JP2003114210A - ガスセンサ - Google Patents

ガスセンサ

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JP2003114210A
JP2003114210A JP2002164782A JP2002164782A JP2003114210A JP 2003114210 A JP2003114210 A JP 2003114210A JP 2002164782 A JP2002164782 A JP 2002164782A JP 2002164782 A JP2002164782 A JP 2002164782A JP 2003114210 A JP2003114210 A JP 2003114210A
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gas sensor
filling
housing
powder
sensor element
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Motoaki Sato
元昭 佐藤
Kiyomi Kobayashi
清美 小林
Masanobu Yamauchi
政伸 山内
Namiji Fujii
並次 藤井
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジングとガスセンサ素子との間に液体成
分が浸入し難いガスセンサを提供すること。 【解決手段】 ハウジング10と,該ハウジング10内
に挿通配置されたガスセンサ素子2とを有し,上記ハウ
ジング10と上記ガスセンサ素子2との間の少なくとも
一部分は,粉末充填材が充填された充填部14により気
密的に封止され,上記粉末充填材は,充填前は,粒径が
80〜5000μmである粒子が粉末充填材全体重量の
80重量%以上を占めている状態にある。また,上記粉
末充填材は,充填前は,粒径が100〜1000μmで
ある粒子が粉末充填材全体の80重量%以上を占めてい
る状態にあることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は,内燃機関の排気系に設置され,
燃焼制御等に利用され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設置され,エン
ジンの燃焼制御に用いるガスセンサとして次の構成のも
のが知られている。このガスセンサは,筒状のハウジン
グと該ハウジングに挿通配置されるガスセンサ素子と,
上記ハウジングの基端側を覆う大気側カバーと,上記ハ
ウジングの先端側を覆う被測定ガス側カバーとよりな
る。
【0003】ガスセンサ素子の先端は被測定ガス側カバ
ーの内部に収納され,ここにおいて被測定ガスにさらさ
れる。大気側カバーはガスセンサ素子の基端側を覆い,
ガスセンサ素子から引き出される出力端子等が内部に収
納される。
【0004】ガスセンサ素子とハウジングとの間は各種
シール材,絶縁材,パッキン等が配置され,両者間は気
密封止される。この箇所にて上記被測定ガス側カバー内
の被測定ガス側雰囲気と,大気側カバー内の大気側雰囲
気とが分離され,大気側雰囲気への被測定ガスの侵入が
防止される。大気側雰囲気に被測定ガスが入り込んだ場
合,ガス濃度の測定精度が低下するため,ガスセンサ素
子とハウジングとの間の気密性は高ければ高いほどよ
い。
【0005】
【解決しようとする課題】しかしながら,被測定ガス中
に含まれるガソリン等の液体成分が,ガスセンサ素子と
ハウジングとの間に配置された各種シール材,絶縁材,
パッキン等の,内部,境界等に存在する微細な隙間等を
染み透って,液体,もしくは気体の状態で大気側に浸入
することがある。このような液体成分の浸入もガスセン
サ測定精度低下の原因となる。
【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,ハウジングとガスセンサ素子との間に排
気ガス成分,特にガソリン等の液体成分が浸入しがたい
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】そこで我々は鋭意研究した結果,以
下の課題を新たに見出し本発明を導き出した。すなわ
ち,下記に記した特定範囲外の細かい粒子が多い場合に
は,粉末充填材を加圧して充填部を形成したときに,粒
子間に多くの空気を巻き込んでしまうために,形成した
充填部の比重を上げることができない。また,一方上記
特定範囲外の粗い粒子が多い場合には,粗い粒子が充分
に崩れ難いため,充填部を形成する粒子に全体に均一に
荷重がかからないため,部分的に比重が上がらない。こ
のため,充填部の形成により高い成形圧力が必要とな
り,ガスセンサ素子が割れるなどの不具合を生じるおそ
れがある。
【0008】そのため,第1の発明は,ハウジングと,
該ハウジング内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有
し,上記ハウジングと上記ガスセンサ素子との間の少な
くとも一部分は,粉末充填材が充填された充填部により
気密的に封止され,上記粉末充填材は,充填前は,粒径
が80〜5000μmである粒子が粉末充填材全体重量
の80重量%以上を占めている状態にあることを特徴と
するガスセンサ(請求項1)である。
【0009】第1の発明におけるガスセンサは,上述し
た特定範囲内にある比較的大径な粒子からなる粉末充填
材によってガスセンサ素子とハウジングとの間に充填部
が形成される。比較的大径な粒子よりなる粉末充填材は
個々の粒子内部に空気が殆ど含まれていないため,加圧
により粒子を崩して充填部としたときに,充填部に含ま
れる空気を少なくすることができ,充填時に容易に比重
を高めることができる。
【0010】また,極端に大きな粒子もないために,充
填部の形成に高い成形圧力を必要としない。よって,緻
密で高密度で比重の高い充填部を容易に得ることがで
き,高いシール性を得ることができる。さらに,充填部
が緻密化され,高密度となり比重を重くすることで,充
填部中の粉末充填材間の間隙が減少する。よって,毛管
現象による液体成分の浸入も生じ難い。
【0011】第2の発明は,ハウジングと,該ハウジン
グ内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハ
ウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部
分は,粉末充填材が充填された充填部により気密的に封
止され,上記粉末充填材は,充填前に分級により,細か
い粒子を取り除いたことを特徴とするガスセンサ(請求
項4)である。
【0012】第2の発明におけるガスセンサは,充填前
に極端に細かい粒子を分級により取り除いた粉末充填材
からなる充填部を備える。充填部は粉末充填材が崩れな
がら充填されることにより形成されるが,この際に粒子
同士の接触面とわずかな粒子間に形成される隙間が,あ
る程度大きい粉末充填材を用いると,充填部の被測定ガ
ス側から基端側に至る隙間が直線的にならずに,隙間の
殆どない迷路構造となり,排気ガス成分やガソリン成分
が被測定ガス側から基端側に浸透する経路を長くするこ
とができる。しかし,極端に細かい粒子が含まれると,
粒子同士の接触面に微粒子が存在し,粒子間の密着性を
低下させてガソリン等の液体成分を透過しやすくさせる
おそれがある。
【0013】また,粒子間に細かい粒子による充填部が
局部的に形成されたりするため,上記浸透経路が部分的
に,実質,短くなったり,略直線的になったりすること
により,迷路構造が部分的に形成されないことで,充填
部全体の経路長が短くなる。従って,極端に細かい粒子
を分級により取り除くことにより,ガスセンサにおい
て,排気ガス成分やガソリン等の液体成分が付着した場
合でも,充填部の先端側(被測定ガス側,図1参照)か
ら基端側に浸透するのを防止することができる。よって
液体成分が浸透しにくい充填部を容易に得ることがで
き,高いシール性を得ることができる。従って,第2の
発明によれば,液体成分が浸透しがたく,高いシール性
を備えた充填部を有するガスセンサを得ることができ
る。
【0014】第3の発明は,ハウジングと,該ハウジン
グ内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハ
ウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部
分は,粉末充填材が充填された充填部により気密的に封
止され,上記粉末充填材は,充填前に分級により,粗い
粒子を取り除いたことを特徴とするガスセンサ(請求項
8)である。
【0015】第3の発明におけるガスセンサは,分級し
て,極端に大径な粒子を取り除かれた粉末充填材を充填
した充填部を備える。充填部は粉末充填材の粒子を加圧
し,崩しながら形成するため,極端に粗い粒子が存在す
る場合,粗い粒子が充分に崩れ難いために,充填部を形
成する粒子全体に均一な荷重がかからなくなり,部分的
に比重が低い充填部が形成される。従って,迷路構造の
わずかな隙間をガソリン等の液体成分が浸透する。
【0016】例えば,高いシール性を得るためには,極
端に大きい粒子を崩すために,より大きな荷重をかける
必要があり,ガスセンサ素子に割れや欠け,クラックが
生じたり,他の部材の劣化や損傷を生じるおそれがあ
る。よって,第3の発明によれば,液体成分が浸透し難
く,高いシール性を備えた充填部を有するガスセンサを
得ることができる。
【0017】第4の発明は,ハウジングと,該ハウジン
グ内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハ
ウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部
分は,充填補助材を添加してなる粉末充填材が充填され
た充填部により気密的に封止されていることを特徴とす
るガスセンサ(請求項14)である。
【0018】第4の発明におけるガスセンサの充填部
は,該充填部を構成する粉末充填材に対し充填補助材が
添加されている。このため,充填部中の粉末充填材間の
間隙や,粒子同士の接触面を充填補助材が埋めることが
でき,充填部の一層の高密度化,粒子同士の密着性が向
上し,高いシール性を得ることができる。さらに,充填
部中の粉末充填材間の間隙が充填補助材により埋められ
るため,毛管現象による液体成分の浸入を生じ難い。
【0019】第5の発明は,ハウジングと,該ハウジン
