CN117929624A - 气体传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气体传感器，其具备：供传感器元件穿插的金属制壳体、以及焊接于该壳体的外周的金属制外筒，抑制了在焊接部表面产生针孔。本发明的一方面所涉及的气体传感器中，在比利用焊接形成的熔融部分靠后端侧的位置，与外筒的内周面接触的壳体的外周面的轴向上的长度、即接触距离Lg为基准距离Lr以下。

Description

气体传感器

技术领域

本发明涉及气体传感器。

背景技术

以往，关于对汽车的尾气等被测定气体中的氧、NOx等特定气体的浓度进行检测的气体传感器，例如已知有具备以下构成的气体传感器。即，已知如下气体传感器，其具备：长条状的传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体、以及焊接于该壳体的外周的金属制的外筒。例如，下述的专利文献1中公开了如下气体传感器，其是将所述壳体的一部分压入于所述外筒后，针对所述壳体与所述外筒的重叠部分沿周向实施焊接，将两者接合而制造的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-174622号公报

发明内容

本发明的发明人发现：对具备上述构成的气体传感器实施所述焊接时，在所述壳体与所述外筒的接触面附着有残留油分等的情况下，产生以下问题。即，该残留油分等因焊接时的热而成为挥发气体，有时因混入于熔敷金属中而在焊接部分的表面(焊接部表面)表现为气泡(针孔)。

并且，产生了该针孔的情况下，有可能产生以针孔为起点发生腐蚀、或者针孔贯穿部件(例如所述外筒)而使密封性降低等不良。特别是将气体传感器在严酷的环境下使用或长期间使用的情况下，产生该不良的可能性变大。为了防止该不良，也考虑将所述壳体和所述外筒分别充分清洗而使得两者的接触面不残留油分等，但是，很难使残留油分等完全消失。

本发明的一方面鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供具备供传感器元件穿插的金属制壳体、以及焊接于该壳体的外周的金属制外筒、且抑制了在焊接部表面产生针孔的气体传感器。

本发明为了解决上述课题而采用以下构成。

第一观点所涉及的气体传感器具备：圆筒状且金属制的壳体，长条状的传感器元件在该壳体的内部沿轴向贯穿；以及金属制的外筒，所述轴向上的所述壳体的后端侧的一部分被压入于该外筒，通过在该外筒与被压入的所述壳体的重叠部分沿周向进行焊接，该外筒被装配于所述壳体的外周面，在比利用所述焊接形成的所述外筒的熔融部分靠所述后端侧的位置，与所述外筒的内周面接触的所述壳体的外周面的所述轴向上的长度、即接触距离Lg为基准距离Lr以下，通过以下的数学式(1)来计算出所述基准距离Lr。

Lr＝k×Da/(Tb×Tc)···数学式(1)

此处，所述数学式(1)中，“k”表示比例常数，“Da”表示从所述壳体的外周面至熔入于所述壳体内的所述熔融部分的最深部为止的所述壳体的径向上的深度，“Tb”表示所述壳体的外径与所述外筒的内径之差、即缩减量，“Tc”表示所述外筒的厚度。所述熔融部分也可以称为所述外筒的因熔融而发生组织变更的部分。

该构成中，所述气体传感器具备：金属制的所述壳体，其供所述传感器元件穿插；以及金属制的所述外筒，所述壳体被压入于所述外筒，在所述外筒与所述壳体的重叠部分，沿周向进行焊接，从而所述外筒装配于所述壳体的外周面。例如，在所述壳体与所述外筒的重叠部分，沿周向进行激光焊接，从而所述外筒装配于所述壳体的外周面。并且，所述气体传感器中，所述接触距离Lg为所述基准距离Lr以下，通过所述数学式(1)而计算出所述基准距离Lr。

此处，所述基准距离Lr表示例如附着于所述壳体与所述外筒的接触面的残留油分等因所述焊接时的热而挥发得到的挥发气体能够凭借自身的压力而到达的距离(可到达距离)中的最大距离。即，在彼此接触的所述壳体的外周面与所述外筒的内周面中的至少一者附着有残留油分等的情况下，该残留油分等因所述焊接时的热而挥发，从而产生挥发气体。将这样的挥发气体能够凭借自身的压力而在彼此接触的所述壳体的外周面与所述外筒的内周面之间移动的距离称为“挥发气体的可到达距离”的情况下，所述基准距离Lr为该可到达距离的最大值。

另外，所述挥发气体的可到达距离与所述Da、所述Tb及所述Tc具有以下关系。即，表示从所述壳体的外周面至熔入于所述壳体内的所述熔融部分的最深部为止的所述壳体的径向上的深度的所述Da越大，所述壳体及所述外筒的热变形越大。亦即，所述Da越大，所述壳体的外周面与所述外筒的内周面的间隙越大。因此，所述Da越大，针对所述挥发气体的扩散阻力的值越小，在所述壳体的外周面与所述外筒的内周面之间移动的所述挥发气体的所述可到达距离越大。另外，表示所述壳体的外径与所述外筒的内径之差、即缩减量的所述Tb越大，针对所述挥发气体的扩散阻力的值越大，在所述壳体的外周面与所述外筒的内周面之间移动的所述挥发气体的所述可到达距离越小。此外，表示所述外筒的厚度的所述Tc越大，所述焊接时的热越容易扩散，因此，所述挥发气体的产生量减少，另外，所述壳体及所述外筒的热变形变小。因此，所述Tc越大，在所述壳体的外周面与所述外筒的内周面之间移动的所述挥发气体的所述可到达距离越小。所述Da、所述Tb及所述Tc分别相对于所述可到达距离而具有上述关系，因此，所述可到达距离的最大值、即所述基准距离Lr可以表示为所述Da、所述Tb及所述Tc的函数。另外，通过试验等，能够求出作为比例常数的所述k。因此，通过作为比例常数的所述k、所述Da、所述Tb及所述Tc的函数、即所述数学式(1)而计算出所述基准距离Lr。

并且，所述气体传感器中，所述接触距离Lg为所述基准距离Lr以下，亦即，“在比所述熔融部分靠所述后端侧的位置与所述外筒的内周面接触的所述壳体的外周面的所述轴向上的长度”为所述基准距离Lr以下。换言之，从“所述熔融部分与所述壳体的外周面接触的端点”(熔融部端)的位置至“所述壳体的外周面和所述外筒的内周面变成在整个周向上非接触的位置”(释放位置)为止的长度为所述基准距离Lr以下。

因此，进行所述焊接时，在彼此接触的所述壳体的外周面与所述外筒的内周面之间产生的所述挥发气体能够凭借自身的压力而移动至所述壳体的外周面和所述外筒的内周面变成在整个周向上非接触的位置(释放位置)。进行所述焊接时，例如所述熔融部分处的所述挥发气体能够凭借自身的压力而移动至“所述壳体的外周面和所述外筒的内周面变成在整个周向上非接触的位置”。亦即，进行所述焊接时产生的所述挥发气体能够凭借自身的压力朝向所述释放位置移动，在所述释放位置释放(Release)。因此，所述气体传感器能够降低所述挥发气体留在所述熔融部分而使所述熔融部分产生针孔的可能性，亦即，能够抑制在所述熔融部分产生针孔。

因此，所述气体传感器具备：供所述传感器元件穿插的金属制的所述壳体、以及焊接于所述壳体的外周的金属制的所述外筒，能够抑制在所述熔融部分产生针孔。

另外，所述气体传感器中，通过使所述接触距离Lg为通过所述数学式(1)而计算出的所述基准距离Lr以下，能够抑制在所述熔融部分产生针孔。并且，如上所述，所述数学式(1)中的比例常数、即所述k可以通过试验等而预先求解。因此，所述气体传感器能够在设计阶段确定抑制所述针孔的产生的结构，例如能够在设计阶段以使其为所述基准距离Lr以下的方式确定所述接触距离Lg的值。此外，所述气体传感器中，通过抑制所述针孔的产生，能够抑制由该针孔所引起的产生发生腐蚀、密封性降低这些不良的可能性。再者，所述气体传感器能够在设计阶段实现抑制所述针孔的产生的结构，因此，无需从以前的气体传感器变更焊接条件等就能够抑制所述针孔的产生。另外，对于所述气体传感器，不需要将所述壳体和所述外筒分别充分清洗以使得油分等不会残留于所述壳体与所述外筒的接触面等工序，因此，能够抑制制造时成为必要的管理、工序中的工时。

第二观点所涉及的气体传感器在上述第一观点所涉及的气体传感器的基础上，所述基准距离Lr可以大于所述接触距离Lg的1.2倍。该构成中，所述气体传感器中，所述基准距离Lr大于所述接触距离Lg的1.2倍，亦即，所述接触距离Lg小于所述基准距离Lr的1.2分之一。本发明的发明人通过实验确认到：通过使所述接触距离Lg小于所述基准距离Lr的1.2分之一，使得在所述熔融部分产生的针孔的数量急剧减少。因此，对于所述气体传感器，通过使所述接触距离Lg小于所述基准距离Lr的1.2分之一，能够极其有效地抑制在所述熔融部分产生针孔。

第三观点所涉及的气体传感器在上述第一观点或上述第二观点所涉及的气体传感器的基础上，对所述壳体的外周面的所述后端侧的端部可以实施倒角加工。该构成中，所述气体传感器中，对所述壳体的外周面的所述后端侧的端部实施了倒角加工，例如对所述壳体的外周面的所述后端侧的端部可以呈直线状或曲线状实施倒角加工。所述气体传感器中，对所述壳体的外周面的所述后端侧的端部可以实施例如C倒角加工及R倒角加工中的至少一者。所述气体传感器能够将被实施了该倒角加工的所述壳体的外周面的所述后端侧的端部用作将所述壳体向所述外筒压入时的导向部，容易将所述壳体向所述外筒压入。

第四观点所涉及的气体传感器在上述第三观点所涉及的气体传感器的基础上，所述倒角加工可以为R倒角加工。该构成中，所述气体传感器中，对所述壳体的外周面的所述后端侧的端部实施的所述倒角加工为R倒角加工。所述气体传感器中，通过作为对所述壳体的外周面的所述后端侧的端部实施的所述倒角加工而采用R倒角加工，能够抑制在加工时产生毛刺，从而能够抑制所述壳体与所述外筒之间的毛刺咬入。

