DE102023127112A1 - Gassensor - Google Patents

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DE102023127112A1
DE102023127112A1 DE102023127112.1A DE102023127112A DE102023127112A1 DE 102023127112 A1 DE102023127112 A1 DE 102023127112A1 DE 102023127112 A DE102023127112 A DE 102023127112A DE 102023127112 A1 DE102023127112 A1 DE 102023127112A1
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Germany
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housing
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gas sensor
outer cylinder
rear end
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DE102023127112.1A
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Shintaro Maki
Kota Katagiri
Satoru Shiraishi
Kohei Yaita
Yuya Seike
Daiki Hamamoto
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment

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Abstract

Es wird ein Gassensor bereitgestellt, der ein Gehäuse, das aus Metall hergestellt ist, durch das ein Sensorelement eingesetzt ist, und einen Außenzylinder umfasst, der aus Metall hergestellt ist und an einen Außenumfang des Gehäuses geschweißt ist, wobei die Erzeugung von kleinen Löchern auf einer Oberfläche eines geschweißten Abschnitts verhindert wird. In einem Gassensor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kontaktabstand Lg, der eine Länge in einer axialen Richtung einer Außenumfangsoberfläche eines Gehäuses in Kontakt mit einer Innenumfangsoberfläche eines Außenzylinders auf einer Seite des hinteren Endes bezogen auf einen geschmolzenen Abschnitt des Außenzylinders ist, der durch Schweißen gebildet worden ist, mit einem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gassensor.
  • HINTERGRUND
  • Herkömmlich ist von einem Gassensor, der beispielsweise die Konzentration eines spezifischen Gases von Sauerstoff, NOx oder dergleichen in einem Messgas erfasst, wie z.B. einem Abgas eines Kraftfahrzeugs bzw. Automobils, bekannt, dass er den folgenden Aufbau aufweist. D.h., es ist ein Gassensor bekannt, der ein Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein längliches Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt, und einen Außenzylinder umfasst, der aus Metall hergestellt ist und an einen Außenumfang des Gehäuses geschweißt ist. Beispielsweise beschreibt die nachstehende japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-174622 einen Gassensor, der durch Einpressen eines Teils des Gehäuses in den Außenzylinder und dann miteinander Verschweißen des Gehäuses und des Außenzylinders an einem Überlappungsabschnitt in einer Umfangsrichtung zum miteinander Verbinden des Gehäuses und des Außenzylinders hergestellt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegenden Erfinder haben gefunden, dass das folgende Problem auftritt, wenn ein Ölkomponentenrückstand oder dergleichen an einer Kontaktoberfläche zwischen dem Gehäuse und dem Außenzylinder haftet, wenn der Gassensor, der den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweist, geschweißt wird. D.h., der Ölkomponentenrückstand oder dergleichen kann durch die Wärme während des Schweißens ein flüchtiges Gas werden und kann durch Einmischen in das Schweißmetall als Blasen (kleine Löcher) auf der Oberfläche des geschweißten Abschnitts (Schweißabschnittoberfläche) erscheinen.
  • Wenn die kleinen Löcher erzeugt werden, besteht die Möglichkeit, dass ein Defekt, wie z.B. eine Korrosion, von dem kleinen Loch als Ausgangspunkt auftritt, oder dass das kleine Loch ein Element (beispielsweise den Außenzylinder) durchdringt, so dass eine Verschlechterung des Abdichtungsvermögens auftritt. Insbesondere wenn der Gassensor in einer belastenden Umgebung oder für einen langen Zeitraum verwendet wird, nimmt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Defekts zu. Zum Verhindern des Auftretens des Defekts ist es denkbar, jedes des Gehäuses und des Außenzylinders ausreichend zu reinigen, so dass eine Ölkomponente oder dergleichen nicht auf einer Kontaktoberfläche zwischen dem Gehäuse und dem Außenzylinder verbleibt, jedoch ist es schwierig, den Ölkomponentenrückstand oder dergleichen vollständig zu beseitigen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Umstände gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Gassensors, der ein Gehäuse, das aus Metall hergestellt ist und durch das ein Sensorelement eingesetzt ist, und einen Metallaußenzylinder umfasst, der an einen Außenumfang des Gehäuses geschweißt ist, wobei die Erzeugung kleiner Löcher auf einer Oberfläche eines geschweißten Abschnitts verhindert wird.
  • Zum Lösen der vorstehend beschriebenen Aufgabe weist die vorliegende Erfindung den folgenden Aufbau auf.
  • Ein Gassensor gemäß einem ersten Aspekt umfasst: ein Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein längliches Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt; und einen Außenzylinder, der aus Metall hergestellt ist und an einer Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durch Einpressen eines Teils einer Seite des hinteren Endes des Gehäuses in der axialen Richtung und Durchführen eines Schweißens in einer Umfangsrichtung an einem Überlappungsabschnitt mit dem eingepressten Gehäuse montiert worden ist, wobei ein Kontaktabstand Lg, der eine Länge in der axialen Richtung der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses in Kontakt mit einer Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders auf der Seite des hinteren Endes bezogen auf einen geschmolzenen Abschnitt des Außenzylinders ist, der durch das Schweißen gebildet worden ist, mit einem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, und
    wobei der Referenzabstand Lr durch die folgende Formel (1) berechnet wird. Lr = k × Da / ( Tb × Tc )
    Figure DE102023127112A1_0001
  • Dabei stellt in der Formel (1) „k“ eine Proportionalitätskonstante dar, „Da“ stellt eine Tiefe von der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses zu einem tiefsten Abschnitt des geschmolzenen Abschnitts, der in das Gehäuse eingedrungen ist, in einer radialen Richtung des Gehäuses dar, „Tb“ stellt eine Überschneidung dar, die eine Differenz zwischen einem Außendurchmesser des Gehäuses und einem Innendurchmesser des Außenzylinders ist, und „Tc“ stellt die Dicke des Außenzylinders dar. Der geschmolzene Abschnitt kann auch als Abschnitt des Außenzylinders bezeichnet werden, dessen Struktur durch Schmelzen geändert wird.
  • Bei diesem Aufbau umfasst der Gassensor das Gehäuse, das aus Metall hergestellt ist, durch welches das Sensorelement eingesetzt wird, und den Außenzylinder, der aus Metall hergestellt ist und an einer Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durch Einpressen des Gehäuses und Verschweißen des Gehäuses in einer Umfangsrichtung an einem Überlappungsabschnitt mit dem Gehäuse angebracht worden ist. Beispielsweise wird ein Laserschweißen in der Umfangsrichtung an dem Überlappungsabschnitt zwischen dem Gehäuse und dem Außenzylinder durchgeführt, wodurch der Außenzylinder an der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses angebracht wird. Bei dem Gassensor ist der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser und der Referenzabstand Lr wird durch die Formel (1) berechnet.
  • Dabei gibt der Referenzabstand Lr beispielsweise den maximalen Abstand des Abstands (erreichbare Abstände) an, den das flüchtige Gas, das durch Verflüchtigen des Ölkomponentenrückstands oder dergleichen, der an der Kontaktoberfläche zwischen dem Gehäuse und dem Außenzylinder haftet, erhalten wird, durch die Wärme beim Schweißen durch dessen Eigendruck erreichen kann. D.h., wenn der Ölkomponentenrückstand oder dergleichen an mindestens einer von der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders, die miteinander in Kontakt sind, haftet, wird der Ölkomponentenrückstand oder dergleichen durch Wärme beim Schweißen verflüchtigt, so dass ein flüchtiges Gas erzeugt wird. Wenn der Abstand, um den sich das flüchtige Gas zwischen der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders, die miteinander in Kontakt sind, durch dessen Eigendruck bewegen kann, als „erreichbarer Abstand des flüchtigen Gases“ bezeichnet wird, ist der Referenzabstand Lr ein maximaler Wert des erreichbaren Abstands.
  • Der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases weist die folgende Beziehung mit jedem von Da, Tb und Tc auf. D.h., wenn Da, das die Tiefe in der radialen Richtung des Gehäuses von der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses zu dem tiefsten Abschnitt des geschmolzenen Abschnitts darstellt, der in das Gehäuse eingedrungen ist, zunimmt, nimmt die Wärmeverformung des Gehäuses und des Außenzylinders zu. D.h., wenn Da zunimmt, nimmt der Spalt zwischen der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders zu. Daher nimmt, wenn Da zunimmt, der Wert des Diffusionswiderstands für das flüchtige Gas ab und der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases, das sich zwischen der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders bewegt, nimmt zu. Wenn darüber hinaus Tb, das die Überschneidung darstellt, die eine Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Gehäuses und dem Innendurchmesser des Außenzylinders ist, zunimmt, nimmt der Wert des Diffusionswiderstands für das flüchtige Gas zu, und der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases, das sich zwischen der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders bewegt, nimmt ab. Ferner ist es, wenn Tc, das die Dicke des Außenzylinders darstellt, zunimmt, wahrscheinlicher, dass die Wärme beim Schweißen verteilt wird, so dass die Erzeugungsmenge des flüchtigen Gases abnimmt und die Wärmeverformung des Gehäuses und des Außenzylinders abnimmt. Daher nimmt, wenn Tc zunimmt, der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases, das sich zwischen der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders bewegt, ab. Da Da, Tb und Tc jeweils die vorstehend beschriebene Beziehung bezogen auf den erreichbaren Abstand aufweisen, kann der Referenzabstand Lr, welcher der maximale Wert des erreichbaren Abstands ist, als Funktion von Da, Tb und Tc ausgedrückt werden. Darüber hinaus kann k, das eine Proportionalitätskonstante ist, durch eine Prüfung oder dergleichen erhalten werden. Daher wird der Referenzabstand Lr durch die Formel (1) berechnet, die eine Funktion von k, das eine Proportionalitätskonstante ist, und von Da, Tb und Tc ist.
  • Bei dem Gassensor ist der Kontaktabstand Lg derart, dass er mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, d.h., die „Länge in der axialen Richtung der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts des Außenzylinders“ ist mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser. Mit anderen Worten, die Länge von der Position des „Endpunkts, bei dem der geschmolzene Abschnitt mit der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses in Kontakt ist“ (Ende des geschmolzenen Abschnitts) zu der „Position, bei der die Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und die Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders über die gesamte Umfangsrichtung nicht miteinander in Kontakt sind“ (Freisetzungsposition), ist mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser.
  • Daher kann sich beim Schweißen das flüchtige Gas, das zwischen der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders, die miteinander in Kontakt sind, erzeugt wird, durch dessen Eigendruck zu der Position (Freisetzungsposition) bewegen, bei der die Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und die Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders über die gesamte Umfangsrichtung nicht miteinander in Kontakt sind. Beim Schweißen kann sich beispielsweise das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt durch dessen Eigendruck zu der „Position, bei der die Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und die Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders über die gesamte Umfangsrichtung nicht miteinander in Kontakt sind“, bewegen. D.h., das flüchtige Gas, das beim Schweißen erzeugt wird, kann sich durch dessen Eigendruck zu der Freisetzungsposition bewegen und wird bei der Freisetzungsposition freigesetzt (abgegeben). Daher kann bei dem Gassensor die Wahrscheinlichkeit vermindert werden, dass das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt eingeschlossen wird, so dass in dem geschmolzenen Abschnitt kleine Löcher erzeugt werden, d.h., die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt wird verhindert.
  • Daher umfasst der Gassensor das Gehäuse, das aus Metall hergestellt ist und durch welches das Sensorelement eingesetzt wird, und den Außenzylinder, der aus Metall hergestellt ist und an den Außenumfang des Gehäuses geschweißt ist, und die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt kann verhindert werden.
  • Darüber hinaus kann bei dem Gassensor durch Einstellen des Kontaktabstands Lg derart, dass er mit dem Referenzabstand Lr, der durch die Formel (1) berechnet worden ist, identisch oder kleiner als dieser ist, die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt verhindert werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann k, das eine Proportionalitätskonstante in der Formel (1) ist, im Vorhinein durch eine Prüfung oder dergleichen erhalten werden. Daher kann bei dem Gassensor eine Struktur zum Verhindern der Erzeugung von kleinen Löchern auf der Gestaltungsstufe festgelegt werden und beispielsweise kann der Wert des Kontaktabstands Lg auf der Gestaltungsstufe so festgelegt werden, das er mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist. Ferner kann bei dem Gassensor die Erzeugung von kleinen Löchern verhindert werden, so dass die Möglichkeit eines Auftretens von Defekten, wie z.B. der Erzeugung einer Korrosion und einer Verschlechterung des Abdichtungsvermögens, die durch die kleinen Löcher verursacht werden, verhindert wird. Da darüber hinaus bei dem Gassensor auf der Gestaltungsstufe eine Struktur realisiert werden kann, welche die Erzeugung von kleinen Löchern verhindert, kann die Erzeugung von kleinen Löchern verhindert werden, ohne eine Schweißbedingung oder dergleichen bezogen auf eine herkömmliche Schweißbedingung zu ändern. Da darüber hinaus der Gassensor keinen Vorgang eines ausreichenden Reinigens von jedem des Gehäuses und des Außenzylinders, so dass Öl oder dergleichen nicht auf der Kontaktoberfläche zwischen dem Gehäuse und dem Außenzylinder verbleibt, erfordert, werden Arbeitsstunden bei der Handhabung und bei Vorgängen, die zur Herstellung erforderlich sind, vermindert.
  • In dem Gassensor gemäß einem zweiten Aspekt kann in dem Gassensor gemäß dem ersten Aspekt der Referenzabstand Lr größer als das 1,2-fache des Kontaktabstands Lg sein. Bei diesem Aufbau ist in dem Gassensor der Referenzabstand Lr größer als das 1,2-fache des Kontaktabstands Lg, d.h., der Kontaktabstand Lg ist kleiner als 1/1,2 des Referenzabstands Lr. Die vorliegenden Erfinder haben durch das Experiment bestätigt, dass die Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt erzeugt werden, durch Einstellen des Kontaktabstands Lg auf kleiner als 1/1,2 des Referenzabstands Lr rasch vermindert wird. Daher kann bei dem Gassensor die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt durch Einstellen des Kontaktabstands Lg auf kleiner als 1/1,2 des Referenzabstands Lr extrem effektiv verhindert werden.
  • In einem Gassensor gemäß einem dritten Aspekt kann bei dem Gassensor gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt eine Anfasung mit einem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durchgeführt werden. Bei diesem Aufbau kann bei dem vorstehend beschriebenen Gassensor eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses linear oder gekrümmt durchgeführt werden. Bei dem Gassensor kann beispielsweise mindestens eine einer C-Anfasung und einer R-Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durchgeführt werden. Bei dem Gassensor kann der Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des angefasten Gehäuses als Führung verwendet werden, wenn das Gehäuse in den Außenzylinder eingepresst wird, und das Gehäuse wird einfach in den Außenzylinder eingepresst.
  • In einem Gassensor gemäß einem vierten Aspekt kann in dem Gassensor gemäß dem dritten Aspekt die Anfasung eine R-Anfasung sein. Bei diesem Aufbau ist bei dem Gassensor die Anfasung, die mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durchgeführt wird, eine R-Anfasung. Bei dem Gassensor kann durch die Verwendung einer R-Anfasung als Anfasung, die mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durchgeführt wird, die Erzeugung von Graten bei der Bearbeitung verhindert werden und ein Grateingreifen zwischen dem Gehäuse und dem Außenzylinder kann verhindert werden.
  • In einem Gassensor gemäß einem fünften Aspekt kann bei dem Gassensor gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts ein Schlitz, der sich in der axialen Richtung erstreckt, in mindestens einer der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts in der axialen Richtung von jedem des Außenzylinders und des Gehäuses ausgebildet sein.