グ内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハ
ウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部
分は,粉末充填材が充填された充填部により気密的に封
止され,上記ガスセンサ素子の表面には,凹凸層,電極
保護層のいずれか1種以上が形成されており,上記凹凸
層及び上記電極保護層の基端側の端部が,上記充填部の
基端側の端部と同じか,または上記充填部の基端側の端
部より先端側にあることを特徴とするガスセンサ(請求
項21)である。
【0020】第5の発明におけるガスセンサにおいて,
ガスセンサ素子の表面に凹凸層や電極保護層が形成され
ている。上記凹凸層の表面は凹凸があり,充填部をガス
センサ素子とハウジングとの間に形成する際,上記粉末
充填材が凹凸層の表面にある凹凸を完全に埋めることが
できず,充填部と凹凸層との間に隙間や迷路構造が形成
されることがある。また,凹凸層そのものが隙間を有す
る場合があり,凹凸層に存在する隙間を経由する毛管現
象によって,液体成分が侵入することがある。
【0021】上記電極保護層も上記凹凸層と同様に,表
面は凹凸があり,充填部をガスセンサ素子とハウジング
との間に形成する際,上記粉末充填材が電極保護層の表
面にある凹凸を完全に埋めることができず,充填部と電
極保護層との間に隙間や迷路構造が形成されることがあ
る。また,電極保護層は後述するごとく検出しようとす
る特定ガスや被測定ガスを電極まで充分に拡散させる性
能が必要であるため,電極保護層は隙間や微孔を数多く
有する多孔質で構成されることが多い。よって,電極保
護層の隙間や微孔を経由する毛管現象によって,液体成
分が侵入することがある。
【0022】第5の発明では,ガスセンサ素子と充填部
との間に隙間を形成したり,隙間や微孔を有する凹凸
層,電極保護層の基端側の端部が,充填部の基端側の端
部よりも先端側にある。このため,ガスセンサ素子表面
の凹凸層や電極保護層と充填部との間を経由して浸入し
た液体成分を,充填部と凹凸層,電極保護層とが接して
いない箇所で絶つことができる。よって,第5の発明に
かかるガスセンサでは高いシール性を得ることができ
る。
【0023】第6の発明は,ハウジングと,該ハウジン
グ内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハ
ウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部
分は,粉末充填材が充填された充填部により気密的に封
止され,上記粉末充填材は,充填前に分級により,細か
い粒子及び粗い粒子を取り除いたことを特徴とするガス
センサ(請求項24)である。
【0024】第6の発明におけるガスセンサは,分級に
より極端に細かい粒子と極端に粗い粒子を取り除くこと
によって,充填部を形成するときにかける荷重を,粉末
充填材粒子全体に均一にかけることができるため,粉末
充填材粒子が均一に崩れて,その粒子間を埋めることが
できる。さらに,充填部全体を通じて隙間の殆どない迷
路構造が均一に形成されるために,被測定ガス側から基
端側に至る充填部の浸透経路が長くなるために,低い荷
重で充分な迷路構造を得ることができる。また,低い荷
重で充填部を形成できる故に,ガスセンサ素子に割れや
欠け,クラックが生じたり他の部材の損傷を生じるおそ
れがない。よって,第6の発明によれば,液体成分が浸
透し難く,高いシール性を備えた充填部を有するガスセ
ンサを得ることができる。
【0025】第7の発明は,ハウジングと,該ハウジン
グ内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハ
ウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部
分は,充填補助材を添加してなる粉末充填材が充填され
た充填部により気密的に封止され,上記粉末充填材は,
充填前は,粒径が80〜5000μmである粒子が粉末
充填材全体重量の80重量%以上を占めている状態にあ
ることを特徴とするガスセンサ(請求項25)である。
【0026】第8の発明は,ハウジングと,該ハウジン
グ内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハ
ウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部
分は,粉末充填材が充填された充填部により気密的に封
止され,上記粉末充填材は,充填前は,粒径が80〜5
000μmである粒子が粉末充填材全体重量の80重量
%以上を占めている状態にあり,上記ガスセンサ素子の
表面には,凹凸層,電極保護層のいずれか1種以上が形
成されており,上記凹凸層及び上記電極保護層の基端側
の端部が,上記充填部の基端側の端部と同じか,または
上記充填部の基端側の端部より先端側にあることを特徴
とするガスセンサ(請求項26)である。
【0027】第9の発明は,ハウジングと,該ハウジン
グ内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハ
ウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部
分は,充填補助材を添加してなる粉末充填材が充填され
た充填部により気密的に封止され,上記ガスセンサ素子
の表面には,凹凸層,電極保護層のいずれか1種以上が
形成されており,上記凹凸層及び上記電極保護層の基端
側の端部が,上記充填部の基端側の端部と同じか,また
は上記充填部の基端側の端部より先端側にあることを特
徴とするガスセンサ(請求項27)である。
【0028】第10の発明は,ハウジングと,該ハウジ
ング内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記
ハウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一
部分は,充填補助材を添加してなる粉末充填材が充填さ
れた充填部により気密的に封止され,上記粉末充填材
は,充填前は,粒径が80〜5000μmである粒子が
粉末充填材全体重量の80重量%以上を占めている状態
にあり,上記ガスセンサ素子の表面には,凹凸層,電極
保護層のいずれか1種以上が形成されており,上記凹凸
層及び上記電極保護層の基端側の端部が,上記充填部の
基端側の端部と同じか,または上記充填部の基端側の端
部より先端側にあることを特徴とするガスセンサ(請求
項28)である。
【0029】第11の発明は,ハウジングと,該ハウジ
ング内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記
ハウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一
部分は,充填補助材を添加してなる粉末充填材が充填さ
れた充填部により気密的に封止され,上記粉末充填材
は,充填前に分級により,細かい粒子及び粗い粒子を取
り除いてあることを特徴とするガスセンサである(請求
項29)。
【0030】第12の発明は,ハウジングと,該ハウジ
ング内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記
ハウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一
部分は,粉末充填材が充填された充填部により気密的に
封止され,上記粉末充填材は,充填前に分級により,細
かい粒子及び粗い粒子を取り除き,上記ガスセンサ素子
の表面には,凹凸層,電極保護層のいずれか1種以上が
形成されており,上記凹凸層及び上記電極保護層の基端
側の端部が,上記充填部の基端側の端部と同じか,また
は上記充填部の基端側の端部より先端側にあることを特
徴とするガスセンサである(請求項30)。
【0031】第13の発明は,ハウジングと,該ハウジ
ング内に挿通配置されたガスセンサ素子とを有し,上記
ハウジングと上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一
部分は,充填補助材を添加してなる粉末充填材が充填さ
れた充填部により気密的に封止され,上記粉末充填材
は,充填前に分級により,細かい粒子及び粗い粒子を取
り除き,上記ガスセンサ素子の表面には,凹凸層,電極
保護層のいずれか1種以上が形成されており,上記凹凸
層及び上記電極保護層の基端側の端部が,上記充填部の
基端側の端部と同じか,または上記充填部の基端側の端
部より先端側にあることを特徴とするガスセンサである
(請求項31)。
【0032】第7〜第13の発明は,上述した範囲にか
かる大径な粒子よりなる粉末充填材から充填部が構成さ
れ(第7,第8,第10の発明),粉末充填材に充填補
助材が添加され(第7,第9,第10,第11,第13
の発明),凹凸層,電極保護層の基端側の端部が,充填
部の基端側の端部よりも先端側にある(第8〜第10,
第12,第13の発明),極端に細かい粒子,粗い粒子
を分級により取り除く(第11〜第13の発明)といっ
た特徴を持ち,上述の作用効果から,ハウジングとガス
センサ素子との間に排気ガス成分,特にガソリン等の液
体成分が浸入しがたいガスセンサを提供することができ
る。
【0033】
【発明の実施の形態】上記第1の発明(請求項1)にお
いて,80〜5000μmの範囲内にある粒径の粒子が
粉末充填材全体の80重量%未満である場合は,粉末充
填材を構成する粒子の粒径が細かすぎて,粉末充填材に
含まれる空気の量が多く,充填の際に密度を高くするこ
とが難しく,高い気密性を持つ充填部が得がたくなるお
それがある。また,さらに好ましい粉末充填材は,より
多くの粒子が80〜5000μmの範囲内に存在するこ
とで,もっとも好ましいのは全ての粒子が上記範囲内に
ある粉末充填材である。
【0034】また,上記粉末充填材において,粒径が8
0μm未満である粉末が多い場合には,粉末充填材を成
形して充填部とする時に充填部の中に残留する空気の量
が多くなり,充填部の比重が上がらないために充填部の
シール性を確保できない,という問題が生じるおそれが
ある。
【0035】また,上記粉末充填材において,加圧充填
して充填部を形成するときに比較的粗い粒子の隙間を粉
末充填材粒子の一部が崩れながら充填する。上記粉末充
填材の粒径が5000μm越える粉末が多い場合は,充
填部の形成により高い圧力が必要となり,ガスセンサ素
子が割れたり,他の部材(例えば実施例1の形態のガス
センサでは絶縁碍子等が損傷する)の損傷や劣化等が発
