DE102013203639B4

DE102013203639B4 - Gassensor

Info

Publication number: DE102013203639B4
Application number: DE102013203639.6A
Authority: DE
Inventors: Shun Sakuma; Masaki Mizutani; Makoto Shimoide
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2022-06-30
Anticipated expiration: 2033-03-05
Also published as: US9176093B2; DE102013203639A1; JP5560296B2; US20130233708A1; JP2013185865A

Abstract

Gassensor (100), der Folgendes umfasst:ein Gassensorelement (120) mit einem plattenartigen Detektionselement (130), das sich in einer Längsrichtung erstreckt, einem Erfassungsabschnitt (121), der in einem vorderen Endabschnitt in der Längsrichtung des Detektionselements (130) installiert ist und der ein bestimmtes Gas in einem zu messenden Gas detektiert, und mehreren Elektrodenkontaktstellen (125, 126, 127), die an einer ersten äußeren Oberfläche (122a) in einem hinteren Endabschnitt in der Längsrichtung des Detektionselements (130) installiert sind, von denen mindestens eine zum Ausgeben eines Detektionssignals aus dem Erfassungsabschnitt (121) an eine externe Schaltung dient; undein Gehäuse, das den Umfang des Gassensorelements (120) umschließt, wobeidas Gassensorelement (120) mindestens einen abgeschrägten Abschnitt (200) aufweist, der die erste äußere Oberfläche (122a) des Detektionselements (130), die sich in der Längsrichtung erstreckt und an der die Elektrodenkontaktstellen installiert sind, und eine zweite äußere Oberfläche (122b), die sich in der Längsrichtung erstreckt und die in einer zur ersten äußeren Oberfläche (122a) senkrechten Richtung ausgebildet ist, verbindet,ein Abschrägungswinkel des mindestens einen abgeschrägten Abschnitts (200) in Bezug auf die erste äußere Oberfläche (122a) so ausgebildet ist, dass ein Abschrägungswinkel (r2) eines abgeschrägten hinteren Endabschnitts (220), der im hinteren Endabschnitt vorgesehen ist, größer ist als ein Abschrägungswinkel (r1) eines abgeschrägten vorderen Endabschnitts (210), der im vorderen Endabschnitt vorgesehen ist, unddie Elektrodenkontaktstellen (125, 127) so vorgesehen sind, dass sie zu den jeweiligen abgeschrägten Abschnitten (200) benachbart sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gassensor mit einem plattenartigen Gassensorelement.
Als Gassensor, der eine Detektion und Messung der Konzentration einer bestimmten Gaskomponente ausführt, die im Abgas eines Verbrennungsmotors oder dergleichen enthalten ist, war bisher ein Plattentypgassensor bekannt, bei dem mehrere Substrate aufeinander gestapelt sind. Das Gassensorelement weist einen Erfassungsabschnitt auf, der in einem vorderen Endabschnitt davon vorgesehen ist, und führt eine Detektion und Messung der Konzentration einer bestimmten Gaskomponente aus, indem der Erfassungsabschnitt einem Abgas ausgesetzt wird. Bei dieser Art von Gassensor sind auch Elektrodenkontaktstellen zum Ausgeben eines Detektionssignals vom Erfassungsabschnitt an eine externe Schaltung auf einer Oberfläche in einem hinteren Endabschnitt des Gassensorelements angeordnet. Ferner ist eine Technologie bekannt, bei der eine Kammlinie zwischen einer Oberfläche des Gassensorelements, an der die Elektrodenkontaktstellen vorgesehen sind, und einer zur Oberfläche senkrechten Seitenoberfläche abgeschrägt und geschliffen ist, wodurch ein Oberflächendefekt wie z. B. ein Grat, der an der Kammlinie gebildet wird, wenn das Element hergestellt wird, beseitigt ist, wobei folglich eine Beschädigung wie z. B. ein Riss oder Splittern, die durch einen Stoß von der Außenseite des Gassensorelements verursacht wird, verhindert wird. In JP 2004 - 251 654 A ist beispielsweise ein abgeschrägter Abschnitt durch Abschrägen einer Kammlinie, die in einer Längsrichtung eines Gassensorelements vorgesehen ist, gleichmäßig in einem Abschrägungswinkel von 45° vorgesehen.
Ein Abschrägungswinkel und ein Abschrägungsausmaß werden für den abgeschrägten Abschnitt unter dem Gesichtspunkt der Wärmeschockbeständigkeit eines vorderen Endabschnitts des Gassensorelements, der einem Abgas ausgesetzt ist, festgelegt und der abgeschrägte Abschnitt, der in der Längsrichtung des Gassensorelements gleichmäßig ist, einschließlich auch eines hinteren Endabschnitts des Gassensorelements, wird vorgesehen.
Weiterer Stand der Technik ist in folgenden Dokumenten offenbart: DE 198 15 174 A1 und US 2008 / 0 202 205 A1 .
Wenn jedoch diese Art von abgeschrägtem Abschnitt in einem Gassensorelement an einer Oberfläche vorgesehen ist, an der mehrere Elektrodenkontaktstellen angeordnet sind, ist der Flächeninhalt der Oberfläche (die Breite der Oberfläche) im hinteren Endabschnitt, an der die Elektrodenkontaktstellen angeordnet sind, verkleinert, was es folglich notwendig macht, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen weiter zu verkürzen. Aufgrund dessen besteht eine Gefahr, dass eine Verringerung der Isolationsleistung zwischen den Elektrodenkontaktstellen hervorgerufen wird. Wenn andererseits die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen durch Verkleinern der Fläche der Elektrodenkontaktstellen sichergestellt werden, um die Isolationsleistung zwischen den Elektrodenkontaktstellen sicherzustellen, besteht die Gefahr, dass die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen und den Verbindungsanschlüssen abnimmt.
Die Erfindung, die unter Berücksichtigung des vorher beschriebenen Problems entworfen wurde, hat die Aufgabe des Aufrechterhaltens der Wärmeschockbeständigkeit eines vorderen Endabschnitts eines Gassensorelements, während eine Beschädigung an einer Kammlinie des Gassensorelements verhindert wird, sowie des Verbesserns der Isolationseigenschaften zwischen Elektrodenkontaktstellen, die in einem hinteren Endabschnitt des Gassensorelements angeordnet sind, und des Sicherstellens der Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen und den Verbindungsanschlüssen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Gassensor nach den Ansprüchen 1 und 8 gelöst.
Die Erfindung, die entworfen wurde, um zumindest einen Teil des vorher beschriebenen Problems zu lösen, kann als folgende Aspekte oder Anwendungen verwirklicht werden.
Anwendung 1
Ein Gassensor umfasst ein Gassensorelement mit einem plattenartigen Detektionselement, das sich in einer Längsrichtung erstreckt, einem Erfassungsabschnitt, der in einem vorderen Endabschnitt in der Längsrichtung des Detektionselements angeordnet ist und der ein bestimmtes Gas in einem zu messenden Gas detektiert, und mehreren Elektrodenkontaktstellen, die an einer äußeren Oberfläche in einem hinteren Endabschnitt in der Längsrichtung des Detektionselements installiert sind, von denen mindestens eine zum Ausgeben eines Detektionssignals aus dem Erfassungsabschnitt an eine externe Schaltung dient; und ein Gehäuse, das den Umfang des Gassensorelements umschließt. Das Gassensorelement weist mindestens einen abgeschrägten Abschnitt auf, der eine erste äußere Oberfläche des Detektionselements, die sich in der Längsrichtung erstreckt und an der die Elektrodenkontaktstellen installiert sind, und eine zweite äußere Oberfläche, die sich in der Längsrichtung erstreckt und die in einer zur ersten äußeren Oberfläche senkrechten Richtung ausgebildet ist, verbindet. Der Abschrägungswinkel des abgeschrägten Abschnitts in Bezug auf die erste äußere Oberfläche ist so ausgebildet, dass der Abschrägungswinkel eines abgeschrägten hinteren Endabschnitts, der im hinteren Endabschnitt vorgesehen ist, größer ist als der Abschrägungswinkel eines abgeschrägten vorderen Endabschnitts, der im vorderen Endabschnitt vorgesehen ist. Die Elektrodenkontaktstellen sind so vorgesehen, dass sie zu den jeweiligen abgeschrägten Abschnitten benachbart sind.
Gemäß dem Gassensor der Anwendung 1 ist das Gassensorelement derart, dass der abgeschrägte Abschnitt, der gänzlich in der Längsrichtung abgeschrägt ist, zwischen der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten äußeren Oberfläche ausgebildet ist. Folglich ist es möglich, eine Beschädigung wie z. B. Splittern oder einen Riss am Gassensorelement zu verhindern. Der abgeschrägte Abschnitt des Gassensorelements ist auch derart, dass der Abschrägungswinkel des abgeschrägten hinteren Endabschnitts, der im hinteren Endabschnitt ausgebildet ist, in dem die Elektrodenkontaktstelle installiert ist, größer ist als der Abschrägungswinkel des abgeschrägten vorderen Endabschnitts, der im vorderen Endabschnitt ausgebildet ist, in dem der Erfassungsabschnitt vorgesehen ist. Folglich ist es möglich, die Fläche der ersten äußeren Oberfläche (die Breite der ersten äußeren Oberfläche) im hinteren Endabschnitt des Gassensorelements im Vergleich zur Fläche der ersten äußeren Oberfläche (der Breite der ersten äußeren Oberfläche) im vorderen Endabschnitt zu vergrößern, und es ist nicht erforderlich, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen zu verkürzen. Daher ist es möglich, die Isolationseigenschaften zwischen den mehreren Elektrodenkontaktstellen sicherzustellen. Es ist auch nicht erforderlich, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen durch Verkleinern der Fläche der Elektrodenkontaktstellen sicherzustellen, und es ist möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen und den Verbindungsanschlüssen sicherzustellen. Da der Abschrägungswinkel des abgeschrägten vorderen Endabschnitts kleiner gemacht ist als der Abschrägungswinkel des abgeschrägten hinteren Endabschnitts, ist es ferner möglich, die Größe des abgeschrägten vorderen Endabschnitts ausreichend sicherzustellen, und es ist möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des vorderen Endabschnitts des Gassensorelements, der einem Abgas ausgesetzt ist, ausreichend aufrechtzuerhalten.
Die Elektrodenkontaktstellen sind auch so vorgesehen, dass sie zu den jeweiligen abgeschrägten Abschnitten benachbart sind. „Benachbart“ bedeutet, dass kein Raum oder anderes Element zwischen den abgeschrägten Abschnitten und den jeweiligen Elektrodenkontaktstellen existiert. Dadurch ist es möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen und den Verbindungsanschlüssen mit hoher Genauigkeit sicherzustellen, selbst wenn eine Verlagerung in den Positionen der Verbindungsanschlüsse relativ zum Gassensorelement auftritt. Es ist auch möglich, die Fläche der Elektrodenkontaktstellen auf das mögliche Maximum zu vergrößern, ohne die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen zu verkürzen. Daher ist es möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen und den Verbindungsanschlüssen sicherzustellen, während die Isolationseigenschaften zwischen den mehreren Elektrodenkontaktstellen sichergestellt werden.
