JP2007163307A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を防ぐことができるガスセンサを提供すること。
【解決手段】センサ素子１１と素子側絶縁碍子１２とハウジング１３とを有するガスセンサ１。ハウジング１３の内側面１３０には、素子側絶縁碍子１２の外周部１２０に設けた当接部１２１を受ける受け面１３１が形成されている。ハウジング１３の受け面１３１と、素子側絶縁碍子１２の当接部１２１とは、金属パッキン２を介して係止されていると共に、該金属パッキン２によって、ガスセンサ１基端側の大気側雰囲気１４１とガスセンサ１先端側の被測定ガス側雰囲気１４２とが気密的に分離されている。金属パッキン２は、Ｆｅを主成分とすると共にＣｒを１０重量％以下含有する合金からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用エンジン等の内燃機関の燃焼制御等に用いることができるガスセンサに関する。

従来より、図７に示すごとく、センサ素子９１１と、素子側絶縁碍子９１２と、ハウジング９１３とを有し、センサ素子９１１を素子側絶縁碍子９１２に挿通した後、該素子側絶縁碍子９１２をハウジング９１３に挿入固定するよう構成されたガスセンサ９が知られている。

ここで、センサ素子９１１は、該センサ素子９１１の内部に被測定ガスに接する被測定ガス側電極と、基準ガスとなる大気に接する基準ガス側電極とを有し、両者間に生じるイオン電流や電位差を基に被測定ガス中のガス濃度を測定するよう構成されている。そのため、大気側雰囲気９１４と被測定ガス側雰囲気９１５との分離が不充分であると、特定ガスの正確な濃度測定が困難となるおそれがある。
そこで、金属パッキン９２を介して素子側絶縁碍子９１２とハウジング９１３とが係止されているガスセンサ９が提案されている（特許文献１参照）。

上記ガスセンサ９においては、図７、図８に示すごとく、ハウジング９１３の内側面には、素子側絶縁碍子９１２の外周面に設けた当接部９１６を金属パッキン９２を介して支承するよう構成された受け面９１７が設けてある。そして、上記金属パッキン９２をハウジング９１３の受け面９１７と素子側絶縁碍子９１２の当接部９１６との間に介在させることにより、大気側雰囲気９１４と被測定ガス側雰囲気９１５とを気密的に分離するよう構成されている。

しかしながら、近年、エンジンは、環境対応のため低燃費化、高出力化が進められており、排ガス温度は上昇傾向にある。そして、ガスセンサ９が高温雰囲気下に曝されたとき、金属パッキン９２の温度も上昇するため、ガスセンサ９の使用を重ねることにより、金属パッキン９２が表面から酸化腐食（図８の符号９２０参照）を起こして金属パッキン９２が耐久劣化していく。そのため、ハウジング９１３又は素子側絶縁碍子９１２との間において、金属パッキン９２により、大気側雰囲気９１４と被測定ガス側雰囲気９１５とを気密的に分離することが困難となるおそれがある。

特開２００２−８２０８５号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を防ぐことができるガスセンサを提供しようとするものである。

第１の発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を挿通保持する素子側絶縁碍子と、該素子側絶縁碍子を内側に保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
上記ハウジングの内側面には、上記素子側絶縁碍子の外周部に設けた当接部を受ける受け面が形成されており、
上記ハウジングの上記受け面と、上記素子側絶縁碍子の上記当接部とは、金属パッキンを介して係止されていると共に、該金属パッキンによって、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気とが気密的に分離されており、
上記金属パッキンは、Ｆｅを主成分とすると共にＣｒを１０重量％以下含有する合金からなることを特徴とするガスセンサにある（請求項１）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記金属パッキンは、Ｆｅ（鉄）を主成分とすると共にＣｒ（クロム）を１０重量％以下含有する合金からなる。これにより、上記ガスセンサが高温雰囲気下に曝されたとき、上記金属パッキンの表面に酸化クロム層と酸化鉄層とからなる酸化層が形成される。そのため、上記ガスセンサが高温雰囲気下に曝されても、上記酸化層によって上記金属パッキンが保護され、その酸化腐食の進行を防ぐことができる。また、上記酸化層により、上記金属パッキンと上記素子側絶縁碍子又は上記ハウジングとを充分に密着させることができ、ガスセンサの耐久後も、上記金属パッキンにより、上記素子側絶縁碍子と上記ハウジングとの間において大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性が低下することを防ぐことができる。

