CN115128144A

CN115128144A - 气体传感器

Info

Publication number: CN115128144A
Application number: CN202210122969.0A
Authority: CN
Inventors: 安立光辉; 片桐康太
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2022-09-30
Also published as: US20220308009A1; JP2022147914A; DE102022000477A1

Abstract

本发明提供一种即便在制造过程中从上方对外壳的凿密部进行按压也能实现稳定的凿密形状的气体传感器。气体传感器具备传感器元件、保持部件以及外壳。传感器元件用于对被测定气体中的规定气体成分的浓度进行测定。保持部件对传感器元件的一部分进行保持。外壳对传感器元件及保持部件进行收纳。外壳包括圆筒状的基部和圆筒状的凿密部。凿密部设置成比基部更靠后端侧，以折曲的状态对保持部件的后端侧的位置进行按压。关于凿密部，在周向上的一部分形成有切口部。

Description

气体传感器

技术领域

本发明涉及气体传感器。

背景技术

日本特许第3885781号(专利文献1)公开了一种气体传感器。关于该气体传感器，传感器元件收纳于筒状的外壳内。关于该气体传感器，使在外壳的后端部形成的筒状固定部弯曲变形，由此对外壳和传感器元件进行凿密固定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3885781号

发明内容

关于上述专利文献1中公开的气体传感器，从上方对筒状固定部进行按压，由此进行外壳与传感器元件的凿密固定。然而，关于气体传感器，存在筒状固定部中的筒状缩径部的强度不充分的可能性。其结果，有可能无法实现稳定的凿密形状。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种即便在制造过程中从上方对外壳的凿密部进行按压也能实现稳定的凿密形状的气体传感器。

本发明所涉及的气体传感器具备传感器元件、保持部件以及外壳。传感器元件用于对被测定气体中的规定气体成分的浓度进行测定。保持部件对传感器元件的一部分进行保持。外壳对传感器元件及保持部件进行收纳。外壳包括圆筒状的基部和圆筒状的凿密部。凿密部设置成比基部更靠后端侧，以折曲的状态对保持部件的后端侧的位置进行按压。关于凿密部，在周向上的一部分形成有切口部。

关于凿密部，考虑了在周向的一部分未形成切口的情形。这种情况下，如果凿密部被凿密，则凿密部的后端被压入径向的内侧，因此，凿密部的后端的周向上的长度缩短。其结果，凿密部折曲的部分中的剩余部分被赶到径向的外侧，例如发生凿密部的横向鼓起。该气体传感器中，关于凿密部，在周向上的一部分形成有切口部。因此，即便凿密部被凿密且凿密部的后端被压入径向的内侧，与未形成切口部的情形相比，折曲的部分也容易收纳于径向的内侧。其结果，根据该气体传感器，即便凿密部被凿密，凿密部的一部分也难以被赶到径向的外侧，因此难以发生凿密部的横向鼓起。

