CN103547916A - 气体传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制水滞留于主体金属壳体等构成外形的构件的间隙内、并且抑制由水滞留造成的构成外形的构件腐蚀的气体传感器。该气体传感器（1）设有：传感器元件（10），其沿着轴线方向延伸；主体金属壳体（50），其用于保持传感器元件（10）；内筒构件（70），其包括形成为筒状的筒部（71）和从筒部（71）的顶端侧向径向外侧延伸形成的凸缘部（72），凸缘部（72）被主体金属壳体（50）的加压变形紧固部（55）固定；筒状的外筒构件（80），其在整个径向上覆盖内筒构件（70）的外侧；以及通气过滤器（75），其呈被夹持配置在内筒构件（70）和外筒构件（80）之间的筒状并具有拒水性；通气过滤器（75）从外筒构件（80）的顶端朝向轴线方向突出，通气过滤器（75）的顶端利用至少一部分与主体金属壳体（50）的加压变形紧固部（55）的朝后端面相接触。

Description

气体传感器

技术领域

本发明涉及一种适合用于检测从搭载于机动二轮车、轿车等车辆的内燃机排出的排放气体所含有的氧等的气体传感器。

背景技术

以往，作为检测排放气体所含有的氧浓度的气体传感器，公知有一种设有具有氧离子导电性的气体检测元件的传感器，其中，该传感器安装于车辆的内燃机的排气管（例如，参照专利文献1至3）。

排气管多是从发动机沿着车辆的底面向后部延伸配置，有时安装于排气管的气体传感器也配置在车辆的底面附近。若如此将气体传感器配置在车辆的底面附近，则有时因车辆的车轮而溅起的水附着于气体传感器。

若附着于气体传感器的水进入传感器的内部，则有可能产生传感器内部的布线短路等不良情况，不能够准确地检测排放气体所含有的氧浓度。为此，在专利文献1至3所记载的气体传感器中，采用了在将测量排放气体的氧浓度时成为基准的大气向气体传感器的内部引导的连通孔中配置具有拒水性的过滤器等、并使水难以进入气体传感器的内部的结构。

列举具有与专利文献1、专利文献2所记载的气体传感器相同的结构的传感器（参照图5）为例进行说明，在气体传感器P5中，气体检测元件P1固定在主体金属壳体P2内，并且利用金属制的外筒P3和保护外筒P4覆盖气体检测元件P1的后端侧。

在这种气体传感器P5中，在气体检测元件P1的后端侧配置有被定位于外筒P3的后端侧的隔离件P6，与内侧电极P7相接触地配置有端子金属壳体P8。另外，该端子金属壳体P8的后端侧配置于隔离件P6的通孔P9，并且在通孔P9内与用于取出传感器输出的引线P10相连接。

而且，在外筒P3和保护外筒P4上分别设有连通孔P13和连通孔P14。连通孔P13和连通孔P14是使成为氧基准源的大气侧、即气体传感器P5的外部与气体检测元件P1的后端侧的空间P11相连通的构件，该气体检测元件P1的后端侧的空间P11供空气在该空间P11与气体检测元件的内部空间P12之间流通。另外，在外筒P3与保护外筒P4之间配置有能够供气体通过且阻止水通过的过滤器P15。

专利文献1：日本特开2007－192800号公报

专利文献2：日本特开2008－101956号公报

专利文献3：日本特开2009－075066号公报

但是，即使采用如上所述在连通孔内配置过滤器、且水难以侵入气体传感器的内部的结构，也有产生以下说明的不良情况的隐患。

即，专利文献1至3所记载的气体传感器构成为，外形通过重合多个圆筒状构件而成，因此附着于气体传感器的水容易在表面张力的作用下被引入多个圆筒状构件的间隙。在图5的气体传感器P5的情况下，盐水容易被引入外筒P3与保护外筒P4之间的间隙、主体金属壳体P2与外筒P3之间的间隙。被引入的水长时间滞留于该间隙内，成为圆筒状构件腐蚀的原因之一。圆筒状构件的腐蚀与龟裂、通孔的形成相关联，该龟裂、通孔成为供水侵入气体传感器的内部的路径，有可能气体传感器无法准确地检测出排放气体所含有的氧浓度。