以上のごとく、本発明によれば、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を防ぐことができるガスセンサを提供することができる。

第２の発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を挿通保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
上記ハウジングの内側面には、上記センサ素子の外周部に設けた当接部を受ける受け面が形成されており、
上記ハウジングの上記受け面と、上記センサ素子の上記当接部とは、金属パッキンを介して係止されていると共に、該金属パッキンによって、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気とが気密的に分離されており、
上記金属パッキンは、Ｆｅを主成分とすると共にＣｒを１０重量％以下含有する合金からなることを特徴とするガスセンサにある（請求項２）。

本発明の場合にも、上記第１の発明（請求項１）と同様に、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を防ぐことができるガスセンサを提供することができる。

第３の発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を挿通保持する素子側絶縁碍子と、該素子側絶縁碍子を内側に保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
上記ハウジングの内側面には、上記素子側絶縁碍子の外周部に設けた当接部を受ける受け面が形成されており、
上記ハウジングの上記受け面と、上記素子側絶縁碍子の上記当接部とは、金属パッキンを介して係止されていると共に、該金属パッキンによって、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気とが気密的に分離されており、
上記金属パッキンは、３００℃以下と６００℃以上との間で温度変化を１０００回以上繰り返すと共に６００℃以上にある総時間が５０時間以上という条件下に曝されたとき、表面に酸化クロム層と酸化鉄層とからなる酸化層が５μｍ以上形成されることを特徴とするガスセンサにある（請求項４）

上記のごとく、上記金属パッキンは、３００℃以下と６００℃以上との間で温度変化を１０００回以上繰り返すと共に６００℃以上にある総時間を５０時間以上設けるという条件下に曝されたとき、表面に上記酸化層が形成される材料によって構成されている。それ故、上記ガスセンサを、例えば、車両のエンジンの排気系に配設して使用した場合においても、上記金属パッキンは、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気とを気密的に分離することができる。

即ち、上記のような耐久後において、表面に上記酸化層が５μｍ以上形成されていれば、上記第１の発明の説明において述べたように、上記金属パッキンの酸化腐食の進行を防ぐことができる。また、上記酸化層により、上記金属パッキンと上記素子側絶縁碍子又は上記ハウジングとを密着させることができ、上記金属パッキンによる大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性を耐久後においても確保することができる。

以上のごとく、本発明によれば、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を防ぐことができるガスセンサを提供することができる。

第４の発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を挿通保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
上記ハウジングの内側面には、上記センサ素子の外周部に設けた当接部を受ける受け面が形成されており、
上記ハウジングの上記受け面と、上記センサ素子の上記当接部とは、金属パッキンを介して係止されていると共に、該金属パッキンによって、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気とが気密的に分離されており、
上記金属パッキンは、３００℃以下と６００℃以上との間で温度変化を１０００回以上繰り返すと共に６００℃以上にある総時間が５０時間以上という条件下に曝されたとき、表面に酸化クロム層と酸化鉄層とからなる酸化層が５μｍ以上形成されることを特徴とするガスセンサにある（請求項６）。

本発明の場合にも、上記第３の発明（請求項４）と同様に、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を防ぐことができるガスセンサを提供することができる。

本明細書においては、内燃機関の排気管内に設置する側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
また、上記第１の発明（請求項１）及び上記第２の発明（請求項２）において、上記金属パッキンの総重量に対するＦｅの含有量は、例えば、５０重量％以上である。