上述气体传感器中，凿密部的外周中的切口部的长度相对于凿密部的整个外周的长度的比例可以为0.3以上。

上述气体传感器中，凿密部的外周中的切口部的长度相对于凿密部的整个外周的长度的比例可以为0.25以上0.45以下。

上述气体传感器中，在凿密部形成的切口部的数量可以为4个以上6个以下。

上述气体传感器中，凿密部的与后端对应的位置至切口部的底部的长度可以为2.00mm以上3.00mm以下。

上述气体传感器中，凿密部的厚度可以为0.45mm以上0.65mm以下。

发明效果

根据本发明，能够提供即便在制造过程中从上方对外壳的凿密部进行按压也能实现稳定的凿密形状的气体传感器。

附图说明

图1是示意性地表示气体传感器的一部分纵截面的图。

图2是概要性地表示传感器元件的结构的一例的剖视示意图。

图3是示意性地表示凿密部被凿密之前的外壳的纵截面的图。

图4是示意性地表示从侧方观察凿密部的一部分的状态的图。

图5是示意性地表示图3的V－V截面的图。

图6是从后方表示凿密部被凿密的状态的示意图。

图7是概要性地表示三腔结构的传感器元件的结构的一例的剖视示意图。

图8是变形例的与图5对应的图。

图9是利用试验器的泄漏试验的概要说明图。

图10是表示比较例1的凿密形状的例子的图。

图11是表示实施例1的凿密形状的例子的图。

附图标记说明

1…第一基板层，2…第二基板层，3…第三基板层，4…第一固体电解质层，5…隔离层，6…第二固体电解质层，10…气体导入口，11…第一扩散速度控制部，12…缓冲空间，13…第二扩散速度控制部，20…第一内部空腔，21…主泵单元，22…内侧泵电极，22a、51a、51aX…顶部电极部，22b、51b、51bX…底部电极部，23…外侧泵电极，30…第三扩散速度控制部，40、40X…第二内部空腔，41…测定用泵单元，42…基准电极，43…基准气体导入空间，44、44X…测定电极，45…第四扩散速度控制部，46、52…可变电源，48…大气导入层，50…辅助泵单元，51、51X…辅助泵电极，60…第五扩散速度控制部，61…第三内部空腔，70…加热器部，71…加热器电极，72…加热器，73…通孔，74…加热器绝缘层，75…压力释放孔，80…主泵控制用氧分压检测传感器单元，81…辅助泵控制用氧分压检测传感器单元，82…测定用泵控制用氧分压检测传感器单元，83…传感器单元，90…保护层，100…气体传感器，101…传感器元件，130…保护罩，140、140Y…外壳，141…基部，142、142Y…凿密部，143…保持部件，144a、144b…陶瓷支承件，145…压粉体，200…切口部，500…试验器，502…安装夹具，504…上罩，506…下罩，508…管，510…膜。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。应予说明，图中对相同或相当的部分标注同一附图标记、且不重复其说明。

[1.气体传感器的整体结构]

图1是示意性地表示本实施方式所涉及的气体传感器100的一部分纵截面的图。应予说明，各图中，后述的传感器元件101的长度方向为前后方向，传感器元件101的厚度方向为上下方向。

如图1所示，气体传感器100安装于例如车辆的废气管等配管。气体传感器100构成为：对废气等被测定气体中的规定气体成分的浓度进行测定。作为规定气体成分，例如能举出NOx及O₂。应予说明，本实施方式所涉及的气体传感器100构成为：对被测定气体中的NOx浓度进行测定。

气体传感器100包括传感器元件101、保护罩130、保持部件143以及外壳140。传感器元件101具有长条的长方体形状，用于对被测定气体中的规定气体成分进行检测。下文中，对传感器元件101进行详细说明。保护罩130呈筒状，将传感器元件101的前端周围覆盖。

保持部件143包括陶瓷支承件144a、144b、以及压粉体145。陶瓷支承件144a、144b以及压粉体145分别在外壳140内将传感器元件101的周围覆盖并对传感器元件101进行保持。

外壳140由金属制成，其包括圆筒状的基部141、以及圆筒状的凿密部142。陶瓷支承件144a、144b以及压粉体145分别封入于基部141的内侧。关于外壳140，前端侧的内径比后端侧的内径短。陶瓷支承件144a的前端与外壳140中内径变短的部分的内周面卡合。据此，保持部件143不会从外壳140的前方脱落。

传感器元件101位于保持部件143以及外壳140各自的中心轴上，沿着前后方向将保持部件143及外壳140分别贯通。

凿密部142设置成比基部141更靠后端侧，以折曲的状态对保持部件143(陶瓷支承件144b)的后端侧的位置进行按压。凿密部142形成为遍及周向上的整周。从上方(图中的后方)进行凿密加工而使得凿密部142折曲。据此，保持部件143固定于外壳140内。凿密部142的厚度比基部141的厚度薄。下文中，对凿密部142进行详细说明。

[2.传感器元件的结构]

