JPH01259252A - Gas sensor - Google Patents

Gas sensor

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JPH01259252A
JPH01259252A JP63086282A JP8628288A JPH01259252A JP H01259252 A JPH01259252 A JP H01259252A JP 63086282 A JP63086282 A JP 63086282A JP 8628288 A JP8628288 A JP 8628288A JP H01259252 A JPH01259252 A JP H01259252A
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glass
sealing
housing
sensor
thermal expansion
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山田 達哉
Yoshihide Jin
神 嘉秀
Hiroaki Morii
森井 洋明
Tetsumasa Yamada
哲正 山田
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Abstract

PURPOSE:To improve the insulating and sealing characteristics at the time of a high-temp. state by providing sealing glass consisting of 1st glass having a high insulating characteristic and 2nd glass having a prescribed coefft. of thermal expansion between a housing and a sensor element. CONSTITUTION:The sealing glass 10 is provided between the housing 3 which houses the sensor element 1 and sealing rubber 11 which constitutes a lead drawing out part. This sealing glass 10 is constituted of the 1st glass 10a and the 2nd glass 10b and has <=1.0X10<-6>/ deg.C coefft. of thermal expansion. The 1st glass 10a is constituted of a material which maintains the high insulating characteristic of >=1MOMEGA even at a high temp. of 450 deg.C together with the sealing characteristic. The 2nd glass 10b is constituted of a material which has the difference in the coefft. of thermal expansion from the housing within 2.0X10<-6>/ deg.C and surely maintains the sealing characteristic even at the high temp. The high insulating and sealing characteristics are then stably maintained even if the sealing glass part is put into the high-temp. state.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はガスセンサ、特に内燃機関からの排ガスを浄化
するために利用される空燃比センサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a gas sensor, and particularly to an air-fuel ratio sensor used for purifying exhaust gas from an internal combustion engine.

[従来技術及び課題] 空燃比センサとしては、金属ケースとセンサ素子とを低
温接着用ガラスによって封着(シール)してセンサ特性
を維持するのが一般的である。
[Prior Art and Problems] Generally, air-fuel ratio sensors maintain sensor characteristics by sealing a metal case and a sensor element using low-temperature adhesive glass.

しかし、この種の空燃比センサにあっては。However, with this type of air-fuel ratio sensor.

シール部の温度が450℃以上の高温になると。When the temperature of the seal reaches a high temperature of 450℃ or higher.

電気絶縁性か低下し、センサ出力特性に支障をきたす。Electrical insulation deteriorates, causing problems with sensor output characteristics.

本発明はかかる課題を解決すること、即ち450℃以上
の高温下においてもシール性及び電気絶縁性に優れ、正
確なセンサ出力特性を長期間安定に維持できるガスセン
サ、特に空燃比センサを開発することを目的とする。
The present invention aims to solve these problems, namely to develop a gas sensor, especially an air-fuel ratio sensor, which has excellent sealing properties and electrical insulation properties even at high temperatures of 450°C or higher, and can stably maintain accurate sensor output characteristics for a long period of time. With the goal.

[課題の解決手段] 本発明者はこうした見地に鑑み鋭意研究を重ねた結果1
本発明を完成するに至δたちのであり。
[Means for solving the problem] As a result of intensive research in view of the above, the inventors have discovered 1
We were able to complete this invention.

本発明は上述の課題を下記手段によって解決する。The present invention solves the above-mentioned problems by the following means.

ハウジング内にセンサ素子が収容され、ハウジングとセ
ンサ素子との間の少なくとも一部をガラスで封着してな
るガスセンサにおいて。
A gas sensor in which a sensor element is housed in a housing, and at least a portion of the space between the housing and the sensor element is sealed with glass.

シールガラスがより先方に位置する第1ガラス及びより
後方に位置する第2ガラスからなり。
The sealing glass consists of a first glass located further forward and a second glass located further rearward.

第1ガラスが1MΩ以上(450℃)の高絶縁性を有し
The first glass has high insulation properties of 1 MΩ or more (450° C.).

