JP2002082088A - ガスセンサ - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 素子割れや素子の折損が生じ難いガスセンサ
を提供すること。 【解決手段】 センサ素子１５が挿通される絶縁碍子２
１の素子挿通穴は，基端側は内径が大なる大径部で，先
端側は大径部よりも径細の小径部よりなり，大径部の内
側面とセンサ素子１５の外側面との間は封止材２１９に
て封止されると共に，小径部の内側面とセンサ素子１５
の外側面との間は強度が５０〜１０００Ｎである緩衝封
止材２１８にて封止されている。
を提供すること。 【解決手段】 センサ素子１５が挿通される絶縁碍子２
１の素子挿通穴は，基端側は内径が大なる大径部で，先
端側は大径部よりも径細の小径部よりなり，大径部の内
側面とセンサ素子１５の外側面との間は封止材２１９に
て封止されると共に，小径部の内側面とセンサ素子１５
の外側面との間は強度が５０〜１０００Ｎである緩衝封
止材２１８にて封止されている。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，内燃機関の空燃比制御等に利用
するガスセンサに関する。
するガスセンサに関する。
【０００２】
【従来技術】自動車エンジンの排気系には空燃比制御等
に利用するガスセンサが設置されている。このガスセン
サは，素子挿通穴を持った筒状の絶縁碍子と素子挿通穴
内に封止固定されたセンサ素子と，上記絶縁碍子が挿入
配置された筒状のハウジングとよりなる。上記ハウジン
グの基端側には内部に大気側雰囲気が形成された大気側
カバーが設けてあり，上記ハウジングの先端側には内部
に被測定ガス側雰囲気が形成される被測定ガス側カバー
が設けてある。
に利用するガスセンサが設置されている。このガスセン
サは，素子挿通穴を持った筒状の絶縁碍子と素子挿通穴
内に封止固定されたセンサ素子と，上記絶縁碍子が挿入
配置された筒状のハウジングとよりなる。上記ハウジン
グの基端側には内部に大気側雰囲気が形成された大気側
カバーが設けてあり，上記ハウジングの先端側には内部
に被測定ガス側雰囲気が形成される被測定ガス側カバー
が設けてある。
【０００３】図１３に示すごとく，上記素子挿通穴２１
０にはセンサ素子１５の挿通性を高めるために，基端側
を内径が大なる大径部２１１，先端側を内径が小なる小
径部２１２で構成する。そして，センサ素子１５の外側
面と素子挿通穴２１０における大径部２１１の内側面と
の間を封止材２１９にて強固に封止固定する。センサ素
子１５と素子挿通穴２１０との間は，大気側雰囲気と被
測定ガス側雰囲気との境界に当るため，両者間を気密封
止して，両雰囲気が確実に混じらないようにする必要が
ある。
０にはセンサ素子１５の挿通性を高めるために，基端側
を内径が大なる大径部２１１，先端側を内径が小なる小
径部２１２で構成する。そして，センサ素子１５の外側
面と素子挿通穴２１０における大径部２１１の内側面と
の間を封止材２１９にて強固に封止固定する。センサ素
子１５と素子挿通穴２１０との間は，大気側雰囲気と被
測定ガス側雰囲気との境界に当るため，両者間を気密封
止して，両雰囲気が確実に混じらないようにする必要が
ある。
【０００４】
【解決しようとする課題】しかしながら，従来は小径部
において絶縁碍子とセンサ素子との間に隙間を設けてあ
ったため，センサ素子は基端側においてのみ固定された
状態となる。よって，外部から大きな衝撃や振動を受け
たときにセンサ素子が振り子のように振れて（素子振
れ）内側面に衝突したり，応力が集中する等して，傷や
折損がしばしば生じていた。図１３に示すＡ部は応力が
集中する箇所であり，またＢ部には角部があるため，特
にこの両者に示す部分でセンサ素子の折損が生じやすか
った
において絶縁碍子とセンサ素子との間に隙間を設けてあ
ったため，センサ素子は基端側においてのみ固定された
状態となる。よって，外部から大きな衝撃や振動を受け
たときにセンサ素子が振り子のように振れて（素子振
れ）内側面に衝突したり，応力が集中する等して，傷や
折損がしばしば生じていた。図１３に示すＡ部は応力が
集中する箇所であり，またＢ部には角部があるため，特
にこの両者に示す部分でセンサ素子の折損が生じやすか
った
【０００５】特表平１１−５１３１１３号において，セ
ンサ素子と絶縁碍子間の基端側のみならず先端側をも封
止材で固定したガスセンサが示されている。しかし，封
止材という硬い物質による固定であるため，素子振れに
よる折損を防止できても，外部からの大きな衝撃が伝わ
ることによる素子割れや折損の防止は困難であった。
ンサ素子と絶縁碍子間の基端側のみならず先端側をも封
止材で固定したガスセンサが示されている。しかし，封
止材という硬い物質による固定であるため，素子振れに
よる折損を防止できても，外部からの大きな衝撃が伝わ
ることによる素子割れや折損の防止は困難であった。
【０００６】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，素子割れや素子の折損が生じ難いガスセ
ンサを提供しようとするものである。
されたもので，素子割れや素子の折損が生じ難いガスセ
ンサを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，基端側か
ら先端側まで内部を貫通するよう構成された素子挿通穴
を持つ筒状の絶縁碍子と上記素子挿通穴に封止固定され
たセンサ素子と，上記絶縁碍子が挿入配置された筒状の
ハウジングとよりなり，上記ハウジングの基端側には内
部に大気側雰囲気が形成された大気側カバーが設けてあ
り，上記ハウジングの先端側には内部に被測定ガス側雰
囲気が形成される被測定ガス側カバーを設けてあるガス
センサにおいて，上記素子挿通穴の一方の内側面と上記
センサ素子の外側面との間は封止材にて封止されると共
に，上記素子挿通穴の他方の内側面と上記センサ素子の
外側面との間は強度が５〜１０００Ｎである緩衝封止材
にて封止されていることを特徴とするガスセンサにあ
る。
ら先端側まで内部を貫通するよう構成された素子挿通穴
を持つ筒状の絶縁碍子と上記素子挿通穴に封止固定され
たセンサ素子と，上記絶縁碍子が挿入配置された筒状の
ハウジングとよりなり，上記ハウジングの基端側には内
部に大気側雰囲気が形成された大気側カバーが設けてあ
り，上記ハウジングの先端側には内部に被測定ガス側雰
囲気が形成される被測定ガス側カバーを設けてあるガス
センサにおいて，上記素子挿通穴の一方の内側面と上記
センサ素子の外側面との間は封止材にて封止されると共
に，上記素子挿通穴の他方の内側面と上記センサ素子の
外側面との間は強度が５〜１０００Ｎである緩衝封止材
にて封止されていることを特徴とするガスセンサにあ
る。
【０００８】本発明において最も注目すべきことは，セ
ンサ素子の一方を封止材で固定し，センサ素子の他方を
強度が上述の範囲にある柔らかい緩衝封止材で封止した
ことにある。
ンサ素子の一方を封止材で固定し，センサ素子の他方を
強度が上述の範囲にある柔らかい緩衝封止材で封止した
ことにある。
【０００９】次に，本発明の作用につき説明する。本発
明にかかる緩衝封止材は柔らかいため，衝撃を十分吸収
することができる。よって，ガスセンサ外等から伝わる
衝撃を緩衝封止材で吸収してセンサ素子に衝撃を伝わり
にくくすることができる。また，センサ素子は一方及び
他方の両方で固定されているため，衝撃や振動によって
振り子のように振れることもない。従って，素子振れに
よる振れの根元（つまり封止材で固定された部分のすぐ
先端側の付近）での応力集中や，内側面に当たって衝撃