  • Bei diesem Aufbau ist bei dem Gassensor der Schlitz, der sich in der axialen Richtung erstreckt, in mindestens einer der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts in der axialen Richtung von jedem des Außenzylinders und des Gehäuses ausgebildet. Bei dem Gassensor kann sich der Schlitz auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses zu der Endoberfläche erstrecken. Ferner kann bei dem Gassensor eine Mehrzahl der Schlitze, die in Abständen in der Umfangsrichtung bereitgestellt sind, auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders ausgebildet sein.
  • Die vorliegenden Erfinder haben bestätigt, dass der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern durch Bilden des Schlitzes, der sich in der axialen Richtung erstreckt, auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders verglichen mit dem Fall, bei dem der Schlitz nicht ausgebildet ist, verbessert werden kann. Daher kann bei dem Gassensor der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt durch den Schlitz, der sich in der axialen Richtung erstreckt, verglichen mit dem Fall, bei dem der Schlitz nicht ausgebildet ist, verbessert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Gassensor bereitgestellt werden, der das Gehäuse, das aus Metall hergestellt ist und durch welches das Sensorelement eingesetzt wird, und den Außenzylinder umfasst, der aus Metall hergestellt ist und an den Außenumfang des Gehäuses geschweißt ist, wobei die Erzeugung von kleinen Löchern auf der Oberfläche des geschweißten Abschnitts verhindert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel eines Hauptaufbaus eines Gassensors gemäß einer Ausführungsform zeigt;
    • 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Gehäuse und einem Außenzylinder um eine Schweißposition in dem Gassensor von 1 zeigt;
    • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Gehäuse gemäß einer ersten Modifizierung und dem Außenzylinder um eine Schweißposition zeigt;
    • 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Gehäuse gemäß einer zweiten Modifizierung und dem Außenzylinder um eine Schweißposition zeigt;
    • 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Gehäuse gemäß einer dritten Modifizierung und dem Außenzylinder um eine Schweißposition zeigt; und
    • 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die Beispiele für verschiedene Arten einer Anfasung zeigt, die mit einem Eckabschnitt des Gehäuses durchgeführt worden ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform (nachstehend auch als die „vorliegende Ausführungsform“ bezeichnet) gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die nachstehend beschriebene vorliegende Ausführungsform ist in jeder Hinsicht jedoch lediglich ein Beispiel der vorliegenden Erfindung. Es ist selbstverständlich, dass verschiedene Verbesserungen und Modifizierungen durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. D.h., bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung kann ein spezifischer Aufbau gemäß der Ausführungsform in einer geeigneten Weise eingesetzt werden.
  • Ein Gassensor 1, der nachstehend detailliert beschrieben wird, umfasst ein Gehäuse 20 mit einer zylindrischen Form, in dem ein längliches Sensorelement 10 ein Inneres in einer axialen Richtung AX durchdringt, und einen Außenzylinder 40, der an einer Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 angebracht ist. Jedes des Gehäuses 20 und des Außenzylinders 40 ist ein Element, das aus Metall hergestellt ist. Nachdem die Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20 in die Seite des distalen Endes des Außenzylinders 40 eingepresst worden ist, wird ein Schweißen in der Umfangsrichtung an dem Überlappungsabschnitt zwischen dem Gehäuse 20 und dem Außenzylinder 40 durchgeführt, wodurch der Außenzylinder 40 an der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 montiert wird. Bei dem Gassensor 1 mit diesem Aufbau wird, wenn Öl oder dergleichen auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40, die beim Schweißen miteinander in Kontakt sind, vorliegt, wird das Öl oder dergleichen durch die Wärme beim Schweißen ein flüchtiges Gas. Dann werden, wenn das flüchtige Gas in einem geschmolzenen Abschnitt 420 des Außenzylinders 40, der durch das Schweißen gebildet worden ist, ohne von zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 zu entweichen, Blasen des flüchtigen Gases, d.h., kleine Löcher, in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt. Der geschmolzene Abschnitt 420 kann auch als Abschnitt bezeichnet werden, dessen Struktur durch Schmelzen verändert wird.
  • Die vorliegenden Erfinder haben ein Verfahren zum Verhindern der Erzeugung von kleinen Löchern untersucht und haben bestätigt, dass die Erzeugung von kleinen Löchern dadurch verhindert werden kann, dass der Gassensor 1 so ausgebildet wird, dass er den folgenden Aufbau aufweist. D.h., es wurde bestätigt, dass bei dem Gassensor 1 die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 dadurch verhindert werden kann, dass das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt 420 von zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40, die miteinander in Kontakt sind, entweichen kann.
  • Insbesondere sind in dem Gassensor 1 die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 miteinander in Kontakt, jedoch kann sich das flüchtige Gas, das durch die Wärme beim Schweißen erzeugt wird, durch dessen Eigendruck zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 und der Innenumfangsoberfläche 410 bewegen. Daher wird in dem Gassensor 1 der Abstand (Kontaktabstand Lg) von dem Endabschnitt (Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef) auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 des Außenzylinders 40 zu der Position (kontaktlose Position Np), bei der die Außenumfangsoberfläche 210 und die Innenumfangsoberfläche 410 nicht miteinander in Kontakt sind, so eingestellt, dass die folgende Bedingung erfüllt ist. D.h., der Kontaktabstand Lg des Gassensors 1 wird so eingestellt, dass er mit dem „Abstand, um den sich das flüchtige Gas zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 und der Innenumfangsoberfläche 410 durch dessen Eigendruck bewegen kann“ (erreichbarer Abstand) identisch oder kleiner als dieser ist.
  • In dem Gassensor 1 kann durch Einstellen des Kontaktabstands Lg derart, dass er mit dem erreichbaren Abstand identisch oder kleiner als dieser ist, das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt 420 von zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 entweichen. Daher kann bei dem Gassensor 1 die Wahrscheinlichkeit vermindert werden, dass „das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt 420 gehalten wird, ohne von zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 und der Innenumfangsoberfläche 410 zu entweichen, und kleine Löcher in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden“.
  • Nachstehend wird der Gassensor 1, bei dem die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 durch Einstellen des Kontaktabstands Lg derart, dass er mit dem erreichbaren Abstand identisch oder kleiner als dieser ist, insbesondere mit einem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, welcher der maximale Wert des erreichbaren Abstands ist, verhindert wird, unter Bezugnahme auf die 1 und dergleichen detailliert beschrieben.
  • [Aufbaubeispiel]
  • (Gesamtdarstellung des Gassensors)
  • Die 1 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel eines Hauptaufbaus eines Gassensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem der Gassensor 1 den folgenden Aufbau aufweist, um das Verständnis der Beziehung zu erleichtern, die durch das Gehäuse 20 und den Außenzylinder 40 erfüllt sein müssen, die in den Gassensor 1 einbezogen sind, insbesondere die Bedingung, die durch den Kontaktabstand Lg erfüllt sein soll. D.h., es wird ein Beispiel beschrieben, bei dem der Gassensor 1 das Sensorelement 10, das Gehäuse 20, das Sensorelement-Halteelement 30, den Außenzylinder 40 und die äußere Schutzabdeckung 50 umfasst. Der Gassensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch einen Aufbau aufweisen, der von dem Sensorelement 10, dem Gehäuse 20, dem Sensorelement-Halteelement 30, dem Außenzylinder 40 und der äußeren Schutzabdeckung 50 verschieden ist.
  • Der Gassensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfasst eine vorgegebene Messziel-Gaskomponente (beispielsweise NOx und dergleichen) in einem Messgas (beispielsweise einem Abgas) durch das Sensorelement 10, das innerhalb des Gassensors 1 bereitgestellt ist. Der Gassensor 1 umfasst das Gehäuse 20 mit einer zylindrischen Form, in dem das Sensorelement 10 das Innere in der axialen Richtung AX durchdringt, und den Außenzylinder 40, der an der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 angebracht ist. Der Gassensor 1, der in der 1 gezeigt ist, umfasst ferner das Sensorelement-Halteelement 30, das ein Einsetzloch zum Halten des Sensorelements 10 aufweist und aus einem Keramikmaterial hergestellt ist, und die äußere Schutzabdeckung 50, die eine mit einem Boden versehene zylindrische Form aufweist, welche die Seite des distalen Endes des Sensorelements 10 umgibt (bedeckt). Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst die Außenseite des Gassensors 1 vorwiegend die äußere Schutzabdeckung 50, das Gehäuse 20 und den Außenzylinder 40.
  • Beispielsweise sind die Mittelachsen des Gassensors 1, des Sensorelements 10, des Gehäuses 20, des Sensorelement-Halteelements 30, des Außenzylinders 40 und der äußeren Schutzabdeckung 50 koaxial. In der 1 ist der Gassensor 1 in einem Modus gezeigt, bei dem die Mittelachsen (Achsenlinie) des Hauptkörpers des Gassensors 1 mit der Links-rechts-Richtung der Zeichnung zusammenfallen. In der folgenden Beschreibung wird, falls nichts anderes angegeben ist, die linke Seite in dem Zeichnungsblatt als Seite des distalen Endes des Gassensors 1 bezeichnet und die rechte Seite in dem Zeichnungsblatt wird als eine Seite des hinteren Endes des Gassensors 1 bezeichnet. Die Seite des distalen Endes des Gassensors 1 und die Seite des distalen Endes des Sensorelements 10 befinden sich auf der gleichen Seite und die Seite des hinteren Endes des Gassensors 1 und die Seite des hinteren Endes des Sensorelements 10 befinden sich auf der gleichen Seite.
  • (Sensorelement)
  • Das Sensorelement 10 ist ein längliches säulenförmiges oder dünnes Plattenelement, das vorwiegend aus einem Elementkörper hergestellt ist, der aus einer Sauerstoffionen-leitenden Festelektrolytkeramik, wie z.B. Zirkoniumoxid, hergestellt ist. Das Sensorelement 10 kann als längliches röhrenförmiges Element oder als röhrenförmiges Element ausgebildet sein. Das Sensorelement 10 weist einen Aufbau auf, bei dem eine Gaseinführungsöffnung, ein Innenraum und dergleichen auf der Seite des distalen Endes bereitgestellt sind und verschiedene Elektroden und Verdrahtungsstrukturen auf der Oberfläche und innerhalb des Elementkörpers bereitgestellt sind.
  • In dem Sensorelement 10 wird das Messgas, das in den Innenraum eingeführt wird, in dem Innenraum reduziert oder zersetzt, so dass Sauerstoffionen erzeugt werden. In dem Gassensor 1 wird die Konzentration der Gaskomponente auf der Basis der Tatsache erhalten, dass die Menge von Sauerstoffionen, die innerhalb des Sensorelements 10 fließen, proportional zu der Konzentration einer vorgegebenen Gaskomponente in dem Abgas ist.
  • Wie es in der 1 gezeigt ist, kann beispielsweise ein vorgegebener Bereich in der Längsrichtung von dem distalen Ende der Oberfläche des Sensorelements 10 mit einem Schutzfilm P bedeckt sein. Der Schutzfilm P ist ein poröser Film, der beispielsweise aus Al2O3 oder dergleichen hergestellt ist und eine Dicke von etwa 10 µm bis 2000 µm aufweist, und der zum Schützen der Umgebung des distalen Endes des Sensorelements 10 vor einem Wärmeschock bereitgestellt ist und auch als wärmeschockbeständige Schutzschicht bezeichnet wird. Im Hinblick auf den Zweck ist der Schutzfilm P vorzugsweise so ausgebildet, dass er einer Kraft bis zu etwa 50 N widerstehen kann. Der Bildungsbereich des Schutzfilms P wird in einer geeigneten Weise gemäß der spezifischen Struktur des Sensorelements 10 festgelegt.
  • Ein Endabschnitt des Sensorelements 10, das ein längliches säulenförmiges oder dünnes Plattenelement ist, auf einer Seite, auf welcher der Schutzfilm P nicht bereitgestellt ist, ist ein hinteres Ende des Sensorelements 10. In dem Gassensor 1 durchdringt das Sensorelement 10 das Innere des Gehäuses 20 mit einer zylindrischen Form in der axialen Richtung AX und ein vorderes Ende, das mit dem Schutzfilm P bedeckt ist, und ein hinteres Ende, das nicht mit dem Schutzfilm P bedeckt ist, ragen von dem Gehäuse 20 vor.
  • (Gehäuse)
  • Das Gehäuse 20 ist ein Element mit einer zylindrischen Form, in der das Sensorelement 10 das Innere in der axialen Richtung AX durchdringt, und ist aus Metall hergestellt. Das Gehäuse 20 umfasst einen Aufnahmeraum mit einer zylindrischen Form, in dem das Sensorelement 10 und dergleichen aufgenommen sind, und wird zum Anbringen des Gassensors 1 an der Messposition verwendet.
  • Das Gehäuse 20 umfasst beispielsweise einen vorragenden Abschnitt (Flansch bzw. Rand), der in der radialen Richtung vorragt, und der vorragende Abschnitt kann über der gesamten Umfangsrichtung bereitgestellt sein. Der vorragende Abschnitt ist ein Element, das mit einem externen Element (beispielsweise einer Abgasleitung) (nicht gezeigt) in Kontakt kommt, an dem der Gassensor 1 angebracht ist, und verhindert ein Austreten des Abgases aus einem Raum (beispielsweise innerhalb der Abgasleitung), der durch das externe Element festgelegt ist.
  • Beispielsweise kann eine Anbringungsschraube (nicht gezeigt) in einem Modus, bei dem sie mit dem vorragenden Abschnitt in Kontakt ist, ringförmig an dem Außenumfang des Gehäuses 20 montiert sein. Die Anbringungsschraube ist z.B. aus Metall hergestellt und weist eine Außenumfangsoberfläche auf, die mit einem Außengewinde versehen ist. Das Gehäuse 20 wird in ein „Anbringungselement (montierter Abschnitt, Anschweißteil), das an die Abgasleitung geschweißt ist und eine Innenumfangsoberfläche aufweist, die mit einem Innengewinde versehen ist,“ eingesetzt und die Anbringungsschraube wird in einem Zustand in das Anbringungselement eingesetzt, bei dem der vorragende Abschnitt und das Anbringungselement miteinander in Kontakt sind. Auf diese Weise wird das Gehäuse 20 in dem Anbringungselement angebracht, d.h., der Gassensor 1 wird in der Abgasleitung angebracht. Der vorragende Abschnitt (insbesondere die Oberfläche des vorragenden Abschnitts auf der Seite des distalen Endes) liegt auf einer Oberfläche der Abgasleitung (Anbringungselement) zur Bildung einer Abdichtungsoberfläche an, wodurch verhindert wird, dass das Messgas zur Außenseite der Abgasleitung austritt.