また、上記金属パッキンにおけるＣｒの含有量が１０重量％を超える場合には、酸化層が非常に薄膜状になってしまうおそれがある。この場合、該薄膜状の酸化層によっても、上記金属パッキンの酸化腐食を防ぐことはできるが、上記金属パッキンと上記素子側絶縁碍子又は上記ハウジングとの密着性を確保することが困難となるおそれがある。その結果、ガスセンサ内部の大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。

また、上記金属パッキンは、Ｃｒを１重量％以上含有することが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記金属パッキンの表面に酸化層を充分に形成することができ、上記金属パッキンの酸化腐食を充分に防ぐと共に、上記酸化層により上記金属パッキンと上記素子側絶縁碍子又は上記ハウジングとを充分に密着させることができる。

一方、Ｃｒの含有量が１重量％未満である場合には、本発明の効果を充分に発揮することが困難となるおそれがある。即ち、上記のように、Ｃｒの含有量が少な過ぎる場合には、金属パッキンの表面に酸化層を充分に形成することが困難となるため、Ｆｅの内部にも酸化が進行し、金属パッキンが酸化腐食してしまうおそれがある。その結果、ガスセンサ内部の大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。

また、上記第３の発明（請求項４）及び上記第４の発明（請求項６）において、上記酸化層の層厚が５μｍ未満である場合には、上記酸化層は、上記金属パッキンの保護膜として機能することはできるが、上記金属パッキンと上記素子側絶縁碍子又は上記ハウジングとの密着性を確保することが困難となるおそれがある。その結果、ガスセンサ内部の大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。

また、上記第３の発明において、層厚５μｍ以上の上記酸化層は、上記金属パッキンと上記素子側絶縁碍子との接触面、及び上記金属パッキンと上記ハウジングとの接触面において、それぞれの接触面の面積に対して３０％以上の面積に形成されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記接触面に上記酸化層を充分に形成することとなるため、本発明の作用効果を充分に発揮することができる。

一方、上記接触面の面積に対する酸化層が形成されている面積が３０％未満である場合には、金属パッキンの酸化腐食を充分に防ぐことが困難となると共に、金属パッキンと素子側絶縁碍子又はハウジングとの密着性を充分に確保することが困難となるおそれがある。その結果、ガスセンサ内部の大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。

また、上記第４の発明において、層厚５μｍ以上の上記酸化層は、上記金属パッキンと上記センサ素子との接触面、及び上記金属パッキンと上記ハウジングとの接触面において、それぞれの接触面の面積に対して３０％以上の面積に形成されていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記接触面に上記酸化層が充分に形成されているため、本発明の作用効果を充分に発揮することができる。

一方、上記接触面の面積に対する酸化層が形成されている面積が３０％未満である場合には、ガスセンサ内部の大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。

（実施例１）
本例の実施例にかかるガスセンサにつき、図１〜図３を用いて説明する。
本例のガスセンサ１は、図１〜図３に示すごとく、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子１１と、該センサ素子１１を挿通保持する素子側絶縁碍子１２と、該素子側絶縁碍子１２を内側に保持するハウジング１３とを有する。

ハウジング１３の内側面１３０には、素子側絶縁碍子１２の外周部１２０に設けた当接部１２１を受ける受け面１３１が形成されている。
そして、ハウジング１３の受け面１３１と、素子側絶縁碍子１２の当接部１２１とは、金属パッキン２を介して係止されていると共に、該金属パッキン２によって、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気１４１とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気１４２とが気密的に分離されている。