特别是在用于构成形成间隙的相邻的圆筒状构件的金属材料的离子化倾向的大小不同的情况下，例如在不锈钢合金制的圆筒状构件与铁制的圆筒状构件相邻的情况下，离子化倾向较大的圆筒状构件容易腐蚀。

另外，近年来，为了谋求气体传感器的小型化，进行了缩短作为气体传感器的长度方向的长度的全长的研究。列举图5的气体传感器P5为例，能够考虑缩短从主体金属壳体P2到后端的长度。

这样，主体金属壳体P2的后端与保护外筒P4的顶端有可能在表面张力的作用下接近至水被引入的程度。在该情况下，水易于被引入主体金属壳体P2的后端与保护外筒P4的顶端之间的间隙。一旦水被引入且滞留，则有以该滞留的水滴为核心而附着于周围的水滴彼此汇聚在一起从而形成较大的水滴，不仅主体金属壳体P2的后端与保护外筒P4的顶端之间的间隙，而且湿润扩展至其附近并滞留的隐患。其结果，主体金属壳体P2和保护外筒P4的至少一者有可能腐蚀。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而做成的，其目的在于提供一种能够抑制盐水滞留于主体金属壳体等构成外形的构件的间隙内、并且抑制由水滞留造成的构成外形的构件腐蚀的气体传感器。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案。

本发明的气体传感器是一种插入到供被测量气体流动的流路内的气体传感器，其特征在于，该气体传感器设有：传感器元件，其沿着轴线方向延伸；主体金属壳体，其用于保持该传感器元件；内筒构件，其包括固定于该主体金属壳体的与上述插入方向相反侧的端部侧即后端侧并形成为筒状的筒部和从该筒部的顶端侧向径向外侧延伸形成的凸缘部，该凸缘部被设置于上述主体金属壳体的后端侧的加压变形紧固部覆盖并被固定；外筒构件，其在整个径向上覆盖该内筒构件的筒部的外侧，并且该外筒构件自身的顶端与上述加压变形紧固部的朝后端面在轴线方向上相离开而成；以及通气过滤器，其呈夹持配置在上述内筒构件和上述外筒构件之间的筒状，并具有拒水性；上述通气过滤器从上述外筒构件的顶端朝向轴线方向突出，上述通气过滤器的顶端利用至少一部分与上述主体金属壳体的上述加压变形紧固部的上述朝后端面相接触。

根据本发明的气体传感器，借助于通气过滤器的顶端，盐水难以滞留于内筒构件与外筒构件之间以及主体金属壳体的加压变形紧固部与内筒构件之间。即，配置于内筒构件的外周侧和外筒构件的内周侧的通气过滤器具有拒水性，并比外筒构件的顶端进一步朝向主体金属壳体突出地配置。为此，通过在位于内筒构件与外筒构件之间的间隙（径向的间隙）内配置必有拒水性的通气过滤器，从而水难以滞留。另外，由于通气过滤器的顶端与主体金属壳体的加压变形紧固部相抵接地配置，因此水被配置在比主体金属壳体与内筒构件之间的间隙靠径向外侧的通气过滤器阻挡，从而变得难以浸入主体金属壳体与内筒构件之间的间隙内，且变得难以滞留。更具体地说，盐水变得难以滞留于加压变形紧固部与筒部之间的间隙、加压变形紧固部与凸缘部之间的间隙。而且，由于在外筒构件的顶端与主体金属壳体之间的间隙（轴线方向的间隙）内暴露有顶端与主体金属壳体相抵接的通气过滤器，因此盐水难以滞留于外筒构件的顶端与主体金属壳体之间的间隙及其附近。

这样，通过盐水难以滞留于内筒构件与外筒构件之间的间隙、主体金属壳体与内筒构件之间的间隙以及外筒构件与主体金属壳体之间的间隙及其附近，能够抑制主体金属壳体、内筒构件、外筒构件的腐蚀的产生。

另外，优选的是，通气过滤器的顶端利用至少一部分与主体金属壳体的加压变形紧固部的朝后端面相接触，水未进入上述通气过滤器的顶端与上述加压变形紧固部的上述朝后端面之间。

