(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセンサを製造する方法であって、
該ガスセンサは、セラミックのセンサ体（２）および当該センサ体に対するハウジング（１）を有しており、
当該ハウジング内には、センサ体（２）を包囲するおよび／または固定する密閉パッキング（３）が配置されており、
前記のセンサ体（２）の密閉パッキング（３）領域に、電気的な絶縁材料からなる層（４）が設けられている形式のガスセンサを作製する方法において、
前記のセンサ体（２）を製造するために、切断線（６）に沿って複数のセンサ体に切り離される平らなラミネート（２０）を設け、
前記の電気的な絶縁材料を有する層（４）のために設けられた、当該ラミネート内の領域に、当該ラミネートを貫通するスリット（７）を切断線（６）に沿って作製ないしは打ち抜き、
該スリット（７）を横方向に覆うストライプ（８）内で、前記のラミネートの表面および／または背面に電気的な絶縁材料を積層することによって、ないしは積層するときに、前記のスリット（７）を電気的な絶縁材料で満たすことを特徴とする、
ガスセンサを製造する方法。
【請求項２】
前記センサ体（２）の反応領域は、測定ガスが加えられる測定ガス室（１''）に配置されており、
当該測定ガス室と、前記ハウジング（１）のガス室（１''）の反対側にある領域（１'）とは、前記の密閉パッキング（３）によってガスを通さないように分けられており、
当該密閉パッキング（３）は、ガラスを含むパテ剤を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記密閉パッキング（３）は、センサ体（２）の長手方向に対して横向きに延在する窒化ホウ素からなる層ないしは膜を有している、
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記の電気的な絶縁材料からなる層（４）上に密閉層ないしは金属層（５）が配置されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記の平らなラミネート（２０）を、焼結プロセスの前に切断線（６）で切断する、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記の平らなラミネート（２０）を、電気的な絶縁材料を積層した後に切断線（６）で切断する、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記の電気的な絶縁材料と共にセンサ体を焼結する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来技術
本発明はセラミックのセンサ体と配属されたハウジングとを有するガスセンサ、とりわけラムダセンサに関する。ここでこのハウジングはセンサ体を中央部分で包囲する、およびセンサ体を固定する密閉パッキング(Dichtungspackung)によって、測定ガスが加えられる測定ガス室と大気の空気等の基準ガスが加えられる基準ガス室とに区分される。
【０００２】
とりわけ自動車の場合、最近の内燃機関の排ガスシステムには今日では触媒が装備されるのが通常であり、有害な排ガスが無害な反応生成物に変えられる。触媒の良好な機能のために、エンジンに空気と燃料を所定の割合で供給することが必要である。このために設けられたエンジン制御部の入力側には、いわゆるラムダセンサが接続されている。このラムダセンサの信号は排ガスの組成をあらわし、これによってエンジン制御部は燃料と燃焼空気との割合を触媒に最適な方法で調整することができる。
【０００３】
熱を生成するために燃料が燃焼される最近の暖房機器に同じことがあてはまる。
【０００４】
冒頭に記載した密閉パッキングは多くの機能を有しており、一方ではセンサ体のハウジング内で測定ガス室ないしは排ガス室と基準ガス室を区切り、他方ではセンサ体をハウジング内に固定するのにも用いられる。通常これの内側の断面は、センサ体の外側の断面と異なる形状を有する。最終的に密閉パッキングはセンサ体を電気的にポテンシャルがないように維持すべきであるか、ないし通常は金属からなるハウジングに対して電気的に絶縁するべきである。
【０００５】
通常、密閉パッキングは多層構造を有する。ここで異なる層は異なるメイン機能を担う。これらは例えば残りの層を排ガスの脈動から保護する、ハウジング内のセンサ体をしっかりと固定する、排ガス室と基準ガス室とを透過しないように相互に分ける等の機能である。
【０００６】
測定ガス室ないし排ガス室と基準ガス室を通気性にないように相対して区切ることは、これまで通常はステアタイトプレスパッキング(Steatitpresspackung)によって行われてきた。このステアタイトプレスパッキング内には窒化ホウ素パッキングリング（Bornitridscheibe)がはめ込まれる。これによって一方では良好な電気的な絶縁がセンサ体と所属するハウジングとのあいだで保証される。また他方ではガソリンないしは燃料の気化と、液体のガソリンないしは液体の燃料とに対する良好な密閉が保証される。
【０００７】
しかし必要な製造コストは比較的高い。
【０００８】
発明の利点
本発明では、密閉パッキングの領域ないしは密閉パッキング内のセンサ体に電気的に絶縁する材料からなる層を設ける。これによって排ガス室と基準ガス室とを相互に区切る目的で、電気的な絶縁性が良くない材料も密閉パッキングとして使用することができる。
【０００９】
本発明は次のような全体的な考えに基づく。すなわちセンサ体上に配置された電気的絶縁層によってセンサ体を電気的にポテンシャルが無いように保つ、ないしは良好な電気的絶縁性を有する密閉パッキングの必要性をなくし、これによって密閉パッキングに対する材料の選択時に大きな構成上の(konstruktive)自由を保証するという考えである。
【００１０】
ここで密閉パッキングの領域内のセンサ体上の絶縁層を、いずれにせよ必要であるセンサ体の電極に電気的な絶縁層を設けるのと同時に製造することができ、それに相応して実際に付加的な製造コストは必要ではないという知識が用いられる。
