JP2000035416A - 酸素センサ素子 - Google Patents
酸素センサ素子Info
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- JP2000035416A JP2000035416A JP10167606A JP16760698A JP2000035416A JP 2000035416 A JP2000035416 A JP 2000035416A JP 10167606 A JP10167606 A JP 10167606A JP 16760698 A JP16760698 A JP 16760698A JP 2000035416 A JP2000035416 A JP 2000035416A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大気室に設けた積層板状型のセラミックヒー
タが損傷し難い，酸素センサ素子を提供すること。 【解決手段】 コップ型の固体電解質体１０と，その内
部に設けた大気室１００とよりなり，上記固体電解質体
１０の外側面１０１には外側電極１１を，上記大気室１
００に面する内側面１０２には内側電極１２を設け，か
つ上記大気室１００には積層板状型のセラミックヒータ
２を配設してなる。上記セラミックヒータ２の先端部２
００は上記大気室１００の底部１０９に当接している。
タが損傷し難い，酸素センサ素子を提供すること。 【解決手段】 コップ型の固体電解質体１０と，その内
部に設けた大気室１００とよりなり，上記固体電解質体
１０の外側面１０１には外側電極１１を，上記大気室１
００に面する内側面１０２には内側電極１２を設け，か
つ上記大気室１００には積層板状型のセラミックヒータ
２を配設してなる。上記セラミックヒータ２の先端部２
００は上記大気室１００の底部１０９に当接している。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は，例えば，内燃機関の排気系に設
置され，空燃比制御に使用される酸素センサ素子に関す
る。
置され，空燃比制御に使用される酸素センサ素子に関す
る。
【０００２】
【従来技術】従来，自動車エンジンの排気系には，空燃
比を検知する空燃比センサが設置され，該空燃比センサ
にて検知された空燃比を元に上記自動車エンジンの燃焼
制御を行っている。これにより，上記自動車エンジンの
排気系に設けた三元触媒コンバータにおける排気ガスの
浄化効率を高めることができる。そして，上記空燃比セ
ンサとしては，酸素イオン導電性を有する固体電解質よ
りなる酸素センサ素子を内蔵した酸素センサが使用され
ている。
比を検知する空燃比センサが設置され，該空燃比センサ
にて検知された空燃比を元に上記自動車エンジンの燃焼
制御を行っている。これにより，上記自動車エンジンの
排気系に設けた三元触媒コンバータにおける排気ガスの
浄化効率を高めることができる。そして，上記空燃比セ
ンサとしては，酸素イオン導電性を有する固体電解質よ
りなる酸素センサ素子を内蔵した酸素センサが使用され
ている。
【０００３】上記酸素センサ素子は，コップ型の固体電
解質体とその内部に設けた大気室とよりなり，かつ上記
固体電解質体の外側面には外側電極を，上記大気室に面
する内側面には内側電極を設けてなる。上記大気室には
酸素センサ素子を活性化温度まで速やかに加熱するため
のセラミックヒータが設けてある。そして，上記セラミ
ックヒータとしては，断面略円形の丸棒状ヒータが広く
使用されていた。
解質体とその内部に設けた大気室とよりなり，かつ上記
固体電解質体の外側面には外側電極を，上記大気室に面
する内側面には内側電極を設けてなる。上記大気室には
酸素センサ素子を活性化温度まで速やかに加熱するため
のセラミックヒータが設けてある。そして，上記セラミ
ックヒータとしては，断面略円形の丸棒状ヒータが広く
使用されていた。
【０００４】しかしながら，近年は製造コストを下げる
ために，積層板状型のセラミックヒータを使用すること
が提案されている（特開平７−３５７２３号，特公平５
−２１０１号，特表平７−５０３５５０号）。かかる積
層板状型のセラミックヒータは，軸方向と直角方向の断
面が四角形状である。上記積層板状型のセラミックヒー
タとは，発熱層と該発熱層に通電するためのリード層と
を形成してなるヒータ基板を複数枚積層することにより
構成されたヒータである。
ために，積層板状型のセラミックヒータを使用すること
が提案されている（特開平７−３５７２３号，特公平５
−２１０１号，特表平７−５０３５５０号）。かかる積
層板状型のセラミックヒータは，軸方向と直角方向の断
面が四角形状である。上記積層板状型のセラミックヒー
タとは，発熱層と該発熱層に通電するためのリード層と
を形成してなるヒータ基板を複数枚積層することにより
構成されたヒータである。
【０００５】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記積層板状
型のセラミックヒータは丸棒状セラミックヒータと比較
して面積の広い発熱層を確保し難い。従って，所望のヒ
ータ抵抗値と信頼性を有する発熱層を設計するために，
積層板状型セラミックヒータの形状は縦横比が大きい薄
板状の断面形状（後述の図４参照）を採用せざるをえな
かった。
型のセラミックヒータは丸棒状セラミックヒータと比較
して面積の広い発熱層を確保し難い。従って，所望のヒ
ータ抵抗値と信頼性を有する発熱層を設計するために，
積層板状型セラミックヒータの形状は縦横比が大きい薄
板状の断面形状（後述の図４参照）を採用せざるをえな
かった。
【０００６】そして，後述の図３に示すごとく，上記セ
ラミックヒータはコップ型の固体電解質体の上部に設け
たヒータホルダによって大気室内に配置されている。こ
のため，外部から加わる衝撃，振動等によりセラミック
ヒータが大気室内で振り子様に振動，揺動し，セラミッ
クヒータの角部が大気室の内側面に衝突するおそれがあ
った。この場合，薄板状の形状を有するセラミックヒー
タの機械的強度は弱いことから，角部等が損傷するおそ
れがあった。
ラミックヒータはコップ型の固体電解質体の上部に設け
たヒータホルダによって大気室内に配置されている。こ
のため，外部から加わる衝撃，振動等によりセラミック
ヒータが大気室内で振り子様に振動，揺動し，セラミッ
クヒータの角部が大気室の内側面に衝突するおそれがあ
った。この場合，薄板状の形状を有するセラミックヒー
タの機械的強度は弱いことから，角部等が損傷するおそ
れがあった。
【０００７】以上のように角部が損傷した場合，セラミ
ックヒータの外側を構成するヒータ基板だけでなく発熱
層，リード層等が共に損傷し，これらの断線が生じるお
それがある。また，損傷した部分より空気が侵入し，発
熱層，リード層を酸化させるおそれもある。
ックヒータの外側を構成するヒータ基板だけでなく発熱
層，リード層等が共に損傷し，これらの断線が生じるお
それがある。また，損傷した部分より空気が侵入し，発
熱層，リード層を酸化させるおそれもある。
【０００８】本発明は，かかる問題点に鑑み，大気室に
設けた積層板状型のセラミックヒータが損傷し難い，酸
素センサ素子を提供しようとするものである。
設けた積層板状型のセラミックヒータが損傷し難い，酸
素センサ素子を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題の解決手段】請求項１の発明は，コップ型の固体
