气体传感器制造技术

一种气体传感器，包括：气体传感器元件；形成在其中的圆柱形金属壳体；和形成在其中的保护装置，其具有双重结构，包括形成在其中的内罩部分和外罩部分，并且前端部分设置在该金属壳体支撑面的前端侧，该外圆柱形部分和内圆柱形部分被设置成构造一个内气体引入通道，用于引导从所述外气体引入孔引入的目标气体在所述外圆柱形部分和所述内圆柱形部分之间，经过所述内圆柱部分的尾端，进入所述内罩部分和所述气体传感器元件的所述前端部分之间的间隙，其中从轴向看，所述内圆柱部分的尾端比接合所述金属壳体前端部分的内圆周和外圆周的接合面的内圆周侧端边缘更靠近该前端侧。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体传感器，特别是涉及一种具有保护装置的气体传感器，该保护装置用来覆盖具有底部的圆柱形或平板形的气体传感器元件暴露在待测定气体中的那部分。
技术介绍
气体传感器，例如氧气传感器、氧化氮传感器或HC传感器在现有技术中是已知的。这种气体传感器通常具有保护装置，用于覆盖并保护这种暴露在目标气体，例如废气中的气体传感器的前端部分。具有这种保护装置的气体传感器公开在例如JP-A-2000-171429、JP-A-2002-162377和JP-A-2000-304719中。公开在JP-A-2000-171429中的气体传感器，其元件罩(或保护装置)具有双管结构，其中，带有底部的圆柱形的外管和内管相互重叠。用于通过目标气体的侧孔各自形成在外管的侧部和内管的侧部。外管上的侧孔设置在尾端侧，而内管上的侧孔比外管上的侧孔设置在靠近前端侧。而且，用于通过目标气体的底孔也形成在外管的底部和内管的底部。公开在JP-A-2002-162377中的气体传感器，其保护管(或保护装置)由各自具有通风孔的外保护管和内保护管构成。外保护管的通风孔形成在外保护管的侧壁。内保护管的通风孔形成在设置于该内保护管的尾端侧的凸缘部分，并且这个凸缘部分以金属壳体的通孔形式设置。另外，通风孔还形成在该外保护管和该内保护管的底部。公开在JP-A-2000-304719中的气体传感器，其保护罩(或保护装置)具有覆盖传感器元件前端部分的内保护罩，和覆盖该内保护罩的外保护罩，以及设置在这两个保护罩之间的中间保护罩，从而构造一个三重保护。外保护罩的外气体引入孔形成在该外保护罩的前端侧。中间保护罩的中间气体引入孔形成在凸缘部分，该凸缘部分设置在该圆柱形部分的后面并邻靠该外保护罩的内壁。该内保护罩的内气体引入孔，从轴向看，形成在该外气体引入孔和该中间气体引入孔之间。而且，内气体排放口形成在该内保护罩的底部。在JP-A-2000-171429中公开的气体传感器，经外管侧孔从外部引入的目标气体流向外管和内管之间的前端，并通过该内管的侧壁引入该内管。然后，目标气体流向内管的前端。此后，目标气体通过内管的底孔和外管的底孔部分地排放，并且部分地流向内管的尾端，以便通过内管的侧孔和外管的侧孔排放到外部。然而，在具有这种目标气体流的气体传感器中，目标气体驻留在内管的尾端侧(即，比内管的侧孔靠近尾端侧)，从而降低传感器的响应性。此外，当使其前端向下地使用气体传感器时，与目标气体一起从外管的侧孔进入的冷凝水沿内管的外壁表面流向前端，并通过内管的侧孔进入内管中。另外，冷凝水可能浸湿气体检测元件(或检测部分)。尤其是，在JP-A-2000-171429的气体传感器中，内管的侧孔形成在靠近检测部分。因此，已经进入内管的冷凝水很容易浸湿检测部分。在具有加热器的气体传感器中，当废气的温度降低(例如100℃或更低)时可以浸湿检测部分，或废气管中的水可以被气流溅射而浸湿检测部分。那么，检测元件可能会由于加热器急剧的加热而破裂。因此，该气体传感器的抗水性不好。在JP-A-2002-162377中公开的气体传感器中，从外部经外保护管的通风孔进入的目标气体流向外保护管和内保护管之间的尾端，使它通过形成在内保护管凸缘部分的通风孔进入内保护管。然后目标气体流向内保护管的前端。此后，目标气体通过形成在内保护管和外保护管底面部分的通风孔排放到外面。然而，在这种类型的气体传感器中，内保护管的通风孔设置在金属壳体上。因此，从通风孔到传感器元件的检测部分的距离可能被拉长(或连通通道被拉长)降低了传感器的响应性。此外，气体传感器构造成将内保护管的凸缘部分设置成金属壳体的通孔形式。因此，需要将该金属壳体前端部分的内径加大到某种程度。另一方面，该金属壳体从强度方面考虑自然需要具有一定的厚度。因此，该气体传感器在径向较大。在JP-A-2000-304719中公开的气体传感器中，通过外保护罩的外气体引入孔从外部引进的目标气体流向外保护罩和中间保护罩之间的尾端，并通过形成在中间保护罩的凸缘部分的中间气体引入孔进入内侧。目标气体进一步流向该中间保护罩和内保护罩之间的前端，并通过内保护罩的内气体引入孔进入内侧。而且，目标气体还流向该内保护罩的前端。此后，目标气体通过形成在内保护罩底面部分的内气体出口流动，并通过外保护罩的外气体引入孔排放到外面。然而，在这种气体传感器中，保护罩具有由外保护罩、中间保护罩和内保护罩组成的三重结构。因此，该气体传感器结构复杂并具有大量零件和大量制造步骤。因此，这种传感器增加了成本。
