罩；541、底壁部；541A、通孔；542、筒状部；543、连接部；544、扩径部；545、凸缘部；546、散热开口；AX、轴线；H1、贯通孔；H2、贯通孔；H3、贯通孔；H4、贯通孔；S、空隙。
具体实施方式
本发明的实施方式的说明
首先，列出和描述本发明的技术方案。
(1)本发明的气体传感器从前端朝向后端沿轴线方向延伸，其中，该气体传感器具有：气体传感器元件，其检测待测气体中的特定气体的浓度；壳体，其为筒状，将所述气体传感器元件包围，在该壳体的后端具有开口；密封构件，其封堵所述开口；及散热构件，其自身的后端位于与所述壳体的后端相同或比所述壳体的后端靠前端侧的位置，其呈将所述壳体包围的筒状，用于减少从所述气体传感器的前端侧经由所述壳体向所述密封构件传递的热量，所述散热构件具有：连接部，其在比所述密封构件靠前端侧处与所述壳体相连接；及主体部，其与所述壳体之间具有空隙且从所述连接部向后端侧延伸，所述主体部在所述主体部中的比所述轴线方向上的中心靠后端侧的部位具有使所述空隙与所述散热构件的外周侧连通的散热开口。
(2)本发明的气体传感器从前端朝向后端沿轴线方向延伸，其中，该气体传感器具有：气体传感器元件，其检测待测气体中的特定气体的浓度；壳体，其为筒状，将所述气体传感器元件包围，在该壳体的后端具有开口；密封构件，其封堵所述开口；及散热构件，其自身的后端位于比所述壳体的后端靠后端侧的位置，其呈将所述壳体包围的筒状，用于减少从所述气体传感器的前端侧经由所述壳体向所述密封构件传递的热量，所述散热构件具有：连接部，其在比所述密封构件靠前端侧处与所述壳体相连接；及主体部，其与所述壳体之间具有空隙且从所述连接部向后端侧延伸，在将所述主体部与所述壳体相重叠的部分称为重叠部的情况下，所述主体部在所述重叠部中的比所述轴线方向上的中心靠后端侧的部位具有使所述空隙与所述散热构件的外周侧连通的散热开口。
由于能够使来自气体传感器前端的热量经散热构件散向外部，因此能够抑制向气体传感器后端的传热。在此，由于积在空隙中的温度较高的空气通过散热开口向散热构件的外周侧排出，因此能够避免热量积在空隙。其结果，能够避免气体传感器的后端部受到热量的影响，例如能够避免密封构件受到热量的影响。
(3)优选的是，所述散热开口的所述轴线方向上的长度大于所述散热构件的所述轴线方向上的长度的一半。
散热开口的轴线方向上的长度越长，越容易使积在空隙中的温度较高的空气向散热构件的外周侧排出。而且，当大于散热构件的长度的一半时，能可靠地在后端侧存在孔(散热开口的一部分)。
(4)优选的是，所述散热开口呈随着从前端侧朝向后端侧去逐渐变宽的形状。
由于散热开口的开口宽度随着从前端侧朝向后端侧去变大，因此能够进一步避免气体传感器的后端部受到热量的影响。由于在前端侧传热，因此将壁的面积比率做得较大，由于在后端侧换气，因此将孔的面积比率做得较大。
(5)优选的是，所述散热开口的所述轴线方向上的长度大于其在与所述轴线方向垂直的方向上的长度。
(6)优选的是，所述壳体具有：主体金属壳体，该主体金属壳体将所述气体传感器元件包围，且具有多边形的工具卡合部、和与所述工具卡合部相连续地配置于所述工具卡合部的后端侧的安装部；及外筒，该外筒具有：大径部，其从所述主体金属壳体向后端侧延伸且将所述气体传感器元件包围，该大径部具有焊接部，该焊接部使所述大径部与所述连接部一起焊接于所述安装部；小径部，其配置在所述大径部的后端侧且直径小于所述大径部；及连结部，其将所述大径部的后端与所述小径部的前端连结起来，所述散热开口的前端位于比所述焊接部靠后端侧且是比所述连结部靠前端侧的位置。
在空隙的靠连结部侧有水进入的情况下，能够使该水从散热开口向散热构件的外周侧排出。
(7)优选的是，在观察所述散热开口的外缘时，所述散热构件的厚度方向外侧呈随着朝向所述厚度方向的内侧去逐渐缩径的形状，所述散热构件的厚度方向内侧呈向所述厚度方向的内侧突出的形状。
在从外周侧把持散热构件来进行作业时，能够避免手指卡在散热开口的外缘。
(8)优选的是，所述散热开口沿周向以均等的间隔配置有三个以上。
另外，均等的含义并不是指严格意义上的均等，均等的含义是：在若为被视为均等的范围发挥本发明的效果的范围内有解释的余地。
通过沿周向以均等的间隔配置三个以上的散热开口，能够更有效地进行通过散热开口实现的散热(换气)。
(9)优选的是，所述散热构件具有向径向内侧突出的内侧突出部，在周向上的局部区域，所述内侧突出部与所述壳体相接触。
由于能够利用内侧突出部在抑制散热构件的倾斜等的同时保持散热构件，因此，散热构件的支承姿势较稳定，并且能够容易抑制散热构件的变形和损坏。