第五观点所涉及的气体传感器在上述第一观点至上述第四观点中的任一观点所涉及的气体传感器的基础上，所述外筒及所述壳体各自的轴向上，在比所述熔融部分靠所述后端侧的所述壳体的外周面及所述外筒的内周面中的至少一者可以形成有沿所述轴向延伸的狭缝。

该构成中，所述气体传感器中，所述外筒及所述壳体各自的轴向上，在比所述熔融部分靠所述后端侧的所述壳体的外周面及所述外筒的内周面中的至少一者形成沿所述轴向延伸的狭缝。所述气体传感器中，所述狭缝可以延伸至所述壳体的所述后端侧的端面。另外，所述气体传感器中，在所述壳体的外周面及所述外筒的内周面中的至少一者可以形成有周向上彼此空开间隔设置的多个所述狭缝。

本发明的发明人确认到：通过在所述壳体的外周面及所述外筒的内周面中的至少一者形成沿所述轴向延伸的狭缝，与没有形成该狭缝的情形相比，能够使抑制所述针孔产生的效果提高。因此，所述气体传感器通过沿所述轴向延伸的狭缝而能够使抑制在所述熔融部分产生针孔的效果与没有形成所述狭缝的情形相比进一步提高。

发明效果

根据本发明，能够提供具备供传感器元件穿插的金属制壳体、以及焊接于该壳体的外周的金属制外筒、且抑制了在焊接部表面产生针孔的气体传感器。

附图说明

图1是概要地示出实施方式的气体传感器的主要构成的一例的局部截面示意图。

图2是示意性地示出图1的气体传感器中的焊接位置的周边处的壳体与外筒的关系的放大截面图。

图3是针对变形例1的壳体而示意性地示出焊接位置的周边处的与外筒的关系的放大截面图。

图4是针对变形例2的壳体而示意性地示出焊接位置的周边处的与外筒的关系的放大截面图。

图5是针对变形例3的壳体而示意性地示出焊接位置的周边处的与外筒的关系的放大截面图。

图6是示出对壳体的角部实施的各种倒角加工的例子的放大截面图。

符号说明

1…气体传感器、10…传感器元件、20…壳体、40…外筒、210…外周面、410…内周面、420…熔融部分、AX…轴向、Lg…接触距离、Lr…基准距离、Da…熔入深度、Dp…最深部(熔融部分的最深部)、k…比例常数、Tb…缩减量、Tc…厚度、Sl…狭缝。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的一方面所涉及的实施方式(以下也记载为“本实施方式”)进行说明。不过，以下说明的本实施方式在所有点均只不过是本发明的示例。当然，可以不脱离本发明的范围地进行各种改良、变形。亦即，在实施本发明时，可以适当采用与实施方式相应的具体构成。

以下说明详细内容的气体传感器1具备：圆筒状的壳体20，长条状的传感器元件10在其内部沿轴向AX贯穿；以及外筒40，其装配于壳体20的外周面210。壳体20及外筒40分别为金属制的部件。将壳体20的后端侧压入于外筒40的前端侧后，在壳体20与外筒40的重叠部分沿周向进行焊接，由此外筒40装配于壳体20的外周面210。关于具备该构成的气体传感器1，焊接时，在彼此接触的壳体20的外周面210及外筒40的内周面410中的至少一者存在油分等的情况下，该油分等因焊接时的热而成为挥发气体。并且，如果该挥发气体没有从壳体20的外周面210与外筒40的内周面410之间排出而留在利用焊接形成的外筒40的熔融部分420，则在熔融部分420产生挥发气体的气泡、即针孔。熔融部分420也可以称为因熔融而发生组织变更的部分。

本发明的发明人对抑制该针孔的产生的方法进行了探讨，确认到：关于气体传感器1，通过构成为具备以下构成，能够抑制针孔的产生。即，确认到：气体传感器1中，通过使熔融部分420中的挥发气体从彼此接触的壳体20的外周面210与外筒40的内周面410之间排出，能够抑制在熔融部分420产生针孔。

具体而言，气体传感器1中，壳体20的外周面210和外筒40的内周面410彼此接触，不过，因焊接时的热而产生的挥发气体能够凭借自身的压力而在外周面210与内周面410之间移动。于是，气体传感器1中，外筒40的熔融部分420的后端侧的端部(熔融部端Ef)至外周面210与内周面410变成非接触的位置(非接触位置Np)为止的距离(接触距离Lg)调整为满足以下条件。即，气体传感器1中，接触距离Lg调整为“挥发气体能够凭借自身的压力而在外周面210与内周面410之间移动的距离”(可到达距离)以下。

气体传感器1中，通过使接触距离Lg为该可到达距离以下，使得熔融部分420中的挥发气体能够从壳体20的外周面210与外筒40的内周面410之间排出。因此，气体传感器1能够抑制“挥发气体没有从外周面210与内周面410之间排出，留在熔融部分420中而使熔融部分420产生针孔”的可能性。

以下，使用图1等，对通过使接触距离Lg为可到达距离以下、特别是可到达距离的最大值、即基准距离Lr以下而抑制了在熔融部分420产生针孔的气体传感器1的详细情况进行说明。

[构成例]

(气体传感器的整体概要)

图1是概要地示出本实施方式的气体传感器1的主要构成的一例的局部截面示意图。本实施方式中，为了使气体传感器1具备的壳体20和外筒40应当满足的关系、特别是接触距离Lg应当满足的条件容易理解，对气体传感器1具备以下构成的例子进行说明。即，对气体传感器1具备传感器元件10、壳体20、传感器元件保持部件30、外筒40及外侧保护罩50的例子进行说明。不过，本实施方式的气体传感器1也可以具备除传感器元件10、壳体20、传感器元件保持部件30、外筒40及外侧保护罩50以外的构成。

本实施方式的气体传感器1通过其内部具备的传感器元件10而对被测定气体(例如尾气)中的规定的测定对象气体成分(例如NOx等)进行检测。气体传感器1具备：圆筒状的壳体20，传感器元件10在其内部沿轴向AX贯穿；以及外筒40，其装配于壳体20的外周面210。图1中例示的气体传感器1还具备：传感器元件保持部件30，其具有用于保持传感器元件10的穿插孔且由陶瓷材料构成；以及有底筒状的外侧保护罩50，其将传感器元件10的前端侧包围(覆盖)。如图1所例示的那样，气体传感器1的外侧主要由外侧保护罩50、壳体20以及外筒40构成。

例如，气体传感器1、传感器元件10、壳体20、传感器元件保持部件30、外筒40以及外侧保护罩50各自的中心轴同轴。应予说明，图1中以使气体传感器1的主体部的中心轴(轴线)与附图的左右方向一致的方式示出气体传感器1。在以下说明中，只要没有特别说明，将纸面左侧称为气体传感器1的前端侧，将纸面右侧称为气体传感器1的后端侧。气体传感器1的前端侧和传感器元件10的前端侧位于相同侧，气体传感器1的后端侧和传感器元件10的后端侧位于相同侧。

(传感器元件)

传感器元件10为以由氧化锆等氧离子传导性固体电解质陶瓷形成的元件体为主要构成材料的长条的柱状或者薄板状的部件。也可以将传感器元件10构成为长条的筒状或者管状的部件。传感器元件10具有如下构成，即，在前端侧具备气体导入口及内部空腔等，并且，在元件体表面及内部具备各种电极、配线图案。

传感器元件10中，导入至内部空腔的被测定气体在内部空腔内被还原或分解而产生氧离子。气体传感器1中，在传感器元件10的内部流通的氧离子的量与被测定气体中的规定的气体成分的浓度呈正比例，基于此，求出该气体成分的浓度。

如图1所例示的那样，例如传感器元件10的表面的自前端起算的长度方向上的规定的范围可以由保护膜P被覆。保护膜P是为了对传感器元件10的前端附近予以保护以免受到热冲击而设置的由例如Al₂O₃等形成的厚度为10μm～2000μm左右的多孔质膜，也称为耐热冲击保护层。保护膜P优选根据其目的而形成为能够耐受50N左右以内的力。保护膜P的形成范围根据传感器元件10的具体结构而适当确定。

作为长条的柱状或者薄板状的部件的传感器元件10的未设置保护膜P的那侧的端部为传感器元件10的后端。气体传感器1中，传感器元件10在圆筒状的壳体20内部沿轴向AX贯穿，由保护膜P被覆的前端和未由保护膜P被覆的后端从壳体20突出。

(壳体)

壳体20为传感器元件10在内部沿轴向AX贯穿的圆筒状的部件，由金属形成。壳体20在其内部具备对传感器元件10等进行收纳的圆筒状的收纳空间，并且，在将气体传感器1固定于测定位置时使用。

壳体20具备例如沿径向突出的突出部(凸缘)，可以在整个周向设置有该突出部。该突出部为与供气体传感器1安装的未图示的外部部件(例如排气管)接触而防止被测定气体从由该外部部件规定的空间(例如排气管内)漏出的部件。

例如，在壳体20的外周以与突出部接触的方式环绕装配有未图示的固定螺栓。该固定螺栓由例如金属形成，在外周面设置有外螺纹。壳体20插入于“焊接于排气管且在内周面设置有内螺纹的固定用部件(被安装部、凸台)”内，进而，上述的固定螺栓以突出部和固定用部件接触的状态插入于固定用部件内。像这样，壳体20固定于固定用部件内，亦即，气体传感器1固定于排气管内。并且，突出部(特别是突出部的前端侧的面)与排气管(固定用部件)的面抵接而形成密封面，由此防止被测定气体向排气管的外部漏出。

应予说明，可以将图1中例示的壳体20的前端侧和后端侧构成为分体的部件，通过将该前端侧的部件和后端侧的部件利用焊接等进行连接、固定而构成壳体20。例如，壳体20可以包括：具备突出部的金属制的主体金属件(相当于图1中例示的壳体20的前端侧的部件)、以及焊接固定于该主体金属件的圆筒形的内筒(相当于图1中例示的壳体20的后端侧相当的部件)。本实施方式中，壳体20只要为传感器元件10在内部沿轴向AX贯穿的金属制的圆筒状的部件即可，壳体20可以由1个圆筒状的部件构成，也可以是通过将多个圆筒状的部件同轴连接而构成的。

如上所述，在圆筒状的壳体20的内部所具备的收纳空间收纳有传感器元件10。例如，该收纳空间中，传感器元件10按其长度方向与圆筒状的壳体20的轴向AX一致的方式配置，具体而言，按传感器元件10的中心轴和壳体20的中心轴同轴的方式配置。以该方式收纳于壳体20所具备的收纳空间的传感器元件10的位置通过传感器元件保持部件30而被保持。