  • Es sollte beachtet werden, dass das Gehäuse 20 durch Ausbilden der Seite des distalen Endes und der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20, die in der 1 als separate Elemente gezeigt sind, und Verbinden und Anbringen des Elements auf der Seite des distalen Endes und des Elements auf der Seite des hinteren Endes durch Schweißen oder dergleichen gebildet werden kann. Beispielsweise kann das Gehäuse 20 ein Hauptmetallformteil, das aus Metall hergestellt ist (ein Element, das der Seite des distalen Endes des Gehäuses 20 entspricht, das in der 1 gezeigt ist) und einen vorragenden Abschnitt aufweist, und einen Innenzylinder mit einer zylindrischen Form (ein Element, das der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20 entspricht, das in der 1 gezeigt ist), der an das Hauptmetallformteil geschweißt und daran angebracht ist, umfassen. In der vorliegenden Ausführungsform kann das Gehäuse 20 ein Element mit einer zylindrischen Form sein und das aus Metall hergestellt ist, in dem das Sensorelement 10 das Innere in der axialen Richtung AX durchdringt, und das Gehäuse 20 kann durch ein Element mit einer zylindrischen Form ausgebildet sein oder kann durch koaxiales Verbinden einer Mehrzahl von Elementen mit einer zylindrischen Form ausgebildet sein.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist das Sensorelement 10 in dem Aufnahmeraum aufgenommen, der innerhalb des Gehäuses 20 mit einer zylindrischen Form bereitgestellt ist. Beispielsweise ist das Sensorelement 10 in dem Aufnahmeraum derart angeordnet, dass dessen Längsrichtung mit der axialen Richtung AX des Gehäuses 20 mit einer zylindrischen Form zusammenfällt, und ist insbesondere so angeordnet, dass die Mittelachse des Sensorelements 10 und die Mittelachse des Gehäuses 20 koaxial sind. Die Position des Sensorelements 10, das in dem Aufnahmeraum aufgenommen ist, der in das Gehäuse 20 einbezogen ist, wird in diesem Modus durch das Sensorelement-Halteelement 30 gehalten.
  • (Sensorelement-Halteelement)
  • Das Sensorelement-Halteelement 30 ist ein Element, das aus einem Keramikmaterial hergestellt ist und das mit dem Sensorelement 10 in Kontakt ist und welches das Sensorelement 10 in dem Gehäuse 20 hält. Das Sensorelement-Halteelement 30, das in der 1 gezeigt ist, umfasst Keramikhalter 310, 330 und 350 und Grünpresskörper 320 und 340. Das Sensorelement-Halteelement 30 kann ferner eine Dichtung (nicht gezeigt) umfassen. Jeder der Keramikhalter 310, 330 und 350 und der Grünpresskörper 320 und 340 weist ein Einsetzloch zum Halten des Sensorelements 10 auf und ist ringförmig an dem Sensorelement 10 montiert. D.h., in dem Gassensor 1 sind in einem Zustand, bei dem das Sensorelement 10 auf der Mittelachse des Gehäuses 20 (der Mittelachse des Gassensors 1) angeordnet ist, die Keramikhalter 310, 330 und 350 und die Grünpresskörper 320 und 340 ringförmig entlang der Mittelachse montiert. Die 1 zeigt ein Beispiel, bei dem der Keramikhalter 310, der Grünpresskörper 320, der Keramikhalter 330, der Grünpresskörper 340 und der Keramikhalter 350 in dieser Reihenfolge von der Seite des distalen Endes zu der Seite des hinteren Endes ringförmig an dem Sensorelement 10 montiert sind. Ferner kann die vorstehend beschriebene Dichtung in einem Zustand, bei dem sie mit dem Keramikhalter 350 auf der Seite des hinteren Endes des Keramikhalters 350 in Kontakt ist, ringförmig an dem Sensorelement 10 montiert sein. In der folgenden Beschreibung werden die Keramikhalter 310, 330 und 350, die Grünpresskörper 320 und 340 und die vorstehend beschriebene Dichtung zusammen auch als „ringförmige Komponente“ bezeichnet.
  • Jeder der Keramikhalter 310, 330 und 350 ist ein aus einer Keramik hergestellter Isolator. Jeder des Grünpresskörpers 320 und des Grünpresskörpers 340 wird durch Formen eines Keramikpulvers, wie z.B. Talk, erhalten.
  • Beispielsweise ist, wie es in der 1 gezeigt ist, ein sich verjüngender Abschnitt auf der Seite des distalen Endes innerhalb des Gehäuses 20 bereitgestellt, und die Keramikhalter 310, 330 und 350, die Grünpresskörper 320 und 340 und die Dichtung (nicht gezeigt), die ringförmig an dem Sensorelement 10 montiert sind, werden fixiert (angebracht). Dies wird durch Einpassen des Gehäuses 20 um den Außenumfang der ringförmigen Komponente in einem Zustand realisiert, bei dem die ringförmige Komponente im Vorhinein ringförmig an dem Sensorelement 10 montiert worden ist. Darüber hinaus wird durch Komprimieren von jedem der Grünpresskörper 320 und 340 durch Ausüben einer vorgegebenen Belastung auf die Dichtung von der Seite des hinteren Endes auf die Seite des distalen Endes nach der Durchführung des vorstehend beschriebenen Fixierens der Raum zwischen beiden Endabschnitten des Sensorelements 10 innerhalb des Gehäuses 20 abgedichtet. Durch Quetschen des Gehäuses 20 auf der Seite des hinteren Endes der Dichtung in einem Zustand mit vermindertem Durchmesser mit der Abdichtung wird die ringförmige Komponente eingezwängt und eine Luftdichtigkeit zwischen beiden Endabschnitten des Sensorelements 10 wird sichergestellt. D.h., in dem Innenraum des Gehäuses 20 sind die Keramikhalter 310, 330 und 350 und die Grünpresskörper 320 und 340, die ringförmig an dem Sensorelement 10 montiert sind, durch die Innenoberfläche (Innenwand) des Gehäuses 20, insbesondere die Innenwand des sich verjüngenden Abschnitts und die Dichtung, umgeben und durch diese abgedichtet. Dabei kann die Position des Gehäuses 20 angrenzend an den Grünpresskörper 340 in einer Form mit vermindertem Durchmesser gequetscht werden, so dass die Luftdichtigkeit zwischen beiden Endabschnitten des Sensorelements 10 weiter verbessert wird.
  • Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann in dem Gassensor 1 ein Verbindungselement zum Erreichen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Sensorelement 10 und dem Äußeren mit einer Mehrzahl von Anschlusselektroden verbunden sein, die in das Sensorelement 10 an einer Position innerhalb des Außenzylinders 40 und auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20 einbezogen sind. Ein Kabel, das sich von dem Verbindungselement erstreckt, kann aus dem Öffnungsabschnitt herausgezogen bzw. -geführt werden, der sich am hinteren Ende des Außenzylinders 40 befindet. Der Öffnungsabschnitt, der am hinteren Ende des Außenzylinders 40 bereitgestellt ist, kann ferner als Einström- und Ausströmabschnitt der atmosphärischen Luft als Referenzgas verwendet werden.
  • Die Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20 mit einer zylindrischen Form, welches das Sensorelement 10 und das Sensorelement-Halteelement 30 in dem Innenraum aufnimmt, wird zu der Seite des distalen Endes des Außenzylinders 40 eingepresst. Der Außenzylinder 40 wird durch Schweißen in der Umfangsrichtung an einem Überlappungsabschnitt des Außenzylinders 40 mit dem Gehäuse 20 an der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 angebracht. In dem Beispiel, das in der 1 gezeigt ist, ist der Außenzylinder 40 durch Schweißen in der Umfangsrichtung an einer Schweißposition Wp an der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 angebracht worden.
  • (Außenzylinder)
  • Der Außenzylinder 40 ist ein Element mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, das ringförmig an der Außenumfangsoberfläche 210 (insbesondere der Außenumfangsoberfläche 210 auf der Seite des hinteren Endes) des Gehäuses 20 montiert ist und einen Abschnitt des Gassensors 1 schützt, der nicht mit dem Messgas in Kontakt ist. D.h., der Außenzylinder 40 ist durch einen Teil der Außenumfangsoberfläche 210 auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20, das mit der Innenumfangsoberfläche 410 in einem engen Kontakt ist, an dem Gehäuse 20 angebracht. Das ringartige Montieren des Außenzylinders 40 bezogen auf das Gehäuse 20 und das enganliegende Befestigen des Außenzylinders 40 und des Gehäuses 20, das dabei stattfindet, werden durch Einpressen eines Teils der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20 in den Außenzylinder 40 realisiert.
  • Der Innenraum des Außenzylinders 40 ist ein Raum, in dem ein Referenzgas vorliegt, in dem die atmosphärische Luft als das Referenzgas vorliegt. Der Innenraum des Außenzylinders 40 ist von einer Leitung oder dergleichen getrennt, in der beispielsweise das Messgas innerhalb der Abgasleitung oder dergleichen des Motors in einem Zustand vorliegt, bei dem der Gassensor 1 an der Leitung oder dergleichen angebracht ist. Der Innenraum des Außenzylinders 40 ist jedoch nicht abgedichtet bzw. versiegelt und die atmosphärische Luft kann an einem Öffnungsabschnitt, der an einem hinteren Endabschnitt (nicht gezeigt) des Außenzylinders 40 bereitgestellt ist, in den Innenraum des Außenzylinders 40 eintreten und daraus austreten.
  • (Äußere Schutzabdeckung)
  • Die äußere Schutzabdeckung 50 ist ein Element mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form, die das distale Ende des Sensorelements 10 umgibt (bedeckt), und ist beispielsweise aus Metall hergestellt. Die äußere Schutzabdeckung 50 schützt das distale Ende des Sensorelements 10 und dessen Umgebung, wobei es sich um Abschnitte handelt, die in einem direkten Kontakt mit dem Messgas sind, wenn der Gassensor 1 verwendet wird. Wie es in der 1 gezeigt ist, ist die äußere Schutzabdeckung 50 mit einem Durchgangsloch 51 ausgebildet, das ein Strömen des Messgases von außen nach innen ermöglicht. Die 1 zeigt ein Beispiel, bei dem das Durchgangsloch 51 in der unteren Oberfläche (der Oberfläche auf der Seite des distalen Endes des Gassensors 1) der äußeren Schutzabdeckung 50 ausgebildet ist, das ein Element mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form ist. Der Anordnungsmodus der Durchgangslöcher 51, der in der 1 gezeigt ist, ist jedoch lediglich ein Beispiel und die Anordnungsposition und die Anzahl der Durchgangslöcher 51 können unter Berücksichtigung des Einströmmodus des Messgases in die äußere Schutzabdeckung 50 in einer geeigneten Weise festgelegt werden. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 51 in der Seitenoberfläche der äußeren Schutzabdeckung 50 ausgebildet sein, die ein Element mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form ist. Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 51 kann in der unteren Oberfläche der äußeren Schutzabdeckung 50 ausgebildet sein.
  • Die äußere Schutzabdeckung 50 ist an der Außenumfangsoberfläche 210 auf der Seite des distalen Endes des Gehäuses 20 angebracht. Beispielsweise liegt die Innenumfangsoberfläche der Seite des hinteren Endes (Öffnungskante) der äußeren Schutzabdeckung 50 an dem Gehäuse 20 an, wodurch die äußere Schutzabdeckung 50 an dem Gehäuse 20 angebracht ist.
  • In dem Gassensor 1, der in der 1 gezeigt ist, ist die Öffnungskante der äußeren Schutzabdeckung 50 mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form mit dem vorragenden Abschnitt des Gehäuses 20 in Kontakt. Für den Gassensor 1 ist es jedoch nicht essentiell, dass die Öffnungskante der äußeren Schutzabdeckung 50 und der vorragende Abschnitt des Gehäuses 20 miteinander in Kontakt sind, und es kann ein Spalt dazwischen bereitgestellt sein. Beispielsweise kann eine Wasserfließrille (nicht gezeigt) zwischen dem vorragenden Abschnitt des Gehäuses 20 und der Öffnungskante der äußeren Schutzabdeckung 50 mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form bereitgestellt sein. Die Wasserfließrille erstreckt sich in der Umfangsrichtung des Gehäuses 20 mit einer zylindrischen Form und kann beispielsweise um den Außenumfang des Gehäuses 20 bereitgestellt sein.
  • Der Durchmesser der unteren Oberfläche (des unteren Abschnitts) der vorstehend beschriebenen Wasserfließrille kann kleiner (oder kürzer) sein als der Durchmesser der Öffnungskante der äußeren Schutzabdeckung 50, d.h., die Länge der unteren Oberfläche zu der Achse (Mittelachse) des Gehäuses 20 kann geringer sein als die Länge der Öffnungskante der äußeren Schutzabdeckung 50 zu der Achse des Gehäuses 20. Mit anderen Worten, die Länge von der unteren Oberfläche (dem Außenumfang der unteren Oberfläche) der Wasserfließrille zu der Achse des Gehäuses 20 kann geringer sein als die Länge von der Öffnungskante der äußeren Schutzabdeckung 50 zu der Achse des Gehäuses 20.
  • Die äußere Schutzabdeckung 50, die in der 1 gezeigt ist, umfasst einen Abschnitt mit großem Durchmesser mit einer zylindrischen Form und einen Abschnitt des distalen Endes mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form, der mit dem Abschnitt mit großem Durchmesser verbunden ist und einen kleineren Durchmesser aufweist als der Abschnitt mit großem Durchmesser. Mit anderen Worten, in der vorliegenden Ausführungsform weist die äußere Schutzabdeckung 50 mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form einen Körperabschnitt mit einer zylindrischen Form und einen Abschnitt des distalen Endes mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form und einem Innendurchmesser auf, der kleiner ist als derjenige des Körperabschnitts. Der Körperabschnitt umfasst einen Seitenabschnitt mit einer Seitenoberfläche entlang der Mittelachsenrichtung der äußeren Schutzabdeckung 50 und einen Stufenabschnitt, der ein unterer Abschnitt des Körperabschnitts ist und den Seitenabschnitt und den Abschnitt des distalen Endes verbindet. Bei dem Gassensor 1 ist es jedoch nicht essentiell, dass die äußere Schutzabdeckung 50 einen solchen Aufbau aufweist, und es ist nicht essentiell, dass die äußere Schutzabdeckung 50 den Körperabschnitt und den Abschnitt des distalen Endes aufweist. Mit anderen Worten, es ist nicht essentiell für den Gassensor 1, dass die äußere Schutzabdeckung 50 einen Aufbau aufweist, bei dem die Seitenoberfläche des Körperabschnitts mit einer zylindrischen Form und der Abschnitt des distalen Endes mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form durch den Stufenabschnitt verbunden sind. Bei dem Gassensor 1 muss die äußere Schutzabdeckung 50 lediglich eine mit einem Boden versehene zylindrische Form aufweisen, die das distale Ende des Sensorelements 10 bedeckt. Beispielsweise kann die äußere Schutzabdeckung 50 einen Aufbau aufweisen, bei dem die Seitenoberfläche des Körperabschnitts mit einer zylindrischen Form und der Abschnitt des distalen Endes mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form ohne Anordnung des Stufenabschnitts direkt verbunden sind. Beispielsweise kann die äußere Schutzabdeckung 50 eine Mehrzahl von Stufenabschnitten umfassen. D.h., die äußere Schutzabdeckung 50 kann einen Abschnitt mit großem Durchmesser mit einer zylindrischen Form, einen Körperabschnitt mit einer zylindrischen Form, der mit dem Abschnitt mit großem Durchmesser verbunden ist und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als derjenige des Abschnitts mit großem Durchmesser, und einen Abschnitt des distalen Endes umfassen, der mit dem Körperabschnitt verbunden ist, wobei der Abschnitt des distalen Endes einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als derjenige des Körperabschnitts, und eine mit einem Boden versehene zylindrische Form aufweist. D.h., in der vorliegenden Ausführungsform muss die äußere Schutzabdeckung 50 lediglich eine mit einem Boden versehene Röhrenform aufweisen, die das distale Ende des Sensorelements 10 bedeckt, und welche Form zusätzlich zu der mit einem Boden versehenen Röhrenform einbezogen wird, wird gemäß dem Verwendungsverfahren, dem Verwendungsort und dergleichen des Gassensors 1 in einer geeigneten Weise ausgewählt.