图2是概要性地表示气体传感器100所具备的传感器元件101的结构的一例的剖视示意图。传感器元件101是具有在附图中自下侧开始按顺序分别对由氧化锆(ZrO₂)等氧离子传导性固体电解质层构成的第一基板层1、第二基板层2、第三基板层3、第一固体电解质层4、隔离层5以及第二固体电解质层6这6层进行层叠而形成的结构的元件。另外，形成这6层的固体电解质是致密且气密的固体电解质。以如下方式制造这样的传感器元件101：例如对与各层对应的陶瓷生片进行规定的加工以及电路图案的印刷等，然后，对它们进行层叠，进而进行烧成而使它们实现一体化。

传感器元件101的前端由保护层90覆盖。保护层90由多孔质体构成，例如由含有陶瓷粒子的陶瓷构成。作为陶瓷粒子，能举出：氧化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、尖晶石(MgAl₂O₄)、多铝红柱石(Al₆O₁₃Si₂)等金属氧化物的粒子，保护层90优选含有这些陶瓷粒子中的至少任一种。应予说明，本实施方式中，保护层90由氧化铝多孔质体构成。

在传感器元件101的一个末端部、且是第二固体电解质层6的下表面与第一固体电解质层4的上表面之间，以按顺序连通的方式相邻形成有气体导入口10、第一扩散速度控制部11、缓冲空间12、第二扩散速度控制部13、第一内部空腔20、第三扩散速度控制部30以及第二内部空腔40。

气体导入口10、缓冲空间12、第一内部空腔20以及第二内部空腔40是以将隔离层5挖空的方式而设置的传感器元件101内部的空间，其中，它们的上部由第二固体电解质层6的下表面区划而成，它们的下部由第一固体电解质层4的上表面区划而成，它们的侧部由隔离层5的侧面区划而成。

第一扩散速度控制部11、第二扩散速度控制部13以及第三扩散速度控制部30均设置成2条横长的(开口所具有的长度方向处于与附图垂直的方向上)狭缝。此外，还将从气体导入口10至第二内部空腔40的部位称为气体流通部。

另外，在与气体流通部相比更远离前端侧的位置，在第三基板层3的上表面与隔离层5的下表面之间、且是侧部由第一固体电解质层4的侧面区划的位置设置有基准气体导入空间43。例如大气向基准气体导入空间43导入。应予说明，第一固体电解质层4可以延伸至传感器元件101的后端而不形成基准气体导入空间43。另外，在不形成基准气体导入空间43的情况下，大气导入层48可以延伸至传感器元件101的后端(例如参照图7)。

大气导入层48为由多孔质氧化铝形成的层，基准气体通过基准气体导入空间43而向大气导入层48导入。另外，大气导入层48形成为：将基准电极42覆盖。

基准电极42是以由第三基板层3的上表面和第一固体电解质层4夹持的方式而形成的电极，如上所述，在其周围设置有与基准气体导入空间43连通的大气导入层48。另外，如后所述，可以利用基准电极42测定第一内部空腔20内及第二内部空腔40内的氧浓度(氧分压)。

在气体流通部中，气体导入口10是相对于外部空间而开口的部位，被测定气体通过该气体导入口10而从外部空间进入传感器元件101内。

第一扩散速度控制部11是对从气体导入口10进入的被测定气体施加规定的扩散阻力的部位。

缓冲空间12是为了将从第一扩散速度控制部11导入的被测定气体向第二扩散速度控制部13引导而设置的空间。

第二扩散速度控制部13是对从缓冲空间12向第一内部空腔20导入的被测定气体施加规定的扩散阻力的部位。

当被测定气体从传感器元件101外部导入至第一内部空腔20内时，因外部空间中的被测定气体的压力变动(被测定气体为汽车的废气的情况下，是排气压力的脉动)而从气体导入口10急剧地进入传感器元件101内部的被测定气体未被直接向第一内部空腔20导入，而是在通过第一扩散速度控制部11、缓冲空间12、第二扩散速度控制部13将被测定气体的浓度变动消除之后向第一内部空腔20导入。由此，向第一内部空间导入的被测定气体的浓度变动为几乎可以忽视的程度。