Anwendung 2
Im Gassensor gemäß der Anwendung 1 ist der Abschrägungswinkel des abgeschrägten Abschnitts 30° oder mehr.
Gemäß dem Gassensor der Anwendung 2 ist der abgeschrägte Abschnitt in einem Abschrägungswinkel von 30° oder mehr abgeschrägt. Folglich ist es möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des Sensorelements ausreichend aufrechtzuerhalten.
Anwendung 3
Im Gassensor gemäß der Anwendung 1 oder 2 weist der abgeschrägte Abschnitt zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt einen abgeschrägten Zwischenabschnitt auf, der in einem Abschrägungswinkel gleich oder kleiner als der Abschrägungswinkel des abgeschrägten hinteren Endabschnitts und gleich oder größer als der Abschrägungswinkel des abgeschrägten vorderen Endabschnitts abgeschrägt ist.
Gemäß dem Gassensor der Anwendung 3 ist der abgeschrägte Zwischenabschnitt, der in einem Abschrägungswinkel gleich oder kleiner als der Abschrägungswinkel des abgeschrägten hinteren Endabschnitts und gleich oder größer als der Abschrägungswinkel des abgeschrägten vorderen Endabschnitts abgeschrägt ist, zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt ausgebildet. Folglich ist es möglich, die Differenz des Abschrägungswinkels zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt infolge des abgeschrägten Zwischenabschnitts im möglichen Umfang zu verringern, ohne eine Stufe in dem Grenzabschnitt zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt zu erzeugen, und es ist möglich, eine Beschädigung am Grenzabschnitt aufgrund eines Stoßes von außen zu verhindern.
Anwendung 4
Der Gassensor gemäß der Anwendung 3 umfasst ferner einen Separator, der installiert ist, um den hinteren Endabschnitt des Gassensorelements zu bedecken, in dem die Ausgangsanschlüsse angeordnet sind, die mit den Elektrodenkontaktstellen verbunden sind. Der abgeschrägte Zwischenabschnitt ist so ausgebildet, dass er näher an einer hinteren Endseite in der Längsrichtung angeordnet ist als eine vordere Endposition des Separators.
Gemäß dem Gassensor der Anwendung 4 ist der abgeschrägte Zwischenabschnitt so ausgebildet, dass er näher an der hinteren Endseite in der Längsrichtung angeordnet ist als die vorderen Endposition des Separators. Da der abgeschrägte vordere Endabschnitt mit einem Abschrägungswinkel, der im Vergleich zu jenen des abgeschrägten Zwischenabschnitts und des abgeschrägten hinteren Endabschnitts groß ist, in einem freiliegenden Abschnitt des Sensorelements ausgebildet ist, der nicht mit dem Separator bedeckt ist, ist es folglich möglich, eine Beschädigung am freiliegenden Abschnitt des Sensorelements zu verhindern.
Anwendung 5
Im Gassensor gemäß der Anwendung 3 oder 4 ist ferner ein Heizelement, das in der Längsrichtung des Gassensorelements installiert ist und das mindestens einen Heizwiderstand aufweist, der im vorderen Endabschnitt angeordnet ist, auf das Detektionselement gestapelt und der abgeschrägte Zwischenabschnitt ist so ausgebildet, dass er näher an der hinteren Endseite in der Längsrichtung angeordnet ist als eine hintere Endposition des Heizwiderstandes.
Gemäß dem Gassensor der Anwendung 5 ist der abgeschrägte Zwischenabschnitt so ausgebildet, dass er näher an der hinteren Endseite in der Längsrichtung angeordnet ist als die hintere Endposition des Heizwiderstandes. Da der abgeschrägte vordere Endabschnitt mit einem Abschrägungswinkel, der im Vergleich zu jenen des abgeschrägten Zwischenabschnitts und des abgeschrägten hinteren Endabschnitts groß ist, im vorderen Endabschnitt ausgebildet ist, in dem der Heizwiderstand vorgesehen ist, ist es folglich möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des vorderen Endabschnitts des Sensorelements ausreichend aufrechtzuerhalten, selbst wenn der vordere Endabschnitt durch Wärme vom Heizwiderstand beeinflusst wird.
Anwendung 6
Im Gassensor gemäß irgendeiner der Anwendungen 3 bis 5 ist der abgeschrägte Zwischenabschnitt so ausgebildet, dass der Abschrägungswinkel von einer vorderen Endseite in Richtung der hinteren Endseite in der Längsrichtung zunimmt.
Gemäß dem Gassensor der Anwendung 6 ist der abgeschrägte Zwischenabschnitt so ausgebildet, dass der Abschrägungswinkel von der vorderen Endseite in Richtung der hinteren Endseite in der Längsrichtung zunimmt. Durch glatte Verbindung des abgeschrägten hinteren Endabschnitts und des abgeschrägten vorderen Endabschnitts ist es folglich möglich zu verhindern, dass ein Kammabschnitt zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt gebildet wird, und es ist möglich, eine Beschädigung am Grenzabschnitt zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt zu verhindern.
Anwendung 7
Im Gassensor gemäß irgendeiner der Anwendungen 1 bis 6 ist die Abschrägungslänge des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 0,1 mm oder mehr.
Gemäß dem Gassensor der Anwendung 7 ist die Abschrägungslänge des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 0,1 mm oder mehr. Folglich ist es möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des Sensorelements ausreichend sicherzustellen.
Anwendung 8
Ein Gassensor umfasst ein Gassensorelement mit einem plattenartigen Detektionselement, das sich in einer Längsrichtung erstreckt, einem Erfassungsabschnitt, der in einem vorderen Endabschnitt in der Längsrichtung des Detektionselements installiert ist und der ein bestimmtes Gas in einem zu messenden Gas detektiert, und mehreren Elektrodenkontaktstellen, die an einer äußeren Oberfläche in einem hinteren Endabschnitt in der Längsrichtung des Detektionselements installiert sind, von denen mindestens eine zum Ausgeben eines Detektionssignals vom Erfassungsabschnitt an eine externe Schaltung dient; und ein Gehäuse, das den Umfang des Gassensorelements umschließt. Das Gassensorelement weist mindestens einen abgeschrägten Abschnitt auf, der eine erste äußere Oberfläche des Detektionselements, die sich in der Längsrichtung erstreckt und an der die Elektrodenkontaktstellen installiert sind, und eine zweite äußere Oberfläche, die sich in der Längsrichtung erstreckt und die in einer zur ersten äußeren Oberfläche senkrechten Richtung ausgebildet ist, verbindet. Eine Abschrägungslänge des abgeschrägten Abschnitts in einer zur ersten äußeren Oberfläche parallelen Richtung ist so ausgebildet, dass die Abschrägungslänge eines abgeschrägten hinteren Endabschnitts, der im hinteren Endabschnitt vorgesehen ist, kürzer ist als die Abschrägungslänge eines abgeschrägten vorderen Endabschnitts, der im vorderen Endabschnitt vorgesehen ist. Die Elektrodenkontaktstellen sind so vorgesehen, dass sie zu den jeweiligen abgeschrägten Abschnitten benachbart sind, sodass kein Raum oder anderes Element zwischen den entsprechenden abgeschrägten Abschnitten und der jeweiligen Elektrodenkontaktstelle existiert.
Gemäß dem Gassensor der Anwendung 8 ist das Gassensorelement derart, dass der abgeschrägte Abschnitt, der gänzlich in der Längsrichtung abgeschrägt ist, zwischen der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten äußeren Oberfläche ausgebildet ist. Folglich ist es möglich, eine Beschädigung wie z. B. Splittern oder einen Riss am Gassensorelement zu verhindern. Der abgeschrägte Abschnitt des Gassensorelements ist auch derart, dass die Abschrägungslänge des abgeschrägten hinteren Endabschnitts, der im hinteren Endabschnitt ausgebildet ist, in dem die Elektrodenkontaktstellen installiert sind, kürzer ist als die Abschrägungslänge des abgeschrägten vorderen Endabschnitts, der im vorderen Endabschnitt ausgebildet ist, in dem der Erfassungsabschnitt vorgesehen ist. Folglich ist es möglich, die Fläche der ersten äußeren Oberfläche (die Breite der ersten äußeren Oberfläche) im hinteren Endabschnitt des Gassensorelements im Vergleich zur Fläche der ersten äußeren Oberfläche (zur Breite der ersten äußeren Oberfläche) im vorderen Endabschnitt zu vergrößern, wobei somit der Bedarf beseitigt wird, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen zu verkürzen, und es ist möglich, die Isolationseigenschaften zwischen den mehreren Elektrodenkontaktstellen sicherzustellen. Es ist auch nicht erforderlich, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen durch Verkleinern der Fläche der Elektrodenkontaktstellen sicherzustellen, und es ist möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen und Verbindungsanschlüssen sicherzustellen. Da die Abschrägungslänge des abgeschrägten vorderen Endabschnitts größer gemacht ist als die Abschrägungslänge des abgeschrägten hinteren Endabschnitts, ist es ferner möglich, die Größe des abgeschrägten vorderen Endabschnitts ausreichend sicherzustellen, und es ist möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des vorderen Endabschnitts des Gassensorelements, der einem Abgas ausgesetzt ist, ausreichend aufrechtzuerhalten.
Die Elektrodenkontaktstellen sind auch so vorgesehen, dass sie zu den jeweiligen abgeschrägten Abschnitten benachbart sind. Dadurch ist es möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen und den Verbindungsanschlüssen mit hoher Genauigkeit sicherzustellen, selbst wenn eine Verlagerung in den Positionen der Verbindungsanschlüsse relativ zum Sensorelement auftritt. Es ist auch möglich, die Fläche der Elektrodenkontaktstellen auf das mögliche Maximum zu vergrößern, ohne die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen zu verkürzen, und es ist möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen und Verbindungsanschlüssen sicherzustellen, während die Isolationseigenschaften zwischen den mehreren Elektrodenkontaktstellen sichergestellt werden.
Anwendung 9
Im Gassensor gemäß der Anwendung 8 ist die Abschrägungslänge des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 0,1 mm oder mehr.
Gemäß dem Gassensor der Anwendung 9 ist die Abschrägungslänge des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 0,1 mm oder mehr. Folglich ist es möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des Sensorelements ausreichend sicherzustellen.
Anwendung 10
Im Gassensor der Anwendung 8 oder 9 ist der Abschrägungswinkel des abgeschrägten Abschnitts 30° oder mehr.
Gemäß dem Gassensor der Anwendung 10 ist der abgeschrägte Abschnitt in einem Abschrägungswinkel von 30° oder mehr abgeschrägt. Folglich ist es möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des Sensorelements ausreichend sicherzustellen.
In der Erfindung können die bisher beschriebenen verschiedenen Aspekte angewendet werden, indem sie kombiniert oder teilweise weggelassen werden, wenn geeignet.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