  • Durch den vorstehend beschriebenen Aufbau sind in dem Gassensor 1 der Raum, in dem das Messgas vorliegt, um das distale Ende des Sensorelements 10 und der Raum, in dem das Referenzgas vorliegt, um das hintere Ende in einem Zustand, bei dem der Gassensor 1 an einer vorgegebenen Position angebracht ist, vollständig getrennt. Demgemäß kann der Gassensor 1 die Konzentration der Messziel-Gaskomponente in dem Messgas genau messen.
  • (Anordnung des Gassensors)
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, umfasst der Gassensor 1 das Gehäuse 20 mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem das längliche Sensorelement 10 das Innere in der axialen Richtung AX durchdringt, und den Außenzylinder 40, der aus Metall hergestellt ist und an der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 angebracht ist. Der Außenzylinder 40 wird an der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durch Einpressen eines Teils der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20 und Schweißen in der Umfangsrichtung an einem Überlappungsabschnitt mit dem eingepressten Gehäuse 20 angebracht. In dem Beispiel, das in der 1 gezeigt ist, ist der Außenzylinder 40 an der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durch Schweißen in der Umfangsrichtung an einer Schweißposition Wp angebracht worden.
  • In dem Gassensor 1 ist der Kontaktabstand Lg, der die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 des Außenzylinders 40 ist, der durch Schweißen gebildet worden ist, mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser. Nachstehend wird der Kontaktabstand Lg unter Bezugnahme auf die 2 und dergleichen detailliert beschrieben.
  • (Kontaktabstand)
  • Die 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen dem Gehäuse 20 und dem Außenzylinder 40 um die Schweißposition Wp in dem Gassensor 1 zeigt, und ist insbesondere eine Ansicht zum detaillierten Erläutern des Kontaktabstands Lg. In der 2 ist die horizontale Richtung des Zeichnungsblatts die axiale Richtung AX.
  • Wie es in der 2 gezeigt ist, dringt der geschmolzene Abschnitt 420 des Außenzylinders 40, der durch Schweißen gebildet wird, in das Gehäuse 20 ein und die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 sind um den geschmolzenen Abschnitt 420 miteinander in Kontakt. In dem Beispiel, das in der 2 gezeigt ist, ist eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durchgeführt worden, d.h., eine Anfasung ist mit dem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20 durchgeführt worden. Insbesondere ist in dem Gehäuse 20, das in der 2 gezeigt ist, eine C-Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 durchgeführt worden, und eine Eckoberfläche Af mit einer linearen Querschnittsform ist zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der hinteren Endoberfläche 220 des Gehäuses 20 ausgebildet.
  • In der Zeichnung gibt „Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf“ die Mitte des geschmolzenen Abschnitts 420, der durch Schweißen gebildet worden ist, des Außenzylinders 40 in der axialen Richtung AX an. Der geschmolzene Abschnitt 420 kann auch als Abschnitt des Außenzylinders 40 bezeichnet werden, dessen Struktur durch Schmelzen verändert worden ist.
  • Das „Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef“ in der Zeichnung gibt einen Endpunkt an, bei dem der geschmolzene Abschnitt 420 mit der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX in Kontakt ist. Das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef kann auch als hinteres Ende in der axialen Richtung AX des geschmolzenen Abschnitts 420 in Kontakt mit dem Gehäuse 20 bezeichnet werden. Ferner kann das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef als Kontaktposition zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20, der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 und dem geschmolzenen Abschnitt 420 auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX bezeichnet werden. Die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 sind auf der Seite des hinteren Endes des Endes des geschmolzenen Abschnitts Ef in der axialen Richtung AX miteinander in Kontakt.
  • Die „kontaktlose Position Np“ in der Zeichnung gibt eine Position an, bei der die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX nicht miteinander in Kontakt (kontaktlos) sind. D.h., die kontaktlose Position Np gibt eine Position am weitesten auf der Seite des distalen Endes an, bei dem die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes bezogen auf die Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf nicht miteinander in Kontakt sind, und wird auch als „Freigabeposition“ bezeichnet. Die kontaktlose Position Np kann auch als Position bezeichnet werden, bei der die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 über die gesamte Umfangsrichtung auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf nicht miteinander in Kontakt sind. Ferner kann die kontaktlose Position Np auch als hinteres Ende der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 bezeichnet werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist in dem Beispiel, das in der 2 gezeigt ist, eine Anfasung (C-Anfasung) mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durchgeführt worden. Daher kann die kontaktlose Position Np auch als hinteres Ende der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 nach dem Durchführen der Anfasung bezeichnet werden.
  • Die „Eindringtiefe Da“ in der Zeichnung gibt eine Tiefe in der radialen Richtung des Gehäuses 20 von der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 zu einem tiefsten Abschnitt Dp des geschmolzenen Abschnitts 420, der in das Gehäuse 20 eingedrungen ist, an. Der tiefste Abschnitt Dp kann auch als Position des geschmolzenen Abschnitts 420, der am tiefsten in das Gehäuse 20 in der radialen Richtung des Gehäuses 20 in dem geschmolzenen Abschnitt 420 des Außenzylinders 40 eingedrungen ist, der in das Gehäuse 20 durch Schweißen eingedrungen ist, bezeichnet werden.
  • Die „Dicke Tc“ in der Zeichnung gibt die Dicke des Außenzylinders 40 an, der ein Element mit einer zylindrischen Form ist und der aus Metall hergestellt ist, d.h., sie gibt die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Außenzylinders 40 an.
  • In dem Beispiel, das in der 2 gezeigt ist, sind die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 zwischen dem Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef und der kontaktlosen Position Np miteinander in Kontakt und insbesondere sind die Außenumfangsoberfläche 210 und die Innenumfangsoberfläche 410 über die gesamte Umfangsrichtung miteinander in Kontakt. Auf der Seite des hinteren Endes der kontaktlosen Position Np in der axialen Richtung AX sind die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 nicht miteinander in Kontakt und insbesondere sind die Außenumfangsoberfläche 210 und die Innenumfangsoberfläche 410 über die gesamte Umfangsrichtung nicht miteinander in Kontakt.
  • Dabei ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, der Kontaktabstand Lg die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420. Daher kann in dem Beispiel, das in der 2 gezeigt ist, der Kontaktabstand Lg auch als Abstand zwischen der Position des Endes des geschmolzenen Abschnitts Ef und der kontaktlosen Position Np betrachtet werden. D.h., in dem Beispiel, das in der 2 gezeigt ist, kann der Kontaktabstand Lg auch als Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 bezeichnet werden, die mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 über die gesamte Umfangsrichtung auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 in Kontakt ist.
  • Bei dem Gassensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser, so dass das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt 420 des Außenzylinders 40 von zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 entweichen kann.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist der Referenzabstand Lr beispielsweise der maximale Wert des erreichbaren Abstands, welcher der „Abstand, um den sich das flüchtige Gas zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 und der Innenumfangsoberfläche 410 durch dessen Eigendruck bewegen kann“, ist. D.h., der Referenzabstand Lr gibt beispielsweise den maximalen Abstand des Abstands (erreichbare Abstände) an, den das flüchtige Gas, das durch Verflüchtigen des Ölkomponentenrückstands oder dergleichen, der an der Kontaktoberfläche zwischen dem Gehäuse 20 und dem Außenzylinder 40 haftet, durch die Wärme beim Schweißen erhalten wird, durch dessen Eigendruck erreichen kann. Der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases weist die folgende Beziehung mit jeder der Eindringtiefe Da, einer Überschneidung Tb, welche die Überschneidung darstellt, welche die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Gehäuses 20 und dem Innendurchmesser des Außenzylinders 40 ist, und der Dicke Tc des Außenzylinders 40 auf.
  • D.h., wenn die Eindringtiefe Da, welche die „Tiefe in der radialen Richtung des Gehäuses 20 von der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 zu dem tiefsten Abschnitt Dp des geschmolzenen Abschnitts 420, der in das Gehäuse 20 eingedrungen ist“, darstellt, zunimmt, nimmt die Wärmeverformung des Gehäuses 20 und des Außenzylinders 40 zu. D.h., wenn die Eindringtiefe Da zunimmt, nimmt die Lücke zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 zu. Daher nimmt, wenn die Eindringtiefe Da zunimmt, der Wert des Diffusionswiderstands für das flüchtige Gas, das sich zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 und der Innenumfangsoberfläche 410 bewegt, ab und der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases nimmt zu.
  • Wenn darüber hinaus die Überschneidung Tb, welche die „Überschneidung, welche die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Gehäuses 20 und dem Innendurchmesser des Außenzylinders 40 ist,“ darstellt, zunimmt, nimmt der Wert des Diffusionswiderstands bezogen auf das flüchtige Gas, das sich zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 und der Innenumfangsoberfläche 410 zu bewegen versucht, zu. Daher nimmt mit zunehmender Überschneidung Tb der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases ab.
  • Ferner ist es, wenn die Dicke Tc, welche die „Dicke des Außenzylinders 40“ darstellt, zunimmt, wahrscheinlicher, dass die Wärme beim Schweißen verteilt wird, so dass die Erzeugungsmenge des flüchtigen Gases abnimmt und die Wärmeverformung des Gehäuses 20 und des Außenzylinders 40 abnimmt. Daher nimmt, wenn die Dicke Tc zunimmt, der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases, das sich zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 bewegt, ab.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, nimmt mit zunehmender Eindringtiefe Da der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases zu, mit zunehmender Überschneidung Tb nimmt der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases ab und mit zunehmender Dicke Tc nimmt der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases ab. Da die Eindringtiefe Da, die Überschneidung Tb und die Dicke Tc jeweils die vorstehend beschriebene Beziehung bezogen auf den erreichbaren Abstand aufweisen, kann der Referenzabstand Lr, welcher der maximale Wert des erreichbaren Abstands ist, als Funktion der Eindringtiefe Da, der Überschneidung Tb und der Dicke Tc ausgedrückt werden. D.h., der Referenzabstand Lr wird durch die folgende Formel (1) mit „k“ als Proportionalitätskonstante berechnet. Lr = k × Da / ( Tb × Tc )
    Figure DE102023127112A1_0002
  • (Berechnung der Proportionalitätskonstante k)
  • Dabei haben die vorliegenden Erfinder die Proportionalitätskonstante k in der vorstehenden Formel (1) wie folgt berechnet. Zuerst haben die vorliegenden Erfinder einen Gassensor 1 (Ref) hergestellt, bei dem die Eindringtiefe Da Da (Ref) ist, die Überschneidung Tb Tb (Ref) ist, die Dicke Tc des Außenzylinders 40 Tc (Ref) ist und der Kontaktabstand Lg ein Kontaktabstand Lg (Ref) ist. Bezogen auf den Gassensor 1 (Ref) haben die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass die Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden, durch Ändern von mindestens einem der Eindringtiefe Da, der Überschneidung Tb und der Dicke Tc des Außenzylinders 40, so dass der Referenzabstand Lr erhöht wird, vermindert wird. Mit anderen Worten, die vorliegenden Erfinder haben bestätigt, dass die Anzahl von erzeugten kleinen Löchern durch Ändern von mindestens einer der Eindringtiefe Da, der Überschneidung Tb und der Dicke Tc des Außenzylinders 40 vermindert wird, so dass der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases für den Gassensor 1 (Ref) erhöht wird. Darüber hinaus haben die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass die Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden, durch Ändern von mindestens einem der Eindringtiefe Da, der Überschneidung Tb und der Dicke Tc des Außenzylinders 40 erhöht wird, so dass der Referenzabstand Lr für den Gassensor 1 (Ref) vermindert wird. Mit anderen Worten, die vorliegenden Erfinder haben bestätigt, dass die Anzahl von erzeugten kleinen Löchern durch Ändern von mindestens einem der Eindringtiefe Da, der Überschneidung Tb und der Dicke Tc des Außenzylinders 40 vermindert wird, so dass der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases für den Gassensor 1 (Ref) vermindert wird. Aufgrund dieser Bestätigungen haben die vorliegenden Erfinder festgestellt, dass der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr in dem Gassensor 1 (Ref) identisch ist. D.h., die vorliegenden Erfinder haben festgestellt, dass der Kontaktabstand Lg (Ref), welcher der Kontaktabstand Lg in dem Gassensor 1 (Ref) ist, mit dem Referenzabstand Lr in dem Gassensor 1 (Ref) identisch ist.
  • Daher haben die vorliegenden Erfinder Da = Da (Ref), Tb = Tb (Ref), Tc = Tc (Ref) und Lr = Lg (Ref) in die vorstehend beschriebene Formel (1) eingesetzt, um die Proportionalitätskonstante k zu berechnen, insbesondere um k (Ref) als die Proportionalitätskonstante k zu berechnen.
  • (Festlegen des Referenzabstands Lr und Bestimmen des Kontaktabstands Lg)
  • Da die Proportionalitätskonstante k festgelegt werden kann (d.h., es könnte festgelegt werden, dass die Proportionalitätskonstante k k (Ref) ist), kann der Referenzabstand Lr des Gassensors 1 aus der Eindringtiefe Da, der Überschneidung Tb, der Dicke Tc des Außenzylinders 40 und der Proportionalitätskonstante k auf der Basis der Formel (1) berechnet werden. Durch Einstellen des Kontaktabstands Lg des Gassensors 1 derart, dass er mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, kann der Gassensor 1 die folgenden Effekte erreichen. D.h., der Gassensor 1 kann die Wahrscheinlichkeit vermindern, dass „das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt 420 gehalten wird, ohne von zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 und der Innenumfangsoberfläche 410 zu entweichen, und kleine Löcher in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden“, d.h., die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann, wenn der Kontaktabstand Lg des Gassensors 1 mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, der Gassensor 1 die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 verhindern. Ferner haben die vorliegenden Erfinder in dem Experiment weiter bestätigt, dass es bevorzugt ist, den Kontaktabstand Lg kleiner zu machen als den Referenzabstand Lr, und es insbesondere mehr bevorzugt ist, den Kontaktabstand Lg kleiner als 1/1,2 des Referenzabstands Lr zu machen. Insbesondere haben die vorliegenden Erfinder durch das Experiment bestätigt, dass die Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden, durch Einstellen des Kontaktabstands Lg auf kleiner als 1/1,2 des Referenzabstands Lr rasch vermindert wird. Details des Experiments werden später beschrieben.
  • Daher kann in dem Gassensor 1 der Referenzabstand Lr größer als das 1,2-fache des Kontaktabstands Lg sein, d.h., der Kontaktabstand Lg kann kleiner als 1/1,2 des Referenzabstands Lr sein. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, nimmt durch Einstellen des Kontaktabstands Lg auf kleiner als 1/1,2 des Referenzabstands Lr die Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden, rasch ab. Daher kann bei dem Gassensor 1 die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 durch Einstellen des Kontaktabstands Lg auf kleiner als 1/1,2 des Referenzabstands Lr extrem effektiv verhindert werden.
  • (Form des Eckabschnitts des Gehäuses)
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird bei dem Gehäuse 20, das in der 2 gezeigt ist, eine Anfasung insbesondere mit dem Endabschnitt (Eckabschnitt) auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 durchgeführt, wobei insbesondere eine C-Anfasung durchgeführt wird. D.h., die 2 zeigt ein Beispiel, bei dem der Eckabschnitt (Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes) des Gehäuses 20, der auf die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 gerichtet ist, angefast ist, und die Eckoberfläche Af mit einer linearen Querschnittsform zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der hinteren Endoberfläche 220 des Gehäuses 20 ausgebildet ist.