が加わることによる素子割れや折損を防止できる。
明にかかる緩衝封止材は柔らかいため，衝撃を十分吸収
することができる。よって，ガスセンサ外等から伝わる
衝撃を緩衝封止材で吸収してセンサ素子に衝撃を伝わり
にくくすることができる。また，センサ素子は一方及び
他方の両方で固定されているため，衝撃や振動によって
振り子のように振れることもない。従って，素子振れに
よる振れの根元（つまり封止材で固定された部分のすぐ
先端側の付近）での応力集中や，内側面に当たって衝撃
が加わることによる素子割れや折損を防止できる。
【００１０】上記強度が５Ｎ未満の場合は，充填が不可
能となるおそれがあり，１０００Ｎを越えた場合は場合
は，外部衝撃を受けた際に緩衝封止材による固定部に応
力が集中し，素子割れや折損が生じるおそれがある。な
お，充填しやすいため，２０Ｎ以上とすることがより好
ましい。また，外部衝撃を受けた緩衝封止材による応力
緩和がより効率よく行われるため４００Ｎ以下とするこ
とがより好ましい。
能となるおそれがあり，１０００Ｎを越えた場合は場合
は，外部衝撃を受けた際に緩衝封止材による固定部に応
力が集中し，素子割れや折損が生じるおそれがある。な
お，充填しやすいため，２０Ｎ以上とすることがより好
ましい。また，外部衝撃を受けた緩衝封止材による応力
緩和がより効率よく行われるため４００Ｎ以下とするこ
とがより好ましい。
【００１１】更に本発明では，絶縁碍子とセンサ素子と
の基端側を封止材のように緻密で硬い物質が封止してい
る。前述したごとく，センサ素子と素子挿通穴との間
は，大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との境界に当
り，封止材が両者間を確実に気密封止することができ
る。
の基端側を封止材のように緻密で硬い物質が封止してい
る。前述したごとく，センサ素子と素子挿通穴との間
は，大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との境界に当
り，封止材が両者間を確実に気密封止することができ
る。
【００１２】以上，本発明によれば，素子割れや素子の
折損が生じ難いガスセンサを提供することができる。
折損が生じ難いガスセンサを提供することができる。
【００１３】本発明は後述する実施形態例に示す通り，
積層型で板状のセンサ素子を内蔵したガスセンサの他，
コップ型の固体電解質体より構成したセンサ素子を内蔵
したガスセンサに対して適用できる。また，本発明のガ
スセンサとしては，内燃機関の排気系に設置して使用す
る空燃比センサや酸素センサの他に，ＮＯｘセンサ，Ｃ
Ｏセンサ，ＨＣセンサ等の各種ガスセンサについても適
用できる。
積層型で板状のセンサ素子を内蔵したガスセンサの他，
コップ型の固体電解質体より構成したセンサ素子を内蔵
したガスセンサに対して適用できる。また，本発明のガ
スセンサとしては，内燃機関の排気系に設置して使用す
る空燃比センサや酸素センサの他に，ＮＯｘセンサ，Ｃ
Ｏセンサ，ＨＣセンサ等の各種ガスセンサについても適
用できる。
【００１４】上記封止材としては，ガラス，タルク，ス
テアタイト，ジルコニア，アルミナ等を用いることがで
きる。上記緩衝封止材としては，絶縁碍子やガスセンサ
素子と熱膨張率が近く，耐熱性に優れるジルコニア，セ
ラミック等を用いることができる。特に実施形態例に示
すような排気系に設置する際は高温の排ガスに曝され，
常温から高温までの幅広い温度雰囲気に曝されるため，
上記の要件を満たすことが一層好ましい。その他，タル
ク，ムライト，ジルコニア，ステアタイト等を使用する
ことができる。また耐熱性があまり重要でない部位に使
用するガスセンサの場合はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオ
ロエチレン），フッ素ゴム，ＮＢＲ（ニトリルゴム）等
の各種樹脂類を緩衝封止材として使用することもでき
る。
テアタイト，ジルコニア，アルミナ等を用いることがで
きる。上記緩衝封止材としては，絶縁碍子やガスセンサ
素子と熱膨張率が近く，耐熱性に優れるジルコニア，セ
ラミック等を用いることができる。特に実施形態例に示
すような排気系に設置する際は高温の排ガスに曝され，
常温から高温までの幅広い温度雰囲気に曝されるため，
上記の要件を満たすことが一層好ましい。その他，タル
ク，ムライト，ジルコニア，ステアタイト等を使用する
ことができる。また耐熱性があまり重要でない部位に使
用するガスセンサの場合はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオ
ロエチレン），フッ素ゴム，ＮＢＲ（ニトリルゴム）等
の各種樹脂類を緩衝封止材として使用することもでき
る。
【００１５】また，素子挿通穴に緩衝封止材を封止する
際には，例えば，粉体状の材料を硬く詰めて，緩衝封止
材とすることができる。その他，粉体状の材料をバイン
ダー等と混ぜてスラリー状となし，このスラリーを流し
込んでその後焼結することもできる。また，乾燥後に固
化する接着材のような緩衝封止材を用いることもでき
る。
際には，例えば，粉体状の材料を硬く詰めて，緩衝封止
材とすることができる。その他，粉体状の材料をバイン
ダー等と混ぜてスラリー状となし，このスラリーを流し
込んでその後焼結することもできる。また，乾燥後に固
化する接着材のような緩衝封止材を用いることもでき
る。
【００１６】また，素子挿通穴に緩衝封止材を封止した
際，隙間なく詰めることもできるが，適宜中空部，空隙
部が形成された不完全な充填状態であっても本発明の効
果を得ることができる。
際，隙間なく詰めることもできるが，適宜中空部，空隙
部が形成された不完全な充填状態であっても本発明の効
果を得ることができる。
【００１７】次に，請求項２に記載の発明のように，上
記素子挿通穴の一方の内側面と上記センサ素子の外側面
との空間における緩衝封止材の充填率は１０〜８０％で
あることが好ましい。これにより，外部衝撃に対する強
度向上を図ることができる。緩衝封止材の充填率が１０
％未満である場合は，緩衝封止材の量が少なくて，十分
なセンサ素子の固定ができなくなるおそれがある。８０
％より大きい場合は，衝撃吸収の効果が弱くなり，素子
割れや折損を防止し難くなるおそれがある。
記素子挿通穴の一方の内側面と上記センサ素子の外側面
との空間における緩衝封止材の充填率は１０〜８０％で
あることが好ましい。これにより，外部衝撃に対する強
度向上を図ることができる。緩衝封止材の充填率が１０
％未満である場合は，緩衝封止材の量が少なくて，十分
なセンサ素子の固定ができなくなるおそれがある。８０
％より大きい場合は，衝撃吸収の効果が弱くなり，素子
割れや折損を防止し難くなるおそれがある。
【００１８】次に，請求項３に記載の発明のように，上
記絶縁碍子の先端側端面における上記素子挿通穴の開口
端には，上記封止材または上記緩衝封止材を充填するた
めの注入口を設けることが好ましい。これにより，封止
材または緩衝封止材を容易に素子挿通穴に注入すること
ができる。上記注入口としては，例えば開口端に沿って
設けた凹所のような構造を挙げることができる（図４参
照）。
記絶縁碍子の先端側端面における上記素子挿通穴の開口
端には，上記封止材または上記緩衝封止材を充填するた
めの注入口を設けることが好ましい。これにより，封止
材または緩衝封止材を容易に素子挿通穴に注入すること
ができる。上記注入口としては，例えば開口端に沿って
設けた凹所のような構造を挙げることができる（図４参
照）。
【００１９】次に，請求項４に記載の発明のように，上
