JPH08114574A - 排気センサ - Google Patents
排気センサInfo
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- JPH08114574A JPH08114574A JP7249791A JP24979195A JPH08114574A JP H08114574 A JPH08114574 A JP H08114574A JP 7249791 A JP7249791 A JP 7249791A JP 24979195 A JP24979195 A JP 24979195A JP H08114574 A JPH08114574 A JP H08114574A
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- sensing element
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- 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
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
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- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好なシールパッケージを有する排気センサ
を提供する。 【解決手段】 本発明は平坦なプレート型式の感知素子
（１０）を取り巻く交互に重なった複数のガラス層（６
０）及びステアタイト層（６２）を有する平坦なプレー
ト型式の排気ガスセンサを提供する。セラミック本体
（６４）はガラス層及びステアタイト層を取り巻き、こ
れらの層から保護金属ハウジング（４０、４２、４４）
まで半径方向に延びている。セラミックプランジャ（５
８）は感知素子に接続した電気コネクタ（７７）を取り
巻き、熱によるコネクタの損傷を防止する。
を提供する。 【解決手段】 本発明は平坦なプレート型式の感知素子
（１０）を取り巻く交互に重なった複数のガラス層（６
０）及びステアタイト層（６２）を有する平坦なプレー
ト型式の排気ガスセンサを提供する。セラミック本体
（６４）はガラス層及びステアタイト層を取り巻き、こ
れらの層から保護金属ハウジング（４０、４２、４４）
まで半径方向に延びている。セラミックプランジャ（５
８）は感知素子に接続した電気コネクタ（７７）を取り
巻き、熱によるコネクタの損傷を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンのための排
気センサに関し、特に、平坦なプレート型式の感知素子
と多層シールを取り巻く管状セラミック本体を有するシ
ールパッケージとを備えたセンサに関する。
気センサに関し、特に、平坦なプレート型式の感知素子
と多層シールを取り巻く管状セラミック本体を有するシ
ールパッケージとを備えたセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来の平坦なプレート型式の自動
車用排気センサを示す。この排気センサは平坦なプレー
ト型式の加熱感知素子１３８を有し、この素子は、管状
ハウジング１１６内で、第１のセメント化合物１４０、
ガラスシール１４２及び第２のセメント化合物１４４に
より適所に保持される。これらの化合物及びガラスシー
ルは平坦なプレート型式の加熱感知素子からセンサの管
状壁１１６まで半径方向に延びている。平坦なプレート
型式の加熱感知素子は空気チャンネルを備え、センサの
上方部分に設けた空気源に連通するようにセンサ内に位
置している。ガラスシールは、排気ガスがセンサの下端
から管状ハウジングを通ってセンサの上方部分へ流入す
るのを阻止し、加熱感知素子の電解質本体に設けた空気
チャンネル内の空気の汚染を防止する。ガラスシールが
望ましい理由は、炉内でガラスフリットを着火すること
によりガラスシールを容易に形成できるからである。こ
のようなセンサは、エンジンの排気ガス中の成分（例え
ば、酸素）を監視し、空燃比を含むエンジンの作動条件