(传感器元件保持部件)

传感器元件保持部件30为与传感器元件10接触而将传感器元件10保持于壳体20内的由陶瓷材料构成的部件。图1中例示的传感器元件保持部件30包括：陶瓷支承件310、330、350、以及压粉体320、340。传感器元件保持部件30可以进一步包括未图示的垫圈。陶瓷支承件310、330、350及压粉体320、340分别具有用于保持传感器元件10的穿插孔，相对于传感器元件10而同轴地环绕装配。亦即，气体传感器1中，陶瓷支承件310、330、350和压粉体320、340以将传感器元件10配置于壳体20的中心轴(气体传感器1的中心轴)上的状态沿着该中心轴环绕装配。图1中示出了陶瓷支承件310、压粉体320、陶瓷支承件330、压粉体340、陶瓷支承件350从前端侧朝向后端侧按该顺序依次环绕装配于传感器元件10的例子。此外，上述的垫圈可以在比陶瓷支承件350靠后端侧的位置以与陶瓷支承件350接触的状态环绕装配于传感器元件10。应予说明，在以下说明中，还将陶瓷支承件310、330、350、压粉体320、340、以及上述的垫圈统称为“环绕装配零部件”。

陶瓷支承件310、330、350分别为陶瓷制的绝缘子。另外，压粉体320、340分别为将滑石粉等陶瓷粉末成型得到的部件。

例如，如图1所例示的那样，在壳体20内部的前端侧设置有锥形部，环绕装配于传感器元件10的陶瓷支承件310、330、350、压粉体320、340、以及未图示的垫圈被卡止(被固定)。这是如下实现的，即，在预先将环绕装配部件环绕装配于传感器元件10的状态下，使壳体20与上述环绕装配部件的外周嵌合。另外，在进行了上述卡止之后，从后端侧朝向前端侧对垫圈施加规定的载荷而将压粉体320、340分别压缩，由此，在壳体20的内部，传感器元件10的两个端部间被封闭。在实施了该封闭的状态下，将垫圈的后端侧的壳体20铆接为缩径状，由此环绕装配部件被约束，传感器元件10的两个端部间的气密性得以确保。即，在壳体20的内部空间中，环绕装配于传感器元件10的陶瓷支承件310、330、350和压粉体320、340由壳体20的内表面(内壁)、特别是锥形部处的内壁和垫圈夹持而封闭。此处，可以将壳体20的与压粉体340相邻的位置铆接为缩径状，从而使传感器元件10的两个端部间的气密性进一步提高。

应予说明，虽然省略图示，不过，气体传感器1中，在外筒40的内部且是比壳体20靠后端侧的位置，用于实现传感器元件10与外部的电连接的连接器可以与传感器元件10所具备的多个端子电极连接。自该连接器延伸的电线可以从在外筒40的后端设置的开口部引出。可以将在外筒40的后端设置的开口部进一步作为基准气体、即大气的出入部。

在内部空间收纳有传感器元件10及传感器元件保持部件30的圆筒状的壳体20的后端侧被压入于外筒40的前端侧。并且，在外筒40的与壳体20的重叠部分，沿周向进行焊接，由此外筒40装配于壳体20的外周面210。在图1所示的例子中，在焊接位置Wp沿周向进行焊接，由此外筒40装配于壳体20的外周面210。

(外筒)

外筒40为环绕装配于壳体20的外周面210(特别是后端侧的外周面210)且对气体传感器1中的不与被测定气体接触的部位予以保护的金属制的圆筒状部件。即，外筒40通过壳体20的后端侧的外周面210的一部分与内周面410密接而固定于壳体20。外筒40相对于壳体20的环绕装配及此时外筒40与壳体20的密接固定通过将壳体20的后端侧的一部分压入于外筒40来实现。

外筒40的内侧空间成为基准气体、即大气存在的基准气体存在空间。外筒40的内侧空间在气体传感器1安装于例如发动机的排气管等内部存在被测定气体的配管等的状态下与该配管等隔离开。不过，外筒40的内侧空间并不是密闭的，大气能够在外筒40的未图示的设置于后端部分的开口部相对于外筒40的内侧空间而进行出入。

(外侧保护罩)

外侧保护罩50为将传感器元件10的前端包围(覆盖)的有底筒状的部件，例如由金属形成。外侧保护罩50对气体传感器1使用时与被测定气体直接接触的部分、即传感器元件10的前端及其附近予以保护。如图1所例示的那样，在外侧保护罩50形成有容许被测定气体从外侧朝向内侧流动的贯通孔51。图1中示出了在作为有底筒状的部件的外侧保护罩50的底面(气体传感器1的前端侧的面)形成有贯通孔51的例子。不过，图1中例示的贯通孔51的配置方式只不过是示例，贯通孔51的配置位置及配置个数可以考虑被测定气体朝向外侧保护罩50的内部的流入方式而适当确定。例如，可以在作为有底筒状的部件的外侧保护罩50的侧面形成有多个贯通孔51。另外，也可以在外侧保护罩50的底面形成有多个贯通孔51。

外侧保护罩50装配于壳体20的前端侧的外周面210，例如外侧保护罩50的后端侧(开口缘)的内周面与壳体20抵接，由此外侧保护罩50被固定于壳体20。

图1中例示的气体传感器1中，有底筒状的外侧保护罩50的开口缘与壳体20所具有的突出部接触。不过，对气体传感器1而言，外侧保护罩50的开口缘和壳体20的突出部接触不是必须的，在两者之间可以具有间隙。例如，在壳体20所具有的突出部与有底筒状的外侧保护罩50的开口缘之间可以设置有未图示的流水沟。该流水沟沿圆筒状的壳体20的周向延伸，例如可以设置成环绕壳体20的外周一周。

上述的流水沟的底面(底部)的直径可以比外侧保护罩50的开口缘的直径小(短)，亦即，底面的至壳体20的轴(中心轴)为止的长度可以比外侧保护罩50的开口缘的至壳体20的轴为止的长度短。换言之，上述的流水沟的底面(底面的外周)至壳体20的轴为止的长度可以比外侧保护罩50的开口缘至壳体20的轴为止的长度短。

图1中例示的外侧保护罩50具有：圆筒状的大径部、以及与该大径部连接且直径比大径部小的有底筒状的前端部。换言之，本实施方式中，有底筒状的外侧保护罩50具有：圆筒状的躯干部、以及有底筒状且内径比躯干部小的前端部。该躯干部具备：具有外侧保护罩50的沿中心轴向的侧面的侧部、以及作为躯干部的底部的且是将侧部和前端部连接起来的台阶部。不过，对于气体传感器1而言，外侧保护罩50具备上述构成不是必须的，外侧保护罩50具有躯干部和前端部不是必须的。换言之，对于气体传感器1而言，将外侧保护罩50设为圆筒状的躯干部的侧面和有底筒状的前端部通过台阶部而连接的构成不是必须的。对于气体传感器1而言，外侧保护罩50只要具有将传感器元件10的前端覆盖的有底筒状的形状即可。例如，外侧保护罩50可以设为圆筒状的躯干部的侧面和有底筒状的前端部不借助台阶部而是直接连接的构成。另外，例如外侧保护罩50也可以具备多个台阶部。即，外侧保护罩50也可以具有：圆筒状的大径部、与该大径部连接且直径比大径部小的圆筒状的躯干部、以及与该躯干部连接且是内径比躯干部内径小且有底筒状的前端部。亦即，本实施方式中，外侧保护罩50只要具有将传感器元件10的前端(前端)覆盖的有底筒状的形状即可，关于除了有底筒状的形状以外还包含哪些形状，根据气体传感器1的使用方法、使用部位等而适当选择。

通过具有如上构成，气体传感器1中，在安装于规定位置的状态下，传感器元件10的前端周围的被测定气体存在空间和后端周围的基准气体存在空间完全隔离开。据此，气体传感器1能够对被测定气体中的测定对象气体成分的浓度精度良好地进行测定。

(关于气体传感器的整理)

如之前所说明的那样，气体传感器1具备：圆筒状且金属制的壳体20，长条状的传感器元件10在其内部沿轴向AX贯穿；以及金属制的外筒40，其装配于壳体20的外周面210。壳体20的后端侧的一部分被压入于外筒40，在与被压入的壳体20的重叠部分，沿周向进行焊接，从而外筒40装配于壳体20的外周面210。在图1所示的例子中，在焊接位置Wp沿周向进行焊接，由此外筒40装配于壳体20的外周面210。

气体传感器1中，在比利用焊接形成的外筒40的熔融部分420靠后端侧的位置，与外筒40的内周面410接触的壳体20的外周面210的轴向AX上的长度、即接触距离Lg为基准距离Lr以下。以下，使用图2等，对该接触距离Lg的详细情况进行说明。

(关于接触距离)

图2是示意性地示出气体传感器1中的焊接位置Wp的周边处的壳体20与外筒40的关系的放大截面图，且是特别说明接触距离Lg的详细情况的图。图2中，纸面的左右方向为轴向AX。

如图2所例示的那样，利用焊接形成的外筒40的熔融部分420熔入于壳体20内，在该熔融部分420的周围，壳体20的外周面210和外筒40的内周面410彼此接触。另外，在图2所示的例子中，对壳体20的外周面210的后端侧的端部实施例倒角加工，亦即，对壳体20的后端侧的角部实施了倒角加工。具体而言，在图2中例示的壳体20中，对外周面210的后端侧的端部实施了C倒角加工，在壳体20的外周面210与壳体20的后端面220之间形成有具有直线状的截面形状的直倒角面Af。

图中的“熔融部中心Cf”表示利用焊接形成的外筒40的熔融部分420的轴向AX上的中心。熔融部分420也可以称为外筒40的因熔融而发生组织变更的部分。

图中的“熔融部端Ef”表示位于轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的位置的熔融部分420与壳体20的外周面210接触的端点。熔融部端Ef也可以称为与壳体20接触的熔融部分420的轴向AX上的后端。另外，熔融部端Ef还可以称为轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的壳体20的外周面210、外筒40的内周面410以及熔融部分420的接触位置。在轴向AX上比熔融部端Ef靠后端侧的位置，壳体20的外周面210和外筒40的内周面410彼此接触。

