DE102004060867A1

DE102004060867A1 - Gassensor und Gassensoreinheit

Info

Publication number: DE102004060867A1
Application number: DE200410060867
Authority: DE
Inventors: Hisaharu Nagoya Nishio; Takashi Nagoya Nakao; Kazuhiro Nagoya Kouzaki; Yuuichi Nagoya Yamada
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2024-12-18
Also published as: CN2795854Y; DE102004060867B4

Abstract

Gassensor (100), umfassend ein in einer axialen Richtung des Gassensors verlaufendes Gaserkennungselement (120), bei dem eine Spitzenendseite (120b) des Gaserkennungselements (120) einem zu messenden Gas ausgesetzt werden soll; eine äußere Röhre (130), die eine rückwärtige Endseite des Gaserkennungselements (120) umgibt und die eine isolierende Keramik beinhaltet; und ein Metallmantel (161), der das Gaserkennungselement (120) und die äußere Röhre (130) aufnimmt und bei dem das Gaserkennungselement (120) von einem Spitzenende des Metallmantels (161) auskragt und die äußere Röhre (130) von einem rückwärtigen Ende des Metallmantels (161) auskragt, wobei die äußere Röhre (130) einen freiliegenden Bereich beinhaltet, der in einem Benutzungszustand des Gassensors von dem Metallmantel (161) auskragt und bezüglich einer Außenseite freiliegt, und DOLLAR A wobei eine Glasurschicht (132) auf zumindest dem freiliegenden Bereich (131) bereitgestellt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gassensor und eine Gassensoreinheit, die ein aus Keramik hergestelltes Gaserkennungselement aufweisen.
Bislang sind verschiedene Gassensoren mit einem aus Keramik hergestellten Gaserkennungselement vorgeschlagen worden. Ein Beispiel für einen solchen gassensor ist ein Sensor, der an einem Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors angebracht ist, um die Sauerstoffkonzentration im Auspuffrohr zu erfassen.

Der Gassensor gemäß JP-A-2001-50928 (1) weist einen Aufbau auf, bei dem eine von dem Auspuffrohr nach außen auskragende äußere Röhre mit einem Metallröhrenelement bedeckt ist. Dieser Aufbau wird verwendet, um zu verhindern, daß die äußere Röhre durch thermische Schocks beschädigt wird, wenn die äußere Röhre während des Fahrens des Fahrzeugs eingetaucht wird, oder um die äußere Röhre zu schützen. Jedoch ist bei diesem gassensor die nach außen auskragende äußere Röhre durch das Metallröhrenelement bedeckt, und daher sind die Wärmeableitungseigenschaften nicht besonders gut. Folglich besteht die Gefahr, daß Komponenten aus Kunstharz (Gummi), die den Gassensor ausmachen, sich frühzeitig aufgrund der Abgaswärme verschlechtern.

Im Gegensatz dazu ist bei dem Gassensor der JP-B-6-60883 (1) ein Metallröhrenelement geteilt ausgebildet, um eine Lücke zwischen den geteilten Elementen auszubilden, und Wärme wird auf einfache Weise durch eine äußere Röhre abgeleitet, die durch die Lücke des Metallröhrenelements freigelegt ist. Dadurch wird vermieden, daß sich eine Gummidichtung verschlechtert bzw. altert. Bei dem Aufbau, bei dem die äußere Röhre durch die Lücke des Metallröhrenglieds freigelegt ist, stellt sich jedoch das Problem, daß in der äußeren Röhre aufgrund von thermischen Schocks Rißbildung oder sogar ein Bruch auftreten können, wenn die äußere Röhre während des Fahrens eines Fahrzeugs eingetaucht wird. Aufgrund des beschädigten Bereichs tritt eine Abweichung in der Ausgabe oder ähnlichem des Gassensors auf, und schließlich kann der Gassensor sogar versagen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Gassensor und eine verbesserte Gassensoreinheit bereitzustellen, die die oben erwähnten Probleme im Stand der Technik zumindest teilweise überwinden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Gassensor gemäß Anspruch 1, einer Gassensoreinheit gemäß Anspruch 7 und gemäß einem Verfahren gemäß Anspruch 14.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Gassensor bereitgestellt, der ein Gaserkennungselement, das sich in einer axialen Richtung des Gassensors erstreckt und bei dem eine Spitzenendseite einem zu messenden Gas ausgesetzt werden soll, eine zylindrische äußere Röhre, die eine rückwärtige Endseite des Gaserkennungselements umgibt und die aus isolierender Keramik hergestellt ist, sowie einen Metallmantel, der das Gaserkennungselement und die äußere Röhre aufnimmt, und in dem das Gaserkennungselement von einem Spitzenende und die äußere Röhre von einem rückwärtigen Ende auskragt, aufweist, wobei die äußere Röhre einen freiliegenden Bereich beinhaltet, der in einem Benutzungszustand des Gassensors von dem Metallmantel auskragt und bezüglich einer Außenseite freigelegt ist, und eine Glasurschicht zumindest auf dem freiliegenden Bereich ausgebildet ist.

Der Gassensor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine zylindrische äußere Röhre auf, die aus isolierender Keramik hergestellt ist. Die äußere Röhre weist den freiliegenden Bereich auf, der bei Benutzung des Gassensors bezüglich der Außenseite auf der Seite freigelegt ist, die weiter rückwärtig als das rückwärtige Ende des Metallmantels ist. Die Glasurschicht ist zumindest auf dem freiliegenden Bereich ausgebildet. Wenn nun der freiliegende Bereich der äußeren Röhre während des Fahrens eines Fahrzeugs eingetaucht ist, wird daher zuerst der Glasurbereich eingetaucht. Als Ergebnis davon absorbiert die Glasurschicht einen thermischen Schock, so daß der thermische Schock kaum auf den freiliegenden Bereich übertragen wird. Da die Glasurschicht auf dem freiligenden Bereich ausgebildet ist, kann die äußere Umfangsfläche des freiliegenden Bereichs geglättet werden, wodurch die Konzentration von Streß aufgrund thermischen Schocks unterdrückt werden kann. Folglich können die Gefahr einer Rißbildung oder eines Bruchs der äußere Röhre sowie die Gefahr des Auftretens von Abweichungen in der Ausgabe oder ähnlichem des Gassensors sowie die Gefahr des Ausfalls des Gassensors vermindert werden.

Der freiliegende Bereich ist nicht auf eine Form beschränkt, bei der in der äußeren Röhre die gesamte rückwärtige Endseite, die vom rückwärtigen Ende des Metallmantels auskragt, bezüglich der Außenseite freiliegt. Vielmehr mag er auch eine andere Form aufweisen, bei der in der äußeren Röhre lediglich ein Bereich der rückwärtigen Endseite, die vom rückwärtigen Ende des Metallmantels auskragt, bezüglich der Außenseite freiliegt. In einem Beispiel für die letzere Ausführungsform ist der rückwärtige Endbereich der äußeren Röhre mit einer Kunstharzkappe bedeckt, um das Eindringen von Wasser ins Innere der äußeren Röhre zu verhindern. Bei solch einer Ausführungsform bildet in dem rückwärtigen Endbereich, der vom rückwärtigen Ende des Metallmantels auskragt, lediglich der Teil, der nicht in engem Kontakt mit der Kunstharzkappe steht, den freiliegenden Bereich, der bezüglich der Außenseite freiliegen soll.

Im Fall eines Gassensors, bei dem das Gaserkennungselement bei Benutzung des Gassensors erhitzt wird (hohen Temperaturen ausgesetzt wird), wird die Wärme des Gaserkennungselements und des Metallmantels auf die äußere Röhre übertragen und dann über den freiliegenden Bereich an die Außenseite dissipiert. Daher kann die Wärmeableitung verstärkt werden. Im Falle, daß wie oben beschrieben eine Kunstharzkappe verwendet wird, steht die Kunstharzkappe nicht in direktem Kontakt mit dem Metallmantel, und der freiliegende Bereich der äußeren Röhre ist zwischen ihnen angeordnet, wodurch verhindert wird, daß Wärme von dem Metallmantel direkt auf die Kunstharzkappe übertragen wird. Daher kann die Hitzefestigkeit der Kunstharzkappe verbessert werden.

Die Glasur, die in der Glasurschicht verwendet, wird auch als glasartige Zusammensetzung bezeichnet und ist ein glasartiges Material, das auf die Oberfläche der äußeren Röhre aufgebracht wird, um die mechanische Festigkeit der äußeren Röhre zu erhöhen. Genauer gesagt ist die Glasurschicht ein Borsilikatglas, Alkali-Borsilikatglas oder ähnliches.

Bevorzugt ist der Gassensor so aufgebaut, daß die Glasurschicht eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 0,4 μm oder kleiner aufweist.

Bei dem Gassensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche der Glasurschicht weiterhin geglättet, da die Oberflächenrauhigkeit auf 0,4 μm oder kleiner gesetzt ist, und die Gefahr des Auftretens von Rissen, Durchschlägen oder ähnlichem, wenn die Glasurschicht thermischen Schocks ausgesetzt wird, kann effektiv vermindert werden. In der vorliegenden Anmeldung sollte die Oberflächenrauhigkeit Ra als eine arithmetisch gemittelte Rauhigkeit Ra verstanden werden.

