(57)【要約】【課題】ガスセンサに高速応答性、高い防爆性能性、高い出力電圧安定性および高耐食性を付与する外装構成体を得ること。【解決手段】ガスセンサの外装構成体を、ガス透過性セラミックス製キャップ１およびガス透過性セラミックス製マウントベース２およびガス透過セラミックス製熱遮蔽板３により構成する。このような構成の外装構成体を用いたガスセンサは、検知対象ガスを全方向から採り入れることができるので、従来の一方向からのガス導入構造のガスセンサと比べて高速に出力を得ることができる。また、ガスセンサ内部における温湿度の均一化を速やかに得ることができるので、高い出力電圧の安定性を実現することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセンサに用いられ、防風または防爆用のキャップと、素子を電気的に結合するための電極ピンと、該電極ピンを支持するマウントベースと、前記キャップと前記マウントベースにより囲まれる空間に設置される素子と素子とを断熱するための熱遮蔽板と、を有するガスセンサ用外装構成体であって、
前記キャップ、前記マウントベースおよび前記熱遮蔽板は、セラミックスでできていることを特徴とするガスセンサ用外装構成体。
【請求項２】
前記キャップ、前記マウントベースまたは前記熱遮蔽板は、多孔質セラミックスでできていることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ用外装構成体。
【請求項３】
前記キャップまたは前記マウントベースは、アルミナ系セラミックス、アルミナ−ジルコニア系セラミックスまたはアルミナ−珪藻土系セラミックスでできていることを特徴とする請求項１または２に記載のガスセンサ用外装構成体。
【請求項４】
前記キャップまたは前記マウントベースは、有機溶剤ガスに対する不透過特性を有することを特徴とする請求項３に記載のガスセンサ用外装構成体。
【請求項５】
前記マウントベースには、ガスセンサを構成する検知素子または補償素子を結合する電極ピンが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のガスセンサ用外装構成体。
【請求項６】
前記マウントベースには、前記熱遮蔽板を固定する溝が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のガスセンサ用外装構成体。
【請求項７】
ガスセンサに用いられ、防風または防爆用のキャップと、素子を電気的に結合するための電極ピンと、該電極ピンを支持するマウントベースと、前記キャップと前記マウントベースにより囲まれる空間に設置される素子と素子とを断熱するための熱遮蔽板と、を有するガスセンサ用外装構成体であって、
前記電極ピンは、その表面に凹凸面を有し、前記マウントベース内を貫通した状態で前記マウントベース内で接着材料によって固定されており、該接着材料としてアルミナ系セラミックス、アルミナ−ジルコニア系セラミックスまたはアルミナ−珪藻土系セラミックスが、ガラス材料とともに用いられていることを特徴とするガスセンサ用外装構成体。
【請求項８】
前記マウントベースには、前記電極ピンを貫通した状態で固定させるために前記接着材料が充填される凹部、または前記マウントベース内で電極ピンと同軸方向に貫通する空洞部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のガスセンサ用外装構成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性ガスを検知するガスセンサの外装部分を構成するガスセンサ用外装構成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水素ガスやメタンガス等を検知対象とする可燃性ガスセンサとして、接触燃焼式ガスセンサや半導体式ガスセンサ等がある。これらのガスセンサはいずれも、可燃性ガスを検知するのに利用される熱源を内蔵している。例えば接触燃焼式ガスセンサは、熱源として燃焼触媒を備えたヒーターコイルを有しており、この燃焼触媒上で生成される可燃性ガスの接触燃焼熱によるヒーターコイルの抵抗値変化を電圧変化として出力することにより、可燃性ガスの存在を検知するものである。
【０００３】