ハウジングと第2ガラスとの熱膨張係数差が2、OX 
10−6/ ’C以内であり、かつ、第1ガラスと第2
ガラスとの熱膨張係数差が1.OX 10−6/ ’C
以内である。
The difference in thermal expansion coefficient between the housing and the second glass is 2, OX
within 10-6/'C, and the first glass and the second glass
The difference in thermal expansion coefficient with glass is 1. OX 10-6/'C
Within

ガスセンサ。gas sensor.

[好適な実施態様及び作用コ こうした構成に基づき、シールガラス部において仮に高
温状態(例えば450℃)になった場合であっても、第
1ガラスが高絶縁性を維持し、しかも第2ガラスに係る
α差の特定によってシール性をも安定に維持できる。
[Preferred embodiment and operation] Based on this configuration, even if the sealing glass part reaches a high temperature state (for example, 450°C), the first glass maintains high insulation properties, and the second glass maintains high insulation properties. By specifying the α difference, the sealing performance can be stably maintained.

本発明は、センサ素子がハウジングとは絶縁されている
タイプのガスセンサを対象とする。センサ素子とハウジ
ングとの高温絶縁性を問題にするからである。又、使用
時においてシール部の温度が400℃以上、特に450
℃以上の高温状態になるガスセンサに好ましく適用され
る。例えば、空燃比センサが挙げられる。空燃比センサ
は、その素子が、低温状態での検知特性を向上させるた
めにヒータを備えてなるもの、又理論空燃比(A/F)
以外のA/Fであっても利用可能とするためにポンプ素
子を備えてなるもの等2種々のタイプのものであってよ
い。又、センサ素子が高温高強度材料としてのセラミッ
クス例えばアルミナによって所定位置に保持されている
とよい。ガラスシール部における高温絶縁性が問題とな
る限りにおいて、素子形状は板状1円管状又は袋状(試
験管状)のいずれてあってもよい。ハウジングは素子が
板状又は管状である場合、内外二重構造になっているも
のを採用するとよい。
The present invention is directed to a type of gas sensor in which a sensor element is insulated from a housing. This is because high-temperature insulation between the sensor element and the housing becomes a problem. Also, when the temperature of the seal part is 400℃ or higher during use, especially 450℃
It is preferably applied to gas sensors that are exposed to high temperatures of ℃ or higher. An example is an air-fuel ratio sensor. An air-fuel ratio sensor is one whose element is equipped with a heater to improve detection characteristics in low-temperature conditions, and one whose element is equipped with a heater to improve detection characteristics in low-temperature conditions.
In order to make it possible to use A/Fs other than the above, various types may be used, such as those equipped with pump elements. The sensor element may also be held in place by a high temperature, high strength material such as ceramics, such as alumina. As long as high-temperature insulation in the glass seal portion is a problem, the element shape may be either a plate, a circular tube, or a bag (test tube). When the element is plate-shaped or tubular, it is preferable to adopt a housing having a double structure inside and outside.

ハウジングとセンサ素子との間は、より先方に位置する
第1ガラス及びより後方に位置する第2ガラスによって
封着されな、ければならない。シール性及び絶縁性を確
保し、センサ素子の検知特性を高精度かつ安定に維持す
るためである。ガラスシールは基本的には被測定ガスが
センサ先方から後方へ通過するのを規制するものである
。従って、その封着部位は、そのガス通過を規制し得る
限り、ハウジングとセンサ素子との間の少なくとも一部
であってよい。又センサ素子がポンプ素子又はヒータを
付設してなるものにあっては、素子同士又は素子とヒー
タとの間についても同様にガラスシールしてもよい。又
、素子等からの信号を出力するためのリードの存在部位
について封着させてもよい。第1.2ガラスはともに8
00℃以下の温度で封着できるものが好ましい。又、被
封着物としてのハウジング及び素子等との濡れ性が良い
ものが好ましい。
The housing and the sensor element must be sealed by a first glass located further forward and a second glass located further rearward. This is to ensure sealing properties and insulation properties, and to maintain highly accurate and stable detection characteristics of the sensor element. The glass seal basically restricts the gas to be measured from passing from the front of the sensor to the rear. Therefore, the sealing site may be at least partially between the housing and the sensor element as long as the gas passage can be restricted. Further, in the case where the sensor element is provided with a pump element or a heater, a glass seal may be similarly applied between the elements or between the element and the heater. Alternatively, a portion where a lead for outputting a signal from an element or the like is present may be sealed. Both 1st and 2nd glasses are 8
It is preferable to use a material that can be sealed at a temperature of 00° C. or lower. Further, it is preferable that the material has good wettability with the housing, elements, etc. to be sealed.