生するおそれがある。
【0036】また,第2,第3の発明にかかるガスセン
サにかかる分級方法としては,乾式篩分級,湿式篩分
級,気流を用いた重力式乾式分級,遠心式乾式分級,回
転式乾式分級,液体を用いた沈降式湿式分級,機械的湿
式分級,遠心式湿式分級等を利用することができる。
【0037】また,第1〜第13の発明の各ガスセンサ
におけるガスセンサ素子について説明する。ガスセンサ
素子は固体電解質体とこれに設けた一対の電極よりな
る。電極の一方が測定すべき特定ガスを含む被測定ガス
側雰囲気に接し,他方が基準ガスとなる大気側雰囲気に
接するよう上記ガスセンサ素子は構成されている。ガス
センサ内部には被測定ガス側雰囲気と大気側雰囲気とが
存在し,上記充填部が大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲
気とを分離する。
【0038】第1〜第13の発明の各ガスセンサにおけ
るガスセンサ素子としては,コップ型の固体電解質体の
外側面及び内側面に一対の電極を設けた構成の素子を用
いることができる。また,板状の固体電解質体に電極を
設け,該固体電解質板と絶縁板等とを適宜積層して構成
した素子を用いることもできる。
【0039】なお,上記充填部のみでハウジングとガス
センサ素子との間が気密的に封止される構成もあるが,
ガラスシール材等,他のシール材と上記充填部とを併用
して,ハウジングとガスセンサ素子との間のシール性を
より高く確保する構造を採用することもある。また,言
うまでもないが,他の形状のガスセンサ,例えば積層型
のガスセンサ素子にも適用することができ,同様の効果
を得ることができる。
【0040】また,上記ガスセンサ素子としては,被測
定ガス中の酸素濃度を測定する素子,またガスセンサを
自動車エンジンの排気系に設置する際には,空燃比等を
測定する素子,被測定ガス中のNOx,CO,HC等を
測定する素子等を用いることができる。
【0041】また,第1の発明において,上記粉末充填
材は,充填前は,粒径が100〜1000μmである粒
子が粉末充填材全体の80重量%以上を占めている状態
にあることが好ましい(請求項2)。このような粉末充
填材を用いることで,充填部の比重がより高くなり,高
いシール性を持つ充填部を得ることができる。
【0042】上記粉末充填材において,粒径が100μ
未満である粒子が多い場合は,充填部の中に残留する空
気の量が多くなり,充填部の比重が少し上がり難くなる
ために,充填部に高いシール性を十分に確保できないお
それがある。
【0043】また,粒径が1000μmを越える粒子が
多い場合,粒子が大きいために,充填部の充填状態にバ
ラツキを生じやすく,粉末充填材に対する充填時の荷重
の付与が充分に行うことが難しくなり,充填部のシール
性が若干損なわれるおそれがある。
【0044】また,第1の発明において,上記粉末充填
材は,充填前は,粒径が125〜710μmである粒子
が粉末充填材全体の80重量%以上を占めている状態に
あることが好ましい(請求項3)。これにより,比較的
大径な粉末充填材を用いることで,粉末充填材粒子の中
に残留する空気の量を殆どなくすことができ,また粉末
充填材に荷重をかけて充填部を形成するときに充填部に
巻き込まれる空気の量も殆どなくすことができる。
【0045】さらに粒径710μmより大という極端に
粗い粒子も少なくすることで,充填部を形成する時の荷
重を,粉末充填粒子全体に均一にかけることができるた
め,充填部の成形比重を均一に高くすることができ,高
いシール性を安定的に得ることができる。さらに,荷重
が粉末充填材に均一にかかるが故に,比較的低い荷重で
充填部の比重を高くすることができる。
【0046】また,第2の発明において,上記粉末充填
材は,充填前に分級により,粒径が80μm未満である
粒子が粉末充填材全体の10重量%以下を占めるまで細
かい粒子を取り除いたことが好ましい(請求項5)。こ
れにより,極端に細かい粒子が少なくなるために充填部
を形成したときに,粒子間の隙間に存在する細かい粒子
が少なくなり充填材の粒子同士の密着性が向上し,また
粒子間に局部的に細かい粒子が充填した部分が少なくな
るため,充填部全体にわたって隙間のほとんどない迷路
構造が形成されるために,排気ガス成分やガソリン等の
液体成分が侵入する浸透経路が長くなり,高いシール性
を得ることができる。
【0047】また,第2の発明において,上記粉末充填
材は,充填前に分級により,粒径が100μm未満であ
る粒子が粉末充填材全体の10重量%以下を占めるまで
細かい粒子を取り除いたことが好ましい(請求項6)。
これにより極端に細かい粒子が極めて少なくなるため
に,充填部を形成したときに,粒子間の隙間に存在する
細かい粒子もさらに少なくなり充填材の粒子同士の密着
性が向上する。また,粒子間に局部的に細かい粒子が充
填した部分が少なくなるため,隙間がさらにほとんどな
い迷路構造が形成されるために,排気ガス成分やガソリ
ンなどの液体成分が浸入する浸透経路がさらに長く,か
つ侵透し難くなり,充填部の高いシール性が確保でき
る。
【0048】また,第2の発明において,上記粉末充填
材は,充填前に分級により,粒径が125μm未満であ
る粒子が粉末充填材全体の10重量%以下を占めるまで
細かい粒子を取り除いたことが好ましい(請求項7)。
これにより,極端に細かい粒子が殆どなくなるために,
充填部を形成したときに,粒子間の隙間に存在する細か
い粒子もほとんどなくなり,充填材粒子同士の密着性が
向上する。
【0049】また,粒子間に局部的に細かい粒子が充填
した部分もほとんどなくなるため,充填部に形成される
隙間のほとんどない迷路構造が充填部全体にわたって形
成されるとともに,比較的粗い粒子が荷重により崩れて
充填するために,粒子同士の接触面がより密に接触する
ために,隙間の量も小さくなる。よって,排気ガス成分
やガソリン等の液体成分が浸入する隙間の,排気側から
大気側に至る経路が長くなり,かつその隙間の量も小さ
くなるため,高いシール性を安定的に得ることができ
る。
【0050】また,第3の発明において,上記粉末充填
材は,充填前に分級により,粒径が5000μm以上で
ある粒子が粉末充填材全体の10重量%以下を占めるま
で粗い粒子を取り除いたことが好ましい(請求項9)。
これにより,充填部を形成する際に粗い粒子を充分に荷
重をかけて粒子間の隙間を埋めるのに高い成形圧力が必
要になるけども,ガスセンサ素子に割れや欠け,クラッ
クが生じたり,他の部材の損傷や劣化等を招くことな
く,粗い粒子によって隙間の殆どない迷路構造が得られ
るために,高いシール性をを得ることができる。よっ
て,液体成分が侵透し難く,高いシール性を備えた充填
部を有するガスセンサを得ることができる。
【0051】また,第3の発明において,上記粉末充填
材は,充填前に分級により,粒径が1000μm以上で
ある粒子が粉末充填材全体の10重量%以下を占めるま
で粗い粒子を取り除いたことが好ましい(請求項1
0)。これにより,充填部を形成する際に,部分的に極
端に粗い粒子が集まった部分が殆ど無くなるため,高い
成形圧力をかけることなく,粗い粒子を崩して,充填材
の粒子間の隙間に充填することができる。故に,充填部
全体にわたって隙間が殆ど無い迷路構造を形成すること
ができるために,高いシール性を得ることができる。
【0052】また,第3の発明において,上記粉末充填
材は,充填前に分級により,粒径が710μm以上であ
る粒子が粉末充填材全体の10重量%以下を占めるまで
粗い粒子を取り除いたことが好ましい(請求項11)。
これにより,充填部を形成する際に,粗い粒子が殆どな
いため,低い荷重で充填部を形成することができ,さら
に充填部を形成したときの粗い粒子と細かい粒子の粒子
径の差が小さくなり,比較的粗い粒子の隙間に入った比
較的細かい粒子にも荷重がかかるため,隙間のほとんど
ない迷路構造を充填部全体にわたって形成することがで
きるために,排気ガス成分やガソリン等の液体成分が浸
入する浸透経路が長くなり,高いシール性を安定的に得
ることができる。
【0053】また,上記ハウジングと上記ガスセンサ素
子との間に形成された充填部の軸方向長さは1.5〜1
5mmであることが好ましい(請求項12)。これによ
り,ハウジングとガスセンサ素子との間に充填性の高い
充填部が得られ,充填部内,ガスセンサ素子と充填部と
の界面,ハウジングと充填部との界面から液体成分が侵
入し難いガスセンサを得ることができる。
【0054】充填部の軸方向長さが1.5mm未満であ
る場合には,充填部の強度が不足し,センサ実使用時の
温度差から充填部に熱ストレスがかかった場合は充填部
へクラック等が入り易くなるおそれがある。この場合,
充填部に液体成分が侵入するおそれがある。
【0055】充填部の軸方向長さが15mmより大きい
場合は,充填部とガスセンサ素子との界面,充填部とハ
ウジングとの界面において摩擦による抵抗が大きくなる
おそれがある。よって,粉末充填材を加圧して充填部を
形成する際に,充填部に均一な荷重をかけることが難し
くなり,比重のバラツキが生じやすくなるおそれがあ
る。この場合,充填部の比重が高くならなかった部分か
ら液体成分の侵入が生じるおそれがある。
【0056】ここに充填部の軸方向の長さとは,後述す
る図2に示すごとく,充填部の先端側の端部と充填部の
基端側の端部との距離で,ガスセンサ素子の軸方向に平
行に沿った長さをさしている。先端側の端部及び基端側
の端部がそれぞれ径方向に不揃いである場合,充填部1
4と凹凸層203が接するガスセンサ素子2の外周部の
うち充填部14の基端側の端部と凹凸層203の基端側
の端部または電極保護層205の基端側の端部との軸方
向の距離がもっとも短くなる外周部の位置における軸方
向長さをそれぞれ採用する。
【0057】また,上記粉末充填材は,タルク,窒化ホ
ウ素のいずれか1種以上を50重量%以上含有すること
が好ましい(請求項13)。上述した材料を用いること
で,充填部の中に鱗片状の粒子が層状に充填した構造が
形成されるために,球状の粒子を充填した場合よりも高
い比重が得られ,排気ガス成分,特にガソリン等の液体
成分が付着し,微細な隙間を染み透って基端側に至る透
過経路が少なくなり,高いシール性を得ることができ
る。
【0058】また充填部−ガスセンサ素子の界面,充填
部−ハウジングの界面においても,同様に上記粒子が層
状に充填するために,充填部の内部と同様の効果が得ら
れる。また,特に,タルク粉は鱗片状の粒子の層状化合
物で,加圧すると層状方向にへき開し,タルクの鱗片状
粒子の層状構造が壊されることなく,さらに粒子が軟ら