本发明的实施方式1的详细内容
下面，参照附图，说明本发明的实施方式1的气体传感器100的具体例。另外，本发明并不限定于这些例示，本发明由权利要求书所示，并意图包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
气体传感器的结构
气体传感器100是装配于内燃机的排气管10的氧传感器。气体传感器100是所谓的全范围空燃比传感器，其从浓区域到稀区域线性地检测作为待测气体的废气中的氧浓度。
图1中的轴线AX是气体传感器100的假想中心轴。气体传感器100具有沿着轴线AX方向延伸的形状。气体传感器100具有气体传感器元件120、主体金属壳体110、外筒103和散热构件104。气体传感器元件120输出与氧浓度相应的信号。
主体金属壳体的结构
主体金属壳体110是具有沿着轴线AX方向的贯通孔H1的筒状金属构件。主体金属壳体110配置在气体传感器元件120的径向外侧，且是配置在气体传感器元件120周围。主体金属壳体110具有保持气体传感器元件120的作用和将气体传感器100相对于排气管10以固定的方式安装的作用。
主体金属壳体110具有：螺纹部110A；工具卡合部110B，其配置在螺纹部110A的后端侧(纸面上侧)；护罩连接部110C，其配置在螺纹部110A的前端侧(纸面下侧)；及安装部110D，其配置在工具卡合部110B的后端侧。另一方面，排气管10具有用于气体传感器100的安装的螺纹槽20。通过螺纹部110A紧固于排气管10的螺纹槽20，使气体传感器100固定于排气管10。
工具卡合部110B从气体传感器100的后端侧看具有正六边形的外周形状。工具卡合部110B在气体传感器100向车辆安装时与扳手或套筒扳手等工具(未图示)卡合。通过工具以卡合于工具卡合部110B的状态转动，使螺纹部110A紧固于螺纹槽20。
护罩的结构
在主体金属壳体110的护罩连接部110C，通过激光焊接一体地固定有一对护罩101、102(焊接部是用小圆点图示的部位)。一对护罩101、102包括内部护罩101和外部护罩102，在外部护罩102的内部配置有内部护罩101。内部护罩101呈在后端侧开口的有底筒状。另一方面，外部护罩102呈在前端侧和后端侧都开口的筒状。内部护罩101具有多个导入孔101C，外部护罩102具有多个导入孔102C。多个导入孔101C设于内部护罩101的周壁部，多个导入孔102C设于外部护罩102的周壁部。
在气体传感器100安装于车辆的排气管10的状态下，排气管10内的废气通过外部护罩102的导入孔102C被导入到外部护罩102的内部。被导入到外部护罩102的内部的废气通过内部护罩101的导入孔101C被导入到内部护罩101的内部。
外筒的结构
外筒103从前端侧依次具有连接部103A、分隔件收容部103B、导线收容部103C和密封构件保持部103D。而且，外筒103具有将连接部103A的后端和分隔件收容部103B的前端连结起来的连结部103G。连结部103G呈沿与轴线AX方向正交的方向延伸的形态。
外筒103为金属制，在本实施方式中，由SUS304形成。外筒103整体呈筒状。连接部103A的直径尺寸大于分隔件收容部103B的直径尺寸，分隔件收容部103B的直径尺寸大于导线收容部103C的直径尺寸，导线收容部103C的直径尺寸大于密封构件保持部103D的直径尺寸。分隔件收容部103B和导线收容部103C借助台阶部103F相连接。连接部103A的内周面与主体金属壳体110的安装部110D的外周面相接触。连接部103A通过激光焊接相对于安装部110D固定。将通过激光焊接焊接起来的部位称为焊接部105。焊接部105是图1中用小圆点图示的部位。
在外筒103的密封构件保持部103D的后端形成有开口103E。从开口103E向外筒103的内部导入有三根传感器用导线193和两根加热器用导线194。各导线193、194具有将气体传感器100与外部的控制电路电连接起来的作用。
在外筒103的密封构件保持部103D安装有索环等密封构件191。密封构件191例如为硅橡胶或氟橡胶等橡胶制，在本实施方式中，为氟橡胶制。外筒103的开口103E被密封构件191封堵，由此，外筒103的内部被密封。各导线193、194贯通密封构件191并通过外筒103的导线收容部103C被导入到分隔件收容部103B。
气体传感器元件的结构