  • Bei dem Gassensor 1 kann eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durchgeführt werden. Beispielsweise kann, wie es in der 2 gezeigt ist, eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 linear durchgeführt werden. Insbesondere wird bei dem Gassensor 1, der in der 2 gezeigt ist, eine C-Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durchgeführt. Bei dem Gassensor 1 kann der Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des angefasten Gehäuses 20 als Führung verwendet werden, wenn das Gehäuse 20 in den Außenzylinder 40 eingepresst wird, und das Gehäuse 20 wird leicht in den Außenzylinder 40 eingepresst.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, zeigt die 2 ein Beispiel des Gassensors 1, bei dem die C-Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durchgeführt wird. D.h., bei dem Gassensor 1, der in der 2 gezeigt ist, wird eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 linear durchgeführt. Durch die Anfasung, wie sie in der 2 gezeigt ist, wird die Eckoberfläche Af mit einer einzelnen linearen Querschnittsform auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20 gebildet. Es ist jedoch nicht essentiell für den Gassensor 1, dass die Eckoberfläche Af, die auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, (beispielsweise des Gehäuses 20) durch eine Anfasung gebildet wird, eine einzelne lineare Querschnittsform aufweist. D.h., es ist nicht essentiell, dass bei dem Gassensor 1 die Eckoberfläche Af, die durch eine Anfasung gebildet worden ist, die mit dem hinteren Ende der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durchgeführt worden ist, eine einzelne lineare Querschnittsform aufweist. Obwohl Details später beschrieben werden, kann die Eckoberfläche Af, wie sie in 6A und 6B gezeigt ist, auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, durch eine Anfasung gebildet werden. Die 6A und 6B zeigen Beispiele für die Eckoberfläche Af mit einer Querschnittsform, die eine Mehrzahl von linearen Abschnitten umfasst. D.h., in dem Gassensor 1 kann die Oberfläche (Eckoberfläche), die auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, durch eine Anfasung gebildet wird, eine Mehrzahl von linearen Abschnitten in der Querschnittsform umfassen.
  • Ferner ist es nicht essentiell, dass bei dem Gassensor 1 eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, (beispielsweise des Gehäuses 20) durchgeführt wird. Selbst wenn eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durchgeführt wird, ist es nicht essentiell, dass bei dem Gassensor 1 eine C-Anfasung als die Anfasung eingesetzt wird.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann bei dem Gassensor 1 in der vorliegenden Ausführungsform der Kontaktabstand Lg, der die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 des Außenzylinders 40 ist, mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser sein. Bei dem Gassensor 1 werden, ob eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durchgeführt wird oder nicht und welche Art der Anfasung durchgeführt werden soll, wenn eine Anfasung durchgeführt wird, gemäß dem Anwendungsverfahren, dem Anwendungsort und dergleichen des Gassensors 1 in einer geeigneten Weise ausgewählt. D.h., bei dem Gassensor 1, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, gibt es verschiedene Formen des Eckabschnitts auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“ (des Eckabschnitts, der auf die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 gerichtet ist). Nachstehend werden repräsentative Beispiele der Form des Eckabschnitts auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, der in dem Gassensor 1 bereitgestellt ist, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, beschrieben.
  • (Gehäuse gemäß einer ersten Modifizierung)
  • Die 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Gehäuse 20(1) gemäß einer ersten Modifizierung und dem Außenzylinder 40 um die Schweißposition Wp zeigt. In der 3 ist die horizontale Richtung des Zeichnungsblatts die axiale Richtung AX. In dem Gehäuse 20, das in der 2 gezeigt ist, wird eine C-Anfasung mit dem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes (dem Eckabschnitt, der auf die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 gerichtet ist) durchgeführt. D.h., die C-Anfasung wird mit dem Endabschnitt (Eckabschnitt) auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durchgeführt und die Eckoberfläche Af mit einer einzelnen linearen Querschnittsform ist zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 und der hinteren Endoberfläche 220 des Gehäuses 20 ausgebildet. Andererseits wird bei dem Gehäuse 20(1), das in der 3 gezeigt ist, eine R-Anfasung mit dem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes (dem Eckabschnitt, der auf die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 gerichtet ist) durchgeführt. D.h., eine R-Anfasung wird mit einem Endabschnitt (Eckabschnitt) auf der Seite des hinteren Endes einer Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) durchgeführt und eine runde Oberfläche Rf mit einer einzelnen gekrümmten Querschnittsform ist zwischen einer Außenumfangsoberfläche 210(1) und einer hinteren Endoberfläche 220(1) des Gehäuses 20(1) ausgebildet.
  • Das Gehäuse 20(1), das in der 3 gezeigt ist, entspricht dem Gehäuse 20, das in der 2 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass mit dem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes eine R-Anfasung anstatt einer C-Anfasung durchgeführt worden ist. D.h., entsprechend dem Gehäuse 20 ist das Gehäuse 20(1) ein Element mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, und das längliche Sensorelement 10 durchdringt das Innere in der axialen Richtung AX. Wie es in der 3 gezeigt ist, ist der aus Metall hergestellte Außenzylinder 40 an der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) angebracht. Der Außenzylinder 40 wird an der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) durch Einpressen eines Teils der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(1) und Schweißen in der Umfangsrichtung an einem Überlappungsabschnitt mit dem eingepressten Gehäuse 20(1) angebracht. Der Kontaktabstand Lg, der die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 des Außenzylinders 40 ist, der durch Schweißen gebildet worden ist, ist mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser.
  • In dem Beispiel, das in der 3 gezeigt ist, gibt das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef einen „Endpunkt, bei dem der geschmolzene Abschnitt 420 mit der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) in Kontakt ist“, auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX an. Das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef kann auch als „hinteres Ende in der axialen Richtung AX des geschmolzenen Abschnitts 420 in Kontakt mit dem Gehäuse 20(1)“ bezeichnet werden. Ferner kann das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef auch als Kontaktposition zwischen der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1), der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 und dem geschmolzenen Abschnitt 420 auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX bezeichnet werden. Die kontaktlose Position Np gibt eine Position, bei der die Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 nicht miteinander in Kontakt sind (die Position, die der Seite des distalen Endes am nächsten ist, wenn beide nicht in Kontakt sind), auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX an. Die kontaktlose Position Np kann auch als Position bezeichnet werden, bei der die Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 über die gesamte Umfangsrichtung auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf nicht miteinander in Kontakt sind. Ferner kann die kontaktlose Position Np auch als hinteres Ende der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) bezeichnet werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird in dem Beispiel, das in der 3 gezeigt ist, eine Anfasung (R-Anfasung) mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) durchgeführt. Daher kann die kontaktlose Position Np auch als hinteres Ende der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1), nachdem die Anfasung durchgeführt worden ist, bezeichnet werden. Die Eindringtiefe Da gibt eine Tiefe in der radialen Richtung des Gehäuses 20(1) von der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) zu dem tiefsten Abschnitt Dp des geschmolzenen Abschnitts 420, der in das Gehäuse 20(1) eingedrungen ist, an. In dem Beispiel, das in der 3 gezeigt ist, stellt die Überschneidung Tb eine Überschneidung dar, die eine Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Gehäuses 20(1) und dem Innendurchmesser des Außenzylinders 40 ist. Darüber hinaus wird, da die Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf, die Dicke Tc des Außenzylinders 40 und dergleichen in der 3 denjenigen entsprechen, die in der 2 gezeigt sind, deren Beschreibung weggelassen.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist der Kontaktabstand Lg die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420. Daher kann in dem Beispiel, das in der 3 gezeigt ist, der Kontaktabstand Lg auch als Abstand zwischen der Position des Endes des geschmolzenen Abschnitts Ef und der kontaktlosen Position Np betrachtet werden. Der Kontaktabstand Lg ist mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser. Durch Einstellen des Kontaktabstands Lg, so dass er mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, ermöglicht der Gassensor 1, dass das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt 420 von zwischen der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 entweicht, wodurch die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 verhindert wird.
  • Wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben worden ist, kann bei dem Gassensor 1 eine R-Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem das längliche Sensorelement 10 das Innere in der axialen Richtung AX durchdringt, durchgeführt werden. Bei dem Gassensor 1 kann durch die Verwendung einer R-Anfasung als Anfasung, die mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durchgeführt wird, die Erzeugung von Graten bei der Bearbeitung verhindert werden und ein Grateingreifen zwischen dem Gehäuse 20 und dem Außenzylinder 40 kann verhindert werden.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, zeigt die 3 ein Beispiel des Gassensors 1, bei dem eine R-Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) durchgeführt worden ist. D.h., bei dem Gassensor 1, der in der 3 gezeigt ist, wird eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) gekrümmt durchgeführt. Durch die Anfasung, wie sie in der 3 gezeigt ist, wird die gekrümmte runde Oberfläche Rf mit einer einzelnen gekrümmten Querschnittsform gebildet. Es ist jedoch nicht essentiell, dass bei dem Gassensor 1 die runde Oberfläche Rf, die auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, durch eine Anfasung gebildet wird, eine einzelne gekrümmte Querschnittsform aufweist. D.h., es ist nicht essentiell, dass bei dem Gassensor 1 die runde Oberfläche Rf, die durch eine Anfasung gebildet worden ist, die mit dem hinteren Ende der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durchgeführt worden ist, eine einzelne gekrümmte Querschnittsform aufweist. Obwohl Details später beschrieben werden, kann die runde Oberfläche Rf, die in der 6C gezeigt ist, auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, durch eine Anfasung ausgebildet werden. Die 6C zeigt ein Beispiel der runden Oberfläche Rf mit einer Querschnittsform, die eine Mehrzahl von gekrümmten Linienabschnitten umfasst. D.h., in dem Gassensor 1 kann die Oberfläche (runde Oberfläche), die auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, durch eine Anfasung ausgebildet worden ist, eine Mehrzahl von gekrümmten Abschnitten in einer Querschnittsform aufweisen.
  • Bei dem Gassensor 1 kann eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“ durchgeführt werden, so dass eine Oberfläche mit einer Querschnittsform ausgebildet ist, die mindestens einen von einem linearen Abschnitt und einem gekrümmten Abschnitt umfasst. Beispielsweise kann eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, durchgeführt werden, so dass die Eckoberfläche Af oder die runde Oberfläche Rf mit einer Querschnittsform gebildet wird, die mindestens einen von einem linearen Abschnitt und einem gekrümmten Abschnitt umfasst. Die Oberfläche, die auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, durch eine Anfasung ausgebildet worden ist, kann mindestens einen von einem oder einer Mehrzahl von linearen Abschnitt(en) und einem oder einer Mehrzahl von gekrümmten Abschnitt(en) in der Querschnittsform umfassen. Beispielsweise zeigt die später beschriebene 6D ein Beispiel für das „Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, in dem eine „Oberfläche, die einen linearen Abschnitt und zwei gekrümmte Abschnitte in der Querschnittsform umfasst“, auf der Seite des hinteren Endes durch eine Anfasung gebildet worden ist.
  • (Gehäuse gemäß einer zweiten Modifizierung)
  • Die 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Gehäuse 20(2) gemäß einer zweiten Modifizierung und dem Außenzylinder 40 um die Schweißposition Wp zeigt. In der 4 ist die horizontale Richtung des Zeichnungsblatts die axiale Richtung AX. In dem „Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“ (d.h., den Gehäusen 20 und 20(1)), das in den 2 und 3 gezeigt ist, ist eine Anfasung mit dem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes (dem Eckabschnitt, der auf die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 gerichtet ist) durchgeführt worden. D.h., eine C-Anfasung wird mit dem Endabschnitt (Eckabschnitt) auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durchgeführt und eine R-Anfasung wird mit dem Endabschnitt (Eckabschnitt) auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1) durchgeführt. Andererseits ist bei dem Gehäuse 20(2), das in der 4 gezeigt ist, eine Anfasung mit dem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes (dem Eckabschnitt, der auf die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 gerichtet ist) nicht durchgeführt worden.
  • Das Gehäuse 20(2), das in der 4 gezeigt ist, entspricht dem Gehäuse 20, das in der 2 gezeigt ist, und dem Gehäuse 20(1), das in der 3 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass die Anfasung nicht mit dem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes durchgeführt worden ist. D.h., entsprechend den Gehäusen 20 und 20(1) ist das Gehäuse 20(2) ein Element mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, und das längliche Sensorelement 10 durchdringt das Innere in der axialen Richtung AX. Wie es in der 4 gezeigt ist, ist der Außenzylinder 40, der aus Metall hergestellt ist, an der Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2) angebracht. Der Außenzylinder 40 wird an der Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2) durch Einpressen eines Teils der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(2) und Schweißen in der Umfangsrichtung an einem Überlappungsabschnitt des eingepressten Gehäuses 20(2) angebracht. Der Kontaktabstand Lg, der die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2) in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 des Außenzylinders 40 ist, der durch Schweißen gebildet wird, ist mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser.
  • In dem Beispiel, das in der 4 gezeigt ist, gibt das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef einen „Endpunkt, bei dem der geschmolzene Abschnitt 420 mit der Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2) in Kontakt ist“ auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX an. Das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef kann auch als „hinteres Ende in der axialen Richtung AX des geschmolzenen Abschnitts 420 in Kontakt mit dem Gehäuse 20(2)“ bezeichnet werden. Ferner kann das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef auch als Kontaktposition zwischen der Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2), der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 und dem geschmolzenen Abschnitt 420 auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX bezeichnet werden. Die kontaktlose Position Np gibt eine Position, bei der die Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2) und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 nicht miteinander in Kontakt sind (die Position am nächsten zu der Seite des distalen Endes, bei der beide nicht in Kontakt sind), auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX an. Die kontaktlose Position Np kann als Position bezeichnet werden, bei der die Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2) und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 über der gesamten Umfangsrichtung auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf nicht miteinander in Kontakt sind. Ferner kann die kontaktlose Position Np auch als hinteres Ende der Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2) bezeichnet werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist in dem Beispiel, das in der 4 gezeigt ist, eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2) nicht durchgeführt worden. Daher kann die kontaktlose Position Np auch als Position bezeichnet werden, bei der die Außenumfangsoberfläche 210(2) und die hintere Endoberfläche 220(2) des Gehäuses 20(2) miteinander in Kontakt sind. Die Eindringtiefe Da gibt eine Tiefe in der radialen Richtung des Gehäuses 20(2) von der Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2) zu dem tiefsten Abschnitt Dp des geschmolzenen Abschnitts 420, der in das Gehäuse 20(2) eingedrungen ist, an. In dem Beispiel, das in der 4 gezeigt ist, stellt die Überschneidung Tb eine Überschneidung dar, die eine Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Gehäuses 20(2) und dem Innendurchmesser des Außenzylinders 40 ist. Darüber hinaus ist, da die Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf, die Dicke Tc des Außenzylinders 40 und dergleichen in der 4 denjenigen entsprechen, die in den 2 und 3 gezeigt sind, deren Beschreibung weggelassen.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist der Kontaktabstand Lg die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2) in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420. Daher kann in dem Beispiel, das in der 4 gezeigt ist, der Kontaktabstand Lg auch als Abstand zwischen der Position des Endes des geschmolzenen Abschnitts Ef und der kontaktlosen Position Np betrachtet werden. Der Kontaktabstand Lg ist mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist bei dem Gassensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser. Durch diesen Aufbau wird ermöglicht, dass bei dem Gassensor 1 das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt 420 von zwischen der Außenumfangsoberfläche des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 entweichen kann. Wie es unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben worden ist, ist es bei dem Gassensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht essentiell, eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, durchzuführen (beispielsweise des Gehäuses 20(2)).