を調整するために使用される。
車用排気センサを示す。この排気センサは平坦なプレー
ト型式の加熱感知素子１３８を有し、この素子は、管状
ハウジング１１６内で、第１のセメント化合物１４０、
ガラスシール１４２及び第２のセメント化合物１４４に
より適所に保持される。これらの化合物及びガラスシー
ルは平坦なプレート型式の加熱感知素子からセンサの管
状壁１１６まで半径方向に延びている。平坦なプレート
型式の加熱感知素子は空気チャンネルを備え、センサの
上方部分に設けた空気源に連通するようにセンサ内に位
置している。ガラスシールは、排気ガスがセンサの下端
から管状ハウジングを通ってセンサの上方部分へ流入す
るのを阻止し、加熱感知素子の電解質本体に設けた空気
チャンネル内の空気の汚染を防止する。ガラスシールが
望ましい理由は、炉内でガラスフリットを着火すること
によりガラスシールを容易に形成できるからである。こ
のようなセンサは、エンジンの排気ガス中の成分（例え
ば、酸素）を監視し、空燃比を含むエンジンの作動条件
を調整するために使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガラスシー
ル、平坦なプレート型式の加熱感知素子及び管状シェル
は異なる熱膨張係数を有する。センサがエンジンの燃焼
排気ガスによる高温に晒されたとき、ガラスシール、平
坦なプレート型式の加熱感知素子及び管状シェルは異な
る割合で膨張し収縮する。このため、ガラスシールと管
状シェルとの間に漏洩経路が生じ、平坦なプレート型式
の加熱感知素子がガラスシールの膨張により損傷し、又
は、平坦なプレート型式の排気センサがハウジング内で
緩んでしまう。
ル、平坦なプレート型式の加熱感知素子及び管状シェル
は異なる熱膨張係数を有する。センサがエンジンの燃焼
排気ガスによる高温に晒されたとき、ガラスシール、平
坦なプレート型式の加熱感知素子及び管状シェルは異な
る割合で膨張し収縮する。このため、ガラスシールと管
状シェルとの間に漏洩経路が生じ、平坦なプレート型式
の加熱感知素子がガラスシールの膨張により損傷し、又
は、平坦なプレート型式の排気センサがハウジング内で
緩んでしまう。
【０００４】本発明は従来のセンサの上述の欠点を克服
することを目的とする。
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、平坦なプレー
ト型式の感知素子を取り巻き、交互に重なった複数のガ
ラス層及びステアタイト層を有する平坦なプレート型式
の排気ガスセンサを提供する。セラミック本体はガラス
層及びステアタイト層の各々を取り巻き、これら各層か
ら保護用金属ハウジングまで半径方向に延びる。セラミ
ックプランジャは組立て作業中高温の間にガラス層及び
ステアタイト層を圧迫する。プランジャは感知素子への
電気コネクタを取り巻き、コネクタの熱損傷を防止し、
各リード（ワイヤ）を電気的に絶縁する。また、プラン
ジャは感知素子の空気チャンネルへの水の侵入を阻止す
る連続的なシール表面として作用する。
ト型式の感知素子を取り巻き、交互に重なった複数のガ
ラス層及びステアタイト層を有する平坦なプレート型式
の排気ガスセンサを提供する。セラミック本体はガラス
層及びステアタイト層の各々を取り巻き、これら各層か
ら保護用金属ハウジングまで半径方向に延びる。セラミ
ックプランジャは組立て作業中高温の間にガラス層及び
ステアタイト層を圧迫する。プランジャは感知素子への
電気コネクタを取り巻き、コネクタの熱損傷を防止し、
各リード（ワイヤ）を電気的に絶縁する。また、プラン
ジャは感知素子の空気チャンネルへの水の侵入を阻止す
る連続的なシール表面として作用する。
【０００６】
【発明の実施の形態】図２は本発明に係る排気センサの
感知素子１０を示し、この感知素子は重なった関係で位
置する次の諸要素を有する。すなわち、感知素子は、誘
電性のヒーター保護テープ１２と、印刷回路ヒーター１
４と、空気チャンネル２０を備えたアルミナ支持基体１
８と、誘電部分２６及び電解質本体部分２８を有する一
体鋳造の複合テープ２４の一面に印刷した内側電極２２
と、一体鋳造した複合テープの反対面に印刷された外側
電極３０及びセンサパッド１５と、濃密なアルミナ部分