【００１１】
特に有利には本発明に基づいてガラスを含むパテ剤（Glaskittung）を用いることは容易に可能である。このガラスを含むパテ剤は比較すると、窒化ホウ素より顕著に低いコストで、少なくとも同じ、通常は顕著に高い気密性を実現することができる。
【００１２】
図面
本発明に相応するラムダセンサ並びにその製造の実施例を、図に基づきより詳細に説明する。
【００１３】
図１には、センサ体並びに属するハウジングおよび密閉パッキングの縦断面が示されており、
図２には、切断線II-IIに相応する断面図が示されており、
図３には、密閉パッキングの領域内のセンサ体の絶縁層形成に対する模範的な製造ステップが示されており、
図４には、この絶縁層を製造する別の方法が示されている。
【００１４】
図１および図２では、実質的に筒状のハウジング１内にセラミックのラミネートとして構成されたセンサ体２が保護されて格納されており、密閉パッキング３によってハウジング１内に固定されている。この密閉パッキング３によってハウジング１の内部空間は基準ガス室１' と排ガスないし測定ガス室１''とに分けられる。ここでセンサ体２は２つの空間に、割り当てられた端部領域で突出している。
【００１５】
基準ガス室１' に配属された自身の端部でハウジング１は開放されており、図示されていない電気的な接続線路をセンサ体の電極と接続することが可能である。排ガス室を囲むハウジング１の部分は、１つまたは複数の小さいな開口部を有する。この開口部を介して排ガスないし測定ガス室１'' はハウジング１の外側と通じている。ハウジングのこのような部分でハウジング１は、内燃機関または暖房機器の排ガスレールに突出する。ここで密閉パッキング３は大気に対して排ガスレールを密閉する。
【００１６】
本発明ではセンサ体２は密閉パッキング３の領域内で電気的な絶縁材料からなる包囲層４を有する。これによってセンサ体１を次のような場合にも、通常は金属からなるハウジング１に対して電気的にポテンシャルがないように保つとができる。
【００１７】
すなわち密閉パッキング３の材料が多かれ少なかれ明確に導電性である、ないしは良好でない電気的絶縁特性しか有していない場合である。
【００１８】
電気的絶縁性の包囲層４に基づいて、密閉パッキング３を完全にまたは部分的にガラスを含むパテ剤として構成することができる。このガラスを含むパテ剤の電気的な絶縁抵抗は、ハウジングの温度が排ガスレールでの温度と相応に例えば５３０℃まで上昇すると、約２００kΩまで低下する。
【００１９】
有利にはこの種のガラスを含むパテ剤は、流体または気体の燃料（とりわけガソリン）に対して良好な密度を有する。場合によってはガラスを含むパテ剤内に付加的な、例えば窒化ホウ素からなる薄い密閉層または密閉膜をさらに配置することもできる。この種の薄い密閉層ないしは密閉膜は、これまで通常の窒化ホウ素からなる厚いパッキングリングより顕著に低価格である。
【００２０】
場合によっては、密閉パッキング３とセンサ体２のあいだの密閉性を改善するためにセンサ体２の電気的絶縁性包囲層４の上にさらに、金属等からなる密閉層５を配置することができる。
【００２１】
電気的絶縁性包囲層４の有利な製造方法を図３に基づいて説明する。
【００２２】
多数のセンサ体２を製造するために、大きな面を有する構造化されたセラミックのラミネート２０が製造される。このラミネートは切断線６に沿った切断によって、多数のセンサ体２に分解される。
【００２３】
製造されるべき包囲層４の領域では、大きな面を有するラミネート内にスリット７が打ち抜かれる。ここでこのスリットは上述のラミネートの表面から背面に貫通する。続いてプリント技術によって電気的に絶縁性の材料からなるストライプ８が積層される。ここでこのような材料はスリット７内にも入り込む、ないしは負圧等によってスリット７内に入り込む。次に、大きく平らな（grossflaechige)セラミックのラミネートが切断線６に沿って切断され、ここでスリット７内に入れ込まれた絶縁材料は切断される。電気的に絶縁性の包囲層４が形成され、これによって各センサ体２はその表面も背面も長手方向の縁部も絶縁材料によって被覆される。
【００２４】
ここで焼結プロセスが行われ、ここでラミネート２０から切り取られたセンサ体２は絶縁材料とともに硬化する。
【００２５】
基本的にはスリット７を打ち抜くときにすでに、センサ体２を切断線６に沿って相互に分けることも可能である。この場合これに続く絶縁層の積層時には、相互に分けられたセンサ体２は適切な手法ないしツールによって定位置に保たれなければならない。
【００２６】
電気的な絶縁材料からなるストライプ８を積層するのは、大きい面を有するラミネートないしセンサ体２の別の領域に電気的な絶縁層（図示されていない）を積層するのと同時に行うことができる。これは例えばセンサ体２上の電極面への積層である。
【００２７】
基本的には図４に従って、電気的な絶縁性包囲層４を製造するためにセンサ体に電気的に絶縁するバンド９を巻き付けることもできる。この代わりに絶縁材料を有するトランスファーバンド（Transfer-Band)を使用することができる。このトランスファーバンドは以降の高温プロセスによって、センサ体２上の絶縁材料の同時に行われる焼結プロセスで溶解ないしは分解される。
【００２８】
密閉層５を製造するために電気的に絶縁性の包囲層４を製造するのと基本的に同じ方法を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  センサ体並びに属するハウジングと密閉パッキングの縦断面をあらわす図である。
【図２】  切断線II-IIに相応する断面図である。
【図３】  密閉パッキングの領域におけるセンサ体の絶縁層に対する模範的な製造ステップをあらわす図である。
【図４】  絶縁層を製造する別の方法が示されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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