1 eine externe Ansicht eines Gassensors 100 in einer ersten Ausführungsform.
2 eine Schnittansicht des Gassensors 100 in der ersten Ausführungsform.
3 eine Darstellung, die ein Gassensorelement 120 zeigt, bevor eine Schutzschicht 124 ausgebildet wird.
4 eine Darstellung, die das Gassensorelement 120 in auseinandergezogener Form zeigt.
5A und 5B Darstellungen, die einen abgeschrägten Abschnitt 200 in der ersten Ausführungsform zeigen.
6A bis 6C Schnittansichten des Gassensorelements 120 in der ersten Ausführungsform.
7 eine Darstellung, die einen Prozess zur Herstellung des Gassensors 100 in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
8 eine Darstellung, die ein Abschrägungsverfahren in Schritt S14 darstellt.
9A und 9B bruchstückhafte vergrößerte Ansichten des Abschrägungsverfahrens in 8.
10A und 10B Darstellungen, die ein Gassensorelement 320 in einer zweiten Ausführungsform veranschaulichen.
11A und 11B Schnittansichten des Gassensorelements 320 in der zweiten Ausführungsform.

A. Erste Ausführungsform:
A1. Konfiguration des Gassensors:
1 ist eine äußere Ansicht eines Gassensors 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 ist eine Schnittansicht des Gassensors 100. In 1 und 2 bezieht sich die untere Seite in den Zeichnungen auf eine vorderen Endseite in einer Richtung einer Achse AX und die obere Seite in den Zeichnungen bezieht sich auf eine hintere Endseite in der AX-Achsenrichtung. Der Gassensor 100 wird, indem er in einem Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors angebracht wird, als Luft/Kraftstoff-Sensor mit vollem Bereich verwendet, der die Konzentration von Sauerstoff in einem Abgas linear detektiert. Eine elektronische Steuereinheit (nicht dargestellt), die an einem Fahrzeug angebracht ist, führt auf der Basis der durch den Gassensor 100 detektierten Konzentration von Sauerstoff eine Rückkopplungssteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines Gemisches aus, das zum Verbrennungsmotor zugeführt wird.
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst der Gassensor 100 eine zylindrische Metallhülle 110 (die einem „Gehäuse“ in den Ansprüchen entspricht), die sich in der AX-Achsenrichtung erstreckt, ein Gassensorelement 120, das an der Innenseite der Metallhülle 110 angeordnet ist, eine zylindrische Keramikhülse 170, die das Gassensorelement 120 abstützt, indem das Gassensorelement 120 in diese eingesetzt ist, und einen Separator 181, der an die hintere Endseite des Gassensorelements 120 angefügt ist.
Wie in 2 gezeigt, ist ein Absatzabschnitt 111, der in einer radialen Richtung nach innen vorsteht, an der Innenseite der Metallhülle 110 ausgebildet. Ferner sind ein zylindrischer Keramikhalter 113, der aus Aluminiumoxid ausgebildet ist, ein erstes Pulverfestbett 114, das aus Talkumpulver ausgebildet ist, ein zweites Pulverfestbett 115, das ebenso aus Talkumpulver ausgebildet ist, und die zylindrische Keramikhülse 170, die aus Aluminiumoxid ausgebildet ist, in der Metallhülle 110 in dieser Reihenfolge von der vorderen Endseite in Richtung der hinteren Endseite angeordnet. Ein zylindrischer Metallnapf 116, der mit dem Gassensorelement 120 zusammen mit dem Keramikhalter 113 und dem ersten Pulverfestbett 114 integriert ist, ist auch in der Metallhülle 110 angeordnet. Ferner ist ein Dichtungsring 117 zwischen der Keramikhülse 170 und einem hinteren Endabschnitt 110k der Metallhülle 110 angeordnet.
Der Keramikhalter 113 ist im Metallnapf 116 angeordnet und steht an der vorderen Endseite des Keramikhalters 113 mit dem Absatzabschnitt 111 der Metallhülle 110 über den Metallnapf 116 in Eingriff. In den Keramikhalter 113 ist das Gassensorelement 120 eingesetzt. Das ganze erste Pulverfestbett 114 ist auch im Metallnapf 116 angeordnet. Ferner ist die Luftdichtheit zwischen der Metallhülle 110 und dem Gassensorelement 120 durch die Anwesenheit des zweiten Pulverfestbetts 115 sichergestellt.
Die Keramikhülse 170 ist ein zylindrischer Körper mit einem rechteckigen axialen Loch 170c entlang der Achse AX. Die Keramikhülse 170 stützt das Gassensorelement 120 ab, indem das plattenartige Gassensorelement 120 in das rechteckige axiale Loch 170c in der AX-Achsenrichtung eingesetzt ist. Die Keramikhülse 170 wird, nachdem sie in der Metallhülle 110 angebracht ist, in der Metallhülle 110 durch Biegen des hinteren Endabschnitts 110k der Metallhülle 110 einwärts in der radialen Richtung befestigt und in Richtung der hinteren Endoberfläche der Keramikhülse 170 über den Dichtungsring 117 gequetscht.
Ein Erfassungsabschnitt 121, der so konfiguriert ist, dass er die Konzentration von Sauerstoff in einem Abgas detektieren kann, ist an der vorderen Endseite des Gassensorelements 120 vorgesehen, das fest innerhalb der Metallhülle 110 angeordnet ist. Ferner ist eine poröse Schutzschicht 124 an der vorderen Endseite des Gassensorelements 120 ausgebildet, um den Erfassungsabschnitt 121 zu bedecken. Mit der porösen Schutzschicht 124 ist es möglich, eine Anhaftung von Wassertröpfchen oder Öltröpfchen in einem Abgas an einem Detektionselement 130, das auf eine hohe Temperatur angehoben wird, indem es durch ein nachstehend zu beschreibendes Heizelement 160 erhitzt wird, zu verhindern, und folglich ist es möglich zu verhindern, dass ein Riss im Gassensorelement 120 auftritt.
Die vordere Endseite des Gassensorelements 120 steht auch von der Metallhülle 110 vor. Daher ist eine Doppelschutzvorrichtung 101 mit einer mit Boden versehenen zylindrischen Form an der vorderen Endseite der Metallhülle 110 durch Laserschweißen befestigt, um die vordere Endseite des Gassensorelements 120 zu bedecken, die von der Metallhülle 110 vorsteht. Mehrere Einführungslöcher 101c sind in vorbestimmten Positionen der Schutzvorrichtung 101 ausgebildet, so dass Abgas in das Innere eingeführt werden kann, wenn der Gassensor 100 in einem Auspuffrohr installiert ist.
Die hintere Endseite des Gassensorelements 120 steht von der Metallhülle 110 zur Seite des Separators 181 vor. Drei Sensorelektrodenkontaktstellen in elektrischer Kontinuität mit dem Erfassungsabschnitt 121; eine Pumpenzellen-Elektrodenkontaktstelle (eine Ip-Elektrodenkontaktstelle) 125, eine COM-Elektrodenkontaktstelle 126 und eine Elektrodenkontaktstelle einer Zelle für elektromotorische Kraft (eine Vs-Elektrodenkontaktstelle) 127 sind auf der Seite einer ersten Plattenoberfläche 122a vorgesehen und zwei Heizvorrichtungs-Elektrodenkontaktstellen 128 und 129 in elektrischer Kontinuität mit einem nachstehend zu beschreibenden Heizwiderstand 163 sind auf der Seite einer zweiten Plattenoberfläche 122c an der hinteren Endseite des Gassensorelements 120 vorgesehen. Die erste Plattenoberfläche 122a und die zweite Plattenoberfläche 122c entsprechen einer „ersten äußeren Oberfläche“ in den Ansprüchen.
Die Elektrodenkontaktstellen 125, 126, 127, 128 und 129 des Gassensorelements 120 sind mit jeweiligen Verbindungsanschlüssen 182, 183, 184, 185 und 186 verbunden, die in den Separator 181 eingesetzt sind. Nachstehend wird eine Beschreibung dieses Punkts durchgeführt. Wie in 2 gezeigt, ist ein zylindrisches Metallrohr 103 an der hinteren Endseite der Metallhülle 110 durch Laserschweißen befestigt und der Separator 181 ist an der Innenseite des Metallrohrs 103 angeordnet. Die drei Sensorverbindungsanschlüsse 182, 183 und 184 und zwei Heizvorrichtungs-Verbindungsanschlüsse 185 und 186 sind im Separator 181 angeordnet und die Sensorverbindungsanschlüsse 182, 183 und 184 und die Heizvorrichtungs-Verbindungsanschlüsse 185 und 186 sind im Separator 181 in einem Zustand aufgenommen, in dem sie voneinander isoliert sind, so dass sie nicht miteinander in Kontakt stehen.
Das Gassensorelement 120, das von der hinteren Endseite der Keramikhülse 170 vorsteht, ist in eine Öffnung 181c des Separators 181 eingesetzt. Ferner sind die Sensorverbindungsanschlüsse 182, 183 und 184 in elastischem Kontakt mit den Sensorelektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 elektrisch verbunden. Die Heizvorrichtungs-Verbindungsanschlüsse 185 und 186 sind auch in elastischem Kontakt mit den Heizvorrichtungs-Elektrodenkontaktstellen 128 und 129 des Gassensorelements 120 elektrisch verbunden. Die auf der linken Seite in 2 gezeigte vergrößerte Ansicht ist gezeigt, um es leicht verständlich zu machen, wie die Verbindungsanschlüsse 182, 183, 184, 185 und 186 mit den Elektrodenkontaktstellen 125, 126, 127, 128 und 129 in Kontakt stehen, die am Gassensorelement 120 vorgesehen sind. Der Separator 181 wird im Metallrohr 103 in einem Zustand gehalten, in dem der Separator 181 durch eine im Wesentlichen zylindrische Vorbelastungsmetallbefestigung 190, die um den Separator 181 angeordnet ist, gegen eine nachstehend zu beschreibende Durchführungstülle 191 vorbelastet ist.
Die Durchführungstülle 191, die aus Fluorkautschuk besteht und in die drei Sensorzuleitungsdrähte 193, 194 und 195 und zwei Heizvorrichtungs-Zuleitungsdrähte 196 und 197 eingesetzt sind, ist an der hinteren Endseiten-Innenseite des Metallrohrs 103 angeordnet. Die Sensorzuleitungsdrähte 193, 194 und 195, deren vordere Endseiten in den Separator 181 eingesetzt sind und an die Sensorverbindungsanschlüsse 182, 183 und 184 gequetscht sind, sind mit den Sensorverbindungsanschlüssen 182, 183 und 184 elektrisch verbunden. Auch die Heizvorrichtungs-Zuleitungsdrähte 196 und 197, deren vordere Endseiten in den Separator 181 eingesetzt sind und an die Heizvorrichtungs-Verbindungsanschlüsse 185 und 186 gequetscht sind, sind mit den Heizvorrichtungs-Verbindungsanschlüssen 185 und 186 elektrisch verbunden. Der Sensorzuleitungsdraht 193 ist mit der Ip-Elektrodenkontaktstelle 125 des Gassensorelements 120 über den Sensorverbindungsanschluss 182 verbunden und der Sensorzuleitungsdraht 194 ist mit der COM-Elektrodenkontaktstelle 126 des Gassensorelements 120 über den Sensorverbindungsanschluss 183 verbunden. Der Sensorzuleitungsdraht 195 ist auch mit der Vs-Elektrodenkontaktstelle 127 des Gassensorelements 120 über den Sensorverbindungsanschluss 184 verbunden.