記素子挿通穴は，一方が内径が大なる大径部で，他方が
大径部よりも径細の小径部よりなることが好ましい。こ
れにより，外部衝撃に対する強度が向上する。
記素子挿通穴は，一方が内径が大なる大径部で，他方が
大径部よりも径細の小径部よりなることが好ましい。こ
れにより，外部衝撃に対する強度が向上する。
【００２０】次に，請求項５記載の発明のように，上記
封止材及び／または上記緩衝封止材は，素子挿通穴の内
側面とセンサ素子の外側面との間において，少なくとも
相対する２面が固定されてなることが好ましい。これに
より，外部衝撃に対する強度を高めることができる。な
お，相対する２面の中でも面の長さがより長い部分を利
用することが好ましい。
封止材及び／または上記緩衝封止材は，素子挿通穴の内
側面とセンサ素子の外側面との間において，少なくとも
相対する２面が固定されてなることが好ましい。これに
より，外部衝撃に対する強度を高めることができる。な
お，相対する２面の中でも面の長さがより長い部分を利
用することが好ましい。
【００２１】次に，請求項６記載の発明は，基端側から
先端側まで内部を貫通するよう構成された素子挿通穴を
持つ筒状の絶縁碍子と上記素子挿通穴に封止固定された
センサ素子と，上記絶縁碍子が挿入配置された筒状のハ
ウジングとよりなり，上記ハウジングの基端側には内部
に大気側雰囲気が形成された大気側カバーが設けてあ
り，上記ハウジングの先端側には内部に被測定ガス側雰
囲気が形成される被測定ガス側カバーを設けてあるガス
センサにおいて，上記素子挿通穴の一方の内側面と上記
センサ素子の外側面との間は封止材にて封止されると共
に，上記素子挿通穴の他方の内側面と上記センサ素子の
外側面との間は強度が５〜１０００Ｎである緩衝封止材
にて封止され，上記絶縁碍子は本体部と該本体部の先端
側にスペーサーを介して取りつけられる別体部とよりな
ると共に上記本体部及び別体部を貫通するように上記素
子挿通穴は設けてあり，また，上記緩衝封止材は上記別
体部の側にのみ設けてあることを特徴とするガスセンサ
にある。
先端側まで内部を貫通するよう構成された素子挿通穴を
持つ筒状の絶縁碍子と上記素子挿通穴に封止固定された
センサ素子と，上記絶縁碍子が挿入配置された筒状のハ
ウジングとよりなり，上記ハウジングの基端側には内部
に大気側雰囲気が形成された大気側カバーが設けてあ
り，上記ハウジングの先端側には内部に被測定ガス側雰
囲気が形成される被測定ガス側カバーを設けてあるガス
センサにおいて，上記素子挿通穴の一方の内側面と上記
センサ素子の外側面との間は封止材にて封止されると共
に，上記素子挿通穴の他方の内側面と上記センサ素子の
外側面との間は強度が５〜１０００Ｎである緩衝封止材
にて封止され，上記絶縁碍子は本体部と該本体部の先端
側にスペーサーを介して取りつけられる別体部とよりな
ると共に上記本体部及び別体部を貫通するように上記素
子挿通穴は設けてあり，また，上記緩衝封止材は上記別
体部の側にのみ設けてあることを特徴とするガスセンサ
にある。
【００２２】本発明にかかる緩衝封止材は柔らかいた
め，衝撃を十分吸収することができる。よって，ガスセ
ンサ外等から伝わる衝撃を緩衝封止材で吸収してセンサ
素子に衝撃を伝わりにくくすることができる。また，セ
ンサ素子は一方及び他方の両方で固定されているため，
衝撃や振動によって振り子のように振れることもない。
従って，素子振れによる振れの根元（つまり封止材で固
定された部分のすぐ先端側の付近）での応力集中や，内
側面に当たって衝撃が加わることによる素子割れや折損
を防止できる。
め，衝撃を十分吸収することができる。よって，ガスセ
ンサ外等から伝わる衝撃を緩衝封止材で吸収してセンサ
素子に衝撃を伝わりにくくすることができる。また，セ
ンサ素子は一方及び他方の両方で固定されているため，
衝撃や振動によって振り子のように振れることもない。
従って，素子振れによる振れの根元（つまり封止材で固
定された部分のすぐ先端側の付近）での応力集中や，内
側面に当たって衝撃が加わることによる素子割れや折損
を防止できる。
【００２３】上記強度が５Ｎ未満の場合は，充填が不可
能となるおそれがあり，１０００Ｎを越えた場合は場合
は，外部衝撃を受けた際に緩衝材による固定部に応力が
集中し，素子割れや折損が生じるおそれがある。その他
詳細は上述と同様である。
能となるおそれがあり，１０００Ｎを越えた場合は場合
は，外部衝撃を受けた際に緩衝材による固定部に応力が
集中し，素子割れや折損が生じるおそれがある。その他
詳細は上述と同様である。
【００２４】更に，絶縁碍子とセンサ素子との基端側を
封止材のように緻密で硬い物質が封止している。前述し
たごとく，センサ素子と素子挿通穴との間は，大気側雰
囲気と被測定ガス側雰囲気との境界に当り，封止材が両
者間を確実に気密封止することができる。
封止材のように緻密で硬い物質が封止している。前述し
たごとく，センサ素子と素子挿通穴との間は，大気側雰
囲気と被測定ガス側雰囲気との境界に当り，封止材が両
者間を確実に気密封止することができる。
【００２５】また，上記絶縁碍子は本体部と該本体部の
先端側にスペーサーを介して取りつけられる別体部とよ
りなるため，外部衝撃を上記スペーサーにおいて吸収す
ることも可能となり，さらに，外部衝撃に対する強度を
高めることができる。また，緩衝封止材は別体部にのみ
配置されているため，緩衝封止材の充填を容易とするこ
とができる。
先端側にスペーサーを介して取りつけられる別体部とよ
りなるため，外部衝撃を上記スペーサーにおいて吸収す
ることも可能となり，さらに，外部衝撃に対する強度を
高めることができる。また，緩衝封止材は別体部にのみ
配置されているため，緩衝封止材の充填を容易とするこ
とができる。
【００２６】以上，本発明によれば，素子割れや素子の
折損が生じ難いガスセンサを提供することができる。
折損が生じ難いガスセンサを提供することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかるガスセンサにつき，図１〜
図７を用いて説明する。本例は，図１，図２に示すごと
く，基端側から先端側まで内部を貫通するよう構成され
た素子挿通穴２１０を持つ筒状の絶縁碍子２１と上記素
子挿通穴２１０に封止固定されたセンサ素子１５と，上
記絶縁碍子２１が挿入配置された筒状のハウジング１０
とよりなり，上記ハウジング１０の基端側には内部に大
気側雰囲気１４２が形成された大気側カバー１２が設け
てあり，上記ハウジング１０の先端側には内部に被測定
ガス側雰囲気１４１が形成される被測定ガス側カバー１
３を設けてあるガスセンサ１である。
図７を用いて説明する。本例は，図１，図２に示すごと
く，基端側から先端側まで内部を貫通するよう構成され
た素子挿通穴２１０を持つ筒状の絶縁碍子２１と上記素
子挿通穴２１０に封止固定されたセンサ素子１５と，上
記絶縁碍子２１が挿入配置された筒状のハウジング１０
とよりなり，上記ハウジング１０の基端側には内部に大
気側雰囲気１４２が形成された大気側カバー１２が設け
てあり，上記ハウジング１０の先端側には内部に被測定
ガス側雰囲気１４１が形成される被測定ガス側カバー１
３を設けてあるガスセンサ１である。
【００２８】図２に示すごとく，上記素子挿通穴２１０
は，基端側は内径が大なる大径部２１１で，先端側は大
径部２１１よりも径細の小径部２１２よりなり上記大径
部２１１の内側面２１３と上記センサ素子１５の外側面
１５０との間は封止材２１９にて封止されると共に，上
記小径部２１２の内側面２１４と上記センサ素子１５の
外側面１５０との間は強度が５〜１０００Ｎである緩衝
封止材２１８にて封止されている。