また、例えば半導体式ガスセンサは、熱源として半導体層を備えたヒーターコイルを有しており、この半導体層における可燃性ガスの吸着現象により発生する半導体層の電気伝導度変化を電圧変化として出力することにより、可燃性ガスの存在を検知するものである。これらの既存のガスセンサにおいては、上述したように可燃性ガスを検知するための熱源があり、その熱平衡性能の安定化を図り、また可燃性ガスに対する防爆性能を確保するために、金網、金属焼結体または多孔質セラミックス等で構成されたガス透過性キャップが装備されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
一方、これらの既存のガスセンサには、ガス透過性を有さない合成樹脂製のマウントベースが設けられている。このマウントベースの機能は、ガス検知素子に電気的に結合される電極ピンで代表される充電部を、ガスセンサ内部に貫通させた状態で支持することである。また、接触燃焼式ガスセンサにおいては、検知素子と併せて、同等の熱平衡性能を有する補償素子が装備されている。そして、検知素子と補償素子が同一筐体内に設置される場合、両素子の熱干渉を防止するとともに、ガスセンサの設置環境における温度と湿度の均一化を図るために、金属製または合成樹脂製の熱遮蔽板が両素子の間に装備されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５５−８２９５４号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ガスセンサに装備されるガス透過性キャップは、環境要因に対する検知素子の防護という機能を有するが、その一方で、ガス透過性に制限を生じるため、センサの応答性能を損なう原因になるという問題点がある。また、既存のマウントベースは、検知対象ガスがセンサ内部へ透過するにあたっては何ら貢献していないため、センサの応答性能に寄与しない。さらに、接触燃焼式ガスセンサにおける熱遮蔽板は、検知素子と補償素子の相互の断熱を目的として設けられているが、その一方で、センサ内部における両素子の雰囲気環境を遮断してしまうため、ガスセンサの温湿度特性に対する出力電圧の安定性に対しては必ずしも好ましいとはいえない。
【０００７】
また、金網や金属焼結体または従来の多孔質セラミックスよりなるキャップにおいては、それ自体に、センサのガス検知機能に対する妨害要因となる有機溶剤ガスなどに対する保護機能がない。そのため、このような妨害要因となるガスを除去するための補助的な活性炭フィルターなどの付加装備が必要であり、コストの増大を招くという問題点がある。また、金属製の部材には、腐食環境における耐食性という問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、設置環境からの検知対象ガスを高速にセンサ内部に導入することができ、それによってガスセンサ出力の応答性能を向上させることができるガスセンサ用外装構成体を提供することを目的とする。また、本発明は、設置環境の温湿度変化に対するガスセンサ出力の安定化を実現することができるガスセンサ用外装構成体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、ガスセンサに用いられ、防風または防爆用のキャップと、素子を電気的に結合するための電極ピンと、該電極ピンを支持するマウントベースと、キャップとマウントベースにより囲まれる空間に設置される素子と素子とを断熱するための熱遮蔽板と、を有するガスセンサ用外装構成体であって、キャップ、マウントベースおよび熱遮蔽板は、セラミックスでできていることを特徴とする。また、キャップ、マウントベースまたは熱遮蔽板は、多孔質セラミックスでできていることが好ましい。
【００１０】
本発明のガス透過性を有するキャップ、マウントベースおよび熱遮蔽板を用いてガスセンサを構成することにより、検知対象ガスがセンサ内部に対して全方向から流入可能である。従って、当該ガスセンサ内部のガス濃度を周囲環境のそれに高速に一致させることができる。
【００１１】
また、キャップ、マウントベースおよび熱遮蔽板は、アルミナ−ジルコニア系セラミックスまたはアルミナ−珪藻土系セラミックスで合成されているとよい。そうすれば、アルミナ母材に分散したジルコニア質またはアルミナ母材に分散した珪藻土質により、エチルアルコールなどの有機溶剤ガスに対する吸着性能が付与されるので、ガスセンサ内部への有機溶剤ガスの流入を防止することができる。
【００１２】
