JP3055949B2 - ガラスシール部を備えたセンサー - Google Patents

ガラスシール部を備えたセンサー

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガラスシール部を備えたセンサーの装置及
び製作方法に関する。
酸素センサーのためのガラス密封方法の例が、本発明
の指定代理人に指定された、米国特許番号5,329,806号
に開示されている。例えば'806特許などのセンサーで
は、ガラス密封の目的は、センサー内の空気参照チャン
ネルから酸素センサーの端部を分離することである。密
封はガスが検出されるのを防止する。即ち、自動車の排
気ガスが内部に漏れ入ったり、チャンネル内の空気参照
に干渉したり、そのような漏れから生じるセンサーの測
定出力への有害な効果を防止する。
ガラスの密封を達成しようとした先行技術の試みの中
には、ガラス密封が構造上及び密封要素の両方として実
行されるものがある。そのような密封は失敗に終わる傾
向があり、空気参照チャンネル内への漏れを可能にする
構造的な裂け目が形成されたり、ガラスがセンサーの外
部ハウジングに付着できなかったり、例えば排気ガス酸
素センサーにより要求されるような幅広い温度範囲に渡
って効果的な密封を維持することができなかったりす
る。
さらに加えて、密封ガラスは、ガラスの遷移温度を越
える温度になる機会があり、その場合には、ガラスセン
サーとセンサーの外殻との間の領域は拮抗状態にあって
密封の構造的な完全さを損なっている。ガラスを伸長性
の応力の中に置くことは、密封に裂け目を発生させ、検
出されるガス即ち自動車の排気ガスなどが空気参照チャ
ンネル内に侵入することを可能にする。
本発明の目的は、請求項１に係るガラスシール部を備
えたセンサーを提供することである。
本発明は、有利な効果を奏するように、環状のセンサ
ーハウジング内に平坦なプレートの検出要素を密封する
ことを可能にするガラスシール部を備えたセンサーを提
供する。
本発明は、有利な効果を奏するように、新しいセンサ
ーと、排気ガス及び他の外部要素がセンサー内の空気参
照チャンネルを汚染することを防止するガラスシール部
と、を提供する。
本発明は、有利な効果を奏するように、セラミック及
び金属センサーハウジングのいずれかの中で平面状の検
出要素を密封するために使用することができるガラスシ
ール部を備えたセンサーを提供する。
本発明は、有利な効果を奏するように、熱膨張係数、
転移温度及び融点が、センサーのハウジング内で圧縮し
た状態にシール部を維持するようにすべて制御され、シ
ール部が排気センサーの有用温度を最大の状態で完全に
維持するのを可能にする。従って、本発明は、センサー
の全作動範囲の間にガラスシール部が圧縮された状態に
あり、ガラスが金属又はセラミックシール部に維持され
るガラスシール部を備えたセンサーを提供する。
本発明によれば、金属密封されたガラスは、検出要素
の熱膨張係数と等しく金属センサーシェルの熱膨張係数
よりも小さい範囲にある熱膨張係数で密封を提供するこ
とによって維持される。金属センサーシェルはガラスを
圧縮した状態に維持し、ガラス密封がセンサーの全作動
範囲にわたってその最大強度を維持することを可能にす
る。有利なようにガラスシール部を圧縮した状態に維持
することによって、本発明に係る密封は、エンジン環境
における衝撃及び振動の条件に耐えることができ、機械
的な完全さを改善した。
有利な効果を奏するように、本発明に係るガラスシー
ル部を備えたセンサーの例は平坦な円状ディスク部を有
するガラスシール部を用いて達成される。このディスク
部は、中央に配置された矩形開口を有し、その中に、平
坦な検出要素が配置されている。この平坦なディスク部
の外径周縁部では、シール部は環状の円柱壁を形成し、
該壁は互いに反対側の第１及び第２の方向で平坦な円状
のディスク部から軸方向に延設されている。このシール
部は、環状の円柱壁がセンサーハウジングの内部円柱壁
と係合し、矩形開口が平面状の検出要素と係合するセン
サーハウジング内に配置されている。このシール部は、
シール部及び検出要素を構造的に配置するために作用す
る第１及び第２の絶縁体の間に配置されている。シール
部の外部円柱表面は、センサーハウジングの円柱壁と結
合され、シール部の矩形開口は検出要素と結合され、そ
の中でシール部はセンサーチャンバー内の検出要素の第