  • (Gehäuse gemäß einer dritten Modifizierung)
  • Die 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Gehäuse 20(3) gemäß einer dritten Modifizierung und dem Außenzylinder 40 um die Schweißposition Wp zeigt. In der 5 ist die horizontale Richtung des Zeichnungsblatts die axiale Richtung AX. Bei dem „Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, das bisher unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben worden ist, ist die Außenumfangsoberfläche mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 über der gesamten Umfangsrichtung zwischen dem Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef und der kontaktlosen Position Np in Kontakt. D.h., bei den Gehäusen 20, 20(1) und 20(2) ist deren Außenumfangsoberfläche mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 über der gesamten Umfangsrichtung zwischen dem Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef und der kontaktlosen Position Np in Kontakt. Andererseits ist in dem Gehäuse 20(3), das in der 5 gezeigt ist, ein Schlitz SI, der sich in der axialen Richtung AX von der kontaktlosen Position Np zu der Seite des distalen Endes erstreckt, auf einer Außenumfangsoberfläche 210(3) ausgebildet. Daher ist ein Teil (insbesondere ein Abschnitt, bei dem der Schlitz SI ausgebildet ist) der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) zwischen dem Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef und der kontaktlosen Position Np nicht mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 in Kontakt.
  • Insbesondere ist der Schlitz SI auf der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3), das in der 5 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 des Außenzylinders 40, der durch Schweißen gebildet worden ist, ausgebildet. In dem Beispiel, das in der 5 gezeigt ist, erstreckt sich der Schlitz SI in der axialen Richtung AX von der kontaktlosen Position Np zu der Seite des distalen Endes.
  • Das Gehäuse 20(3), das in der 5 gezeigt ist, entspricht dem Gehäuse 20, das in der 2 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass der Schlitz SI, der sich in der axialen Richtung AX erstreckt, auf der Außenumfangsoberfläche ausgebildet ist. D.h., entsprechend dem Gehäuse 20 ist das Gehäuse 20(3) ein Element mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, und das längliche Sensorelement 10 durchdringt das Innere in der axialen Richtung AX. Wie es in der 5 gezeigt ist, ist der Außenzylinder 40, der aus Metall hergestellt ist, an der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) angebracht. Der Außenzylinder 40 wird an der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) durch Einpressen eines Teils der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(3) und Schweißen in der Umfangsrichtung an einem Überlappungsabschnitt mit dem eingepressten Gehäuse 20(3) angebracht. Der Kontaktabstand Lg, der die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 des Außenzylinders 40 ist, der durch Schweißen gebildet worden ist, ist mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser. D.h., der Kontaktabstand Lg, der die Länge in der axialen Richtung AX an dem Abschnitt, bei dem der Schlitz SI nicht ausgebildet ist, der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 ist, ist mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser.
  • In dem Gehäuse 20(3) ist entsprechend dem Gehäuse 20 eine C-Anfasung mit dem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes (dem Eckabschnitt, der auf die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 gerichtet ist) durchgeführt worden. D.h., eine C-Anfasung wird mit dem Endabschnitt (Eckabschnitt) auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) durchgeführt und eine Eckoberfläche Af mit einer einzelnen linearen Querschnittsform ist zwischen der Außenumfangsoberfläche 210(3) und einer hinteren Endoberfläche 220(3) des Gehäuses 20(3) ausgebildet.
  • In dem Beispiel, das in der 5 gezeigt ist, gibt das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef einen „Endpunkt, bei dem der geschmolzene Abschnitt 420 mit der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) in Kontakt ist“, auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX an. Das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef kann auch als ein „hinteres Ende in der axialen Richtung AX des geschmolzenen Abschnitts 420 in Kontakt mit dem Gehäuse 20(3)“ bezeichnet werden. Ferner kann das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef auch als eine Kontaktposition zwischen der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3), der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 und dem geschmolzenen Abschnitt 420 auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX bezeichnet werden.
  • Die kontaktlose Position Np gibt eine Position, bei der die Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 nicht miteinander in Kontakt sind (eine Position am nächsten zu der Seite des distalen Endes, wo beide nicht in Kontakt sind), auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX an. Dabei ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, der Schlitz SI auf der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 ausgebildet. Daher kann die kontaktlose Position Np, die in der 5 gezeigt ist, auch als Position bezeichnet werden, bei welcher der Abschnitt der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3), bei dem der Schlitz SI nicht ausgebildet ist, und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf in der axialen Richtung AX nicht miteinander in Kontakt sind. D.h., die kontaktlose Position Np, die in der 5 gezeigt ist, kann auch als Position bezeichnet werden, bei der die Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 über der gesamten Umfangsrichtung auf der Seite der Mitte Cf des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts in der axialen Richtung AX nicht miteinander in Kontakt sind. Ferner kann die kontaktlose Position Np auch als hinteres Ende der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) bezeichnet werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist in dem Beispiel, das in der 5 gezeigt ist, eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) (C-Anfasung) durchgeführt worden. Daher kann die kontaktlose Position Np auch als hinteres Ende der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3), nachdem die Anfasung durchgeführt worden ist, bezeichnet werden.
  • Die Eindringtiefe Da gibt eine Tiefe in der radialen Richtung des Gehäuses 20(3) von der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) zu dem tiefsten Abschnitt Dp des geschmolzenen Abschnitts 420 an, der in das Gehäuse 20(3) eingedrungen ist. In dem Beispiel, das in der 5 gezeigt ist, stellt die Überschneidung Tb eine Überschneidung dar, die eine Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Gehäuses 20(3) und dem Innendurchmesser des Außenzylinders 40 ist. Da darüber hinaus die Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf, die Dicke Tc des Außenzylinders 40 und dergleichen in der 5 denjenigen entsprechen, die in den 2 bis 4 gezeigt sind, ist deren Beschreibung weggelassen.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist der Kontaktabstand Lg die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420. Insbesondere ist bezogen auf die Außenumfangsoberfläche 210(3), bei welcher der Schlitz SI ausgebildet ist, der Kontaktabstand Lg die Länge in der axialen Richtung AX an dem Abschnitt, bei dem der Schlitz SI nicht ausgebildet ist, der Außenumfangsoberfläche 210(3) in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420. In dem Beispiel, das in der 5 gezeigt ist, kann der Kontaktabstand Lg auch als Abstand zwischen der Position des Endes des geschmolzenen Abschnitts Ef und der kontaktlosen Position Np, bei der die Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 über der gesamten Umfangsrichtung nicht miteinander in Kontakt sind, betrachtet werden. Der Kontaktabstand Lg ist mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser. Durch Einstellen des Kontaktabstands Lg derart, dass er mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, ermöglicht der Gassensor 1 das Entweichen des flüchtigen Gases in dem geschmolzenen Abschnitt 420 von zwischen der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40, wodurch die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 verhindert wird.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist in dem Gassensor 1 der Schlitz SI, der sich in der axialen Richtung AX erstreckt, auf der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 in der axialen Richtung AX ausgebildet. Dabei haben, obwohl Details später beschrieben werden, die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern durch Bilden des Schlitzes SI, der sich in der axialen Richtung AX auf der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) erstreckt, verglichen mit dem Fall, bei dem der Schlitz SI nicht ausgebildet ist, verbessert werden kann. Beispielsweise wird davon ausgegangen, dass der „Abstand, um den sich das flüchtige Gas zwischen der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 durch dessen Eigendruck bewegen kann“, durch den Schlitz SI verlängert werden kann. Daher kann bei dem Gassensor 1 der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzene Abschnitt 420 durch den Schlitz SI, der sich in der axialen Richtung AX erstreckt, verglichen mit dem Fall, bei dem der Schlitz SI nicht ausgebildet ist, weiter verbessert werden.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist auf der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3), das in der 5 gezeigt ist, der Schlitz SI, der sich in der axialen Richtung AX von der kontaktlosen Position Np zu der Seite des distalen Endes erstreckt, auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 ausgebildet. Darüber hinaus wird eine C-Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) durchgeführt. Es ist jedoch nicht essentiell, dass sich bei dem Gassensor 1 der Schlitz SI von der kontaktlosen Position Np zu der Seite des distalen Endes erstreckt. Der Schlitz SI muss sich lediglich in der axialen Richtung AX auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 erstrecken. Selbst wenn sich der Schlitz SI nicht von der kontaktlosen Position Np erstreckt, wird dann, wenn sich der Schlitz SI in der axialen Richtung AX erstreckt, davon ausgegangen, dass der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases durch den Schlitz SI erhöht werden kann, d.h., der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern verbessert werden kann.
  • Entsprechend ist es nicht essentiell, dass der Schlitz SI bei dem Gassensor 1 auf der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) ausgebildet ist. Der Schlitz SI muss lediglich auf der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 ausgebildet sein und der Schlitz SI muss lediglich auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 ausgebildet sein.
  • Darüber hinaus kann eine Mehrzahl von Schlitzen SI, die in Abständen in der Umfangsrichtung von jedem des Gehäuses 20(3) und des Außenzylinders 40 bereitgestellt sind, auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 ausgebildet sein.
  • Ferner ist es, wenn der Schlitz SI auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 ausgebildet ist, nicht essentiell, dass eine C-Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(3) durchgeführt wird. Mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche 210(3) kann eine R-Anfasung durchgeführt werden oder eine R-Anfasung kann nicht durchgeführt werden. Beispielsweise kann bei dem Gassensor 1 der Schlitz SI auf der Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1), das in der 3 gezeigt ist, ausgebildet sein. Der Gassensor 1 kann die Außenumfangsoberfläche 210(1) des Gehäuses 20(1), das in der 3 gezeigt ist, und den Außenzylinder 40, in dem der Schlitz SI auf der Innenumfangsoberfläche 410 ausgebildet ist, umfassen. Entsprechend kann bei dem Gassensor 1 der Schlitz SI auf der Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2), das in der 4 gezeigt ist, ausgebildet sein. Der Gassensor 1 kann die Außenumfangsoberfläche 210(2) des Gehäuses 20(2), das in der 4 gezeigt ist, und den Außenzylinder 40, in dem der Schlitz SI auf der Innenumfangsoberfläche 410 ausgebildet ist, umfassen.
  • D.h., bei dem Gassensor 1 kann der Schlitz SI, der sich in der axialen Richtung AX erstreckt, auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 in der axialen Richtung AX ausgebildet sein. Bei dem Gassensor 1 kann sich der Schlitz SI zu der Endoberfläche auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(3) (hintere Endoberfläche 220(3)) erstrecken, d.h., er kann sich zu der kontaktlosen Position Np erstrecken. Ferner kann bei dem Gassensor 1 eine Mehrzahl von Schlitzen SI, die in Abständen in der Umfangsrichtung bereitgestellt sind, auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 ausgebildet sein.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, haben die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern durch Bilden des Schlitzes SI, der sich in der axialen Richtung AX auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 erstreckt, verglichen mit dem Fall, bei dem der Schlitz SI nicht ausgebildet ist, verbessert werden kann. Daher kann bei dem Gassensor 1 der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 durch den Schlitz SI, der sich in der axialen Richtung AX erstreckt, verglichen mit dem Fall, bei dem der Schlitz SI nicht ausgebildet ist, weiter verbessert werden.
  • (Weiteres Beispiel für eine Anfasung, die mit einem Eckabschnitt des Gehäuses durchgeführt wird)
  • Die 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die ein Beispiel für verschiedene Arten einer Anfasung zeigt, die mit dem Eckabschnitt (dem Eckabschnitt der Seite des hinteren Endes) des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, des Gassensors 1 durchgeführt worden ist. Insbesondere zeigt die 6 ein Beispiel einer Anfasung, die mit dem Eckabschnitt von jedem der Gehäuse 20(4) bis 20(7) durchgeführt worden ist, wobei es sich um ein Beispiel des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, handelt. In der 6 ist die horizontale Richtung des Zeichnungsblatts die axiale Richtung AX.
  • In dem Gehäuse 20(4), das in der 6A gezeigt ist, ist eine Anfasung mit einem Eckabschnitt (einem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes) derart durchgeführt worden, dass eine Eckoberfläche Af mit einer Querschnittsform, die eine Mehrzahl von linearen Abschnitten umfasst, auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(4) ausgebildet ist. Insbesondere ist ein Beispiel für eine Eckoberfläche Af gezeigt, die auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(4) durch eine Anfasung gebildet worden ist und eine Querschnittsform aufweist, die zwei lineare Abschnitte umfasst. Bei dem Gassensor 1, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, kann die Eckoberfläche Af, die in der 6A gezeigt ist, auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, ausgebildet sein.
  • In dem Gehäuse 20(5), das in der 6B gezeigt ist, ist eine Anfasung mit einem Eckabschnitt (einem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes) derart durchgeführt worden, dass eine Eckoberfläche Af mit einer Querschnittsform, die eine Mehrzahl von linearen Abschnitten umfasst, auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(5) ausgebildet ist. Insbesondere ist ein Beispiel einer Eckoberfläche Af gezeigt, die auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(5) durch eine Anfasung gebildet worden ist und eine Querschnittsform aufweist, die drei lineare Abschnitte umfasst. Bei dem Gassensor 1, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, kann die Eckoberfläche Af, die in der 6B gezeigt ist, auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, ausgebildet sein.
  • Wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die 6A und 6B beschrieben worden ist, kann bei dem Gassensor 1 die Eckoberfläche Af mit einer Querschnittsform, die eine Mehrzahl von linearen Abschnitten umfasst, auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, ausgebildet sein.
  • In dem Gehäuse 20(6), das in der 6C gezeigt ist, ist eine Anfasung mit einem Eckabschnitt (einem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes) derart durchgeführt worden, dass eine runde Oberfläche Rf mit einer Querschnittsform, die eine Mehrzahl von linearen Abschnitten umfasst, auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(6) ausgebildet ist. Insbesondere ist ein Beispiel für eine runde Oberfläche Rf gezeigt, die auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(6) durch eine Anfasung gebildet worden ist und eine Querschnittsform aufweist, die zwei gekrümmte Abschnitte umfasst. Bei dem Gassensor 1, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, kann die runde Oberfläche Rf, die in der 6C gezeigt ist, auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, ausgebildet sein. D.h., bei dem Gassensor 1 kann die runde Oberfläche Rf mit einer Querschnittsform, die eine Mehrzahl von gekrümmten Abschnitten umfasst, auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, ausgebildet sein.
  • In dem Gehäuse 20(7), das in der 6D gezeigt ist, ist eine Anfasung mit einem Eckabschnitt (einem Eckabschnitt auf der Seite des hinteren Endes) derart durchgeführt worden, dass eine Oberfläche ARf, die einen linearen Abschnitt und einen gekrümmten Abschnitt in der Querschnittsform umfasst, auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(7) ausgebildet ist. Insbesondere ist ein Beispiel für eine Oberfläche ARf gezeigt, die auf der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20(7) durch eine Anfasung gebildet worden ist und eine Querschnittsform aufweist, die einen linearen Abschnitt und zwei gekrümmte Abschnitte umfasst. Bei dem Gassensor 1, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, kann die Oberfläche ARf, die in der 6D gezeigt ist, auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, ausgebildet sein. D.h., bei dem Gassensor 1 kann eine Oberfläche, die mindestens einen von einem oder einer Mehrzahl von linearen Abschnitt(en) und einem oder einer Mehrzahl von gekrümmten Abschnitt(en) in der Querschnittsform umfasst, auf der Seite des hinteren Endes des „Gehäuses mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, ausgebildet sein.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, umfasst der Gassensor 1 das „Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, und den Außenzylinder 40, der aus Metall hergestellt ist und an der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses angebracht ist. Bei dem Gassensor 1 ist „die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420“ auf gleich dem oder weniger als der erreichbare(n) Abstand des flüchtigen Gases in dem geschmolzenem Abschnitt 420 eingestellt, beispielsweise auf gleich dem oder weniger als den Referenzabstand Lr.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Gassensor 1 kann eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses linear oder gekrümmt durchgeführt werden. Insbesondere kann bei dem Gassensor 1 mindestens eine von einer C-Anfasung und einer R-Anfasung mit dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durchgeführt werden. Bei dem Gassensor 1 kann der Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des angefasten Gehäuses als Führung verwendet werden, wenn das Gehäuse in den Außenzylinder 40 eingepresst wird, und das Gehäuse wird einfach in den Außenzylinder 40 eingepresst.