Der Wert einer arithmetisch gemittelten Rauigkeit RA wird angegeben in Übereinstimmung mit 3 „Definition and Indication of defined arithmetic average roughness" aus JISB0601 (1994).

Um die Glasurschicht effektiv zu glätten, wird die Oberflächenrauigkeit RA des freiliegenden Bereichs der äusseren Röhre, der als eine Grundierung dient, vorzugsweise auf 1,2 μm oder kleiner gesetzt (bevorzugter auf 1,0 μm). Im Fall einer solchen Grundierung kann die Glasurschicht so ausgebildet werden, dass sie eine Oberflächenrauigkeit RA von 0,4 μm oder kleiner aufweist, wenn die Dicke der Glasurschicht im Bereich von 15 bis 100 μm liegt. Wenn die Dicke in diesem Bereich liegt, kann die Eigenschaft des Kombinierens der äusseren Röhre mit dem Metallmantel und ähnliches verbessert werden.

In manchen Fällen kann ein Bereich mit grossem Durchmesser, der eine zum rückwärtigen Ende ausgerichtete abgeschrägte Fläche aufweist, in der äusseren Röhre angeordnet sein, und das rückwärtige Ende des Metallmantels kann über eine Dichtung zu der in Richtung des rückwärtigen Endes ausgerichteten abgeschrägten Fläche hin radial einwärts gefalzt sein und dabei die äussere Röhre an dem Metallmantel halten. In einem solchen Fall wird aufgrund der Abdichtung Stress auf die auf die zum rückwärtigen Ende der äusseren Röhre hin ausgerichtete abgeschrägte Fläche ausgeübt und daher können sich in der äusseren Röhre Risse bilden. Bei einer äusseren Röhre mit einem solchen Bereich grossen Durchmessers wird daher eine Glasurschicht nicht nur auf dem freiliegenden Bereich sondern auch auf der zum rückwärtigen Ende hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche ausgebildet, wobei die Festigkeit der äusseren Röhre erhöht werden kann und Rissbildung verhindert werden kann.

Im Fall, dass die Glasurschicht lediglich in einem Bereich vom freiliegenden Bereich zu der zum rückwärtigen Ende hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche ausgebildet ist, sammelt sich dagegen die zur Bildung der Schicht verwendete Glasur leicht in der Ecke zwischen der zum rückwärtigen Ende der äusseren Röhre hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche und der zum rückwärtigen Ende hin verlaufenden äusseren Oberfläche (im folgenden auch als die Ecke der äusseren Röhre bezeichnet), und somit neigt die Glasurschicht in der Ecke dazu, dicker zu sein, als in dem anderen Bereich. Als Folge davon und abhängig von der Oberflächenform der Glasurschicht ist der Stress, der durch die Abdichtung erzeugt wird, und in einer radialen Richtung auf die äussere Röhre gerichtet ist, grösser als in der axialen Richtung und die äussere Röhre bildet leicht Risse. Gemäss dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Glasurschicht in der Ecke zwischen der zum rückwärtigen Ende hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche und einer äusseren Umfangsfläche der äusseren Röhre, die zum rückwärtigen Ende hin verläuft, eine Oberflächenform auf, die eine Aussparung mit einem Krümmungsradius von 1,5 mm oder kleiner bildet, und der Metallmantel steht mit der Aussparung über eine Abdichtung in Eingriff. Gemäss diesem Aufbau kann einer radialer Stress aufgrund der Abdichtung, der zur äusseren Röhre hin gerichtet ist, reduziert werden und somit das Auftreten von Rissen in der äusseren Röhre unterdrückt werden. Wenn der Krümmungsradius grösser ist als 1,5 mm kann der oben erwähnte Effekt nicht hinreichend erzielt werden.

Ein anderes Mittel zur Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist eine Gassensoreinheit, die umfasst: einen Gassensor mit einem Gaserkennungselement, bei dem eine Spitzenendseite einem zu messenden Gas ausgesetzt werden soll, einer äusseren Röhre, die eine rückwärtige Endseite des Gaserkennungselements umgibt, und die aus einer isolierenden Keramik hergestellt ist, einen Metallmantel, der das Gaserkennungelement und die äussere Röhre aufnimmt und in dem das Gaserkennungselement von einem Spitzenende her auskragt und die äussere Röhre von einem rückwärtigen Ende her auskragt, und einem Anschlussglied, dass mit einer auf einer inneren Umfangsfläche des Gaserkennungselements ausgebildeten inneren Elektrode verbunden ist und durch das ein Ausgangssignal des Gaserkennungselements an eine Aussenseite geliefert wird, und eine Gassensorkappe mit einem zylindrischen Kappenanschluss, der mit dem Anschlussglied des Gassensors verbunden ist und durch den das Ausgangssignal an eine externe Vorrichtung übertragen wird, und einen isolierenden Bereich, der den Kappenanschluss und eine rückwärtige Endseite der äusseren Röhre bedeckt und der durch ein isolierendes elastisches Element gebildet ist, wobei die äussere Röhre einen freiliegenden Bereich aufweist, der zwischen dem Metallmantel und dem isolierenden Bereich zu einer Aussenseite hin freiliegt und wobei eine Glasurschicht zumindest auf dem freiliegenden Bereich ausgebildet ist.

Für gewöhnlich wird ein isolierender Bereich einer Gassensorkappe durch ein Kunstharz oder Gummiprodukt gebildet. Wenn der isolierende Bereich mit dem Metallmantel des Gassensors in direktem Kontakt steht wird daher Wärme des Gaserkennungselements und des Metallmantels direkt auf den isolierenden Bereich übertragen und es entsteht die Möglichkeit, dass der isolierende Bereich sich frühzeitig verschlechtert oder altert. Bei der Gassensoreinheit gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist daher die äussere Röhre zwischen dem isolierenden Bereich der Gassensorkappe und dem Metallmantel zur Aussenseite hin freiliegend. Es ist nämlich eine Lücke zwischen dem Metallmantel des Gassensors und dem isolierenden Bereich der Gassensorkappe ausgebildet, um den Metallmantel des Gassensors und den isolierenden Bereich der Gassensorkappe in einem nicht-berührenden Zustand zu halten, wodurch die direkte Übertragung von Wärme vom Gaserkennungselement und dem Metallmantel auf den isolierenden Bereich unterdrückt wird.

Bei der Gassensoreinheit gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bedeckt der isolierende Bereich der Gassensorkappe die rückwärtige Endseite der äusseren Röhre und ein freiliegender Bereich, durch den die äussere Röhre zur Aussenseite hin freiliegt, ist zwischen dem isolierenden Bereich der Gassensorkappe und dem Metallmantel angeordnet. Im Fall eines Gassensors, bei dem das Gaserkennungselement bei Benutzung des Gassensors erhitzt wird (hohen Temperaturen ausgesetzt wird), wird Wärme vom Gaserkennungselement und dem Metallmantel auf die äussere Röhre übertragen und dann über den freiliegenden Bereich zur Aussenseite hin abgeführt. Auf diese Weise kann die Wärmeableitungseigenschaft verbessert werden.

Bei dem Gassensor gemäss dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Glasurschicht auf der Oberfläche des freiliegenden Bereiches der äusseren Röhre ausgebildet. Wenn der freiliegende Bereich während des Fahrens eines Fahrzeuges eingetaucht wird, wird daher als erstes die Glasurschicht eingetaucht. Dies hat zum Ergebnis, dass die Glasurschicht den thermischen Schock absorbiert, so dass der Schock kaum auf den freiliegenden Bereich übertragen wird und dadurch die Gefahr einer Rissbildung oder eines Bruchs der äusseren Röhre vermindert werden kann. Folglich können Gefahren wie etwa das Auftreten von Abweichungen in der Ausgabe und ähnlichem des Gassensors und das der Gassensor versagt, reduziert werden.

Bei dem Gassensor gemäss dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Glasurschicht auf einer äusseren Umfangsfläche der äusseren Röhre, die auf einer rückwärtigen Endseite, die weiter hinten angeordnet ist, als das rückwärtige Ende des Metallmantels, ausgebildet. Gemäss diesem Aufbau wird die Glasurschicht auch auf einem Bereich der äusseren Röhre, die mit dem isolierenden Bereich in Berührung steht, ausgebildet. Daher ist die äussere Umfangsfläche der äusseren Röhre, auf die die innere Umfangsfläche der Gassensorkappe eingepasst wird, durch die Glasurschicht geglättet, so dass der enge Kontakt mit der Gassensorkappe erhöht wird und erwartet werden kann, dass auch die Wasserdichtigkeit verbessert ist.

Bevorzugt ist die Gassensoreinheit so aufgebaut, dass die Glasurschicht eine Oberflächenrauigkeit RA von 0,4 μm oder kleiner aufweist.