は，基端側は内径が大なる大径部２１１で，先端側は大
径部２１１よりも径細の小径部２１２よりなり上記大径
部２１１の内側面２１３と上記センサ素子１５の外側面
１５０との間は封止材２１９にて封止されると共に，上
記小径部２１２の内側面２１４と上記センサ素子１５の
外側面１５０との間は強度が５〜１０００Ｎである緩衝
封止材２１８にて封止されている。
【００２９】以下，詳細に説明する。本例にかかるガス
センサ１は自動車内燃機関の排気系に取付けて，内燃機
関の空燃比制御に利用されるものである。図１に示すご
とく，ガスセンサ１において，ハウジング１０の先端側
には外側カバー１３１，内側カバー１３２よりなる二重
構造の被測定ガス側カバー１３が設けてある。両カバー
１３１，１３２は被測定ガスが導入される被測定ガス導
入穴１３０が設けてあり，ここから被測定ガスが導入さ
れて，内側カバー１３２の内部に被測定ガス側雰囲気１
４１が形成される。
センサ１は自動車内燃機関の排気系に取付けて，内燃機
関の空燃比制御に利用されるものである。図１に示すご
とく，ガスセンサ１において，ハウジング１０の先端側
には外側カバー１３１，内側カバー１３２よりなる二重
構造の被測定ガス側カバー１３が設けてある。両カバー
１３１，１３２は被測定ガスが導入される被測定ガス導
入穴１３０が設けてあり，ここから被測定ガスが導入さ
れて，内側カバー１３２の内部に被測定ガス側雰囲気１
４１が形成される。
【００３０】また，ハウジング１０の基端側には大気側
カバー１２が設けてある。大気側カバー１２の基端側の
外周面には撥水フィルタ１２２を介して外側カバー１２
１が設けてある。また，大気側カバー１２，外側カバー
１２１は共に撥水フィルタ１２２と対面する位置に大気
導入穴１２０が設けてある。また，大気側カバー１２は
基端側がより小径に，先端側がより大径に構成され，径
の切り替わり部分に段部１２９が形成されている。そし
て，ガスセンサ１の大気側カバー１２内には上記大気導
入穴１２０と連通し，大気が導入されて大気側雰囲気１
４２が形成される。
カバー１２が設けてある。大気側カバー１２の基端側の
外周面には撥水フィルタ１２２を介して外側カバー１２
１が設けてある。また，大気側カバー１２，外側カバー
１２１は共に撥水フィルタ１２２と対面する位置に大気
導入穴１２０が設けてある。また，大気側カバー１２は
基端側がより小径に，先端側がより大径に構成され，径
の切り替わり部分に段部１２９が形成されている。そし
て，ガスセンサ１の大気側カバー１２内には上記大気導
入穴１２０と連通し，大気が導入されて大気側雰囲気１
４２が形成される。
【００３１】図１，図２に示すごとく，上記ハウジング
１０は略筒状で，内側面には径方向内側に向かう二ヶ所
の突出部１０１，１０２が設けてある。基端側の突出部
１０１における受け面１０３は絶縁碍子２１の外側面に
設けられたテーパー部２３を支承するよう構成されてい
る。上記受け面１０３においては，環状の金属パッキン
１１を介してテーパー部２３が支承される。上記金属パ
ッキン１１の配置された部分で，ガスセンサ１内の大気
側雰囲気１４２と被測定ガス側雰囲気１４１が気密的に
分離される。
１０は略筒状で，内側面には径方向内側に向かう二ヶ所
の突出部１０１，１０２が設けてある。基端側の突出部
１０１における受け面１０３は絶縁碍子２１の外側面に
設けられたテーパー部２３を支承するよう構成されてい
る。上記受け面１０３においては，環状の金属パッキン
１１を介してテーパー部２３が支承される。上記金属パ
ッキン１１の配置された部分で，ガスセンサ１内の大気
側雰囲気１４２と被測定ガス側雰囲気１４１が気密的に
分離される。
【００３２】上記絶縁碍子２１の基端側の端面には大気
側絶縁碍子２２が配置され，該大気側絶縁碍子２２と大
気側カバー１２の段部１２９との間には皿バネ２２０が
設けてある。大気側絶縁碍子２２の内部には４本のリー
ド部１６が配置され，センサ素子１５と電気的導通が取
れるように両者は接触している。なお，センサ素子１５
は積層型の酸素濃度測定用のヒータ内蔵素子で，センサ
出力取出し用の電極を２つ，内蔵されたヒータ通電用の
電極を２つ，合計４つの外部導出用の電極端子を有する
（図示略）。上記４本のリード部１６はこれらの電極端
子とそれぞれ導通するよう接触している。
側絶縁碍子２２が配置され，該大気側絶縁碍子２２と大
気側カバー１２の段部１２９との間には皿バネ２２０が
設けてある。大気側絶縁碍子２２の内部には４本のリー
ド部１６が配置され，センサ素子１５と電気的導通が取
れるように両者は接触している。なお，センサ素子１５
は積層型の酸素濃度測定用のヒータ内蔵素子で，センサ
出力取出し用の電極を２つ，内蔵されたヒータ通電用の
電極を２つ，合計４つの外部導出用の電極端子を有する
（図示略）。上記４本のリード部１６はこれらの電極端
子とそれぞれ導通するよう接触している。
【００３３】上記リード部１６の基端側は大気側絶縁碍
子２２の外部において，コネクタ部１７を介してリード
線１８と接続されている。リード線１８は大気側カバー
１２の基端側に設けた弾性絶縁部材２３を通じてガスセ
ンサ１外部へ通じている。
子２２の外部において，コネクタ部１７を介してリード
線１８と接続されている。リード線１８は大気側カバー
１２の基端側に設けた弾性絶縁部材２３を通じてガスセ
ンサ１外部へ通じている。
【００３４】図２に示すごとく，上記絶縁碍子２１内の
素子挿通穴２１０にはセンサ素子１５が挿通されてい
る。基端側の大径部２１１においてセンサ素子１５は結
晶化ガラスよりなる封止材２１９により強く固定されて
いる。先端側の小径部２１２においてセンサ素子１５は
緩衝封止材２１８により，大径部２１１よりは弱く固定
されている。また，緩衝封止材２１８は，強度が５０〜
１００Ｎであるアルミナより構成されている（後述の充
填方法参照）。
素子挿通穴２１０にはセンサ素子１５が挿通されてい
る。基端側の大径部２１１においてセンサ素子１５は結
晶化ガラスよりなる封止材２１９により強く固定されて
いる。先端側の小径部２１２においてセンサ素子１５は
緩衝封止材２１８により，大径部２１１よりは弱く固定
されている。また，緩衝封止材２１８は，強度が５０〜
１００Ｎであるアルミナより構成されている（後述の充
填方法参照）。
【００３５】素子挿通穴２１０に対する緩衝封止材２１
８の充填状態は，図２に示すごとく，先端側から小径部
２１２の中ほどまで隙間なく充填されている。また，図
３に示すごとく，緩衝封止材２１８が空隙を形成しつつ
充填されていてもよい。
８の充填状態は，図２に示すごとく，先端側から小径部
２１２の中ほどまで隙間なく充填されている。また，図
３に示すごとく，緩衝封止材２１８が空隙を形成しつつ
充填されていてもよい。
【００３６】図４（ａ）に示すごとく，上記絶縁碍子２
１の先端側端面２１５に対し素子挿通穴２１０は開口
し，開口端２１６が形成されている。緩衝封止材２１８
はここから注入され，素子挿通穴２１０を充填する。図
４（ｂ）に示すごとく，上記開口端２１６に対し充填用
の注入口２１７を設けて，緩衝封止材２１８の注入が容
易に行なえるようすることもできる。この注入口２１７
は開口端２１６に設けた半円の窪み状である。
１の先端側端面２１５に対し素子挿通穴２１０は開口
し，開口端２１６が形成されている。緩衝封止材２１８
はここから注入され，素子挿通穴２１０を充填する。図
４（ｂ）に示すごとく，上記開口端２１６に対し充填用
の注入口２１７を設けて，緩衝封止材２１８の注入が容
易に行なえるようすることもできる。この注入口２１７
は開口端２１６に設けた半円の窪み状である。