气体传感器元件120具有通过将细长形状的板构件层叠起来做成的层叠构造。气体传感器元件120具有与轴线AX垂直的截面呈大致矩形形状的四棱柱形状。气体传感器元件120在主体金属壳体110的贯通孔H1的位置固定于主体金属壳体110。气体传感器元件120沿着轴线AX方向被收容在气体传感器100的内部。气体传感器元件120和主体金属壳体110的工具卡合部110B以同轴的方式配置。工具卡合部110B呈将气体传感器元件120包围的配置。
在气体传感器元件120的前端侧的端部设有气体检测部121。气体检测部121构成为能够检测废气中的氧浓度。气体检测部121配置在内部护罩101的内部。在气体传感器100安装于车辆的排气管10的状态下，气体检测部121暴露于通过多个导入孔101C、102C被导入到内部护罩101的内部的废气中。由此，废气中的氧浓度能够由气体检测部121来检测。
分隔件的结构
在外筒103的分隔件收容部103B的内部收容有分隔件181。分隔件181是具有贯通孔H2的筒状绝缘构件。贯通孔H2沿着轴线AX方向配置。在分隔件181的外周配置有筒状的施力金属件190。分隔件181被施力金属件190向密封构件191侧施力。由此，分隔件181以被按压在外筒103的台阶部103F的状态被保持于分隔件收容部103B。气体传感器元件120的后端侧的端部被收容于分隔件181的贯通孔H2。
在气体传感器元件120的后端部设有三个传感器用的电极垫(未图示)和两个加热器用的电极垫(未图示)。另一方面，在分隔件181的内部收容有三个传感器用连接端子182和两个加热器用连接端子183。各连接端子182、183具有从气体传感器100的前端侧朝向后端侧弯折的板簧。各连接端子182、183在板簧的弹力的作用下与所对应的各电极垫弹性接触。各连接端子182、183与所对应的各导线193、194电连接。
气体传感器元件的固定构造
气体传感器元件120以下述方式固定于主体金属壳体110。在主体金属壳体110的贯通孔H1，从前端侧朝向后端侧依次层叠配置有陶瓷支承件111、粉末填充层112、陶瓷衬套113。
陶瓷支承件111由氧化铝(Al2O3)构成。在陶瓷衬套113与主体金属壳体110的后端部之间配置有弯边用环114。在陶瓷支承件111的中央形成有矩形形状的贯通孔H3。陶瓷支承件111的贯通孔H3沿着轴线AX方向配置。气体传感器元件120贯穿于陶瓷支承件111的贯通孔H3。
粉末填充层112通过在陶瓷支承件111之上填充滑石粉末来形成。在粉末填充层112之上配置有陶瓷衬套113。在陶瓷衬套113的中央形成有矩形形状的贯通孔H4。气体传感器元件120贯穿于陶瓷衬套113的贯通孔H4。陶瓷衬套113由氧化铝构成。通过使主体金属壳体110的后端侧的端部向径向内侧曲折进行弯边，从而陶瓷衬套113隔着弯边用环114被向粉末填充层112侧按压。如此，气体传感器元件120以与陶瓷支承件111、粉末填充层112和陶瓷衬套113为一体的状态固定于主体金属壳体110。
散热构件的结构
散热构件104具有：连接部104A，其在比密封构件191靠前端侧处与主体金属壳体110相连接；及主体部104B，其与外筒103之间具有空隙S且从连接部104A向后端侧延伸。散热构件104呈将外筒103包围的筒状。散热构件104为金属制，在本实施方式中，由与外筒103的材质相同的SUS304形成。连接部104A与主体部104B相连续地配置于主体部104B的前端侧。主体部104B的后端在轴线AX方向上配置在与密封构件191的前端相同的位置，且是位于比分隔件收容部103B的后端靠后端侧的位置。
散热构件104的壁厚大于外筒103的壁厚且外径大于外筒103的外径。在气体传感器100的轴线AX方向上，外筒103的每单位长度的传热阻力大于散热构件104的每单位长度的传热阻力。因此，对于来自气体传感器100的前端侧的热量，与向外筒103传递相比，较多地传递给散热构件104。
散热构件104以与工具卡合部110B同轴的方式配置。散热构件104的外周面从气体传感器100的后端侧看位于工具卡合部110B的径向内侧(靠轴线AX侧)。散热构件104的内周面从气体传感器100的后端侧看位于安装部110D的径向外侧。连接部104A和主体部104B具有相同的最大直径尺寸D1。连接部104A和主体部104B的最大直径尺寸D1小于工具卡合部110B的最小直径尺寸D2。
连接部104A的内周面与外筒103的连接部103A的外周面相接触。连接部104A通过激光焊接，隔着外筒103的连接部103A一体地固定于主体金属壳体110的安装部110D(焊接部105是用小圆点图示的部位)。