かいために,わずかに残る隙間を埋めるように鱗片粒子
が崩れて充填部に充填するために,比重が高くなり,高
いシール性の充填部を得ることができる。
【0059】なお,タルク,窒化ホウ素のいずれか1種
以上が50重量%未満である場合は,鱗片状の粒子が層
状に充填した構造が充填部の中に形成されない部分が多
く生じ,部分的にガソリン等の液体成分が染み透る微細
な隙間が残り高いシール性が得られないおそれがある。
【0060】第4の発明にかかるガスセンサにおいて,
粉末充填材は充填補助材が添加されると共に他の材料を
添加することもある(請求項14)。例えば少量のアル
ミナ粉末を添加して,粉末充填材の粒子同士が形成する
隙間にアルミナ粉末等が入ることでガソリン等の液体成
分が染み透る隙間を減らすことができる。その他,スピ
ネル,ジルコニア,チタニア,シリカ等を添加すること
がある。
【0061】また,第4の発明において,上記充填補助
材は,室温(20℃)において液状である無機化合物水
溶液からなることが好ましい(請求項15)。これによ
り,上記充填部を形成する際に,粉末充填材粉末同士が
形成する隙間がわずかの隙間であっても,充填補助材は
液状であるため効率的に充填され,充填部のより一層の
高密度化を実現して,高いシール性を得ることができ
る。
【0062】また,第4の発明において,上記無機化合
物水溶液は,第1リン酸アルミニウム水溶液,ケイ酸ソ
ーダ水溶液,ケイ酸カリウム水溶液のいずれか1種以上
よりなることが好ましい(請求項16)。これにより,
加圧時に粉末充填材の隙間に液状の化合物が入り込み,
充填部の密度をさらに高めて,高密度な充填部を得るこ
とができる。また,上記充填補助材は第1リン酸アルミ
ニウム水溶液を少なくとも含むことがより好ましい。こ
れにより,水分が粉末充填材に吸収されても,第一リン
酸アルミニウム自体が液体であるために,液状の状態が
維持され,粉末充填材の隙間に入り込むことができる。
【0063】また,第4の発明において,上記充填補助
材は,室温(20℃)において液状である無機化合物水
溶液からなる場合,上記粉末充填材100重量部に対す
る上記充填補助材の添加量は0.1〜10重量部である
ことが好ましい(請求項17)。これにより,高密度の
充填部を得ることができる。また,充填補助材が0.1
重量部未満である場合は,粉末充填材の隙間を充分に埋
めるだけの量に達しないため,高密度の充填部が得がた
くなるおそれがある。一方,10重量部を越えると,充
填補助材の量が過剰になるため,粉末充填材の充填性を
阻害して充填部の比重が上がらなくなって,かえって充
填部のシール性が低下するおそれがある。
【0064】また,第4の発明において,上記充填補助
材は,温度600℃以下の環境で液状の無機化合物から
なることが好ましい(請求項18)。これにより,粉末
充填材の粒子間の隙間に充填補助材が導入されて,ハウ
ジングとガスセンサ素子との間に充填部を形成中,もし
くは形成後に,充填補助材を液状化させることで,粉末
充填材の粒子間の隙間を充填補助材によって埋めること
ができて,充填部の高いシール性を得ることができる。
【0065】また,第4の発明において,上記無機化合
物は,水酸化バリウム,ホウケイ酸塩ガラス,アルミノ
ケイ酸塩ガラス,ソーダ石灰ケイ酸塩ガラス,鉛ケイ酸
塩ガラス,低融点ホウ酸塩ガラス,石灰アルミノ系ガラ
ス,アルミン酸塩ガラスのいずれか1種以上よりなるこ
とが好ましい(請求項19)。これらの物質は比較的低
温で液化させることが可能である。従って,充填部を加
熱し,充填補助材を液化させて,粉末充填材の粒子間の
隙間を埋める際の加熱が,ハウジング,ガスセンサ素子
等のガスセンサを構成する部品の耐熱性を越えることが
ない。これにより,充填部中の排気ガス成分,特に排気
ガス中に含まれるガソリン等の液体成分がしみ通る,透
過経路を閉塞させることができ,充填部の高いシール性
を得ることができる。
【0066】また,第4の発明において,上記充填補助
材が温度600℃以下の環境で液状の無機化合物からな
る場合,上記粉末充填材100重量部に対する上記充填
補助材の添加量は0.5〜30重量部であることが好ま
しい(請求項20)。これにより,高密度の充填部を得
ることができる。充填補助材の量が0.5重量部未満で
ある場合は,粉末充填材の隙間を閉塞するだけの量に達
しないため,排気ガス成分,特に排気ガス中に含まれる
ガソリン等の液体成分がしみ通る透過経路を充分に閉塞
させることができないおそれがある。充填補助材の量が
30重量部より多い場合は,充填部を形成する際に,充
填補助材が粉末充填材の隙間に過剰に入るために,粉末
充填材の充填性を大幅に阻害し,隙間が多くなるおそれ
がある。そのため,充填補助材を液状化させても充填部
を充分に閉塞させることができなくなり,優れたシール
性を得ることができなくなるおそれがある。
【0067】第5の発明にかかるガスセンサは,上記ガ
スセンサ素子の表面には,凹凸層,電極保護層のいずれ
か1種以上が形成されている。凹凸層はガスセンサ素子
を構成する固体電解質体の表面に,電極保護層は固体電
解質体表面に設けた電極を覆うように設ける。凹凸層は
電極と電極保護層との密着性を高めるために設けてあ
り,電極保護層は被測定ガス中の被毒物質等から電極を
保護するために設けてある。なお,電極保護層を通じて
電極が被測定ガスと触れ合うために,電極保護層は多孔
質材料で構成する必要がある。さらに,ガスセンサ素子
に対し凹凸層のみ,電極保護層のみを設けることもでき
るし,両方を設けることもできる。
【0068】また,第5の発明において,上記凹凸層の
基端側の端部,上記電極保護層の基端側の端部いずれか
が,上記充填部の基端側の端部より0.5mm以上先端
側にあることが好ましい(請求項22)。凹凸層や電極
保護層の端部が上記要件を満たすことで,排気ガス成
分,特に排気ガス成分中に含まれるガソリン等の液体成
分が短時間で浸透する透過経路が寸断されるために,充
填部のシール性が向上する。仮に0.5mm未満である
場合は,液体成分が透過するのに長時間かかる部分が短
くなるために,充填部のシール性の余裕度が小さくなる
おそれがある。
【0069】また,下限は0mmで,この下限より低い
場合は,凹凸層または電極保護層と充填部との界面から
液体成分が短時間で染み通り,充填部のシール性が確保
できなくなるおそれがある。
【0070】また,第5の発明において,上記凹凸層,
上記電極保護層のいずれかの基端側の端部が,上記充填
部の先端側の端部と同じか,または上記充填部の先端側
の端部より先端部側にあることが好ましい(請求項2
3)。これにより,排気ガス成分,特に排気ガス成分中
に含まれるガソリン等の液体成分が短時間で浸透する透
過経路が充填部とガスセンサ素子の界面から無くなるた
めに,充填部のシール性が大幅に向上する。
【0071】なお,その他,第6〜第13の発明にかか
るガスセンサの詳細も上述と同様である。
【0072】
【実施例1】以下に,図面を用いて本発明の実施例につ
いて説明する。 (実施例1)本例のガスセンサ1は,図1,図2に示す
ごとく,ハウジング10と,該ハウジング10内に挿通
配置されたガスセンサ素子2とを有し,上記ハウジング
10と上記ガスセンサ素子2との間は粉末充填材が充填
された充填部14により気密的に封止される。上記粉末
充填材は,充填前は,粒径が80〜1000μmである
粒子が全体重量の80重量%以上を占めている状態にあ
る。
【0073】以下,詳細に説明する。本例のガスセンサ
は,自動車エンジンの排気系に設置され,エンジンの燃
焼制御に利用される空燃比センサである。図1に示すご
とく,金属製,筒状のハウジング10に対しガスセンサ
素子2が挿通配置され,上記ハウジング10の先端側は
被測定ガス側カバー11が,基端側には大気側カバー1
2が設けてある。上記被測定ガス側カバー11は内側カ
バー111と外側カバー112よりなる二重構造で,双
方に被測定ガス導入用の導入穴119が設けてある。こ
の導入穴119を通じて外部から被測定ガスが被測定ガ
ス側カバー11内に入り,カバー内に被測定ガス側雰囲
気110を形成する。
【0074】上記大気側カバー12の基端側には,撥水
フィルタ122を介して外側カバー121を設け,大気
側カバー12及び外側カバー121における撥水フィル
タ122と対面する箇所に大気の導入穴129を設け
る。この導入穴129を通じて外部から大気が大気側カ
バー12内に入り,大気側雰囲気120を形成する。
【0075】上記ガスセンサ素子2は,コップ型の固体
電解質体20と該固体電解質体20の外側面及び内側面
に設けた一対の外側電極及び内側電極よりなる(図示
略)。固体電解質体20の内部は大気室200が設けて
あり,該大気室200は上記大気側雰囲気120と通じ
ている。固体電解質体20の表面は凹凸層203(図2
参照)である。また,固体電解質体20に設けた外側電
極(図示略)を覆うように,拡散抵抗層,電極保護層2
05等が設けてある。
【0076】ガスセンサ素子2の固体電解質体20の外
側面には,径方向外方に突出した凸部201が設けてあ
り,ハウジング10の内側面から径方向内側に突出した
受部101に対し,上記凸部201が支持される。上記
凸部201の先端側と受部101との間は金属パッキン
13が配置される。上記凸部201の基端側には充填補
助材を含む粉末充填材からなる充填部14と絶縁碍子1
5とが配置され,絶縁碍子15の基端側の端面が,かし
め用の金属リング161を介して,ハウジング10の基
端側の端部102によってかしめられる。
【0077】また,上記大気側カバー12の内部にはガ
スセンサ素子2から引き出された端子211をガスセン
サ外部に引き出されたリード線213に接続する接続金
具212が配置される。また,符号221は大気側絶縁
碍子,222は弾性絶縁部材,29はヒータである。
【0078】上記粉末充填材はタルクよりなる。ここに
タルクとは粘土鉱物の一種で,Mg3Si410(OH)
2を主成分とする天然材料で,粒径が80〜1000μ
mである粉末が全体重量の80重量%以上を占めている
状態にある。
【0079】本例にかかる充填部14は次の要領で製造
する。すなわち,充填部14は,ハウジング10に金属
パッキン13,ガスセンサ素子2をいれて,タルクから
なる粉末充填材を,事前にリング形状んい予備成形した
後に,ハウジング10内に供給し,荷重をかけて固定し
た後,絶縁碍子15,かしめ用金属リング161を入れ
て,ハウジング10の基端側の端部102によってかし
められる。
【0080】なお,タルクの粉末については生産性を向
上するため,事前にリング形状に成形した後ハウジング