在上述发明中，其特征在于，形成上述内筒构件的金属材料的离子化倾向的大小与构成上述外筒构件的金属材料的离子化倾向的大小不同。

这样，在将由离子化倾向较小的金属材料构成的构件和由离子化倾向较大的金属材料构成的构件使用于气体传感器的情况下，若盐水存在于两构件之间，则由离子化倾向较大的金属材料构成的构件更易于产生腐蚀。然而，在本发明的气体传感器中，借助于通气过滤器，盐水难以滞留于外筒构件与内筒构件之间的间隙内，因此即使内筒构件使用了离子化倾向比外筒构件的离子化倾向大的金属材料，也能够抑制腐蚀的产生。

在上述发明中，其特征在于，构成主体金属壳体的金属材料的离子化倾向的大小与构成外筒构件的金属材料的离子化倾向的大小不同。

这样，在将由离子化倾向较小的金属材料构成的构件和由离子化倾向较大的金属材料构成的构件使用于气体传感器的情况下，若盐水存在于两构件之间，则由离子化倾向较大的金属材料构成的构件更易于产生腐蚀。然而，在本发明的气体传感器中，借助于通气过滤器，盐水难以滞留于主体金属壳体与外筒构件之间的间隙内，因此即使主体金属壳体使用了离子化倾向比外筒构件的离子化倾向大的金属材料，也能够抑制腐蚀的产生。

在上述发明中，优选的是，上述传感器元件的后端位于比上述加压变形紧固部的朝后端面靠后端侧的位置，并且上述外筒构件的顶端配置在比上述传感器元件的后端靠顶端侧的位置。

通过如此使外筒构件的顶端配置在比传感器元件的后端靠顶端侧的位置，使外筒构件与传感器元件局部重叠地进行配置，能够使气体传感器在轴线方向上小型化。

另外，即使使外筒构件的顶端靠近主体金属壳体，由于在外筒构件的顶端与主体金属壳体之间的间隙内暴露有顶端与主体金属壳体相抵接的通气过滤器，因此盐水也难以滞留于外筒构件的顶端与主体金属壳体之间的间隙内。

在上述发明中，优选的是，在构成上述内燃机的发动机缸盖上设有上述排气流路，在上述主体金属壳体上设有用于安装于上述发动机缸盖的安装部。

通过如此将气体传感器安装于发动机缸盖，从而与将气体传感器安装于自内燃机延伸的排气管的情况相比，易于谋求气体传感器的小型化。即，在内燃机的发动机缸盖上设有用于冷却发动机缸盖的水套等冷却部件。与未设有这种冷却部件的排气管相比，发动机缸盖的温度一般变得较低。为此，与安装于排气管的情况相比，能够将通气过滤器等易于受到热量影响的元件靠近发动机缸盖地进行配置，变得易于使气体传感器在轴线方向上小型化。另外，发动机缸盖有时也被称作气缸盖。

然而，若使气体传感器在轴线方向上小型化，则外筒构件的顶端有时靠近主体金属壳体，在这种情况下，有盐水容易滞留于外筒构件的顶端与主体金属壳体之间的间隙内进而引起腐蚀的隐患，但是由于在外筒构件的顶端与主体金属壳体之间的间隙内暴露有顶端与主体金属壳体相抵接的通气过滤器，因此盐水难以滞留于外筒构件的顶端与主体金属壳体之间的间隙内，因此能够消除这种隐患。

在上述发明中，优选的是，上述外筒构件的顶端与上述通气过滤器相抵接。

通常，在组装气体传感器的过程中，通过在将通气过滤器配置于内筒构件与外筒构件之间之后从径向进行加压变形紧固来进行固定，但是此时若加压变形紧固至外筒构件的中间左右，则外筒构件的顶端浮起，有时在通气过滤器与外筒构件的顶端之间形成间隙。水容易被引入该间隙，一旦水被引入并滞留，则形成较大的水滴，将会长时间滞留于主体金属壳体与外筒构件之间的间隙及其附近，其结果，主体金属壳体和外筒构件中的至少一者有可能腐蚀。

因此，相对于加压变形紧固后的外筒构件的顶端，若经由例如冲孔等工序使外筒构件的顶端与通气过滤器紧密接触，则外筒构件的顶端与通气过滤器无间隙地相抵接，从而由于过滤器相对于主体金属壳体的接地压力、接地面积增加，因此盐水变得难以滞留于外筒构件与主体金属壳体之间的间隙及其附近，能够抑制主体金属壳体、外筒构件的腐蚀的产生。