A2. Überblickskonfiguration des Gassensorelements:
3 ist eine Darstellung, die das Gassensorelement 120 zeigt. 4 ist eine Darstellung, die das Gassensorelement 120 in auseinandergezogener Form zeigt. In 3 und 4 ist die Schutzschicht 124 unter Berücksichtigung der Beschreibung des Gassensorelements 120 weggelassen. Das Gassensorelement 120 ist durch das plattenartige Detektionselement 130, das sich in der axialen Richtung (in einer Links-Rechts-Richtung in 3) erstreckt, und das plattenartige Heizelement 160, das sich ebenso in der axialen Richtung erstreckt, die gestapelt, gebrannt und integriert sind, konfiguriert. Die linke Seite in 3 entspricht der vorderen Endseite in 1 und 2 und die rechte Seite in 3 entspricht der hinteren Endseite. Dasselbe gilt auch für die nachstehend zu beschreibende 4.
Das Detektionselement 130 ist derart, dass die Schutzschicht 131, eine erste feste Elektrolytschicht 137, ein Abstandhalter 145 und eine zweite feste Elektrolytschicht 150, von denen jede plattenartig ausgebildet ist, in dieser Reihenfolge von der Seite der ersten Plattenoberfläche 122a in Richtung der Seite der zweiten Plattenoberfläche 122c gestapelt sind.
Die Schutzschicht 131 ist auf der Basis von Aluminiumoxid ausgebildet. Ein poröser Körper 132 ist an der vorderen Endseite der Schutzschicht 131 ausgebildet. Die Ip-Elektrodenkontaktstelle 125, die COM-Elektrodenkontaktstelle 126 und die Vs-Elektrodenkontaktstelle 127 sind in der Umgebung der hinteren Endseite auf einer ersten Oberfläche 131a der Schutzschicht 131, die die erste Plattenoberfläche 122a des Gassensorelements 120 bildet, als drei Sensorelektroden so ausgebildet, dass sie in vorbestimmten Intervallen in einer zur axialen Richtung senkrechten Richtung (das heißt in einer Breitenrichtung) ausgerichtet sind. Die Ip-Elektrodenkontaktstelle 125, die COM-Elektrodenkontaktstelle 126 und die Vs-Elektrodenkontaktstelle 127 sind jeweils mit drei Durchgangslochleitern 133, 134 und 135, die in der hinteren Endseitenumgebung der Schutzschicht 131 so ausgebildet sind, dass sie die Schutzschicht 131 durchdringen, wie durch die gestrichelten Linien in 4 gezeigt, elektrisch verbunden.
Die erste feste Elektrolytschicht 137 ist auf der Basis von Zirkondioxid ausgebildet und zwei Durchgangslochleiter 142 und 143 sind in der hinteren Endseitenumgebung so ausgebildet, dass sie die erste feste Elektrolytschicht 137 durchdringen. Die Durchgangslochleiter 142 und 143 sind mit den Durchgangslochleitern 134 und 135, die in der Schutzschicht 131 so ausgebildet sind, dass sie die Schutzschicht 131 durchdringen, elektrisch verbunden.
Ein poröser und rechteckiger erster Elektrodenabschnitt 138 auf Pt-Basis ist auf einer ersten Oberfläche 137a (der Oberseite in 4) der ersten festen Elektrolytschicht 137 ausgebildet. Der erste Elektrodenabschnitt 138 ist über einen ersten Zuleitungsabschnitt 139 mit dem Durchgangslochleiter 133, der in der Schutzschicht 131 so ausgebildet ist, dass er die Schutzschicht 131 durchdringt, elektrisch verbunden. Aufgrund dessen steht der erste Elektrodenabschnitt 138 mit der Ip-Elektrodenkontaktstelle 125 durch den Durchgangslochleiter 133 in Kontinuität. Der erste Elektrodenabschnitt 138 wird einem Abgas durch den porösen Körper 132, der in der Schutzschicht 131 vorgesehen ist, ausgesetzt.
Ein poröser und rechteckiger zweiter Elektrodenabschnitt 140 auf Pt-Basis ist auch auf einer zweiten Oberfläche 137b (der Unterseite in 4) der ersten festen Elektrolytschicht 137 ausgebildet. Der zweite Elektrodenabschnitt 140 ist über einen zweiten Zuleitungsabschnitt 141 mit dem Durchgangslochleiter 142, der in der ersten festen Elektrolytschicht 137 so ausgebildet ist, dass er die erste feste Elektrolytschicht 137 durchdringt, elektrisch verbunden. Aufgrund dessen steht der zweite Elektrodenabschnitt 140 mit der COM-Elektrodenkontaktstelle 126 durch den Durchgangslochleiter 142 und den Durchgangslochleiter 134 in Kontinuität. Ferner bilden die erste feste Elektrolytschicht 137 und der gepaarte erste Elektrodenabschnitt 138 und zweite Elektrodenabschnitt 140 eine Pumpzelle 136.
Der Abstandhalter 145, der auf der Basis von Aluminiumoxid ausgebildet ist, weist eine rechteckige Öffnung an der vorderen Endseite auf. Die Öffnung konfiguriert eine Gasdetektionskammer 145c durch den Abstandhalter 145, der eingelegt zwischen die erste feste Elektrolytschicht 137 und die zweite feste Elektrolytschicht 150 gestapelt ist. Der zweite Elektrodenabschnitt 140 und ein dritter Elektrodenabschnitt 151, der nachstehend zu beschreiben ist, liegen in der Gasdetektionskammer 145c frei. Ferner ist eine Diffusionssteuerschicht 146, die die Belüftung von der Außenseite in die Gasdetektionskammer 145c steuert, in einem Abschnitt jeder Seitenwand der Gaserfassungskammer 145c ausgebildet. Die Diffusionssteuerschichten 146 sind aus porösem Aluminiumoxid ausgebildet. Zwei Durchgangslochleiter 147 und 148 sind in der hinteren Endseitenumgebung des Abstandhalters 145 so ausgebildet, dass sie den Abstandhalter 145 durchdringen. Der Durchgangslochleiter 147 ist mit dem Durchgangslochleiter 142, der in der ersten festen Elektrolytschicht 137 ausgebildet ist, elektrisch verbunden. Der Durchgangslochleiter 148 ist auch mit dem Durchgangslochleiter 143, der in der ersten festen Elektrolytschicht 137 so ausgebildet ist, dass er die erste feste Elektrolytschicht 137 durchdringt, elektrisch verbunden.
Die zweite feste Elektrolytschicht 150 ist auf der Basis von Zirkondioxid ausgebildet und ein Durchgangslochleiter 155 ist in der hinteren Endseitenumgebung so ausgebildet, dass er die zweite feste Elektrolytschicht 150 durchdringt. Der Durchgangslochleiter 155 ist mit dem Durchgangslochleiter 148, der im Abstandhalter 145 so ausgebildet ist, dass er den Abstandhalter 145 durchdringt, elektrisch verbunden.
Der poröse und rechteckige dritte Elektrodenabschnitt 151 auf Pt-Basis ist auf einer ersten Oberfläche 150a (der Oberseite in 4) der zweiten festen Elektrolytschicht 150 ausgebildet. Der dritte Elektrodenabschnitt 151 ist über einen dritten Zuleitungsabschnitt 152 mit dem Durchgangslochleiter 147, der im Abstandhalter 145 so ausgebildet ist, dass er den Abstandhalter 145 durchdringt, elektrisch verbunden. Aufgrund dessen steht der dritte Elektrodenabschnitt 151 mit der COM-Elektrodenkontaktstelle 126 durch den Durchgangslochleiter 147, den Durchgangslochleiter 142 und den Durchgangslochleiter 134 in Kontinuität. Das heißt, der dritte Elektrodenabschnitt 151 und der zweite Elektrodenabschnitt 140, die mit derselben COM-Elektrodenkontaktstelle 126 verbunden sind, liegen auf demselben elektrischen Potential.
Ein poröser und rechteckiger vierter Elektrodenabschnitt 153 auf Pt-Basis ist auch auf einer zweiten Oberfläche 150b (der Unterseite in 4) der zweiten festen Elektrolytschicht 150 ausgebildet. Der vierte Elektrodenabschnitt 153 ist über einen vierten Zuleitungsabschnitt 154 mit dem Durchgangslochleiter 155, der in der zweiten festen Elektrolytschicht 150 so ausgebildet ist, dass er die zweite feste Elektrolytschicht 150 durchdringt, elektrisch verbunden. Aufgrund dessen steht der vierte Elektrodenabschnitt 153 mit der Vs-Elektrodenkontaktstelle 127 durch den Durchgangslochleiter 155, den Durchgangslochleiter 148, den Durchgangslochleiter 143 und den Durchgangslochleiter 135 in Kontinuität. Ferner bilden die zweite feste Elektrolytschicht 150 und der gepaarte dritte Elektrodenabschnitt 151 und vierte Elektrodenabschnitt 153 eine Zelle 149 für elektromotorische Kraft. Die Pumpzelle 136, die Zelle 149 für elektromotorische Kraft und die Gasdetektionskammer 145c konfigurieren auch den Erfassungsabschnitt 121.
Das Heizelement 160 ist durch eine erste Isolationsschicht 161 und eine zweite Isolationsschicht 162 konfiguriert, von denen jede plattenartig ausgebildet ist, die in dieser Reihenfolge von der Seite der ersten Plattenoberfläche 122a in Richtung der Seite der zweiten Plattenoberfläche 122c gestapelt sind. Die erste Isolationsschicht 161 und die zweite Isolationsschicht 162 sind aus Aluminiumoxid ausgebildet. Der Heizwiderstand 163 auf Pt-Basis mit einer Serpentinenform ist an der vorderen Endseite zwischen der ersten Isolationsschicht 161 und der zweiten Isolationsschicht 162 angeordnet und Heizvorrichtungs-Zuleitungsabschnitte 164 und 165, die jeweils mit jedem Ende des Heizwiderstandes 163 kontinuierlich sind, erstrecken sich zur hinteren Endseite.
Zwei Durchgangslochleiter 166 und 167 sind in der hinteren Endseitenumgebung der zweiten Isolationsschicht 162 so ausgebildet, dass sie die zweite Isolationsschicht 162 durchdringen. Ferner sind die zwei Heizvorrichtungs-Elektrodenkontaktstellen 128 und 129 in der hinteren Endseitenumgebung auf einer zweiten Oberfläche 162b der zweiten Isolationsschicht 162, die die zweite Plattenoberfläche 122c des Gassensorelements 120 bildet, so ausgebildet, dass sie in einer zur axialen Richtung senkrechten Richtung (das heißt in der Breitenrichtung des Gassensorelements 120) ausgerichtet sind. Von den zwei Heizvorrichtungs-Elektrodenkontaktstellen ist die Heizvorrichtungs-Elektrodenkontaktstelle 128 mit dem Heizvorrichtungs-Zuleitungsabschnitt 164 über den Durchgangslochleiter 166 elektrisch verbunden. Die Heizvorrichtungs-Elektrodenkontaktstelle 129 ist auch mit dem Heizvorrichtungs-Zuleitungsabschnitt 165 über den Durchgangslochleiter 167 elektrisch verbunden.