及び複合テープ３２の電解質本体部分２８に重なる多孔
性のアルミナ部分３６を有する外側保護テープ３２とを
具備する。テープ２４は穴１６を備え、この穴を介し
て、パッド１５と内側電極２２とが接触する。一体鋳造
の複合テープ２４の第１部分即ち誘電部分２６はアルミ
ナの如き誘電材料で構成され、第２部分即ち電解質本体
部分２８はジルコニアの如き濃密な性電解質材料で構成
され、感知素子の一端近傍に位置する。一体鋳造の複合
テープはスラリー鋳造加工、圧延圧縮加工、カレンダー
加工等の如き種々の方法で製造することができる。この
ような方法は、例えば、１９９４年２月１５日付で出願
された米国特許出願第０８／１９６８６３号明細書に記
載されている。感知素子の種々の層は一緒に着火処理さ
れ、単一の平坦なプレート型式の感知素子を形成する。
感知素子１０を示し、この感知素子は重なった関係で位
置する次の諸要素を有する。すなわち、感知素子は、誘
電性のヒーター保護テープ１２と、印刷回路ヒーター１
４と、空気チャンネル２０を備えたアルミナ支持基体１
８と、誘電部分２６及び電解質本体部分２８を有する一
体鋳造の複合テープ２４の一面に印刷した内側電極２２
と、一体鋳造した複合テープの反対面に印刷された外側
電極３０及びセンサパッド１５と、濃密なアルミナ部分
及び複合テープ３２の電解質本体部分２８に重なる多孔
性のアルミナ部分３６を有する外側保護テープ３２とを
具備する。テープ２４は穴１６を備え、この穴を介し
て、パッド１５と内側電極２２とが接触する。一体鋳造
の複合テープ２４の第１部分即ち誘電部分２６はアルミ
ナの如き誘電材料で構成され、第２部分即ち電解質本体
部分２８はジルコニアの如き濃密な性電解質材料で構成
され、感知素子の一端近傍に位置する。一体鋳造の複合
テープはスラリー鋳造加工、圧延圧縮加工、カレンダー
加工等の如き種々の方法で製造することができる。この
ような方法は、例えば、１９９４年２月１５日付で出願
された米国特許出願第０８／１９６８６３号明細書に記
載されている。感知素子の種々の層は一緒に着火処理さ
れ、単一の平坦なプレート型式の感知素子を形成する。
【０００７】本発明は図２示すような上述の平坦なプレ
ート型式の加熱感知素子１０又は普通の平坦なプレート
型式の感知素子を有する。
ート型式の加熱感知素子１０又は普通の平坦なプレート
型式の感知素子を有する。
【０００８】図３は本発明に係る排気ガスセンサを示
し、このセンサはユニークなシールパッケージを有す
る。排気センサは管状の上方シェル４０と、中間シェル
４２と、管状の下方シェル４４とを有する。管状の上方
シェルは感知素子から熱を取り除く通気口４１を備える
ことができる。ステンレス鋼製のリテーナ４６は管状の
上方シェル４０の内壁に圧入され、上方のＯ−リング８
４のための下方押さえ壁を形成し、上方シェルの通気口
４１を通ってくる水のための跳ね返り防止シールドとし
て作用する。管状の上方シェル４０の下端は外方に開拡
した足部４８を備え、この足部は中間シェル４２の頂部
近傍のクリンプ部分５０の下方に位置する。中間シェル
は、その外面に形成されたレンチ用平坦部５２と、排気
装置（パイプ又はマニホルド）のマニホルドボス内に螺
入されるネジ部５４とを有する。管状の下方シェル４４
はルーバー又は孔を備え、これらを通って排気ガスが進
入し、感知素子１０に接触する。管状の下方シェルは中
間シェルの内壁の面取り部５７に着座する。管状の上方
シェル４０、中間シェル４２及び管状の下方シェル４４
はセンサハウジングを構成する。
し、このセンサはユニークなシールパッケージを有す
る。排気センサは管状の上方シェル４０と、中間シェル
４２と、管状の下方シェル４４とを有する。管状の上方
シェルは感知素子から熱を取り除く通気口４１を備える
ことができる。ステンレス鋼製のリテーナ４６は管状の
上方シェル４０の内壁に圧入され、上方のＯ−リング８
４のための下方押さえ壁を形成し、上方シェルの通気口
４１を通ってくる水のための跳ね返り防止シールドとし
て作用する。管状の上方シェル４０の下端は外方に開拡
した足部４８を備え、この足部は中間シェル４２の頂部
近傍のクリンプ部分５０の下方に位置する。中間シェル
は、その外面に形成されたレンチ用平坦部５２と、排気