根据本发明的气体传感器，由于通气过滤器的顶端与主体金属壳体的加压变形紧固部的朝后端面相接触，因此起到盐水变得难以滞留于内筒构件与外筒构件之间以及主体金属壳体的加压变形紧固部与内筒构件之间、并且能够抑制由水滞留造成的主体金属壳体等的腐蚀这样的效果。

附图说明

图1是说明本发明的一实施方式的气体传感器的整体结构的剖视图。

图2是说明图1的气体检测元件的结构的图。

图3是说明图1的隔离件、闭塞构件以及保护外筒等的结构的局部分解立体图。

图4是说明图1的主体金属壳体与过滤器之间的接触的局部放大剖视图。

图5是说明以往的气体传感器的整体结构的剖视图。

具体实施方式

参照图1～图4说明本发明的一实施方式的气体传感器。图1是说明本实施方式的气体传感器1的整体结构的剖视图。

在本实施方式中，例如在与搭载于载客车等车辆的内燃机的发动机缸盖相连结、并在形成于发动机缸盖内的排气流路内突出设有气体传感器的顶端部分的传感器、即测量排放气体中的氧浓度的氧传感器中应用本发明的气体传感器来进行说明。另外，在以下说明中，将沿着轴线O的方向中的、安装有保护件60的一侧作为顶端侧、将其相反侧作为后端侧来进行说明。

本实施方式的气体传感器1是没有用于对后述的气体检测元件10进行加热的加热器的、所谓的无加热器的传感器，该气体传感器1是利用排放气体的热量对气体检测元件10进行加热并使其活化并测量排放气体中的氧浓度的传感器。

如图1所示，气体传感器1主要包括气体检测元件（传感器元件）10、隔离件20、封闭构件30、端子金属壳体40以及引线45，并且包括用于覆盖上述这些构件的周围的主体金属壳体50、保护罩60、外筒（内筒构件）70以及保护外筒（外筒构件）80等。

图2是说明图1的气体检测元件10的结构的图，气体检测元件10是由具有氧离子传导性的固体电解质形成的构件。气体检测元件10形成为在轴线O方向上延伸的圆筒状，该气体检测元件10主要由被顶端侧的端部12封闭的元件主体11构成。在元件主体11的外周，在整个周向上设有沿径向向外突出的凸缘部13。另外，在本实施方式中，虽然应用于气体检测元件10形成为筒状的例子进行说明，但是并不限定于形成为筒状，也可以形成为板状，并不特别限定。

作为构成元件主体11的固体电解质，例如使Y₂O₃或CaO固溶的ZrO₂是代表性的固体电解质。除该固体电解质以外，也可以使用作为碱土族金属或稀土类金属的氧化物与ZrO₂之间的固溶体的固体电解质。另外，也可以在碱土族金属或稀土类金属的氧化物与ZrO₂之间的固溶体中使用还含有HfO₂的固体电解质。

在元件主体11的外周面上形成有外侧电极14、纵导引部15以及环状导引部16。外侧电极14是在气体检测元件10的端部12将Pt或Pt合金（以下，记载为“Pt等”。）形成为多孔质的电极。纵导引部15是在轴线方向上从外侧电极14延伸的导电部，是由Pt等形成的构件。环状导引部16在凸缘部13的下面侧（图2的下方）形成为环状，是以能够导电的方式与纵导引部15相连接的导电部，是由Pt等形成的构件。在元件主体11的内周面上形成有将Pt等形成为多孔质的内侧电极17。

图3是说明图1的隔离件20、闭塞构件30以及保护外筒80等的结构的局部分解立体图，如图1和图3所示，隔离件20是配置在气体检测元件10与闭塞构件30之间的构件。另外，隔离件20是由具有电绝缘性的材料、例如氧化铝形成的圆筒形状的构件，在隔离件20的轴线中心形成有供引线45贯穿的通孔21。

闭塞构件30是由例如氟橡胶等弹性材料构成的圆筒形状的密封构件，是配置于气体传感器1的后端的构件。在闭塞构件30的轴线中心形成有供引线45贯穿的通孔31。闭塞构件30的顶端侧与隔离件20的后端侧气密地紧密接触，闭塞构件30的后端侧的外周与外筒70的内周面、保护外筒80的内周面气密地紧密接触。这样，闭塞构件30使气体传感器1的内部与外部气密地分离。即，气体传感器1的后端侧被闭塞构件30气密地闭塞。