１端部を、センサー内の空気参照チャンネルの検出要素
の第２端部から密封する。一実施例では、平坦な円状デ
ィスク部は、平面状の検出要素の厚さよりも小さい厚さ
を有している。
このとき、有利な効果を奏するように、本発明は、一
実施例において、以下のような各行程を含むガラスシー
ル部を備えたセンサーの製造方法を提供する。即ち、矩
形開口が中央部に形成された円状ディスク部と前記円状
ディスク部の外周からセンサーハウジングへと第１及び
第２の軸方向に延在する環状円柱壁とを有するガラスシ
ール部を、前記シール部の環状円柱壁の外部円柱面が前
記ハウジングの内部円柱壁に最も近く、検出要素が前記
シール部の円状ディスク部の矩形開口を通過するように
配置する工程と、前記シール部の環状円柱壁が溶解して
前記シェルの内部円柱壁に流れ、検出要素の外辺部の回
りのガラスが検出要素の回りに流れるように前記センサ
ーのパッケージを前記シール部のガラスが溶解する温度
にまで加熱する工程と、前記ガラスが冷却して検出要素
とセンサーの外部シェルとの間のシール部を維持するよ
うに前記センサーを冷却する工程と、を含む。
ここで、本発明は、以下に示す図面に関連した実施例
によって説明される。
図１は、本発明に係る第１実施例のセンサー及びガラ
スシール部を示す。
図２及び図３は、本発明に係るガラスシール部の一例
を示す。
図４は、本発明に係る第２実施例のガラスシール部を
備えたセンサーを示す。
図５は、本発明に係るガラスシール部を備えたセンサ
ーの有利な例を示す。
図６は、本発明に係るガラスシール部を備えたセンサ
ーの応力分析を示す。
図７は、本発明に係る第３実施例のガラスシール部を
備えたセンサーを示す。
図８は、本発明に係る方法を示す。
図９は、本発明の作動を示す。
図10は、本発明の他の実施例を示す。
第１実施例 第１実施例では、センサー内のガラスシール部は、上
述した米国特許番号5,329,806号の図３で参照番号48に
より示されたシール部の厚さを、その厚さが、平面状の
検出要素より薄く即ち約１ミリメートル又はそれ以下の
オーダーに減じることによって達成される。図１を参照
すると、本発明に係る実施例のガラスシール部13は、平
面状の検出要素21の形状に合うような形状で中央部に矩
形開口が形成され、検出要素21は、この開口を通って延
在している。このとき、シール部13の各々の側には、シ
ール部の融点よりも高い融点を有するステアタイト（st
eatite）のガラスからなる２つの絶縁体11及び15がそれ
ぞれ配置されている。このセンサーは炉の中で処理され
シール部のガラスが溶解し流れて、センサーハウジング
（外部シェル）17の円柱壁の内部円柱壁と平面状の検出
要素21の外部表面とを係合させる。次に、このセンサー
が冷却されることによって、ガラスを硬化させ、ハウジ
ング内のセンサーを密封し、センサーの第１端部と第２
の端部とを分離させる耐空気性のシール部を提供する。
センサーの炉処理は、センサーハウジング17に合うよ
うにシール部13のガラスを流出させるのに十分な時間、
維持されなければならない。ある角度で提供された圧力
がガラスの不規則な流れを引き起こし、シール部とセン
サーのシェルとの間の空気ギャップを残す可能性がある
とき、シール部13に該シール部に垂直にかけられた圧力
を維持するように特別の注意が払われなければならな
い。
ガラスが冷却工程の間にセンサーハウジング17を歪ま
せることを防止するために、センサーハウジングの降伏
強度は、ハウジングがガラスを圧縮した状態に維持しガ
ラスに降伏しないほど大きくなければならない。ハウジ
ング17がシール部13に降伏するならば、ハウジング17は
シール部の回りで歪曲するようになり、高温度での作動
中にハウジングが膨張し、シール部を伸長状態に置き、
ガラスとハウジングとの間の密封結合の失敗、及び／又
は、シール部の裂け目の発生へと導き、不完全な密封に
帰着してしまう。適切な降伏強度を備えたハウジング17
は、ハウジング17の壁を十分な厚さにすることによっ
て、及び／又は、材料の適切な選択、即ち、0.018イン
チ（0.4572mm）〜0.024インチ（0.6096mm）厚のSAE486
ステンレス鋼によって達成し得る。
取付部品19がハウジング17の回りに取り付けられてお
り、後述するように、センサーを取り付けるために使用
される。