装置（パイプ又はマニホルド）のマニホルドボス内に螺
入されるネジ部５４とを有する。管状の下方シェル４４
はルーバー又は孔を備え、これらを通って排気ガスが進
入し、感知素子１０に接触する。管状の下方シェルは中
間シェルの内壁の面取り部５７に着座する。管状の上方
シェル４０、中間シェル４２及び管状の下方シェル４４
はセンサハウジングを構成する。
【０００９】平坦なプレート型式の排気ガス成分感知素
子１０はセンサハウジング内に担持されている。好まし
くはステアタイトで作った上方のセラミックプランジャ
５８はハウジングの上方シェル内に位置し、感知素子の
上方部分を受け入れるための穴を有する。感知素子の中
間部分は交互に重なった複数のガラス層６０及びスペー
サ層（好ましくは、ステアタイト層）６２により取り囲
まれている。ガラス層６０は固形ガラスフリットプリフ
ォーム（好ましくは、ホウケイ酸塩）で作られる。各ガ
ラス層は約０．０５インチ（約１．２７ｍｍ）から約
０．２０インチ（約５．０８ｍｍ）までの範囲内の厚さ
を有する。各ステアタイト層は約０．０５インチ（約
１．２７ｍｍ）から約０．２０インチ（約５．０８ｍ
ｍ）までの範囲内の厚さを有する。ガラス層及びステア
タイト層の幅即ち直径はセラミックチューブの内径に応
じて変わる。チューブが大きい程、ガラス層及びステア
タイト層の直径も大きくなる。交互に重なった複数のガ
ラス層及びステアタイト層はセラミック酸化物、窒化
物、カーバイド材料等でできた管状のセラミック本体６
４により取り巻かれている。管状のセラミック本体６
４、ステアタイト層６２及び感知素子１０は約０．００
１インチ（約０．０２５ｍｍ）ないし約０．０１インチ
（約０．２５ｍｍ）の十分な公差をもって組立てられ、
ガラス層６０の加熱の際に、ガラスの薄い層１００がス
テアタイト層６２の外側とセラミック本体６４との間を
通って下方へ流れ、ガラスの薄い層１０２がステアタイ
ト層の内側と感知素子との間を通って下方へ流れる。好
ましくは、管状のセラミック本体はアルミナ、ジルコニ
ア、ステアタイトのうちから選んだ少なくとも１つの酸
化物で作る。管状のセラミック本体６４は実質上真っす
ぐな壁を備えた上方部分６６と、これより厚い中間部分
と、比較的薄い下方部分７２とを有する。管状のセラミ
ック本体はまた、上方、下方及び内側の傾斜肩部６８、
７０、７１を具備する。薄い下方部分７２は固相焼結さ
れた複数のガラス層及びステアタイト層を支持する内方
に延びたリップ部７４を有する。上方セラミックプラン
ジャ５８は管状セラミック本体の上方部分６６内に収容
され、最上方のガラス層６０に接触する。このセラミッ
ク（ステアタイト）プランジャ５８は、管状セラミック
本体の薄い上方部分６６と厚い中間部分とを接続する内
壁の内側傾斜肩部７１により支持される。
子１０はセンサハウジング内に担持されている。好まし
くはステアタイトで作った上方のセラミックプランジャ
５８はハウジングの上方シェル内に位置し、感知素子の
上方部分を受け入れるための穴を有する。感知素子の中
間部分は交互に重なった複数のガラス層６０及びスペー
サ層（好ましくは、ステアタイト層）６２により取り囲
まれている。ガラス層６０は固形ガラスフリットプリフ
ォーム（好ましくは、ホウケイ酸塩）で作られる。各ガ
ラス層は約０．０５インチ（約１．２７ｍｍ）から約
０．２０インチ（約５．０８ｍｍ）までの範囲内の厚さ
を有する。各ステアタイト層は約０．０５インチ（約
１．２７ｍｍ）から約０．２０インチ（約５．０８ｍ
ｍ）までの範囲内の厚さを有する。ガラス層及びステア
タイト層の幅即ち直径はセラミックチューブの内径に応
じて変わる。チューブが大きい程、ガラス層及びステア
タイト層の直径も大きくなる。交互に重なった複数のガ
ラス層及びステアタイト層はセラミック酸化物、窒化
物、カーバイド材料等でできた管状のセラミック本体６
４により取り巻かれている。管状のセラミック本体６
４、ステアタイト層６２及び感知素子１０は約０．００
１インチ（約０．０２５ｍｍ）ないし約０．０１インチ
（約０．２５ｍｍ）の十分な公差をもって組立てられ、
ガラス層６０の加熱の際に、ガラスの薄い層１００がス
テアタイト層６２の外側とセラミック本体６４との間を