Der in der vorher beschriebenen Weise konfigurierte Gassensor 100 wird in einem Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors angeordnet und arbeitet in der folgenden Weise. Zuerst wird das Heizelement 160 auf mehrere hundert Grad (beispielsweise 700 bis 800 °C) durch eine Heizvorrichtungs-Steuerschaltung (nicht dargestellt) erhitzt, wobei somit die Pumpzelle 136 und die Zelle 149 für elektromotorische Kraft aktiviert werden. Ferner wird ein winziger Strom Icp (ungefähr 15 µA) zur Zelle 149 für elektromotorische Kraft durch die Vs-Elektrodenkontaktstelle 127 fließen lassen, wobei somit bewirkt wird, dass der vierte Elektrodenabschnitt 153 als Sauerstoffreferenzkammer fungiert. In diesem Zustand, wenn die Atmosphäre in der Gasdetektionskammer 145c auf einem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten wird, tritt eine vorbestimmte Spannung (beispielsweise 450 mV) zwischen der Sauerstoffreferenzkammer, in der die Konzentration von Sauerstoff im Wesentlichen konstant gehalten wird, und der Zelle 149 für elektromotorische Kraft auf. Daher wird ein Strom Ip, der zur Pumpenzelle 136 fließen lassen wird, rechtzeitig unter Verwendung einer vorbestimmten elektrischen Schaltung einer bisher bekannten Konfiguration eingestellt, so dass eine Spannung Vs der Zelle 149 der elektromotorischen Kraft 450 mV ist, um die Steuerung zum Halten der Atmosphäre in der Gasdetektionskammer 145c auf dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis durchzuführen. Indem bewirkt wird, dass der Gassensor 100 in dieser Weise arbeitet, ist es möglich, die Konzentration von Sauerstoff in einem Abgas auf der Basis des Werts des Stroms Ip zum Halten des Inneren der Gasdetektionskammer 145c auf dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu messen.
Mit Rückkehr zu 3 weist das Gassensorelement 120, das sich in einer Längsrichtung erstreckt, einen abgeschrägten Abschnitt 200 auf, der die erste Plattenoberfläche 122a des Gassensorelements 120, an der die Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 installiert sind, und eine Seitenoberfläche 122b, die in einer zur ersten Plattenoberfläche 122a senkrechten Richtung ausgebildet ist, verbindet. Das Gassensorelement 120 ist derart, dass, nachdem die einzelnen Schichten aufeinander gestapelt und gebrannt sind, ein Längswinkelkamm, der zwischen der ersten Plattenoberfläche 122a und der Seitenoberfläche 122b gebildet ist, abgeschrägt ist. Der Winkelkamm des Gassensorelements 120 in der ersten Ausführungsform bedeutet einen Winkelabschnitt, der zwischen der ersten Plattenoberfläche 122a und der Seitenoberfläche 122b gebildet ist, und einen Winkelabschnitt, der zwischen der zweiten Plattenoberfläche 122c und der Seitenoberfläche 122b gebildet ist. Eine ausführliche Beschreibung des abgeschrägten Abschnitts 200 wird durchgeführt. In der ersten Ausführungsform entspricht die Seitenoberfläche 122b einer „zweiten äußeren Oberfläche“ in den Ansprüchen.
A3. Abgeschrägter Abschnitt:
5A und 5B sind Darstellungen, die den abgeschrägten Abschnitt 200 des Gassensorelements 120 in der ersten Ausführungsform darstellen. 5A ist eine Draufsicht des Gassensorelements 120 von der Seite der ersten Plattenoberfläche 122a gesehen, an der die Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 installiert sind, und 5B ist eine Seitenansicht des Gassensorelements 120. Eine bruchstückhafte vergrößerte Ansicht des abgeschrägten Abschnitts 200 ist zusammen mit jeder von 5A und 5B gezeigt. In 5A und 5B bezieht sich die untere Seite in den Zeichnungen (die Seite des Erfassungsabschnitts 121) auf die vordere Endseite des Gassensorelements 120 und die obere Seite in den Zeichnungen (die Seite der Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127) bezieht sich auf die hintere Endseite des Gassensorelements 129.
Wie in 5A und 5B gezeigt, weist der abgeschrägte Abschnitt 200 einen abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210, der in einem vorderen Endabschnitt des Gassensorelements 120 ausgebildet ist, einen abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220, der in einem hinteren Endabschnitt des Gassensorelements 120 ausgebildet ist, und einen abgeschrägten Zwischenabschnitt 230, der zwischen dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210 und dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 ausgebildet ist, um den abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210 und den abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 zu verbinden, auf. Ein unterer abgeschrägter Abschnitt 250, der im gleichen Abschrägungswinkel und im gleichen Abschrägungsausmaß gänzlich in der Längsrichtung des Gassensorelements 120 abgeschrägt ist, ist auch zwischen der zweiten Plattenoberfläche 122c und der Seitenoberfläche 122b des Gassensorelements 120 ausgebildet. In dieser Patentbeschreibung bedeutet der vordere Endabschnitt nicht nur die Umgebung des vorderen Endes des Gassensorelements 120, sondern einen Bereich mit mindestens dem Erfassungsabschnitt 121. In derselben Weise bedeutet der hintere Endabschnitt nicht nur die Umgebung des hinteren Endes des Gassensorelements 120, sondern einen Bereich mit mindestens den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127. Der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230 bezieht sich nicht auf die Nähe des Zentrums des Gassensorelements 120, sondern bedeutet einen Abschnitt zwischen dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210 und dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220.
Der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230 ist so ausgebildet, dass er näher an der hinteren Endseite in der Längsrichtung angeordnet ist als eine hintere Endposition HP des Heizwiderstandes 163 des Heizelements 160. Der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230 ist auch so ausgebildet, dass er näher an der hinteren Endseite in der Längsrichtung angeordnet ist als eine vordere Endposition SP des Separators 181.
Die Elektrodenkontaktstellen 125 und 127 sind jeweils benachbart zum abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 angeordnet. In dieser Patentbeschreibung bedeutet „benachbart angeordnet“ einen Zustand, in dem kein anderes Element oder kein Raum zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 und jeder Elektrodenkontaktstelle 125 und 127 existiert, mit anderen Worten, bedeutet, dass ein Endabschnitt jeder Elektrodenkontaktstelle 125 und 127 in einem Grenzabschnitt zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 und der ersten Plattenoberfläche 122a angeordnet ist.
6A bis 6C sind Schnittansichten des Gassensorelements 120 in der ersten Ausführungsform. in 6A bis 6C ist die Darstellung von internen Komponenten des Gassensorelements 120, wie z. B. der ersten festen Elektrolytschicht 137, des Abstandhalters 145 und der zweiten festen Elektrolytschicht 150, in jeder Schnittansicht weggelassen, um die Beschreibung zu vereinfachen.
6A ist eine Schnittansicht des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 im Schnitt A-A von 5A. Wie in 6A gezeigt, ist der abgeschrägte vordere Endabschnitt 210 in einem Abschrägungswinkel r1 und einer Abschrägungslänge d1 in Bezug auf die erste Plattenoberfläche 122a abgeschrägt. In der ersten Ausführungsform ist der Abschrägungswinkel r1 45° und die Abschrägungslänge d1 ist 0,3 mm. Zwei abgeschrägte vordere Endabschnitte 210 sind jeweils zwischen der ersten Plattenoberfläche 122a und jeder Seitenoberfläche 122b ausgebildet.
6B ist eine Schnittansicht des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220 im Schnitt B-B von 5A. Ein Abschrägungswinkel r2 der abgeschrägten hinteren Endabschnitte 220 in Bezug auf die erste Plattenoberfläche 122a ist so ausgebildet, dass er größer ist als der Abschrägungswinkel r1 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 in Bezug auf die erste Plattenoberfläche 122a. In der ersten Ausführungsform ist der Abschrägungswinkel r2 75°. Der Abschrägungswinkel r2 ist vorzugsweise 75° oder weniger und es reicht aus, dass er größer ist als der Abschrägungswinkel r1. Da der Abschrägungswinkel r2 größer ist als der Abschrägungswinkel r1 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210, wird ein Abschrägungsausmaß d2 des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220 kleiner als d1.
Durch Konfigurieren in dieser Weise ist es möglich, die Fläche der ersten Plattenoberfläche 122a (eine Breite D1 der ersten Plattenoberfläche 122a) im hinteren Endabschnitt des Gassensorelements 120 im Vergleich zur Fläche der ersten Plattenoberfläche 122a (einer Breite D2 der ersten Plattenoberfläche 122a) im vorderen Endabschnitt zu vergrößern, wobei somit der Bedarf, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 zu verkürzen, beseitigt wird, und es ist möglich, ausreichend Räume zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 zu bilden, um die Isolationseigenschaften sicherzustellen. Es ist auch nicht erforderlich, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 durch Verkleinern der Fläche der Elektrodenkontaktstellen 125, 126, und 127 sicherzustellen, und es ist möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 und den Verbindungsanschlüssen 182, 183 und 184 sicherzustellen. Da der Abschrägungswinkel r1 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 kleiner gemacht ist als der Abschrägungswinkel r2 des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220, ist es ferner möglich, die Größe (Abschrägungsausmaß d1) des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 ausreichend sicherzustellen, und es ist möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des vorderen Endabschnitts des Gassensorelements 120, der einem Abgas ausgesetzt ist, ausreichend aufrechtzuerhalten.