第２実施例 ここで、図２及び第３を参照すると、本発明に係る好
ましい実施例のガラスシール部10が示されている。この
ガラスシール部10は、一般に、円状に形成された平坦デ
ィスク部12を有し、該ディスク部はその中央部に開口22
が形成され、該開口は、開口22の形状と実質的に合致す
る形状を有する平面状の検出要素と係合する壁14、16、
18及び20により画定されている。好ましくは、平坦ディ
スク部12の厚さは、平面状の検出要素の厚さよりも小さ
く、一例では、１ミリメートルのオーダーにある。平坦
ディスク部12の径外辺部では、シール部10が環状円柱壁
24を有し、該円柱壁は、平坦円状ディスク部12が円柱壁
24により形成される円柱管内の中央に配置されるように
いずれの方向にも平坦円状ディスク部12から軸方向に延
在する。一例では、円柱壁24は、軸方向の長さ4mm、0.5
乃至1.0mmの厚さを有している。
円柱壁24は、頂環状端部26、底環状端部28、内部環状
円柱面34及び32、及び外部円柱面30を有する。センサー
が図示のシール部10から構成されるとき、外部円柱面30
はセンサーハウジングに結合され、開口22の内部周壁1
4,16,18及び20は検出要素に結合されて、検出すべきガ
ス即ち自動車の排気ガスに曝されるチャンバー内で検出
要素の第１端部が空気参照チャンネル内の検出要素の第
２端部から離れて密封される。
図４は、本発明に係るガラスシール部を備えたセンサ
ーの一実施例を示している。センサー40は、一般に、例
えば11×10-6から12×10-6/℃の範囲の熱膨張係数を有
する486鉄などの材料から形成された、下部シェル42及
び上部シェル63を有する外部ハウジングを含む。上部シ
ェル63は、下部シェル42のリップ67の回りを囲む折り重
ね部65を有し、下部シェル42及び上部シェル63が一緒に
連結されている。環状の取付部品50が折り重ね部65の上
方でシェル63の回りに取り付けられている。この取付部
品50はガス流路の中にセンサー40を取り付けるための退
避場に係合するように構成されている。
検出要素44は、当該技術分野の当業者に知られた態
様、例えば本発明の指定代理人に指定された米国特許番
号5,329,806号で説明されるような態様で構成されてお
り、一般には、チャンバー41内で排気ガスに曝されてチ
ャンバー内の排気ガスの酸素含有量を検出するための端
部45を有する平坦な平面状検出要素である。ガラス支持
部46は、絶縁体48の軸開口47内に延在する検出要素44を
設置している。絶縁体48は、例えば、低い熱伝導度の特
性を有するステアタイト型の材料から形成される。セン
サーが作動している間にチャンバー41に入ってくるガス
は、950℃乃至1000℃程度の温度であり得る。絶縁体48
はガラスシール部10をそのような高温度から絶縁し、ガ
ラスシール部10は、決してガラス転移温度、この例では
約720℃、よりも高い温度を経ることがない。典型的に
は、通常のセンサー作動中にガラスシール部10が到達す
る最も高い温度は650℃である。
ガラスシール部10は、図示のように、絶縁体48と、ア
ルミナで形成された該絶縁体48と同様の熱膨張係数を有
する絶縁体56との間に配置されている。シェル部10は、
加熱されて、検出要素44及び領域54におけるセンサーの
外部シェル42の両方に結合される。
より詳しくは、センサーの炉加熱の間に、ガラスシー
ル部10は溶解し、参照番号55によって示されたように、
毛細管作用を介して検出要素44に沿って軸方向に小距離
だけ流れる。センサーが冷却されるとき、ガラスは検出
要素44に結合される。また、加熱プロセスの間、シール
部10の円柱壁24は領域54におけるシール63の内周部と接
触した状態で流れ、センサーが冷却されるとき、ガラス
がそこに結合される。円柱壁24は、領域54におけるシェ
ル63の外周部に沿って軸方向にガラスを引き出して密封
結合を形成するための毛細管作用をあてにしないで、順
次シェルに沿った伸長力を蓄積させないように流動して
シェル63に接触するための材料を提供する。
シェル63は、ガラスシール部10の熱膨張係数よりも大
きい熱膨張係数を有する。例えば、ガラスシール部10
は、熱膨張係数が7.8×10-6/℃であるストロンチウム・
ホウ珪酸塩から形成してもよい。この結果、シェル63は
炉加熱処理の間、シール部10のガラスよりも速く膨張す