通って下方へ流れ、ガラスの薄い層１０２がステアタイ
ト層の内側と感知素子との間を通って下方へ流れる。好
ましくは、管状のセラミック本体はアルミナ、ジルコニ
ア、ステアタイトのうちから選んだ少なくとも１つの酸
化物で作る。管状のセラミック本体６４は実質上真っす
ぐな壁を備えた上方部分６６と、これより厚い中間部分
と、比較的薄い下方部分７２とを有する。管状のセラミ
ック本体はまた、上方、下方及び内側の傾斜肩部６８、
７０、７１を具備する。薄い下方部分７２は固相焼結さ
れた複数のガラス層及びステアタイト層を支持する内方
に延びたリップ部７４を有する。上方セラミックプラン
ジャ５８は管状セラミック本体の上方部分６６内に収容
され、最上方のガラス層６０に接触する。このセラミッ
ク（ステアタイト）プランジャ５８は、管状セラミック
本体の薄い上方部分６６と厚い中間部分とを接続する内
壁の内側傾斜肩部７１により支持される。
【００１０】ワイヤ（電線）７６はテフロン（登録商標
名；正式名はポリテトラフルオルエチレン）ストッパ７
８を貫通して延び、これらのワイヤに取り付けた電気コ
ネクタ７７を介して平坦なプレート型式の感知素子に接
続する。テフロンストッパは上方金属シェル４０の頂部
に連結された金属キャップ８０内に担持される。
名；正式名はポリテトラフルオルエチレン）ストッパ７
８を貫通して延び、これらのワイヤに取り付けた電気コ
ネクタ７７を介して平坦なプレート型式の感知素子に接
続する。テフロンストッパは上方金属シェル４０の頂部
に連結された金属キャップ８０内に担持される。
【００１１】センサは、ハウジング内で種々の素子を摩
擦的に保持し、環境用シールを提供する複数個のＯ−リ
ング８２、８４を有する。上方のステアタイトプランジ
ャ５８はセラミック本体から管状上方シェル４０の頂部
近傍のＯ−リング８４まで延びる壁８８を有する。管状
上方シェルの内壁とステアタイトプランジャの外壁との
間にギャップ９０が形成される。管状上方シェル４０に
設けた穴４１はギャップ９０に連通する。従って、シェ
ルの傾斜した肩部におけるシールが破損したとしても、
排気ガスはセラミック本体６４の外表面に沿って上方に
進み、クリンプ部分５０を通って管状上方シェルの穴４
１から流出し、感知素子のための基準用空気を汚染する
ことはない。Ｏ−リング８４はまた、感知素子のための
基準用空気を汚染するような水の侵入を阻止する（すな
わち、環境用シールを提供する）。
擦的に保持し、環境用シールを提供する複数個のＯ−リ
ング８２、８４を有する。上方のステアタイトプランジ
ャ５８はセラミック本体から管状上方シェル４０の頂部
近傍のＯ−リング８４まで延びる壁８８を有する。管状
上方シェルの内壁とステアタイトプランジャの外壁との
間にギャップ９０が形成される。管状上方シェル４０に
設けた穴４１はギャップ９０に連通する。従って、シェ
ルの傾斜した肩部におけるシールが破損したとしても、
排気ガスはセラミック本体６４の外表面に沿って上方に
進み、クリンプ部分５０を通って管状上方シェルの穴４
１から流出し、感知素子のための基準用空気を汚染する
ことはない。Ｏ−リング８４はまた、感知素子のための
基準用空気を汚染するような水の侵入を阻止する（すな
わち、環境用シールを提供する）。
【００１２】管状セラミック本体、平坦なプレート型式
の感知素子を取り巻く交互に重なった複数のガラス層及
びステアタイト層、並びに、セラミック（ステアタイ
ト）プランジャは、炉内に置かれて、ガラスが活性化す
る８５０−９５０℃の温度で加熱される。約１ポンド
（約４５３グラム）ないし約１０ポンド（約４．５３キ
ログラム）の荷重をセラミック（ステアタイト）プラン
ジャ５８に作用させ、感知素子とステアタイト層との間
のギャップ及びステアタイト層とセラミック本体との間
のギャップをガラスで埋めるために溶融状態のガラス層
を圧縮する。代わりに、加熱工程中にガラスを圧縮する
ために、約０．２５ポンド（約１１３グラム）ないし約
２．５ポンド（約１．１３キログラム）の荷重をプラン
ジャの頂部に作用させてもよい。次いで、セラミック組
立体を冷却する。この組立体が室温まで冷却された後、
管状の下方シェルを中間シェル内へ挿入し、管状の上方
シェルをセラミック組立体上に嵌め込み、次いで中間シ