Da die Oberflächenrauigkeit RA der Glasurschicht auf 0,4 μm oder kleiner gesetzt ist, ist bei dem Gassensor gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Oberfläche der Glasurschicht weiter geglättet. Die Gefahr, dass beim Auftreten eines thermischen Schocks an der Glasurschicht Rissbildung, Durchschläge oder ähnliches auftreten, effektiv vermindert werden. Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung soll unter der Oberflächenrauigkeit RA eine arithmetisch gemittelte Rauigkeit RA verstanden werden. Der Wert einer arithmetisch gemittelten Rauigkeit RA wird in Übereinstimmung mit 3 „Definition and indication of defined arithmetic average roughness" aus JIS B0601 (1994) angegeben.

Um die Glasurschicht effektiv zu glätten, wird vorzugsweise die Oberflächenrauigkeit RA der äusseren Röhre, die als ein Untergrund dient, auf 1,2 μm oder kleiner festgesetzt (noch bevorzugter 1,0 μm). Wenn die Dicke der Glasurschicht im Bereich von 15 bis 100 μm liegt, kann im Fall eines solchen Untergrunds die Glasurschicht so ausgebildet werden, dass sie eine Oberflächenrauigkeit RA von 0,4 μm oder kleiner aufweist. Wenn die Dicke in diesem Bereich gewählt ist, kann die Eigenschaft der Kombination der äusseren Röhre mit dem Metallmantel und ähnlichem verbessert werden.

In einigen Fällen kann ein Bereich mit grossem Durchmesser, der eine zum rückwärtigen Ende ausgerichtete abgeschrägte Fläche aufweist, in der äusseren Röhre angeordnet werden, und das rückwärtige Ende des Metallmantels kann über eine Abdichtung zu der zum rückwärtigen Ende hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche radial einwärts gefalzt sein, wodurch die äussere Röhre an dem Metallmantel gehalten ist. In einem solchen Fall wird aufgrund der Abdichtung ein Stress auf die zum rückwärtigen Ende der äusseren Röhre hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche ausgeübt und daher können sich in der äusseren Röhre Risse bilden. In einer äusseren Röhre mit einem solchen Bereich grossen Durchmessers, wird daher eine Glasurschicht nicht nur auf der äusseren Umfangsfläche der äusseren Röhre ausgebildet, die auf einer weiter hinten als das rückwärtige Ende des Metallmantels gelegenenen rückwärtigen Endseite angeordnet ist, sondern auch auf der zum rückwärtigen Ende hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche ausgebildet. Dadurch kann die Festigkeit der äusseren Röhre erhöht und das Auftreten von Rissen verhindert werden.

In dem Fall, dass die Glasurschicht lediglich in einem Bereich von der äusseren Umfangsfläche der äusseren Röhre zu der zum rückwärtigen Ende hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche ausgebildet ist, wobei die äussere Umfangsfläche sich auf der rückwärtigen Endseite befindet, die weiter hinten als das rückwärtige Ende des Metallmantels angeordnet ist, sammelt sich im Gegensatz die zur Ausbildung der Schicht verwendeten Glasur leicht in der Ecke zwischen der zum rückwärtigen Ende der äusseren Röhre hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche und der zum rückwärtigen Ende verlaufenden äusseren Oberfläche (im weiteren auch als die Ecke der äusseren Röhre bezeichnet). Daher neigt die Glasurschicht dazu, in der Ecke dicker zu sein als in den anderen Bereichen. Abhängig von der Oberflächenform der Glasurschicht hat dies zur Folge, dass ein in radialer Richtung auf die äussere Röhre gerichteter Stress, der auf die Abdichtung zurückgeht, grösser ist als in der axialen Richtung und dass die äussere Röhre leicht Risse bildet. Gemäss dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist daher die Glasurschicht in der Ecke zwischen der zum rückwärtigen Ende hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche und einer äusseren Umfangsfläche der äusseren Röhre, die zum rückwärtigen Ende hin verläuft, eine Oberflächenform auf, die eine Aussparung mit einem Krümmungsradius von 1,5 mm oder kleiner bildet, der Metallmantel steht mit der Aussparung über eine Abdichtung in Eingriff. Gemäss diesem Aufbau kann ein durch die Dichtung verursachter radialer Stress, der zur äusseren Röhre hin gerichtet ist, vermindert werden und somit die Rissbildung in der äusseren Röhre unterdrückt werden. Wenn der Krümmungsradius grösser ist als 1,5 mm kann der oben erwähnte Effekt nicht hinreichend erzielt werden.

Weiterhin wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Gassensors, der ein Gaserkennungselement, dass entlang einer axialen Richtung des Gassenors verläuft und bei dem eine Spitzenendseite einem zu messenden Gas ausgesetzt werden soll, einen Metallmantel, der das Gaserkennungselement umgibt, und eine äussere Röhre, die eine Röhrenform aus isolierender Keramik aufweist, die eine rückwärtige Endseite des Gaserkennungselements umgibt und durch den Metallmantel auf eine Weise gehalten ist, bei der eine rückwärtige Endseite der äusseren Röhre von einem rückwärtigen Ende des Metallmantels auskragt, umfasst, wobei ein Glasurmaterial auf eine äussere Umfangsfläche der äusseren Röhre gesprüht wird, wodurch eine Glasurmaterialschicht auf der äusseren Umfangsfläche der äusseren Röhre ausgebildet wird, und die Glasurmatieralschicht gebrannt wird, um eine Glasurschicht zu bilden.

Der Gassensor gemäss dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die äussere Röhre auf, die eine aus isolierender Keramik hergestellte Röhrenform aufweist und die rückwärtige Endseite des Gaserkennungselements umgibt. Die Glasurmaterialschicht wird durch Aufsprühen einer Glasur auf die äussere Umfangsfläche der äusseren Röhre auf der äusseren Umfangsfläche der äusseren Röhre ausgebildet. Daher kann die äussere Umfangsfläche der äusseren Röhre geglättet werden und es kann verhindert werden, dass sich ein Stress aufgrund eines thermischen Schocks, der durch das Eintauchen bewirkt wird, auf den freiliegenden Bereich, der bei Benutzung des Gassensors zur Aussenseite hin freiliegt, konzentriert. Folglich können Gefahren wie etwa Rissbildung oder Bruch der äusseren Röhre oder das Auftreten von Abweichungen in einer Ausgabe oder ähnlichem des Gassenors oder gar dem Versagen des Gassensors vermindert werden.

Da die Glasurmaterialschicht auf der äusseren Umfangsfläche der äusseren Röhre durch Ausprühen einer Glasur auf die äussere Umfangsfläche der äusseren Röhre ausgebildet wird, kann die Oberflächenform der Glasurschicht in der Ecke der äusseren Röhre eine Aussparung ausbilden, die einen Krümmungsradius von 1,5 mm oder kleiner aufweist. Daher kann ein radialer Stress aufgrund der Dichtung, der zur äusseren Röhre hin gerichtet ist, vermindert werden und die Rissbildung in der äusseren Röhre kann unterdrückt werden.

1 zeigt eine teilweise Schnittansicht eines Gassensors 100 in Ausführungsbeispiel 1.

2 zeigt eine Schnittansicht einer Gassensorkappe 200 gemäss Ausführungsbeispiel 1.

3 ist eine Darstellung, wie eine Gassensoreinheit 300 gemäss Ausführungsbeispiel 1 verwendet wird.

4 zeigt eine teilweise Schnittansicht eines Gassensors 400 gemäss Ausführungsbeispiel 2.

5 zeigt eine teilweise Schnittansicht einer Gassensorkappe 500 gemäss Ausführungsbeispiel 2.

6 ist eine Darstellung, wie eine Gassensoreinheit 600 gemäss Ausführungsbeispiel 2 verwendet wird.

Ausführungsbeispiel 1

Ein erstes Ausführungsbeispiel gemäss der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

In 1 zeigt (a) eine Schnittansicht eines Gassensors 100 gemäss Ausführungsbeispiel 1 und (b) eine teilweise vergrösserte Ansicht des Gassensors 100. Der Gassensor 100 weist ein Gaserkennungselement 120, eine äussere Elektrode 111, eine innere Elektrode 112, eine äussere Röhre 130, ein Anschlussglied 150 und ein Gehäuse 160 auf.

Das Gehäuse 160 weist einen Metallmantel 161 und einen Schutz 162 auf. Der Metallmantel 161 ist aus Stahl der Sorte SUS 430 hergestellt und in einer im wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. Im Metallmantel 161 ist ein innerer Aufnahmebereich 161e in Umfangsrichtung angeordnet, um so von der inneren Umfangsfläche radial einwärts auszukragen, wobei der innere Aufnahmebereich 161e zur Unterstützung eines Flanschs 120e des später beschriebenen Gaserkennungselements verwendet wird und der eine abgeschrägte Form aufweist, wobei der Durchmesser zum rückwärtigen Ende hin zunimmt. Ein Gewindebereich 161b zum Anbringen des Gassenors 100 an einem Auspuffrohr 10 (s. 3) ist an der Aussenseite des Metallmantels 161 ausgebildet. Ein hexagonaler Bereich 161, an dem ein Befestigungswerkzeug zum Einschrauben des Gewindebereichs 161b in das Auspuffrohr angesetzt werden kann, ist in Umfangsrichtung auf der rückseitigen Endseite des Gewindebereichs 161b angeordnet. Der Schutz 162 ist ein Metallglied mit im wesentlichen zyldinrischer Form und weist Entlüftungsbohrungen 162b auf, durch die das im Auspuffrohr 10 befindliche Auspuffgas in den Gassensor 100 eingeführt werden kann.