图中的“非接触位置Np”表示轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的壳体20的外周面210和外筒40的内周面410变成非接触(变得不接触)的位置。即，非接触位置Np表示在比熔融部中心Cf靠后端侧的位置，壳体20的外周面210和外筒40的内周面410变成非接触的最前端侧的位置，也称为“释放位置”。非接触位置Np也可以称为在比熔融部中心Cf靠后端侧的位置，壳体20的外周面210和外筒40的内周面410变成在整个周向上非接触的位置。另外，非接触位置Np还可以称为壳体20的外周面210的后端。如上所述，在图2所示的例子中，对壳体20的外周面210的后端侧的端部实施了倒角加工(C倒角加工)。因此，非接触位置Np可以称为实施了该倒角加工之后的壳体20的外周面210的后端。

图中的“熔入深度Da”表示壳体20的外周面210至熔入于壳体20内的熔融部分420的最深部Dp为止的壳体20的径向上的深度。最深部Dp也可以称为因焊接而熔入于壳体20内的外筒40的熔融部分420中的熔入于壳体20内最深的熔融部分420的壳体20的径向上的位置。

图中的“厚度Tc”表示作为金属制的圆筒状的部件的外筒40的厚度，亦即，外筒40的外径与内径之差。

在图2所示的例子中，在熔融部端Ef与非接触位置Np之间，壳体20的外周面210和外筒40的内周面410彼此接触，特别是，外周面210和内周面410在整个周向上彼此接触。另外，在轴向AX上比非接触位置Np靠后端侧的位置，壳体20的外周面210和外筒40的内周面410未彼此接触，特别是，外周面210和内周面410在整个周向上未彼此接触。

此处，如上所述，接触距离Lg为在比熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的壳体20的外周面210的轴向AX上的长度。因此，在图2所示的例子中，接触距离Lg也可以称为熔融部端Ef的位置与非接触位置Np之间的距离。即，在图2所示的例子中，接触距离Lg也可以称为在比熔融部分420靠后端侧的位置在整个周向上与外筒40的内周面410接触的壳体20的外周面210的轴向AX上的长度。

本实施方式的气体传感器1中，通过使该接触距离Lg为基准距离Lr以下，使得外筒40的熔融部分420中的挥发气体能够从壳体20的外周面210与外筒40的内周面410之间排出。

如上所述，基准距离Lr为例如“挥发气体能够凭借自身的压力在外周面210与内周面410之间移动的距离”、即可到达距离的最大值。即，基准距离Lr表示例如附着于壳体20与外筒40的接触面的残留油分等因焊接时的热而挥发得到的挥发气体能够凭借自身的压力到达的距离(可到达距离)中的最大距离。并且，挥发气体的可到达距离与熔入深度Da、表示壳体20的外径与外筒40的内径之差、即缩减量的缩减量Tb及外筒40的厚度Tc分别具有以下关系。

即，表示“壳体20的外周面210至熔入于壳体20内的熔融部分420的最深部Dp为止的壳体20的径向上的深度”的熔入深度Da越大，壳体20及外筒40的热变形越大。亦即，熔入深度Da越大，壳体20的外周面210与外筒40的内周面410的间隙越大。因此，熔入深度Da越大，针对想要在外周面210与内周面410之间移动的挥发气体的扩散阻力的值越小，挥发气体的可到达距离越大。

另外，表示“壳体20的外径与外筒40的内径之差、即缩减量”的缩减量Tb越大，针对想要在外周面210与内周面410之间移动的挥发气体的扩散阻力的值越大。因此，缩减量Tb越大，挥发气体的可到达距离越小。

此外，表示“外筒40的厚度”的厚度Tc越大，焊接时的热越容易扩散，因此，挥发气体的产生量减少，另外，壳体20及外筒40的热变形变小。因此，厚度Tc越大，在壳体20的外周面210与外筒40的内周面410之间移动的挥发气体的可到达距离越小。

如以上所说明的那样，熔入深度Da越大，挥发气体的可到达距离越大；缩减量Tb越大，挥发气体的可到达距离越小；厚度Tc越大；挥发气体的可到达距离越小。熔入深度Da、缩减量Tb及厚度Tc分别相对于可到达距离而具有上述关系，因此，可到达距离的最大值、即基准距离Lr可以表示为熔入深度Da、缩减量Tb及厚度Tc的函数。即，将“k”设为比例常数，通过以下的数学式(1)而计算出基准距离Lr。

Lr＝k×Da/(Tb×Tc)···数学式(1)

(比例常数k的计算)

此处，本发明的发明人如下计算出上述的数学式(1)中的比例常数k。首先，本发明的发明人制造使熔入深度Da为Da(Ref)、使缩减量Tb为Tb(Ref)、使外筒40的厚度Tc为Tc(Ref)、使接触距离Lg为接触距离Lg(Ref)的气体传感器1(Ref)。关于该气体传感器1(Ref)，本发明的发明人确认到：以使得基准距离Lr变大的方式对熔入深度Da、缩减量Tb及外筒40的厚度Tc中的至少1者进行变更，由此在熔融部分420产生的针孔数减少。换言之，关于气体传感器1(Ref)，本发明的发明人确认到：通过以使得挥发气体的可到达距离变大的方式对熔入深度Da、缩减量Tb及外筒40的厚度Tc中的至少1者进行变更，针孔的产生数减少。另外，关于气体传感器1(Ref)，本发明的发明人确认到：通过以使得基准距离Lr变小的方式对熔入深度Da、缩减量Tb及外筒40的厚度Tc中的至少1者进行变更，在熔融部分420产生的针孔数增大。换言之，关于气体传感器1(Ref)，本发明的发明人确认到：通过以使得挥发气体的可到达距离变小的方式对熔入深度Da、缩减量Tb及外筒40的厚度Tc中的至少1者进行变更，针孔的产生数减少。通过这些确认，本发明的发明人判断为：气体传感器1(Ref)中，接触距离Lg与基准距离Lr相等。即，本发明的发明人判断为：气体传感器1(Ref)中的接触距离Lg、即接触距离Lg(Ref)与气体传感器1(Ref)中的基准距离Lr相等。

于是，本发明的发明人针对上述的数学式(1)代入Da＝Da(Ref)、Tb＝Tb(Ref)、Tc＝Tc(Ref)、Lr＝Lg(Ref)，计算出比例常数k，具体而言，作为比例常数k，计算出k(Ref)。

(基准距离Lr的指定及接触距离Lg的确定)

由于能够确定比例常数k(即，能够确定比例常数k为k(Ref))，所以，关于气体传感器1，根据熔入深度Da、缩减量Tb、外筒40的厚度Tc及比例常数k并基于数学式(1)能够计算出基准距离Lr。并且，关于气体传感器1，通过使接触距离Lg为计算出的基准距离Lr以下，气体传感器1能够实现以下效果。即，气体传感器1能够抑制“挥发气体没有从外周面210与内周面410之间排出而是留在熔融部分420中，使熔融部分420产生针孔”的可能性，亦即，能够抑制在熔融部分420产生针孔。

如以上所说明的那样，关于气体传感器1，通过使接触距离Lg为基准距离Lr以下，气体传感器1能够抑制在熔融部分420产生针孔。并且，本发明的发明人进一步在实验中确认到：优选使接触距离Lg小于基准距离Lr，特别是，更优选使接触距离Lg小于基准距离Lr的1.2分之一。具体而言，本发明的发明人通过实验确认到：通过使接触距离Lg小于基准距离Lr的1.2分之一，使得熔融部分420中产生的针孔数急剧减少。下文中，对该实验的详细情况进行说明。

于是，气体传感器1中，基准距离Lr可以大于接触距离Lg的1.2倍，亦即，接触距离Lg可以小于基准距离Lr的1.2分之一。如上所述，通过使接触距离Lg小于基准距离Lr的1.2分之一，使得熔融部分420中产生的针孔数急剧减少。因此，气体传感器1中，通过使接触距离Lg小于基准距离Lr的1.2分之一，能够极其有效地抑制在熔融部分420产生针孔。

(壳体的角部的形状)

如上所述，图2中例示的壳体20中，对外周面210的后端侧的端部(角部)实施了倒角加工，具体而言，实施了C倒角加工。即，图2中示出了壳体20的面对外筒40的内周面410的角部(后端侧的角部)被倒角而在壳体20的外周面210与壳体20的后端面220之间形成有具有直线状的截面形状的直倒角面Af的例子。

气体传感器1中，也可以对壳体20的外周面210的后端侧的端部实施倒角加工，也可以例如，如图2所例示的那样，对壳体20的外周面210的后端侧的端部呈直线状实施倒角加工。具体而言，图2中例示的气体传感器1中，对壳体20的外周面210的后端侧的端部实施了C倒角加工。气体传感器1能够将被实施了倒角加工的壳体20的外周面210的后端侧的端部用作将壳体20朝向外筒40压入时的导向部，容易将壳体20朝向外筒40压入。

如以上所说明的那样，图2中示出了对壳体20的外周面210的后端侧的端部实施了C倒角加工的气体传感器1的例子。即，图2中例示的气体传感器1中，对壳体20的外周面210的后端侧的端部呈直线状实施了倒角加工。通过该倒角加工，在壳体20的后端侧，如图2所例示的那样，形成有截面形状呈1条直线状的直倒角面Af。不过，对于气体传感器1而言，通过实施倒角加工而在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”(例如壳体20)的后端侧形成的直倒角面Af的截面形状为1条直线状不是必须的。即，对于气体传感器1而言，通过对壳体的外周面的后端实施的倒角加工而形成的直倒角面Af的截面形状为1条直线状不是必须的。下文中对详细情况进行说明，通过实施倒角加工，在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧可以形成有像图6中的(A)及(B)所例示的那样的直倒角面Af。图6中的(A)及(B)中示出了截面形状包括多个直线部分的直倒角面Af的例子。即，气体传感器1中，通过实施倒角加工而在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成的面(直倒角面)可以在截面形状中包括多个直线部分。

另外，对于气体传感器1而言，对“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”(例如壳体20)的外周面的后端侧的端部实施倒角加工不是必须的。即便在该壳体的外周面的后端侧的端部实施倒角加工的情况下，对于气体传感器1而言，作为该倒角加工而采用C倒角加工也不是必须的。