に導入することもできる。この場合のリング形状の予備
成形については,タルクに保形性を持たせるために,必
要に応じて適量の水を加えて加湿し,リング状の金型に
上記タルク粉末を供給する。そして,プレス成形機等を
用いてリング状に成形する。加湿した水分については,
リング状に予備成形した後,もしくはハウジング10に
組付けた後に必要に応じて乾燥させる。また,ハウジン
グ10内へのタルクの供給は,タルクを粉末状のまま,
直接ハウジング10内に供給することもできる。
【0081】また,上記粉末充填材であるタルクに対し
充填補助材である第一リン酸アルミニウムとの混合は次
のように行う。タルクを秤量し,転化する充填補助材を
秤量し,タルクに対し充填補助材を転化する。ついで,
回転式混合機などでタルク粒子を殆ど崩すことなく均一
に混合した後,上記の要領で充填部14を製造する。
【0082】図2に示すごとく,本例のガスセンサ素子
2の固体電解質体20の表面は凹凸層203が,図示を
略したガスセンサ素子2の先端側から基端側に向かう途
中まで形成されている。また,上記凹凸層203を覆う
ように外側電極(図示略)が設けてある。
【0083】また,充填部14の軸方向長さL,凹凸層
203の軸方向長さMは次に示すように規定される。充
填部14と凹凸層203が接するガスセンサ素子2の外
周部のうち,充填部14の基端側の端部と凹凸層の基端
側の端部の距離がもっとも短くなる部分における,充填
部14の先端側の端部から凹凸層203の基端側の端部
までの長さMとする。本例のガスセンサ1は,軸方向長
さLが3.5ミリ,軸方向長さMが2.5ミリである。
【0084】次に,本例にかかるガスセンサの作用効果
について説明する。本例のガスセンサ1は,上述した特
定範囲内にある比較的大径な粒子からなる粉末充填材に
よってガスセンサ素子2とハウジング10との間に充填
部14が形成される。大径な粒子よりなる粉末充填材は
内部に空気があまり含まれていないため,単なる加圧の
みの充填時で容易に比重を高めることができる。よっ
て,緻密で高密度で比重の高い充填部14を容易に得る
ことができ,高いシール性を有する充填部14を得るこ
とができる。さらに,充填部14が緻密化され,高密度
となり,比重があがることで,充填部14中の粉末充填
材間の間隙が減少する。よって,毛管現象による液体成
分の浸入も生じ難い。よって,ハウジング10とガスセ
ンサ素子2との間に液体成分が浸入し難い,気密性に優
れたガスセンサ1を提供することができる。
【0085】また,本例のガスセンサ1は,自動車内燃
機関の排気系に設置して,燃焼制御に使用する。この場
合,被測定ガス中にはガソリンが含まれている。本例の
ガスセンサ1は緻密な充填部を持っているため,被測定
ガス中のガソリンが充填部14を通じて大気側雰囲気1
20に漏れることが防止できる。
【0086】また,粉末充填材はタルクよりなり,該タ
ルクの粉末は鱗片状の粒子の層状化合物で,加圧すると
層状方向にへき開し,概ねタルクの鱗片状粒子の層状構
造が壊されることなく,さらに粒子が軟らかいためにわ
ずかにそこに残る隙間を埋めるように,鱗片状粒子が崩
れて充填部に充填されるために比重が高くなり,高いシ
ール性を得ることができる。
【0087】さらに,充填部14には,充填補助材を添
加することができる。充填補助材を添加することによ
り,粉末充填材における粒子間を充填補助材が埋めるた
め,充填部14の更なる高密度化が容易に実現できる。
例えば,充填補助材は第一リン酸アルミニウムよりな
り,結晶水を含んだ液状の化合物である。したがって,
加圧の際に第一リン酸アルミニウムが粉末充填材の隙間
に入り込んで,充填材粒子間の隙間や粒子同士の接触面
を充填補助材が埋めることができる。従って,隙間が少
なくなり,高密度の充填部14を得ることができる。
【0088】なお,タルクと充填補助材との混合は次の
ように行う。タルク及び充填補助材を秤量し,タルクに
対して充填補助材を添加する。ついで,均一に混合する
ために適量の水を添加し,回転式混合機等でタルク粒子
をほとんど崩すことなく均一に混合した後,上記の要領
でリング状に予備成形し,充填部14を製造する。また
は,均一に混合しやすくするため,充填補助材に水を添
加して,タルク粉末に霧状に噴きつけながら,回転式混
合機等で混合することもできる。このように混合する
と,短時間でタルクと充填補助材を混合することがで
き,タルク粒子をほとんど崩すことなく,均一に混合す
ることができる。
【0089】(実施例2)本例は,実施例1において示
したガスセンサの充填部におけるシール性についての測
定を説明する。まず,ガスセンサのシール性能の測定手
順について,以下に説明する。図3(a)に示すごと
く,ガスセンサ1を基端側を下に向けて,セットする。
次いで,被測定ガス側カバーの外側面を被覆するように
シールテープ41を巻く。図3(b)に示すごとく,被
測定ガス側カバーの内部に注入器42を用いて,ガソリ
ンを0.5cc注入し,一定時間放置する。そしてシー
ルテープ41をはずし,残っているガソリンを捨てる。
【0090】図3(c)に示すごとく,キャップをはず
して,ガスセンサ1の先端側を下に向ける。そして,被
測定ガス側カバー内に残留したガソリンを廃棄する。こ
の状態でガスセンサ1内部のヒータに13.5Vで通電
しつつ,ガスセンサ1の出力を2時間モニタした。モニ
タ結果を図4に示す。図4に示すごとく,センサ出力は
当初はほぼ一定であるが,ある時から出力低下が発生
し,しばらく出力の低い状態が継続した後,再びもとの
出力に戻る。
【0091】センサ出力が同図に示すごとくzボルト低
下した点を符号xとして,この状態に至った時刻をyと
する。以降の各実施例にかかる試料の評価では,出力の
低下が0.05Vのガスセンサは◎,0.05〜0.1
Vは○,0.1V以上は×と評価する。ガスセンサ出力
の低下が少ない程,充填部のガソリンシール性が高く,
優れたガスセンサとなる。反対にガスセンサ出力の低下
が大きいほど,充填部のガソリンシール性が低く,性能
に劣っている。
【0092】本例の測定では試料1〜25として実施例
1に記載した構造のガスセンサを準備する。試料となる
各ガスセンサの充填部を構成するに用いた粉末充填材の
粒径の分布を表1及び表2に示す。また,一部の粉末充
填材については,P1〜P11の符号を付した(粒度分
布種類の欄を参照,実施例3以降で使用する)。なお,
粒度の測定は,篩粒度分布計で評価を実施した。なお,
小数点以下についてはデータを四捨五入している。
【0093】P1とP2は粒径が細かすぎて,P10は
粒径が大きすぎて,表1及び表2より明らかであるが,
粒径が80〜5000μmである粒子が粉末充填材全体
重量の80重量%以上を占めるという条件を満たしてい
ない。
【0094】P11は細かい粒子と大きい粒子が混ざっ
た比較的粒度分布の範囲が広い粉末充填材で,粒径が8
0〜5000μmの粒子が全体の80%以上を占めてい
る。試料18〜25はいずれもP6という粉末充填材を
用いたガスセンサであり,試料1〜23はタルクよりな
る粉末充填材,試料24,25はタルクにアルミナを添
加した粉末充填材である。
【0095】以上にかかる試料1〜25について,上述
の要領の測定を行った結果を表2に記載する。表1,表
2より,P1,P2にかかる試料1,試料2は粒径が細
かすぎて,充填部のガソリンシール性が低く,ガスセン
サの出力低下が生じたことがわかった。また,P10に
かかる試料16は,粒径が大きすぎて,ガソリンシール
性が低く,ガスセンサの出力低下が生じたことがわかっ
た。
【0096】以上より,粉末充填材は,充填前は,粒径
が80〜5000μmである粒子が粉末充填材全体重量
の80重量%以上を占めている状態にあることで,優れ
たガスセンサが得られることがわかった。さらに,P4
〜P7(試料4〜試料13)にかかるガスセンサでは,
粉末充填材が充填前は,粒径が100〜1000μmで
ある粒子が粉末充填材全体の80重量%以上を占めてい
る状態にあるため,いずれのガスセンサにおいても,評
価は◎で,充填部が優れたガソリンシール性を発揮して
いることがわかる。
【0097】また,試料18〜試料25はすべて同じ粒
径分布P6を有する粉末充填材からなる充填部を有す
る。試料18は充填部軸方向高さが1mmと短く,評価
としては○であったが,出力の低下が著しかった。試料
19〜22は充填部の軸方向高さを違えた試料である。
いずれも◎という判定を得られた。
【0098】試料23は窒化ホウ素,試料24,25は
タルクにアルミナを加えたものであるが,試料23は◎
であったが,試料24,25はタルクとアルミナより構
成した。試料25はの評価は○であるが,出力がかなり
低下した。これらの点から,充填部の軸方向高さがある
程度高いこと,粉末充填材の材料としての種類等も出力
に影響することがわかった。そして特にタルクや窒化ホ
ウ素を用いることでよりガソリンシール性に優れた充填
部が得られることがわかった。
【0099】
【表1】
【0100】
【表2】
【0101】(実施例3)本例は,分級により細かい粒
子を取り除いた粉末充填材とガスセンサの性能との関係
について評価を行った。また,性能評価などは実施例2
に記載した方法で行った。試料99は,80μm以下の
細かい粒子から5000μm以上の粗い粒子までを含ん
だ粉末充填材であり,特に分級を施していない材料であ
る。試料100から103は,試料99にかかる粉末充
填材にそれぞれ目開きの異なる篩で粒子を乾式篩分級し
て細かい粒子を取り除いた材料である。また,試料10
4は遠心式気流分級で80μm以下の細かい粒子を取り
除き,試料105は遠心式湿式分級で80μm以下の粒
子を取り除いた粉末充填材である。
【0102】これらの各試料の粒度分布や分級方法,評
価,粒度分布種類について表3に記載した。試料99は
極端に細かい粒子を多く含むために充填部のガソリンシ
ール性が低く,結果としてガスセンサの出力低下が生じ
たことがわかった。他の試料の評価は○または◎で,こ
れらの点から細かい粒子を取り除くことで,充填部が優
れたガソリンシール性を発揮することがわかった。そし
て,試料100と他の試料との比較から,より細かい8
0μm以下の粒子が少ないほうが高いシール性を発揮す
ることがわかった。
【0103】
【表3】
【0104】(実施例4)本例は,分級により粗い粒子
を取り除いた粉末充填材とガスセンサの性能との関係に
ついて評価を行った。また,性能評価などは実施例2に
記載した方法で行った。試料106は80μm以下の細
かい粒子から5000μm以上の粗い粒子まで含んだ粉