る。しかしながら、円柱部24は流出してシェル63の領域
54に接触するのに十分な材料を提供するので、シェル63
のより大きい熱膨張係数は、ガラスシール部10の密封能
力に不利には作用しない。むしろ、ガラスは、領域54に
おいて膨張したシェルに接触するように流出するので、
センサーが冷却されてシェルが収縮するときに、ガラス
シール部10は、固まった後に領域54におけるシェル63に
より圧縮された圧縮状態に移行する。ガラスは圧縮され
た状態の下では本質的により強くなるので、この圧縮状
態はシール部を強化する。さらに、センサーのガラスシ
ール領域は、作動中にガラスシール部が溶解する温度以
下の温度範囲にあるので、このプロセスによって、セン
サーの作動中にガラスシール部が伸長力を経験する可能
性がなくなる。かくして、センサーのチャンバー41が典
型的に摂氏−40℃乃至＋1000℃の範囲の温度に曝される
排気環境では、ガラスシール部はガラスが伸長される温
度より大きい温度を決して経ないので、ガラスシール部
10の領域は圧縮状態を維持し、それ故に構造的に完全な
状態を保つ。
さらに、平面状の検出要素はガラスの熱膨張係数に等
しい熱膨張係数を持っており、平面状の検出要素が伸長
力を経験することを防止している。平面状検出要素の熱
膨張係数の例は、８×10-6/℃である。
図５を参照すると、ガラスシール部10の円柱壁の外周
部のうち小部分は、毛細管作用を介して、絶縁体48とシ
ェル63との間又は絶縁体56とシェル63との間の例えば部
分106、108、110及び112などを軸方向に流れることがで
き、結果として伸長性の状態になり得る。しかしなが
ら、図５に関して示されたように、毛細管流れ領域にお
ける伸長に起因して発展し得る裂け目（92,94）は、裂
け目が開始するところの同じ側にある絶縁体48又は56に
抗して死端部まで伝搬しながら本質的に迂回する。かく
して、裂け目は自己限定的となり、シール部10を横切っ
ては移動せず、空気参照チャンバーへの排気ガスの漏れ
通路を形成するようなことはない。これらの結果は、本
発明に係るセンサー標本のの実験及び分析によって実証
された。
炉処理の間、ガラス96,98,100及び55の各部分は、毛
細管作用によって軸方向に引き出されて、検出要素44の
回りの密封を援助する。
再び図４を参照すると、センサーの残りの部分は、周
知の態様で検出要素44に接続され、コネクタ79の雌リセ
プタクル70,71と嵌合する雄電極端部66,68で終わる電極
62,64を含んでいる。雌リセプタクル70,71は、当該技術
分野の当業者に周知の態様で構成された管状の金属リセ
プタクルであり、周知の態様で電気的な接続のためのワ
イヤ82,84に（74及び75において）かしめられている。
リセプタクル70,71は、絶縁体72に保持されており、該
絶縁体は、シェル63の端部43にＯリングシール部76によ
って密封されている。
コネクタ79はカンティレバー（cantilever）を含む外
部シェル78を有し、該カンティレバーは、シェルとセン
サーシェル63の端部43のコネクタ79とを維持するための
特徴（feature）80を保持している。コネクターの端部
は、ワイヤをその位置に保持しセンサーの外側から汚染
水に対して密封するための花模様のエラストマー80を備
えている。シェル78の端部は参照番号83により示された
ように折り曲げられて絶縁体72をその位置に保持する。
図６に参照されるように、図示された実施例の応力分
析によれば、本発明の実施例に係る円柱壁24を含むシー
ル構造に起因するガラスシール部10上にかかる正の圧力
が示されている。図示の構造は摂氏−40℃の作動温度の
例でガラスシール部10にかかる圧縮応力を示している。
この作動温度の例は、図示の実施例に係るセンサーの作
動温度で予想される最も低い温度であり、ガラスシール
部が、シェル領域に沿って最大量の圧縮応力を経験する
ときの温度である。この圧縮応力は、約30MPaによりシ
ール領域を横切り検出要素に向かって僅かに増加する。
参照番号120及び128により各々指し示された絶縁体及び
シール部の部分は、最も高い圧縮応力を持ち、−93.11M
paでピークとなる。領域（122,124及び126）及び領域
（130及び132）は、シール領域の直ぐ下方の領域のセラ
ミック部品における徐々に減じられた応力領域を示して
いる。