端子金属壳体40是由镍合金（例如因科镍合金750。英国InternationalNickel Company制造，注册商标）形成的金属壳体，是将传感器输出向外部取出的形成为大致筒状的构件。端子金属壳体40以能够导电的方式与引线45相连接，并且与气体检测元件10的内侧电极17相接触地配置。

在端子金属壳体40的后端，在周向上等间隔地排列设有朝向径向外侧延伸的三个凸缘片41。换言之，在三个凸缘片41之间形成有在周向上扩展的间隙。

如图1所示，主体金属壳体50是由铁形成的构件，且是形成为大致圆筒状的构件。在主体金属壳体50上，从内周面朝向径向内侧地在整个周向上突出设有用于支承气体检测元件10的凸缘部13的台阶部51。另外，在主体金属壳体50的外表面上预先实施镀Ni，形成有薄膜的Ni镀层（未图示）。

在主体金属壳体50的顶端侧的外周面上，在整个周向上设有将气体传感器1安装于内燃机的发动机缸盖（未图示。）的螺纹部（安装部）52和使用于将螺纹部52拧入发动机缸盖的安装工具卡合的六角部53。另外，从主体金属壳体50的顶端朝向后端依次排列配置有螺纹部52、六角部53。而且，在与该主体金属壳体50的后端侧、换言之在与六角部53的后端侧相邻的位置设有筒状部54。

保护罩60是由不锈钢（例如，日本JIS标准的SUS310S）形成的构件，且是覆盖气体检测元件10的顶端的保护构件。保护罩60是在轴线方向上延伸的筒状的构件，形成为顶端闭塞的形状。保护罩60的后端缘被夹持固定在气体检测元件10的凸缘部13与主体金属壳体50的台阶部51之间。另外，在主体金属壳体50与气体检测元件10之间，从顶端侧依次配置有由滑石形成的陶瓷粉末65和由氧化铝形成的陶瓷套筒66。

外筒70是由铁形成的构件，其插入主体金属壳体50的内部并且与陶瓷套筒66的后端侧相邻配置。在外筒70设有沿着轴线方向延伸的形成为筒状的筒部71、从筒部71的顶端侧朝向径向外侧扩展的凸缘部72以及作为形成于筒部71的通孔的通气孔73。另外，在外筒70的外表面上预先实施镀Ni，并形成有薄膜的Ni镀层（未图示）。

筒部71是内部配置有气体检测元件10的后端、隔离件20、闭塞构件30的顶端的构件。而且，筒部71在加压变形紧固保护外筒80时同时朝向径向内侧变形，且筒部71的内周面与闭塞构件30的外周面紧密接触。

凸缘部72的顶端侧的面与陶瓷套筒66相接触地配置，并且在后端侧的面上配置有由被实施了镀Ni的铁构成的金属环67。

另外，在主体金属壳体50中，在筒状部54的后端设有用于将外筒70固定于主体金属壳体50的加压变形紧固部55。加压变形紧固部55是对呈筒状延伸的筒状部54的后端施加力、并朝向径向内侧变形的部分。加压变形紧固部55沿着轴线方向向顶端侧按压金属环67、凸缘部72、陶瓷套筒66、陶瓷粉末65等。另外，加压变形紧固部55既可以在与外筒70的筒部71之间形成有间隙，也可以与外筒70的筒部71相接触。间隙形成得比外筒70或过滤器75的厚度薄。另外，主体金属壳体50的加压变形紧固部55上的Ni镀层有时也在加压变形紧固的过程产生裂纹。此时，若水滴长时间滞留于该裂纹，则主体金属壳体有可能腐蚀。

在外筒70的外周配置有例如使用PTFE（聚四氟乙烯）形成为筒状的具有拒水性的过滤器（通气过滤器）75。如图1和图4所示，过滤器75的顶端侧的端部在整个周向上与主体金属壳体50的加压变形紧固部55相接触。如图1所示，过滤器75的后端延伸配置至与外筒70的后端相同的位置。过滤器75是能够通气但能够防止水分侵入的构件。

另外，如上所述，过滤器75既可以与主体金属壳体50的加压变形紧固部55直接接触，也可以隔着其他构件与加压变形紧固部55相接触，换言之，也可以与同加压变形紧固部55接触的其他构件直接接触，并不特别限定。另外，虽然优选的是在整周上相接触，但是只要利用至少一部分相接触即可。