  • [Merkmale]
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, umfasst der Gassensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem das längliche Sensorelement 10 das Innere in der axialen Richtung AX durchdringt, und den Außenzylinder 40, der aus Metall hergestellt ist und an der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses angebracht ist. Das „Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem das längliche Sensorelement 10 das Innere in der axialen Richtung AX durchdringt“, des Gassensors 1 ist jedwedes der Gehäuse 20 und 20 (1) bis 20(7), die vorstehend beschrieben worden sind, und ist beispielsweise das Gehäuse 20. Der Außenzylinder 40 wird an der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 durch Einpressen eines Teils der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 20 in der axialen Richtung AX und Schweißen in der Umfangsrichtung an einem Überlappungsabschnitt mit dem eingepressten Gehäuse 20 angebracht. Beispielsweise wird ein Laserschweißen in der Umfangsrichtung an einem Überlappungsabschnitt zwischen dem Gehäuse 20 und dem Außenzylinder 40 (als ein Beispiel an der Schweißposition Wp in der 1) durchgeführt, wodurch der Außenzylinder 40 an der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 montiert wird.
  • Bei dem Gassensor 1 ist der Kontaktabstand Lg, der die Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 des Außenzylinders 40 ist, der durch Schweißen gebildet worden ist, mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser. Der Referenzabstand Lr wird durch die folgende Formel (1) unter Verwendung der Proportionalitätskonstante k, der Eindringtiefe Da, der Überschneidung Tb und der Dicke Tc berechnet. Lr = k × Da / ( Tb × Tc )
    Figure DE102023127112A1_0003
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, stellt die Eindringtiefe Da die Tiefe in der radialen Richtung des Gehäuses 20 von der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 zu dem tiefsten Abschnitt Dp des geschmolzenen Abschnitts 420, der in das Gehäuse 20 eingedrungen ist, dar. Die Überschneidung Tb stellt eine Überschneidung dar, die eine Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Gehäuses 20 und dem Innendurchmesser des Außenzylinders 40 ist. Die Dicke Tc stellt die Dicke des Außenzylinders 40 dar. Der geschmolzene Abschnitt 420 kann auch als Abschnitt des Außenzylinders 40, dessen Struktur durch Schmelzen verändert worden ist, bezeichnet werden.
  • Der Referenzabstand Lr gibt beispielsweise den maximalen Abstand f des Abstands (erreichbarer Abstand), den das flüchtige Gas durch dessen Eigendruck erreichen kann, d.h., den maximalen Wert der erreichbaren Abstände, an. D.h., der Referenzabstand Lr ist beispielsweise der maximale Wert des Abstands (erreichbaren Abstands), um den sich das flüchtige Gas zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40, die miteinander in Kontakt sind, durch dessen Eigendruck bewegen kann. Der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases weist die folgende Beziehung mit jeder der Eindringtiefe Da, der Überschneidung Tb und der Dicke Tc auf. D.h., mit zunehmender Eindringtiefe Da nimmt der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases zu, mit zunehmender Überschneidung Tb nimmt der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases ab und mit zunehmender Dicke Tc nimmt der erreichbare Abstand des flüchtigen Gases ab. Daher kann der Referenzabstand Lr, welcher der maximale Wert des erreichbaren Abstands ist, als Funktion der Eindringtiefe Da, der Überschneidung Tb und der Dicke Tc ausgedrückt werden. Darüber hinaus kann k, wobei es sich um eine Proportionalitätskonstante handelt, durch eine Prüfung oder dergleichen erhalten werden. Daher wird der Referenzabstand Lr durch die vorstehende Formel (1) berechnet, die eine Funktion von k, die eine Proportionalitätskonstante ist, der Eindringtiefe Da, der Überschneidung Tb und der Dicke Tc ist.
  • Bei dem Gassensor 1 ist der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser, d.h., die „Länge in der axialen Richtung AX der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420“ ist mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser. Der Kontaktabstand Lg kann auch als Länge in der axialen Richtung AX von der Position des Endes des geschmolzenen Abschnitts Ef zu der kontaktlosen Position Np bezeichnet werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist das Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef ein Endpunkt, bei dem der geschmolzene Abschnitt 420 mit der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 auf der Seite des hinteren Endes der Mitte (Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf) des geschmolzenen Abschnitts 420 in der axialen Richtung AX in Kontakt ist. Ferner ist die kontaktlose Position Np eine Position, bei der die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40, die auf der Seite des hinteren Endes der Mitte des geschmolzenen Abschnitts Cf vorliegen, über der gesamten Umfangsrichtung nicht miteinander in Kontakt sind, und ist beispielsweise das hintere Ende der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20.
  • Bei dem Gassensor 1 kann, da der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, sich das flüchtige Gas, das beim Schweißen zwischen der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40, die miteinander in Kontakt sind, erzeugt wird, durch dessen Eigendruck zu der kontaktlosen Position Np bewegen. D.h., in dem Gassensor 1 kann sich das flüchtige Gas durch dessen Eigendruck zu einer Position bewegen (beispielsweise dem hinteren Ende der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20), bei der die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 über der gesamten Umfangsrichtung nicht miteinander in Kontakt sind. Beim Schweißen kann sich beispielsweise das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt 420 durch dessen Eigendruck zu der „Position, bei der die Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und die Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 über der gesamten Umfangsrichtung nicht miteinander in Kontakt sind“, bewegen. D.h., bei dem Gassensor 1 kann sich das flüchtige Gas, das beim Schweißen erzeugt wird, durch dessen Eigendruck zu der kontaktlosen Position Np bewegen, und wird an der kontaktlosen Position Np freigesetzt (abgegeben). Daher kann bei dem Gassensor 1 die Wahrscheinlichkeit vermindert werden, dass das flüchtige Gas in dem geschmolzenen Abschnitt 420 eingeschlossen wird, so dass kleine Löcher in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden, d.h., die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 kann verhindert werden.
  • Daher umfasst der Gassensor 1 das Gehäuse 20, das aus Metall hergestellt ist und durch welches das Sensorelement 10 eingesetzt wird, und den Außenzylinder 40, der aus Metall hergestellt ist und an den Außenumfang des Gehäuses 20 geschweißt ist, und die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 kann verhindert werden.
  • Darüber hinaus kann bei dem Gassensor 1 die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 durch Einstellen des Kontaktabstands Lg derart, dass er mit dem Referenzabstand Lr, der durch die Formel (1) berechnet wird, identisch oder kleiner als dieser ist, verhindert werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann k, die eine Proportionalitätskonstante in der Formel (1) ist, im Vorhinein durch eine Prüfung oder dergleichen erhalten werden. Daher kann bei dem Gassensor 1 eine Struktur zum Verhindern der Erzeugung von kleinen Löchern auf der Gestaltungsstufe festgelegt werden und beispielsweise kann der Wert des Kontaktabstands Lg auf der Gestaltungsstufe so festgelegt werden, dass er mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist. Ferner kann bei dem Gassensor 1 die Erzeugung von kleinen Löchern verhindert werden, so dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Defekten, wie z.B. die Erzeugung einer Korrosion und eine Verschlechterung des Abdichtungsvermögens, die durch die kleinen Löcher verursacht werden, vermindert werden kann. Da darüber hinaus bei dem Gassensor 1 eine Struktur realisiert werden kann, welche die Erzeugung von kleinen Löchern auf der Gestaltungsstufe verhindert, kann die Erzeugung von kleinen Löchern ohne Ändern einer Schweißbedingung oder dergleichen bezogen auf eine herkömmliche Schweißbedingung verhindert werden. Da darüber hinaus der Gassensor 1 keinen Vorgang eines ausreichenden Reinigens von jedem des Gehäuses 20 und des Außenzylinders 40 erfordert, so dass Öl oder dergleichen nicht auf der Kontaktoberfläche zwischen dem Gehäuse 20 und dem Außenzylinder 40 verbleibt, können Arbeitsstunden bei der Handhabung und den Vorgängen, die für die Herstellung erforderlich sind, vermindert werden.
  • [Modifizierungen]
  • Obwohl vorstehend eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, ist die vorstehende Beschreibung der Ausführungsform in jeglicher Hinsicht lediglich ein Beispiel der vorliegenden Erfindung. Bezüglich der vorstehenden Ausführungsform können verschiedene Verbesserungen und Modifizierungen durchgeführt werden. Bezogen auf jede Komponente der vorstehenden Ausführungsform können ein Weglassen, Ersetzen und Hinzufügen der Komponente in einer geeigneten Weise durchgeführt werden. Darüber hinaus können die Form und die Abmessung von jeder Komponente der vorstehenden Ausführungsform gemäß der Ausführungsform in einer geeigneten Weise geändert werden. Beispielsweise sind die folgenden Modifizierungen möglich. In der nachstehenden Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Komponenten wie diejenigen der vorstehenden Ausführungsform verwendet und eine Beschreibung der gleichen Punkte wie diejenigen der vorstehenden Ausführungsform sind in einer geeigneten Weise weggelassen. Die folgenden Modifizierungen können in einer geeigneten Weise kombiniert werden.
  • (Aufbau des Gassensors)
  • Vorstehend wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der Gassensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Sensorelement-Halteelement 30 und die äußere Schutzabdeckung 50 umfasst. Es ist jedoch nicht essentiell, dass der Gassensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Sensorelement-Halteelement 30 und die äußere Schutzabdeckung 50 umfasst, und der Gassensor 1 kann mindestens eines des Sensorelements-Halteelements 30 und der äußeren Schutzabdeckung 50 nicht umfassen. Darüber hinaus kann der Gassensor 1 einen Aufbau aufweisen, der von dem Sensorelement 10, dem Gehäuse 20, dem Sensorelement-Halteelement 30, dem Außenzylinder 40 und der äußeren Schutzabdeckung 50 verschieden ist.
  • Beispielsweise kann der Gassensor 1 ferner eine innere Schutzabdeckung mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form, die das distale Ende des Sensorelements 10 umfasst, zusätzlich zu der äußeren Schutzabdeckung 50 mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form umfassen, die das distale Ende des Sensorelements 10 umgibt. D.h., der Gassensor 1 kann derart aufgebaut sein, dass die innere Schutzabdeckung, die das distale Ende des Sensorelements 10 bedeckt, ferner mit der äußeren Schutzabdeckung 50 bedeckt ist. Die innere Schutzabdeckung kann aus Metall hergestellt sein. Der Gassensor 1 kann ferner eine weitere Schutzabdeckung zusätzlich zu der inneren Schutzabdeckung und der äußeren Schutzabdeckung 50, die vorstehend beschrieben worden sind, umfassen. Beispielsweise kann der Gassensor 1 ferner eine Zwischenschutzabdeckung, die zwischen der inneren Schutzabdeckung und der äußeren Schutzabdeckung 50 angeordnet ist, zusätzlich zu der inneren Schutzabdeckung und der äußeren Schutzabdeckung 50 umfassen. D.h., der Gassensor 1 kann die Umgebung des distalen Endes des Sensorelements 10 mit einer Mehrzahl von Schutzabdeckungen (beispielsweise der inneren Schutzabdeckung zusätzlich zu der äußeren Schutzabdeckung 50) schützen.
  • (Schlitz)
  • Ein Beispiel des Gassensors 1, bei dem der Schlitz SI, der sich in der axialen Richtung AX erstreckt, auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 in der axialen Richtung AX ausgebildet ist, wurde unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben. Auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 in der axialen Richtung AX erstreckt sich der Schlitz SI, der auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 ausgebildet ist, jedoch gegebenenfalls nicht in der axialen Richtung AX. Beispielsweise kann auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts 420 in der axialen Richtung AX der Schlitz SI, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 ausgebildet sein. D.h., der Schlitz SI, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, kann auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 zwischen dem Ende des geschmolzenen Abschnitts Ef und der kontaktlosen Position Np (hinteres Ende der Außenumfangsoberfläche 210(3) des Gehäuses 20(3)) ausgebildet sein. Es wird davon ausgegangen, dass der „Abstand, um den sich das flüchtige Gas zwischen der Außenumfangsoberfläche 210(3) und der Innenumfangsoberfläche 410 durch dessen Eigendruck bewegen kann“, auch durch den Schlitz SI, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, verlängert werden kann, d.h., es wird davon ausgegangen, dass die Erzeugung von kleinen Löchern verhindert werden kann.
  • [Beispiele]
  • Zum Verifizieren des Effekts der vorliegenden Erfindung wurden Gassensoren gemäß der folgenden Niveaus 1 bis 7 und ein Gassensor gemäß Ref hergestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den Gassensor gemäß jedem der folgenden Niveaus und den Gassensor gemäß Ref beschränkt. [Tabelle 1]
    Niveau Lr/Lg Schlitzstruktur Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern Effekt zur Verminderung kleiner Löcher
    Niveau 1 0,37 Fehlt 1,07 ×
    Niveau 2 0,71 Fehlt 1,08 ×
    Ref 1,00 Fehlt 1,00 ◯
    Niveau 3 1,11 Fehlt 0,92 ◯
    Niveau 4 1,23 Fehlt 0,89 ◯
    Niveau 5 1,23 Liegt vor 0,80 ◯
    Niveau 6 1,35 Fehlt 0,60 ⊙
    Niveau 7 1,92 Fehlt 0,25 ⊙
  • In der Tabelle 1 weisen die Gassensoren gemäß den Niveaus 1 und 2 den gleichen Aufbau wie der Gassensor 1 auf, der in der 1 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass der Kontaktabstand Lg größer ist als der Referenzabstand Lr. Der Gassensor gemäß Ref ist ein Gassensor, der als Referenz beim Verifizieren des Effekts der vorliegenden Erfindung verwendet wird, den gleichen Aufbau wie der Gassensor 1 aufweist, der in der 1 gezeigt ist, und bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch ist. Die Gassensoren gemäß den Niveaus 3 bis 7 weisen den gleichen Aufbau wie der Gassensor 1 auf, der in der 1 gezeigt ist, und der Kontaktabstand Lg ist kleiner als der Referenzabstand Lr.
  • In der Tabelle 1 gibt „Lr/Lg“ das Verhältnis des Referenzabstands Lr zu dem Kontaktabstand Lg an. Beispielsweise ist in dem Gassensor gemäß dem Niveau 1 das Verhältnis des Referenzabstands Lr zu dem Kontaktabstand Lg „0,37“, d.h., der Referenzabstand Lr beträgt das 0,37-fache des Kontaktabstands Lg, und der Kontaktabstand Lg ist größer als der Referenzabstand Lr. Entsprechend ist in dem Gassensor gemäß dem Niveau 2 der Referenzabstand Lr das 0,71-fache des Kontaktabstands Lg und der Kontaktabstand Lg ist größer als der Referenzabstand Lr. In dem Gassensor gemäß Ref ist der Referenzabstand Lr mit dem Kontaktabstand Lg identisch. In dem Gassensor gemäß dem Niveau 3 ist der Referenzabstand Lr das 1,11-fache des Kontaktabstands Lg und der Kontaktabstand Lg ist kleiner als der Referenzabstand Lr. In den Gassensoren gemäß dem Niveau 4 und dem Niveau 5 ist der Referenzabstand Lr das 1,23-fache des Kontaktabstands Lg und der Kontaktabstand Lg ist kleiner als der Referenzabstand Lr. In dem Gassensor gemäß dem Niveau 6 ist der Referenzabstand Lr das 1,35-fache des Kontaktabstands Lg und der Kontaktabstand Lg ist kleiner als der Referenzabstand Lr. In dem Gassensor gemäß dem Niveau 7 ist der Referenzabstand Lr das 1,92-fache des Kontaktabstands Lg und der Kontaktabstand Lg ist kleiner als der Referenzabstand Lr.