Das Gaserkennungselement 120 ist aus einem Sauerstoffionen leitenden festen Elektrolyt hergestellt und weist eine im wesentlichen zylindrische Form auf, bei der ein Spitzenendbereich 120b geschlossen ist und die in Richtung der Achsec verläuft. Der Flansch 120e, der radial auswärts auskrakt, ist auf dem äußeren Rand des Gaserkennungselements 120 angeordnet. Das Gaserkennungselement 120 ist im Metallmantel 161 in einem Zustand angeordnet, bei dem eine Metalldichtung 142 zwischen der Spitzenendfläche des Flanschs 120e und der Oberfläche des inneren Aufnahmebereichs 161e des Metallmantels 161 angeordnet ist. Ein typisches Beispiel des festen Elektrolyts, aus dem das Gaserkennungselement 120 aufgebaut ist, ist ZrO₂ enthalten Y₂O₃ oder CaO in Form einer festen Lösung. Alternativ kann eine feste Lösung eines Oxids eines anderen Erdalkalimetalls oder seltene Erdenmetalles und ZrO₂ verwendet werden. Die feste Lösung kann weiterhin HfO₂ enthalten.

Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter der Annahme beschrieben, dass die Seite des Spitzenendbereichs 120b des Gaserkennungselements 120 in der axialen Richtung als Spitzenendseite angenommen wird und die entgegengesetzte Seite als die rückwetige Endseite angenommen wird. Dies ist gleichermaßen bei den anderen Ausführungsbeispielen anwendbar.
Die äußere Elektrode 111 ist durch ein poröses Glied aus Pt oder einer Pt-Legierung gebildet und so angeordnet, dass sie eine Außenfläche 120c des Spitzenendbereichs 120b des Gaserkennungselements 120 bedeckt. Die äußere Elektrode 111 ist so angeordnet, dass sie zu der Spitzenendfläche des Flanschs 120e verläuft und über die Dichtung 142 mit dem Metallmantel 161 elektrisch verbunden ist. Weiterhin ist auch die innere Elektrode 112 durch ein poröses Glied aus Pt oder einer Pt-Legierung gebildet. Die innere Elektrode ist so angeordnet, dass sie eine Innenfläche 120d des Gaserkennungselements 120 bedeckt.
Die äußere Röhre 130 ist aus isolierender Keramik (genauer gesagt Aluminiumoxid Al₂O₃) hergestellt und weist eine im wesentlichen zylindrische Form auf. Die äußere Röhre 130 weist auf: einen Bereich 133 mit großem Durchmesser, der auf der Spitzenendseite angeordnet ist und radial auswärts auskragt, und einen Bereich 134 mit kleinem Durchmesser, der weiter hinten angeordnet als der Bereich 133 mir großem Durchmesser. Eine zum in axialer Richtung rückwärtigen Ende ausgerichtete abgeschrägte Fläche 135 (im weiteren wird die abgeschrägte Fläche auch als die rückwärts gerichtete abgeschrägte Fläche bezeichnet) ist dem Bereich 133 mit großem Durchmesser und dem Bereich 143 mit kleinem Durchmesser ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Bereich 134 mit kleinem Durchmesser so ausgebildet, dass er eine Dicke von 1 bis 1,4 mm aufweist. Der Bereich 133 der äußeren Röhre 130 mit großem Durchmesser weist eine Form auf, die die rückwärtige Endseite des Gaserkennungselements 120 umgibt und ist zusammen mit aus Talkum hergestelltem keramischen Pulver 141 und einer Ringdichtung 143 zwischen dem Gaserkennungselement 120 und dem Metallmantel 161 angeordnet. Ein Falzring 144 ist auf der rückwärtigen Endseite der rückwärtsgerichteten abgeschrägten Fläche 135 angeordnet. Ein Falzbereich 161c, der am hinteren Ende des Metallmantels 161 angeordnet ist, ist einwärts gefalzt, wodurch der Falzring 144 gegen die rückwärts gerichtete abgeschrägte Fläche 135 der äußeren Röhre 130 gepresst wird, so dass die äußere Röhre 130 durch den Metallmantel 161 gehalten ist.
Die äußere Röhre 130 wird auf folgende Weise hergestellt. Isolierende Keramikpulver wie etwa Aluminiumoxid werden mit einem vorgegebenen Verhältnis gemischt und die Mischung wird Pressformen oder Strangpressen geformt, wobei ein Formstück mit der grundlegenden Form der äußeren Röhre 130 ausgebildet wird. In manchen Fällen kann solch ein Formstück durch einen Schneidvorgang ausgebildet werden. Das Formstück wird gebrannt, um die äußere Röhre 130 herzustellen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die äußere Röhre 130 so ausgebildet, dass sie eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 0,8 μm aufweist.
Die äußere Röhre 130 weist einen frei liegenden Bereich 131 auf, der weiter hinten angeordnet ist, als das rückwärtige Ende des Metallmantels 161. Der frei liegende Bereich 131 ist so ausgebildet, dass er zur Außenseite hin auskragt wenn der Gassensor verwendet wird (siehe 3). Auf der äußeren Umfangsfläche der äußeren Röhre 130 wird eine Glasurschicht 132 im Bereich von der rückwärtsgerichteten abgeschräten Fläche 135 zum rückwärtigen Ende der äußeren Röhre 130 ausgebildet. Für die Glasurschicht 132 wird eine Glasur verwendet, die 77,5 Gew-% SiO₂, 12,1 Gew-% Al₂O₃, 3,4 Gew-% MgO, 5,4 Gew-% K₂O, 1,4 Gew-% Na₂O, 0,1 Gew-% CaO und 0,1 Gew-% Fe₂O₃ enthält. Die Glasurschicht 130 weist eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 0,4 μm und eine Dicke von 20 μm auf.
Wie in (b) in 1 gezeigt ist, ist eine Aussparung 137 in eine Ecke 136 zwischen der rückwärts gerichteten abgeschrägten Fläche 135 der äußeren Röhre 130 und der äußeren Umfangsfläche der äußeren Röhre 130, die weiter hinten als die abgeschrägte Fläche angeordnet ist ausgebildet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Oberflächenform der Aussparung einen Krümmungsradius von 1 mm auf. Da die Oberflächenform wie oben beschrieben einen Krümmungsradius von 1,5 mm oder weiniger aufweist, kann ein radialer Stress der auf die Falzdichtung 144 zurückgeht und auf die äußere Röhre 130 gerichtet ist, vermindert werden und so die Rissbildung in der äußeren Röhre 130 unterdrückt werden.
Die Glasurschicht 132 wird auf die folgende Weise ausgebildet.
Zuerst wir die äußere Röhre 130 in der vorbestimmten Form geformt. Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der Glasurschlicker, in dem die oben erwähnten Bestandteile in Wasser oder einem Lösungsmittel gelöst sind, auf die Oberfläche der äußeren Röhre 130 durch ein Verfahren aufgebracht, bei dem der Schlicker aus einem Sprühkopf auf die Oberfläche der äußeren Röhre 130 aufgesprüht wird. Wenn dieses Verfahren angewandt wird, kann die gebrannte Glasurschicht 132, die äußere Umfangsfläche der äußeren Röhre glätten und es kann verhindert werden, dass sich ein auf den thermischen Schock, der durch das Eintauchen bewirkt wird, zurückgehender Stress auf dem freiliegenden Bereich 131, der bei Benutzung des Gassensors 100 bezüglich der Außenseite freiliegt, konzentriert. Wenn dieses Verfahren angewandt wird kann weiterhin die Oberflächenform der Glasurschicht 132 in der Ecke 136 der äußeren Röhre 130 die Aussparung 137 mit einem Krümmungsradius von 1,5 mm oder kleiner (in diesem Ausführungsbeispiel 1 mm) ausbilden und ein radialer Stress, der durch die äußere Röhre 130 wirkende Falzdichtung 144 bewirkt wird, kann vermindert werden. Alternativ können andere Verfahren angewendet werden, wie etwa, dass die äußere Röhre 130 in einen den oben erwähnten Glasurschlicker enthaltenden Tank eingetaucht wird oder dass die äussere Röhre 130 und ein Drehglied in entgegengesetzte Richtung rotieren während die äussere Röhre 130 beim Aufbringen des Glasurschlickers auf die Oberfläche mit dem Drehglied in Kontakt gebracht wird. Wenn das oben beschriebene Verfahren angewandt, ist es jedoch möglich, bessere Ergebnisse zu erzielen. Danach wird die äussere Röhre 130 gebrannt, um die Glasurschicht 132 zu bilden.
Das Anschlussglied 250 ist z. B. aus Inconel 718 (Marke von INCONEL, GB) hergestellt weist eine im wesentlichen zylindrische Form auf und umfasst einen Ausgangsanschlussbereich 151, einen Elementanschluss 153 und einen Kopplungsbereich 152, der die Bereiche miteinander koppelt. Der Ausgangsanschlussbereich 151 ist in zylindrischer Form ausgebildet, bei der ein Abschnitt entlang einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung eine ungefähr C-ähnliche Form aufweist, und ist so aufgebaut, dass wenn ein Kappenanschluss 211 (s. 2) eines Kappenanschlussglieds 210 in den Ausgangsanschlussbereich 151 eingeführt wird, um damit verbunden zu sein, wird der Durchmesser des Ausgangsanschlussbereichs elastisch vergrössert. Eine Auskragung 151b, die radial einwärts auskragt, ist an 3 Stellen der rückwärtigen Endseite in Umfangsrichtung angeordnet.