図は、最大の応力条件下におけるシール部10の圧縮応
力プロフィールと、ガラスを金属シール部104に維持し
ながらシール部10を効果的な機械構造とすることを可能
にするような条件下でのシール部の構造的な完全さと、
を示している。ガラス10の高度の圧縮応力レベルのた
め、今やガラスシール部10は、振動と幅広い作動温度範
囲とに共に曝される自動車エンジンの環境において完全
さを維持することができる。
第３実施例 ここで、図７を参照すると、本発明に係る他の実施例
のガラスシール部を備えたセンサーが示されている。図
７に示される実施例では、図４に示すシール部10が金属
シェルと平面状センサー44との間を密封するのとほとん
ど同じ方法でガラスシール部214が管状のセラミック絶
縁体210と平面状の検出要素202との間を密封する。
より詳しくは、図示のセンサー201は、鉄製取付部品2
08に付与された最下シールド200を含み、平面状の検出
要素202の端部203に排気ガスを曝すためのチャンバーを
提供する。ガラス支持部204は、図４に示す最下絶縁体4
8に類似したステアタイト材料を含む最下絶縁体206に関
連する位置に検出要素202を保持する。ガラス支持部204
は、パッケージに関連した要素のカンティレバーを短く
する。中間ガラススペーサー212が、最下絶縁体206と中
間絶縁体209との間に提供されている。本発明に係る実
施例のガラスシール部214は、上述したガラスシール部1
0と類似しており、図示のように中間絶縁体209と最上絶
縁体216との間に提供されている。ガラスシール部214の
ための材料の例は、５×10-6乃至７×10-6/℃の範囲内
の熱膨張係数を有するバリウム・ホウ珪酸塩である。シ
ール部214の環状円柱壁は、セラミック製の絶縁体210
（ハウジング）の内部円柱壁215に相互に連結してい
る。図４に関連して上述されたものと類似の炉加熱プロ
セスの間に、シール部214の円柱外部壁からガラス物質
が流出してセラミック絶縁体210に接触するに至る。セ
ラミック絶縁体210は、ガラスシール部214の熱膨張係数
より大きいか或いは等しい熱膨張係数を有している。冷
却の間に、ガラスは固まってセラミック絶縁体210に結
合し、ガラスシール部214とセラミック絶縁体210との間
を密封する。
図４に関する上記の鉄製シェル63を備えたセンサーに
関しては、炉加熱の後、センサーが冷却されるときに、
シール部214は、セラミック絶縁体210とセンサー202と
が密封接触した状態で固められる。その結果生じたシー
ル部214は、図４に示すシール部10が圧縮した状態にさ
れる方法と同様に圧縮した状態となり、シール部の完全
さを保証し、検出要素202の端部203からの排気ガスが検
出要素202の端部225近傍の空気参照チャンネルへ流れる
ことを防止する。
セラミック絶縁体210は、センサーのための取付部品
を構成する鉄製ボディ208内に取り付けられ、セラミッ
ク絶縁体210及び鉄製ボディ208の各々の肩部250、252の
間のガスケット213によって、セラミック絶縁体210及び
鉄製ボディ208の間が密封される。セラミック絶縁体210
の上端部と絶縁性スペーサー256との間には、ディスク
スプリング（disk spring）が提供され、セラミック絶
縁体210に圧力を提供してガスケット213の密封性圧縮を
維持する。この絶縁性スペーサー256は、鉄製ボディ208
の上端部でクリンプ258によって、その位置を保持され
る。
最上絶縁体216の楔形開口では、電極220及び222が周
知の態様で検出要素202に取り付けられている。電極220
及び222は上方に延在して雄電極端部227及び229を形成
し、絶縁体231内で雌リセプタクル230及び228と嵌合す
る。センサー201の上端部は鉄製シェル260に囲まれてお
り、該鉄製シェルはセンサーの電極端部を囲んでいる鉄
製ボディ208の外周部にかしめられている。雌リセプタ
クル230及び228は、絶縁体264内に配置された、かしめ
られた端部232及び234を含み、これらの端部はセンサー
201に電気接続を提供しているワイヤ236及び238と嵌合
する。ワイヤ234及び238は、シェル260のかしめられた
端部242によって位置固定されているヴァイトン（vito
n）シール部240を通り抜ける。上部シェル260の範囲内
では、例えば摩擦取付品により金属製の固定器具262が