技术实现思路
本专利技术考虑到到现在为止所描述的情况进行构思，本专利技术的目的是提供一种气体传感器，其具有良好的响应性和抗水性，并且能够以合理的成本制造。根据本专利技术的一方面，提供一种气体传感器，其包括沿轴向延伸并且至少在其自己的前端部分具有气体敏感特性的气体传感器元件；包围该气体传感器元件的圆柱形金属壳体，使得该气体传感器元件的前端部分从其自己的前端伸出，并具有形成在其内圆周上的支撑面，用于支撑该气体传感器元件的轴向；以及固定在该金属壳体上并覆盖该气体传感器元件的前端部分的保护装置，其中，该保护装置具有双重结构，包括通过一定间隙覆盖该气体传感器元件前端部分的圆柱形内罩部分和围绕该内罩部分设置的圆柱形外罩部分，其中，该外罩部分包括外圆柱形部分，其具有将目标气体从外部引入到该外罩部分内侧的外气体引入孔，其中，该内罩部分包括围绕该气体传感器元件前端部分的内圆柱形部分；和设置在该内圆柱形部分前端侧的内前端通风孔，并且其中，设置在该金属壳体支撑面前端侧的前端部分、外圆柱形部分和内圆柱形部分设置成构造一个内气体引入通道，用于在该外圆柱形部分和内圆柱形之间、经过该内圆柱形部分的尾端，将从外气体引入孔引进的目标气体，引导进入该内罩部分和该气体传感器元件的前端部分之间的间隙，其中从轴向看，该内圆柱形部分的尾端比接合该金属壳体的前端部分的该内圆周和该外圆周的接合面的内圆周侧端边缘更靠近该尾端侧。本专利技术的气体传感器具有在外罩部分的外圆柱形部分的外气体引入孔。并且，该气体传感器具有内气体引入通道，其由该金属壳体的前端部分、该外罩部分的外圆柱形部分和该内罩部分的内圆柱形部分形成。此外，该气体传感器具有内前端通孔，其设置在该内罩部分的前端方向。以这种结构，通过外罩部分的外气体从外部引入孔进入内侧的目标气体流向该外罩部分和该内罩部分之间的尾端，并通过内气体引入通道进一步进入该内罩部分的内侧。此后，目标气体通过该内罩部分和该气体传感器元件前端部分之间的间隙流向前端。此后，目标气体通过内前端通孔排放到外面。因此，该气体传感器具有良好的目标气体流入特性。另一方面，在使其前端向下使用气体传感器的情况下，与目标气体一起通过外气体引入孔进入内侧的冷凝水不流进设置在比外气体引入孔更靠近尾端侧的内气体引入通道，而是沿内罩部分的内圆柱形部分的外壁表面流向前端侧。结果，冷凝水很难浸湿该气体传感器元件而使该气体传感器破裂。因此，该气体传感器不仅响应性极好而且抗水性也极好。这里，在JP-A-2002-162377中公开的气体传感器中，从内保护管的通风孔到该传感器元件的检测部分的距离可能被拉长而降低了该传感器的响应性。相反，在本专利技术的气体传感器中，内气体引入通道设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体传感器，包括：　　　　沿轴向延伸的气体传感器元件，并且该气体传感器元件至少在其自己的前端部分具有气体敏感特性；　　　　包围所述气体传感器元件的圆柱形金属壳体，使得所述气体传感器元件的所述前端部分从其自己的前端伸出，并包括形成在其内圆周上的支撑面，用于在所述气体传感器元件的轴向支撑；以及　　　　固定在所述金属壳体上并覆盖所述气体传感器元件的所述前端部分的保护装置，　　　　其特征在于，所述保护装置具有双重结构，包括通过一定间隙覆盖所述气体传感器元件的所述前端部分的圆柱形内罩部分和围绕所述内罩部分设置的圆柱形外罩部分，　　　　所述外罩部分包括外圆柱形部分，其具有将待测量的目标气体从外部引入到所述外罩部分内侧的外气体引入孔，　　　　所述内罩部分包括：　　　　围绕所述气体传感器元件的所述前端部分的内圆柱形部分；和　　　　设置在所述内圆柱形部分前端侧的内前端通风孔，并且　　　　设置在所述金属壳体的所述支撑面的前端侧的前端部分、所述外圆柱形部分和所述内圆柱形部分被设置成构造一个内气体引入通道，用于引导从所述外气体引入孔引入的目标气体在所述外圆柱形部分和所述内圆柱形部分之间，经过所述内圆柱部分的尾端，进入所述内罩部分和所述气体传感器元件的所述前端部分之间的间隙，其中从轴向看，所述内圆柱部分的尾端比接合所述金属壳体前端部分的内圆周和外圆周的接合面的内圆周侧端边缘更靠近该前端侧。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：矶村浩，赤塚正二，新海修，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：实用新型
国别省市：JP[日本]