電解質体と，その内部に設けた大気室とよりなり，上記
固体電解質体の外側面には外側電極を，上記大気室に面
する内側面には内側電極を設け，かつ上記大気室には積
層板状型のセラミックヒータを配設してなる酸素センサ
素子であって，上記セラミックヒータの先端部は上記大
気室の底部に当接していることを特徴とする酸素センサ
素子にある。
電解質体と，その内部に設けた大気室とよりなり，上記
固体電解質体の外側面には外側電極を，上記大気室に面
する内側面には内側電極を設け，かつ上記大気室には積
層板状型のセラミックヒータを配設してなる酸素センサ
素子であって，上記セラミックヒータの先端部は上記大
気室の底部に当接していることを特徴とする酸素センサ
素子にある。
【００１０】上記積層板状型のセラミックヒータとして
は，後述する実施形態例１等に示すごとく，例えば導電
性物質を含有する発熱抵抗体よりなる発熱層と該発熱層
に通電するためのリード層とを形成してなるヒータ基板
を複数枚積層することにより構成されている。また，ヒ
ータ基板に対して被覆基板を設けることもある。
は，後述する実施形態例１等に示すごとく，例えば導電
性物質を含有する発熱抵抗体よりなる発熱層と該発熱層
に通電するためのリード層とを形成してなるヒータ基板
を複数枚積層することにより構成されている。また，ヒ
ータ基板に対して被覆基板を設けることもある。
【００１１】また，積層板状型のセラミックヒータの断
面形状としては，長方形，正方形の他，楕円，樽状，ま
た面取りされた長方形，正方形等が挙げられる（図１３
参照）。また，上記積層板状型のセラミックヒータは，
大気室の上部に設けたヒータホルダ等により大気室内に
係止されている。
面形状としては，長方形，正方形の他，楕円，樽状，ま
た面取りされた長方形，正方形等が挙げられる（図１３
参照）。また，上記積層板状型のセラミックヒータは，
大気室の上部に設けたヒータホルダ等により大気室内に
係止されている。
【００１２】本発明の作用につき，以下に説明する。本
発明にかかる酸素センサ素子において，大気室に配設し
たセラミックヒータの先端部は，大気室の底部に当接し
ている。また，この大気室の底部は，弧状凹部を呈して
いる（図１，図７参照）。このため，上記セラミックヒ
ータは，上記当接によりその先端部において固定される
こととなる。よって，上記セラミックヒータの大気室内
における振動，揺動等を防止することができる。従っ
て，セラミックヒータの角部の損傷を防止することがで
きる。
発明にかかる酸素センサ素子において，大気室に配設し
たセラミックヒータの先端部は，大気室の底部に当接し
ている。また，この大気室の底部は，弧状凹部を呈して
いる（図１，図７参照）。このため，上記セラミックヒ
ータは，上記当接によりその先端部において固定される
こととなる。よって，上記セラミックヒータの大気室内
における振動，揺動等を防止することができる。従っ
て，セラミックヒータの角部の損傷を防止することがで
きる。
【００１３】以上のように，本発明によれば，大気室に
設けた積層板状型のセラミックヒータが損傷し難い，酸
素センサ素子を提供することができる。
設けた積層板状型のセラミックヒータが損傷し難い，酸
素センサ素子を提供することができる。
【００１４】次に，請求項２の発明のように，上記セラ
ミックヒータの先端部は少なくとも四点当接しているこ
とが好ましい（図７，図８参照）。これにより，確実に
セラミックヒータを大気室内に固定することができる。
ミックヒータの先端部は少なくとも四点当接しているこ
とが好ましい（図７，図８参照）。これにより，確実に
セラミックヒータを大気室内に固定することができる。
【００１５】次に，請求項３の発明のように，上記セラ
ミックヒータの先端部における角部はテーパー状である
ことが好ましい。これにより，セラミックヒータと大気
室の底部との接触部分を増やすことができ，セラミック
ヒータによる酸素センサ素子の速熱性を高めることがで
きる（後述の図１１参照）。
ミックヒータの先端部における角部はテーパー状である
ことが好ましい。これにより，セラミックヒータと大気
室の底部との接触部分を増やすことができ，セラミック
ヒータによる酸素センサ素子の速熱性を高めることがで
きる（後述の図１１参照）。
【００１６】また，セラミックヒータの鋭角な角部によ
る内側電極の損傷を防止することができる。仮に内側電
極が損傷した場合には，電極面積が減少することから，
酸素センサ素子の出力特性が変化し，正確な空燃比の測
定が困難となるおそれがある。また，出力が低下するお
それがある。また，上記テーパーとしては線状や平面状
（後述の図８，図１２参照），曲面状（後述の図９参
照）のものを挙げることができる。
る内側電極の損傷を防止することができる。仮に内側電
極が損傷した場合には，電極面積が減少することから，
酸素センサ素子の出力特性が変化し，正確な空燃比の測
定が困難となるおそれがある。また，出力が低下するお
それがある。また，上記テーパーとしては線状や平面状
（後述の図８，図１２参照），曲面状（後述の図９参
照）のものを挙げることができる。
【００１７】次に，請求項４の発明のように，上記セラ
ミックヒータの先端部は大気室の底部の形状に沿った曲
面状であることが好ましい。これにより，セラミックヒ
ータの外側面と大気室の内側面との距離が近くなり，セ
ラミックヒータによる内側電極の加熱効率を高めること
ができる。よって，酸素センサ素子の速熱性を高めるこ
とができる（後述の図１１参照）。また，セラミックヒ
ータによる内側電極の損傷を防止することができる。な
お，上記大気室の底部の形状に沿った曲面状とは，大気
室の底部と同様の曲率半径を有する曲面を意味している
（後述の図４，図１０参照）。
ミックヒータの先端部は大気室の底部の形状に沿った曲
面状であることが好ましい。これにより，セラミックヒ
ータの外側面と大気室の内側面との距離が近くなり，セ
ラミックヒータによる内側電極の加熱効率を高めること
ができる。よって，酸素センサ素子の速熱性を高めるこ
とができる（後述の図１１参照）。また，セラミックヒ
ータによる内側電極の損傷を防止することができる。な
お，上記大気室の底部の形状に沿った曲面状とは，大気
室の底部と同様の曲率半径を有する曲面を意味している
（後述の図４，図１０参照）。
【００１８】次に，請求項５の発明のように，上記セラ
ミックヒータの先端部は大気室の底部に線接触又は面接
触していることが好ましい。これにより，セラミックヒ
ータの外側面と大気室の内側面との距離が近くなり，セ
ラミックヒータによる内側電極の加熱効率を高めること
ができる。よって，酸素センサ素子の速熱性を高めるこ
とができる（後述の図１１参照）。また，セラミックヒ
ータの鋭角な角部による内側電極の損傷を防止すること
ができる。
ミックヒータの先端部は大気室の底部に線接触又は面接
触していることが好ましい。これにより，セラミックヒ
ータの外側面と大気室の内側面との距離が近くなり，セ
ラミックヒータによる内側電極の加熱効率を高めること
ができる。よって，酸素センサ素子の速熱性を高めるこ
とができる（後述の図１１参照）。また，セラミックヒ
ータの鋭角な角部による内側電極の損傷を防止すること
ができる。
【００１９】次に，請求項６の発明のように，上記セラ
ミックヒータの先端部は，弧状曲面を有し，該弧状曲面
は少なくともその一部分に，上記大気室の底部の曲率半
径よりも小さい曲率半径を有する小曲率半径部分を有す
ることが好ましい。この場合には，セラミックヒータの