主体部104B具有使空隙S和散热构件104的外周侧之间连通的散热开口106。散热开口106设于主体部104B中的、至少包含比轴线AX方向上的中心靠后端侧的部位的区域，在本实施方式中设于从主体部104B的前端一直快到后端的区域。如图2所示，散热开口106呈以后端为底边且以前端为顶点的倒三角形形状，呈随着从前端侧朝向后端侧去逐渐变宽的形状。而且，散热开口106沿周向以均等的间隔配置有三个以上。本实施方式中，在主体部104B设有八个散热开口106。
散热开口106的轴线AX方向上的长度大于散热构件104的轴线AX方向上的长度的一半。散热开口106的轴线AX方向上的长度大于其在与轴线AX方向垂直的方向上的长度。散热开口106的前端位于比焊接部105靠后端侧且是比连结部103G靠前端侧的位置。
散热开口106是通过对作为基础材料的金属板材从厚度方向外侧朝向内侧进行冲孔来形成的。因此，因冲孔而产生的毛边104C朝向厚度方向内侧突出。如图1所示，在观察散热开口106的外缘时，散热构件104的厚度方向外侧呈随着朝向厚度方向内侧去逐渐缩径的形状，散热构件104的厚度方向内侧呈向厚度方向内侧突出的形状而形成毛边104C。
散热构件的作用
散热构件104起到的保护作用如下。通过散热构件104的连接部104A与外筒103的连接部103A相连接，从而主体部104B将分隔件收容部103B包覆，分隔件收容部103B由主体部104B保护。由此，能够防止对分隔件收容部103B的内侧的施力金属件190施加冲击，进而能够防止因冲击传递到被保持于施力金属件190的分隔件181，使得安装于分隔件181的各连接端子182、183错位，导致同各电极垫之间的电连接被切断。
散热构件104起到的散热作用如下。气体传感器100的热量从外筒103的连接部103A向分隔件收容部103B和散热构件104的连接部104A这两者传递。然而，分隔件收容部103B的传热阻力大于散热构件104的连接部104A的传热阻力。因此，来自气体传感器100的前端侧的热量从外筒103的连接部103A经由散热构件104的连接部104A向主体部104B传递，并从主体部104B散向外部。因而，向密封构件保持部103D传递的热量减少，能够抑制密封构件191的热劣化。
当散热构件的热容量变大时，散热构件的散热性能就会变高，从散热构件104向外周侧的散热性能就会变高，另一方面，从散热构件104向内周侧的散热性能也会变高，因此，热量容易积在空隙S。因此，本实施方式中，通过设置散热开口106能够使积在空隙S中的热量散向外部。其结果，能够抑制积在空隙S中的热量传递到密封构件保持部103D，能够抑制密封构件191的热劣化。
本实施方式的效果
如上，本实施方式的气体传感器100是从前端朝向后端沿轴线AX方向延伸的气体传感器100，其中，该气体传感器100具有：气体传感器元件120，其检测待测气体中的特定气体的浓度；壳体，其为筒状，将气体传感器元件120包围，且在后端具有开口；密封构件191，其封堵开口103E；及散热构件104，其自身的后端位于与壳体的后端相同或比壳体的后端靠前端侧的位置，其呈将壳体包围的筒状，用于减少从气体传感器100的前端侧经由壳体向密封构件191传递的热量，散热构件104具有：连接部104A，其在比密封构件191靠前端侧处与壳体相连接；及主体部104B，其与壳体之间具有空隙S且从连接部104A向后端侧延伸，主体部104B在主体部104B中的比轴线AX方向上的中心靠后端侧的部位具有使空隙S和散热构件104的外周侧之间连通的散热开口106。
采用上述这样的结构，能够使来自气体传感器100前端的热量经散热构件104散向外部，因此能够抑制向气体传感器100后端的传热。在此，由于积在空隙S中的温度较高的空气通过散热开口106向散热构件104的外周侧排出，因此能够避免热量积在空隙S。其结果，能够避免气体传感器100的后端部受到热量的影响，例如能够避免密封构件191受到热量的影响。
优选的是，散热开口106的轴线AX方向上的长度大于散热构件104的轴线AX方向上的长度的一半。
散热开口106的轴线AX方向上的长度越长，越容易使积在空隙S中的温度较高的空气向散热构件104的外周侧排出。而且，当大于散热构件的长度的一半时，能可靠地在后端侧存在孔(散热开口106的一部分)。
优选的是，散热开口106呈随着从前端侧朝向后端侧去逐渐变宽的形状。
由于散热开口106的开口宽度随着从前端侧朝向后端侧去变大，因此能够进一步避免气体传感器100的后端部受到热量的影响。由于在前端侧传热，因此将壁的面积比率做得较大，由于在后端侧换气，因此将孔的面积比率做得较大。