キャップおよびマウントベースは、通気率が０．１以上であり、２ｍｍ以上の厚みを有しているのが好ましい。この場合には、ガスセンサの設置環境に存在する風速５ｍ／秒の風を０．１ｍ／秒以下に減速する効果があり、センサ内部の検知素子または補償素子が風によって一方的に冷却される現象を防ぐことができる。ここで、通気率は、次式により定義される。
【００１３】
流量（ｍｌ／秒）＝通気率×断面積（ｃｍ2）×圧力（ａｔｍ）×１０3／厚み（ｃｍ）
【００１４】
キャップおよびマウントベースは、通気率が０．１以上であり、２ｍｍ以上の厚みを有しているのが好ましい。この場合には、センサ内部で発生した火炎に対して、酸素が供給されるのを阻害する効果と、セラミックスによる冷却効果を発揮することから、火炎がセンサの外部に漏洩するのを防ぐことができる。
【００１５】
また、マウントベースには、検知素子または補償素子を結合する電極ピンが取り付けられている。この電極ピンは、電気的にセンサ外部と唯一接続される経路となる。この電極ピンには、ニッケル−クロム−モリブデン系合金などの高耐食性材料が用いられる。
【００１６】
マウントベースには、電極ピンを通すための貫通孔が設けられている。そして、電極ピンは、電気絶縁性および耐食性に優れたガラス接着剤によりマウントベースに固定されているのが好ましい。また、マウントベースには、熱遮蔽板を固定するための溝が設けられているのが好ましい。そうすれば、検知素子と補償素子の中間位置に設置されるべき熱遮蔽板の取り付け位置を容易に確定することができる。
【００１７】
また、熱遮蔽板は、同一筐体内にある検知素子または補償素子から放射される熱線（赤外線）を両素子間で遮断することができるので、両素子相互間の熱干渉を防止し、ガスセンサのゼロ点電圧の安定化に寄与する。また、熱遮蔽板があっても検知素子および補償素子のガスセンサ内部における各占有空間相互において雰囲気の透過が可能であることから、ガスセンサの設置された環境の温度、湿度および風速等が激変しても、ガスセンサ内部の各占有空間におけるそれら変動要因の速やかな均一化が図られる。従って、ガスセンサのゼロ点電圧の安定化に寄与する。
【００１８】
また、本発明は、ガスセンサに用いられ、防風または防爆用のキャップと、素子を電気的に結合するための電極ピンと、該電極ピンを支持するマウントベースと、キャップとマウントベースにより囲まれる空間に設置される素子と素子とを断熱するための熱遮蔽板と、を有するガスセンサ用外装構成体であって、電極ピンは、その表面に凹凸面を有し、マウントベース内を貫通した状態でマウントベース内で接着材料によって固定されており、該接着材料としてアルミナ系セラミックス、アルミナ−ジルコニア系セラミックスまたはアルミナ−珪藻土系セラミックスが、ガラス材料とともに用いられていることを特徴とする。以下、本明細書においては、この接着剤をセラミックスとガラスとの混合接着材料と称す。
【００１９】
マウントベースは、電極ピンを貫通した状態で固定させるために接着材料が充填される凹部、またはマウントベース内で電極ピンと同軸方向に貫通する空洞部を有するのが好ましい。そして、電極ピンは、マウントベースを貫通した状態で固定されるよう、電極ピンのマウントベースに収まる範囲においてその表面に凹凸面が設けられているとよい。そうすれば、電極ピンと接着材料との密着性が向上し、電極ピンが強固にマウントベースに固定される。
【００２０】
本発明にかかるガスセンサ用外装構成体を用いることによって、全周囲からセンサ内部に検知対象ガスの流入が可能となるので、高速にガスを検知することができる。また、外装構成体の素材であるアルミナ−ジルコニア系セラミックスまたはアルミナ−珪藻土系セラミックスによる有機溶剤ガスに対する高い吸着性能により、優れた雑ガス特性を有する。また、多孔質セラミックスの有する酸素供給遮断性能および冷却性能により、ガスセンサの高い防爆性能が実現される。熱遮蔽板の多孔質化により、検知素子および補償素子相互間の熱干渉の防止と、ガスセンサの設置環境における温度および湿度の均一化を両立させることができるので、センサ出力信号の安定化が図れる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、応答特性に優れ、安定性に優れ、高い防爆性能を有し、雑ガス特性に優れたガスセンサを実現することができる。また、セラミックスの有する酸素供給遮断性能および冷却性能により、ガスセンサの高い防爆性能を安定して実現することができる。