先端部における弧状曲面が僅かな加工誤差を生じた場合
でも，確実にセラミックヒータの先端部を大気室の底部
まで挿入し，上記小曲率半径部分を大気室の底部に当接
させることができる。特に，セラミックヒータは，比較
的強度が弱いため，強い力で大気室の底部へ挿入するこ
とができない。そのため，先端部の形成に加工誤差があ
ると，セラミックヒータの先端部が大気室の底部に当接
するまで強く挿入することができない。上記構成によれ
ば，この問題を解決できる。
ミックヒータの先端部は，弧状曲面を有し，該弧状曲面
は少なくともその一部分に，上記大気室の底部の曲率半
径よりも小さい曲率半径を有する小曲率半径部分を有す
ることが好ましい。この場合には，セラミックヒータの
先端部における弧状曲面が僅かな加工誤差を生じた場合
でも，確実にセラミックヒータの先端部を大気室の底部
まで挿入し，上記小曲率半径部分を大気室の底部に当接
させることができる。特に，セラミックヒータは，比較
的強度が弱いため，強い力で大気室の底部へ挿入するこ
とができない。そのため，先端部の形成に加工誤差があ
ると，セラミックヒータの先端部が大気室の底部に当接
するまで強く挿入することができない。上記構成によれ
ば，この問題を解決できる。
【００２０】次に，請求項７の発明のように，上記セラ
ミックヒータの先端部は，セラミックヒータの本体側に
位置する弧状曲面の第１先端部と，該第１先端部よりも
更に先端に位置する弧状曲面の第２先端部を有し，上記
第１先端部は上記大気室の底部の曲率半径よりも小さい
小曲率半径部分を有することが好ましい。この場合に
は，第１先端部が上記小曲率半径部分を有するので，確
実にセラミックヒータの先端部を大気室の底部へ当接さ
せることができる。
ミックヒータの先端部は，セラミックヒータの本体側に
位置する弧状曲面の第１先端部と，該第１先端部よりも
更に先端に位置する弧状曲面の第２先端部を有し，上記
第１先端部は上記大気室の底部の曲率半径よりも小さい
小曲率半径部分を有することが好ましい。この場合に
は，第１先端部が上記小曲率半径部分を有するので，確
実にセラミックヒータの先端部を大気室の底部へ当接さ
せることができる。
【００２１】次に，請求項８の発明のように，上記セラ
ミックヒータの先端部は，セラミックヒータの本体側に
位置する弧状曲面の第１先端部と，該第１先端部よりも
更に先端に位置する弧状曲面の第２先端部を有し，上記
第２先端部は上記第１先端部の曲率半径よりも大きい大
曲率半径部分を有することが好ましい。この場合にも，
確実にセラミックヒータの先端部を大気室の底部へ当接
させることができる。
ミックヒータの先端部は，セラミックヒータの本体側に
位置する弧状曲面の第１先端部と，該第１先端部よりも
更に先端に位置する弧状曲面の第２先端部を有し，上記
第２先端部は上記第１先端部の曲率半径よりも大きい大
曲率半径部分を有することが好ましい。この場合にも，
確実にセラミックヒータの先端部を大気室の底部へ当接
させることができる。
【００２２】次に，請求項９の発明のように，上記セラ
ミックヒータの先端部は，セラミックヒータの本体側に
位置する弧状曲面の第１先端部と，該第１先端部よりも
更に先端に位置する弧状曲面の第２先端部を有し，上記
第２先端部の曲率半径は，上記大気室の底部の曲率半径
以上であることが好ましい。この場合には，セラミック
ヒータの上記第２先端部と大気室の底部との間のクリア
ランスを小さくすることができ，伝熱効率を向上させる
ことができる。
ミックヒータの先端部は，セラミックヒータの本体側に
位置する弧状曲面の第１先端部と，該第１先端部よりも
更に先端に位置する弧状曲面の第２先端部を有し，上記
第２先端部の曲率半径は，上記大気室の底部の曲率半径
以上であることが好ましい。この場合には，セラミック
ヒータの上記第２先端部と大気室の底部との間のクリア
ランスを小さくすることができ，伝熱効率を向上させる
ことができる。
【００２３】次に，請求項１０の発明のように，上記セ
ラミックヒータの先端部は，セラミックヒータの本体側
に位置する弧状曲面の第１先端部と，該第１先端部より
も更に先端に位置する第２先端部を有し，上記第２先端
部は，平坦面であることが好ましい。この場合には，上
記第２先端部の加工が容易である。また，第２先端部の
削り過ぎを防止することができる。また，セラミックヒ
ータ加工時に第２先端部の形状を常に一定にすることが
できる。
ラミックヒータの先端部は，セラミックヒータの本体側
に位置する弧状曲面の第１先端部と，該第１先端部より
も更に先端に位置する第２先端部を有し，上記第２先端
部は，平坦面であることが好ましい。この場合には，上
記第２先端部の加工が容易である。また，第２先端部の
削り過ぎを防止することができる。また，セラミックヒ
ータ加工時に第２先端部の形状を常に一定にすることが
できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかる酸素センサ素子につき，図
１〜図３を用いて説明する。 図１に示すごとく，本例
の酸素センサ素子１は，コップ型の固体電解質体１０
と，その内部に設けた大気室１００とよりなり，上記固
体電解質体１０の外側面１０１には外側電極１１を，上
記大気室１００に面する内側面１０２には内側電極１２
を設ける。かつ，上記大気室１００には積層板状型のセ
ラミックヒータ２を配設してなる。なお，上記セラミッ
クヒータ２の断面形状は図６に示すごとく，縦横比の大
きい長方形である。そして，上記外側電極１１の外方に
は，保護層１９１，被毒トラップ層１９２が設けてあ
る。
１〜図３を用いて説明する。 図１に示すごとく，本例
の酸素センサ素子１は，コップ型の固体電解質体１０
と，その内部に設けた大気室１００とよりなり，上記固
体電解質体１０の外側面１０１には外側電極１１を，上
記大気室１００に面する内側面１０２には内側電極１２
を設ける。かつ，上記大気室１００には積層板状型のセ
ラミックヒータ２を配設してなる。なお，上記セラミッ
クヒータ２の断面形状は図６に示すごとく，縦横比の大
きい長方形である。そして，上記外側電極１１の外方に
は，保護層１９１，被毒トラップ層１９２が設けてあ
る。
【００２５】そして，上記セラミックヒータ２の先端部
２０は，後述の実施形態例３にかかる図７（ｂ）に示す
ごとく，上記大気室１００の底部１０９に四点当接して
いる。上記底部１０９は弧状凹部を呈している（図
１）。なお，同図における丸印は先端部２０と底部１０
９との接触点を示す印である。
２０は，後述の実施形態例３にかかる図７（ｂ）に示す
ごとく，上記大気室１００の底部１０９に四点当接して
いる。上記底部１０９は弧状凹部を呈している（図
１）。なお，同図における丸印は先端部２０と底部１０
９との接触点を示す印である。
【００２６】図２に示すごとく，上記セラミックヒータ
２は発熱層と該発熱層に通電するためのリード層とを形
成してなるヒータ基板２０１と，これらを保護する被覆
基板２０２とよりなる（後述の実施形態例２参照）。ヒ
ータ基板２０１，被覆基板２０２は共にアルミナよりな
る。また，上記発熱層及びリード層は共にタングステン
含有導体よりなる。そして，上記リード層はセラミック
ヒータ２の外部側面２８に露出した露出部を有してな
り，該露出部に設けた導体部２９０により通電用リード
線２９が接続されている。
２は発熱層と該発熱層に通電するためのリード層とを形
成してなるヒータ基板２０１と，これらを保護する被覆
基板２０２とよりなる（後述の実施形態例２参照）。ヒ