【００３７】次に素子挿通穴２１０に対する緩衝封止材
２１８の充填方法について説明する。絶縁碍子２１にセ
ンサ素子１５を差し込んで，素子挿通穴２１０の大径部
２１１に封止材２１９を用いてセンサ素子１５を固定す
る。その後，アルミナの粉末にバインダーとしてアルミ
ナゾルを混合しスラリー状とした。これを素子挿通穴２
１０の開口端２１６側より流し込む。その後，絶縁碍子
２１やセンサ素子１５ごと加熱して，バインダーを揮発
させ，アルミナ粉末を互いに固めて緩衝封止材２１８と
なす。
２１８の充填方法について説明する。絶縁碍子２１にセ
ンサ素子１５を差し込んで，素子挿通穴２１０の大径部
２１１に封止材２１９を用いてセンサ素子１５を固定す
る。その後，アルミナの粉末にバインダーとしてアルミ
ナゾルを混合しスラリー状とした。これを素子挿通穴２
１０の開口端２１６側より流し込む。その後，絶縁碍子
２１やセンサ素子１５ごと加熱して，バインダーを揮発
させ，アルミナ粉末を互いに固めて緩衝封止材２１８と
なす。
【００３８】次に，本例にかかる緩衝封止材２１８を設
けたガスセンサの性能について試験を行なった。緩衝封
止材２１８として，試料１にかかるＳＣ−ＡＬを用いた
ガスセンサ，試料２にかかるＳＣ−５７４を用いたガス
センサをそれぞれ準備した。また，緩衝封止材２１８を
設けていないガスセンサを比較試料Ｃ１（図１３参照）
として準備した。上記ＳＣ−ＡＬは粒径４μｍ，気孔率
４５μｍのγ−アルミナ粉末を上記方法にて素子挿通穴
２１０に充填して緩衝封止材２１８を構成した。また，
ＳＣ−５７４は粒径１５μｍ，気孔率６０％のγ−アル
ミナ粉末を上記方法にて素子挿通穴２１０に充填して緩
衝封止材２１８を構成した。
けたガスセンサの性能について試験を行なった。緩衝封
止材２１８として，試料１にかかるＳＣ−ＡＬを用いた
ガスセンサ，試料２にかかるＳＣ−５７４を用いたガス
センサをそれぞれ準備した。また，緩衝封止材２１８を
設けていないガスセンサを比較試料Ｃ１（図１３参照）
として準備した。上記ＳＣ−ＡＬは粒径４μｍ，気孔率
４５μｍのγ−アルミナ粉末を上記方法にて素子挿通穴
２１０に充填して緩衝封止材２１８を構成した。また，
ＳＣ−５７４は粒径１５μｍ，気孔率６０％のγ−アル
ミナ粉末を上記方法にて素子挿通穴２１０に充填して緩
衝封止材２１８を構成した。
【００３９】試料１，試料２，比較試料Ｃ１にかかるガ
スセンサを何本か準備して落下試験を行なった。この試
験は各試料を適当な高さから落下させて行い，落下後，
素子に内蔵されたヒータに通電し，通電が正常に行われ
ヒータが加熱されるかどうかをチェックした。
スセンサを何本か準備して落下試験を行なった。この試
験は各試料を適当な高さから落下させて行い，落下後，
素子に内蔵されたヒータに通電し，通電が正常に行われ
ヒータが加熱されるかどうかをチェックした。
【００４０】この結果を図５に記載した。同図より，比
較試料Ｃ１は５０ｃｍの高さから落としただけで，ヒー
タの通電が不調となった。これは落下の衝撃でセンサ素
子が折れたり，損傷する等して，ヒータ内に断線が生じ
たのが原因と考えられる。本発明にかかる緩衝封止材２
１８が設けてある試料１は１ｍ５０ｃｍの高さの落下ま
では異常が発生しなかった。更に試料２は３ｍの高さか
ら落下しても異常が生じなかった。これにより，本発明
にかかる緩衝封止材２１８が落下などの衝撃による素子
割れや折損を防止することができ，緩衝封止材２１８と
して，より粒径が大きく，気孔率の高い粒子を用いるこ
とが，一層有効であることが分かった。
較試料Ｃ１は５０ｃｍの高さから落としただけで，ヒー
タの通電が不調となった。これは落下の衝撃でセンサ素
子が折れたり，損傷する等して，ヒータ内に断線が生じ
たのが原因と考えられる。本発明にかかる緩衝封止材２
１８が設けてある試料１は１ｍ５０ｃｍの高さの落下ま
では異常が発生しなかった。更に試料２は３ｍの高さか
ら落下しても異常が生じなかった。これにより，本発明
にかかる緩衝封止材２１８が落下などの衝撃による素子
割れや折損を防止することができ，緩衝封止材２１８と
して，より粒径が大きく，気孔率の高い粒子を用いるこ
とが，一層有効であることが分かった。
【００４１】また，上記試料１，試料２において，図２
に示すように，絶縁碍子２１にセンサ素子１５が挿入さ
れた状態で，センサ素子１５の基端から荷重を付加した
センサ素子１５が動きだすのかを調査した。なお，荷重
は，図２にかかる矢線Ｆに示すごとく，ガスセンサ素子
１５の基端から付加する。また，試料１や２のガスセン
サにおいて，緩衝封止材２１８を封止材で構成した比較
試料Ｃ２を準備した。
に示すように，絶縁碍子２１にセンサ素子１５が挿入さ
れた状態で，センサ素子１５の基端から荷重を付加した
センサ素子１５が動きだすのかを調査した。なお，荷重
は，図２にかかる矢線Ｆに示すごとく，ガスセンサ素子
１５の基端から付加する。また，試料１や２のガスセン
サにおいて，緩衝封止材２１８を封止材で構成した比較
試料Ｃ２を準備した。
【００４２】その結果，試料１は２００Ｎ以上，試料２
は４００Ｎ以上の荷重をかければ素子が動くが，比較試
料Ｃ２は１５００Ｎ付加してようやく動いた。また，上
記比較試料Ｃ２についても落下試験を行なったところ，
０．５ｍの高さからの落下でヒータの通電が正常に行わ
れない等，素子に異常が発生した。そのため，封止材を
利用した強固な固定では素子損傷の防止効果が得られな
いことが分かった。
は４００Ｎ以上の荷重をかければ素子が動くが，比較試
料Ｃ２は１５００Ｎ付加してようやく動いた。また，上
記比較試料Ｃ２についても落下試験を行なったところ，
０．５ｍの高さからの落下でヒータの通電が正常に行わ
れない等，素子に異常が発生した。そのため，封止材を
利用した強固な固定では素子損傷の防止効果が得られな
いことが分かった。
【００４３】本例にかかる緩衝封止材２１８は柔らかい
ため，外部からの衝撃を十分吸収して，センサ素子１５
に衝撃を伝わりにくくすることができる。また，センサ
素子１５は基端側と先端側との両方で固定されているた
め，衝撃や振動によって振り子のように振れることもな
い。従って，素子振れによる振れの根元（つまり封止材
で固定された部分のすぐ先端側の付近）での応力集中
や，内側面に当たって衝撃が加わることによる素子割れ
や折損を防止できる。
ため，外部からの衝撃を十分吸収して，センサ素子１５
に衝撃を伝わりにくくすることができる。また，センサ
素子１５は基端側と先端側との両方で固定されているた
め，衝撃や振動によって振り子のように振れることもな
い。従って，素子振れによる振れの根元（つまり封止材
で固定された部分のすぐ先端側の付近）での応力集中
や，内側面に当たって衝撃が加わることによる素子割れ
や折損を防止できる。
【００４４】更に本例では，絶縁碍子２１とセンサ素子
１５との基端側を封止材２１９のように緻密で硬い物質
が封止している。本例のようなアルミナよりなる緩衝封
止材２１８では気孔率が大きく，気密封止という機能を
持つことは難しい。図１より明らかであるが，ハウジン
グ１０の内側面と絶縁碍子２１の外側面との間と共に，
センサ素子１５と素子挿通穴２１０との間は，大気側雰
囲気と被測定ガス側雰囲気との境界に当り，封止材２１
９が両者間を確実に気密封止することができる。
１５との基端側を封止材２１９のように緻密で硬い物質
が封止している。本例のようなアルミナよりなる緩衝封
止材２１８では気孔率が大きく，気密封止という機能を
持つことは難しい。図１より明らかであるが，ハウジン
グ１０の内側面と絶縁碍子２１の外側面との間と共に，
センサ素子１５と素子挿通穴２１０との間は，大気側雰