如上所述，本实施方式中，对于气体传感器1，只要将在比外筒40的熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的壳体20的外周面210的轴向AX上的长度、即接触距离Lg设为基准距离Lr以下即可。对于气体传感器1而言，关于是否对壳体20的外周面210的后端侧的端部实施倒角加工、实施倒角加工的情况下实施哪种倒角加工，根据气体传感器1的使用方法、使用部位等而适当选择。即，将接触距离Lg设为基准距离Lr以下的气体传感器1中，“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧的角部(面对外筒40的内周面410的角部)的形状可以有各种形状。以下，关于将接触距离Lg设为基准距离Lr以下的气体传感器1所具备的“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧的角部的形状，对代表例进行说明。

(变形例1的壳体)

图3是针对变形例1的壳体20(1)示意性地示出焊接位置Wp的周边处的与外筒40的关系的放大截面图。图3中，纸面的左右方向为轴向AX。图2中例示的壳体20中，对其后端侧的角部(面对外筒40的内周面410的角部)实施了C倒角加工。即，对壳体20的外周面210的后端侧的端部(角部)实施了C倒角加工，在外周面210与壳体20的后端面220之间形成有截面形状为1条直线状的直倒角面Af。与此相对，图3中例示的壳体20(1)中，对其后端侧的角部(面对外筒40的内周面410的角部)实施了R倒角加工。即，对壳体20(1)的外周面210(1)的后端侧的端部(角部)实施了R倒角加工，在外周面210(1)与壳体20(1)的后端面220(1)之间形成有截面形状为1条曲线状的曲面Rf。

对后端侧的角部实施了R倒角加工以代替C倒角加工，除此以外，图3中例示的壳体20(1)与图2中例示的壳体20相同。即，壳体20(1)与壳体20同样地为圆筒状且金属制的部件，长条状的传感器元件10在其内部沿轴向AX贯穿。如图3所例示的那样，在壳体20(1)的外周面210(1)装配有金属制的外筒40。壳体20(1)的后端侧的一部分被压入于外筒40，在与被压入的壳体20(1)的重叠部分，沿周向进行焊接，由此外筒40装配于壳体20(1)的外周面210(1)。在比利用焊接形成的外筒40的熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的壳体20(1)的外周面210(1)的轴向AX上的长度、即接触距离Lg为基准距离Lr以下。

在图3所示的例子中，熔融部端Ef表示位于轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的位置的“熔融部分420与壳体20(1)的外周面210(1)接触的端点”。熔融部端Ef也可以称为“与壳体20(1)接触的熔融部分420的轴向AX上的后端”。另外，熔融部端Ef还可以称为轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的壳体20(1)的外周面210(1)、外筒40的内周面410以及熔融部分420的接触位置。非接触位置Np表示轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的壳体20(1)的外周面210(1)和外筒40的内周面410变成非接触的位置(两者变成非接触的最前端侧的位置)。非接触位置Np也可以称为在比熔融部中心Cf靠后端侧的位置，壳体20(1)的外周面210(1)和外筒40的内周面410变成在整个周向上非接触的位置。另外，非接触位置Np还可以称为壳体20(1)的外周面210(1)的后端。如上所述，在图3所示的例子中，对壳体20(1)的外周面210(1)的后端侧的端部实施了倒角加工(R倒角加工)。因此，非接触位置Np可以称为实施了该倒角加工之后的壳体20(1)的外周面210(1)的后端。熔入深度Da表示壳体20(1)的外周面210(1)至熔入于壳体20(1)内的熔融部分420的最深部Dp为止的壳体20(1)的径向上的深度。另外，在图3所示的例子中，缩减量Tb表示壳体20(1)的外径与外筒40的内径之差、即缩减量。此外，图3中的熔融部中心Cf、外筒40的厚度Tc等与图2中例示的熔融部中心Cf、厚度Tc等相同，故省略说明。

如上所述，接触距离Lg为在比熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的壳体20(1)的外周面210(1)的轴向AX上的长度。因此，在图3所示的例子中，接触距离Lg也可以称为熔融部端Ef的位置与非接触位置Np之间的距离。并且，接触距离Lg为基准距离Lr以下。气体传感器1中，通过使接触距离Lg为基准距离Lr以下，使得熔融部分420中的挥发气体能够对壳体20(1)的外周面210(1)与外筒40的内周面410之间排出，抑制在熔融部分420产生针孔。

如之前使用图3所说明的那样，气体传感器1中，可以对长条状的传感器元件10在内部沿轴向AX贯穿的圆筒状且金属制的壳体20(1)的外周面210(1)的后端侧的端部实施R倒角加工。气体传感器1中，通过作为对壳体20的外周面210的后端侧的端部实施的倒角加工而采用R倒角加工，能够抑制在加工时产生毛刺，从而能够抑制壳体20与外筒40之间的毛刺咬入。

如以上所说明的那样，图3中示出了对壳体20(1)的外周面210(1)的后端侧的端部实施了R倒角加工的气体传感器1的例子。即，在图3中例示的气体传感器1中，对壳体20(1)的外周面210(1)的后端侧的端部以曲线状实施了倒角加工。通过该倒角加工，如图3所例示的那样，形成有截面形状为1条曲线状的曲面Rf。不过，对气体传感1而言，通过实施倒角加工而在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成的曲面Rf的截面形状为1条曲线状不是必须的。即，对于气体传感器1而言，通过对该壳体的外周面的后端实施的倒角加工而形成的曲面Rf的截面形状为1条曲线状不是必须的。下文中对详细情形进行说明，也可以通过实施倒角加工，在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成有图6中的(C)所例示的那样的曲面Rf。在图6中的(C)中示出了截面形状包括多个曲线部分的曲面Rf的例子。即，气体传感器1中，通过实施倒角加工而在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成的面(曲面)的截面形状中可以包括多个曲线部分。

气体传感器1中，也可以对“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的外周面的后端侧的端部，按形成截面形状包含直线部分及曲线部分中的至少一者的面的方式实施倒角加工。例如，也可以对“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的外周面的后端侧的端部，按形成截面形状包括直线部分及曲线部分中的至少一者的直倒角面Af或曲面Rf的方式实施倒角加工。通过实施倒角加工而在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成的面的截面形状中可以包括1个或多个直线部分及1个或多个曲线部分中的至少一者。例如，在后述的图6中的(D)中示出了通过实施倒角加工而在后端侧形成有“截面形状中包括1个直线部分和2个曲线部分的面”的“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的例子。

(变形例2的壳体)

图4是针对变形例2的壳体20(2)示意性地示出焊接位置Wp的周边处的与外筒40的关系的放大截面图。图4中，纸面的左右方向为轴向AX。图2及图3中例示的“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”(即，壳体20、20(1))中，对其后端侧的角部(面对外筒40的内周面410的角部)实施了倒角加工。即，对壳体20的外周面210的后端侧的端部(角部)实施了C倒角加工，另外，对壳体20(1)的外周面210(1)的后端侧的端部(角部)实施了R倒角加工。与此相对，图4中例示的壳体20(2)中，未对其后端侧的角部(面对外筒40的内周面410的角部)实施倒角加工。

除了未对后端侧的角部实施倒角加工以外，图4中例示的壳体20(2)与图2中例示的壳体20及图3中例示的壳体20(1)相同。即，壳体20(2)与壳体20、20(1)同样地为圆筒状且金属制的部件，长条状的传感器元件10在其内部沿轴向AX贯穿。如图4所例示的那样，在壳体20(2)的外周面210(2)装配有金属制的外筒40。壳体20(2)的后端侧的一部分被压入于外筒40，在与被压入的壳体20(2)的重叠部分，沿周向进行焊接，由此外筒40装配于壳体20(2)的外周面210(2)。在比利用焊接形成的外筒40的熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的壳体20(2)的外周面210(2)的轴向AX上的长度、即接触距离Lg为基准距离Lr以下。

在图4所示的例子中，熔融部端Ef表示位于轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的位置的“熔融部分420与壳体20(2)的外周面210(2)接触的端点”。熔融部端Ef也可以称为“与壳体20(2)接触的熔融部分420的轴向AX上的后端”。另外，熔融部端Ef还可以称为轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的壳体20(2)的外周面210(2)、外筒40的内周面410以及熔融部分420的接触位置。非接触位置Np表示轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的壳体20(2)的外周面210(2)和外筒40的内周面410变成非接触的位置(两者变成非接触的最前端侧的位置)。非接触位置Np也可以称为在比熔融部中心Cf靠后端侧的位置，壳体20(2)的外周面210(2)和外筒40的内周面410变成在整个周向上非接触的位置。另外，非接触位置Np还可以称为壳体20(2)的外周面210(2)的后端。如上所述，在图4所示的例子中，对壳体20(2)的外周面210(2)的后端侧的端部未实施倒角加工。因此，非接触位置Np也可以称为壳体20(2)的外周面210(2)和后端面220(2)接触的位置。熔入深度Da表示壳体20(2)的外周面210(2)至熔入于壳体20(2)内的熔融部分420的最深部Dp为止的壳体20(2)的径向上的深度。另外，在图4所示的例子中，缩减量Tb表示壳体20(2)的外径与外筒40的内径之差、即缩减量。此外，图4中的熔融部中心Cf、外筒40的厚度Tc等与图2及图3中例示的熔融部中心Cf、厚度Tc等相同，故省略说明。

如上所述，接触距离Lg为在比熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的壳体20(2)的外周面210(2)的轴向AX上的长度。因此，在图4所示的例子中，接触距离Lg也可以称为熔融部端Ef的位置与非接触位置Np之间的距离。并且，接触距离Lg为基准距离Lr以下。

如之前所说明的那样，本实施方式的气体传感器1中，使接触距离Lg为基准距离Lr以下。通过采用该构成，气体传感器1中，熔融部分420中的挥发气体能够从“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的外周面与外筒40的内周面410之间排出。对于本实施方式的气体传感器1而言，如使用图4所说明的那样，对“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”(例如壳体20(2))的外周面的后端侧的端部实施倒角加工不是必须的。

(变形例3的壳体)

图5是针对变形例3的壳体20(3)示意性地示出焊接位置Wp的周边处的与外筒40的关系的放大截面图。图5中，纸面的左右方向为轴向AX。之前使用图2～图4所说明的“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的外周面在熔融部端Ef与非接触位置Np之间在整个周向上与外筒40的内周面410接触。即，壳体20、20(1)、20(2)的外周面在熔融部端Ef与非接触位置Np之间，在整个周向上与外筒40的内周面410接触。与此相对，在图5中例示的壳体20(3)的外周面210(3)形成有从非接触位置Np朝向前端侧沿轴向AX延伸的狭缝Sl。因此，壳体20(3)的外周面210(3)的一部分(具体而言，形成有狭缝Sl的部分)在熔融部端Ef与非接触位置Np之间未与外筒40的内周面410接触。