第一内部空腔20设置成用于对通过第二扩散速度控制部13而导入的被测定气体中的氧分压进行调整的空间。通过使主泵单元21工作而对这样的氧分压进行调整。

主泵单元21是构成为包括如下部件的电化学泵单元：内侧泵电极22，其具有在第二固体电解质层6的下表面的面对第一内部空腔20的大致整面设置的顶部电极部22a；外侧泵电极23，其以在外部空间露出的方式而设置于第二固体电解质层6的上表面的与顶部电极部22a对应的区域；以及被上述电极夹持的第二固体电解质层6。

内侧泵电极22跨设形成于区划出第一内部空腔20的上下的固体电解质层(第二固体电解质层6以及第一固体电解质层4)、以及构成侧壁的隔离层5。具体而言，在构成第一内部空腔20的顶面的第二固体电解质层6的下表面形成有顶部电极部22a，另外，在构成底面的第一固体电解质层4的上表面形成有底部电极部22b。并且，侧部电极部(省略图示)以与上述顶部电极部22a和底部电极部22b连接的方式形成于构成第一内部空腔20的两个侧壁部的隔离层5的侧壁面(内表面)。即，内侧泵电极22在该侧部电极部的配设部位配设成隧道形态的构造。

内侧泵电极22和外侧泵电极23形成为多孔质金属陶瓷电极(例如含有1％的Au的Pt与ZrO₂的金属陶瓷电极)。此外，使用能减弱针对被测定气体中的NOx成分的还原能力的材料而形成与被测定气体接触的内侧泵电极22。

在主泵单元21中，对内侧泵电极22与外侧泵电极23之间施加期望的泵电压Vp0，使得泵电流Ip0沿着正向或者负向在内侧泵电极22与外侧泵电极23之间流通，由此，能够将第一内部空腔20内的氧吸出至外部空间、或者将外部空间的氧吸入至第一内部空腔20。

另外，为了对第一内部空腔20的气氛中的氧浓度(氧分压)进行检测，主泵控制用氧分压检测传感器单元80(即电化学传感器单元)构成为包括内侧泵电极22、第二固体电解质层6、隔离层5、第一固体电解质层4、第三基板层3以及基准电极42。

通过对主泵控制用氧分压检测传感器单元80的电动势V0进行测定而能够确定第一内部空腔20内的氧浓度(氧分压)。此外，以使得电动势V0恒定的方式对Vp0进行反馈控制，由此控制泵电流Ip0。据此，第一内部空腔20内的氧浓度能够保持为规定的恒定值。

第三扩散速度控制部30是对在第一内部空腔20通过主泵单元21的动作而对氧浓度(氧分压)进行了控制的被测定气体施加规定的扩散阻力、并将该被测定气体向第二内部空腔40引导的部位。

第二内部空腔40设置成用于进行与通过第三扩散速度控制部30而导入的被测定气体中的氮氧化物(NOx)浓度的测定相关的处理的空间。在主要利用辅助泵单元50对氧浓度进行了调整的第二内部空腔40中，通过测定用泵单元41的动作而执行NOx浓度的测定。

第二内部空腔40中，针对预先在第一内部空腔20中对氧浓度(氧分压)进行调整之后通过第三扩散速度控制部而导入的被测定气体，进一步利用辅助泵单元50进行氧分压的调整。据此，能够以高精度将第二内部空腔40内的氧浓度保持为恒定，因此，能够在这样的气体传感器100中进行高精度的NOx浓度的测定。

辅助泵单元50是构成为包括如下部件的辅助性的电化学泵单元：辅助泵电极51，其具有顶部电极部51a，该顶部电极部51a设置于第二固体电解质层6的下表面的面对第二内部空腔40的大致整个区域；外侧泵电极23(不限于外侧泵电极23，只要是传感器元件101的外侧的适当的电极即可)；以及第二固体电解质层6。