ータ基板２０１，被覆基板２０２は共にアルミナよりな
る。また，上記発熱層及びリード層は共にタングステン
含有導体よりなる。そして，上記リード層はセラミック
ヒータ２の外部側面２８に露出した露出部を有してな
り，該露出部に設けた導体部２９０により通電用リード
線２９が接続されている。
【００２７】次に，本例にかかる酸素センサ素子１を設
けた酸素センサ３について説明する。図３に示すごと
く，上記酸素センサ３は，固体電解質体１０を配設する
ハウジング３０と，該ハウジング３０の下部を覆い，被
測定ガス室３００を構成する被測定ガス側カバー３０
１，３０２とハウジング３０の上部を覆う大気側カバー
３３１よりなる。
けた酸素センサ３について説明する。図３に示すごと
く，上記酸素センサ３は，固体電解質体１０を配設する
ハウジング３０と，該ハウジング３０の下部を覆い，被
測定ガス室３００を構成する被測定ガス側カバー３０
１，３０２とハウジング３０の上部を覆う大気側カバー
３３１よりなる。
【００２８】上記固体電解質体１０の大気室１００には
上記セラミックヒータ２がヒータホルダ３１によって固
定配置されている。なお，符号３９１，３９２は酸素セ
ンサ素子１の出力取出用リード線，符号３９３はセラミ
ックヒータ２に対する通電用リード線である。また，リ
ード線２９とリード線３９３は端子３８３によって接続
されている。
上記セラミックヒータ２がヒータホルダ３１によって固
定配置されている。なお，符号３９１，３９２は酸素セ
ンサ素子１の出力取出用リード線，符号３９３はセラミ
ックヒータ２に対する通電用リード線である。また，リ
ード線２９とリード線３９３は端子３８３によって接続
されている。
【００２９】次に，本例における作用効果につき説明す
る。本例にかかる酸素センサ素子１において，大気室１
００に配設したセラミックヒータ２の先端部２０は，上
記のごとく，大気室１００の底部１０９に四点で当接し
ている（第７（Ｂ）参照）。このため，上記セラミック
ヒータ２は，上端部においてはヒータホルダにより固定
され，先端部２０においては上記四点当接により固定さ
れることとなる。よって，上記セラミックヒータ２の大
気室１００内での振動，揺動を防止することができる。
従って，セラミックヒータ２０の角部等の損傷を防止す
ることができる。
る。本例にかかる酸素センサ素子１において，大気室１
００に配設したセラミックヒータ２の先端部２０は，上
記のごとく，大気室１００の底部１０９に四点で当接し
ている（第７（Ｂ）参照）。このため，上記セラミック
ヒータ２は，上端部においてはヒータホルダにより固定
され，先端部２０においては上記四点当接により固定さ
れることとなる。よって，上記セラミックヒータ２の大
気室１００内での振動，揺動を防止することができる。
従って，セラミックヒータ２０の角部等の損傷を防止す
ることができる。
【００３０】以上のように，本例によれば，大気室に設
けた積層板状型のセラミックヒータが損傷し難い，酸素
センサ素子を提供することができる。
けた積層板状型のセラミックヒータが損傷し難い，酸素
センサ素子を提供することができる。
【００３１】実施形態例２ 本例は，図４，図５に示すごとく，セラミックヒータの
先端部を大気室の底部の形状に沿った曲面状としたもの
である（実施形態例３にかかる図１０参照）。即ち，図
４（ａ），（ｂ）に示すごとく，本例にかかるセラミッ
クヒータ２の先端部２０９は上記底部１０９と同様の曲
率半径を有する曲面形状を呈しており，大気室１００の
底部１０９に面接触で突き当てられた状態にある。その
他は，実施形態例１と同様である。
先端部を大気室の底部の形状に沿った曲面状としたもの
である（実施形態例３にかかる図１０参照）。即ち，図
４（ａ），（ｂ）に示すごとく，本例にかかるセラミッ
クヒータ２の先端部２０９は上記底部１０９と同様の曲
率半径を有する曲面形状を呈しており，大気室１００の
底部１０９に面接触で突き当てられた状態にある。その
他は，実施形態例１と同様である。
【００３２】次に，本例にかかるセラミックヒータの製
造方法について説明する。まず，Ａｌ2Ｏ3９２ｗｔ％，
ＳｉＯ2及びＭｇＯ８ｗｔ％よりなる原料粉末よりスラ
リーを作製した。上記スラリーをドクターブレード法に
よって厚さ１．２ｍｍのシートとした。上記シートに打
ち抜きプレスを施し，１２０ｍｍ×１２０ｍｍの正方形
状のヒータ基板用のグリーンシート４１，被覆基板用の
グリーンシート４２を作製した。なお，上記ヒータ基板
用のグリーンシート４１，被覆基板用のグリーンシート
４２の作製に当たっては，押出成形等の別製法を利用す
ることもできる。
造方法について説明する。まず，Ａｌ2Ｏ3９２ｗｔ％，
ＳｉＯ2及びＭｇＯ８ｗｔ％よりなる原料粉末よりスラ
リーを作製した。上記スラリーをドクターブレード法に
よって厚さ１．２ｍｍのシートとした。上記シートに打
ち抜きプレスを施し，１２０ｍｍ×１２０ｍｍの正方形
状のヒータ基板用のグリーンシート４１，被覆基板用の
グリーンシート４２を作製した。なお，上記ヒータ基板
用のグリーンシート４１，被覆基板用のグリーンシート
４２の作製に当たっては，押出成形等の別製法を利用す
ることもできる。
【００３３】次に，Ｗ，Ｍｏ等の金属を主成分とした導
電性ペーストを準備し，該導電性ペーストを用いてヒー
タ基板用のグリーンシート４１に対し５個のヒータパタ
ーン４０を，図５（ａ）にかかる形状に印刷形成した。
電性ペーストを準備し，該導電性ペーストを用いてヒー
タ基板用のグリーンシート４１に対し５個のヒータパタ
ーン４０を，図５（ａ）にかかる形状に印刷形成した。
【００３４】次に，図５（ａ）に示すごとく，上記グリ
ーンシート４１に対し，被覆基板用のグリーンシート４
２を積層した。そして，図５（ｂ）に示すごとき積層体
４３となし，乾燥した。次いで，上記積層体４３を，図
５（ｂ）に示す一点鎖線にて切断，図５（ｃ）に示すご
とき，５つの中間体４４を作製した。なお，上記積層体
４３の端片４４９（ヒータパターン４０が存在しない部
分）は不要材として除去される。
ーンシート４１に対し，被覆基板用のグリーンシート４
２を積層した。そして，図５（ｂ）に示すごとき積層体
４３となし，乾燥した。次いで，上記積層体４３を，図
５（ｂ）に示す一点鎖線にて切断，図５（ｃ）に示すご
とき，５つの中間体４４を作製した。なお，上記積層体
４３の端片４４９（ヒータパターン４０が存在しない部
分）は不要材として除去される。
【００３５】次いで，上記中間体４４の外側側面４８に
導電性ペーストを用いて印刷部４９０を形成する。その
後，上記中間体４４を１４００〜１６００℃で焼成し，
焼成体４５となす。この焼成において，上記印刷部４９
０は焼付けられ導体部２９０となる。
導電性ペーストを用いて印刷部４９０を形成する。その
後，上記中間体４４を１４００〜１６００℃で焼成し，
焼成体４５となす。この焼成において，上記印刷部４９
０は焼付けられ導体部２９０となる。
【００３６】次に，上記焼成体４５の先端部を研磨装置
を使用して研磨する。これにより，図５（ｄ）に示すご
とく，大気室１００の底部１０９と同じ曲率半径を持っ
た曲面状の先端部２０９を得た。その後，上記導体部２
９０に対しＣｕろう等のロー材を配置し，１１００〜１
１５０℃の高温炉中にてリード線２９をろう付けする。
以上により，図５（ｅ）に示すごとく，本例にかかるセ
ラミックヒータ２を得た。
を使用して研磨する。これにより，図５（ｄ）に示すご
とく，大気室１００の底部１０９と同じ曲率半径を持っ