取り付けられており、絶縁体264の完全な位置係止手段
を提供している。
次に、図８を参照すると、本発明に係るガラスシール
部を備えたセンサーを製作する方法の実施例が示されて
いる。ステップ302では、ガラスシール部10（図２〜図
４）が、環状の外部ボディと平面状の検出要素44（図
４）の形状に合う中央開口を備えた平坦ディスク部とを
含むように製作加工される。ステップ304では、平面状
の検出要素が開口を通り抜けて、その結合体がシール部
のガラスの熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する
円柱支持部（シェル42、図４）に配置されるように、ガ
ラスシール部が平面状の検出要素の回りに配置される
（ブロック304）。次に、結合体を加熱して（ブロック3
06）、ガラスシール部の膨張率よりも速い率で円柱支持
部を膨張させると共にガラスシール部のガラスを溶解さ
せ、これにより、ガラスはシール部の環状外部ボディか
ら膨張した円柱支持部まで流出すると共に中央開口の周
縁部から平面状の検出要素まで流出する。次に、結合体
を冷却し、これによりガラスシール部は、検出要素及び
円柱支持部に結合した状態で固まる（ブロック308）。
結合体の冷却工程は継続され（ブロック310）、ガラス
シール部はセンサーの全作動範囲に亘って圧縮された状
態となる。この結果が、平面状の検出要素及び円柱支持
部の両方に密封された強固なガラスシール部を備えたセ
ンサーである。
図９は、センサーの設計、製作及びシール部の特徴的
な圧縮の間の関係を示している。水平軸は図の左方向に
増加する温度を示し、垂直軸はシール部の応力を示して
いる。製作している間に、センサーのガラスシール部領
域の最高の作動温度よりも高い温度T1（例えば970℃）
までセンサーが加熱されるとき、ガラスシール部は液体
状態となり、ガラスがシール部の外部円柱壁から流出し
てセンサーハウジングの内部円柱壁に接触するに至る。
この温度では、ハウジングは、その高い熱膨張係数の故
に膨張する、ガラスが液体状態なので、ガラスシール部
にかかる応力は実質的に零である。
センサーが冷却されるとき、ガラスシール部10は、温
度T2（例えば750℃）で固まり、温度膨張したセンサー
ハウジング即ちシェルに結合する。センサーが持続的に
冷却されるとき、センサーハウジングは、ガラスシール
部の収縮率よりも大きい率で収縮する。これにより、ガ
ラスシール部への応力が零以下に低下し、その上限の作
動温度T3（例えば650℃）と下限の作動温度T4（例えば
−40℃）との間でガラスシール部を圧縮された状態に維
持する。このように圧縮応力はセンサーのガラスシール
部領域の作動温度が減じるときに増加する。シール部の
固化を確実にし、ハウジングが最大作動温度を越えてい
る間にハウジングにシール部を結合することによって、
シール部はセンサーの全作動温度に亘って圧縮された状
態を維持される。
第４実施例 図10には、本発明に係る他の実施例のセンサーが示さ
れている。このセンサーは図４に示された実施例に類似
しており、最下絶縁体58の頂縁部で面取り部350及び352
が更に追加されている。面取り部350は、絶縁体58の外
側頂縁部の周辺回りすべてに延在し、面取り部352は、
検出要素44に最も近い絶縁体58の内側頂縁部の周辺回り
すべてに延在している。絶縁体58に面取り部350及び352
を備えたセンサー40は、シール部10の良好なパーフォー
マンスを示す。
フロントページの続き (72)発明者 トウゼシュンクウィラー，サラ・アン アメリカ合衆国ミシガン州48439，グラ ンド・ブランク，オールド・セイブルッ ク・コート 5309 (72)発明者 フォーニアー，ロバート・クレゴリー アメリカ合衆国ミシガン州48528，バー トン，ブラディ・アベニュー 1509 (56)参考文献 実開 平５−69668（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3959765（ＵＳ，Ａ) 米国特許5329806（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01 27/409 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】管状ハウジング（63）と、 前記管状ハウジング内で軸方向に延在する平面状検出要