囲気と被測定ガス側雰囲気との境界に当り，封止材２１
９が両者間を確実に気密封止することができる。
【００４５】以上，本例によれば，素子割れや素子の折
損が生じ難いガスセンサを提供することができる。
損が生じ難いガスセンサを提供することができる。
【００４６】なお，本例にかかるガスセンサ１におい
て，素子挿通穴２１０の小径部２１２は径が一定でスト
レート状だったが，図６に示すごとく，小径部２１２の
径を途中で切り替えてより先端側が径大となるよう構成
することもできる。これにより，緩衝封止材２１８が充
填されやすいという効果を得ることができ，その他の効
果は上述と同様である。
て，素子挿通穴２１０の小径部２１２は径が一定でスト
レート状だったが，図６に示すごとく，小径部２１２の
径を途中で切り替えてより先端側が径大となるよう構成
することもできる。これにより，緩衝封止材２１８が充
填されやすいという効果を得ることができ，その他の効
果は上述と同様である。
【００４７】なお，図７に示すごとく，本例にかかるガ
スセンサ１において，素子挿通穴２１０の小径部２１２
に封止材２１９を，大径部２１３に緩衝封止材２１８を
充填することもできる。
スセンサ１において，素子挿通穴２１０の小径部２１２
に封止材２１９を，大径部２１３に緩衝封止材２１８を
充填することもできる。
【００４８】実施形態例２ 実施形態例１に示した試料２にかかるガスセンサを複数
本準備する。ただし，各ガスセンサにおける素子挿通穴
２１０に対する緩衝封止材２１８の充填率が異なる。こ
のような各ガスセンサについて，実施形態例１と同様落
下試験を行なった。そして，落下による異常が生じなか
ったもっとも高い位置を図８に記載した。同図より知れ
るごとく，緩衝封止材２１８の充填率が５０％である場
合，最も落下による衝撃に強くなった。
本準備する。ただし，各ガスセンサにおける素子挿通穴
２１０に対する緩衝封止材２１８の充填率が異なる。こ
のような各ガスセンサについて，実施形態例１と同様落
下試験を行なった。そして，落下による異常が生じなか
ったもっとも高い位置を図８に記載した。同図より知れ
るごとく，緩衝封止材２１８の充填率が５０％である場
合，最も落下による衝撃に強くなった。
【００４９】実施形態例３ 本例は図９に示すごとく，絶縁碍子２１は本体部２８と
素子挿通穴２１０を有する別体部２９とよりなる。上記
別体部２９は本体部２８の先端側にスペーサー２９０を
介して取りつけられ，上記素子挿通穴の小径部２１２
は，上記本体部２８及び別体部２９を貫通するように設
けてある。また，上記緩衝封止材２１８は別体部２９の
側にのみ設けてある。その他，実施形態例１と同様の構
成を有する。
素子挿通穴２１０を有する別体部２９とよりなる。上記
別体部２９は本体部２８の先端側にスペーサー２９０を
介して取りつけられ，上記素子挿通穴の小径部２１２
は，上記本体部２８及び別体部２９を貫通するように設
けてある。また，上記緩衝封止材２１８は別体部２９の
側にのみ設けてある。その他，実施形態例１と同様の構
成を有する。
【００５０】また，本例にかかるガスセンサは，絶縁碍
子２１は本体部２８とこれに対しスペーサー２９０を介
して取りつけられる別体部２９とよりなるため，外部衝
撃を上記スペーサー２９０において吸収することも可能
となり，より一層の外部衝撃に対する強度を高めること
ができる。また，緩衝封止材２１８は別体部２８にのみ
配置されているため，緩衝封止材の充填を容易に行うこ
とができる。その他詳細は実施形態例１と同様である。
子２１は本体部２８とこれに対しスペーサー２９０を介
して取りつけられる別体部２９とよりなるため，外部衝
撃を上記スペーサー２９０において吸収することも可能
となり，より一層の外部衝撃に対する強度を高めること
ができる。また，緩衝封止材２１８は別体部２８にのみ
配置されているため，緩衝封止材の充填を容易に行うこ
とができる。その他詳細は実施形態例１と同様である。
【００５１】実施形態例４ 本例は図１０に示すごとく，素子挿通穴２１０は，符号
２１２が内径が大なる大径部２１２で基端側に設けてあ
り，大径部２１２よりも径細の小径部２１１が基端側に
設けてある。大径部２１２の内側面とガスセンサ素子１
５との間は緩衝封止材２１８が設けてあり，小径部２１
９との間には封止材２１９が設けてある。その他，実施
形態例１と同様の構成を有する。
２１２が内径が大なる大径部２１２で基端側に設けてあ
り，大径部２１２よりも径細の小径部２１１が基端側に
設けてある。大径部２１２の内側面とガスセンサ素子１
５との間は緩衝封止材２１８が設けてあり，小径部２１
９との間には封止材２１９が設けてある。その他，実施
形態例１と同様の構成を有する。
【００５２】また，本例によれば，外部衝撃に対する強
度が高いガスセンサを得ることができる。その他詳細は
実施形態例１と同様である。
度が高いガスセンサを得ることができる。その他詳細は
実施形態例１と同様である。
【００５３】実施形態例５ 本例は図１１に示すごとく，素子挿通穴２１０における
ガスセンサ素子１５が固定される面について説明する。
図１１に示すごとく，ガスセンサ素子１５は断面長方形
の形状を有し，素子挿通穴２１０も該ガスセンサ素子１
５と同様の断面形状を有する。そして，素子挿通穴２１
０とガスセンサ素子１５との間は緩衝封止材や封止材が
設けてあるが（図示略），相対する２面が固定されてい
ればよい。ここに相対する２面とはａ及びａ’，ｂ及び
ｂ’，ｃ及びｃ’，ｄ及びｄ’である。特に長辺となる
ａ及びａ’，ｃ及びｃ’を固定することが望ましい。そ
の他，実施形態例１と同様の構成を有する。
ガスセンサ素子１５が固定される面について説明する。
図１１に示すごとく，ガスセンサ素子１５は断面長方形
の形状を有し，素子挿通穴２１０も該ガスセンサ素子１
５と同様の断面形状を有する。そして，素子挿通穴２１
０とガスセンサ素子１５との間は緩衝封止材や封止材が
設けてあるが（図示略），相対する２面が固定されてい
ればよい。ここに相対する２面とはａ及びａ’，ｂ及び
ｂ’，ｃ及びｃ’，ｄ及びｄ’である。特に長辺となる
ａ及びａ’，ｃ及びｃ’を固定することが望ましい。そ
の他，実施形態例１と同様の構成を有する。
【００５４】また，本例によれば，外部衝撃に対する強
度が高いガスセンサを得ることができる。その他詳細は
実施形態例１と同様である。
度が高いガスセンサを得ることができる。その他詳細は
実施形態例１と同様である。
【００５５】実施形態例６ 本例は図１２（ａ）に示すごとく，素子挿通穴２１０に
おけるガスセンサ素子１５に対し，大径部２１１に封止
材２１９，小径部２１２に緩衝封止材２１８を設けてあ
り，図１２（ｂ）に示すごとく，緩衝封止材２１８は素
子挿通穴２１０からはみ出した状態にあって，先端側端
面２１５から突出している。その他，実施形態例１と同
様の構成を有する。
おけるガスセンサ素子１５に対し，大径部２１１に封止
材２１９，小径部２１２に緩衝封止材２１８を設けてあ
り，図１２（ｂ）に示すごとく，緩衝封止材２１８は素
子挿通穴２１０からはみ出した状態にあって，先端側端
面２１５から突出している。その他，実施形態例１と同
様の構成を有する。
【００５６】また，本例によれば，外部衝撃に対する強
度が高いガスセンサを得ることができる。その他詳細は
実施形態例１と同様である。
度が高いガスセンサを得ることができる。その他詳細は
実施形態例１と同様である。
【図１】実施形態例１における，ガスセンサの断面説明
図。
図。
【図２】実施形態例２における，素子挿通穴に緩衝封止
材が充填された状態を示す説明図。
材が充填された状態を示す説明図。