た曲面状の先端部２０９を得た。その後，上記導体部２
９０に対しＣｕろう等のロー材を配置し，１１００〜１
１５０℃の高温炉中にてリード線２９をろう付けする。
以上により，図５（ｅ）に示すごとく，本例にかかるセ
ラミックヒータ２を得た。
【００３７】本例の酸素センサ素子１においては，セラ
ミックヒータ２の外側面と大気室１００の内側面１０２
との距離が近くなり，セラミックヒータ１による内側電
極１２の加熱効率を高めることができる（後述の実施形
態例３参照）。また，セラミックヒータ１による内側電
極１２の損傷を防止することができる。その他は実施形
態例１と同様の作用効果を有する。
ミックヒータ２の外側面と大気室１００の内側面１０２
との距離が近くなり，セラミックヒータ１による内側電
極１２の加熱効率を高めることができる（後述の実施形
態例３参照）。また，セラミックヒータ１による内側電
極１２の損傷を防止することができる。その他は実施形
態例１と同様の作用効果を有する。
【００３８】実施形態例３ 本例は図６〜図１１に示すごとく，セラミックヒータの
先端部の状態・形状と酸素センサ素子の活性時間との関
係について説明するものである。即ち，本例において
は，各種形状のセラミックヒータを組付けた酸素センサ
素子を準備し，各セラミックヒータに対し通電し，酸素
センサ素子外側先端の温度が３００℃に到達した時間を
活性時間とみなした。この結果については図１１に記載
した。
先端部の状態・形状と酸素センサ素子の活性時間との関
係について説明するものである。即ち，本例において
は，各種形状のセラミックヒータを組付けた酸素センサ
素子を準備し，各セラミックヒータに対し通電し，酸素
センサ素子外側先端の温度が３００℃に到達した時間を
活性時間とみなした。この結果については図１１に記載
した。
【００３９】本例にかかる比較試料Ｃ１及び試料１〜４
について図６〜図１０を用いて説明する。これらの図面
において（ａ）はセラミックヒータ２の先端部２０９の
形状を示すための斜視図である。また，（ｂ）はセラミ
ックヒータ２の先端部２０の状態を示す平面図であっ
て，特に大気室の底部と点接触するものについては接触
点２０５を小白丸印として記載した。
について図６〜図１０を用いて説明する。これらの図面
において（ａ）はセラミックヒータ２の先端部２０９の
形状を示すための斜視図である。また，（ｂ）はセラミ
ックヒータ２の先端部２０の状態を示す平面図であっ
て，特に大気室の底部と点接触するものについては接触
点２０５を小白丸印として記載した。
【００４０】まず，図６（ａ）に示したセラミックヒー
タ２は従来例にかかる比較試料Ｃ１である。このセラミ
ックヒータ２は先端部２０９に何の加工も施していな
い。また，図６（ｂ）に示すごとく，セラミックヒータ
２の先端部２０は大気室の底部に対して非接触である。
タ２は従来例にかかる比較試料Ｃ１である。このセラミ
ックヒータ２は先端部２０９に何の加工も施していな
い。また，図６（ｂ）に示すごとく，セラミックヒータ
２の先端部２０は大気室の底部に対して非接触である。
【００４１】図７（ａ）に示した試料１にかかるセラミ
ックヒータ２も先端部２０９には加工を施していない。
ただし，実施形態例１と同様に，先端部２０９の角部が
大気室の底部に接触するように大気室内にセラミックヒ
ータ２を配置した。図８に示した試料２にかかるセラミ
ックヒータ２の先端部２０９には４個所の面取りが施し
てある。従って，図８（ｂ）に示すごとく，上記セラミ
ックヒータ２は大気室の底部と８点で接触する。
ックヒータ２も先端部２０９には加工を施していない。
ただし，実施形態例１と同様に，先端部２０９の角部が
大気室の底部に接触するように大気室内にセラミックヒ
ータ２を配置した。図８に示した試料２にかかるセラミ
ックヒータ２の先端部２０９には４個所の面取りが施し
てある。従って，図８（ｂ）に示すごとく，上記セラミ
ックヒータ２は大気室の底部と８点で接触する。
【００４２】図９に示した試料３にかかるセラミックヒ
ータ２の先端部２０９には曲面状のテーパーが設けてあ
る。図９（ｂ）に示すごとく，このテーパーの部分の全
体が大気室の底部と接触する。なお，接触する部分には
斜線を付した。図１０に示した試料４にかかるセラミッ
クヒータ２は，その先端部２０９が大気室と同曲率半径
の曲面を有する（実施形態例２参照）。図１０（ｂ）に
示すごとく，この曲面全体が大気室の底部と接触する。
なお，接触する部分には斜線を付した。
ータ２の先端部２０９には曲面状のテーパーが設けてあ
る。図９（ｂ）に示すごとく，このテーパーの部分の全
体が大気室の底部と接触する。なお，接触する部分には
斜線を付した。図１０に示した試料４にかかるセラミッ
クヒータ２は，その先端部２０９が大気室と同曲率半径
の曲面を有する（実施形態例２参照）。図１０（ｂ）に
示すごとく，この曲面全体が大気室の底部と接触する。
なお，接触する部分には斜線を付した。
【００４３】また，後述の図１７（実施形態例８）に示
す弧状曲面の第１先端部と平坦面の第２先端部を有する
試料５（平坦面の直径０．５ｍｍ），試料６（平坦面の
直径１．０ｍｍ）についても図１１に示した。
す弧状曲面の第１先端部と平坦面の第２先端部を有する
試料５（平坦面の直径０．５ｍｍ），試料６（平坦面の
直径１．０ｍｍ）についても図１１に示した。
【００４４】図１１によれば，セラミックヒータ２と大
気室底部とが非接触である比較試料Ｃ１は，本発明にか
かる試料１〜６の酸素センサ素子と比較して著しく活性
時間が長かった。そして，試料１〜６の酸素センサ素子
の中でも先端部２０と底部との接触面積が最も多い試料
４，試料５は，その活性時間が最も短いことが分かっ
た。
気室底部とが非接触である比較試料Ｃ１は，本発明にか
かる試料１〜６の酸素センサ素子と比較して著しく活性
時間が長かった。そして，試料１〜６の酸素センサ素子
の中でも先端部２０と底部との接触面積が最も多い試料
４，試料５は，その活性時間が最も短いことが分かっ
た。
【００４５】ここに，活性時間の短い酸素センサ素子を
設けた酸素センサを内燃機関の排気系に設置し，空燃比
制御に利用することにより，内燃機関始動直後より排ガ
ス中の酸素濃度または空燃比を測定することができる。
よって，空燃比制御を内燃機関の始動直後より精密に行
うことができ，始動直後より排気ガス中の汚染物質を低
減することが可能となる。
設けた酸素センサを内燃機関の排気系に設置し，空燃比
制御に利用することにより，内燃機関始動直後より排ガ
ス中の酸素濃度または空燃比を測定することができる。
よって，空燃比制御を内燃機関の始動直後より精密に行
うことができ，始動直後より排気ガス中の汚染物質を低
減することが可能となる。
【００４６】実施形態例４ 本例は，図１２，図１３に示すごとく，各種形状を有す
るセラミックヒータを例示するものである。一つは，図
１２（ａ），（ｂ）に示すごとく，ヒータ層２５を両面
に設けたヒータ基板２０１と，該ヒータ基板２０１の両
面に設けた被覆板２０２とよりなる三層構造であって，
その四辺の角部は面取りされ，更にその先端部２０９に
は８個所の面取りが施されたセラミックヒータ２であ
る。その他は実施形態例１と同様である。
るセラミックヒータを例示するものである。一つは，図
１２（ａ），（ｂ）に示すごとく，ヒータ層２５を両面
に設けたヒータ基板２０１と，該ヒータ基板２０１の両
面に設けた被覆板２０２とよりなる三層構造であって，
その四辺の角部は面取りされ，更にその先端部２０９に
は８個所の面取りが施されたセラミックヒータ２であ