Da die Elektrodenkontaktstellen 125 und 127 jeweils so angeordnet sind, dass sie zum abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 benachbart sind, ist es auch möglich, eine elektrische Kontinuität sicherzustellen, beispielsweise selbst wenn eine Verlagerung oder Neigung des Verbindungsanschlusses 184 auftritt, wie durch die gestrichelte Linie in 6B gezeigt. Wenn beispielsweise eine Verlagerung oder Neigung des Verbindungsanschlusses 184 auftritt, als ein Beispiel, wenn die Elektrodenkontaktstelle 127 nicht so angeordnet ist, dass sie zum abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 benachbart ist, wie durch die Strichpunktlinie in 6B gezeigt, ist die elektrische Kontinuität der Elektrodenkontaktstelle 127 und des Verbindungsanschlusses 184 nicht sichergestellt. Es ist auch nicht erforderlich, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 durch Verkleinern der Fläche der Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 sicherzustellen, und es ist möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 und den Verbindungsanschlüssen 182, 183 und 184 sicherzustellen. Da der Abschrägungswinkel r1 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 kleiner gemacht ist als der Abschrägungswinkel r2 des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220, ist es ferner möglich, die Größe (Abschrägungsausmaß d1) des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 ausreichend sicherzustellen, und es ist möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des vorderen Endabschnitts des Gassensorelements 120, der einem Abgas ausgesetzt ist, ausreichend aufrechtzuerhalten.
6C ist eine Schnittansicht des abgeschrägten Zwischenabschnitts 230 im Schnitt C-C von 5A. Der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230 ist in einem Abschrägungswinkel r3, der gleich oder größer als der Abschrägungswinkel r1 (45°) des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 und gleich oder kleiner als der Abschrägungswinkel r2 (75°) des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220 ist, abgeschrägt. Der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230 ist so ausgebildet, dass der Abschrägungswinkel r3 allmählich von der vorderen Endseite in Richtung der hinteren Endseite zunimmt. Dadurch sind der abgeschrägte vordere Endabschnitt 210 und der abgeschrägte hintere Endabschnitt 220 mit einer glatten Ebene durch den abgeschrägten Zwischenabschnitt 230 miteinander verbunden.
Wie in 6A bis 6C gezeigt, sind die unteren abgeschrägten Abschnitte 250 jeweils zwischen der zweiten Plattenoberfläche 122c und jeder Seitenoberfläche 122b ausgebildet. Der Abschrägungswinkel und die Abschrägungslänge des unteren abgeschrägten Abschnitts 250 sind 45° bzw. 0,3 mm, die dieselben wie jene des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 sind.
A4. Herstellungsprozess:
Eine Beschreibung eines Prozesses zur Herstellung des Gassensors 100 wird mit Bezug auf 7 bis 9B durchgeführt. 7 ist eine Darstellung, die einen Prozess zur Herstellung des Gassensors 100 in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
Zuerst werden gemäß einem bisher bekannten Verfahren das Detektionselement 130 und das Heizelement 160, die das Gassensorelement 120 konfigurieren, in der in 4 gezeigten Reihenfolge gestapelt und presslaminiert (Schritt S10) und der laminierte Körper wird gebrannt (Schritt S12). Die Brenntemperatur ist beispielsweise 1500 °C.
Als nächstes wird der Winkelkamm des gebrannten Gassensorelements 120 abgeschrägt (Schritt S14). In der ersten Ausführungsform wird der Winkelkamm des Gassensorelements 120 durch einen Schleifstein geschnitten.
8 ist eine Darstellung, die ein Abschrägungsverfahren in Schritt S14 veranschaulicht. 9A und 9B sind bruchstückhafte vergrößerte Ansichten eines Kreises Z in 8. 9A ist eine Darstellung, die einen Prozess zum Ausbilden des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 des Gassensorelements 120 zeigt. 9B ist eine Darstellung, die einen Prozess zum Ausbilden des abgeschrägten Zwischenabschnitts 230 und des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220 nach der Ausbildung des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 zeigt. Wie in 8 bis 9B gezeigt, wird ein Schleifstein 500, der durch Drehen in einer Richtung des Pfeils X einen Kontaktabschnitt eines zu schneidenden Objekts schneidet, im Abschrägungsschritt verwendet.
Eine Beschreibung der Ausbildung des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 wird durchgeführt. Das Gassensorelement 120 wird nahe den Schleifstein 500 gebracht, so dass die Längsrichtung des Gassensorelements 120 zur Richtung einer Drehachse O des Schleifsteins 500 parallel ist, wie in 8 und 9A gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Winkelkamm P2 des Gassensorelements 120 an den Schleifstein 500 in einem Zustand angelegt, in dem die erste Plattenoberfläche 122a des Gassensorelements 120 in einem Abschrägungswinkel r1 (45°) zu einer Schneidoberfläche 510 des Schleifsteins 500 geneigt ist. Ferner wird der Winkelkamm P2 des Gassensorelements 120 in der Längsrichtung durch horizontales Bewegen des Gassensorelements 120 in der Richtung der Drehachse O des Schleifsteins 500 abgeschrägt, wobei das Gassensorelement 120 an den Schleifstein 500 angelegt bleibt. Dadurch wird der abgeschrägte vordere Endabschnitt 210, der im Abschrägungswinkel r1 (45°) abgeschrägt ist, ausgebildet. Beim Schneiden kann das Gassensorelement 120 durch eine Haltevorrichtung gehalten werden oder kann durch eine Bedienperson gehalten werden. Der Schneidschritt kann auch durch eine Schneidvorrichtung ausgeführt werden, wobei die Haltevorrichtung, die das Gassensorelement 120 hält, in der Längsrichtung und einer Y-Richtung bewegt werden kann, was nachstehend beschrieben werden soll.
Wenn die Ausbildung des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 endet, wird die Ausbildung des abgeschrägten Zwischenabschnitts 230 und des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220 kontinuierlich ausgeführt.
In 9B ist das Gassensorelement 120, das durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, das Gassensorelement 120 in 9A. Wenn der abgeschrägte vordere Endabschnitt 210 fertig gestellt ist, wird das Gassensorelement 120 in der Y-Richtung mit dem Winkelkamm P2 als Achse gedreht, während es horizontal in der Richtung der Drehachse O des Schleifsteins 500 in einem Zustand bewegt wird, in dem der Winkelkamm P2 des Gassensorelements 120 an den Schleifstein 500 angelegt wird, wie in 9B gezeigt, wobei folglich der Winkel (Abschrägungswinkel) der ersten Plattenoberfläche 122a allmählich vom Abschrägungswinkel r1 (45°) auf den Abschrägungswinkel r2 (75°) des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220 geändert wird. Wenn der Abschrägungswinkel geändert wird, werden die Drehzahl des Schleifsteins 500, ein Widerstand zwischen dem Gassensorelement 120 und dem Schleifstein 500 und eine Zeit, für die das Gassensorelement 120 an den Schleifstein 500 angelegt wird, so eingestellt, dass die Rate der Erhöhung des Abschrägungswinkels vom hinteren Endseitenendabschnitt des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 zu einer Position, die den vorderen Endseitenendabschnitt des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220 bildet, im Wesentlichen gleichmäßig ist. Dadurch wird der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230 so ausgebildet, dass der Abschrägungswinkel gleich oder größer als der Abschrägungswinkel r1 und gleich oder kleiner als der Abschrägungswinkel r2 ist und allmählich von der vorderen Endseite zur hinteren Endseite zunimmt.
Der abgeschrägte hintere Endabschnitt 220 wird in derselben Weise wie der abgeschrägte vordere Endabschnitt 210 ausgebildet, außer dass die Abschrägungswinkel voneinander verschieden sind. Das heißt, nach der Ausbildung des abgeschrägten Zwischenabschnitts 230 wird das Gassensorelement 120 horizontal in der Richtung der Drehachse O des Schleifsteins 500 bewegt, wobei das Gassensorelement 120 an den Schleifstein 500 angelegt bleibt, in einem Zustand, in dem der Winkel der ersten Plattenoberfläche 122a in Bezug auf die Schneidoberfläche 510 des Schleifsteins 500 der Abschrägungswinkel r2 (75°) ist, wie in 9B gezeigt. Dadurch wird der Winkelkamm P2 in der Nähe des hinteren Endes des Gassensorelements 120 in der Längsrichtung abgeschrägt und der abgeschrägte hintere Endabschnitt 220, der im Abschrägungswinkel r2 (75°) abgeschrägt ist, wird ausgebildet.
Das Abschrägungsausmaß des abgeschrägten Abschnitts 200 des Gassensorelements 120 kann gemäß der Drehzahl des Schleifsteins 500, einem Widerstand zwischen dem Gassensorelement 120 und dem Schleifstein 500, und einer Zeit, für die das Gassensorelement 120 an den Schleifstein 500 angelegt wird, eingestellt werden und wird geeignet auf ein gewünschtes Abschrägungsausmaß eingestellt.
Mit Rückkehr zu 7 wird die Beschreibung fortgesetzt. Die Schutzschicht 124 wird im vorderen Endabschnitt des Gassensorelements 120, an dem die abgeschrägten Abschnitte 200 ausgebildet sind, ausgebildet, um den Erfassungsabschnitt 121 zu bedecken (Schritt S16). Das Gassensorelement 120 wird wie vorher beschrieben hergestellt. Das hergestellte Gassensorelement 120 wird mit der Metallhülle 110, dem Separator 181 und dem Metallrohr 103 zusammengefügt und der Gassensor 100 ist hergestellt.
In der ersten Ausführungsform ist das Gassensorelement 120, das auf den Gassensor 100 zum Messen der Konzentration eines Sauerstoffgases angewendet wird, dargestellt, aber die Konfiguration des abgeschrägten Abschnitts 200 kann natürlich auf ein Gassensorelement zum Messen der Konzentration von nicht nur einem Sauerstoffgas, sondern verschiedenen Arten von Gas angewendet werden.
A5. Testergebnisse:
Ergebnisse von der Ausführung eines Stehspannungstests am Gassensorelement 120 werden gezeigt. Der Stehspannungstest wird gemäß dem folgenden Prozess ausgeführt. In dem Test wird das Abschrägungsausmaß des abgeschrägten Abschnitts so vorgesehen, dass es gleichmäßig auf 0,2 mm in der Längsrichtung des Gassensorelements 120 liegt.
1. Das Anlegen einer vorbestimmten Spannung an das Heizelement 160 und eine Unterbrechung des Anlegens werden als ein Zyklus genommen und der Zyklus wird zehn Mal weiderholt, wobei somit bestätigt wird, ob ein Riss (oder ein Splittern) im Gassensorelement 120 aufgetreten ist oder nicht.
2. Wenn kein Riss im Gassensorelement 120 aufgetreten ist, wird ein Spannungswert erhöht und der Prozess 1 wird wiederholt, bis ein Riss auftritt.
Die Testergebnisse in Tabelle 1 sind wie folgt.
OK: Kein Riss ist aufgetreten.