具体而言，在图5中例示的壳体20(3)的外周面210(3)，且是在比利用焊接形成的外筒40的熔融部分420靠后端侧的位置形成有狭缝Sl。在图5所示的例子中，狭缝Sl从非接触位置Np朝向前端侧沿轴向AX延伸。

在外周面形成有沿轴向AX延伸的狭缝Sl，除此以外，图5中例示的壳体20(3)与图2中例示的壳体20相同。即，壳体20(3)与壳体20同样地为圆筒状且金属制的部件，长条状的传感器元件10在其内部沿轴向AX贯穿。如图5所例示的那样，在壳体20(3)的外周面210(3)装配有金属制的外筒40。壳体20(3)的后端侧的一部分被压入于外筒40，在与被压入的壳体20(3)的重叠部分，沿周向进行焊接，由此外筒40装配于壳体20(3)的外周面210(3)。在比利用焊接形成的外筒40的熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的壳体20(3)的外周面210(3)的轴向AX上的长度、即接触距离Lg为基准距离Lr以下。即，在比熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的壳体20(3)的外周面210(3)的未形成狭缝Sl的部分的轴向AX上的长度、即接触距离Lg为基准距离Lr以下。

另外，壳体20(3)与壳体20同样地，对其后端侧的角部(面对外筒40的内周面410的角部)实施了C倒角加工。即，对壳体20(3)的外周面210(3)的后端侧的端部(角部)实施C倒角加工，在外周面210(3)与壳体20(3)的后端面220(3)之间形成有截面形状为1条直线状的直倒角面Af。

在图5所示的例子中，熔融部端Ef表示位于轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的位置的“熔融部分420与壳体20(3)的外周面210(3)接触的端点”。熔融部端Ef也可以称为“与壳体20(3)接触的熔融部分420的轴向AX上的后端”。另外，熔融部端Ef还可以称为轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的壳体20(3)的外周面210(3)、外筒40的内周面410以及熔融部分420的接触位置。

非接触位置Np表示轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的壳体20(3)的外周面210(3)和外筒40的内周面410变成非接触的位置(两者变成非接触的最前端侧的位置)。此处，如上所述，在壳体20(3)的外周面210(3)，且是在比熔融部分420靠后端侧的位置形成有狭缝Sl。因此，图5中例示的非接触位置Np可以称为轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的壳体20(3)的外周面210(3)的未形成狭缝Sl的部分和外筒40的内周面410不接触的位置。亦即，图5中例示的非接触位置Np可以称为轴向AX上比熔融部中心Cf靠后端侧的壳体20(3)的外周面210(3)和外筒40的内周面410变成在整个周向上非接触的位置。另外，非接触位置Np可以称为壳体20(3)的外周面210(3)的后端。如上所述，在图5所示的例子中，对壳体20(3)的外周面210(3)的后端侧的端部实施了倒角加工(C倒角加工)。因此，非接触位置Np可以称为实施了该倒角加工之后的壳体20(3)的外周面210(3)的后端。

熔入深度Da表示壳体20(3)的外周面210(3)至熔入于壳体20(3)内的熔融部分420的最深部Dp为止的壳体20(3)的径向上的深度。另外，在图5所示的例子中，缩减量Tb表示壳体20(3)的外径与外筒40的内径之差、即缩减量。此外，图5中的熔融部中心Cf、外筒40的厚度Tc等与图2～图4中例示的熔融部中心Cf、厚度Tc等相同，故省略说明。

如上所述，接触距离Lg为在比熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的壳体20(3)的外周面210(3)的轴向AX上的长度。特别是，关于形成有狭缝Sl的外周面210(3)，接触距离Lg为在比熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的外周面210(3)的未形成狭缝Sl的部分的轴向AX上的长度。在图5所示的例子中，接触距离Lg也可以称为熔融部端Ef的位置与壳体20(3)的外周面210(3)和外筒40的内周面410变成在整个周向上非接触的非接触位置Np之间的距离。并且，接触距离Lg为基准距离Lr以下。气体传感器1中，通过使接触距离Lg为基准距离Lr以下，使得熔融部分420中的挥发气体能够从壳体20(3)的外周面210(3)与外筒40的内周面410之间排出，抑制在熔融部分420产生针孔。

如之前所说明的那样，气体传感器1中，在轴向AX上比熔融部分420靠后端侧的壳体20(3)的外周面210(3)形成有沿轴向AX延伸的狭缝Sl。此处，下文中对详细情况进行说明，本发明的发明人确认到：通过在壳体20(3)的外周面210(3)形成沿轴向AX延伸的狭缝Sl，与没有形成该狭缝Sl的情形相比，能够提高抑制针孔产生的效果。例如，认为：通过狭缝Sl，能够使“挥发气体能够凭借自身的压力在壳体20(3)的外周面210(3)与外筒40的内周面410之间移动的距离”变长。因此，气体传感器1中，通过沿轴向AX延伸的狭缝Sl，与没有形成狭缝Sl的情形相比，能够使抑制在熔融部分420产生针孔的效果进一步提高。

如之前所说明的那样，在图5中例示的壳体20(3)的外周面210(3)的比熔融部分420靠后端侧的位置形成有从非接触位置Np朝向前端侧沿轴向AX延伸的狭缝Sl。另外，对壳体20(3)的外周面210(3)的后端侧的端部实施了C倒角加工。不过，对于气体传感器1而言，狭缝Sl从非接触位置Np朝向前端侧延伸不是必须的。狭缝Sl只要在比熔融部分420靠后端侧的位置沿轴向AX延伸即可。可以认为：即便狭缝Sl未从非接触位置Np开始延伸，如果沿轴向AX延伸，也能够通过狭缝Sl而使挥发气体的可到达距离变长，亦即，可以认为能够提高抑制针孔产生的效果。

同样地，对于气体传感器1而言，狭缝Sl形成于壳体20(3)的外周面210(3)不是必须的。狭缝Sl也可以形成于外筒40的内周面410，狭缝Sl只要形成于壳体20(3)的外周面210(3)及外筒40的内周面410中的至少一者即可。

另外，也可以在壳体20(3)的外周面210(3)及外筒40的内周面410中的至少一者形成有在壳体20(3)及外筒40各自的周向上彼此空开间隔设置的多个狭缝Sl。

此外，在壳体20(3)的外周面210(3)及外筒40的内周面410中的至少一者形成狭缝Sl的情况下，对外周面210(3)的后端侧的端部实施C倒角加工不是必须的。也可以对外周面210(3)的后端侧的端部实施R倒角加工，另外，也可以不实施倒角加工。例如，气体传感器1也可以在图3中例示的壳体20(1)的外周面210(1)形成狭缝Sl。另外，气体传感器1可以具备：图3中例示的壳体20(1)的外周面210(1)、以及在内周面410形成有狭缝Sl的外筒40。同样地，气体传感器1可以在图4中例示的壳体20(2)的外周面210(2)形成狭缝Sl。另外，气体传感器1可以具备：图4中例示的壳体20(2)的外周面210(2)、以及在内周面410形成有狭缝Sl的外筒40。

即，气体传感器1中，可以在轴向AX上比熔融部分420靠后端侧的壳体20(3)的外周面210(3)及外筒40的内周面410中的至少一者形成有沿轴向AX延伸的狭缝Sl。气体传感器1中，狭缝Sl可以延伸至壳体20(3)的后端侧的端面(后端面220(3))，亦即，可以延伸至非接触位置Np。另外，气体传感器1中，也可以在壳体20(3)的外周面210(3)及外筒40的内周面410中的至少一者形成有在周向上彼此空开间隔设置的多个狭缝Sl。

如上所述，本发明的发明人确认到：通过在外周面210(3)及内周面410中的至少一者形成沿轴向AX延伸的狭缝Sl，与没有形成该狭缝Sl的情形相比，能够提高抑制产生针孔的效果。因此，气体传感器1中，通过沿轴向AX延伸的狭缝Sl，与没有形成狭缝Sl的情形相比，能够使抑制在熔融部分420产生针孔的效果进一步提高。

(关于对壳体的角部实施的倒角加工的其他例)

图6是示出对气体传感器1所具备的“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的角部(后端侧的角部)实施的各种倒角加工的例子的放大截面图。具体而言，图6示出对分别为“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的一例的壳体20(4)～20(7)的角部实施的倒角加工的例子。图6中，纸面的左右方向为轴向AX。

在图6中的(A)例示的壳体20(4)中，通过对其角部(后端侧的角部)实施倒角加工，在壳体20(4)的后端侧形成有截面形状包括多个直线部分的直倒角面Af。具体而言，示出了通过实施倒角加工而在壳体20(4)的后端侧形成的截面形状包括2个直线部分的直倒角面Af的例子。接触距离Lg为基准距离Lr以下的气体传感器1可以在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成有图6中的(A)例示的直倒角面Af。

在图6中的(B)例示的壳体20(5)中，通过对其角部(后端侧的角部)实施倒角加工，在壳体20(5)的后端侧形成有截面形状包括多个直线部分的直倒角面Af。具体而言，示出了通过实施倒角加工而在壳体20(5)的后端侧形成的截面形状包括3个直线部分的直倒角面Af的例子。接触距离Lg为基准距离Lr以下的气体传感器1可以在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成有图6中的(B)例示的直倒角面Af。

如之前使用图6中的(A)及(B)所说明的那样，气体传感器1中，可以在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成有截面形状包括多个直线部分的直倒角面Af。

在图6中的(C)例示的壳体20(6)中，通过对其角部(后端侧的角部)实施倒角加工，在壳体20(6)的后端侧形成有截面形状包括多个曲线部分的曲面Rf。具体而言，示出了通过实施倒角加工而在壳体20(6)的后端侧形成的截面形状包括2个曲线部分的曲面Rf的例子。接触距离Lg为基准距离Lr以下的气体传感器1可以在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成有图6中的(C)例示的曲面Rf。即，气体传感器1中，可以在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成有截面形状包括多个曲线部分的曲面Rf。