【図３】実施形態例１における，緩衝封止材が部分的に
充填された状態を示す説明図。
充填された状態を示す説明図。
【図４】実施形態例１における，（ａ）開口端を示す説
明図，（ｂ）注入口を設けた開口端を示す説明図。
明図，（ｂ）注入口を設けた開口端を示す説明図。
【図５】実施形態例１における，試料，比較試料におけ
る落下高さと異常発生の有無との関係を示す線図。
る落下高さと異常発生の有無との関係を示す線図。
【図６】実施形態例１における，素子挿通穴の小径部の
径が途中で切り替えた状態にある説明図。
径が途中で切り替えた状態にある説明図。
【図７】実施形態例１における，緩衝封止材を素子挿通
穴の基端側，封止材を先端側に充填した状態を示す説明
図。
穴の基端側，封止材を先端側に充填した状態を示す説明
図。
【図８】実施形態例２における，緩衝封止材の充填量と
落下高さとの関係を示す線図。
落下高さとの関係を示す線図。
【図９】実施形態例４における，本体部と別体部とより
なる絶縁碍子の説明図。
なる絶縁碍子の説明図。
【図１０】実施形態例３における，基端側が小径部，先
端側が大径部に構成された素子挿通穴を有する状態を示
す説明図。
端側が大径部に構成された素子挿通穴を有する状態を示
す説明図。
【図１１】実施形態例５における，絶縁碍子とガスセン
サ素子の断面形状を示す説明図。
サ素子の断面形状を示す説明図。
【図１２】実施形態例６における，素子挿通穴の先端側
からはみ出すように緩衝封止材を設けてある状態の説明
図。
からはみ出すように緩衝封止材を設けてある状態の説明
図。
【図１３】従来にかかる，センサ素子が挿通された絶縁
碍子の説明図。
碍子の説明図。
１．．．ガスセンサ， １０．．．ハウジング， １２．．．大気側カバー， １３．．．被測定ガス側カバー， １５．．．センサ素子， １５０．．．外側面， ２１．．．絶縁碍子， ２１０．．．素子挿通穴， ２１１．．．大径部， ２１２．．．小径部， ２１３，２１４．．．内側面， ２１８．．．緩衝封止材， ２１９．．．封止材，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G004 BB01 BB04 BC02 BD05 BF18 BF27 BG05 BH02 BH09 BJ03 BL09 BM04 3G084 BA24 DA22
Claims (6)
- 【請求項１】 基端側から先端側まで内部を貫通するよ
う構成された素子挿通穴を持つ筒状の絶縁碍子と上記素
子挿通穴に封止固定されたセンサ素子と，上記絶縁碍子
が挿入配置された筒状のハウジングとよりなり，上記ハ
ウジングの基端側には内部に大気側雰囲気が形成された
大気側カバーが設けてあり，上記ハウジングの先端側に
は内部に被測定ガス側雰囲気が形成される被測定ガス側
カバーを設けてあるガスセンサにおいて，上記素子挿通
穴の一方の内側面と上記センサ素子の外側面との間は封
止材にて封止されると共に，上記素子挿通穴の他方の内
側面と上記センサ素子の外側面との間は強度が５〜１０
００Ｎである緩衝封止材にて封止されていることを特徴
とするガスセンサ。 - 【請求項２】 請求項１において，上記素子挿通穴の一
方の内側面と上記センサ素子の外側面との空間における
緩衝封止材の充填率は１０〜８０％であることを特徴と
するガスセンサ。 - 【請求項３】 請求項１又は２において，上記絶縁碍子
の先端側端面における上記素子挿通穴の開口端には，上
記封止材または上記緩衝封止材を充填するための注入口
を設けることを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
上記素子挿通穴は，一方が内径が大なる大径部で，他方
が大径部よりも径細の小径部よりなることを特徴とする
ガスセンサ。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
上記封止材及び／または上記緩衝封止材は，素子挿通穴
の内側面とセンサ素子の外側面との間において，少なく
とも相対する２面が固定されてなることを特徴とするガ
スセンサ。 - 【請求項６】 基端側から先端側まで内部を貫通するよ
う構成された素子挿通穴を持つ筒状の絶縁碍子と上記素
子挿通穴に封止固定されたセンサ素子と，上記絶縁碍子
が挿入配置された筒状のハウジングとよりなり，上記ハ
ウジングの基端側には内部に大気側雰囲気が形成された
大気側カバーが設けてあり，上記ハウジングの先端側に
は内部に被測定ガス側雰囲気が形成される被測定ガス側
カバーを設けてあるガスセンサにおいて，上記素子挿通
穴の一方の内側面と上記センサ素子の外側面との間は封
止材にて封止されると共に，上記素子挿通穴の他方の内
側面と上記センサ素子の外側面との間は強度が５〜１０
００Ｎである緩衝封止材にて封止され，上記絶縁碍子は
本体部と該本体部の先端側にスペーサーを介して取りつ
けられる別体部とよりなると共に上記本体部及び別体部
を貫通するように上記素子挿通穴は設けてあり，また，
上記緩衝封止材は上記別体部の側にのみ設けてあること
を特徴とするガスセンサ。
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|---|---|---|---|
| JP2001119996A JP4639515B2 (ja) | 2000-06-30 | 2001-04-18 | ガスセンサ |
| US09/885,023 US6813930B2 (en) | 2000-06-30 | 2001-06-21 | Gas sensor |
| DE60115768T DE60115768T2 (de) | 2000-06-30 | 2001-06-27 | Gassensor |
| EP01115486A EP1167958B1 (en) | 2000-06-30 | 2001-06-27 | Gas sensor |
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| JP2000198431 | 2000-06-30 | ||
| JP2000-198431 | 2000-06-30 | ||
| JP2001119996A JP4639515B2 (ja) | 2000-06-30 | 2001-04-18 | ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002082088A true JP2002082088A (ja) | 2002-03-22 |
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ID=26595107
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009125666A1 (ja) * | 2008-04-07 | 2009-10-15 | トヨタ自動車株式会社 | ガスセンサとその製造方法 |
| JP2010048831A (ja) * | 2003-12-24 | 2010-03-04 | Denso Corp | ガスセンサ |
| WO2019234972A1 (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック部材ユニット、及びそれを備えたセンサ |
| JP7399770B2 (ja) | 2020-03-27 | 2023-12-18 | 東レエンジニアリング株式会社 | ガスセンサ |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004030844B4 (de) * | 2003-06-27 | 2012-06-28 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung eines Sensors sowie Sensor |