第1ガラスはシール性とともに、高温下(例えば400
℃以上)においても高絶縁性を維持するものである。従
って、ガラスシール部のうち使用時において400℃以
上の高温状態となる部位についてこの第1ガラスを存在
させるとよい。後記測定方法による絶縁抵抗が4500
Cにて1MΩ以上、好ましくは5MΩ以上であるとよい
。又1体積固有抵抗(450℃)としては107・3Ω
印以上、好ましくは10 g・2Ω印以上である。この
種のガラスとしては、pboを主成分(60〜70 v
’t%)とし、  S i O15〜25wt%、B2
O3約20wt%からなるものに膏剤としてZrO,A
j!203、スピネル、ジルコン、ムライト、シリカ(
結晶質)等の粉末を約10〜20wt%添加混合したも
のを使用するとよい。基本ガラス組成は、上記PbO−
8iO−B  O系の他、  S t 02−BaO−
NaO−K  O系、  S i02  Z n O−
BO系、5iO128a O−Ca O系、Si02−
B203系等の組成のものであってもよい。非晶質ガラ
スが好ましいが、結晶化ガラスであってもよい。気孔率
は10%以下にするとよい。
The first glass has sealing properties as well as high temperature (for example, 400
℃ or higher), it maintains high insulation properties. Therefore, it is preferable that the first glass be present in a portion of the glass seal portion that is exposed to a high temperature of 400° C. or higher during use. Insulation resistance according to the measurement method described later is 4500
The resistance at C is preferably 1 MΩ or more, preferably 5 MΩ or more. Also, 1 volume resistivity (450℃) is 107.3Ω
It is more than the mark, preferably more than the 10 g·2 Ω mark. This type of glass has PBO as its main component (60 to 70 v
't%), S i O15~25wt%, B2
ZrO, A as a plaster to something consisting of about 20 wt% O3
j! 203, spinel, zircon, mullite, silica (
It is preferable to use a mixture containing about 10 to 20 wt % of powder such as crystalline powder. The basic glass composition is the above PbO-
In addition to the 8iO-B O system, S t 02-BaO-
NaO-KO system, S i02 Z n O-
BO system, 5iO128a O-Ca O system, Si02-
It may also have a composition such as B203 series. Amorphous glass is preferred, but crystallized glass may also be used. The porosity is preferably 10% or less.

但し、独立気孔状態であれば10%を越えても差支えな
い。
However, if it is in a closed pore state, it may exceed 10%.

第2ガラスは、高温下においてもシール性を確実に維持
するものである。熱膨張差は、センサ使用時の冷熱サイ
クルによってハウジング(金属)とシールガラスとの間
に歪みを発生させる。
The second glass reliably maintains sealing properties even under high temperatures. The difference in thermal expansion causes distortion between the housing (metal) and the sealing glass due to cooling and heating cycles when the sensor is used.

長期使用を考慮すると、シールガラス部の脆化。Considering long-term use, the seal glass part becomes brittle.

クラックの発生によるシール崩れを防止する必要かある
。従って1次の熱膨張差以内に材料を選択組合せること
が重要となる。即ち、ハウジングとの熱膨張係数差の差
(α差)か2.OX 10 ”/℃以内、好ましくは1
.5X 10 ’/℃以内のものにするとよい。又、第
1ガラスとのα差が1.OX 10−6/℃以内、好ま
しくは0.5X10 ”/℃以内のものにするとよい。
Is it necessary to prevent seal collapse due to cracks? Therefore, it is important to select and combine materials within a first-order thermal expansion difference. That is, the difference in thermal expansion coefficient with the housing (α difference) or 2. Within OX 10”/℃, preferably 1
.. It is recommended that the temperature be within 5×10′/°C. Also, the α difference with the first glass is 1. It is recommended that the temperature be within OX 10-6/°C, preferably within 0.5 x 10''/°C.