而且，在上述形成为筒状的过滤器75中，除了实际上形成为筒状的过滤器以外，也包括将形成为片状的过滤器75卷绕一圈而成的过滤器，换言之，也包括进行卷绕而使一部分重叠的过滤器。

在过滤器75的外周上配置有使用与主体金属壳体50不同的不锈钢（例如SUS304L）形成为大致筒状的保护外筒80。保护外筒80是通过自外周侧进行加压变形紧固而在与外筒70之间夹入过滤器75并保持该过滤器75的构件。而且，保护外筒80的后端与顶端相比直径形成得较小，在保护外筒80的后端嵌入有闭塞构件30的后端。由于在该状态下自外周侧进行加压变形紧固，因此保护外筒80能够将闭塞构件30固定于外筒70的后端。

在保护外筒80中，在与外筒70的通气孔73对应的位置设有作为通孔的通气孔81。通气孔73和通气孔81用于使大气与气体传感器1的内部、详细地说是使大气与气体检测元件10的内侧电极17侧的内部空间18相连通而能够供空气流通。

接着，简单地说明本实施方式的气体传感器1的制造步骤。

首先，如图1所示，在形成于主体金属壳体50的通孔内，从后端侧朝向顶端侧插入保护罩60和气体检测元件10。接着，在主体金属壳体50与气体检测元件10之间的空间内配置陶瓷粉末65和陶瓷套筒66。

在陶瓷套筒66的后端侧，以与凸缘部72接触的方式配置外筒70，在凸缘部72的后端侧的面上配置金属环67。在该状态下，对主体金属壳体50的筒状部54的后端进行加压变形紧固，具体地说，从径向外侧朝向内侧地使筒状部54的后端塑性变形并形成加压变形紧固部55。加压变形紧固部55借助于金属环67将外筒70按压于陶瓷套筒66，并且将外筒70固定于主体金属壳体50。

之后，如图1和图4所示，以在整个周向上覆盖外筒70的外周的方式配置过滤器75。此时，过滤器75的顶端侧的端部与主体金属壳体50的加压变形紧固部55相抵靠，配置为在整个周向上覆盖加压变形紧固部55与外筒70的筒部71之间的交界。

其另一方面，如图3所示，使引线45穿过隔离件20的通孔21、闭塞构件30的通孔31以及保护外筒80，在该引线45的顶端固定端子金属壳体40。以下，将它们表述为复合构件91。

将所形成的复合构件91插入外筒70内，如图1所示，将端子金属壳体40的顶端插入气体检测元件10的内部空间18，使端子金属壳体40与内侧电极17相接触。此时，端子金属壳体40被插入至凸缘片41与气体检测元件10的后端部相接触，并被定位。

同时，将隔离件20和闭塞构件30的顶端侧配置在外筒70内，并且向顶端侧按压隔离件20、闭塞构件30以及保护外筒80。进而，向过滤器75的外周侧嵌入保护外筒80。此时，如图1和图4所示，保护外筒80的顶端侧的端部配置在比气体检测元件10的后端靠近主体金属壳体50的位置。而且，由于保护外筒80的顶端侧的端部自主体金属壳体50的加压变形紧固部55离开，因此过滤器75的顶端侧的端部暴露于保护外筒80的顶端侧的端部与加压变形紧固部55之间。

之后，通过从径向外侧朝向内侧加压变形紧固保护外筒80，一体固定保护外筒80与外筒70。在除形成有通气孔73和通气孔81的位置以外的位置进行加压变形紧固。根据以上，完成对气体传感器1的说明。

实施例

以下，参照实施例具体地说明本发明。

（试样1～试样6）

在上述气体传感器1的制造过程中，制成如表1所示分配了过滤器75与主体金属壳体50之间的间隙的试样1～试样6。

接着，对于试样1～试样6的气体传感器1，进行24小时的以日本JIS H8502为准的盐水喷雾试验，评价在主体金属壳体50上有无锈产生。将结果表示在表1中。

另外，评价是对各个试样各用10支进行盐水喷雾试验，并用锈产生数与试验支数（10支）的比例进行表示。另外，是否产生了锈是通过元素映射对各个试样进行分析，将主体金属壳体50的铁消失的情况作为存在锈产生的情况。

[表1]