る。その他は実施形態例１と同様である。
【００４７】このセラミックヒータ２は大気室底部と１
６個所において接触することができる。よって，上記セ
ラミックヒータ２を設けた酸素センサ素子は優れた速熱
性を得ることができる。また，四辺が面取りされている
ため，固体電解質体の内側面を傷つけ難い。その他は実
施形態例１と同様の作用効果を有する。
６個所において接触することができる。よって，上記セ
ラミックヒータ２を設けた酸素センサ素子は優れた速熱
性を得ることができる。また，四辺が面取りされている
ため，固体電解質体の内側面を傷つけ難い。その他は実
施形態例１と同様の作用効果を有する。
【００４８】また，図１３に示すごとく，断面形状が樽
型であるセラミックヒータ２を使用することもできる。
なお，このセラミックヒータ２はヒータ層２５を両面に
設けたヒータ基板２０１と，該ヒータ基板２０１の両面
に設けた被覆板２０２とよりなり，上記被覆板２０２と
して角張った辺を持たない板を使用する。その他は実施
形態例１と同様である。このセラミックヒータ２も，四
辺に角ばった部分が存在しないため，固体電解質体の内
側面を傷つけ難い。その他は実施形態例１と同様の作用
効果を有する。
型であるセラミックヒータ２を使用することもできる。
なお，このセラミックヒータ２はヒータ層２５を両面に
設けたヒータ基板２０１と，該ヒータ基板２０１の両面
に設けた被覆板２０２とよりなり，上記被覆板２０２と
して角張った辺を持たない板を使用する。その他は実施
形態例１と同様である。このセラミックヒータ２も，四
辺に角ばった部分が存在しないため，固体電解質体の内
側面を傷つけ難い。その他は実施形態例１と同様の作用
効果を有する。
【００４９】実施形態例５ 本例は，図１４に示すごとく，セラミックヒータ５の先
端部に小曲率半径部分５０１を有する例である。即ち，
上記セラミックヒータ５の先端部５０は弧状曲面を有
し，該弧状曲面はその一部分に，上記大気室の底部１０
９の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する小曲率半径
部分５０１を有する。また，上記小曲率半径部分５０１
とは反対側（右方）には，それよりも大きい曲率半径を
有する弧状曲面５０２を有している。
端部に小曲率半径部分５０１を有する例である。即ち，
上記セラミックヒータ５の先端部５０は弧状曲面を有
し，該弧状曲面はその一部分に，上記大気室の底部１０
９の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する小曲率半径
部分５０１を有する。また，上記小曲率半径部分５０１
とは反対側（右方）には，それよりも大きい曲率半径を
有する弧状曲面５０２を有している。
【００５０】この場合には，セラミックヒータ５の先端
部における弧状曲面が僅かな加工誤差を生じた場合で
も，確実にセラミックヒータ５の先端部５０を大気室の
底部１０９まで挿入し，上記小曲率半径部分５０１を大
気室の底部１０９に当接させることができる。特に，セ
ラミックヒータは，比較的強度が弱いため，強い力で大
気室の底部へ挿入することができない。そのため，先端
部の形成に加工誤差があると，セラミックヒータの先端
部が大気室の底部に当接するまで強く挿入することがで
きない。本例によれば，この問題を解決できる。
部における弧状曲面が僅かな加工誤差を生じた場合で
も，確実にセラミックヒータ５の先端部５０を大気室の
底部１０９まで挿入し，上記小曲率半径部分５０１を大
気室の底部１０９に当接させることができる。特に，セ
ラミックヒータは，比較的強度が弱いため，強い力で大
気室の底部へ挿入することができない。そのため，先端
部の形成に加工誤差があると，セラミックヒータの先端
部が大気室の底部に当接するまで強く挿入することがで
きない。本例によれば，この問題を解決できる。
【００５１】また，本例によれば，セラミックヒータ５
の軸中心と，大気室の軸中心との間にズレを生じても，
弧状凹部の大気室の底部１０９に確実に上記小曲率半径
部分５０１が当接する。その他は，実施形態例１と同様
であり，実施形態例１と同様の効果を得ることができ
る。
の軸中心と，大気室の軸中心との間にズレを生じても，
弧状凹部の大気室の底部１０９に確実に上記小曲率半径
部分５０１が当接する。その他は，実施形態例１と同様
であり，実施形態例１と同様の効果を得ることができ
る。
【００５２】実施形態例６ 本例は，図１５（ａ），（ｂ）に示すごとく，セラミッ
クヒータ５の先端部に第１先端部５１と第２先端部５２
とを設け，上記第１先端部５１に小曲率半径部分５０１
を設けた例である。
クヒータ５の先端部に第１先端部５１と第２先端部５２
とを設け，上記第１先端部５１に小曲率半径部分５０１
を設けた例である。
【００５３】即ち，上記セラミックヒータ５の先端部
は，セラミックヒータの本体５５側に位置する弧状曲面
の第１先端部５１と，該第１先端部５１よりも更に先端
に位置する弧状曲面の第２先端部５２を有し，上記第１
先端部５１は上記大気室の底部１０９の曲率半径よりも
小さい小曲率半径部分５０１を有する。この場合には，
第１先端部５１が上記小曲率半径部分５０１を有するの
で，確実にセラミックヒータ５の先端部を大気室の底部
１０９へ当接させることができる。その他は，実施形態
例５と同様であり，実施形態例５と同様の効果を得るこ
とができる。
は，セラミックヒータの本体５５側に位置する弧状曲面
の第１先端部５１と，該第１先端部５１よりも更に先端
に位置する弧状曲面の第２先端部５２を有し，上記第１
先端部５１は上記大気室の底部１０９の曲率半径よりも
小さい小曲率半径部分５０１を有する。この場合には，
第１先端部５１が上記小曲率半径部分５０１を有するの
で，確実にセラミックヒータ５の先端部を大気室の底部
１０９へ当接させることができる。その他は，実施形態
例５と同様であり，実施形態例５と同様の効果を得るこ
とができる。
【００５４】実施形態例７ 本例は，図１６に示すごとく，セラミックヒータ５の先
端部は，セラミックヒータの本体５５側に位置する弧状
曲面の第１先端部５１と，該第１先端部５１よりも更に
先端に位置する弧状曲面の第２先端部５２を有し，上記
第２先端部５２の曲率半径は，上記大気室の底部１０９
の曲率半径と同じか又はそれ以上である例を示してい
る。この場合には，セラミックヒータ５の上記第２先端
部５２と大気室の底部１０９との間のクリアランス５２
５を小さくすることができ，伝熱効率を向上させること
ができる。その他は，実施形態例５と同様であり，実施
形態例５と同様の効果を得ることができる。
端部は，セラミックヒータの本体５５側に位置する弧状
曲面の第１先端部５１と，該第１先端部５１よりも更に
先端に位置する弧状曲面の第２先端部５２を有し，上記
第２先端部５２の曲率半径は，上記大気室の底部１０９
の曲率半径と同じか又はそれ以上である例を示してい
る。この場合には，セラミックヒータ５の上記第２先端
部５２と大気室の底部１０９との間のクリアランス５２
５を小さくすることができ，伝熱効率を向上させること
ができる。その他は，実施形態例５と同様であり，実施
形態例５と同様の効果を得ることができる。
【００５５】実施形態例８ 本例は，図１７（ａ），（ｂ）に示すごとく，セラミッ
クヒータ５の先端部は，セラミックヒータ５の本体５５
側に位置する第１先端部５１と，該第１先端部５１より
も更に先端に位置する第２先端部５２を有し，該第２先
端部５２は，平坦面である。この場合には，上記第２先