| DE10337840B4 (de) * | 2003-08-18 | 2013-12-05 | Robert Bosch Gmbh | Messfühler |
| US7565826B2 (en) * | 2006-01-12 | 2009-07-28 | Denso Corporation | Gas sensor |
| JP2007292463A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-08 | Denso Corp | ガスセンサの製造方法 |
| US7637145B2 (en) * | 2006-11-10 | 2009-12-29 | Denso Corporation | Gas sensor for use in detecting concentration of gas |
| JP2008280190A (ja) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Nippon Soken Inc | アルミナ材料の焼成プロファイル調整方法及びそれを用いたセラミック積層体の製造方法 |
| EP3018472B1 (en) * | 2014-10-29 | 2018-09-26 | Siemens Schweiz AG | Cover for a duct sensor |
| DE102015225752A1 (de) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Continental Automotive Gmbh | Sensor zur Anwendung in einem Abgasstrang |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827052A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | 酸素ガスセンサ |
| JPH02115159U (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-14 | ||
| JPH11242013A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-09-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
| JP2000509824A (ja) * | 1997-02-25 | 2000-08-02 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定センサ及び測定センサを製造する方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6163575A (ja) * | 1984-09-03 | 1986-04-01 | 日本特殊陶業株式会社 | 耐落下衝撃性の高い、セラミツク基板 |
| US5739414A (en) | 1996-02-12 | 1998-04-14 | General Motors Corporation | Sensor with glass seal |
| US5817920A (en) | 1997-03-18 | 1998-10-06 | General Motors Corporation | Oxygen sensor with annular support member providing improved mechanical shock resistance |
| JP3691242B2 (ja) | 1998-02-26 | 2005-09-07 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
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-
2001
- 2001-04-18 JP JP2001119996A patent/JP4639515B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-21 US US09/885,023 patent/US6813930B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-27 EP EP01115486A patent/EP1167958B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-27 DE DE60115768T patent/DE60115768T2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827052A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | 酸素ガスセンサ |
| JPH02115159U (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-14 | ||
| JP2000509824A (ja) * | 1997-02-25 | 2000-08-02 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定センサ及び測定センサを製造する方法 |
| JPH11242013A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-09-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010048831A (ja) * | 2003-12-24 | 2010-03-04 | Denso Corp | ガスセンサ |
| JP4706790B2 (ja) * | 2003-12-24 | 2011-06-22 | 株式会社デンソー | ガスセンサ |
| WO2009125666A1 (ja) * | 2008-04-07 | 2009-10-15 | トヨタ自動車株式会社 | ガスセンサとその製造方法 |
| US8460526B2 (en) | 2008-04-07 | 2013-06-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas sensor and process for producing the same |
| WO2019234972A1 (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック部材ユニット、及びそれを備えたセンサ |
| JP2019211413A (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック部材ユニット、及びそれを備えたセンサ |
| CN112272769A (zh) * | 2018-06-08 | 2021-01-26 | 日本特殊陶业株式会社 | 陶瓷构件单元、以及具有该陶瓷构件单元的传感器 |
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