优选的是，散热开口106的轴线AX方向上的长度大于其在与轴线AX方向垂直的方向上的长度。
优选的是，壳体具有：主体金属壳体110，该主体金属壳体110将气体传感器元件120包围，且具有多边形的工具卡合部110B和与工具卡合部110B相连续地配置于工具卡合部110B的后端侧的安装部110D；及外筒103，该外筒103具有：大径部，其从主体金属壳体110向后端侧延伸且将气体传感器元件120包围，该大径部具有焊接部105，该焊接部105使大径部与连接部104A一起焊接于安装部110D；小径部，其配置在大径部的后端侧且直径小于大径部；及连结部103G，其将大径部的后端与小径部的前端连结起来，散热开口106的前端位于比焊接部105靠后端侧且是比连结部103G靠前端侧的位置。
在空隙S的靠连结部103G侧有水进入的情况下，能够使该水从散热开口106向散热构件104的外周侧排出。
优选的是，在观察散热开口106的外缘时，散热构件104的厚度方向外侧呈随着朝向厚度方向内侧去逐渐缩径的形状，散热构件104的厚度方向内侧呈向厚度方向内侧突出的形状。
在从外周侧把持散热构件104来进行作业时，能够避免手指卡在散热开口106的外缘。
优选的是，散热开口106沿周向以均等的间隔配置有三个以上。
通过沿周向以均等的间隔配置三个以上的散热开口，能够更有效地进行通过散热开口106实现的散热(换气)。
本发明的实施方式2的详细内容
下面，参照附图，说明本发明的实施方式2的气体传感器200的具体例。另外，本发明并不限定于这些例示，本发明由权利要求书所示，并意图包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
本发明的实施方式2的气体传感器200对实施方式1的散热构件104的形状的一部分进行了变更，实施方式2的其他结构与实施方式1相同，因此省略对其的说明。而且，针对与实施方式1相同的结构使用与实施方式1相同的附图标记，针对与实施方式1相对应的结构，使用通过将实施方式1的附图标记中的百位数字从1变更为2得到的附图标记。
本发明的实施方式2的散热构件204呈在前端侧和后端侧都开口的圆筒状，如图4所示，构成为具有：连接部204A，其位于前端侧且呈圆筒状；及主体部204B，其以呈与连接部204A相同直径的圆筒状的方式从连接部204A的后端向后方延伸。主体部204B具有沿周向排列配置的多个散热开口206。散热开口206设于主体部204B中的、至少包含比轴线AX方向上的中心靠后端侧的部位的区域，在本实施方式中设于从主体部204B的前端一直快到后端的区域。散热开口206呈以后端和前端为短边的长方形形状，其从前端侧朝向后端侧为同一宽度。而且，散热开口206沿周向以均等的间隔配置有三个以上。本实施方式中，在主体部204B设有八个散热开口206。
如图3所示，散热开口206的轴线AX方向上的长度大于散热构件204的轴线AX方向上的长度的一半。散热开口206的轴线AX方向上的长度大于其在与轴线AX方向垂直的方向上的长度。散热开口206的前端位于比焊接部105靠后端侧且是比连结部103G靠前端侧的位置。
散热开口206是通过对作为基础材料的金属板材从厚度方向外侧朝向内侧进行冲孔来形成的。因此，因冲孔而产生的毛边朝向厚度方向内侧突出。与如图1所示的实施方式1类似地，在观察散热开口206的外缘时，散热构件204的厚度方向外侧呈随着朝向厚度方向内侧去逐渐缩径的形状，散热构件204的厚度方向内侧呈向厚度方向内侧突出的形状。
采用本发明的实施方式2的散热开口206，由于开口面积大于实施方式1的散热开口106，因此，积在空隙S中的温度较高的空气通过散热开口206向散热构件204的外周侧排出，因此能够进一步避免热量积在空隙S。
本发明的实施方式3的详细内容
下面，参照附图，说明本发明的实施方式3的气体传感器300的具体例。另外，本发明并不限定于这些例示，本发明由权利要求书所示，并意图包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
本发明的实施方式3的气体传感器300对实施方式1的散热构件104的结构的一部分进行了变更，实施方式3的其他结构与实施方式1相同，因此省略对其的说明。而且，针对与实施方式1相同的结构使用与实施方式1相同的附图标记，针对与实施方式1相对应的结构，使用通过将实施方式1的附图标记中的百位数字从1变更为3得到的附图标记。