端部５２の加工が容易である。また，第２先端部５２の
削り過ぎを防止することができる。また，セラミックヒ
ータ加工時に第２先端部５２の形状を常に一定にするこ
とができる。また，上記第２先端部５２と大気室の底部
１０９との間のクリアランス５２６を小さくすることが
できる。
クヒータ５の先端部は，セラミックヒータ５の本体５５
側に位置する第１先端部５１と，該第１先端部５１より
も更に先端に位置する第２先端部５２を有し，該第２先
端部５２は，平坦面である。この場合には，上記第２先
端部５２の加工が容易である。また，第２先端部５２の
削り過ぎを防止することができる。また，セラミックヒ
ータ加工時に第２先端部５２の形状を常に一定にするこ
とができる。また，上記第２先端部５２と大気室の底部
１０９との間のクリアランス５２６を小さくすることが
できる。
【００５６】また，本例のセラミックヒータにおいて，
上記第２先端部５２の平坦面の直径を０．５ｍｍ（試料
５），１．０ｍｍ（試料６）とした試料について，実施
形態例３に示したごとく，活性時間を測定した。その結
果を図１１に示す（実施形態例３参照）。その他は，実
施形態例５と同様であり，実施形態例５と同様の効果を
得ることができる。
上記第２先端部５２の平坦面の直径を０．５ｍｍ（試料
５），１．０ｍｍ（試料６）とした試料について，実施
形態例３に示したごとく，活性時間を測定した。その結
果を図１１に示す（実施形態例３参照）。その他は，実
施形態例５と同様であり，実施形態例５と同様の効果を
得ることができる。
【００５７】実施形態例９ 本例は，図１８（ａ）〜（ｃ）に示すごとく，セラミッ
クヒータ５の先端部を，大気室の底部１０９に当接させ
た場合の，両者の接触状態を示す例である。即ち，図１
８（ａ）は，セラミックヒータ５の先端部５７の底面図
である。そして，このセラミックヒータ５の先端部５７
を固体電解質の大気室の底部１０９に当接させたとき
（例えば図１６参照），それが線接触の場合は，図１８
（ｂ）に示すごとき，接触状態となる。また，それが面
接触の場合は，図１８（ｃ）に示すごとき，接触状態と
なる。
クヒータ５の先端部を，大気室の底部１０９に当接させ
た場合の，両者の接触状態を示す例である。即ち，図１
８（ａ）は，セラミックヒータ５の先端部５７の底面図
である。そして，このセラミックヒータ５の先端部５７
を固体電解質の大気室の底部１０９に当接させたとき
（例えば図１６参照），それが線接触の場合は，図１８
（ｂ）に示すごとき，接触状態となる。また，それが面
接触の場合は，図１８（ｃ）に示すごとき，接触状態と
なる。
【００５８】実施形態例１０ 本例は，図１９に示すごとく，セラミックヒータ５の本
体５５と弧状曲面の先端部５４との間に段部５４１を設
けた例である。この場合には，先端部５４の最先端部
を，弧状凹部の大気室の底部１０９に確実に当接させる
ことができる。その他実施形態例５と同様の効果を得る
ことができる。
体５５と弧状曲面の先端部５４との間に段部５４１を設
けた例である。この場合には，先端部５４の最先端部
を，弧状凹部の大気室の底部１０９に確実に当接させる
ことができる。その他実施形態例５と同様の効果を得る
ことができる。
【図１】実施形態例１にかかる，酸素センサ素子の要部
断面説明図。
断面説明図。
【図２】実施形態例１にかかる，セラミックヒータの斜
視図。
視図。
【図３】実施形態例１にかかる，酸素センサの断面説明
図。
図。
【図４】実施形態例２にかかる，酸素センサ素子の
（ａ）右断面説明図，（ｂ）左断面説明図。
（ａ）右断面説明図，（ｂ）左断面説明図。
【図５】実施形態例２にかかる，セラミックヒータの製
造工程を示す説明図。
造工程を示す説明図。
【図６】実施形態例３にかかる，比較試料Ｃ１にかかる
セラミックヒータの，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）先
端部の平面図。
セラミックヒータの，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）先
端部の平面図。
【図７】実施形態例３にかかる，先端部が未加工で，大
気室の底部と四点当接した試料１にかかるセラミックヒ
ータの，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）先端部の平面
図。
気室の底部と四点当接した試料１にかかるセラミックヒ
ータの，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）先端部の平面
図。
【図８】実施形態例３にかかる，先端部に平面状のテー
パを設け，大気室の底部と八点当接した試料２にかかる
セラミックヒータの，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）先
端部の平面図。
パを設け，大気室の底部と八点当接した試料２にかかる
セラミックヒータの，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）先
端部の平面図。
【図９】実施形態例３にかかる，先端部に曲面状のテー
パーを設け，大気室底部と面接触した試料３にかかるセ
ラミックヒータの，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）先端
部の平面図。
パーを設け，大気室底部と面接触した試料３にかかるセ
ラミックヒータの，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）先端
部の平面図。
【図１０】実施形態例３にかかる，先端部を大気室の底
部と同曲率半径を有する曲面状に構成した試料４にかか
るセラミックヒータの，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）
先端部の平面図。
部と同曲率半径を有する曲面状に構成した試料４にかか
るセラミックヒータの，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）
先端部の平面図。
【図１１】実施形態例３にかかる，比較試料Ｃ１，試料
１〜６にかかるセラミックヒータの活性時間を示す線
図。
１〜６にかかるセラミックヒータの活性時間を示す線
図。
【図１２】実施形態例４にかかる，四辺を面取りし，先
端部に８個所の面取りを施したセラミックヒータの，
（ａ）先端部の平面図，（ｂ）断面説明図。
端部に８個所の面取りを施したセラミックヒータの，
（ａ）先端部の平面図，（ｂ）断面説明図。
【図１３】実施形態例４にかかる，断面形状が樽型のセ
ラミックヒータの断面説明図。
ラミックヒータの断面説明図。
【図１４】実施形態例５にかかる，セラミックヒータの
説明図。
説明図。
【図１５】実施形態例６にかかる，セラミックヒータ
の，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）説明図。
の，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）説明図。
【図１６】実施形態例７にかかる，セラミックヒータの
説明図。
説明図。
【図１７】実施形態例８にかかる，セラミックヒータ
の，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）説明図。
の，（ａ）先端部の斜視図，（ｂ）説明図。
【図１８】実施形態例９にかかる，セラミックヒータの