この種のカラスとしても、前記第1ガラスと同様の組成
のものか好ましく使用される。上記α差になるように付
則の種類、量を適宜調節するとよい。シール性を確保す
るため、金属材料とのα差か少ないものを用いるとよい
。第2ガラスの存在によって、仮に高温状態において第
1ガラスのシール性か劣化してもセンサ先方から後方へ
の排ガスの抜けを確実に防止できる。第2ガラスは使用
時において4008C以下の温度状態となるガラスシー
ル部において使用するとよい。
As this kind of glass, one having the same composition as the first glass is preferably used. The type and amount of supplementary rules may be adjusted as appropriate to achieve the above α difference. In order to ensure sealing performance, it is preferable to use a material with a small α difference from the metal material. The presence of the second glass reliably prevents exhaust gas from escaping from the front of the sensor to the rear even if the sealing performance of the first glass deteriorates under high temperature conditions. The second glass is preferably used in a glass seal portion whose temperature is 4008C or less during use.

400℃を越える高温状態になると、絶縁抵抗が低下し
、導通性及びセンザ出力特性に悪影響を及ぼすおそれか
あるからである。好ましくは350℃以下の温度部位に
使用するとよい。
This is because if the temperature exceeds 400° C., the insulation resistance will decrease, which may adversely affect the conductivity and sensor output characteristics. Preferably, it is used in a region with a temperature of 350° C. or lower.

[実施例] 以下2本発明の詳細な説明する。[Example] Two aspects of the present invention will be described in detail below.

第1.2図は空燃比センサAに本発明を適用した一実施
例を示した図である。各図において、空燃比センサAは
、大略、センサ素子1と、素子1からの信号を出力する
リード2・・と、素子1を収容するハウシング3と、ハ
ウジング3と素子1及びリード2とを離間させて保持す
る介装部材4とから構成されている。センサ素子1は板
状であって、ポンプ素子及びヒータを備えている。リー
ド2・・・は素子1後端に接続されて後方へ伸びハウジ
ング3外へ延設されている。ハウジング3は内外二重構
造となっており、外筒としての取付金具5及び内筒6を
有する。又、取付金具5の先方には保護キャップ7、後
方には後方筒体8か配設されている。
FIG. 1.2 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to an air-fuel ratio sensor A. In each figure, the air-fuel ratio sensor A generally includes a sensor element 1, a lead 2 for outputting a signal from the element 1, a housing 3 that houses the element 1, and a housing 3, the element 1, and the lead 2. and an intervening member 4 that is held apart. The sensor element 1 is plate-shaped and includes a pump element and a heater. The leads 2 are connected to the rear end of the element 1, extend rearward, and extend outside the housing 3. The housing 3 has an inner-outer double structure and includes a mounting bracket 5 as an outer cylinder and an inner cylinder 6. Further, a protective cap 7 is provided at the front of the mounting bracket 5, and a rear cylinder 8 is provided at the rear.

介装部側4は先方より、素子1を所定位置に保持するセ
ラミック保持体9.素子1後端部及びリード2・・先端
部を包囲して絶縁するシールガラス10.及びより後方
においてリード2 ・を包囲して絶縁するシールゴム1
1からなる。セラミック保持体9は先方部9a、中間部
9b、後方部9cで若干制質を異ならせ、熱膨張係数を
内筒6に適合させている。シールゴム11も先方部11
a、後方部11bからなる。
The intervening part side 4 has a ceramic holder 9. which holds the element 1 in a predetermined position. A sealing glass 10 that surrounds and insulates the rear end of the element 1 and the leading end of the lead 2. and a sealing rubber 1 that surrounds and insulates the lead 2 at the rear.
Consists of 1. The ceramic holder 9 has a front part 9a, a middle part 9b, and a rear part 9c whose restraints are slightly different, so that the coefficient of thermal expansion is adapted to the inner cylinder 6. The seal rubber 11 is also the front part 11
a, and a rear portion 11b.

シールガラス10はより先方に位置する第1ガラスlo
a及びより後方に位置する第2ガラスlObからなり、
ここでは軸方向距離で第1ガラスLOaが13m+n、
第2ガラスlObか7龍となっている。
The sealing glass 10 is a first glass lo located further forward.
a and a second glass lOb located further back,
Here, the axial distance of the first glass LOa is 13m+n,
The second glass is 1Ob or 7 dragons.