NG: Ein Riss ist aufgetreten. Tabelle 1

Abschrägungs-winkel	Stehspannungstest
Abschrägungs-winkel	12 V	13 V	14 V	15 V	16 V	17 V	18 V	19 V
20°	OK	OK	OK	NG
30°	OK	OK	OK	OK	OK	OK	OK	NG
45°	OK	OK	OK	OK	OK	OK	OK	NG
60°	OK	OK	OK	OK	OK	OK	OK	NG
70°	OK	OK	OK	OK	OK	OK	OK	NG
80°	OK	OK	OK	OK	OK	NG

Wie in Tabelle 1 gezeigt, tritt im Fall eines Bereichs von 30° ≤ Abschrägungswinkel kein Riss auf, bis eine Spannung in der Größenordnung von 18 V erreicht ist, und es ist möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des Gassensorelements 120 ausreichend aufrechtzuerhalten. Im Fall eines Abschrägungswinkels von 20° oder weniger, kann es unterdessen passieren, dass ein Riss im Gassensorelement 120 bei einer niedrigen Spannung von 15 V auftritt, und dass es nicht möglich ist, die Wärmeschockbeständigkeit ausreichend aufrechtzuerhalten. Im Fall eines Abschrägungswinkels von 80° oder mehr ist auch ein Riss im vorderen Endabschnitt des Gassensorelements 120 bei einer Spannung von 17 V aufgetreten. In diesem Fall ist der Riss aufgetreten, da der Abstand zwischen dem Heizwiderstand 163, der im vorderen Endabschnitt des Gassensorelements 120 vorgesehen ist, und jedem abgeschrägten Abschnitt, der die äußere Seitenoberfläche bildet, relativ kürzer wird. Daher ist es bevorzugter, dass der Abschrägungswinkel r1 der abgeschrägten vorderen Endabschnitte 210 30 bis 70° ist.
Das bisher beschriebene Gassensorelement 120 der ersten Ausführungsform ist derart, dass der abgeschrägte Abschnitt 200, der gänzlich in der Längsrichtung abgeschrägt ist, zwischen der ersten Plattenoberfläche 122a und der Seitenoberfläche 122b ausgebildet ist. Folglich ist es möglich, eine Beschädigung wie z. B. Splittern oder einen Riss am Gassensorelement 120 zu verhindern. Der abgeschrägte Abschnitt 200 des Gassensorelements 120 ist auch derart, dass der Abschrägungswinkel r2 des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220, der im hinteren Endabschnitt ausgebildet ist, in dem die Elektrodenkontaktstelle 125 installiert ist, größer ist als der Abschrägungswinkel r1 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210, der im vorderen Endabschnitt ausgebildet ist, in dem der Erfassungsabschnitt 121 vorgesehen ist. Folglich ist es möglich, die Fläche der ersten Plattenoberfläche 122a im hinteren Endabschnitt des Gassensorelements 120 im Vergleich zur Fläche der ersten Plattenoberfläche 122a im vorderen Endabschnitt zu vergrößern, wobei somit der Bedarf, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 zu verkürzen, beseitigt wird, und es ist möglich, die Isolationseigenschaften zwischen den mehreren Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 sicherzustellen. Es ist auch nicht erforderlich, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 durch Verkleinern der Fläche der Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 sicherzustellen, und es ist möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 und den Verbindungsanschlüssen 182, 183 und 184 sicherzustellen. Da der Abschrägungswinkel r1 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 kleiner gemacht ist als der Abschrägungswinkel r2 des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220, ist es ferner möglich, die Größe (Abschrägungsausmaß d1) des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 ausreichend sicherzustellen, und es ist möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des vorderen Endabschnitts des Gassensorelements 120, der einem Abgas ausgesetzt ist, ausreichend aufrechtzuerhalten.
Die Elektrodenkontaktstellen 125 und 127 sind auch jeweils so vorgesehen, dass sie zum abgeschrägten Abschnitt 200 benachbart sind. Dadurch ist es möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 und den Verbindungsanschlüssen 182, 183 und 184 mit hoher Genauigkeit sicherzustellen, selbst wenn eine Verlagerung in den Positionen der Verbindungsanschlüsse 182, 183 und 184 relativ zum Gassensorelement 120 auftritt. Es ist auch nicht erforderlich, den Abstand zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 durch Verkleinern der Fläche der Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 sicherzustellen, und es ist möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 und den Verbindungsanschlüssen 182, 183 und 184 sicherzustellen. Da der Abschrägungswinkel r1 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 kleiner gemacht ist als der Abschrägungswinkel r2 des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220, ist es ferner möglich, die Größe (Abschrägungsausmaß d1) des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 ausreichend sicherzustellen, und es ist möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des vorderen Endabschnitts des Gassensorelements 120, der einem Abgas ausgesetzt ist, ausreichend aufrechtzuerhalten.
Gemäß dem Gassensorelement 120 der ersten Ausführungsform ist auch der abgeschrägte Abschnitt 200 in einem Abschrägungswinkel von 30° oder mehr abgeschrägt. Folglich ist es möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des Gassensorelements 120 infolge der Abschrägung ausreichend aufrechtzuerhalten.
Gemäß dem Gassensor 100 der ersten Ausführungsform ist auch der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230, der in einem Abschrägungswinkel gleich oder größer als der Abschrägungswinkel r1 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210 und gleich oder kleiner als der Abschrägungswinkel r3 des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220 abgeschrägt ist, zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210 des Gassensorelements 120 ausgebildet. Folglich ist es möglich, die Differenz des Abschrägungswinkels zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210 infolge des abgeschrägten Zwischenabschnitts 230 im möglichen Umfang zu verringern, ohne eine Stufe im Grenzabschnitt zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210 zu erzeugen, und es ist möglich, eine Beschädigung am Grenzabschnitt aufgrund eines Stoßes von außen zu verhindern.
Gemäß dem Gassensor 100 der ersten Ausführungsform ist der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230 des Gassensorelements 120 so ausgebildet, dass er näher an der hinteren Endseite in der Längsrichtung angeordnet ist als die vordere Endposition des Separators 181. Da der abgeschrägte vordere Endabschnitt 210 mit einem Abschrägungswinkel, der im Vergleich zu jenen des abgeschrägten Zwischenabschnitts 230 und des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220 groß ist, in einem freiliegenden Abschnitt des Gassensorelements 120 ausgebildet ist, der nicht mit dem Separator 181 bedeckt ist, ist es folglich möglich, eine Beschädigung am freiliegenden Abschnitt des Gassensorelements 120 zu verhindern.
Gemäß dem Gassensor 100 der ersten Ausführungsform ist der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230 des Gassensorelements 120 so ausgebildet, dass er näher an der hinteren Endseite in der Längsrichtung angeordnet ist als die hintere Endposition des Heizwiderstandes 163. Da der abgeschrägte vordere Endabschnitt 210 mit einem Abschrägungswinkel, der im Vergleich zu jenen des abgeschrägten Zwischenabschnitts 230 und des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 220 groß ist, im vorderen Endabschnitt ausgebildet ist, in dem der Heizwiderstand 163 vorgesehen ist, ist es folglich möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des vorderen Endabschnitts des Gassensorelements 120 selbst dann ausreichend aufrechtzuerhalten, wenn der vordere Endabschnitt durch Wärme vom Heizwiderstand 163 beeinflusst wird.
Gemäß dem Gassensor 100 der ersten Ausführungsform ist der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230 des Gassensorelements 120 so ausgebildet, dass der Abschrägungswinkel r2 von der vorderen Endseite in Richtung der hinteren Endseite in der Längsrichtung zunimmt. Folglich ist es möglich zu verhindern, dass ein Kammabschnitt zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210 gebildet wird, und es ist möglich, eine Beschädigung am Grenzabschnitt zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220 und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210 zu verhindern.
Gemäß dem Gassensor 100 der ersten Ausführungsform ist die Abschrägungslänge des abgeschrägten Abschnitts 200 0,1 mm oder mehr. Folglich ist es möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des Gassensorelements 120 ausreichend sicherzustellen.
B. Zweite Ausführungsform:
In einer zweiten Ausführungsform wird das Abschrägungsausmaß eingestellt, um den abgeschrägten vorderen Endabschnitt, den abgeschrägten Zwischenabschnitt und den abgeschrägten hinteren Endabschnitt eines Gassensorelements auszubilden. In der zweiten Ausführungsform sind Komponenten mit Konfigurationen, die dieselben wie jene der ersten Ausführungsform sind, mit denselben Bezugsziffern und Bezugszeichen gezeigt.
B1. Konfiguration des Gassensorelements:
10A ist eine Draufsicht eines Gassensorelements 320 von der Seite einer ersten Plattenoberfläche 322a gesehen, an der die Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 installiert sind, und 10B ist eine Seitenansicht des Gassensorelements 320. Eine bruchstückhafte vergrößerte Ansicht eines abgeschrägten Abschnitts 400 ist zusammen mit jeder von 10A und 10B gezeigt.
Wie in 10A und 10B gezeigt, umfasst der abgeschrägte Abschnitt 400 des Gassensorelements 320 in derselben Weise wie das Gassensorelement 120 der ersten Ausführungsform einen abgeschrägten vorderen Endabschnitt 410, der in einem vorderen Endabschnitt des Gassensorelements 320 ausgebildet ist, einen abgeschrägten hinteren Endabschnitt 420, der in einem hinteren Endabschnitt des Gassensorelements 320 ausgebildet ist, und einen abgeschrägten Zwischenabschnitt 430, der zwischen dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt 410 und dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 420 ausgebildet ist, um den abgeschrägten vorderen Endabschnitt 410 und den abgeschrägten hinteren Endabschnitt 420 zu verbinden. Der untere abgeschrägte Abschnitt 250, der im gleichen Abschrägungswinkel und im gleichen Abschrägungsausmaß gänzlich in einer Längsrichtung des Gassensorelements 320 abgeschrägt ist, ist auch zwischen einer zweiten Plattenoberfläche 322c und der Seitenoberfläche 322b des Gassensorelements 320 ausgebildet. Die Elektrodenkontaktstellen 125 und 127 sind jeweils benachbart zum abgeschrägten hinteren Endabschnitt 420 angeordnet.
Der abgeschrägte Zwischenabschnitt 430 ist in einem Abschrägungsausmaß gleich oder größer als das Abschrägungsausmaß des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 420 und gleich oder kleiner als das Abschrägungsausmaß des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 410 ausgebildet, so dass das Abschrägungsausmaß allmählich in Richtung der hinteren Endseite abnimmt. Das heißt, der abgeschrägte vordere Endabschnitt 410 und abgeschrägte hintere Endabschnitt 420 sind mit einer glatten Ebene durch den abgeschrägten Zwischenabschnitt 430 miteinander verbunden.
11A und 11B sind Schnittansichten des Gassensorelements 320 in der zweiten Ausführungsform. In 11A und 11B ist die Darstellung der internen Komponenten des Gassensorelements 320, wie z. B. der ersten festen Elektrolytschicht 137, des Abstandhalters 145 und der zweiten festen Elektrolytschicht 150, in jeder Schnittansicht weggelassen, um die Beschreibung zu vereinfachen.
11A ist eine Schnittansicht des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 410 im Schnitt D-D von 10A. Wie in 11A gezeigt, ist der abgeschrägte vordere Endabschnitt 410 in einem Abschrägungsausmaß d41 und einem Abschrägungswinkel r41 in Bezug auf die erste Plattenoberfläche 322a abgeschrägt. In der zweiten Ausführungsform ist das Abschrägungsausmaß d41 0,3 mm und der Abschrägungswinkel r41 ist 45°. Zwei abgeschrägte vordere Endabschnitte 410 sind jeweils zwischen der ersten Plattenoberfläche 322a und jeder Seitenoberfläche 322b ausgebildet.
11B ist eine Schnittansicht des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 420 im Schnitt E-E von 10A. Wie in 11B gezeigt, ist der abgeschrägte hintere Endabschnitt 420 in einem Abschrägungsausmaß d42, das kleiner ist als das Abschrägungsausmaß d41 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 410, und im Abschrägungswinkel r41 abgeschrägt. In der zweiten Ausführungsform ist das Abschrägungsausmaß d42 0,1 mm und der Abschrägungswinkel r41 ist 45°. Das Abschrägungsausmaß d42 ist vorzugsweise 0,1 mm oder mehr und es reicht aus, dass es kleiner ist als das Abschrägungsausmaß d41. Zwei abgeschrägte hintere Endabschnitte 420 sind jeweils zwischen der ersten Plattenoberfläche 322a und jeder Seitenoberfläche 322b ausgebildet.
Der abgeschrägte Zwischenabschnitt 430 ist, obwohl die Darstellung weggelassen ist, in einem Abschrägungsausmaß abgeschrägt, das kleiner als das Abschrägungsausmaß d41 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 410 und größer als das Abschrägungsausmaß d42 des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 420 ist. Der abgeschrägte Zwischenabschnitt 430 ist so ausgebildet, dass das Abschrägungsausmaß allmählich von der vorderen Endseite in Richtung der hinteren Endseite zunimmt. Der Abschrägungswinkel des abgeschrägten Zwischenabschnitts 430 ist r41 (45°) in derselben Weise wie jener des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 410.
Wie in 11A und 11B gezeigt, sind auch zwei untere abgeschrägte Abschnitte 450 jeweils zwischen der zweiten Plattenoberfläche 322c und jeder Seitenoberfläche 322b ausgebildet. Der Abschrägungswinkel und die Abschrägungslänge des unteren abgeschrägten Abschnitts 450 sind 45° bzw. 0,3 mm, die dieselben wie jene des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 410 sind.
B2. Testergebnisse:
Ergebnisse von der Ausführung eines Stehspannungstests am Gassensorelement 320 der zweiten Ausführungsform werden gezeigt. Der Stehspannungstest wird gemäß einem Prozess ausgeführt, der derselbe wie der Test in der ersten Ausführungsform ist.
Die Testergebnisse in Tabelle 2 sind wie folgt:

OK: Kein Riss ist aufgetreten.
NG: Ein Riss ist aufgetreten.

Abschrägungs-ausmaß	Stehspannungstest
Abschrägungs-ausmaß	12 V	13 V	14 V	15 V	16 V	17 V	18 V	19 V
0,03	OK	OK	NG
0,1	OK	OK	OK	OK	OK	OK	OK	NG
0,2	OK	OK	OK	OK	OK	OK	OK	NG
0,3	OK	OK	OK	OK	OK	OK	OK	NG
0,4	OK	OK	OK	OK	OK	NG