  • In der Tabelle 1 gibt die „Schlitzstruktur“ für jeden der Gassensoren gemäß den Niveaus 1 bis 7 an, ob der Schlitz SI, der in der 5 gezeigt ist, auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 ausgebildet ist oder nicht. „Liegt vor“ der Schlitzstruktur gibt beispielsweise an, dass der Schlitz SI, der sich in der axialen Richtung AX erstreckt, auf der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 ausgebildet ist. „Fehlt“ der Schlitzstruktur gibt an, dass der Schlitz SI weder auf der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 noch auf der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 ausgebildet ist.
  • In der Tabelle 1 gibt „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ ein Verhältnis der „Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“, die für den Gassensor gemäß jedem Niveau bestätigt worden ist, zu der „Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt worden sind“, die für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist, an. D.h., das „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ gibt an, das Wievielfache der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern, die für den Gassensor gemäß jedem Niveau bestätigt worden ist, die Anzahl von erzeugten kleinen Löchern ist, die für den Gassensor gemäß Ref bestätigt wird, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch ist.
  • In der Tabelle 1 gibt der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ den Grad des Effekts zur Verminderung kleiner Löcher, der für den Gassensor gemäß jedem Niveau bestätigt worden ist, bezogen auf den Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern an, der für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist. Der „Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern“ kann auch als „Effekt des Verminderns der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ bezeichnet werden. Wenn der Effekt zur Verminderung kleiner Löcher „x (schlecht)“ ist, gibt dies an, dass der Effekt zur Verminderung kleiner Löcher, der für den Gassensor gemäß jedem Niveau bestätigt worden ist, schlechter ist als der Effekt zur Verminderung kleiner Löcher des Gassensors gemäß Ref, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch ist. Wenn der Effekt zur Verminderung kleiner Löcher „◯ (gut)“ ist, gibt dies an, dass ein Effekt zur Verminderung kleiner Löcher, der dem Effekt zur Verminderung kleiner Löcher entspricht, der für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch ist, für den Gassensor gemäß jedem Niveau bestätigt wird. Wenn der Effekt zur Verminderung kleiner Löcher „⊙ (sehr gut)“ ist, gibt dies an, dass ein Effekt zur Verminderung kleiner Löcher, der besser ist als der Effekt zur Verminderung kleiner Löcher, der für den Gassensor gemäß Ref bestätigt wird, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch ist, für den Gassensor gemäß jedem Niveau bestätigt wird.
  • D.h., das „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ des Gassensors gemäß dem Niveau 1 beträgt „1,07“ und die „Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden“, die für den Gassensor gemäß dem Niveau 1 bestätigt wurde, ist größer als die Anzahl von erzeugten kleinen Löchern, die für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist. Daher ist der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ des Gassensors gemäß dem Niveau 1 „× (schlecht)“.
  • Das „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ des Gassensors gemäß dem Niveau 2 beträgt „1,08“ und die „Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden“, die für den Gassensor gemäß dem Niveau 2 bestätigt wurde, ist größer als die Anzahl von erzeugten kleinen Löchern, die für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist. Daher ist der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ des Gassensors gemäß dem Niveau 2 „× (schlecht)“.
  • Das „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ des Gassensors gemäß dem Niveau 3 beträgt „0,92“ und die „Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden“, die für den Gassensor gemäß dem Niveau 3 bestätigt wurde, ist etwas kleiner als die Anzahl von erzeugten kleinen Löchern, die für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist. D.h., der Gassensor gemäß dem Niveau 3 kann einen Effekt zur Verminderung kleiner Löcher erzielen, der dem Effekt zur Verminderung kleiner Löcher entspricht, der für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist, und der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ des Gassensors gemäß dem Niveau 3 ist „◯ (gut)“.
  • Das „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ des Gassensors gemäß dem Niveau 4 beträgt „0,89“ und die „Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden“, die für den Gassensor gemäß dem Niveau 4 bestätigt wurde, ist etwas kleiner als die Anzahl von erzeugten kleinen Löchern, die für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist. D.h., der Gassensor gemäß dem Niveau 4 kann einen Effekt zur Verminderung kleiner Löcher erzielen, der dem Effekt zur Verminderung kleiner Löcher entspricht, der für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist, und der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ des Gassensors gemäß dem Niveau 4 ist „◯ (gut)“.
  • Das „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ des Gassensors gemäß dem Niveau 5 beträgt „0,80“ und die „Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden“, die für den Gassensor gemäß dem Niveau 5 bestätigt wurde, ist etwas kleiner als die Anzahl von erzeugten kleinen Löchern, die für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist. D.h., der Gassensor gemäß dem Niveau 5 kann einen Effekt zur Verminderung kleiner Löcher erzielen, der dem Effekt zur Verminderung kleiner Löcher entspricht, der für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist, und der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ des Gassensors gemäß dem Niveau 5 ist „◯ (gut)“.
  • Das „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ des Gassensors gemäß dem Niveau 6 beträgt „0,60“ und die „Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden“, die für den Gassensor gemäß dem Niveau 6 bestätigt wurde, ist extrem viel kleiner als die Anzahl von erzeugten kleinen Löchern, die für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist. D.h., der Gassensor gemäß dem Niveau 6 kann eine Verminderung kleiner Löcher erzielen, die vorteilhafter ist als der Effekt zur Verminderung kleiner Löcher, der für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist, und der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ des Gassensors gemäß dem Niveau 6 ist „⊙ (sehr gut)“.
  • Das „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ des Gassensors gemäß dem Niveau 7 beträgt „0,25“ und die „Anzahl von kleinen Löchern, die in dem geschmolzenen Abschnitt 420 erzeugt werden“, die für den Gassensor gemäß dem Niveau 7 bestätigt wurde, ist extrem viel kleiner als die Anzahl von erzeugten kleinen Löchern, die für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist. D.h., der Gassensor gemäß dem Niveau 7 kann eine Verminderung kleiner Löcher erzielen, die vorteilhafter ist als der Effekt zur Verminderung kleiner Löcher, der für den Gassensor gemäß Ref bestätigt worden ist, und der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ des Gassensors gemäß dem Niveau 7 ist „⊙ (sehr gut)“.
  • (Gegenstand 1, aufgrund der Tabelle 1 bestätigt)
  • Wie es in der Tabelle 1 gezeigt ist, ist der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ des Gassensors gemäß jedem der Niveaus 1 und 2, bei denen der Kontaktabstand Lg größer ist als der Referenzabstand Lr, „× (schlecht)“. Andererseits ist der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ des Gassensors gemäß jedem der Niveaus 3 bis 7, bei denen der Kontaktabstand Lg kleiner ist als der Referenzabstand Lr, „◯ (gut)“ oder „⊙ (sehr gut)“. Ferner ist bei dem Gassensor gemäß Ref, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch ist, der „Effekt zur Verminderung kleiner Löcher“ „◯“. Daher haben die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass die folgenden Effekte durch Einstellen des Kontaktabstands Lg derart, dass er mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, für den Gassensor 1, der das Gehäuse 20, durch den das Sensorelement 10 eingesetzt wird, und den Außenzylinder 40 umfasst, der an die Außenumfangsoberfläche des Gehäuses 20 geschweißt ist, erhalten werden können. D.h., die vorliegenden Erfinder haben für den Gassensor 1 bestätigt, dass die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 durch Einstellen des Kontaktabstands Lg derart, dass er mit dem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, verhindert werden kann.
  • Das „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ des Gassensors gemäß jedem der Niveaus 3 bis 7, bei denen der Kontaktabstand Lg kleiner ist als der Referenzabstand Lr, beträgt weniger als „1,00“. D.h., die Erzeugung von kleinen Löchern kann in den Gassensoren gemäß den Niveaus 3 bis 7, bei denen der Kontaktabstand Lg kleiner als der Referenzabstand Lr ist, besser verhindert werden als bei dem Gassensor gemäß Ref, bei dem der Kontaktabstand Lg mit dem Referenzabstand Lr identisch ist. Daher ist es bei dem Gassensor 1, der das Gehäuse 20, durch den das Sensorelement 10 eingesetzt wird, und den Außenzylinder 40 umfasst, der an die Außenumfangsoberfläche des Gehäuses 20 geschweißt ist, mehr bevorzugt, dass der Kontaktabstand Lg kürzer eingestellt ist als der Referenzabstand Lr.
  • (Gegenstand 2, aufgrund der Tabelle 1 bestätigt)
  • Aus der Beziehung zwischen dem „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ und „Lr/Lg (Verhältnis des Referenzabstands Lr zu dem Kontaktabstand Lg)“, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, haben die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass das Verhältnis des Referenzabstands Lr zu dem Kontaktabstand Lg die folgende Tendenz aufweist. D.h., die vorliegenden Erfinder haben bestätigt, dass der Effekt zur Verminderung kleiner Löcher (der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern) durch Einstellen der Größe des Kontaktabstands Lg derart, dass der Referenzabstand Lr größer ist als das 1,2-fache des Kontaktabstands Lg, rasch verbessert wird. Beispielsweise werden die Ergebnisse in der Tabelle 1 auf einem Graphen aufgetragen, bei dem die horizontale Achse „Lr/Lg“ darstellt und die vertikale Achse das „Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern“ darstellt, und die vorliegenden Erfinder haben die folgende Tendenz bezogen auf die Näherungskurve bestätigt, die aus den Punkten erhalten wird, die den Niveaus 1 bis 7 und Ref entsprechen. D.h., die vorliegenden Erfinder haben bestätigt, dass die Steigung der Näherungskurve um einen Punkt rasch zunimmt, bei dem der Referenzabstand Lr größer als das 1,2-fache des Kontaktabstands Lg wird.
  • Daher kann die folgende Tendenz für den Gassensor 1 bestätigt werden, der das „Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, und den Außenzylinder 40 umfasst, der an die Außenumfangsoberfläche des Gehäuses geschweißt ist. D.h., bei dem Gassensor 1 wurde bestätigt, dass die Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 dadurch, dass der Referenzabstand Lr größer als das 1,2-fache des Kontaktabstands Lg gemacht wird, extrem effektiv verhindert werden kann.
  • (Gegenstand 3, aufgrund der Tabelle 1 bestätigt)
  • Dem Gassensor gemäß dem Niveau 4 und dem Gassensor gemäß dem Niveau 5 ist gemeinsam, dass bei beiden „Lr/Lg“ „1,23“ ist. Der Gassensor gemäß dem Niveau 4 weist ein „Fehlt“ bezüglich der Schlitzstruktur auf, wohingegen der Gassensor gemäß dem Niveau 5 ein „Liegt vor“ bezüglich der Schlitzstruktur aufweist. D.h., der Gassensor gemäß dem Niveau 4 und der Gassensor gemäß dem Niveau 5 weisen den gleichen Aufbau auf, mit der Ausnahme, dass der Schlitz SI auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 ausgebildet ist oder nicht. Das Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern des Gassensors gemäß dem Niveau 4 beträgt „0,89“, wohingegen das Verhältnis der Anzahl von erzeugten kleinen Löchern des Gassensors gemäß dem Niveau 5 „0,80“ beträgt. D.h., der Gassensor gemäß dem Niveau 5 kann die Erzeugung von kleinen Löchern besser verhindern als der Gassensor gemäß dem Niveau 4. Daher haben die vorliegenden Erfinder bezüglich des Gassensors 1 bestätigt, dass der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern durch Bilden des Schlitzes SI auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche 210 des Gehäuses 20 und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 verglichen mit dem Fall verbessert werden kann, bei dem der Schlitz SI nicht ausgebildet ist. Daher kann die folgende Tendenz für den Gassensor 1 bestätigt werden, der das „Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt“, und den Außenzylinder 40 umfasst, der an die Außenumfangsoberfläche des Gehäuses geschweißt ist. D.h., es wurde bestätigt, dass durch Bilden des Schlitzes SI auf mindestens einer der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche 410 des Außenzylinders 40 der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von kleinen Löchern in dem geschmolzenen Abschnitt 420 verglichen mit dem Fall, bei dem der Schlitz SI nicht ausgebildet ist, verbessert werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gassensor
    10
    Sensorelement
    20
    Gehäuse
    40
    Außenzylinder
    210
    Außenumfangsoberfläche
    410
    Innenumfangsoberfläche
    420
    Geschmolzener Abschnitt
    AX
    Axiale Richtung
    Lg
    Kontaktabstand
    Lr
    Referenzabstand
    Da
    Eindringtiefe
    Dp
    Tiefster Abschnitt (tiefster Abschnitt des geschmolzenen Abschnitts)
    k
    Proportionalitätskonstante
    Tb
    Überschneidung
    Tc
    Dicke
    SI
    Schlitz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2002174622 [0002]

Claims (5)

  1. Gassensor, umfassend: ein Gehäuse mit einer zylindrischen Form und das aus Metall hergestellt ist, in dem ein längliches Sensorelement ein Inneres in einer axialen Richtung durchdringt; und einen Außenzylinder, der aus Metall hergestellt ist und an einer Außenumfangsoberfläche des Gehäuses durch Einpressen eines Teils einer Seite des hinteren Endes des Gehäuses in der axialen Richtung und Durchführen eines Schweißens in einer Umfangsrichtung an einem Überlappungsabschnitt mit dem eingepressten Gehäuse montiert worden ist, wobei ein Kontaktabstand Lg, der eine Länge in der axialen Richtung der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses in Kontakt mit einer Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders auf der Seite des hinteren Endes bezogen auf einen geschmolzenen Abschnitt des Außenzylinders ist, der durch das Schweißen gebildet worden ist, mit einem Referenzabstand Lr identisch oder kleiner als dieser ist, und der Referenzabstand Lr durch die folgende Formel (1) berechnet wird, Lr = k × Da / ( Tb × Tc )
    Figure DE102023127112A1_0004
     wobei in der Formel (1) „k“ eine Proportionalitätskonstante darstellt, „Da“ eine Tiefe von der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses zu einem tiefsten Abschnitt des geschmolzenen Abschnitts, der in das Gehäuse eingedrungen ist, in einer radialen Richtung des Gehäuses darstellt, „Tb“ eine Überschneidung darstellt, die eine Differenz zwischen einem Außendurchmesser des Gehäuses und einem Innendurchmesser des Außenzylinders ist, und „Tc“ die Dicke des Außenzylinders darstellt.
  2. Gassensor nach Anspruch 1, wobei der Referenzabstand Lr größer als das 1,2-fache des Kontaktabstands Lg ist.
  3. Gassensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei mit einem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses eine Anfasung durchgeführt worden ist.
  4. Gassensor nach Anspruch 3, wobei die Anfasung eine R-Anfasung ist.
  5. Gassensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Schlitz, der sich in der axialen Richtung erstreckt, in mindestens einer der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses und der Innenumfangsoberfläche des Außenzylinders auf der Seite des hinteren Endes des geschmolzenen Abschnitts in der axialen Richtung von jedem des Außenzylinders und des Gehäuses ausgebildet ist.
DE102023127112.1A 2022-10-26 2023-10-05 Gassensor Pending DE102023127112A1 (de)

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