本发明的实施方式3的散热构件304构成为具有散热外筒330和隔热罩340。散热外筒330和隔热罩340为金属制，在本实施方式中由与外筒103的材质相同的SUS304形成。
本发明的实施方式3的散热外筒330呈在前端侧和后端侧都开口的圆筒状，如图6所示，构成为具有：连接部331，其位于前端侧且呈圆筒状；连结部333，其位于后端侧且呈圆筒状；及主体部332，其将连接部331和连结部333连接起来。主体部332具有沿周向排列配置的多个散热开口336。散热开口336设于主体部332中的、至少包含比轴线AX方向上的中心靠后端侧的部位的区域，在本实施方式中散热开口336设于直贯主体部332的整个区域的区域。
主体部332具有多个固定片334，固定片334位于相邻的一对散热开口336之间。即，多个固定片334和多个散热开口336交替排列地配置。固定片334呈从连接部331朝向连结部333笔直地延伸的形态，其是将连接部331的后端和连结部333的前端连结起来的部分。而且，固定片334呈以后端和前端为短边的长方形形状，其从前端侧朝向后端侧为同一宽度。
散热开口336从前端侧朝向后端侧为同一宽度。而且，散热开口336沿周向以均等的间隔配置有三个以上。本实施方式中，在主体部332设有四个散热开口336和四个固定片334。
在散热开口336的内部配设有挠性片335，该挠性片335呈悬臂状且呈向后方突出的形态。挠性片335的后端能够向主体部332的径向外侧弹性移位。挠性片335具有：直线部335A，其从连接部331的后端朝向后方笔直地延伸；及倾斜部335B，其从直线部335A的后端朝向径向内侧去地向斜后方延伸。
连接部331的内周面与外筒103的连接部103A的外周面相接触。连接部331通过激光焊接，隔着外筒103的连接部103A一体地固定于主体金属壳体110的安装部110D。将通过激光焊接焊接起来的部位称为焊接部305。焊接部305是图5中用小圆点图示的部位。
挠性片335的倾斜部335B在周向局部区域与外筒103的导线收容部103C相接触。多个挠性片335以将外筒103包围的方式配置，散热外筒330沿着轴线AX配置，因此，散热外筒330和外筒103以同轴的方式配置，能够抑制散热外筒330向外筒103靠近。由于散热外筒330为从外筒103的连接部103A呈悬臂状突出的形态，因此，散热外筒330的连结部333容易向外筒103侧倾斜。关于该方面，能够利用挠性片335的倾斜部335B有效地抑制散热外筒330的倾斜。
隔热罩340构成为具有：连接部343，其通过筒状部342如图5所示那样从底壁部341的周缘向后方突出而成；扩径部344，其从筒状部342的后端边扩径边向斜后方延伸；及凸缘部345，其从扩径部344的后端向径向外侧延伸。
底壁部341具有供主体金属壳体110的螺纹部110A贯穿的通孔341A。底壁部341的通孔341A的孔缘部被夹持在排气管10的螺纹槽20的开口缘部与工具卡合部110B的前端侧的面之间。由此，隔热罩340被保持于工具卡合部110B。
筒状部342位于主体金属壳体110的工具卡合部110B的径向外侧。在筒状部342与工具卡合部110B之间设有规定的间隙，该间隙为用于供套筒扳手等工具装配于工具卡合部110B的空间。
扩径部344位于外筒103的分隔件收容部103B和导线收容部103C二者的径向外侧。扩径部344具有沿周向排列配置的多个散热开口346。散热开口346设于扩径部344中的、至少包含比轴线AX方向上的中心靠后端侧的部位的区域，在本实施方式中散热开口346设于直贯扩径部344的整个区域的区域。如图7所示，散热开口346呈以后端为底边且以前端为顶点的倒三角形形状，呈随着从前端侧朝向后端侧去逐渐变宽的形状。
隔热罩340具有隔断从排气管10传来的热量的功能和使来自气体传感器300的前端的热量散向外部的功能。由于扩径部344呈随着从前端侧朝向后端侧去扩径的形态，因此，热量不易积在扩径部344与散热外筒330之间。即使热量积在扩径部344与散热外筒330之间，也能够使热量通过散热开口346向扩径部344的外周侧排出，因此能够避免热量积聚。
如上，本实施方式的散热构件304的散热外筒330具有向径向内侧突出的倾斜部335B，且在周向上的局部区域，倾斜部335B与外筒103的导线收容部103C相接触。
由于能够利用倾斜部335B在抑制散热构件304的散热外筒330倾斜等的同时保持散热外筒330，因此，散热外筒330的支承姿势较稳定，并且能够容易抑制散热外筒330的变形和损坏。
本发明的实施方式4的详细内容