Wie in Tabelle 2 gezeigt, tritt im Fall eines Bereichs von 0,1 ≤ Abschrägungsausmaß kein Riss auf, bis eine Spannung in der Größenordnung von 18 V erreicht ist, und es ist möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des Gassensorelements 320 ausreichend aufrechtzuerhalten. Im Fall eines Abschrägungsausmaßes von 0,3 mm oder weniger kann es unterdessen passieren, dass ein Riss im Gassensorelement 320 bei einer niedrigen Spannung von 14 V auftritt, und dass es nicht möglich ist, die Wärmeschockbeständigkeit ausreichend aufrechtzuerhalten. Im Fall eines Abschrägungsausmaßes von 0,4 mm oder mehr, ist auch ein Riss im vorderen Endabschnitt des Gassensorelements 320 bei einer Spannung von 17 V aufgetreten. In diesem Fall ist der Riss aufgetreten, da der Abstand zwischen dem Heizwiderstand 163, der im vorderen Endabschnitt des Gassensorelements 320 vorgesehen ist, und jedem abgeschrägten Abschnitt, der die äußere Seitenoberfläche bildet, relativ kürzer wird. Daher ist es bevorzugter, dass der Abschrägungswinkel r41 der abgeschrägten vorderen Endabschnitte 410 30 bis 70° ist.
Gemäß dem Gassensorelement 320 der zweiten Ausführungsform ist der abgeschrägte Abschnitt 400, der gänzlich in der Längsrichtung abgeschrägt ist, zwischen der ersten Plattenoberfläche 322a und der Seitenoberfläche 322b ausgebildet. Folglich ist es möglich, eine Beschädigung wie z. B. Splittern oder einen Riss am Gassensorelement 320 zu verhindern. Der abgeschrägte Abschnitt 400 des Gassensorelements 320 ist auch derart, dass die Abschrägungslänge d42 des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 420, der im hinteren Endabschnitt ausgebildet ist, in dem die Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 installiert sind, kürzer ist als die Abschrägungslänge d41 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 410, der im vorderen Endabschnitt ausgebildet ist, in dem der Erfassungsabschnitt 121 vorgesehen ist. Folglich ist es möglich, die Fläche der ersten Plattenoberfläche 322a im hinteren Endabschnitt des Gassensorelements 320 im Vergleich zur Fläche der ersten Plattenoberfläche 322a im vorderen Endabschnitt zu vergrößern, wobei somit der Bedarf, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 zu verkürzen, beseitigt wird, und es ist möglich, die Isolationseigenschaften zwischen den mehreren Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 sicherzustellen. Es ist auch nicht erforderlich, die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 durch Verkleinern der Fläche der Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 sicherzustellen, und es ist möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 und den Verbindungsanschlüssen 182, 183 und 184 sicherzustellen. Da die Abschrägungslänge d41 des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 410 größer gemacht ist als die Abschrägungslänge d42 des abgeschrägten hinteren Endabschnitts 420, ist es ferner möglich, die Größe des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 410 ausreichend sicherzustellen, und es ist möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des vorderen Endabschnitts des Gassensorelements 320, der einem Abgas ausgesetzt ist, ausreichend aufrechtzuerhalten.
Die Elektrodenkontaktstellen 125 und 127 sind auch jeweils so vorgesehen, dass sie zum abgeschrägten Abschnitt 400 benachbart sind. Dadurch ist es möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 und den Verbindungsanschlüssen 182, 183 und 184 mit hoher Genauigkeit sicherzustellen, selbst wenn eine Verlagerung in den Positionen der Verbindungsanschlüsse 182, 183 und 184 relativ zum Gassensorelement 320 auftritt. Es ist auch möglich, die Fläche der Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 auf das mögliche Maximum zu vergrößern, ohne die Abstände zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 zu verkürzen, und es ist möglich, die Kontaktfähigkeit zwischen den Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 und den Verbindungsanschlüssen 182, 183 und 184 sicherzustellen, während die Isolationseigenschaften zwischen den mehreren Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 sichergestellt werden.
Gemäß dem Gassensorelement 320 der zweiten Ausführungsform ist die Abschrägungslänge des abgeschrägten Abschnitts 400 0,1 mm oder mehr. Folglich ist es möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des Gassensorelements 320 ausreichend aufrechtzuerhalten.
Gemäß dem Gassensorelement 320 der zweiten Ausführungsform ist der abgeschrägte Abschnitt in einem Abschrägungswinkel von 30° oder mehr abgeschrägt. Folglich ist es möglich, die Wärmeschockbeständigkeit des Gassensorelements 320 ausreichend aufrechtzuerhalten.
C. Modifikationsbeispiele:
C1. Modifikationsbeispiel 1:
Der abgeschrägte Abschnitt 200, 400 ist gänzlich in der Längsrichtung des Gassensorelements 120, 320 ausgebildet, kann jedoch beispielsweise eine Konfiguration aufweisen, in der der abgeschrägte vordere Endabschnitt 210, 410 im vorderen Endabschnitt des Gassensorelements 120 ausgebildet ist, der abgeschrägte hintere Endabschnitt 220, 420, der in einem Abschrägungswinkel, der größer ist als der Abschrägungswinkel des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210, 410, oder in einem Abschrägungsausmaß, das kleiner ist als das Abschrägungsausmaß des abgeschrägten vorderen Endabschnitts 210, 410 abgeschrägt ist, im hinteren Endabschnitt des Gassensorelements 120 ausgebildet ist, und ein Abschnitt zwischen dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210, 410 und dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220, 420, nicht abgeschrägt ist, mit anderen Worten, eine Konfiguration, in der kein abgeschrägter Zwischenabschnitt 230, 430 ausgebildet ist. Dies liegt daran, dass, da der zentrale Abschnitt des Gassensorelements 120 innerhalb der Metallhülle 110 angeordnet ist, ein Bruch aufgrund von Splittern oder eines Risses unwahrscheinlich auftritt.
C2. Modifikationsbeispiel 2:
Der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230, 430 ist auch näher an der hinteren Endseite angeordnet als die vordere Endposition SP des Separators 181, kann jedoch beispielsweise in einer Position näher an der hinteren Endseite als die hintere Endposition HP des Heizwiderstandes 163 und näher an der vorderen Endseite als die vordere Endposition SP vorgesehen sein oder kann in einer Position näher an der vorderen Endseite als die hintere Endposition HP des Heizwiderstandes 181 vorgesehen sein. In dieser Erfindung reicht es zumindest aus, dass der abgeschrägte vordere Endabschnitt 210, 410 im vorderen Endabschnitt vorgesehen ist, in dem der Erfassungsabschnitt 121 vorgesehen ist, und dass der abgeschrägte hintere Endabschnitt 220, 420 im hinteren Endabschnitt vorgesehen ist, in dem die Elektrodenkontaktstellen 125, 126 und 127 vorgesehen sind. Daher kann der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230, 430 über einen ganzen Abschnitt zwischen dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt 210, 410 und dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt 220, 420 vorgesehen sein (das heißt von einem Abschnitt näher an der vorderen Endseite als die hintere Endposition HP zu einem Abschnitt näher an der hinteren Endseite als die hintere Endposition HP).
C3. Modifikationsbeispiel 3:
Der untere abgeschrägte Abschnitt 250, 450 ist im gleichen Abschrägungswinkel und im gleichen Abschrägungsausmaß gänzlich in der Längsrichtung des Gassensorelements 120, 320 abgeschrägt, aber ein unterer abgeschrägter vorderer Endabschnitt, ein unterer abgeschrägter hinterer Endabschnitt und ein unterer abgeschrägte Zwischenabschnitt können beispielsweise in derselben Weise wie im abgeschrägten Abschnitt 200, 400 ausgebildet sein. In diesem Fall können auch der abgeschrägte vordere Endabschnitt 210, 410, der abgeschrägte hintere Endabschnitt 220, 420 und der abgeschrägte Zwischenabschnitt 230, 430 des abgeschrägten Abschnitts 200, 400 in der Größe gleich sein wie oder können in der Größe verschieden sein vom jeweiligen unteren abgeschrägten vorderen Endabschnitt, unteren abgeschrägten hinteren Endabschnitt und unteren abgeschrägten Zwischenabschnitt des unteren abgeschrägten Abschnitts.
Bisher wurde eine Beschreibung von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung durchgeführt, aber die Erfindung, die nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt ist, kann verschiedene Konfigurationen annehmen, ohne von deren Schutzbereich abzuweichen.

Claims

Gassensor (100), der Folgendes umfasst: ein Gassensorelement (120) mit einem plattenartigen Detektionselement (130), das sich in einer Längsrichtung erstreckt, einem Erfassungsabschnitt (121), der in einem vorderen Endabschnitt in der Längsrichtung des Detektionselements (130) installiert ist und der ein bestimmtes Gas in einem zu messenden Gas detektiert, und mehreren Elektrodenkontaktstellen (125, 126, 127), die an einer ersten äußeren Oberfläche (122a) in einem hinteren Endabschnitt in der Längsrichtung des Detektionselements (130) installiert sind, von denen mindestens eine zum Ausgeben eines Detektionssignals aus dem Erfassungsabschnitt (121) an eine externe Schaltung dient; und ein Gehäuse, das den Umfang des Gassensorelements (120) umschließt, wobei das Gassensorelement (120) mindestens einen abgeschrägten Abschnitt (200) aufweist, der die erste äußere Oberfläche (122a) des Detektionselements (130), die sich in der Längsrichtung erstreckt und an der die Elektrodenkontaktstellen installiert sind, und eine zweite äußere Oberfläche (122b), die sich in der Längsrichtung erstreckt und die in einer zur ersten äußeren Oberfläche (122a) senkrechten Richtung ausgebildet ist, verbindet, ein Abschrägungswinkel des mindestens einen abgeschrägten Abschnitts (200) in Bezug auf die erste äußere Oberfläche (122a) so ausgebildet ist, dass ein Abschrägungswinkel (r2) eines abgeschrägten hinteren Endabschnitts (220), der im hinteren Endabschnitt vorgesehen ist, größer ist als ein Abschrägungswinkel (r1) eines abgeschrägten vorderen Endabschnitts (210), der im vorderen Endabschnitt vorgesehen ist, und die Elektrodenkontaktstellen (125, 127) so vorgesehen sind, dass sie zu den jeweiligen abgeschrägten Abschnitten (200) benachbart sind.
Gassensor (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschrägungswinkel des abgeschrägten Abschnitts (200) 30° oder mehr ist.
Gassensor (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeschrägte Abschnitt (200) zwischen dem abgeschrägten hinteren Endabschnitt (220) und dem abgeschrägten vorderen Endabschnitt (210) einen abgeschrägten Zwischenabschnitt (230) aufweist, der in einem Abschrägungswinkel gleich oder kleiner als der Abschrägungswinkel (r2) des abgeschrägten hinteren Endabschnitts (220) und gleich oder größer als der Abschrägungswinkel (r1) des abgeschrägten vorderen Endabschnitts (210) abgeschrägt ist.
Gassensor (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner Folgendes umfasst: einen Separator (181), in dem Ausgangsanschlüsse angeordnet sind, die mit den Elektrodenkontaktstellen verbunden sind, und der so installiert ist, dass er den hinteren Endabschnitt des Gassensorelements (120) bedeckt, wobei der abgeschrägte Zwischenabschnitt (230) so ausgebildet ist, dass er näher an einer hinteren Endseite des Gassensorelements (120) in der Längsrichtung als eine vordere Endposition (SP) des Separators (181) angeordnet ist.
Gassensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Heizelement, das in der Längsrichtung des Gassensorelements (120) installiert ist und das mindestens einen Heizwiderstand (163) aufweist, der im vorderen Endabschnitt angeordnet ist, auf das Detektionselement gestapelt ist, und der abgeschrägte Zwischenabschnitt (230) so ausgebildet ist, dass er näher an der hinteren Endseite des Gassensorelements (120) in der Längsrichtung angeordnet ist als eine hintere Endposition (HP) des Heizwiderstandes (163).
Gassensor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeschrägte Zwischenabschnitt (230) so ausgebildet ist, dass der Abschrägungswinkel (r3) von einer vorderen Endseite des Gassensorelements (120) in Richtung der hinteren Endseite des Gassensorelements (120) in der Längsrichtung zunimmt.
Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschrägungslänge des abgeschrägten vorderen Endabschnitts (210) in einer Richtung parallel zu der ersten äußeren Oberfläche (122a) 0,1 mm oder mehr ist.
Gassensor (100), der Folgendes umfasst: ein Gassensorelement (320) mit einem plattenartigen Detektionselement (130), das sich in einer Längsrichtung erstreckt, einem Erfassungsabschnitt (121), der in einem vorderen Endabschnitt in der Längsrichtung des Detektionselements (130) installiert ist und der ein bestimmtes Gas in einem zu messenden Gas detektiert, und mehreren Elektrodenkontaktstellen (125, 126, 127), die an einer ersten äußeren Oberfläche (322a) in einem hinteren Endabschnitt in der Längsrichtung des Detektionselements (130) installiert sind, von denen mindestens eine zum Ausgeben eines Detektionssignals vom Erfassungsabschnitt (121) an eine externe Schaltung dient; und ein Gehäuse, das den Umfang des Gassensorelements (320) umschließt, wobei das Gassensorelement (320) mindestens einen abgeschrägten Abschnitt (400) aufweist, der die erste äußere Oberfläche (322a) des Detektionselements (130), die sich in der Längsrichtung erstreckt und an der die Elektrodenkontaktstellen installiert sind, und eine zweite äußere Oberfläche (322b), die sich in der Längsrichtung erstreckt und die in einer zur ersten äußeren Oberfläche (322a) senkrechten Richtung ausgebildet ist, verbindet, eine Abschrägungslänge des mindestens einen abgeschrägten Abschnitts (400) in einer zur ersten äußeren Oberfläche (322a) parallelen Richtung so ausgebildet ist, dass eine Abschrägungslänge (d42) eines abgeschrägten hinteren Endabschnitts (420), der im hinteren Endabschnitt vorgesehen ist, kürzer ist als eine Abschrägungslänge (d41) eines abgeschrägten vorderen Endabschnitts (410), der im vorderen Endabschnitt vorgesehen ist, und die Elektrodenkontaktstellen (125, 127) so vorgesehen sind, dass sie zu den jeweiligen abgeschrägten Abschnitten (400) benachbart sind, sodass kein Raum oder anderes Element zwischen den entsprechenden abgeschrägten Abschnitten (400) und der jeweiligen Elektrodenkontaktstelle (125, 127) existiert.
Gassensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschrägungslänge des abgeschrägten vorderen Endabschnitts (410) 0,1 mm oder mehr ist.
Gassensor (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschrägungswinkel des abgeschrägten Abschnitts (400) zu der ersten äußeren Oberfläche (322a) 30° oder mehr ist.