末充填材であり,特に分級を施していない材料である。
試料107から109は,試料106にかかる粉末充填
材をそれぞれ目開きの異なる篩で粒子を乾式篩分級して
粗い粒子を取り除いた材料である。また,試料110は
遠心式気流分級で1000μm以上の粗い粒子を取り除
き,試料111は遠心式湿式分級で1000μm以上の
粒子を取り除いた粉末充填材である。これらの各試料の
粒度分布や分級方法,評価,粒度分布種類について表4
に記載した。
【0105】試料106は極端に径大で粗い粒子を多く
含むために,充填部のガソリンシール性が低く,結果と
してガスセンサの出力低下が生じたことがわかった。他
の試料の評価は○または◎で,これらの点から粗い粒子
を取り除くことで,充填部が優れたガソリンシール性を
発揮することがわかった。そして,試料107と他の試
料との比較より,粗い5000μm以上の粒子のないほ
うがより優れた性能を発揮することがわかった。
【0106】
【表4】
【0107】(実施例5)本例は,充填補助材を含む充
填部を持ったガスセンサについて性能評価を行った。な
お,性能評価は実施例2に記載した方法で行った。表5
に示すごとく,用いた粉末充填材はいずれもタルクで,
添加した充填補助材は,試料26〜32は第1リン酸ア
ルミニウム水溶液,試料33〜37はケイ酸ソーダ水溶
液である。試料38〜42はケイ酸カリウム水溶液であ
る。試料43は第1リン酸アルミニウム水溶液とケイ酸
ソーダ水溶液,試料44は第1リン酸アルミニウム水溶
液とケイ酸カリウム水溶液である。これらはいずれも,
室温(20℃)において液状である無機化合物水溶液で
ある。また,充填補助材の添加量は粉末充填材100重
量部に対する重量部で記載した。
【0108】試料の評価について説明する。表5に示す
ごとく,第1リン酸アルミニウム水溶液を用いた試料2
6〜試料32については,試料27〜試料31は◎で特
に出力低下が小さく優れたガスセンサが得られたことが
わかった。試料26,試料32の評価は○であるが,出
力がかなり低下した。
【0109】試料33〜試料37はケイ酸ソーダ水溶液
を用いており,特に試料35,36は◎で出力低下が小
さく,優れたガスセンサが得られ,試料34もこれらに
準じた優れた性能を発揮した。試料33,37は評価と
しては○であるが,出力がかなり低下した。
【0110】試料38〜試料42はケイ酸カリウム水溶
液を用いており,特に試料40,41は◎で出力低下が
小さく,優れたガスセンサが得られ,試料39もこれら
に準じた優れた性能を発揮した。試料38,42は評価
としては○であるが,出力がかなり低下した。
【0111】このように,充填補助材として第1リン酸
アルミニウム水溶液他,表5に記載した物質を用いるこ
とでガソリンシール性に優れた充填部が得られることが
わかった。これは,加圧時に粉末充填材の隙間に水溶液
よりなる充填補助材が入り込み,より高密度な充填部を
得ることができるためである。さらに,充填補助材の添
加量としては,特に0.1〜10重量部とすることが好
ましいことが上記記載及び表5から明らかとなった。
【0112】試料43は第1リン酸アルミニウム水溶液
とケイ酸ソーダ水溶液の両方を,試料44は第1リン酸
アルミニウム水溶液とケイ酸カリウム水溶液の両方をそ
れぞれ1重量部づつ添加してある。両者共に優れたガス
センサが得られた。このように種類の異なる充填補助材
を併用できることもわかった。
【0113】
【表5】
【0114】(実施例6)本例は,実施例5とは異なる
充填補助材を含む充填部を持ったガスセンサについて性
能評価を行った。性能評価は実施例2に記載した方法に
準じて行う。表6に示すごとく,用いた粉末充填材はい
ずれもタルクで,添加した充填補助材の種類は表6に示
すような物質である。これらは温度600℃以下の環境
で液状となることが可能な無機化合物である。また,充
填補助材の添加量は粉末充填材100重量部に対する重
量部で記載した。
【0115】試料の評価について説明する。表6に示す
ごとく,水酸化バリウムを用いた試料46〜試料48の
評価は◎で特にガソリンシール性に優れた充填部が得ら
れたことがわかった。試料45,試料49の評価は○で
あるが,出力がかなり低下した。このため,充填補助材
の添加量が多すぎても少なすぎても優れた性能が得られ
なくなるおそれのあることがわかった。また,その他の
材料からなる充填補助材を用いた試料50〜56の評価
は◎で特に出力低下が小さく優れたガソリンシール性の
充填部が得られたことがわかった。
【0116】
【表6】
【0117】(実施例7)表1に記載したいくつかの粉
末充填材を加圧し,成形体となし,この成形体の比重に
ついて測定した。この結果を図5に示す。P1は前述し
た表1より明らかであるが,非常に細かい粒径の粒子よ
り構成されており,成形比重が他のものと比較して低い
ことが分かる。このようにP1の成形比重は低いため,
P1を粉末充填材として使用し,充填部を構成した際
に,ガソリンシール性能に劣る充填部しか得られないの
である。(表1,表2参照)他のP3,P6,P7は高
い成形比重を有しており,ガソリンシール性に優れた充
填部が得られるのである(表1,表2参照)
【0118】(実施例8)本例は,図6〜図11に示す
ごとく,ガスセンサにおける充填部の軸方向高さ,ガス
センサ素子における凹凸層や電極保護層の基端側の端部
等の位置関係について説明する。図6〜図10に示すご
とく,ガスセンサ素子を構成する固体電解質体20の表
面に凹凸層203が設けてあり,図示はされていない
が,上記凹凸層203を覆うように外側電極が設けてあ
り,該外側電極を覆うように電極保護層205が設けて
ある。なお,図11にかかるガスセンサは凹凸層を持っ
ていない。
【0119】そして,図6〜図11において,固体電解
質体20とハウジング10との間に充填部14が形成さ
れているが,該充填部14の軸方向の長さLについて
は,実施例1と同様に,充填部14の先端側の端部14
1と基端側142の端部との距離で,軸方向に平行に沿
った長さである。また,凹凸層203の基端側の端部の
取り方及び軸方向長さMも実施例1に記載されている。
また,電極保護層205の基端側の端部も凹凸層203
と同様の定義で定め,軸方向長さNも凹凸層203と同
様の定義で定める。よって,凹凸層203の軸方向長さ
は凹凸層203の基端側の端部と充填層14の先端側の
端部との距離M,電極保護層205の軸方向長さは電極
保護層205の基端側の端部と充填層14の先端側の端
部との距離Nである。
【0120】図6に示すガスセンサは,L>M>Nとな
る形状である。図7に示すガスセンサはM=N=0でL
=4mmである。つまり,充填部14の端部141にお
いて,凹凸層203も電極保護層205が基端側の端部
を有するのである。図8にかかるガスセンサはLは4m
mだが,MもNも共に−1mmである。これは充填部1
4の先端側の端部にまで凹凸層203も電極保護層20
5も届かないことを意味している。なお,軸方向長さに
おいて−がつくのは,図8に示すごとく,充填部14の
先端側の端部を原点の軸0として基端側を+,先端側を
−と定義しているからである。
【0121】図9にかかるガスセンサはN=0mmであ
るが,L=4mm,M=3.5mmである。そして,充
填部14の基端側の端部142より0.5mm先端側に
降りた位置に凹凸層203の基端側の端部を有する。つ
まり充填部14の基端側の端部142と凹凸層203の
基端側の端部との距離Pは0.5mmである。
【0122】図10にかかるガスセンサはN=0mm
で,LとMが共に4mm,つまり充填部14の基端側の
端部まで凹凸層203が形成されている。さらに,図1
1は,凹凸層を設けていないガスセンサで,Lは4mm
で,Nは0,つまり充填部14の先端側の端部141の
位置までしか電極保護層205を設けていない。その他
詳細は実施例1と同様で,詳細な作用効果も実施例1と
同様である。
【0123】(実施例9)本例は,凹凸層の軸方向長さ
や電極保護層の軸方向長さとガスセンサの性能との関係
について評価を行った。表7に示すごとく,充填部の軸
方向長さはいずれも4mmであるが,凹凸層,電極保護
層の軸方向の長さがそれぞれ異なる試料57〜70を準
備する。これらの試料についての性能評価を実施例2に
記載した方法で行った結果,試料60,試料64,試料
67は×であった。
【0124】試料60は凹凸層の長さが5mm,つまり
充填部よりも基端側に凹凸層がはみ出して形成されてい
るため,液体成分が侵入しやすい隙間や微孔が形成され
てしまうためである。試料64は電極保護層が充填部よ
りもはみ出しており,電極保護層の表面は凹凸が形成さ
れているため,上記と同様に液体成分が侵入しやすい隙
間や微孔が形成されてしまう。試料67は凹凸層も電極
保護層も充填部よりはみ出しているため,液体成分が非
常に侵入しやすい。
【0125】
【表7】
【0126】(実施例10)本例は,分級により細かい
粒子と粗い粒子とを取り除いた粉末充填材とガスセンサ
の性能との関係について評価を行った。また,性能評価
などは実施例2に記載した方法で行った。試料113,
121,125は,80μm以下の細かい粒子から50
00μm以上の粗い粒子まで含んだ粉末充填材である。
【0127】試料114〜120は,試料113から目
開き40,80,100,125μmの篩で細かい粒子
を,目開き710,1000,5000μmの篩で粗い
粒子を取り除いた粉末充填材である。また,試料122
〜124は試料121から,試料126〜128は試料
125から篩で粗い粒子や細かい粒子を取り除いた粉末
充填材である。
【0128】また,試料129は遠心式気流分級で80
μm以下,5000以上の粒子を取り除いた粉末充填材
であり,試料130は遠心式湿式分級で80μm以下,
5000以上の粒子を取り除いた粉末充填材である。詳
細は表8,表9に記載した。
【0129】試料113,121,125は,極端に細
かい粒子と粗い粒子を多く含むために充填部のガソリン
シール性が低く,ガスセンサの出力低下が生じたことが
わかった。一方粗い粒子,細かい粒子を取り除いた試料
114〜120,122〜124,126〜128はよ
い結果(◎や○)を得たことがわかった。ただし,細か
い粒子や粗い粒子の量が少し多めである試料114,1
22,126は性能が若干劣ることがわかった。
【0130】
【表8】
【0131】
【表9】
【0132】(実施例11)本例は,充填部に充填補助
材が含まれており,粉末充填材として実施例1の表1,
2,実施例10の表8,9に記載したP1,P3,P
6,P8,P10,P16〜21を用い,また充填補助