下面，参照附图，说明本发明的实施方式4的散热外筒430的具体例。另外，本发明并不限定于这些例示，本发明由权利要求书所示，并意图包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
本发明的实施方式4的散热外筒430对实施方式3的散热外筒330的形状的一部分进行了变更。散热外筒430呈在前端侧和后端侧都开口的圆筒状，如图8所示，构成为具有：连接部431，其位于前端侧且呈圆筒状；第2连结部433，其位于后端侧且呈圆筒状；第1连结部432，其位于连接部431与第2连结部433之间且呈圆筒状；第1主体部434，其将连接部431与第1连结部432连接起来；及第2主体部435，其将第1连结部432与第2连结部433连接起来。
第1主体部434具有沿周向排列配置的多个第1挠性片436。第1挠性片436通过切开并翻起，形成为朝向径向内侧去地向斜后方延伸。通过该切开并翻起所形成的孔为第1散热开口438。第1散热开口438设于散热外筒430中的、包含比轴线AX方向上的中心靠前端侧的部位的区域。
第2主体部435具有沿周向排列配置的多个第2挠性片437。第2挠性片437通过切开并翻起，形成为朝向径向内侧去地向斜后方延伸。通过该切开并翻起所形成的孔为第2散热开口439。第2散热开口439设于散热外筒430中的、包含比轴线AX方向上的中心靠后端侧的部位的区域。
挠性片436、437在周向上的局部区域与外筒103相接触。多个挠性片436、437以将外筒103包围的方式配置，散热外筒430沿着轴线AX配置，因此，散热外筒430和外筒103以同轴的方式配置，能够抑制散热外筒430向外筒103靠近。由于散热外筒430为从外筒103的连接部103A呈悬臂状突出的形态，因此，散热外筒430的第2连结部433容易向外筒103侧倾斜。关于该方面，能够利用挠性片436、437有效地抑制散热外筒430的倾斜。
本发明的实施方式5的详细内容
下面，参照附图，说明本发明的实施方式5的隔热罩540的具体例。另外，本发明并不限定于这些例示，本发明由权利要求书所示，并意图包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
本发明的实施方式5的隔热罩540对实施方式3的隔热罩340的散热开口346的形状进行了变更。实施方式5的其他结构与实施方式3的隔热罩340相同，因此省略对其的说明。而且，针对与实施方式3相同的结构使用与实施方式3相同的附图标记，针对与实施方式3相对应的结构，使用通过将实施方式3的附图标记中的百位数字从3变更为5得到的附图标记。
实施方式5的散热开口546呈以后端和前端为短边的长方形形状，其从前端侧朝向后端侧为同一宽度。而且，散热开口546沿周向以均等的间隔配置有三个以上。本实施方式中，在扩径部544设有八个散热开口546。
其他实施方式
(1)实施方式1～3中，例示了散热构件104的后端位于比外筒103的后端靠前端侧的位置的情况，但也可以是，散热构件的后端位于比外筒的后端靠后端侧的位置。该情况下，在将主体部与外筒相重叠的部分称为重叠部的情况下，也可以是，主体部在重叠部中的比轴线AX方向上的中心靠后端侧的部位具有使空隙S和散热构件的外周侧连通的散热开口。
(2)实施方式1～3中，通过将散热构件104、204的壁厚(横截面积)做得大于外筒103的壁厚(横截面积)，减小散热构件104、204的每单位长度的传热阻力(热传递难易度)，但也可以是，通过将热导率高于外筒103所用的金属材料的金属材料用作散热构件的材质来减小散热构件的传热阻力。实施方式1和2的外筒103及散热构件104、204均由SUS304形成，但也可以是，例如利用SUS304形成外筒103，利用铝合金形成散热构件。
(3)实施方式1～3中，例示了外筒通过散热开口暴露于外部的情况，但也可以是，外筒未通过散热开口暴露于外部，只要是能实现空隙S和散热构件的外周侧之间连通，则散热开口也可以是其他形态。
(4)实施方式1～3中，通过激光焊接，将散热构件104、204、304的前端部一体地固定于安装部110D，但也可以通过电阻焊接等其他焊接方法进行固定。
(5)实施方式1～3中，散热构件104、204、304的前端部与外筒103的前端部以重叠的方式固定，但也可以是，外筒103的前端部配置在比散热构件104、204、304的前端部靠后端侧的位置，散热构件104、204、304直接固定于主体金属壳体110的安装部110D。
