[發明專利]氣體傳感器

有效

• 申請號: 201280039917.1
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN103748461A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 磯村浩
• 申請（專利權）人: 日本特殊陶業株式會社
• 主分類號: G01N27/409
• 分類號: G01N27/409
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

本國際申請基于2011年8月17日向日本專利局提出申請的日本國特許出愿第2011－178355號要求優先權，通過參照將日本國特許出愿第2011－178355號的全部內容引入本國際申請。

技術領域

本發明涉及一種氣體傳感器，該氣體傳感器適用于檢測自安裝于機動二輪車、轎車等車輛的內燃機排出的排放氣體所包含的氧等。

背景技術

以往，作為用于檢測排放氣體所包含的氧濃度的氣體傳感器，已知有如下傳感器：該傳感器設有具有氧離子導電性的氣體檢測元件，且該傳感器安裝于車輛的內燃機的排氣管（例如，參照專利文獻1～3）。

對具有與專利文獻1～3所記載的氣體傳感器相同結構的傳感器的一般結構進行說明（參照圖6），在氣體傳感器P5中，氣體檢測元件P1固定于主體金屬外殼P2內，并且氣體檢測元件P1的后端側被金屬制的外筒P3以及保護外筒P4覆蓋。

氣體檢測元件P1具備由具有氧離子傳導性的固體電解質體形成的元件主體（傳感器元件），并且至少在元件主體的內側具備內側電極P7。

在這種氣體傳感器P5中，在氣體檢測元件P1的后端側配置有定位于外筒P3的后端側的分隔件P6，并配置有接觸于內側電極P7的端子件P8。另外，在氣體檢測元件P1的內部配置有用于對氣體檢測元件P1進行加熱的加熱器P9，加熱器P9的頂端按壓于氣體檢測元件P1的內周面。

如專利文獻1～3所記載，作為構成氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的材料，使用由氧化鋯等的陶瓷材料形成的固體電解質體。為了使這樣的氣體檢測元件P1作為氧傳感器發揮功能，需要將氣體檢測元件P1加熱到工作溫度。因此，通常在氣體傳感器P5設置用于將氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）加熱到工作溫度的加熱器P9。

另外，在要求在內燃機起動時等的短時間內檢測出準確的氧濃度的情況下，需要在短時間內將氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的溫度提高至工作溫度，換言之，需要提前激活氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）。此時，若加熱器P9和氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）分離，則在加熱器P9所產生的熱量傳遞至氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的過程中花費時間，激活氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）所需的時間變長。因此，采用如下方法：通過將加熱器P9（特別是加熱器P9的發熱部）與氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）配置為直接接觸，縮短激活氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）所需的時間。

專利文獻1：日本特開2000－035416號

專利文獻2：日本特開2002－031618號公報

專利文獻3：日本特開2002－005877號公報

如上述那樣，在使加熱器P9與氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）直接接觸的情況下，已知有如圖6所示那樣使加熱器P9的頂端側的側面接觸于氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的方法、以及如專利文獻1～3所記載那樣使加熱器P9的頂端接觸于氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的方法。

與使加熱器P9的頂端接觸于氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的方法相比較，使加熱器P9的側面接觸于氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的方法能夠使加熱器P9中的溫度變得最高的發熱部分直接接觸于氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）。因此，具有易于將熱量傳遞至氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）、換言之易于實現提前激活氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的優點。

與此相對，與使加熱器P9的側面接觸于氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的方法相比較，在使加熱器P9的頂端接觸于氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的方法中，由于熱量傳遞到氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的頂端內表面，因此容易使氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）的在周向上的溫度分布均勻化。通過如此減小氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）處的溫度差而具有能夠抑制自氣體檢測元件P1輸出的信號的偏差這一優點。

換句話說，若優先考慮提前激活氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）而使加熱器P9的側面接觸于氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件），則存在難以抑制自氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）輸出的信號的偏差這一問題。另外，若優先考慮抑制自氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）輸出的信號的偏差而使加熱器P9的頂端接觸于氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件），則存在激活氣體檢測元件P1的元件主體（傳感器元件）所需的時間變長這一問題。