又、センサ素子の一例を第3図に示す。第3図は積層印
刷技術によって得られる板状のセンサ素子Aを一体化前
の状態において示した図である。
Further, an example of the sensor element is shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a plate-shaped sensor element A obtained by laminated printing technology in a state before integration.

尚1本例はポンプ素子を備えた閉鎖室型の例である。積
層印刷技術とは、センサ素子の各構成要素を所定のグリ
ーンシートに積層して印刷し。
This example is of a closed chamber type equipped with a pump element. Laminated printing technology prints each component of the sensor element on a predetermined green sheet.

この印刷グリーンシートを基材に被着して焼成一体化す
る技術をいう。その詳細は例えば特開昭82−1501
56を参照されたい。第3図において、下方より、基材
12.−側電極層13.第1の固体電解質層(グリーン
シー1−)14.他側電極層15.ガス律速層1B、ス
ペーサ17.−側電極層18.第2の固体電解質層19
.他側電極層20.電極保護層21.絶縁層22が位置
して各要素12〜22が積層され、焼成一体化される。
This refers to the technology of attaching this printed green sheet to a base material and baking it into one piece. For details, see JP-A No. 82-1501.
See 56. In FIG. 3, from below, the base material 12. − side electrode layer 13. First solid electrolyte layer (Green Sea 1-) 14. Other side electrode layer 15. Gas rate controlling layer 1B, spacer 17. − side electrode layer 18. Second solid electrolyte layer 19
.. Other side electrode layer 20. Electrode protective layer 21. The insulating layer 22 is positioned, the elements 12 to 22 are laminated, and fired and integrated.

又、17aは測定ガス室、 23.24は他側電極を外
部と接続するための端子、25は他側電極層15と端子
23とを導通するための導通口。
Further, 17a is a measurement gas chamber, 23 and 24 are terminals for connecting the other side electrode to the outside, and 25 is a conduction port for connecting the other side electrode layer 15 and the terminal 23.

22aは保護層21の位置に対応して形成された開口を
示す。各要素の寸法は例えば次の通りである。
Reference numeral 22a indicates an opening formed corresponding to the position of the protective layer 21. For example, the dimensions of each element are as follows.

(a)試料12 : 0.36X 3.8X 44mm
(b)固体電解質層14.19 : 0.3Bx  3
.[iX 45++++n(c)電極13.15.18
.20:  2.OX 4.Omm(d)スペーサ17
 : 80g+n X  3.OX 44n+n+(e
)測定ガス室17a :  2.OX 4.Omm又、
材料としては、固体電解質層14.19はZ r O2
Y 203系、電極13.15.18.20は白金/1
6%セラミックからなる。
(a) Sample 12: 0.36X 3.8X 44mm
(b) Solid electrolyte layer 14.19: 0.3Bx 3
.. [iX 45+++n(c) electrode 13.15.18
.. 20: 2. OX4. Omm(d) Spacer 17
: 80g+n X 3. OX 44n+n+(e
) Measurement gas chamber 17a: 2. OX4. Omm again,
As for the material, the solid electrolyte layer 14.19 is Z r O2
Y 203 series, electrodes 13.15.18.20 are platinum/1
Consists of 6% ceramic.

[試験例] 前記実施例の空燃比センサにおいて下記表の4種のガラ
スA、B、C,Dを単独又は組合せてなるものをシール
ガラスとして使用し。
[Test Example] In the air-fuel ratio sensor of the above example, four types of glasses A, B, C, and D shown in the table below were used alone or in combination as the seal glass.

シール性及び絶縁性について調べた。尚、内筒としては
5US403 (α= io、ox 10−6/ ℃)
 。
The sealing properties and insulation properties were investigated. In addition, the inner cylinder is 5US403 (α=io, ox 10-6/℃)
.

5US430(α= lO,4X 10−6/ ℃)の
二種類のものを採用した。
Two types of 5US430 (α = lO, 4X 10-6/°C) were employed.

(以下余白) ※1: 「結」は結晶化ガラス、「非」は非晶質ガラス
を示す。
(Left below) *1: ``Yui'' indicates crystallized glass, and ``non'' indicates amorphous glass.