ェルにクリンプ部分５０を形成する。
の感知素子を取り巻く交互に重なった複数のガラス層及
びステアタイト層、並びに、セラミック（ステアタイ
ト）プランジャは、炉内に置かれて、ガラスが活性化す
る８５０−９５０℃の温度で加熱される。約１ポンド
（約４５３グラム）ないし約１０ポンド（約４．５３キ
ログラム）の荷重をセラミック（ステアタイト）プラン
ジャ５８に作用させ、感知素子とステアタイト層との間
のギャップ及びステアタイト層とセラミック本体との間
のギャップをガラスで埋めるために溶融状態のガラス層
を圧縮する。代わりに、加熱工程中にガラスを圧縮する
ために、約０．２５ポンド（約１１３グラム）ないし約
２．５ポンド（約１．１３キログラム）の荷重をプラン
ジャの頂部に作用させてもよい。次いで、セラミック組
立体を冷却する。この組立体が室温まで冷却された後、
管状の下方シェルを中間シェル内へ挿入し、管状の上方
シェルをセラミック組立体上に嵌め込み、次いで中間シ
ェルにクリンプ部分５０を形成する。
【００１３】平坦なプレート型式の感知素子はアルミナ
支持基体１８と濃密なジルコニア電解質部分２８とを有
し、排気ガス中に存在する種々の成分を測定する。好ま
しくは、セラミック本体はアルミナの如きセラミック酸
化物から作られ、実質的な強度を提供すると共に、平坦
なプレート型式の感知素子の膨張係数に実質上適合（対
応）できるようにする。ガラスシール層を使用する理由
は、センサハウジングを通って排気ガスが上方へ移動し
て感知素子の空気チャンネルへ侵入するのを阻止する良
好なシールを提供するからである。複数のステアタイト
層を使用する理由は、感知素子のアルミナ支持基体と同
様の膨張係数を有し、センサパッケージを通る熱の流れ
に対する良好な熱抵抗を提供し、コネクタテフロンの過
剰な加熱を阻止するからである。
支持基体１８と濃密なジルコニア電解質部分２８とを有
し、排気ガス中に存在する種々の成分を測定する。好ま
しくは、セラミック本体はアルミナの如きセラミック酸
化物から作られ、実質的な強度を提供すると共に、平坦
なプレート型式の感知素子の膨張係数に実質上適合（対
応）できるようにする。ガラスシール層を使用する理由
は、センサハウジングを通って排気ガスが上方へ移動し
て感知素子の空気チャンネルへ侵入するのを阻止する良
好なシールを提供するからである。複数のステアタイト
層を使用する理由は、感知素子のアルミナ支持基体と同
様の膨張係数を有し、センサパッケージを通る熱の流れ
に対する良好な熱抵抗を提供し、コネクタテフロンの過
剰な加熱を阻止するからである。
【００１４】好ましくは、ガラス層６０はホウケイ酸塩
と、高温加圧加工時のガラスの破壊強度及び均一分布を
保証するためのムライト（重量百分率で約７％）とを含
む。好ましくは、ガラスは、常温（室温）から２５０℃
の温度まで、約４．８ｉｎ／ｉｎ℃の熱膨張係数、約４
６８℃のガラス転移点、及び、約６９６℃の軟化点を有
する。ステアタイト層６２は４０−９００℃の温度で約
８．５ないし９．３ｉｎ／ｉｎ℃の熱膨張係数を有す
る。アルミナセラミック本体６４及びアルミナ支持基体
を有する加熱感知素子１０の熱膨張係数は共に４０−１
０００℃の温度で約８．３ｉｎ／ｉｎ℃である。
と、高温加圧加工時のガラスの破壊強度及び均一分布を
保証するためのムライト（重量百分率で約７％）とを含
む。好ましくは、ガラスは、常温（室温）から２５０℃
の温度まで、約４．８ｉｎ／ｉｎ℃の熱膨張係数、約４
６８℃のガラス転移点、及び、約６９６℃の軟化点を有
する。ステアタイト層６２は４０−９００℃の温度で約
８．５ないし９．３ｉｎ／ｉｎ℃の熱膨張係数を有す
る。アルミナセラミック本体６４及びアルミナ支持基体
を有する加熱感知素子１０の熱膨張係数は共に４０−１
０００℃の温度で約８．３ｉｎ／ｉｎ℃である。
【００１５】セラミック本体内で交互に重なった複数の
ガラス層及びステアタイト層を使用することにより、セ
ラミック本体と複数の層との間及び複数の層と感知素子
との間に一層矛盾のないセラミック対セラミックのシー
ルが形成される。
ガラス層及びステアタイト層を使用することにより、セ
ラミック本体と複数の層との間及び複数の層と感知素子
との間に一層矛盾のないセラミック対セラミックのシー