先端部の接触状態の説明図。
先端部の接触状態の説明図。
【図１９】実施形態例１０にかかる，セラミックヒータ
の先端部の斜視図。
の先端部の斜視図。
１．．．酸素センサ素子， １０．．．固体電解質体， １００．．．大気室， １０１．．．外側面， １０２．．．内側面， １０９．．．底部， １１．．．外側電極， １２．．．内側電極， ２，５．．．セラミックヒータ， ２０，２０９．．．先端部， ５１．．．第１先端部, ５２．．．第２先端部， ５０１．．．小曲率半径部分，
Claims (10)
- 【請求項１】 コップ型の固体電解質体と，その内部に
設けた大気室とよりなり，上記固体電解質体の外側面に
は外側電極を，上記大気室に面する内側面には内側電極
を設け，かつ上記大気室には積層板状型のセラミックヒ
ータを配設してなる酸素センサ素子であって， 上記セ
ラミックヒータの先端部は上記大気室の底部に当接して
いることを特徴とする酸素センサ素子。 - 【請求項２】 請求項１において，上記セラミックヒー
タの先端部は少なくとも四点当接していることを特徴と
する酸素センサ素子。 - 【請求項３】 請求項１または２において，上記セラミ
ックヒータの先端部における角部はテーパー状であるこ
とを特徴とする酸素センサ素子。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
上記セラミックヒータの先端部は大気室の底部の形状に
沿った曲面状であることを特徴とする酸素センサ素子。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
上記セラミックヒータの先端部は大気室の底部に，線接
触又は面接触していることを特徴とする酸素センサ素
子。 - 【請求項６】 請求項１において，上記セラミックヒー
タの先端部は，弧状曲面を有し，該弧状曲面は少なくと
もその一部分に，上記大気室の底部の曲率半径よりも小
さい曲率半径を有する小曲率半径部分を有することを特
徴とする酸素センサ素子。 - 【請求項７】 請求項１において，上記セラミックヒー
タの先端部は，セラミックヒータの本体側に位置する弧
状曲面の第１先端部と，該第１先端部よりも更に先端に
位置する弧状曲面の第２先端部を有し，上記第１先端部
は上記大気室の底部の曲率半径よりも小さい小曲率半径
部分を有することを特徴とする酸素センサ素子。 - 【請求項８】 請求項１において，上記セラミックヒー
タの先端部は，セラミックヒータの本体側に位置する弧
状曲面の第１先端部と，該第１先端部よりも更に先端に
位置する弧状曲面の第２先端部を有し，上記第２先端部
は上記第１先端部の曲率半径よりも大きい大曲率半径部
分を有することを特徴とする酸素センサ素子。 - 【請求項９】 請求項１において，上記セラミックヒー
タの先端部は，セラミックヒータの本体側に位置する弧
状曲面の第１先端部と，該第１先端部よりも更に先端に
位置する弧状曲面の第２先端部を有し，上記第２先端部
の曲率半径は，上記大気室の底部の曲率半径以上である
ことを特徴とする酸素センサ素子。 - 【請求項１０】 請求項１において，上記セラミックヒ
ータの先端部は，セラミックヒータの本体側に位置する
弧状曲面の第１先端部と，該第１先端部よりも更に先端
に位置する第２先端部を有し，上記第２先端部は，平坦
面であることを特徴とする酸素センサ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16760698A JP3562316B2 (ja) | 1997-06-13 | 1998-06-15 | 酸素センサ素子 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17302097 | 1997-06-13 | ||
| JP9-173020 | 1998-05-11 | ||
| JP12791398 | 1998-05-11 | ||
| JP10-127913 | 1998-05-11 | ||
| JP16760698A JP3562316B2 (ja) | 1997-06-13 | 1998-06-15 | 酸素センサ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000035416A true JP2000035416A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3562316B2 JP3562316B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=27315646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16760698A Expired - Lifetime JP3562316B2 (ja) | 1997-06-13 | 1998-06-15 | 酸素センサ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3562316B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002031618A (ja) * | 2000-05-12 | 2002-01-31 | Denso Corp | ガスセンサ |
| JP2002098663A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酸素検出素子 |
| JP2005326396A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-11-24 | Denso Corp | ガスセンサ |
| JP2010156707A (ja) * | 2010-03-08 | 2010-07-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酸素検出素子 |
| JP2012068217A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
| US9733208B2 (en) | 2011-08-17 | 2017-08-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
-
1998
- 1998-06-15 JP JP16760698A patent/JP3562316B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002031618A (ja) * | 2000-05-12 | 2002-01-31 | Denso Corp | ガスセンサ |
| JP2002098663A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酸素検出素子 |
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| US9733208B2 (en) | 2011-08-17 | 2017-08-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3562316B2 (ja) | 2004-09-08 |
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