※2:450℃にて、 50 VMΩ計で測定した値で
ある。
*2: Value measured with a 50 VMΩ meter at 450°C.

*3ニガラスA、Cは、ガラスDに膏剤として約15w
t%のZrO、Aj7 0  、スピネル、ジルコン、
ムライト、シリカ等の粉末のいずれか一種又は二種を添
加混合してなる。
*3 Nigaras A and C are about 15w as a plaster on glass D.
t% ZrO, Aj70, spinel, zircon,
It is made by adding and mixing one or both of powders such as mullite and silica.

※4:450℃の体積固有抵抗(Ωm)値は250℃の
体積固有抵抗値に基づき、第4図のグラフから算出した
ものである。
*4: The volume resistivity (Ωm) value at 450°C is calculated from the graph in Figure 4 based on the volume resistivity value at 250°C.

(a)電気絶縁性 空燃比センサの先端部(Tip部)をブンゼンバーナで
加熱し、ガラスシール部の温度(℃)を450℃まで変
化させ、絶縁抵抗(MΩ)を調べ、絶縁性を評価する。
(a) Heat the tip part of the electrically insulating air-fuel ratio sensor with a Bunsen burner, change the temperature (°C) of the glass seal part to 450°C, check the insulation resistance (MΩ), and evaluate the insulation properties. do.

その絶縁抵抗の測定は、取付金具5とリード2との間に
50 VMQ計を接続し、セラミック絶縁体9とシール
ガラス10との界面の温度をガラスシール温度(’C)
とし、ヒータ通電しない状態で行なった。
To measure the insulation resistance, connect a 50 VMQ meter between the mounting bracket 5 and the lead 2, and measure the temperature at the interface between the ceramic insulator 9 and the seal glass 10 as the glass seal temperature ('C).
The test was conducted with the heater not energized.

(b)シール性 空燃比センサをエンジン実車にて所定の位置に取付け、
ガラスシール部を400℃にて100hr耐久に供し、
シール性を評価する。即ち、シールゴム11の先方端面
について、シールガラス部lOのガスリークに基づく熱
分解(シリコンゴムの場合、ゴム架橋剤の発生、更には
シロキサン結合の分解)による白色変化及びゴム硬化等
をチエツクする。
(b) Install the sealable air-fuel ratio sensor in a predetermined position on the actual engine vehicle,
The glass seal part was subjected to 100 hr durability at 400℃,
Evaluate sealing performance. That is, the front end face of the sealing rubber 11 is checked for white change and rubber hardening due to thermal decomposition (in the case of silicone rubber, generation of rubber crosslinking agent and further decomposition of siloxane bonds) due to gas leakage from the sealing glass portion IO.

尚、各評価項目(a) (b)についての結果を第4.
5図に夫々示す。
The results for each evaluation item (a) and (b) are shown in Section 4.
They are shown in Figure 5.

第4,5図から明らかな通り1本発明の規定範囲のもの
、即ち第1ガラス10aとしてガラスA又はガラスC1
第2ガラスとしてガラスBを使用してなる組合せのもの
のみが絶縁性及びシール性について優れた結果を示す。
As is clear from FIGS. 4 and 5, the first glass 10a is glass A or glass C1.
Only the combination using glass B as the second glass shows excellent results in terms of insulation and sealing properties.

即ち、この組合せに係る実施例の空燃比センサは450
℃の高温下にあっても絶縁抵抗1M!2以」二であり、
  100hr耐久後においても高いシール性を維持す
る。ガラスA、B。
That is, the air-fuel ratio sensor of the embodiment related to this combination is 450
Insulation resistance is 1M even at high temperatures of ℃! 2 or more” 2,
Maintains high sealing performance even after 100 hours of durability. Glass A, B.