さらに、熱遮蔽板をセラミックスで構成することにより、検知素子および補償素子相互間の熱干渉の防止と、ガスセンサの設置環境における温度および湿度の均一化を両立させることができるので、センサ出力信号の安定化を実現することができる。また、電極ピンの凹凸面とマウントベースとを、セラミックスとガラスの混合接着材料を用いて接着することにより、センサ特性を損なうことなく、電極ピンとマウントベースとの密着性が向上するので、より堅牢なガスセンサを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるガスセンサ用外装構成体の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
実施の形態１．
図１〜図４は、本発明の実施の形態１にかかるガスセンサ用外装構成体を示す図である。また、図５および図６は、それぞれ本発明の実施の形態１にかかるガスセンサ用外装構成体の電極ピンの取り付け部分および熱遮蔽板の取り付け部分を示す図である。なお、ガスセンサの内部の構成がわかるように、図１および図２では、外装構成体を構成するキャップの一部が破断されている。
【００２４】
本実施の形態１では、キャップ１およびマウントベース２および熱遮蔽板３はいずれも、ガス透過性を有するセラミックス体であり、相互にガラス材料、例えばガラス接着剤で結合されている。図５に示すように、電極ピン４は、マウントベース２に設けられた貫通孔に沿ってマウントベース２を貫通しており、ガラス接着剤８で接着されている。例えば、接触燃焼式ガスセンサの場合、図６に示すように、４本の電極ピン４のうちの２本が検知素子５と結合されており、別の２本が補償素子６と結合されている。本実施の形態１では、セラミックス体に、アルミナに珪藻土を分散させたアルミナ−珪藻土系セラミックスが用いられている。
【００２５】
マウントベース２における電極ピン４の貫通部の片方には、ピンベース７が設けられている。図４に示すように、このピンベース７が設けられていることによって、ガスセンサとして制御回路基板１０に取り付けられた際にマウントベース２と制御回路基板１０との間に空間が設けられることになる。それによって、マウントベース２を透過するガスの流入経路がガスセンサの下面側にも確保されることになる。
【００２６】
上述した構成で接触燃焼式ガスセンサとして組み立て、検知対象ガス（４０００ｐｐｍ）に対するガスセンサの出力信号の９０％安定値への到達時間（以下、応答時間という）を評価した結果を表１に示す。表１において、「実施例（全セラミックス）」は、キャップ１とマウントベース２をガス透過性のあるセラミックスで構成したガスセンサであり、「実施例（キャップのみ）」は、キャップ１のみをガス透過性を有するセラミックスで構成し、従来のガス透過性のないマウントベースを用いたガスセンサである。また、「従来例（金網）」は、キャップ１の代わりに金網を用い、かつガス透過性のないマウントベースを用いたガスセンサである。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１の結果から、実施例（全セラミックス）の応答時間が他の２例に比べて短いことがわかる。これは、実施例（全セラミックス）では、ガスセンサ内部に全方向から検知対象ガスが流入するからである。
【００２９】
上述した構成で接触燃焼式ガスセンサとして組み立て、エタノールガスの感度特性を評価した結果を表２に示す。表２において、「実施例（全セラミックス）」は、キャップ１とマウントベース２をガス透過性のあるアルミナ−珪藻土系セラミックスで構成したガスセンサであり、「従来例（金網）」は、キャップ１の代わりに金網を用い、かつ合成樹脂製のマウントベースを用いたガスセンサである。
【００３０】
水素ガスやメタンガスなどを検知対象とする漏洩監視用センサでは、エタノールガスは雑ガスである。従って、エタノールガスに対するガス感度は低いのが望ましい。ここで、ガス感度とは、検知ガス環境におけるガスセンサの出力電圧から、清浄大気中におけるガスセンサの出力電圧を差し引いた値である。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