    素（44）と、 前記平面状検出要素と前記管状ハウジングの内側周縁部
    との間に形成されたガラスシール部（10）と、 を有するセンサー（40）であって、 前記管状ハウジングは前記ガラスシール部の第２の熱膨
    張係数よりも大きい第１の熱膨張係数を有し、前記ガラ
    スシール部の前記第２の熱膨張係数は前記平面状検出要
    素の第３の熱膨張係数と同様又は等しく、前記ガラスシ
    ール部は前記センサーの作動温度の全範囲に亘って径方
    向に圧縮された状態に維持され、前記ガラスシール部に
    形成された裂け目は、自己制限的に伝搬し、前記ガラス
    シール部を横切って移動せず、漏れ通路を形成しない、
    前記センサー。
  2. 【請求項２】前記ガラスシール部は、円状ディスク部
    （12）と、平坦な前記円状ディスク部の外径周囲におい
    て、互いに反対側の第１及び第２の方向に前記平坦円状
    ディスク部から軸方向に延在する環状円柱壁部と、を有
    し、前記環状円柱壁部は、前記管状ハウジングと密封接
    触している、請求項１に記載のセンサー。
  3. 【請求項３】前記ガラスシール部は、前記平面状検出要
    素と密封係合する矩形開口（14）を有する、請求項２に
    記載のセンサー。
  4. 【請求項４】前記管状ハウジング内で前記ガラスシール
    部の第１及び第２の軸側に延在する第１及び第２の円柱
    状絶縁体（56,48）を更に有し、前記平面状検出要素
    は、前記第１及び第２の円柱状絶縁体を通り抜ける、請
    求項１に記載のセンサー。
  5. 【請求項５】前記管状ハウジング内で前記ガラスシール
    部の第１及び第２の軸側に延在する第１及び第２の円柱
    状絶縁体（56,48）を更に有し、前記平面状検出要素
    は、前記第１及び第２の円柱状絶縁体を通り抜け、前記
    第１及び第２の円柱状絶縁体は前記ガラスシール部と接
    触し、前記ガラスシール部と接触している前記第１の円
    柱状絶縁体の少なくとも第１の部分が圧縮され、前記ガ
    ラスシール部と接触している前記第２の円柱状絶縁体の
    少なくとも第２の部分が圧縮されている、請求項１に記
    載のセンサー。
  6. 【請求項６】前記ガラスシール部は、前記平面状検出要
    素の第２の厚さよりも小さい第１の厚さを持つ円状ディ
    スク部を有する、請求項１に記載のセンサー。
  7. 【請求項７】前記ガラスシール部は、２ミリメートルよ
    りも小さい厚さを持つ円状ディスク部（12）を有する、
    請求項１に記載のセンサー。
  8. 【請求項８】前記センサーの作動範囲は−40℃乃至＋95
    0℃である、請求項１に記載のセンサー。
  9. 【請求項９】前記センサーの作動範囲は−40℃乃至＋10
    00℃である、請求項１に記載のセンサー。
  10. 【請求項１０】前記ガラスシール部は、 実質的な中央部に矩形開口（14）を有し、該開口の中に
    前記平面状検出要素が配置される、平坦円状ディスク部
    （12）と、 前記平坦円状ディスク部の外径周囲において、互いに反
    対側の第１及び第２の方向に前記平坦円状ディスク部か
    ら軸方向に延在する環状円柱壁（24）と、を有し、 前記シール部は、前記環状円柱壁が前記管状ハウジング
    の内部円柱壁と係合し、前記矩形開口が前記平面状検出
    要素と係合した状態で前記センサー内に配置されてい
    る、請求項１に記載のセンサー。
  11. 【請求項１１】前記シール部は、前記シール部及び前記
    検出要素を構造的に設置するべく作用する第１及び第２
    の絶縁体（56,48）の間に軸方向に配置され、前記環状
    円柱壁が前記センサーハウジングの内部円柱壁と結合
    し、前記矩形開口が前記平坦平面状検出要素と結合し、
    前記シール部が検出用チャンバー（41）内にある前記検
    出要素の第１端部（45）を、前記センサーの空気参照チ
    ャンネル内にある前記検出要素の第２端部から密封す
    る、請求項10に記載のセンサー。
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