这样的辅助泵电极51以与此前的设置于第一内部空腔20内的内侧泵电极22同样的隧道形态的构造而配置于第二内部空腔40内。即，相对于构成第二内部空腔40的顶面的第二固体电解质层6而形成有顶部电极部51a，另外，在构成第二内部空腔40的底面的第一固体电解质层4形成有底部电极部51b。并且，将上述顶部电极部51a和底部电极部51b连结的侧部电极部(省略图示)分别形成于构成第二内部空腔40的侧壁的隔离层5的两个壁面。即，辅助泵电极51在该侧部电极部的配设部位以隧道形态的构造而配设。

此外，关于辅助泵电极51，也与内侧泵电极22同样地使用能减弱针对被测定气体中的NOx成分的还原能力的材料而形成。

在辅助泵单元50中，对辅助泵电极51与外侧泵电极23之间施加期望的电压Vp1，由此，能够将第二内部空腔40内的气氛中的氧吸出至外部空间、或者从外部空间将氧吸入至第二内部空腔40内。

另外，为了控制第二内部空腔40内的气氛中的氧分压，电化学传感器单元、即辅助泵控制用氧分压检测传感器单元81构成为包括辅助泵电极51、基准电极42、第二固体电解质层6、隔离层5、第一固体电解质层4以及第三基板层3。

此外，辅助泵单元50利用基于由该辅助泵控制用氧分压检测传感器单元81检测出的电动势V1而控制电压的可变电源52进行泵送。据此，第二内部空腔40内的气氛中的氧分压被控制至实质上对NOx的测定没有影响的较低的分压。

另外，与此同时，其泵电流Ip1用于控制主泵控制用氧分压检测传感器单元80的电动势。具体而言，泵电流Ip1作为控制信号而输入至主泵控制用氧分压检测传感器单元80，通过控制其电动势V0而将从第三扩散速度控制部30导入至第二内部空腔40内的被测定气体中的氧分压的梯度控制为始终恒定。在用作NOx传感器时，第二内部空腔40内的氧浓度因主泵单元21和辅助泵单元50的作用而保持为约0.001ppm左右的恒定值。

测定用泵单元41在第二内部空腔40内进行被测定气体中的NOx浓度的测定。测定用泵单元41是构成为包括如下部件的电化学泵单元：测定电极44，其设置于第一固体电解质层4的上表面的面对第二内部空腔40且远离第三扩散速度控制部30的位置；外侧泵电极23；第二固体电解质层6；隔离层5；以及第一固体电解质层4。

测定电极44是多孔质金属陶瓷电极。测定电极44还作为对第二内部空腔40内的气氛中存在的NOx进行还原的NOx还原催化剂而发挥功能。此外，测定电极44由第四扩散速度控制部45覆盖。

第四扩散速度控制部45是由以氧化铝(Al₂O₃)为主成分的多孔体构成的膜。第四扩散速度控制部45承担限制向测定电极44流入的NOx的量的作用，并且，还作为测定电极44的保护膜而发挥功能。

在测定用泵单元41中，能够将因测定电极44周围的气氛中的氮氧化物分解而产生的氧吸出，从而能够将其产生量作为泵电流Ip2而进行检测。

另外，为了对测定电极44周围的氧分压进行检测，电化学传感器单元、即测定用泵控制用氧分压检测传感器单元82构成为包括第二固体电解质层6、隔离层5、第一固体电解质层4、第三基板层3、测定电极44以及基准电极42。基于由测定用泵控制用氧分压检测传感器单元82检测出的电动势(控制电压)V2而对可变电源46进行控制。

引导至第二内部空腔40内的被测定气体在氧分压被控制的状况下通过第四扩散速度控制部45而到达测定电极44。测定电极44周围的被测定气体中的氮氧化物被还原(2NO→N₂+O₂)而产生氧。并且，该产生的氧被测定用泵单元41进行泵送，此时，将可变电源的电压Vp2控制为：使得由测定用泵控制用氧分压检测传感器单元82检测出的电动势(控制电压)V2恒定。在测定电极44周围产生的氧的量与被测定气体中的氮氧化物的浓度成正比例，因此，利用测定用泵单元41中的泵电流Ip2而对被测定气体中的氮氧化物浓度进行计算。