表２の結果から、実施例（全セラミックス）のエタノールガス感度が低いことがわかる。これより、実施例（全セラミックス）が、エタノールガスに対する良好な不透過特性を有していることがわかる。キャップ１とマウントベース２をアルミナ−ジルコニア系セラミックスで構成した場合にも同様の特性が得られる。また、エタノールガス以外の有機溶剤ガスに対しても同様の特性が得られる。これは、アルミナ母材に分散したジルコニア質またはアルミナ母材に分散した珪藻土質により、これらのセラミックスが有機溶剤ガスに対する吸着性能を有しており、このような外装構成体を用いることによって、ガスセンサ内部への有機溶剤ガスの流入が防止されているからである。
【００３３】
上述した構成で接触燃焼式ガスセンサとして組み立て、防風特性を評価した結果を表３に示す。表３において、「実施例（全セラミックス）」は、キャップ１とマウントベース２と熱遮蔽板３をガス透過性のあるセラミックスで構成したガスセンサであり、「従来例（金網）」は、キャップ１の代わりに金網を用い、かつ合成樹脂製のマウントベースを用いたガスセンサである。この防風特性の評価では、試験用の風を検知素子側から一方的に１ｍ／秒、３ｍ／秒または５ｍ／秒の風速で当てている。
【００３４】
【表３】
2006126160.tif 000005
【００３５】
風速０．１ｍ／秒以下の風の影響によるゼロ点値変動は、水素濃度換算で約２００ｐｐｍ程度である。従って、表３の結果から、実施例（全セラミックス）は、従来例（金網）と比べて、風の影響によるゼロ点変動が少ないことがわかる。これより、実施例（全セラミックス）では、ガスセンサ内部における風速が減速されていることがわかる。
【００３６】
また、表３の「実施例（全セラミックス）」と同じ構成のガスセンサを用いて防爆性能評価を行った結果、水素ガスの爆発下限濃度である４％濃度環境においても試験系への誘爆が発生しなかった。つまり、高い防爆性能を有することが確認された。
【００３７】
次に、マウントベース２に対する熱遮蔽板３の取り付け構造について説明する。図６に示すように、マウントベース２に対する熱遮蔽板３の結合部位は、マウントベース２に設けられた固定溝９である。本実施の形態１では、熱遮蔽板３は、マウントベース２とは別途の工程で製作される。そして、熱遮蔽板３は、マウントベース２の固定溝９にガラス接着剤８を介して結合される。
【００３８】
この固定溝９を介して熱遮蔽板３がマウントベース２に結合されることにより、熱遮蔽板３をマウントベース２の所定の位置に高精度で取り付けることができる。また、半導体式ガスセンサでは熱遮蔽板３が不要であるが、そのようなガスセンサに対しては、熱遮蔽板３を取り付けなければよい。つまり、本実施の形態１のガスセンサ用外装構成体は、接触燃焼式ガスセンサ用であるとともに、半導体式ガスセンサ用にもなる。
【００３９】
接触燃焼式ガスセンサは、上述したように、検知対象ガスの接触燃焼熱によって検知素子５内のヒーターコイルの抵抗値が変化し、それに基づいて出力電圧が変化することを利用している。それゆえ、補償素子６の放射熱によって検知素子の抵抗値が変化するのを防ぐために、熱遮蔽板３が必要となる。一方、補償素子６は、検知素子５と同一の温湿度環境に存在することによって、ガスセンサの出力電圧の温湿度変化に対する追随性を鈍化させる、すなわち温湿度変化に対してセンサ出力を安定化させるために設けられている。従って、熱遮蔽板３により隔てられた検知素子５の占有空間と補償素子６の占有空間とでは、それらの温湿度が可能な限り一致していることが望ましい。
【００４０】
実施の形態１によれば、熱遮蔽板３の熱遮断特性により、検知素子５からの放射熱および補償素子６からの放射熱が互いに相手に影響を及ぼすのを防ぐことができる。また、熱遮蔽板３が多孔質セラミックスでできており、その多孔質セラミックスのガス透過性により、検知素子５の占有空間と補償素子６の占有空間との間でガスの流通が起こるので、両占有空間の温湿度が一致、またはほぼ一致する。また、上述したガスセンサ用セラミックス製外装構成体は、従来の金属製外装構成体と比べて、耐酸性および耐アルカリ性に優れているので、このセラミックス製外装構成体を用いることによって、ガスセンサの耐環境特性が大きく改善される。
【００４１】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２にかかるガスセンサ用外装構成体の電極ピンの取り付け部分を示す図である。図７に示すように、実施の形態２は、実施の形態１のマウントベース２、電極ピン４およびそれらを結合するガラス接着剤８に代えて、凹部３１を有するマウントベース２２と凹凸面２９を有する電極ピン２４を用い、それらをセラミックスとガラスの混合接着材料２８により固定したものである。マウントベース２２は、実施の形態１と同様に、ガス透過性を有するセラミックス体でできている。その他の構成は、実施の形態１と同じである。