在图6中的(D)例示的壳体20(7)中，通过对其角部(后端侧的角部)实施倒角加工，在壳体20(7)的后端侧形成有截面形状包括直线部分和曲线部分的面ARf。具体而言，示出了通过实施倒角加工而在壳体20(7)的后端侧形成的截面形状包括1个直线部分和2个曲线部分的面ARf的例子。接触距离Lg为基准距离Lr以下的气体传感器1可以在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成有图6中的(D)例示的面ARf。即，气体传感器1中，可以在“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”的后端侧形成有截面形状包括1个或多个直线部分及1个或多个曲线部分中的至少一者的面。

如之前所说明的那样，气体传感器1具备：“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”、以及装配于该壳体的外周面的金属制的外筒40。并且，气体传感器1中，将“在比熔融部分420靠后端侧的位置与外筒40的内周面410接触的壳体的外周面的轴向AX上的长度”设为熔融部分420中的挥发气体的可到达距离以下、例如基准距离Lr以下。

上述气体传感器1中，可以对壳体的外周面的后端侧的端部实施倒角加工，例如可以对壳体的外周面的后端侧的端部以直线状或曲线状实施倒角加工。具体而言，气体传感器1中，可以对壳体的外周面的后端侧的端部实施C倒角加工及R倒角加工中的至少一者。气体传感器1可以将被实施了该倒角加工的壳体的外周面的后端侧的端部用作将壳体朝向外筒40压入时的导向部，从而将壳体朝向外筒40压入。

[特征]

如之前所说明的那样，本实施方式的气体传感器1具备：圆筒状且金属制的壳体，长条状的传感器元件10在其内部沿轴向AX贯穿；以及金属制的外筒40，其装配于该壳体的外周面210。气体传感器1所具备的“长条状的传感器元件10在内部沿轴向AX贯穿的圆筒状且金属制的壳体”为之前所说明的壳体20、20(1)～20(7)中的任一者、例如壳体20。轴向AX上的壳体20的后端侧的一部分被压入于外筒40，在与被压入的壳体20的重叠部分，沿周向进行焊接，从而外筒40装配于壳体20的外周面210。例如，在壳体20与外筒40的重叠部分(作为一例，举出图1中的焊接位置Wp)，沿周向进行激光焊接，由此外筒40装配于壳体20的外周面210。

气体传感器1中，在比利用焊接形成的外筒40的熔融部分420靠后端侧的位置，与外筒40的内周面410接触的壳体20的外周面210的轴向AX上的长度、即接触距离Lg为基准距离Lr以下。使用比例常数k、熔入深度Da、缩减量Tb及厚度Tc，通过以下的数学式(1)而计算出基准距离Lr。

Lr＝k×Da/(Tb×Tc)···数学式(1)

如上所述，熔入深度Da表示从壳体20的外周面210至熔入于壳体20内的熔融部分420的最深部Dp为止的壳体20的径向上的深度。缩减量Tb表示壳体20的外径与外筒40的内径之差、即缩减量。厚度Tc表示外筒40的厚度。熔融部分420也可以称为外筒40的因熔融而发生组织变更的部分。

并且，基准距离Lr表示例如挥发气体能够凭借自己的压力而到达的距离(可到达距离)中的最大距离、亦即、可到达距离的最大值。即，基准距离Lr为例如挥发气体能够凭借自身的压力在彼此接触的壳体20的外周面210与外筒40的内周面410之间移动的距离(可到达距离)的最大值。另外，挥发气体的可到达距离与熔入深度Da、缩减量Tb及厚度Tc分别具有以下关系。即，熔入深度Da越大，挥发气体的可到达距离越大；缩减量Tb越大，挥发气体的可到达距离越小；厚度Tc越大，挥发气体的可到达距离越小。因此，可到达距离的最大值、即基准距离Lr可以表示为熔入深度Da、缩减量Tb及厚度Tc的函数。另外，通过试验等，能够求出作为比例常数的k。因此，通过作为比例常数的k、熔入深度Da、缩减量Tb及厚度Tc的函数、即上述的数学式(1)而计算出基准距离Lr。

气体传感器1中，接触距离Lg为基准距离Lr以下，亦即，“在比熔融部分420靠后端侧与外筒40的内周面410接触的壳体20的外周面210的轴向AX上的长度”为基准距离Lr以下。接触距离Lg也可以称为熔融部端Ef的位置至非接触位置Np为止的轴向AX上的长度。如上所述，熔融部端Ef为位于轴向AX上的比熔融部分420的中心(熔融部中心Cf)靠后端侧的位置的熔融部分420与壳体20的外周面210接触的端点。另外，非接触位置Np为位于比熔融部中心Cf靠后端侧的位置的壳体20的外周面210和外筒40的内周面410变成在整个周向上非接触的位置、例如壳体20的外周面210的后端。

气体传感器1中，接触距离Lg为基准距离Lr以下，因此，焊接时在彼此接触的壳体20的外周面210与外筒40的内周面410之间产生的挥发气体能够凭借自身的压力而移动至非接触位置Np。亦即，气体传感器1中，该挥发气体能够凭借自身的压力而移动至壳体20的外周面210和外筒40的内周面410变成在整个周向上非接触的位置(例如壳体20的外周面210的后端)。焊接时，例如熔融部分420中的挥发气体能够凭借自身的压力而移动至“壳体20的外周面210和外筒40的内周面410变成在整个周向上非接触的位置”。亦即，气体传感器1中，焊接时产生的挥发气体能够凭借自身的压力而朝向非接触位置Np移动，在非接触位置Np释放(Release)。因此，气体传感器1能够降低挥发气体留在熔融部分420而使熔融部分420产生针孔的可能性，亦即，能够抑制在熔融部分420产生针孔。

因此，气体传感器1具备：供传感器元件10穿插的金属制的壳体20、以及焊接于壳体20的外周的金属制的外筒40，能够抑制在熔融部分420产生针孔。

另外，气体传感器1中，通过使接触距离Lg为通过数学式(1)而计算出的基准距离Lr以下，能够抑制在熔融部分420产生针孔。并且，如上所述，数学式(1)中的比例常数、即k可以通过试验等而预先求解。因此，气体传感器1能够在设计阶段确定抑制针孔的产生的结构，例如能够在设计阶段以使接触距离Lg的值为基准距离Lr以下的方式确定接触距离Lg的值。此外，气体传感器1中，通过抑制针孔的产生，能够抑制由该针孔所引起的产生发生腐蚀、密封性降低这些不良的可能性。再者，气体传感器1能够在设计阶段实现抑制针孔的产生的结构，因此，无需从以前的气体传感器变更焊接条件等就能够抑制针孔的产生。另外，对于气体传感器1，不需要将壳体20和外筒40分别充分清洗以使得油分等不会残留于壳体20与外筒40的接触面等工序，因此，能够抑制制造时成为必要的管理、工序中的工时。

[变形例]

以上，对本发明的实施方式进行了说明，不过，前述的实施方式的说明在所有方面均只不过是本发明的示例。上述实施方式中可以进行各种改良及变形。关于上述实施方式的各构成要素，可以适当进行构成要素的省略、置换及追加。另外，上述实施方式的各构成要素的形状及尺寸可以与实施方式相应地进行适当变更。例如，可以进行如下变更。应予说明，以下对与上述实施方式同样的构成要素使用同样的符号，并对与上述实施方式同样的点省略适当说明。以下变形例可以进行适当组合。

(关于气体传感器所具备的构成)

之前，对本实施方式的气体传感器1具备传感器元件保持部件30及外侧保护罩50的例子进行了说明。不过，对于本实施方式的气体传感器1而言，具备传感器元件保持部件30及外侧保护罩50不是必须的，气体传感器1可以不具备传感器元件保持部件30及外侧保护罩50中的至少一者。另外，气体传感器1可以具备除传感器元件10、壳体20、传感器元件保持部件30、外筒40及外侧保护罩50以外的构成。

例如，气体传感器1除了具备将传感器元件10的前端包围的有底筒状的外侧保护罩50以外，还可以进一步具备将传感器元件10的前端覆盖的有底筒状的内侧保护罩。即，气体传感器1可以构成为：将传感器元件10的前端覆盖的内侧保护罩通过外侧保护罩50进一步覆盖。该内侧保护罩可以由金属形成。气体传感器1除了具备上述的内侧保护罩及外侧保护罩50以外，还可以进一步具备另一保护罩。例如，气体传感器1除了具备内侧保护罩及外侧保护罩50以外，还可以进一步具备配置于两者之间的中间保护罩。即，气体传感器1可以通过多个保护罩(除外侧保护罩50以外、例如上述的内侧罩)而对传感器元件10的前端附近予以保护。

(关于狭缝)

使用图5，对在轴向AX上比熔融部分420靠后端侧的壳体20(3)的外周面210(3)及外筒40的内周面410中的至少一者形成有沿轴向AX延伸的狭缝Sl的气体传感器1的例子进行了说明。不过，在轴向AX上比熔融部分420靠后端侧的壳体20(3)的外周面210(3)及外筒40的内周面410中的至少一者形成的狭缝Sl也可以不沿轴向AX延伸。例如，在轴向AX上比熔融部分420靠后端侧的壳体20(3)的外周面210(3)及外筒40的内周面410中的至少一者可以形成沿周向延伸的狭缝Sl。即，可以在熔融部端Ef与非接触位置Np(壳体20(3)的外周面210(3)的后端)之间的外周面210(3)及外筒40的内周面410中的至少一者形成有沿周向延伸的狭缝Sl。可以认为：通过沿周向延伸的狭缝Sl，也能够使“挥发气体能够凭借自身的压力在外周面210(3)与内周面410之间移动的距离”变长，亦即可以认为能够抑制针孔的产生。

[实施例]

为了验证本发明的效果，制作出以下的档位1～7的气体传感器及Ref的气体传感器。不过，本发明并不限定于以下的各档位的气体传感器及Ref的气体传感器。

表1

表1中，档位1～2的气体传感器中，接触距离Lg大于基准距离Lr，除此以外，具备与图1中例示的气体传感器1同样的构成。Ref的气体传感器为验证本发明的效果时作为基准的气体传感器，具备与图1中例示的气体传感器1同样的构成，接触距离Lg与基准距离Lr相等。档位3～7的气体传感器具备与图1中例示的气体传感器1同样的构成，接触距离Lg小于基准距离Lr。