Im Ausgangsanschlussbereich 151 sind ein einwärts gebogener Bereich 151c, der durch Ausstanzen der Wandfläche gebildet und radial einwärts gebogen ist, und ein auswärts gebogener Bereich 151d, der auswärts gebogen ist, an 3 Stellen in der Umfangsrichtung ausgebildet, die jeweils den Auskragungen 151b entsprechen. Die einwärts gebogenen Bereiche 151c sind so ausgebildet, dass sie in einer radialen Auswärtsrichtung elastisch gebogen werden können, wenn der Kappenanschluss 211 (s. 3) des Kappenanschlussglieds 210 in den Ausgangsanschlussbereich 151 eingeführt wird, um damit verbunden zu werden. Wie in 1 gezeigt, liegen die auswärts gebogenen Bereiche 151d an einer Spitzenendfläche eines Stufenbereichs 130b der äusseren Röhre 130 an, um zu verhindern, dass der Ausgangsanschlussbereich 151 herausrutscht.
Der Elementanschluss 153 ist in zylindrischer Form ausgebildet, bei der ein Abschnitt entlang einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung eine ungefähr C-ähnliche Form aufweist. Wie in 1 gezeigt, ist der Elementanschluss 153 in das Gaserkennungselement 120 eingesetzt, um elektrisch mit der inneren Elektrode 112 verbunden zu sein, während der Durchmesser elastisch verkleinert ist. Bei dem Gassensor 100 ist daher der Elementanschlussbereich 153 elektrisch mit der inneren Elektrode 112 verbunden, während er die innere Elektrode 112 von der Innenseite zur radial äusseren Seite hin drückt.
Der Gassensor 100 wird auf folgende Weise hergestellt.
Zuerst wird das Gehäuse 160 vorbereitet, in dem der Metallmantel 161 und der Schutz 162 miteinander wie in 1 gezeigt integriert sind. Dann wird das Gaserkennungselement 120, in dem die äussere Elektrode 111 und die innere Elektrode 112 angeordnet sind, zusammen mit der Dichtung 142 in das Gehäuse 160 eingeführt. Die Ringdichtung 143 wird dann auf der rückseitigen Endseite des Flanschs 120e des Gaserkennungselements 120 angeordnet, und die Lücke zwischen dem Metallmantel 161 und dem Gaserkennungselement 120 wird mit einer vorbestimmten Menge des keramischen Pulvers 141 gefüllt. Als nächstes wird die äussere Röhre 130 eingeführt, so dass sie zwischen dem Gaserkennungselement 120 und dem Metallmantel 161 angeordnet ist, zu bewirken, dass die Spitzenendfläche der äusseren Röhre gegen das keramische Pulver 141 anliegt. Die äussere Röhre 130 wird dann zur Spitzenendseite hin gepresst. In diesem gepressten Zustand wird die rückwärtige Endseite des Metallmantels 161 gefalzt, um den Falzbereich 161c zu bilden, wodurch die oben beschriebenen Komponenten integral befestigt werden, während Falzring 144 zwischen dem Falzbereich 161c des Metallmantels 161 und der äusseren Röhre 130 angeordnet wird.
Schliesslich wird das Anschlussglied 150 in die äussere Röhre 130 und das Gaserkennungselement 120 eingeführt. Genauer gesagt wird der Elementanschlussbereich 153 in das Gaserkennungselement 120 eingeführt, während der Durchmesser elastisch verkleinert wird, um mit der inneren Elektrode 112 elektrisch verbunden zu werden. Zur gleichen Zeit wird bewirkt, dass der auswärts gebogene Bereich 151d an der Spitzenendfläche des Stufenbereichs 130b der äusseren Röhre 130 anliegt, während der Ausgangsanschlussbereich 151 im Inneren der äusseren Röhre 130 angeordnet wird. Eine Lücke wird zwischen einer inneren Umfangsfläche der äusseren Röhre 130 und einer äusseren Umfangsfläche 151e des Ausgangsanschlussbereichs 151 ausgebildet.
Auf diese Weise wird der Gassensor 100 vervollständigt.
3 zeigt eine Möglichkeit, wie eine Gassensoreinheit 300, die durch einen Gassensor 100 gemäss Ausführungsbeispiel 1 und eine Gassensorkappe 200 gebildet ist, verwendet wird. Z. B. kann die Gassensoreinheit 300 zum Erfassen der Sauerstoffkonzentration im Auspuffgas eines Verbrennungsmotors verwendet werden.
Zuerst wird nun die Gassensorkappe 200 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. 2 ist eine teilweise Schnittansicht der Gassensorkappe 200. Die Gassensorkappe 200 weist das Kappenanschlussglied 210, einen isolierenden Bereich 220, der das Kappenanschlussglied 210 bedeckt und einen Leitungsdraht 230 auf. Das Kappenanschlussglied 210 ist z. B. aus Stahl der Sorte SUS 310 S hergestellt und weist auf: den Kappenanschluss 211 mit einer im wesentlichen zylindrischen Form und einen Falzbereich 213, mit dem der Leitungsdraht 230 durch Falzen verbunden werden soll. Der Kappenanschluss 211 weist eine Steifigkeit auf, die den Durchmesser des Ausgangsanschlussbereichs 151 vergrössert, ohne dass der Kappenanschluss selbst verformt wird, wenn der Anschluss in den Ausgangsanschlussbereich 151 des Gassensors 100 eingeführt wird, um damit verbunden zu werden. Die äussere Abmessung des Kappenanschlusses 211 wird mit F bezeichnet.
Ein Ende des Leitungsdrahts 230 ist mit dem Falzbereich 213 des Kappenanschlussglieds 210 mittels Falzen gekoppelt, um mit dem Kappenanschluss 211 elektrisch verbunden zu sein. Daher kann ein Ausgangssignal von dem Gaserkennungselement 120 des Gassensors 100 durch den Leitungsdraht 230 an eine externe Vorrichtung (z. B. eine Motorsteuerungseinheit, im folgenden oft als ECU abgekürzt, übertragen werden)).
Der isolierende Bereich 220 wird durch Formen einer Hohlform unter Verwendung von Fluorkautschuk ausgebildet, und weist einen Berührungsbereich 221 für engen Kontakt auf. Die axiale Länge des isolierenden Bereichs 220 ist kürzer gewählt, als die der äusseren Röhre 130 des Gassensors 100. Wenn die Gassensorkappe 200 an dem Gassensor 100 angebracht ist, liegt daher der freiliegende Bereich 131 des Gassensors 100, der näher an der Spitzenendseite ausgebildet ist, als der Berührungsbereich 221, zur Aussenseite hin frei.
Die Gassensorkappe 200 ist so aufgebaut, dass sie eine Form aufweist, bei der das Kappenanschlussglied 210 im isolierenden Bereich 220 koaxial mit dem Berührungsbereich 221 angeordnet ist und der mit dem Kappenanschlussglied 210 verbundene Leitungsdraht 230 von einem Einführungsanschluss 223 zur Aussenseite hin verläuft.
Als nächstes wird die Gassensoreinheit 300 mit Bezugnahme auf 3 genauer beschrieben.
Als erstes wird der Gassensor 100 auf eine Weise mit dem Auspuffrohr 10 in Schraubverbindung gebracht, dass die Spitzenendseite einschliesslich des Schutzes 162 in dem Auspuffrohr 10 angeordnet ist und der Bereich des Metallmantels 161, der weiter hinten angeordnet ist, als der Gewindebereich 161b, bezüglich der Aussenseite freiliegt. Nun wird die äussere Elektrode 111, die mit dem Metallmantel 161 elektrisch verbunden ist, über den Metallmantel 161 geerdet. Dann wird der Kappenanschluss 211 der Gassensorkappe 200 in den Ausgabeanschlussbereich 151 des Gassensors 100 eingeführt und dabei die Gassensorkappe 200 an dem Gassensor 100 angebracht.
Nun ist der innere Durchmesser I des Ausgabeanschlussbereichs 151 kleiner als der äussere Durchmesser F des Kappenanschluss 211 und daher erfahren die Auskragungen 151b des Ausgangsanschlussbereichs 151 eine radial auswärts gerichtete Kraft von dem Kappenanschluss 211, so dass der Durchmesser des Ausgangsanschlussbereichs 151 elastisch vergrössert wird.
Daher wird der Ausgangsanschlussbereich 151 elektrisch mit dem Kappenanschluss 211 verbunden, während er den Kappenanschluss radial einwärts presst. In der Folge ist es möglich, Gefahren, die die Genauigkeitd er Gasdetektion verringern, wie etwas, dass die Verbindung zwischen dem Ausgangsanschlussbereich 151 und dem Kappenanschluss 211 zeitweise durch Vibrationen eines Fahrzeugs oder ähnliches unterbrochen wird und Geräusche erzeugt werden, zu vermidnern.
Da der Durchmesser des Ausgangsanschlussbereichs 151 vergrössert wird, wird die Lücke zwischen der äusseren Umfangsfläceh 151e des Ausgangsanschlussbereichs 151 und der inneren Umfangsfläche 130c der äusseren Röhre kleiner als er vor dem Einführen ausgebildet ist. Genauer gesagt schwingt der Ausgangsanschlussbereich 151 in dem Zustand, in dem der Ausgangsanschlussbereich 151 von der äusseren Röhre 130 umgeben ist, kaum in einer radialen Richtung. Daher ist es möglich, Ermüdungsbrüche (Risse, Brüche o. ä.) des Kopplungsbereichs 152 des Anschlussglieds 150 aufgrund von Vibrationen zu unterdrücken.