另外，如果对测定电极44、第一固体电解质层4、第三基板层3以及基准电极42进行组合而以电化学传感器单元的形式构成氧分压检测机构，则能够检测与由测定电极44周围的气氛中的NOx成分还原产生的氧的量和基准大气中含有的氧的量之差相应的电动势，据此，也能够求出被测定气体中的NOx成分的浓度。

另外，电化学传感器单元83构成为包括第二固体电解质层6、隔离层5、第一固体电解质层4、第三基板层3、外侧泵电极23以及基准电极42，能够利用通过该传感器单元83而获得的电动势Vref对传感器外部的被测定气体中的氧分压进行检测。

在具有这样的结构的气体传感器100中，使主泵单元21和辅助泵单元50工作而将氧分压始终保持为恒定的低值(实质上对NOx的测定没有影响的值)的被测定气体向测定用泵单元41供给。因此，基于与被测定气体中的NOx的浓度大致成正比例、且通过因NOx的还原而产生的氧从测定用泵单元41吸出而流通的泵电流Ip2，能够获知被测定气体中的NOx浓度。

此外，传感器元件101具备加热器部70，该加热器部70承担对传感器元件101进行加热并保温的温度调整作用，以便提高固体电解质的氧离子传导性。加热器部70具备加热器电极71、加热器72、通孔73、加热器绝缘层74以及压力释放孔75。

加热器电极71是以与第一基板层1的下表面接触的方式而形成的电极。通过将加热器电极71与外部电源连接而能够从外部向加热器部70供电。

加热器72是以被第二基板层2和第三基板层3从上下侧夹持的方式而形成的电阻体。加热器72借助通孔73而与加热器电极71连接，因通过该加热器电极71从外部供电而发热，对形成传感器元件101的固体电解质进行加热和保温。

另外，加热器72埋设于第一内部空腔20至第二内部空腔40的整个区域，能够将传感器元件101整体调整为使得上述固体电解质活化的温度。

加热器绝缘层74是在加热器72的上下表面由氧化铝等绝缘体形成的绝缘层。以获得第二基板层2与加热器72之间的电绝缘性、以及第三基板层3与加热器72之间的电绝缘性为目的而形成加热器绝缘层74。

压力释放孔75是设置成将第三基板层3贯通、且与基准气体导入空间43连通的部位，其是以缓和与加热器绝缘层74内的温度上升相伴的内压上升为目的而形成的。

[3.外壳的结构]

图3是示意性地表示凿密部142被凿密之前的外壳140的纵截面的图。图4是示意性地表示从侧方观察凿密部142的一部分的状态的图。图5是示意性地表示图3的V－V截面的图。

参照图3、图4及图5，凿密部142自基部141的后端部开始进一步向后端侧延伸。凿密部142的厚度比基部141的厚度薄，例如为0.45mm以上0.65mm以下，例如为0.56mm左右。

关于凿密部142，在周向上每隔规定间隔形成有切口部200。各切口部200是通过在凿密部142对环状的后端局部地向前侧进行开槽加工而形成的。各切口部200的深度D1(图4)例如为2.00mm以上3.00mm以下，例如为2.55mm左右。各切口部200的深度D1是：与凿密部142的后端对应的位置至切口部200的底部的长度。

本实施方式中，在凿密部142形成有6个切口部200。由从后侧观察凿密部142时的虚拟圆的中心P1和各切口部200形成的角度A1(图5)例如为18°以上。这种情况下，整个凿密部142(360°)中，切口部200所占据的角度为108°以上。即，凿密部142中切口部200的长度相对于凿密部142的整个外周的长度的比例为0.3以上。应予说明，优选地，由从后侧观察凿密部142时的虚拟圆的中心P1和各切口部200形成的角度A1为20°以上30°以下。