上述盐水喷雾试验的结果是，在从过滤器75的顶端到主体金属壳体50之间的间隙为0mm、即相抵接的试样1中未产生锈，在从过滤器75的顶端到主体金属壳体50之间存在间隙的试样2、3中产生了锈。由此，通过过滤器75的顶端与主体金属壳体50相抵接，从而盐水难以滞留于间隙及其附近，作为其结果可知，能够抑制主体金属壳体50的腐蚀的产生。

在本实施方式中，应用在形成有通气孔73和通气孔81的位置的顶端侧和后端侧这两个位置进行加压变形紧固的例子进行了说明。在该情况下，优选的是，保护外筒80的顶端侧的端部至少延伸至在顶端侧进行的加压变形紧固位置的顶端侧的一端、或比该加压变形紧固位置靠近主体金属壳体50的位置。

根据上述结构的气体传感器1，借助于过滤器75的顶端，盐水难以滞留于外筒70与保护外筒80之间以及主体金属壳体50的加压变形紧固部55与外筒70之间。即，配置在外筒70的外周侧和保护外筒80的内周侧的过滤器75具有拒水性，并比保护外筒80的顶端进一步向主体金属壳体50突出配置。为此，通过在位于内筒70与保护外筒80之间的间隙（径向的间隙）内配置必有拒水性的过滤器75，从而水难以滞留。另外，由于过滤器75的顶端与主体金属壳体50的加压变形紧固部55相抵接地配置，因此水被配置在比主体金属壳体50与外筒70之间的间隙靠径向外侧的过滤器75阻挡，从而难以浸入主体金属壳体50与外筒70之间的间隙内，且难以滞留。更具体地说，盐水难以滞留于加压变形紧固部55与筒部71之间的间隙、加压变形紧固部55与凸缘部72之间的间隙。而且，由于在保护外筒80的顶端与主体金属壳体50之间的间隙（轴线方向的间隙）内暴露有顶端与主体金属壳体50相抵接的过滤器75，因此盐水难以滞留于保护外筒80的顶端与主体金属壳体50之间的间隙及其附近。

这样，通过盐水难以滞留于外筒70与保护外筒80之间的间隙、主体金属壳体50与外筒70之间的间隙以及保护外筒80与主体金属壳体50之间的间隙，能够抑制主体金属壳体50、外筒70、保护外筒80的腐蚀的产生。

另外，在将由离子化倾向较小的金属材料构成的构件和由离子化倾向较大的金属材料构成的构件使用于气体传感器的情况下，若盐水存在于两构件之间，则由离子化倾向较大的金属材料构成的构件易于产生腐蚀。但是，在本发明的气体传感器1中，由于借助于过滤器75，盐水难以滞留于保护外筒80与外筒70之间的间隙内，因此即使外筒70使用了离子化倾向比保护外筒80的离子化倾向大的金属材料，也能够很好地抑制腐蚀的产生。同样地即使主体金属壳体50使用了离子化倾向比保护外筒80的离子化倾向大的金属材料，也能够很好地抑制腐蚀的产生。

通过使保护外筒80的顶端比气体检测元件10的后端靠近主体金属壳体50，使保护外筒80与气体检测元件10局部重叠地进行配置，能够使气体传感器1在轴线方向上小型化。

另外，即使使保护外筒80的顶端靠近主体金属壳体50，由于在保护外筒80的顶端与主体金属壳体50之间的间隙内暴露有顶端与主体金属壳体50相抵接的过滤器75，因此盐水也难以滞留于保护外筒80的顶端与主体金属壳体50之间的间隙内。

通过将气体传感器1安装于发动机缸盖，从而与将气体传感器安装于自内燃机延伸的排气管的情况相比，变得易于谋求气体传感器1的小型化。即，在内燃机的发动机缸盖上设有用于冷却发动机缸盖的水套等冷却部件。与未设有这种冷却部件的排气管相比，发动机缸盖的温度一般变得较低。为此，与安装于排气管的情况相比，能够将过滤器75等易于受到热量影响的由树脂等形成的元件配置为靠近发动机缸盖，易于使气体传感器1在轴线方向上小型化。