Die Gassensorkappe 200 ist an dem Gassensor 100 so angebracht, dass der freiliegende Bereich 131 der äusseren Röhre 130 freiliegt. Im Fall eines Gassensors 100, bei dem bei Verwendung des Gassensors das Gaserkennungselement 120 erhitzt wird (hohen Temperaturen ausgesetzt wird), wird daher die Wärme des Gaserkennungselements 120 und des Metallmantels 161 auf die äussere Röhre 130 übertragen und dann über den freiliegenden Bereich 131 an die Aussenseite abgeleitet. Daher kann die Wärmeableitungseigenschaft erhöht werden.
Darüber hinaus ist die Glasurschicht 132 auf dem freiliegenden Bereich 131 (äussere Röhre 130) ausgebildet. Wenn der freiliegende Bereich 131 der äusseren Röhre 130 während des Fahrens des Fahrzeugs eintaucht, reduziert oder absorbiert daher die Glasurschicht 132 thermisch Schocks, so dass der Schock kaum auf den freiliegende Bereich 131 übertragen wird. Folglich können Gefahren, wie etwa dass sich ein Riss oder ein Durchschlagsloch in der äusseren Röhre 130 bildet, reduziert werden. Als Folge davon können Gefahren wie etwa das Auftreten von Abweichungen in der Ausgabe oder ähnlichem des Gassensors sowie des Versagens des Gassensors reduziert werden.
Weiterhin kann der aus Kautschuk hergestellte Berührungsbereich 221 über den gesamten Umfang (360°) mit der äusseren Umfangsfläche 130d der äusseren Röhre 130, auf der die Glasurschicht 132 ausgebildet ist, in engen Kontakt gebracht werden. Gemäss diesem Aufbau ist es möglich, das Eindringen von Wasser ins Innere der Gassensoreinheit 300 durch eine Lücke zwischen dem Gassensor 100 und der Gassensorkappe 200 zu verhindern.
Da der isolierende Bereich 220 aus Fluorkautschuk hergestellt ist, weist bei der Gassensoreinheit 300 der isolierende Bereich 220 sehr gute Hitzefestigkeit auf und der enge Kontakt mit der äusseren Röhre 130 wird weiter erhöht.
Bei der Gassensoreinheit 300 kann ein Referenzgas (die Aussenluft) von der Aussenseite über den Leitungsdraht 230 der Gassensorkappe 200 in den isolierenden Bereich 220 eingeführt werden und das Referenzgas kann im Inneren Gaserkennungselements 120 (dem inneren der Röhre) durch das Innere des Anschlussglieds 150 (eine Luftzuleitung T1) zugeführt werden.
Ausführungsbeispiel 2
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
In 4 zeigt (a) eine Schnittansicht eines Gassensors 400 gemäss Ausführungsbeispiel 2 und (b) eine teilweise vergrösserte Ansicht des Gassensors 400. Der Gassensor 400 gemäss Ausführungsbeispiel 2 ist identisch zu dem Gassensor 100 gemäss Ausführungsbeispiel 1 bis auf die Formen des Anschlussglieds und der äusseren Röhre.
Der Gassensor 400 weist das Gaserkennungselement 120, die äussere Elektrode 111, die innere Elektrode 112 und das Gehäuse 160 auf, die mit denjenigen des Gassensors 100 aus Ausführungsbeispiels 1 identisch sind. Der Gassensor 400 weist weiterhin eine äussere Röhre 430 und ein Anschlussglied 450 auf, welche sich von denen des Gassensors 100 gemäss Ausführungsbeispiel 1 unterscheiden.
In gleicher Weise wie die äussere Röhre 130 gemäss Ausführungsbeispiel 1 ist die äussere Röhre 430 aus isolierender Keramik gefertigt und weist eine im wesentlichen zylindrische Form auf. Jedoch ist die axiale Länge der äussere Röhre kürzer als die der äusseren Röhre 130 gemäss Ausführungsbeispiel 1. Auf der äusseren Umfangsfläche der äussere Röhre 430 ist die Glasurschicht 132 in dem Bereich von einer rückwärts gerichteten abgeschrägten Fläche 435, die in einem Bereich 433 mit grossem Durchmesser ausgebildet ist, bis zum äusseren Ende der äusseren Röhre 430 auf dieselbe Weise wie in Ausführungsbeispiel 1 ausgebildet.
Wie in 4(b) gezeigt, ist eine Aussparung 437 in einer Ecke 436 zwischen der rückwärts gerichteten abgeschrägten Fläche 435 der äusseren Röhre 430 und der äusseren Randfläche der äusseren Röhre 430, die weiter hinten angeordent ist, als die abgeschrägte Fläche. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Oberflächenform der Aussparung einen Krümmungsradius r von 1 mm auf. Da, wie oben beschrieben, die Oberflächenform der Aussparung einen Krümmungsradius von 1,5 mm oder weniger aufweist, kann radialer Stress, der durch die Falzdichtung 144 bewirkt wird und zur äusseren Röhre 430 hin gerichtet ist, vermindert werden und dadurch das Auftreten von Rissen in der äusseren Röhre 430 unterdrückt werden.
Wie in 6 gezeigt, weist das Anschlussglied 450 eine im wesentlichen zylindrische Form auf und umfasst einen Ausgabeanschlussbereich 451, einen Elementanschlussbereich 453 und einen Kopplungsbereich 452, der die Bereiche miteinander koppelt.
Der Ausgangsanschlussbereich 451 ist in zylindrischer Form ausgebildet, bei der ein Abschnitt einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung eine ungefähr C-ähnliche Form aufweist und solchermassen aufgebaut ist, dass der Durchmesser des Ausgangsanschlussbereichs elastisch verkleinert wird, wenn der Ausgabeanschlussbereich in einen Kappenanschluss 511 (s. 5) eines Kappenanschlussglieds 510 eingeführt wird, um damit verbunden zu werden. Eine Auskragung 451, die radial auswärts auskragt, wird an 3 Stellen des axialen Mittelbereichs, der in der Umfangsrichtung angeordnet ist, ausgebildet. Die Auskragungen 451 liegen an der rückwärtigen Endfläche 430f der äusseren Röhre 430 an, um zu verhindern, dass der Ausgangsanschlussbereich 451 in die äussere Röhre 430 eindringt (s. 4).
Ein auswärts gebogener Bereich 451d, der durch Stanzen radial auswärts gebogen ist, ist an der spitzenendseite des Ausgangsanschlussbereichs 451 ausgebildet. Der auswärts gebogene Bereich 451d liegt an einer Spitzenendfläche 430d eines Stufenbereichs 430b der äusseren Röhre 430 an, um zu verhindern, dass der Ausgangsanschlussbereich 451 herausrutscht (s. 4).
Der Elementanschlussbereich 453 ist in zylindrischer Form ausgebildet, bei der ein Abschnitt entlang einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung eine ungefähr C-ähnliche Form aufweist. Wie in 4 gezeigt, ist der Elementanschlussbereich in das Gaserkennungselement 120 eingeführt, während der Durchmesser elastisch vermindert ist, um der inneren Elektrode 112 elektrisch verbunden zu sein. Dem Gassensor 400 ist daher der Elementanschlussbereich 453 elektrisch mit der inneren Elektrode 112 verbunden, während er die innere Elektrode 112 von der Innenseite in Richtung der radial äusseren Seite presst. Dies hat zur Folge, dass es möglich ist, Gefahren wie etwa, dass die Verbindung zwischen ihnen kurzzeitig durch Vibrationen oder ähnliches unterbrochen wird oder dass Geräusche erzeugt werden, zu reduzieren.
6 zeigt eine Möglichkeit, wie eine Gassensoreinheit 600, die aus dem Gassensor 400 gemäss Ausführungsbeispiel 2 und einer Gassensorkappe 500 aufgebaut ist, verwendet werden kann. Zum Beispiel kann in derselben Weise wie in Ausführungsbeispiel 1 die Gassensoreinheit 600 zum Erfassen der Sauerstoffkonzentration im Auspuffgas eines Verbrennungsmotors verwendet werden.
Zuerst wird nun die Gassensorkappe 500 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
5 zeigt eine teilweise Schnittansicht der Gassensorkappe 500. Die Gassensorkappe 500 weist das Kappenanschlussglied 210, einen isolierenden Bereich 520, der das Kappenanschlussglied 510 bedeckt und den Leitungsdraht 230 auf.
Das Kappenanschlussglied 510 weist auf: ein mit Boden versehener zylindrischer Kappenanschluss 511, der im Schnitt einer im wesentlichen U-ähnliche Form aufweist, und ein Falzbereich 513, mit dem der Leitungsdraht 230 durch Falzen zu verbinden ist.
Der Kappenanschluss 511 weist eine Festigkeit auf, die den Durchmesser des Ausgabeanschlusbereichs 451 verringert, ohne dass der Kappenanschluss selbst verformt wird, wenn der Ausgangsanschlussbereich 451 des Gassensors 400 in den Kappenanschluss eingeführt wird, um damit verbunden zu werden. Im Kappenanschluss 511 ist eine Auskragung 511b, die radial einwärts auskragt, an 3 Stellen des in der Umfangsrichtung angeordneten axialen Mittelbereichs ausgebildet. Der Durchmesser H eines fiktiven Kreises, der die 3 Auskragungen 511b berührt, wird als der innere Durchmesser des Kappenanschlusses 511 angenommen (s. 5).