接下来，对在凿密部142形成多个切口部200的理由进行说明。考虑了在凿密部142完全未形成切口部200的情形。这种情况下，当凿密部142被凿密时，凿密部142的后端被压入径向的内侧，因此，凿密部142的后端的周向上的长度缩短。其结果，凿密部142折曲的部分中的剩余部分被赶到径向的外侧，例如发生凿密部的横向鼓起。例如，通过从后端侧对凿密部142进行按压而进行凿密加工的情况下，横向鼓起的发生更加显著。例如，根据生产线的情况，有时不得不从后端侧对凿密部142进行按压。

图6是从后方示出本实施方式所涉及的气体传感器100的外壳140中凿密部142被凿密的状态的示意图。参照图6，关于凿密部142，在周向上的一部分形成有切口部200。其结果，凿密部142中的未形成切口部200的部分的周向上的长度L1的合计值比例如由进行凿密加工后的凿密部142的后端包围的虚拟圆C1的周长短。因此，即便凿密部142被凿密且凿密部142的后端被压入径向的内侧，折曲的部分也容易收纳于径向的内侧。其结果，根据本实施方式所涉及的气体传感器100，即便从后方对凿密部142进行凿密，凿密部142的一部分也难以被赶到径向的外侧，因此，难以发生凿密部142的横向鼓起。

[4.特征]

如上，关于本实施方式所涉及的气体传感器100的凿密部142，在周向上的一部分形成有切口部200。因此，即便凿密部142被凿密且凿密部142的后端被压入径向的内侧，与在凿密部142未形成切口部200的情形相比，折曲的部分也容易收纳于径向的内侧。其结果，根据气体传感器100，即便凿密部142被凿密，凿密部142的一部分也难以被赶到径向的外侧，因此，难以发生凿密部142的横向鼓起。

[5.变形例]

以上虽然对实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于上述实施方式，只要不脱离其主旨，就可以进行各种变更。以下，对变形例进行说明。

＜5－1＞

上述实施方式所涉及的气体传感器100中，在传感器元件101形成有第一内部空腔20和第二内部空腔40。即，传感器元件101为双腔结构。然而，传感器元件101并不一定需要为双腔结构。例如，传感器元件101可以为三腔结构。

图7是概要性地表示三腔结构的传感器元件101X的结构的一例的剖视示意图。如图7所示，可以利用第五扩散速度控制部60将第二内部空腔40(图2)进一步分为2个腔而形成第二内部空腔40X和第三内部空腔61。这种情况下，可以在第二内部空腔40X配置辅助泵电极51X、且在第三内部空腔61配置测定电极44X。另外，设为三腔结构的情况下，可以省略第四扩散速度控制部45。

＜5－2＞

上述实施方式所涉及的气体传感器100中，在凿密部142形成有6个切口部200。然而，在凿密部142形成的切口部200的数量并不限定于6个。例如，在凿密部142形成的切口部200的数量只要为1个以上即可。

图8是变形例的与图5对应的图。如图8所示，外壳140Y具有凿密部142Y。在凿密部142Y形成有4个切口部200Y。凿密部142的形状可以为这种形状。

[6.实施例等]

＜6－1.实施例1－4以及比较例1＞

制造与图1所示的气体传感器100的一部分相同的产品(一次组装品)。实施例1－4以及比较例1中分别只有凿密部的形状不同。

实施例1中，凿密部具有的切口部的数量为4个。凿密部中切口部的长度相对于凿密部的整个外周的长度的比例为1/3。切口部的深度(图4中的D1)为2.55mm。凿密部的厚度为0.56mm。

实施例2中，凿密部具有的切口部的数量为6个。凿密部中切口部的长度相对于凿密部的整个外周的长度的比例为1/3。切口部的深度为2.55mm。凿密部的厚度为0.56mm。

实施例3中，凿密部具有的切口部的数量为4个。凿密部中切口部的长度相对于凿密部的整个外周的长度的比例为1/2。切口部的深度为2.55mm。凿密部的厚度为0.56mm。

实施例4中，凿密部具有的切口部的数量为6个。凿密部中切口部的长度相对于凿密部的整个外周的长度的比例为1/2。切口部的深度为2.55mm。凿密部的厚度为0.56mm。

