[發明專利]氣體傳感器

有效

• 申請號: 200710166564.2
• 申請日: 2007-11-06
• 公開（公告）號: CN101178377A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 奧村達也;石川聰;大場健弘;船橋智彥
• 申請（專利權）人: 日本特殊陶業株式會社
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及一種具有用于防止暴露在待測氣體中的檢測元件暴露在水中等的保護器的氣體傳感器。

背景技術

傳統已知的氣體傳感器具有檢測元件，在該檢測元件中，與從汽車等排出的排氣中的如氮氧化物(NO_x)和氧氣等特定氣體的濃度對應，產生大小不同的電動勢，或者其阻值變化。通過將該氣體傳感器安裝在汽車的排氣管等中來使用該氣體傳感器，但是由于檢測元件暴露在高溫的排氣中，所以，如果由于包含在排氣中的水的附著(暴露在水中)導致檢測元件經受熱沖擊，則可能會產生裂紋。因此，用于覆蓋檢測元件的保護器被裝配到氣體傳感器，并且防止檢測元件暴露在水中。

作為氣體傳感器的保護器，已知一種具有雙重結構的保護器，其包括內側保護器和外側保護器，該內側保護器覆蓋檢測元件的從金屬殼突出的前端部，該外側保護器在保持相對于內側保護器的空隙的狀態下包圍徑向周圍(例如，參照JP-A-2004-109125(對應于EP1541999A1))。在該具有雙重結構的保護器中，多個外側導入孔和內側導入孔分別形成在外側保護器和內側保護器中，并且排氣跟隨以下路線流動，沿著該路線，排氣通過外側導入孔被導入到外側保護器和內側保護器之間的空隙中，且通過內側導入孔被進一步導入到內側保護器中，以與檢測元件接觸。

順便提及，延伸到空隙內部的引導體被安裝到JP-A-2004-109125(對應于EP1541999A1)中的氣體傳感器的外側保護器的每一個外側導入孔。該引導體引導通過外側導入孔被導入到空隙中的排氣的流路，并且產生包圍內側保護器的外周面的旋流(swirl?flow)。由于伴隨該旋流產生的慣性力，使較重的水滴和較輕的氣體成分分離。然后，通過主要使氣體成分通過內側導入孔被導入到內側保護器中而更加可靠地防止檢測元件暴露在水中。在JP-A-2004-109125(對應于EP1541999A1)中，規定從外側導入孔延伸到空隙中的引導體的角度(相對于外周切線的角度)，以確保可以更加可靠地實現通過該旋流產生的氣體成分和水滴之間的分離。

發明內容

然而，在考慮到氣體傳感器的小型化的需求而使保護器的外徑較小的情況下，由于空隙中的內側保護器的外周面與外側保護器的內周面之間的距離變小，利用JP-A-2004-109125(對應于EP?1541999A1)的引導體，存在引導體與內側保護器接觸的可能，從而妨礙旋流的產生。因此，如果使引導體的彎曲角度較小，則外側導入孔與引導體之間的間隙變小，從而存在以下問題：被導入空隙中的排氣自身的導入量減少，并且由于氣體可交換性的下降導致響應變得遲緩。

已經作出了本發明以克服上述問題，并且本發明的目的是提供一種氣體傳感器，其能夠獲得直徑的減小而不會使通過外側導入孔導入到空隙中的待測氣體的導入量減少，該空隙位于雙重結構的外側保護器和內側保護器之間，該外側導入孔均具有安裝到其上的引導體。

為了獲得上述目的，根據本發明的一個方面，提供一種氣體傳感器，其包括：檢測元件(10)，在其前端側具有用于檢測待測氣體的檢測部(11)；殼體(50)，其包圍檢測元件，使得檢測元件從殼體的前端突出；內側保護器(120)，其固定在殼體中，并且其中容納檢測元件的檢測部，內側保護器具有側壁(122)，該側壁設置有用于將待測氣體導入內側保護器的內部的內側導入孔(130)；外側保護器(110)，其在相對于內側保護器保持空隙(119)的狀態下至少包圍內側保護器的側壁，外側保護器具有側壁(112)，該側壁設置有用于將待測氣體導入空隙中的外側導入孔(170)；以及引導體(180)，其具有與外側導入孔的開口邊(171)連接的始端(181)和朝向內側保護器突出到空隙中的終端(182)，引導體基本上沿外側保護器的圓周方向延伸，并且適于引導被導入空隙(119)中的待測氣體的流路，其中，在外側保護器的外周面(118)側，外側導入孔的沿圓周方向的長度(L1)大于引導體的終端和始端之間的長度(L2)。

由于該構造被設置成外側導入孔的沿圓周方向的長度L1大于引導體的終端和始端之間的長度(延伸長度)L2，所以可以進一步增大外側導入孔和引導體之間的間隙，由此可以充分確保通過外側導入孔導入的排氣的導入量。結果，可以在檢測待測氣體時獲得良好的響應速度。為了充分獲得該效果，引導體的終端和外側導入孔的開口邊之間的距離應優選為大于等于0.5mm。另外，為了防止過量的水的進入，引導體的終端和外側導入孔的開口邊之間的距離應優選為小于等于1.5mm，更優選為小于等于1.2mm。