ルが形成される。
【図１】ガラスシールを有する従来のセンサの断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明にとって有用な平坦なプレート型式の排
気ガス成分感知素子の分解部品斜視図である。
気ガス成分感知素子の分解部品斜視図である。
【図３】本発明に係るシールパッケージを備えた排気セ
ンサの断面図である。
ンサの断面図である。
１０ 平坦なプレート型式の感知素子 １８ アルミナ支持基体 ４０ 上方シェル ４２ 中間シェル ４４ 下方シェル ４１ 穴 ５８ セラミックプランジャ ６０ ガラス層 ６２ ステアタイト層 ６４ セラミック本体 ６６ 上方部分（円筒状部分） ７４ リップ部 ７６ ワイヤ ７７ 電気コネクタ ９０ ギャップ １００、１０２ 薄いガラス層
Claims (8)
- 【請求項１】 排気センサにおいて、 外側ハウジングと；この外側ハウジング内に担持された
平坦なプレート型式の感知素子と；この平坦なプレート
型式の感知素子を取り巻き、交互に重なった複数の、固
相焼結されたガラス層及びスペーサ層と；上記固相焼結
されたガラス層及びスペーサ層の各々を取り巻き、これ
らの層から上記外側ハウジングまで延びるセラミック本
体と；を備えたことを特徴とする排気センサ。 - 【請求項２】 請求項１の排気センサであって、上記セ
ラミック本体が上記固相焼結されたガラス層及びスペー
サ層から上方に延びた円筒状部分を有し；排気センサが
上記平坦なプレート型式の感知素子の上方部分を受け入
れるための穴を備えたセラミックプランジャを有し、こ
のセラミックプランジャが上記セラミック本体の上記上
方に延びた円筒状部分内に収容される下方部分を有し、
上記セラミックプランジャが上記外側ハウジングに接続
した上方部分と、当該外側ハウジングとの間にギャップ
を形成するために同外側ハウジングから所定距離だけ離
れて位置した中間部分とを有し；上記ギャップに隣接し
た上記外側ハウジングの部分に穴を設けたことを特徴と
する排気センサ。 - 【請求項３】 上記平坦なプレート型式の感知素子がア
ルミナ支持基体を有し、上記セラミック本体がアルミナ
で構成されていることを特徴とする請求項１の排気セン
サ。 - 【請求項４】 上記外側ハウジングが下方シェルに溶着
した中間シェルに溶着された上方シェルを有し、上記セ
ラミック本体が上記中間シェルの内壁に適合する形状を
有することを特徴とする請求項１の排気センサ。 - 【請求項５】 上記平坦なプレート型式の感知素子に接
続した電気コネクタを有するワイヤを備え、上記セラミ
ックプランジャが熱損傷を防止するために上記電気コネ
クタを取り巻いていることを特徴とする請求項２の排気
センサ。 - 【請求項６】 上記セラミック本体が、その下端に、上
記固相焼結され交互に重なった複数のガラス層及びスペ
ーサ層を支持するための内方に延びたリップ部を有する
ことを特徴とする請求項１の排気センサ。 - 【請求項７】 上記各スペーサ層がステアタイトで構成
されていることを特徴とする請求項１の排気センサ。 - 【請求項８】 上記セラミック本体と上記各スペーサ層
との間に位置し、固相焼結されたガラスの薄い層、及
び、当該各スペーサ層と上記平坦なプレート型式の感知
素子との間に位置し、固相焼結されたガラスの薄い層を
備えたことを特徴とする請求項１の排気センサ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US31368894A | 1994-09-27 | 1994-09-27 | |
| US313688 | 1994-09-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114574A true JPH08114574A (ja) | 1996-05-07 |
| JP2800883B2 JP2800883B2 (ja) | 1998-09-21 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2800883B2 (ja) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980526 |