比较例1中，未在凿密部形成切口部。凿密部的厚度为0.56mm。

以下的表1中汇总示出了实施例1－4以及比较例1各自的特征。

表1

＜6－2.试验＞

(6－2－1.凿密部的计算机断层摄影)

关于实施例1－4以及比较例1各自的一次组装品分别进行计算机断层摄影(CT)。基于通过CT生成的图像而确认凿密部有无横向鼓起。

(6－2－2.泄漏试验)

利用一次组装品进行泄漏试验。通过泄漏试验而检查保持部件和传感器元件的气密性能。

图9是利用试验器500的泄漏试验的概要说明图。如图9所示，试验器500包括安装夹具502、上罩504、下罩506以及管508。在安装夹具502形成有一次组装品的外螺纹部(省略图示)能够安装的内螺纹部(省略图示)。上罩504及下罩506将安装夹具502的上下分别覆盖。管508与下罩506的开口连接。上罩504、安装夹具502以及下罩506的连接部由O型环密封。将在外螺纹部卷绕有密封带的一次组装品安装于安装夹具502的内螺纹部，并利用扭力扳手(4.0Nm)进行固定。

据此，上罩504内和下罩506内成为：除了经由一次组装品的内部以外，彼此没有气体流通的状态。并且，在管508的内部粘贴有肥皂水形成的膜510。在该状态下，从上罩504的上部开口供给空气，在1分钟的时间内施加0.4MPaG的压力，利用尺子测定膜510的上升量(mm)。然后，将该上升量换算为泄漏量(cc/min)。应予说明，1mm的上升量相当于0.01cc(＝0.01cm³)的泄漏量。泄漏量越少，意味着保持部件143和传感器元件101的气密性越高。

＜6－3.试验结果＞

(6－3－1.凿密部的计算机断层摄影)

根据CT的结果可知：实施例1－4中，在凿密部几乎未发生压曲变形，几乎未发生凿密部的横向鼓起。另外，凿密形状为直线状。另一方面，比较例1中，凿密部发生压曲变形，并发生了凿密部的横向鼓起。此外，凿密形状为卷曲的形状。

图10是表示比较例1的凿密形状的例子的图。如图10所示，比较例1中，在凿密部发生了横向鼓起。此外，在凿密部的后端附近出现折点，凿密形状为卷曲的形状。

图11是表示实施例1的凿密形状的例子的图。如图11所示，实施例1中，在凿密部未发生横向鼓起。另外，在凿密部的根部附近出现折点，凿密形状为直线状。实施例2－4中，与实施例1相同，也未发生凿密部的横向鼓起。

(6－3－2.泄漏试验)

针对实施例1－4以及比较例1分别准备3个一次组装品而进行泄漏试验。以下的表2中示出了泄漏试验的结果。

表2

能够确认：实施例1－4各自的泄漏量小于比较例1的泄漏量。

Claims

1.一种气体传感器，其中，具备：

传感器元件，该传感器元件用于对被测定气体中的规定气体成分的浓度进行测定；

保持部件，该保持部件对所述传感器元件的一部分进行保持；以及

外壳，该外壳对所述传感器元件及所述保持部件进行收纳，

所述外壳包括：

圆筒状的基部；以及

圆筒状的凿密部，该凿密部设置成比所述基部更靠后端侧，以折曲的状态对所述保持部件的后端侧的位置进行按压，

关于所述凿密部，在周向上的一部分形成有切口部。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，

所述凿密部的外周中的所述切口部的长度相对于所述凿密部的整个外周的长度的比例为0.3以上。

3.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，

所述凿密部的外周中的所述切口部的长度相对于所述凿密部的整个外周的长度的比例为0.25以上0.45以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体传感器，其中，

在所述凿密部形成的所述切口部的数量为4个以上6个以下。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的气体传感器，其中，

所述凿密部的与后端对应的位置至所述切口部的底部的长度为2.00mm以上3.00mm以下。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体传感器，其中，

所述凿密部的厚度为0.45mm以上0.65mm以下。