然而，若使气体传感器1在轴线方向上小型化，则保护外筒80的顶端有时靠近主体金属壳体50，在这种情况下，有盐水易于滞留于保护外筒80的顶端与主体金属壳体50之间的间隙内进而引起腐蚀的隐患，但是由于在保护外筒80的顶端与主体金属壳体50之间的间隙内暴露有顶端与主体金属壳体50相抵接的过滤器75，因此盐水难以滞留于保护外筒80的顶端与主体金属壳体50之间的间隙内。

另外，在本实施方式中，虽然应用利用铁形成主体金属壳体50和外筒70、利用离子化倾向与铁的离子化倾向不同的不锈钢形成保护外筒80的例子进行了说明，但是也可以利用不锈钢来形成主体金属壳体50、外筒70以及保护外筒80，并不特别限定。在该情况下，在离子化倾向在形成主体金属壳体50和外筒70的不锈钢与形成保护外筒80的不锈钢之间不同的情况（例如，不锈钢的产品编号不同的情况）下，主体金属壳体50、外筒70变得易于腐蚀，但是通过采用本实施方式的结构，能够抑制主体金属壳体50、外筒70的腐蚀。

另外，优选的是，保护外筒80的顶端与过滤器75相抵接。

通常，在组装气体传感器1的过程中，通过在将过滤器75配置于外筒70与保护外筒80之间之后从径向进行加压变形紧固来进行固定，但是此时若加压变形紧固至保护外筒80的中间左右，则保护外筒80的顶端浮起，有时在过滤器75与保护外筒80的顶端之间形成间隙。水容易引入该间隙内，一旦水被引入并滞留，则形成较大的水滴，则长时间滞留于主体金属壳体50与保护外筒80之间的间隙及其附近，其结果，主体金属壳体50和保护外筒80中的至少一者有可能腐蚀。

因此，相对于加压变形紧固后的保护外筒80的顶端，若经由例如冲孔等工序使保护外筒80的顶端与过滤器75紧密接触，则保护外筒80的顶端与过滤器75无间隙地相抵接，从而由于过滤器75相对于主体金属壳体50的接地压力、接地面积增加，因此盐水变得难以滞留于保护外筒80与主体金属壳体50之间的间隙及其附近，能够抑制主体金属壳体50、保护外筒80的腐蚀的产生。

附图标记说明

1…气体传感器；10…气体检测元件（传感器元件）；50…主体金属壳体；52…螺纹部（安装部）；55…加压变形紧固部；70…外筒（内筒构件）；71…筒部；72…凸缘部；75…过滤器（通气过滤器）；80…保护外筒（外筒构件）。

Claims (6)

1.一种气体传感器，其插入到供被测量气体流动的流路内，其特征在于，该气体传感器设有：

传感器元件，其沿着轴线方向延伸；

主体金属壳体，其用于保持该传感器元件；

内筒构件，其包括固定于该主体金属壳体的与上述插入方向相反侧的端部侧即后端侧并形成为筒状的筒部和从该筒部的顶端侧向径向外侧延伸形成的凸缘部，该凸缘部被设置于上述主体金属壳体的后端侧的加压变形紧固部覆盖并被固定；

外筒构件，其在整个径向上覆盖该内筒构件的筒部的外侧，并且该外筒构件自身的顶端与上述加压变形紧固部的朝后端面在轴线方向上相离开而成；以及

通气过滤器，其呈夹持配置在上述内筒构件和上述外筒构件之间的筒状，并具有拒水性；

上述通气过滤器从上述外筒构件的顶端朝向轴线方向突出，上述通气过滤器的顶端利用至少一部分与上述主体金属壳体的上述加压变形紧固部的上述朝后端面相接触。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

形成上述内筒构件的金属材料的离子化倾向的大小与构成上述外筒构件的金属材料的离子化倾向的大小不同。

3.根据权利要求1或2所述的气体传感器，其特征在于，

构成上述主体金属壳体的金属材料的离子化倾向的大小与构成上述外筒构件的金属材料的离子化倾向的大小不同。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体传感器，其特征在于，

上述传感器元件的后端位于比上述加压变形紧固部的朝后端面靠后端侧的位置，并且上述外筒构件的顶端配置在比上述传感器元件的后端靠顶端侧的位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的气体传感器，其特征在于，

在构成上述内燃机的发动机缸盖上设有上述排气流路，

在上述主体金属壳体上设有用于安装于上述发动机缸盖的安装部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体传感器，其特征在于，

上述外筒构件的顶端与上述通气过滤器相抵接。

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