材の添加量も適当に変更した試料の性能について評価し
た。また,性能評価などは実施例2に記載した方法で行
った。各試料71〜77,131〜136において使用
する粉末充填材は表10に示すとおりいずれもタルク,
充填補助材は第一リン酸アルミニウム水溶液,そして添
加量は同表に示すごとく変化させる。
【0133】各試料の性能を評価すると,試料72〜7
6,132,134,136は◎と優れたガソリンシー
ル性能を得ることができた。また,試料71の評価は○
であるが,用いた粉末充填材の粒度分布がP1であり粒
径が細かすぎ,試料77の評価は○であるが,用いた粉
末充填材の粒度分布がP10であり粒径が粗すぎる。
【0134】また,試料131の評価は○であるが,用
いた粉末充填材の粒度分布がP16で細かい粒子と粗い
粒子を多く含み,試料133の評価は○であるが,用い
た粉末充填材の粒度分布がP18で細かい粒子を多く含
む。また,試料135の評価は○であるが,用いた粉末
充填材の粒度分布がP20で粗い粒子を多く含む。この
ように,細かい粒子や粗い粒子を含むこれらの試料はガ
ソリンシール性能が若干劣っていた。
【0135】
【表10】
【0136】(実施例12)本例は,粉末充填材として
実施例1の表1,表2,実施例10の表8,9に記載し
た,P1,P3,P6,P8,P10,P16〜P21
を用い,また凹凸層や電極保護層の長さも適当に変更し
た試料の性能について評価した。また,性能評価などは
実施例2に記載した方法で行った。各試料78〜84,
137〜142において使用する粉末充填材は表11に
示すとおり,また,凹凸層や電極保護層の長さも表11
に記載した。
【0137】各試料の性能を評価すると,試料79〜8
3,138,140,142は◎と優れたガスセンサを
得ることができた。また,試料78は用いた粉末充填材
の粒度分布がP1で粒径が細かすぎ,試料84は用いた
粉末充填材の粒度分布がP10で粒径が粗すぎ,試料1
37は用いた粉末充填材の粒度分布がP16で細かい粒
子と粗い粒子が共に多く,試料139は用いた粉末充填
材の粒度分布がP18で粒径が細かすぎ,試料141は
用いた粉末充填材の粒度分布がP20で粒径が粗すぎ
る。そして,これらの試料にかかる充填部は軸方向長さ
と凹凸層や電極保護層の長さが同じであり,ガソリンシ
ール性能が若干劣っていた。
【0138】
【表11】
【0139】(実施例13)本例は,充填部に充填補助
材を添加し,また凹凸層や電極保護層の長さも適当に変
更した試料の性能について評価した。また,性能評価な
どは実施例2に記載した方法で行った。各試料85〜9
1において使用する粉末充填材,充填補助材,添加量は
表12に示すとおり,また,凹凸層や電極保護層の長さ
も表12に記載した。各試料の性能を評価すると,試料
86〜90は◎と優れたガスセンサを得ることができた
が,試料85は○で,充填部の軸方向長さと凹凸層や電
極保護層が同じであるため,若干劣るガソリンシール性
能しか得られなかった。
【0140】また,試料91は○で,充填部の軸方向長
さと凹凸層や電極保護層が同じため,若干劣るガソリン
シール性能しか得られたなかった。また,試料85は充
填補助材の添加量も少なく,充分な効果が得られたとは
いい難い面もあり,試料91はかえって充填補助材の添
加量が多く,かえって充填部のシール性が損なわれてし
まう。
【0141】
【表12】
【0142】(実施例14)本例は,粉末充填材として
実施例1の表1,表2に記載した,P1,P3,P6,
P8,P10を用い,充填補助材を添加し,また凹凸層
や電極保護層の長さも適当に変更した試料の性能につい
て評価した。また,性能評価などは実施例2に記載した
方法で行った。各試料92〜98において使用する粉末
充填材,充填補助材,添加量は表13に示すとおり,ま
た,凹凸層や電極保護層の長さも表13に記載した。
【0143】各試料の性能を評価すると,試料93〜9
7は◎と優れたガスセンサを得ることができたが,試料
92は○で,用いた粉末充填材の粒度分布がP1であり
粒径が細かすぎるため,また,充填部の軸方向長さが凹
凸層や電極保護層の長さと同じであるため,優れたガソ
リンシール性能を得られなかった。
【0144】また,試料98は○で,用いた粉末充填材
の粒度分布がP10であり粒径が大きすぎるため,ま
た,充填部の軸方向長さが凹凸層や電極保護層の長さ
と,同じであるため,優れたガソリンシール性能を得ら
れなかった。また,試料92も98も充填補助材の添加
量も少なく充分な効果が得られたとはいい難い面もあ
る。
【0145】
【表13】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における,ガスセンサの断面説明図。
【図2】実施例1における,充填部の要部説明図。
【図3】実施例2における,ガソリンのシール性に対す
る試験方法を示す説明図。
【図4】実施例2における,試験におけるセンサの出力
とモニタ時間との関係を示す線図。
【図5】実施例7における,表1におけるP1,P3,
P6,P7における成形比重を示す線図。
【図6】実施例8における,充填部,凹凸層,電極保護
層の軸方向長さL,M,Nを示す説明図。
【図7】実施例8における,凹凸層と電極保護層の軸方
向長さがともに0である充填部の説明図。
【図8】実施例8における,凹凸層と電極保護層の軸方
向長さがともに−1mmである充填部を示す説明図。
【図9】実施例8における,電極保護層の軸方向長さが
0である充填部を示す説明図。
【図10】実施例8における,充填部の基端側の端部と
凹凸層の基端側の端部とが一致する充填部を示す説明
図。
【図11】実施例8における,電極保護層だけが設けて
あるガスセンサ素子と充填部との説明図。
【符号の説明】
1...ガスセンサ, 10...ハウジング 14...充填部, 2...ガスセンサ素子, 203...凹凸層, 205...電極保護層,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 政伸 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 藤井 並次 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 2G004 BB01 BC02 BF27 BH02 BH15 BJ02 BM07

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通配
    置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと上
    記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,粉末充
    填材が充填された充填部により気密的に封止され,上記
    粉末充填材は,充填前は,粒径が80〜5000μmで
    ある粒子が粉末充填材全体重量の80重量%以上を占め
    ている状態にあることを特徴とするガスセンサ。
  2. 【請求項2】 請求項1において,上記粉末充填材は,
    充填前は,粒径が100〜1000μmである粒子が粉
    末充填材全体の80重量%以上を占めている状態にある
    ことを特徴とするガスセンサ。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において,上記粉末充
    填材は,充填前は,粒径が125〜710μmである粒
    子が粉末充填材全体の80重量%以上を占めている状態
    にあることを特徴とするガスセンサ。
  4. 【請求項4】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通配
    置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと上
    記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,粉末充
    填材が充填された充填部により気密的に封止され,上記
    粉末充填材は,充填前に分級により,細かい粒子を取り
    除いたことを特徴とするガスセンサ。
  5. 【請求項5】 請求項4において,上記粉末充填材は,
    充填前に分級により,粒径が80μm未満である粒子が
    粉末充填材全体の10重量%以下を占めるまで細かい粒
    子を取り除いたことを特徴とするガスセンサ。
  6. 【請求項6】 請求項4または5において,上記粉末充
    填材は,充填前に分級により,粒径が100μm未満で
    ある粒子が粉末充填材全体の10重量%以下を占めるま
    で細かい粒子を取り除いたことを特徴とするガスセン
    サ。
  7. 【請求項7】 請求項4〜6のいずれか一項において,
    上記粉末充填材は,充填前に分級により,粒径が125
    μm未満である粒子が粉末充填材全体の10重量%以下
    を占めるまで細かい粒子を取り除いたことを特徴とする
    ガスセンサ。
  8. 【請求項8】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通配
    置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと上
    記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,粉末充
    填材が充填された充填部により気密的に封止され,上記
    粉末充填材は,充填前に分級により,粗い粒子を取り除
    いたことを特徴とするガスセンサ。
  9. 【請求項9】 請求項8において,上記粉末充填材は,
    充填前に分級により,粒径が5000μm以上である粒
    子が粉末充填材全体の10重量%以下を占めるまで粗い
    粒子を取り除いたことを特徴とするガスセンサ。
  10. 【請求項10】 請求項8または9において,上記粉末
    充填材は,充填前に分級により,粒径が1000μm以
    上である粒子が粉末充填材全体の10重量%以下を占め
    るまで粗い粒子を取り除いたことを特徴とするガスセン
    サ。
  11. 【請求項11】 請求項8〜10のいずれか一項におい
    て,上記粉末充填材は,充填前に分級により,粒径が7
    10μm以上である粒子が粉末充填材全体の10重量%
    以下を占めるまで粗い粒子を取り除いたことを特徴とす
    るガスセンサ。
  12. 【請求項12】 請求項1〜11のいずれか一項におい