本例では、金属パッキン２は、Ｆｅを主成分とすると共にＣｒを１〜１０重量％含有する合金からなる。
また、金属パッキン２は、３００℃以下と６００℃以上との間で温度変化を１０００回以上繰り返すと共に６００℃以上にある総時間が５０時間以上という条件下に曝されたとき、表面に、図３に示すような酸化層２０が５μｍ以上形成されるよう構成されている。該酸化層２０は、表層に形成された酸化クロム層と、その最下層に形成された酸化鉄層とからなる。また、このとき、層厚５μｍ以上の酸化層２０は、金属パッキン２と素子側絶縁碍子１２との接触面、及び金属パッキン２とハウジング１３との接触面において、それぞれの接触面の面積に対して３０％以上の面積に形成される。

以下に、本例のガスセンサ１につき詳細に説明する。
本例のガスセンサ１は、自動車等の内燃機関の排気管に取り付けて内燃機関の燃焼制御等に利用するものであって、例えば、Ａ／Ｆセンサ、ＮＯｘセンサ、酸素センサ等である。
ガスセンサ１は、図１に示すごとく、センサ素子１１と、素子側絶縁碍子１２と、ハウジング１３と、該ハウジング１３の基端側に配設された大気側カバー１６１と、ハウジング１３の先端側に配設された被測定ガス側カバー１５と、大気側カバー１６１の内部にあって素子側絶縁碍子１２の基端側に配設された大気側絶縁碍子１７とを有する。

また、大気側カバー１６１の基端側の外周面には、図１に示すごとく、通気性フィルタ１８を介して外周カバー１６２が設けてある。そして、大気側カバー１６１と外周カバー１６２とには、それぞれ通気性フィルタ１８と対向する位置に大気導入孔１６３、１６４が設けてあり、該大気導入孔１６３、１６４を介して大気側カバー１６１の内部に大気が導入されて、大気側雰囲気１４１が形成される。
更に、大気は、大気側絶縁碍子１７を通過した後、センサ素子１１内部に設けられた基準ガス室（図示略）へと導入される。

一方、被測定ガス側カバー１５は、図１に示すごとく、外側カバー１５１と内側カバー１５２とよりなる。そして、外側カバー１５１と内側カバー１５２とには、それぞれ被測定ガスを導入するための被測定ガス導入孔１５３、１５４が設けてあり、該被測定ガス導入孔１５３、１５４を介して内側カバー１５２の内部に被測定ガスが導入されて、被測定ガス側雰囲気１４２が形成される。
更に、被測定ガスは、センサ素子１１内部に設けられた被測定ガス室へと導入される（図示略）。

また、基準ガス室には基準ガスと接する基準ガス側電極が設けられており、被測定ガス室には被測定ガスと接する被測定ガス側電極が設けられている（図示略）。
そして、ガスセンサ１は、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気１４１とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気１４２とを充分に気密的に分離することにより、基準ガス側電極と被測定ガス側電極との間に生じるイオン電流や電位差を基に被測定ガス中の特定ガスの濃度を正確に検出することができるよう構成されている。

本例においては、図１〜図３に示すごとく、ハウジング１３の受け面１３１と素子側絶縁碍子１２の当接部１２１とは、金属パッキン２を介して係止されている。そして、該金属パッキン２によって大気側雰囲気１４１と被測定ガス側雰囲気１４２とが気密的に分離されている。

尚、本例では、素子側絶縁碍子１２とハウジング１３とをガスセンサ１に組み付けるに当って、図２に示すごとく、まずセンサ素子１１を挿通保持した素子側絶縁碍子１２の先端側をリング状の金属パッキン２へと挿通する。そして、その後、上記素子側絶縁碍子１２をハウジング１３へと挿通して、金属パッキン２の基端面と素子側絶縁碍子１２の当接部１２１、及び金属パッキン２の先端面とハウジング１３の受け部１３１とをそれぞれ当接させる。

また、図１、図２に示すごとく、素子側絶縁碍子１２とセンサ素子１１との間はガラス封止材３により気密封止してあり、該ガラス封止材３は、上記金属パッキン２と合わせて、ガスセンサ１内部の大気側雰囲気１４１と被測定ガス側雰囲気１４２とを気密的に分離している。