In gleicher Weise wie in Ausführungsbeispiel 1 ist ein Ende des Leitungsdrahts 230 durch Falzen mit dem Falzbereich 513 des Kappenanschlussglieds 510 gekoppelt, um mit dem Kappenanschluss 511 elektrisch verbunden zu sein. Daher kann ein Ausgabesignal von dem Gaserkennungselement 120 des Gassensors 400 durch den Leitungsdraht 230 an eine externe Vorrichtung (z. B. eine ECU) übertragen werden.
Der isolierende Bereich 520 wird durch Formen einer Hohlform unter Verwendung von Fluorkautschuk und weist einen Berührungsbereich 521 auf.
Als nächstes wird die Gassensoreinheit 600 genauer beschrieben. In der gleichen Weise wie in Ausführungsbeispiel 1 wird zuerst der Gassensor 400 an dem Auspuffrohr 10 befestigt. Dann wird der Ausgangsanschlussbereich 451 des Gassensors 400 in den Kappenanschluss 511 der Gassensorkappe 500 eingeführt, wodurch die Gassensorkappe 500 an dem Gassensor 400 angebracht wird.
Nun wird der äussere Durchmesser G des Ausgabeanschlussbereichs 451 grösser als der innere Durchmesser H des Kappenanschlusses 511 und daher erfährt der Ausgabeanschlussbereich 451 eine radial einwärts wirkende Kraft von den Auskragungen 511b des Kappenanschlusses 511, so dass der Durchmesser des Ausgabeanschlussbereich 451 elastisch verringert wird.
Daher ist der Ausgabeanschlussbereich 451 mit dem Kappenanschluss 511 elektrisch verbunden, während er den Kappenanschluss radial auswärts presst. Dies hat zur Folge, dass es möglich ist, die Gefahr der Verringerung der Genauigkeit einer Gaserfassung wie etwa, dass die Verbindung zwischen dem Ausgabeanschlussbereich 451 und dem Kappenanschluss 511 zeitweilig durch Vibrationen eines Fahrzeugs oder ähnliches unterbrochen wird, oder dass Geräusche erzeugt werden, vermindert werden.
Die Gassensorkappe 500 ist an dem Gassensor 400 so angebracht, dass der freiliegende Bereich 431 der äußeren Röhre 430 auf der Seite freiliegt, die weiter vorne angeordnet ist, als der Berührungsbereich 521 der Gassensorkappe 500. Im Fall eines Gassensors 400 bei dem das Gaserkennungselement 120 bei Benutzung des Gassensors erhitzt wird (d.h. hohen Temperaturen ausgesetzt wird, wie z. B. in dem Fall, wenn der Gassensor an dem Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors angebracht, um die Sauerstoffkonzentration im Auspuffgas zu erfassen) wird die Wärme des Gaserkennungselements 120 und des Metallmantels 161 zur äußeren Röhren 430 übertragen und dann über den freiliegenden Bereich 431 an die Aussenseite abgeleitet. Daher kann die Wärmeableitungseigenschaft erhöht werden.
Weiterhin ist die Glasurschicht 132 auf dem freiliegenden Bereich 431 (der äußeren Röhre 430) ausgebildet. Wenn der freiliegende Bereich 431 der äußeren Röhre 430 während des Fahrens des Fahrzeugs eintaucht, vermindert oder absorbiert daher die Glasurschicht 132 thermische Schocks, so dass der Schock kaum auf den freiliegenden Bereich 431 übertragen wird. Folglich kann die Gefahr, dass sich ein Riss oder ein Durchschlagsloch in der äußeren Röhre 430 bildet, vermindert werden. Der Folge kann die Gefahr, dass eine Abweichung der Ausgabe oder Ähnlichem des Gassensors 400 auftritt oder eines Versagens des Gassensors vermindert werden.
Darüber hinaus kann der ringförmige Berührungsbereich 521, der aus Kautschuk hergestellt ist, über den gesamten Umfang (360 Grad) mit der äußeren Randfläche 130d der äußeren Röhre 430, auf der die Glasurschicht 132 ausgebildet ist, in enger Berührung stehen. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, das Eindringen von Wasser ins Innere der Gassensoreinheit 600 durch eine Lücke zwischen dem Gassensor 400 und der Gassensorkappe 500 zu verhindern.
Auf die selbe Weise wie der Gassensoreinheit 300 gemäß Ausführungsbeispiel 1 kann bei der Gassensoreinheit 600 ein Referenzgas (die Außenluft) von der Außenseite über den Leitungsgrad 230 der Gassensorkappe 500 in den isolierenden Bereich 520 eingeleitet werden, und das Referenzgas kann dem Inneren des Gaserkennungselements 120 (dem Inneren der Röhre) durch das Innere des Anschlussglieds 450 (einer Luftleitung T2) zugeführt werden.
BEISPIELE
[Beispiel 1]
Um die Effekte der vorliegenden Erfindung zu bestätigen, wurden die folgenden Experimente durchgeführt.
Verschiedene Muster des Gassensors 100 mit der in 1 gezeigten Form wurde auf folgende Weise hergestellt. Das Material der äußeren Röhre 130 war eine Aluminiumoxidkeramik. Zehn Gassensoren 100, bei denen keine Glasurschicht 132 auf der äußeren Oberfläche der äußeren Röhre 130 ausgebildet wurde, zehn Gassensoren 100, bei denen eine Glasurschicht 132 mit einer Dicke von 10 μm auf der äußeren Oberfläche der äußeren Röhre 130 ausgebildet wurde, und 10 Gassensoren 100, bei denen eine Glasurschicht 132 mit einer Dicke von 20 μm auf der äußeren Oberfläche der äußeren Röhre 130 ausgebildet wurde, wurden bereitgestellt.
Zunächst wurde die Oberflächenrauhigkeit Ra der äußeren Röhre 130 einer jeweiligen äußeren Röhre 130 durch das oben beschriebene Verfahren gemäß JIS B0601 gemessen. In den Fällen, bei denen keine Glasurschicht 132 auf der äußeren Oberfläche der äußeren Röhre 130 ausgebildet war, betrug die Oberflächenrauhigkeit Ra der äußeren Röhre 130 1 μm. In den Fällen, bei denen Glasurschicht 132 mit einer Dicke von 10 μm auf der äußeren Oberfläche der äußeren Röhre 130 ausgebildet war, betrug die Oberflächenrauhigkeit Ra der äußeren Röhre 0,5 μm. In den Fällen, bei denen die Glasurschicht 132 mit einer Dicke von 20 μm auf der äußeren Oberfläche der äußeren Röhre 130 ausgebildet war, betrug die Oberflächenrauhigkeit Ra auf der äußeren Röhre 0,15 μm.
Ein jeweiliger der Gassensoren 100 wurde in einem Wasserbehälter auf solche Weise angeordnet, dass der Gewindebereich 161 mit einem Boden des Behälters ausgebildeten Gewindebereich verschraubt wurde und die gesamte äußere Röhre 130 in dem Behälter angeordnet war. Während die Temperatur des sechseckigen Bereichs 161 des Gassensors 100 gemessen wurde, wurden die Bereiche des Gassensors (z.B. der Schutt 162 und der Metallmantel 161), die von dem Behälter auskragten, unter Verwendung eines Brenners erhitzt. Wenn die Temperatur des sechseckigen Bereichs 161d 400°C erreichte, wurde Wasser in den Behälter gefüllt, so dass die äußere Röhre 130 vollständig eingetaucht war. Die äußere Röhre 130 wurde für eine Minute eingetaucht und anschließend wurde das Wasser abgelassen. Der oben beschriebene Prozess wurde als ein Zyklus definiert und 10 Zyklen wurden wiederholt durchgeführt. Es wurde eine Sichtprüfung vorgenommen, ob in den äußeren Röhren 130 Risse aufgetreten sind oder nicht.
Bei allen zehn Gassensoren 100, bei denen keine Glasurschicht 132 auf der äußeren Oberfläche der äußeren Röhre 130 ausgebildet war, hatten sich Risse gebildet. Bei zwei der zehn Gassensoren 100, bei denen die Glasurschicht 132 mit einer Dicke von 10 μm auf der äußeren Oberfläche der äußeren Röhre 130 ausgebildet waren, hatten sich Risse gebildet. Bei allen zehn Gassensoren 100, bei denen die Glasurschicht 132 mit einer Dicke von 20 μm auf der äußeren Oberfläche der äußeren Röhre 130 ausgebildet war, hatten sich keine Risse gebildet.
Aufgrund der Ausbildung der Glasurschicht 132 auf der äußeren Röhre 130 tritt kaum Rissbildung in der äußeren Röhre 130 auf. Wenn die Oberflächenrauhigkeit Ra der äußeren Röhre auf 0,15 μm gesetzt wird, treten darüber hinaus kaum Risse oder Ähnliches in der äußeren Röhre 130 auf.
Oben stehend wurde die Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele 1 und 2 beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Natürlich kann die Erfindung mit geeigneten Änderungen angewendet werden, ohne von der Erfindungsidee abzuweichen.
In einem jeweiligen der Gassensoren 100, 400 gemäß den Ausführungsbeispielen 1 und 2 ist die Glasurschicht 132 auf der Seite der äußeren Röhre 130 oder 430 angeordnet, die weiter hinten angeordnet ist als das rückwärtige Ende des Metallmantels 161. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Glasurschicht 132 lediglich auf dem freiliegenden Bereich 131 oder 431 angeordnet sein.
Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung JP 2003-421534, eingereicht am 18. Dezember 2003, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.