【００４２】
電極ピン２４は、マウントベース２２内に収まる範囲内では、その表面に例えばローレット仕上げが施された凹凸面２９を有している。マウントベース２２における電極ピン２４の貫通部の片側には、凹部３１が設けられている。この凹部３１には、電極ピン２４がマウントベース２２を貫通した状態で固定されるよう、セラミックスとガラスの混合接着材料２８が充填される。
【００４３】
セラミックスとガラスの混合接着材料２８では、ガラス遷移温度に到達するとガラス材料が軟化する。それによって、この混合接着材料２８に含まれるセラミックスの粒子同士が結合する。また、軟化したガラス材料が多孔質セラミックス製のマウントベース２２または電極ピン２４の表面の凹凸面２９に流れるので、セラミックスとガラスの混合接着材料２８自体が、電極ピン２４およびマウントベース２２と密着性を保ちながら多孔質化する。
【００４４】
凹部３１にセラミックスとガラスの混合接着材料２８が充填された後、凹部３１の底面にはピンベース７が設けられる。実施の形態２では、ピンベース７は、セラミックスとガラスの混合接着材料２８に含まれるガラス材料が軟化したときに、この接着剤の成分がガスセンサ筐体の外部へ染み出るのを防ぐ効果を有する。
【００４５】
マウントベース２２の凹部３１に充填されたセラミックスとガラスの混合接着材料２８がガラス遷移温度に到達したとき、この混合接着材料２８に含まれるガラス材料が軟化することによって、マウントベース２２、電極ピン２４およびピンベース７のそれぞれの界面において、セラミックスとガラスの混合接着材料２８を介して密着性を確保することができる。セラミックスとガラスの混合接着材料２８におけるガラス材料の構成割合は、３０ｍｏｌ％以下であるのが好ましい。以下に説明する評価においては、特に断らない限り、セラミックスとガラスの混合接着材料２８のガラス材料は、ガラス遷移温度が８００℃以下である低融点ガラスであり、その混合割合は４ｍｏｌ％である。
【００４６】
上述した構成で接触燃焼式ガスセンサとして組み立て、検知対象ガス（４０００ｐｐｍ）に対するガスセンサの応答時間を評価した結果を表４に示す。表４において、「実施例（アルミナ系セラミックスとガラス材料）」、「実施例（アルミナ−ジルコニア系セラミックスとガラス材料）」および「実施例（アルミナ−珪藻土系セラミックスとガラス材料）」は、それぞれセラミックスとガラスの混合接着材料２８のセラミックスとして、アルミナ系セラミックス、アルミナ−ジルコニア系セラミックスおよびアルミナ−珪藻土系セラミックスを用いたガスセンサである。また、「比較例（ガラス材料のみ）」は、従来のガラス材料のみからなる接着材料を用いてマウントベース２２に電極ピン２４を固定したガスセンサである。
【００４７】
【表４】
2006126160.tif 000006
【００４８】
表４の結果から、いずれの実施例も比較例よりも応答時間が短いことがわかる。これは、マウントベース２２と電極ピン２４を一体化する接着材料２８自体が多孔質化することによって、ガスセンサ筐体内部へのガスの流動性が向上しており、それによってセンサの検知速度が向上するからである。
【００４９】
上述した構成で接触燃焼式ガスセンサとして組み立て、マウントベース２２に固定された電極ピン２４の引き抜き強度を評価した結果を表５に示す。表５において、「実施例（アルミナ系セラミックスとガラス材料）」、「実施例（アルミナ−ジルコニア系セラミックスとガラス材料）」、「実施例（アルミナ−珪藻土系セラミックスとガラス材料）」および「比較例（ガラス材料のみ）」は、それぞれ表４で評価した４つのガスセンサと同じ構成である。ここで、引き抜き強度とは、マウントベースの貫通孔に接着材料により固定された電極ピンを引き抜くのに要する荷重のことである。
【００５０】
【表５】
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【００５１】
表５の結果から、いずれの実施例も比較例よりも引き抜き強度が高いことがわかる。これは、凹部３１に充填されたガラス材料が、ガラス遷移温度で軟化して電極ピン２４の凹凸面２９またはマウントベース２２に染み込むことにより、密着性が向上するからである。