次に、本例の作用効果につき説明する。
金属パッキン２は、Ｆｅを主成分とすると共にＣｒを１〜１０重量％含有する合金からなる。これにより、ガスセンサ１が高温雰囲気下に曝されたとき、図３に示すような金属パッキン２の表面に酸化クロム層と酸化鉄層とからなる酸化層２０が形成される。そのため、該酸化層２０により金属パッキン２が保護され、その酸化腐食の進行を防ぐことができると共に、金属パッキン２と素子側絶縁碍子１２又はハウジング１３とを充分に密着させることができる。

更に、上記条件下に曝されても、金属パッキン２の表面には、図３に示すような酸化層２０が５μｍ以上形成されている。それ故、ガスセンサ１を、例えば、車両のエンジンの排気系に配設して使用した場合においても、酸化層２０によって金属パッキン２を充分に保護することができると共に、金属パッキン２と素子側絶縁碍子１２又はハウジング１３との密着性を充分に確保することができる。即ち、ガスセンサ１の耐久後も、金属パッキン２により、素子側絶縁碍子１２とハウジング１３との間の気密性が低下することを充分に防ぐことができる。

また、層厚５μｍ以上の酸化層２０は、図３に示すごとく、金属パッキン２と素子側絶縁碍子１２との接触面、及び金属パッキン２とハウジング１３との接触面において、それぞれの接触面の面積に対して３０％以上の面積に形成されている。即ち、上記接触面に酸化層２０が充分に形成されているため、本発明の作用効果を充分に発揮することができる。

以上のごとく、本例によれば、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気との間の気密性の低下を防ぐことができるガスセンサを提供することができる。

（実施例２）
本例は、図４に示すごとく、有底筒状のコップ型センサ素子１１と、該センサ素子１１を挿通保持するハウジング１３とを有するガスセンサ１の例である。
そして、図４に示すごとく、ハウジング１３の内側面１３０には、センサ素子１１の外周部１１０に設けた当接部１１１を受ける受け面１３１が形成されており、ハウジング１３の受け面１３１と、センサ素子１１の当接部１１１とは、金属パッキン２を介して係止されている。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合にも、実施例１と同様に金属パッキン２の耐久性を確保することで、ハウジング１３とセンサ素子１１との間において、大気側雰囲気１４１と被測定ガス側雰囲気１４２との間の気密性を確保することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図５に示すごとく、冷熱耐久試験後のガスセンサにおける大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性を金属パッキンの材質との相関において調べた結果である。

まず、表１に示すごとく、試料Ｅ１としてＦｅのみからなる金属パッキンを、試料Ｅ２としてＦｅを８３重量％含有すると共にＣｒを１７重量％含有する金属パッキンを、試料Ｅ３としてＦｅを８９重量％含有すると共にＣｒを１１重量％含有する金属パッキンを、試料Ｅ４としてＦｅを５２重量％、Ｎｉを４２重量％含有すると共にＣｒを６重量％含有する金属パッキンを、試料Ｅ５として、Ｆｅを９９重量％含有すると共にＣｒを１重量％含有する金属パッキンをそれぞれ配設してガスセンサを構成した。
また、本例では、各試料について、金属パッキンを外径１４．５ｍｍ、内径１２．０ｍｍ、厚み０．４ｍｍとして作製した。

上記冷熱耐久試験としては、ガスセンサのハウジングの最高温度が６５０℃となるようにガスセンサを６分間加熱した後、最低温度が１５０℃となるように４分間冷却するという行程を１サイクルとして、これを計１０００サイクル行う試験を実施した。尚、上記条件により加熱した場合、ガスセンサが６００〜６５０℃に曝される時間は５０時間以上となる。