100, 400: Gassensor
112: innere Elektrode
120: Gaserkennungselement
130, 430: äußere Röhre
131, 431: freiliegender Bereich
132, 432: Glasurschicht
150, 450: Anschlussglied
151, 451: Ausgabeanschlussbereich
153, 453: Elementanschlussbereich
200, 500: Gassensorkappe
210, 510: Kappenanschlussglied
211, 511: Kappenanschluss (externer Anschluss)
220, 520: isolierender Bereich
221, 521: Berührungsbereich
230: Leitungsdraht
300, 600: Gassensoreinheit

Claims

Gassensor (100) umfassend: ein in einer axialen Richtung des Gassensors (100) verlaufendes Gaserkennungselement (120), bei dem eine Spitzenendseite (120b) des Gaserkennungselements (120) einem zu messenden Gas ausgesetzt werden soll; eine äußeren Röhre (130), die eine rückwärtige Endseite des Gaserkennungselements (120) umgibt und die eine isolierende Keramik beinhaltet; und ein Metallmantel (161), der das Gaserkennungselement (120) und die äußere Röhre (130) aufnimmt und bei dem das Gaserkennungselement (120) von einem Spitzenende des Metallmantels (161) auskragt und die äußere Röhre (130) von einem rückwärtigen Ende des Metallmantels (161) auskragt, wobei die äußere Röhre (130) einen freiliegenden Bereich (131) beinhaltet, der in einem Benutzungszustand des Gassensors (100) von dem Metallmantel (161) auskragt und bezüglich einer Aussenseite freiliegt, und wobei eine Glasurschicht (132) auf zumindest dem freiliegenden Bereich (131) bereitgestellt ist.
Gassensor gemäß Anspruch 1, wobei die Glasurschicht (132) eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 0,4 μm oder kleiner aufweist
Gassensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Glasurschicht (132) eine Dicke von 15 bis 100 μm aufweist.
Gassensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die äußere Röhre (130) einen Bereich (133) mit großem Durchmesser aufweist, der einen Aussendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Aussendurchmesser des freiliegenden Bereichs (131), und der eine abgeschrägte Fläche (135) aufweist, die zu einem rückwärtigen Ende hin ausgerichtet ist, und wobei die Glasurschicht (132) zumindest in einem Bereich von dem freiliegenden Bereich (131) zu der zum rückwärtigen Ende gerichteten abgeschrägten Fläche (135) bereitgestellt ist.
Gassensor nach Anspruch 4, wobei die Glasurschicht (132) eine Oberflächenform in einer Ecke (136) zwischen der zum rückwärtigen Ende ausgerichteten abgeschrägten Fläche (135) und einer äußeren Randfläche (130d) der äußeren Röhre (130) aufweist, die zum rückwärtigen Ende hin verläuft, wobei die Oberflächenform eine Aussparung (137) mit einem Krümmungsradius von 1,5 mm oder kleiner bildet und die Aussparung (13 7) mit dem Metallmantel (161) über eine Dichtung (142) in Eingriff steht.
Gassensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Glasurschicht (132) Borsilikatglas oder Alkali-Borsilikatglas enthält.
Gassensoreinheit (300) umfassend: einen Gassensor (100) beinhaltend: ein Gaserkennungselement (120), bei dem eine Spitzenendseite (120b) des Gaserkennungselements (120) einem zu messenden Gas ausgesetzt werden soll; eine äußeren Röhre (130), die eine rückwärtige Endseite des Gaserkennungselements (120) umgibt und die eine isolierende Keramik beinhaltet; ein Metallmantel (161), der das Gaserkennungselement (120) und die äußeren Röhre (130) aufnimmt und bei dem das Gaserkennungselement (120) von einem Spitzenende des Metallmantels (161) auskragt und die äußere Röhre (130) von einem rückwärtigen Ende des Metallmantels (161) auskragt; und ein Anschlussglied (150), das auf einer inneren Randfläche (130c) des Gaserkennungselements (120) ausgebildeten inneren Elektrode (112) verbunden ist und durch das ein Ausgabesignal von dem Gaserkennungselement (120) an eine Aussenseite zur Verfügung gestellt wird; und eine Gassensorkappe (200) beinhaltend: einen zylindrischen Kappenanschluss (211), der mit dem Anschlussglied (150) des Gassensors (100) verbunden ist und durch den das Ausgabesignal an eine externe Vorrichtung übertragen wird; und einen isolierenden Bereich, der den Kappenanschluss und eine rückwärtige Endseite der äußeren Röhre (130) bedeckt und der ein isolierendes elastisches Glied beinhaltet, wobei die äußere Röhre (130) einen freiliegenden Bereich (131) aufweist, der zwischen dem Metallmantel (161) und dem isolierenden Bereich (220) zu einer Aussenseite hin freiliegt und, wobei eine Glasurschicht (132) auf zumindest dem freiliegenden Bereich (131) bereitgestellt ist.
Gassensoreinheit gemäß Anspruch 7, wobei die Glasurschicht (132) auf einer äußeren Randfläche der äußeren Röhre (130) bereitgestellt ist, wobei die äußere Randfläche weiter hinten angeordnet ist als das rückwärtige Ende des Metallmantels (161).
Gassensoreinheit gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Glasurschicht (132) eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 0,4 μm oder kleiner aufweist.
Gassensoreinheit gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Glasurschicht (132) eine Dicke von 15 bis 100 μm aufweist.
Gassensoreinheit gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die äußere Röhre (130) einen Bereich mit großem Durchmesser aufweist, der einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Außendurchmesser des freiliegenden Bereichs (131), und der eine abgeschrägte Fläche aufweist, die zu einem rückwärtigen Ende hin ausgerichtet ist, und wobei die Glasurschicht (132) bereitgestellt ist, um sich zu der zum rückwärtigen Ende hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche zu erstrecken.
Gassensoreinheit gemäß Anspruch 11, wobei die Glasurschicht (132) eine Oberflächenform in einer Ecke (136) zwischen der zu dem rückwärtigen Ende hin ausgerichteten abgeschrägten Fläche und einer äußeren Randfläche der äußeren Röhre aufweist, die zum rückwärtigen Ende hin verläuft, wobei die Oberflächenform eine Aussparung (137) mit einem Krümmungsradius von 1,5 mm oder kleiner bildet, und wobei die Aussparung (137) mit dem Metallmantel (161) über eine Dichtung (142) in Eingriff steht.
Gassensoreinheit gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Glasurschicht (132) Borsilikatglas oder Alkaliborsilikatglas enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Gassensors, wobei der Gassensor umfasst: ein in einer axialen Richtung des Gassensors verlaufendes Gaserkennungselement, bei dem eine Spitzenendseite des Gaserkennungselements einem zu messenden Gas ausgesetzt werden soll; einen Metallmantel, der das Gaserkennungselement umgibt; und eine äußere Röhre, die Röhrenform aufweist, isolierende Keramik beinhaltet, eine rückwärtige Endseite des Gaserfassungselements umgibt, und durch den Metallmantel in einer Form gehalten wird, dass eine rückwärtige Endseite der äußeren Röhre von einem rückwärtigen Ende des Metallmantels auskragt, wobei das Verfahren beinhaltet: Aufsprühen eines Glasurmaterials auf eine äußere Randfläche der äußeren Röhre, so dass eine Glasurmaterialschicht auf der äußeren Randfläche der äußeren Röhre gebildet wird; und Brennen der Glasurmaterialschicht, um eine Glasurschicht zu bilden.