【００５２】
比較例（ガラス材料のみ）では、セラミックス製のマウントベース２２と金属製の電極ピン２４とガラス材料のみからなる接着材料で熱膨張係数が異なるため、高温環境下にさらされた場合に、接着材料と電極ピン２４との密着性が損なわれることがある。そのため、ガスセンサを組み立て、電極ピン２４を制御回路基板１０に取り付ける際に、電極ピン２４がマウントベース２２から脱落することがある。しかし、実施の形態２によれば、電極ピン２４の引き抜き強度が高いので、電極ピン２４の脱落を防ぐことができる。
【００５３】
なお、電極ピン２４の凹凸面２９を、図８に示すように、ねじ切りしたような山または溝を有する表面としてもよいし、図９に示すように、いわゆる梨地と呼ばれるざらざらした表面としてもよいし、図１０に示すように、ペンチ等により挟み、潰して広げたような表面としてもよい。また、マウントベース２２の凹部３１を、図１１に示すように、電極ピン２４と同軸方向にマウントベース２２を貫通する空洞部としてもよいし、図１２に示すように、すり鉢状にして電極ピン２４が傾きにくい構造としてもよい。図８〜図１２のいずれの変形例によっても、高い引き抜き強度が得られる。以上において本発明は、上述した各実施の形態に限らず、種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかるガスセンサ用外装構成体は、それを利用することによってガスセンサに高速応答性、高防爆性能性、高安定性および高耐食性を付与し、また、より堅牢となるので、このような特性を有するガスセンサは、家庭用または産業用のガス漏れ検知装置あるいはガス濃度監視装置に有用であり、特に燃料電池システムにおける燃料ガス検知に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるガスセンサ用外装構成体を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるガスセンサ用外装構成体を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかるガスセンサ用外装構成体を示す下面図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかるガスセンサ用外装構成体を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかるガスセンサ用外装構成体の電極ピンの取り付け部分を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかるガスセンサ用外装構成体の熱遮蔽板の取り付け部分を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２にかかるガスセンサ用外装構成体の電極ピンの取り付け部分を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかるガスセンサ用外装構成体の電極ピンの変形例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２にかかるガスセンサ用外装構成体の電極ピンの変形例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかるガスセンサ用外装構成体の電極ピンの変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２にかかるガスセンサ用外装構成体の電極ピンの取り付け部分の変形例を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２にかかるガスセンサ用外装構成体の電極ピンの取り付け部分の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  キャップ
２，２２  マウントベース
３  熱遮蔽板
４，２４  電極ピン
５  検知素子
６  補償素子
７  ピンベース
８  ガラス接着剤
９  固定溝
１０  制御回路基板
２８  セラミックスとガラスの混合接着材料
２９  凹凸面
３１  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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