C,D単独、又は−ト記実施例以外の組合せに係るもの
は、いずれについても絶縁性又はシール性のいずれかが
実用上のレベルを満足しない。例えば、高絶縁性ガラス
であるガラスDを単独で使用した場合、シール性の点で
次のような問題を生ずると考えられる。即ち、この高絶
縁性ガラスと内筒とのα差は3.OX to−6/℃で
ある。そのため空燃比センサの使用時において、センサ
先端部が排ガスに晒され、その排ガスが後方部のガラス
シール部に達した場合、金属ケースと高絶縁性ガラスと
の上記熱膨張係数の差によって高絶縁性ガラスにクラッ
クを生じ、シール性を低下させる。そして、このクラッ
クを通じて排ガスがより後方に位置するゴムシール部を
カーボン化させ、導通不良をきたし、センサ出力特性を
劣化させる。
When C and D are used alone or in combinations other than the examples listed in (g) above, neither the insulation nor the sealing performance satisfies a practical level. For example, if Glass D, which is a highly insulating glass, is used alone, the following problems may occur in terms of sealing performance. That is, the α difference between this highly insulating glass and the inner cylinder is 3. OX to -6/°C. Therefore, when using the air-fuel ratio sensor, if the tip of the sensor is exposed to exhaust gas and the exhaust gas reaches the rear glass seal, the difference in thermal expansion coefficient between the metal case and the highly insulating glass will result in high insulation. This causes cracks in the glass and reduces sealing performance. Then, exhaust gas passes through this crack and carbonizes the rubber seal portion located further back, causing poor conduction and deteriorating sensor output characteristics.

[効果] 以−1−の如く本発明によれば、450℃以」二の高温
下においてもシール性及び電気絶縁性に優れ。
[Effects] As described in -1- below, according to the present invention, excellent sealing properties and electrical insulation properties are achieved even at high temperatures of 450°C or higher.

正確なセンサ出力特性を長期間安定に維持できるので、
ガスセンサ分野において極めて有用なものである。
Accurate sensor output characteristics can be maintained stably for a long period of time.
This is extremely useful in the field of gas sensors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る空燃比センサを示す正
面半断面図及び平面図。 第2図は第1図の■拡大図。 第3図は一実施例に係るセンサ素子の分解斜視図。 第4図は種々のガラスシールについて、ガラスシール部
温度と絶縁抵抗(MΩ)との関係を示すグラフ。 第5図は種々のガラスシールについて、ガラスシール部
温度を400℃に維持して耐久させたときのシール性を
示すグラフ。 を夫々表わす。 1 センサ素子   3・・ハウジング10・・シール
ガラス  10a・・・第1ガラス10b・・・第2ガ
ラス 出願人  日本特殊陶業株式会社 代理人   弁理士  加 藤 朝 道(外1名) 第3図 /フこ21 第4図 ガラスンール部温良(0C)
FIG. 1 is a front half-sectional view and a plan view showing an air-fuel ratio sensor according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is an enlarged view of Figure 1. FIG. 3 is an exploded perspective view of a sensor element according to one embodiment. FIG. 4 is a graph showing the relationship between glass seal temperature and insulation resistance (MΩ) for various glass seals. FIG. 5 is a graph showing the sealing properties of various glass seals when the temperature of the glass seal portion was maintained at 400° C. for durability. respectively. 1 Sensor element 3...Housing 10...Seal glass 10a...First glass 10b...Second glass Applicant NGK Spark Plug Co., Ltd. Agent Patent attorney Asami Kato (1 other person) Figure 3/ Fuko 21 Fig. 4 Glass enclosure section Onryo (0C)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ハウジング内にセンサ素子が収容され、ハウジングとセ
ンサ素子との間の少なくとも一部をガラスで封着してな
るガスセンサにおいて、 シールガラスがより先方に位置する第1ガラス及びより
後方に位置する第2ガラスからなり、第1ガラスが1M
Ω以上(450℃)の高絶縁性を有し、 ハウジングと第2ガラスとの熱膨張係数差が2.0×1
0^−^6/℃以内であり、かつ、第1ガラスと第2ガ
ラスとの熱膨張係数差が1.0×10^−^6/℃以内
である、 ガスセンサ。
[Claims] A gas sensor in which a sensor element is housed in a housing, and at least a portion of the space between the housing and the sensor element is sealed with glass, comprising: a first glass in which the sealing glass is located further forward; It consists of a second glass located at the rear, and the first glass is 1M.
It has high insulation properties of Ω or more (450℃), and the difference in thermal expansion coefficient between the housing and the second glass is 2.0×1.
0^-^6/°C or less, and the difference in thermal expansion coefficient between the first glass and the second glass is within 1.0x10^-^6/°C.
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