そして、冷熱耐久試験後、ガスセンサを気密漏れ量測定ベンチに設置し、高温雰囲気下（ハウジング座面温度が６５０℃）において、大気以外のガスが大気側雰囲気の方へと漏れる単位時間当たりの漏れ量を測定した。
尚、図５は、Ｃｒの含有量と漏れ量との関係を上記試料Ｅ１〜試料Ｅ５について調べた結果である。また、図５は、各試料それぞれ１０個のサンプルについての漏れ量の最大値をプロットしたものである。

図５からわかるように、試料Ｅ１のＦｅのみからなる金属パッキンにおいては、漏れ量が２ｃｃ／分を大きく上回り極めて大きい。また、Ｃｒの含有量が比較的多い試料Ｅ２も、２ｃｃ／分を上回り漏れ量が大きいことがわかる。一方、試料Ｅ３〜試料Ｅ５に関しては、２ｃｃ／分以下となり、漏れ量が小さいことがわかる。

以上より、Ｃｒを含有させれば大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気とを気密的に分離することができるが、Ｃｒの含有量が多くなれば、逆に気密性が低下してしまうことがわかる。そして、上記Ｃｒの含有量が１〜１０重量％であれば、大気側雰囲気と被測定ガス側雰囲気との間の気密性を充分に確保することができる。

一方、Ｃｒの含有量が１０重量％を超える場合は、酸化層が非常に薄膜状になってしまい、金属パッキンと素子側絶縁碍子又はハウジングとを充分に密着させることが困難となり、漏れ量が増大すると考えられる。
尚、試料Ｅ４のガスセンサにおいては、金属パッキンには、Ｎｉが４２重量％含有されているが、このようにＮｉが含有されている場合には、母材と酸化層との熱膨張係数差が充分に小さくなって両者が剥がれ難くなるという利点がある。

（実施例４）
本例は、図６に示すごとく、酸化層の層厚と漏れ量との関係を上記実施例３における試料Ｅ２〜試料Ｅ５を用いて調べた例である。上記酸化層の層厚は、ガスセンサの耐久後における金属パッキンの断面調査を行うことにより測定した。

尚、上記層厚とは、１個の金属パッキンにおける素子側絶縁碍子側の面及びハウジング側の面の酸化層の平均厚みを算出すると共に、それを各試料それぞれ１０個のサンプルについて平均値を算出したものである。そして、酸化層の層厚を横軸にとり、上記実施例３にて測定した漏れ量を縦軸にとって、各試料についての測定データをプロットしたものが図６である。

図６からわかるように、酸化層の層厚が５μｍ未満と小さくなると、漏れ量は、２ｃｃ／分を超えて大きくなる。また、酸化層の層厚が小さく、漏れ量の多い試料Ｅ２、Ｅ３は、表１、図５に示すごとく、Ｃｒ添加量が多い。

尚、試料Ｅ４において、金属パッキンと素子側絶縁碍子との接触面、及び金属パッキンとハウジングとの接触面において、それぞれの接触面の面積に対する層厚５μｍ以上の酸化層が形成されている面積比を調べた結果、上記接触面積の３０％以上において形成されていた。即ち、上記接触面の面積に対して３０％以上の面積において層厚５μｍ以上の酸化層が形成されていれば、本発明の作用効果を充分に発揮することができるといえる。

実施例１における、ガスセンサの断面説明図。 実施例１における、センサ素子と素子側絶縁碍子とハウジングと金属パッキンとを示す断面展開図。 実施例１における、素子側絶縁碍子とハウジングとの間に金属パッキンを介設した状態を示す断面説明図。 実施例２における、ガスセンサの断面説明図。 実施例３における、大気以外のガスが大気側雰囲気の方へと漏れる漏れ量と、Ｃｒの含有量との関係を示す実験結果。 実施例４における、大気以外のガスが大気側雰囲気の方へと漏れる漏れ量と、Ｃｒの含有量と、酸化層の層厚との関係を示す実験結果。 従来例における、ガスセンサの断面説明図。 従来例における、素子側絶縁碍子とハウジングとの間に金属パッキンを介設した状態を示す断面説明図。