表1中，“Lr/Lg”表示基准距离Lr相对于接触距离Lg的比率。例如，档位1的气体传感器中，基准距离Lr相对于接触距离Lg的比率为“0.37”，亦即，基准距离Lr为接触距离Lg的0.37倍，接触距离Lg大于基准距离Lr。同样地，档位2的气体传感器中，基准距离Lr为接触距离Lg的0.71倍，接触距离Lg大于基准距离Lr。另外，Ref的气体传感器中，基准距离Lr与接触距离Lg相等。档位3的气体传感器中，基准距离Lr为接触距离Lg的1.11倍，接触距离Lg小于基准距离Lr。档位4及档位5的气体传感器中，基准距离Lr为接触距离Lg的1.23倍，接触距离Lg小于基准距离Lr。档位6的气体传感器中，基准距离Lr为接触距离Lg的1.35倍，接触距离Lg小于基准距离Lr。档位7的气体传感器中，基准距离Lr为接触距离Lg的1.92倍，接触距离Lg小于基准距离Lr。

表1中，“狭缝结构”示出了：关于档位1～7的气体传感器，是否在壳体20的外周面210及外筒40的内周面410中的至少一者形成有图5中例示的狭缝Sl。狭缝结构为“有”表示：例如在壳体20的外周面210形成有沿轴向AX延伸的狭缝Sl。另外，狭缝结构为“无”表示：在壳体20的外周面210及外筒40的内周面410中的任一者都未形成狭缝Sl。

表1中，“针孔产生数之比”表示：针对各档位的气体传感器确认到的“熔融部分420中的针孔的产生数”相对于针对Ref的气体传感器确认到的“针孔的产生数”的比率。即，“针孔产生数之比”表示：针对各档位的气体传感器确认到的针孔的产生数为针对接触距离Lg与基准距离Lr相等的Ref的气体传感器确认到的针孔的产生数的几倍。

表1中，“针孔减少效果”表示：相对于针对Ref的气体传感器确认到的抑制针孔产生的效果而言，针对各档位的气体传感器确认到的针孔减少效果的程度。“抑制针孔产生的效果”也可以称为“使针孔的产生数减少的效果”。针孔减少效果为“×(不良)”说明了：针对各档位的气体传感器确认到的针孔减少效果比接触距离Lg与基准距离Lr相等的Ref的气体传感器的针孔减少效果差。针孔减少效果为“〇(良好)”说明了：针对各档位的气体传感器确认到与针对接触距离Lg与基准距离Lr相等的Ref的气体传感器确认到的针孔减少效果同样的针孔减少效果。针孔减少效果为“◎(非常好)”说明了：针对各档位的气体传感器确认到比针对接触距离Lg与基准距离Lr相等的Ref的气体传感器确认到的针孔减少效果更加良好的针孔减少效果。

即，档位1的气体传感器的“针孔产生数之比”为“1.07”，针对档位1的气体传感器确认到的“熔融部分420中的针孔的产生数”比针对Ref的气体传感器确认到的产生数多。因此，档位1的气体传感器的“针孔减少效果”为“×(不良)”。

档位2的气体传感器的“针孔产生数之比”为“1.08”，针对档位2的气体传感器确认到的“熔融部分420中的针孔的产生数”比针对Ref的气体传感器确认到的产生数多。因此，档位2的气体传感器的“针孔减少效果”为“×(不良)”。

档位3的气体传感器的“针孔产生数之比”为“0.92”，针对档位3的气体传感器确认到的“熔融部分420中的针孔的产生数”比针对Ref的气体传感器确认到的产生数略少。亦即，档位3的气体传感器能够实现与针对Ref的气体传感器确认到的针孔减少效果同样的针孔减少效果，档位3的气体传感器的“针孔减少效果”为“〇(良好)”。

档位4的气体传感器的“针孔产生数之比”为“0.89”，针对档位4的气体传感器确认到的“熔融部分420中的针孔的产生数”比针对Ref的气体传感器确认到的产生数略少。亦即，档位4的气体传感器能够实现与针对Ref的气体传感器确认到的针孔减少效果同样的针孔减少效果，档位4的气体传感器的“针孔减少效果”为“〇(良好)”。

档位5的气体传感器的“针孔产生数之比”为“0.80”，针对档位5的气体传感器确认到的“熔融部分420中的针孔的产生数”比针对Ref的气体传感器确认到的产生数略少。亦即，档位5的气体传感器能够实现与针对Ref的气体传感器确认到的针孔减少效果同样的针孔减少效果，档位5的气体传感器的“针孔减少效果”为“〇(良好)”。

档位6的气体传感器的“针孔产生数之比”为“0.60”，针对档位6的气体传感器确认到的“熔融部分420中的针孔的产生数”与针对Ref的气体传感器确认到的产生数相比极少。亦即，档位6的气体传感器能够实现比针对Ref的气体传感器确认到的针孔减少效果更加良好的针孔减少效果，档位6的气体传感器的“针孔减少效果”为“◎(非常好)”。

档位7的气体传感器的“针孔产生数之比”为“0.25”，针对档位7的气体传感器确认到的“熔融部分420中的针孔的产生数”与针对Ref的气体传感器确认到的产生数相比极少。亦即，档位7的气体传感器能够实现比针对Ref的气体传感器确认到的针孔减少效果更加良好的针孔减少效果，档位7的气体传感器的“针孔减少效果”为“◎(非常好)”。

(能够由表1确认到的事项1)

如表1所示，接触距离Lg大于基准距离Lr的档位1～2的气体传感器的“针孔减少效果”为“×(不良)”。与此相对，接触距离Lg小于基准距离Lr的档位3～7的气体传感器的“针孔减少效果”为“〇(良好)”或“◎(非常好)”。另外，接触距离Lg和基准距离Lr相等的Ref的气体传感器的“针孔减少效果”为“〇”。因此，本发明的发明人确认到：针对具备供传感器元件10穿插的壳体20、以及焊接于壳体20的外周面的外筒40的气体传感器1，通过使接触距离Lg为基准距离Lr以下，能够实现以下的效果。即，本发明的发明人确认到：关于气体传感器1，通过使接触距离Lg为基准距离Lr以下，能够抑制在熔融部分420产生针孔。

另外，接触距离Lg小于基准距离Lr的档位3～7的气体传感器的“针孔产生数之比”均小于“1.00”。亦即，与接触距离Lg和基准距离Lr相等的Ref的气体传感器相比，接触距离Lg小于基准距离Lr的档位3～7的气体传感器能够抑制针孔的产生。因此，针对具备供传感器元件10穿插的壳体20、以及焊接于壳体20的外周面的外筒40的气体传感器1，优选使接触距离Lg比基准距离Lr短。

(能够由表1确认到的事项2)

本发明的发明人根据表1中示出的“针孔产生数之比”与“Lr/Lg(基准距离Lr相对于接触距离Lg的比率)”的关系确认到：基准距离Lr相对于接触距离Lg的比率具有以下趋势。即，本发明的发明人确认到：调整接触距离Lg的大小以使得基准距离Lr大于接触距离Lg的1.2倍，由此针孔减少效果(抑制针孔产生的效果)急剧提高。例如，在将横轴设为“Lr/Lg”、将纵轴设为“针孔产生数之比”的图表上，将表1的结果作图，由与档位1～7及Ref分别相当的点求出近似曲线，本发明的发明人针对该近似曲线确认到以下趋势。即，本发明的发明人确认到：在基准距离Lr大于接触距离Lg的1.2倍的附近，该近似曲线的斜率急剧变大。

因此，针对具备“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”、以及焊接于该壳体的外周面的外筒40的气体传感器1，能够确认到以下趋势。即，针对该气体传感器1能够确认到：通过使基准距离Lr大于接触距离Lg的1.2倍，能够极其有效地抑制在熔融部分420产生针孔。

(能够由表1确认到的事项3)

档位4的气体传感器和档位5的气体传感器的“Lr/Lg”均为“1.23”，但是，档位4的气体传感器的狭缝结构为“无”，而档位5的气体传感器的狭缝结构为“有”。亦即，档位4的气体传感器和档位5的气体传感器中，除了是否在壳体20的外周面210及外筒40的内周面410中的至少一者形成有狭缝Sl以外，具备同样的构成。并且，档位4的气体传感器的针孔产生数之比为“0.89”，而档位5的气体传感器的针孔产生数之比为“0.80”。亦即，与档位4的气体传感器相比，档位5的气体传感器能够抑制针孔的产生。因此，本发明的发明人确认到：针对气体传感器1，通过在壳体20的外周面210及外筒40的内周面410中的至少一者形成狭缝Sl，与没有形成该狭缝Sl的情形相比，能够提高抑制针孔产生的效果。因此，针对具备“传感器元件在内部沿轴向贯穿的圆筒状且金属制的壳体”、以及焊接于该壳体的外周面的外筒40的气体传感器1，能够确认到以下的趋势。即，确认到：通过在该壳体的外周面及外筒40的内周面410中的至少一者形成狭缝Sl，与没有形成狭缝Sl的情形相比，能够使抑制在熔融部分420产生针孔的效果提高。

Claims (5)

1.一种气体传感器，具备：

圆筒状且金属制的壳体，长条状的传感器元件在该壳体的内部沿轴向贯穿；以及

金属制的外筒，所述轴向上的所述壳体的后端侧的一部分被压入于该外筒，通过在该外筒与被压入的所述壳体的重叠部分沿周向进行焊接，该外筒被装配于所述壳体的外周面，

在比利用所述焊接形成的所述外筒的熔融部分靠所述后端侧的位置，与所述外筒的内周面接触的所述壳体的外周面的所述轴向上的长度、即接触距离Lg为基准距离Lr以下，

通过以下的数学式(1)来计算出所述基准距离Lr，

Lr＝k×Da/(Tb×Tc)···数学式(1)

此处，所述数学式(1)中，

“k”表示比例常数，

“Da”表示从所述壳体的外周面至熔入于所述壳体内的所述熔融部分的最深部为止的所述壳体的径向上的深度，

“Tb”表示所述壳体的外径与所述外筒的内径之差、即缩减量，

“Tc”表示所述外筒的厚度。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，

所述基准距离Lr大于所述接触距离Lg的1.2倍。

3.根据权利要求1或2所述的气体传感器，其中，

对所述壳体的外周面的所述后端侧的端部实施了倒角加工。

4.根据权利要求3所述的气体传感器，其中，

所述倒角加工为R倒角加工。

5.根据权利要求1或2所述的气体传感器，其中，

在所述外筒及所述壳体各自的轴向上，在比所述熔融部分靠所述后端侧的所述壳体的外周面及所述外筒的内周面中的至少一者形成有沿所述轴向延伸的狭缝。