(6)实施方式1～3中，散热开口的形状为倒三角形形状、长方形形状的孔，但也可以做成除了这些以外的形状的孔。
(7)实施方式1和2中，散热构件104、204和外筒103在比安装部110D靠后端侧处未接触，但也可以是，散热构件和外筒的周向上的一部分相接触。
(8)实施方式1～3中，作为气体传感器100、200的种类，例示了全范围空燃比传感器，但也可以是λ传感器、NOX传感器等，其种类不受限制。
(9)实施方式3～5中，散热构件304由散热外筒330和隔热罩340这两者构成，但也可以仅利用散热外筒330和隔热罩340中的任一者构成散热构件。

Claims (9)

1.一种气体传感器，该气体传感器从前端朝向后端沿轴线方向延伸，其中，
该气体传感器具有：
气体传感器元件，其检测待测气体中的特定气体的浓度；
壳体，其为筒状，将所述气体传感器元件包围，在该壳体的后端具有开口；
密封构件，其封堵所述开口；及
散热构件，其自身的后端位于与所述壳体的后端相同或比所述壳体的后端靠前端侧的位置，其呈将所述壳体包围的筒状，用于减少从所述气体传感器的前端侧经由所述壳体向所述密封构件传递的热量，
所述散热构件具有：连接部，其在比所述密封构件靠前端侧处与所述壳体相连接；及主体部，其与所述壳体之间具有空隙且从所述连接部向后端侧延伸，
所述主体部在所述主体部中的比所述轴线方向上的中心靠后端侧的部位具有使所述空隙与所述散热构件的外周侧连通的散热开口。
2.一种气体传感器，该气体传感器从前端朝向后端沿轴线方向延伸，其中，
该气体传感器具有：
气体传感器元件，其检测待测气体中的特定气体的浓度；
壳体，其为筒状，将所述气体传感器元件包围，在该壳体的后端具有开口；
密封构件，其封堵所述开口；及
散热构件，其自身的后端位于比所述壳体的后端靠后端侧的位置，其呈将所述壳体包围的筒状，用于减少从所述气体传感器的前端侧经由所述壳体向所述密封构件传递的热量，
所述散热构件具有：连接部，其在比所述密封构件靠前端侧处与所述壳体相连接；及主体部，其与所述壳体之间具有空隙且从所述连接部向后端侧延伸，
在将所述主体部与所述壳体相重叠的部分称为重叠部的情况下，所述主体部在所述重叠部中的比所述轴线方向上的中心靠后端侧的部位具有使所述空隙与所述散热构件的外周侧连通的散热开口。
3.根据权利要求1或2所述的气体传感器，其中，
所述散热开口的所述轴线方向上的长度大于所述散热构件的所述轴线方向上的长度的一半。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的气体传感器，其中，
所述散热开口呈随着从前端侧朝向后端侧去逐渐变宽的形状。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的气体传感器，其中，
所述散热开口的所述轴线方向上的长度大于其在与所述轴线方向垂直的方向上的长度。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的气体传感器，其中，
所述壳体具有：
主体金属壳体，该主体金属壳体将所述气体传感器元件包围，且具有多边形的工具卡合部、和与所述工具卡合部相连续地配置于所述工具卡合部的后端侧的安装部；及
外筒，该外筒具有：大径部，其从所述主体金属壳体向后端侧延伸且将所述气体传感器元件包围，该大径部具有焊接部，该焊接部使所述大径部与所述连接部一起焊接于所述安装部；小径部，其配置在所述大径部的后端侧且直径小于所述大径部；及连结部，其将所述大径部的后端与所述小径部的前端连结起来，
所述散热开口的前端位于比所述焊接部靠后端侧且是比所述连结部靠前端侧的位置。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的气体传感器，其中，
在观察所述散热开口的外缘时，
所述散热构件的厚度方向外侧呈随着朝向所述厚度方向的内侧去逐渐缩径的形状，
所述散热构件的厚度方向内侧呈向所述厚度方向的内侧突出的形状。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的气体传感器，其中，
所述散热开口沿周向以均等的间隔配置有三个以上。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的气体传感器，其中，
所述散热构件具有向径向内侧突出的内侧突出部，在周向上的局部区域，所述内侧突出部与所述壳体相接触。
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