符号の説明

１ ガスセンサ
１１ センサ素子
１２ 素子側絶縁碍子
１２０ 外周部
１２１ 当接部
１３ ハウジング
１３０ 内側面
１３１ 受け面
１４１ 大気側雰囲気
１４２ 被測定ガス側雰囲気
２ 金属パッキン

Claims (7)

1. 被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を挿通保持する素子側絶縁碍子と、該素子側絶縁碍子を内側に保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
   上記ハウジングの内側面には、上記素子側絶縁碍子の外周部に設けた当接部を受ける受け面が形成されており、
   上記ハウジングの上記受け面と、上記素子側絶縁碍子の上記当接部とは、金属パッキンを介して係止されていると共に、該金属パッキンによって、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気とが気密的に分離されており、
   上記金属パッキンは、Ｆｅを主成分とすると共にＣｒを１０重量％以下含有する合金からなることを特徴とするガスセンサ。
2. 被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を挿通保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
   上記ハウジングの内側面には、上記センサ素子の外周部に設けた当接部を受ける受け面が形成されており、
   上記ハウジングの上記受け面と、上記センサ素子の上記当接部とは、金属パッキンを介して係止されていると共に、該金属パッキンによって、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気とが気密的に分離されており、
   上記金属パッキンは、Ｆｅを主成分とすると共にＣｒを１０重量％以下含有する合金からなることを特徴とするガスセンサ。
3. 請求項１又は２において、上記金属パッキンは、Ｃｒを１重量％以上含有することを特徴とするガスセンサ。
4. 被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を挿通保持する素子側絶縁碍子と、該素子側絶縁碍子を内側に保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
   上記ハウジングの内側面には、上記素子側絶縁碍子の外周部に設けた当接部を受ける受け面が形成されており、
   上記ハウジングの上記受け面と、上記素子側絶縁碍子の上記当接部とは、金属パッキンを介して係止されていると共に、該金属パッキンによって、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気とが気密的に分離されており、
   上記金属パッキンは、３００℃以下と６００℃以上との間で温度変化を１０００回以上繰り返すと共に６００℃以上にある総時間が５０時間以上という条件下に曝されたとき、表面に酸化クロム層と酸化鉄層とからなる酸化層が５μｍ以上形成されることを特徴とするガスセンサ。
5. 請求項４において、層厚５μｍ以上の上記酸化層は、上記金属パッキンと上記素子側絶縁碍子との接触面、及び上記金属パッキンと上記ハウジングとの接触面において、それぞれの接触面の面積に対して３０％以上の面積に形成されていることを特徴とするガスセンサ。
6. 被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子と、該センサ素子を挿通保持するハウジングとを有するガスセンサであって、
   上記ハウジングの内側面には、上記センサ素子の外周部に設けた当接部を受ける受け面が形成されており、
   上記ハウジングの上記受け面と、上記センサ素子の上記当接部とは、金属パッキンを介して係止されていると共に、該金属パッキンによって、ガスセンサ基端側の大気側雰囲気とガスセンサ先端側の被測定ガス側雰囲気とが気密的に分離されており、
   上記金属パッキンは、３００℃以下と６００℃以上との間で温度変化を１０００回以上繰り返すと共に６００℃以上にある総時間が５０時間以上という条件下に曝されたとき、表面に酸化クロム層と酸化鉄層とからなる酸化層が５μｍ以上形成されることを特徴とするガスセンサ。
7. 請求項６において、層厚５μｍ以上の上記酸化層は、上記金属パッキンと上記センサ素子との接触面、及び上記金属パッキンと上記ハウジングとの接触面において、それぞれの接触面の面積に対して３０％以上の面積に形成されていることを特徴とするガスセンサ。

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