    て,上記ハウジングと上記ガスセンサ素子との間に形成
    された充填部の軸方向長さは1.5〜15mmであるこ
    とを特徴とするガスセンサ。
  13. 【請求項13】 請求項1〜12のいずれか一項におい
    て,上記粉末充填材は,タルク,窒化ホウ素のいずれか
    1種以上を50重量%以上含有することを特徴とするガ
    スセンサ。
  14. 【請求項14】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通
    配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと
    上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,充填
    補助材を添加してなる粉末充填材が充填された充填部に
    より気密的に封止されていることを特徴とするガスセン
    サ。
  15. 【請求項15】 請求項14において,上記充填補助材
    は,室温(20℃)において液状である無機化合物水溶
    液からなることを特徴とするガスセンサ。
  16. 【請求項16】 請求項15において,上記無機化合物
    水溶液は,第1リン酸アルミニウム水溶液,ケイ酸ソー
    ダ水溶液,ケイ酸カリウム水溶液のいずれか1種以上よ
    りなることを特徴とするガスセンサ。
  17. 【請求項17】 請求項15または16において,上記
    粉末充填材100重量部に対する上記充填補助材の添加
    量は0.1〜10重量部であることを特徴とするガスセ
    ンサ。
  18. 【請求項18】 請求項14において,上記充填補助材
    は,温度600℃以下の環境で液状の無機化合物からな
    ることを特徴とするガスセンサ。
  19. 【請求項19】 請求項18において,上記無機化合物
    は,水酸化バリウム,ホウケイ酸塩ガラス,アルミノケ
    イ酸塩ガラス,ソーダ石灰ケイ酸塩ガラス,鉛ケイ酸塩
    ガラス,低融点ホウ酸塩ガラス,石灰アルミノ系ガラ
    ス,アルミン酸塩ガラスのいずれか1種以上よりなるこ
    とを特徴とするガスセンサ。
  20. 【請求項20】 請求項18または19において,上記
    粉末充填材100重量部に対する上記充填補助材の添加
    量は0.5〜30重量部であることを特徴とするガスセ
    ンサ。
  21. 【請求項21】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通
    配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと
    上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,粉末
    充填材が充填された充填部により気密的に封止され,上
    記ガスセンサ素子の表面には,凹凸層,電極保護層のい
    ずれか1種以上が形成されており,上記凹凸層及び上記
    電極保護層の基端側の端部が,上記充填部の基端側の端
    部と同じか,または上記充填部の基端側の端部より先端
    側にあることを特徴とするガスセンサ。
  22. 【請求項22】 請求項21において,上記凹凸層の基
    端側の端部,上記電極保護層の基端側の端部いずれか
    が,上記充填部の基端側の端部より0.5mm以上先端
    側にあることを特徴とするガスセンサ。
  23. 【請求項23】 請求項21または22において,上記
    凹凸層,上記電極保護層のいずれかの基端側の端部が,
    上記充填部の先端側の端部と同じか,または上記充填部
    の先端側の端部より先端部側にあることを特徴とするガ
    スセンサ。
  24. 【請求項24】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通
    配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと
    上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,粉末
    充填材が充填された充填部により気密的に封止され,上
    記粉末充填材は,充填前に分級により,細かい粒子及び
    粗い粒子を取り除いたことを特徴とするガスセンサ。
  25. 【請求項25】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通
    配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと
    上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,充填
    補助材を添加してなる粉末充填材が充填された充填部に
    より気密的に封止され,上記粉末充填材は,充填前は,
    粒径が80〜5000μmである粒子が粉末充填材全体
    重量の80重量%以上を占めている状態にあることを特
    徴とするガスセンサ。
  26. 【請求項26】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通
    配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと
    上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,粉末
    充填材が充填された充填部により気密的に封止され,上
    記粉末充填材は,充填前は,粒径が80〜5000μm
    である粒子が粉末充填材全体重量の80重量%以上を占
    めている状態にあり,上記ガスセンサ素子の表面には,
    凹凸層,電極保護層のいずれか1種以上が形成されてお
    り,上記凹凸層及び上記電極保護層の基端側の端部が,
    上記充填部の基端側の端部と同じか,または上記充填部
    の基端側の端部より先端側にあることを特徴とするガス
    センサ。
  27. 【請求項27】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通
    配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと
    上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,充填
    補助材を添加してなる粉末充填材が充填された充填部に
    より気密的に封止され,上記ガスセンサ素子の表面に
    は,凹凸層,電極保護層のいずれか1種以上が形成され
    ており,上記凹凸層及び上記電極保護層の基端側の端部
    が,上記充填部の基端側の端部と同じか,または上記充
    填部の基端側の端部より先端側にあることを特徴とする
    ガスセンサ。
  28. 【請求項28】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通
    配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと
    上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,充填
    補助材を添加してなる粉末充填材が充填された充填部に
    より気密的に封止され,上記粉末充填材は,充填前は,
    粒径が80〜5000μmである粒子が粉末充填材全体
    重量の80重量%以上を占めている状態にあり,上記ガ
    スセンサ素子の表面には,凹凸層,電極保護層のいずれ
    か1種以上が形成されており,上記凹凸層及び上記電極
    保護層の基端側の端部が,上記充填部の基端側の端部と
    同じか,または上記充填部の基端側の端部より先端側に
    あることを特徴とするガスセンサ。
  29. 【請求項29】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通
    配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと
    上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,充填
    補助材を添加してなる粉末充填材が充填された充填部に
    より気密的に封止され,上記粉末充填材は,充填前に分
    級により,細かい粒子及び粗い粒子を取り除いてあるこ
    とを特徴とするガスセンサ。
  30. 【請求項30】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通
    配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと
    上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,粉末
    充填材が充填された充填部により気密的に封止され,上
    記粉末充填材は,充填前に分級により,細かい粒子及び
    粗い粒子を取り除き,上記ガスセンサ素子の表面には,
    凹凸層,電極保護層のいずれか1種以上が形成されてお
    り,上記凹凸層及び上記電極保護層の基端側の端部が,
    上記充填部の基端側の端部と同じか,または上記充填部
    の基端側の端部より先端側にあることを特徴とするガス
    センサ。
  31. 【請求項31】 ハウジングと,該ハウジング内に挿通
    配置されたガスセンサ素子とを有し,上記ハウジングと
    上記ガスセンサ素子との間の少なくとも一部分は,充填
    補助材を添加してなる粉末充填材が充填された充填部に
    より気密的に封止され,上記粉末充填材は,充填前に分
    級により,細かい粒子及び粗い粒子を取り除き,上記ガ
    スセンサ素子の表面には,凹凸層,電極保護層のいずれ
    か1種以上が形成されており,上記凹凸層及び上記電極
    保護層の基端側の端部が,上記充填部の基端側の端部と
    同じか,または上記充填部の基端側の端部より先端側に
    あることを特徴とするガスセンサ。
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