JP2000105214A - エンジンの排気成分センサ - Google Patents
エンジンの排気成分センサInfo
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- JP2000105214A JP2000105214A JP10275144A JP27514498A JP2000105214A JP 2000105214 A JP2000105214 A JP 2000105214A JP 10275144 A JP10275144 A JP 10275144A JP 27514498 A JP27514498 A JP 27514498A JP 2000105214 A JP2000105214 A JP 2000105214A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】周波数応答性を遅らせることなく所要の流量ま
で拡散を抑制し、高い検出精度を維持することのできる
エンジンの排気センサを提供する。 【解決手段】ガス拡散抑制部１４への検出ガス２１の拡
散を、検出ガス２１の拡散流量を制限する拡散単孔３１
を形成した拡散制限通路部３２を除いて遮蔽する遮蔽体
２２を設け、前記ガス拡散抑制部１４は、前記拡散制限
通路部３２で拡散制限された検出ガスの前記検出電極１
２への拡散流量を制限する多孔質セラミックス層で形成
した。
で拡散を抑制し、高い検出精度を維持することのできる
エンジンの排気センサを提供する。 【解決手段】ガス拡散抑制部１４への検出ガス２１の拡
散を、検出ガス２１の拡散流量を制限する拡散単孔３１
を形成した拡散制限通路部３２を除いて遮蔽する遮蔽体
２２を設け、前記ガス拡散抑制部１４は、前記拡散制限
通路部３２で拡散制限された検出ガスの前記検出電極１
２への拡散流量を制限する多孔質セラミックス層で形成
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気成
分センサに関する。
分センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】排気成分センサとして、各種センサが知
られている。すなわち、特開平6−27080 号，特開平10
−78408 号，特開平5−223026 号，特開平9−189679
号，特開平5−203618 号，特開平5−240829 号，特開平
6−82417号，特開平6−174078号公報には各種のセンサ
および検知方法が記載されている。
られている。すなわち、特開平6−27080 号，特開平10
−78408 号，特開平5−223026 号，特開平9−189679
号，特開平5−203618 号，特開平5−240829 号，特開平
6−82417号，特開平6−174078号公報には各種のセンサ
および検知方法が記載されている。
【０００３】特開平7−120429 号公報には、一対の電極
を有する固体電解質を備え、前記一対の電極の内一方の
電極の表面および側面を被測定ガス中の酸素に対して限
定された拡散抵抗を有するガス拡散抵抗層によって被覆
した構成の空燃比検出装置において、前記ガス拡散抵抗
層は、前記一方の電極の表面に形成されているととも
に、該電極の側面から所定距離隔てた前記固体電解質の
一部の表面までに渡って形成されており、前記ガス拡散
抵抗層の側面を除く表面にガス遮蔽部が形成されてお
り、前記ガス拡散抵抗層の前記側面と前記一方の電極の
前記側面との間の前記所定距離に対応する領域が、ガス
中の酸素に対して限定された拡散抵抗作用を発揮し、前
記ガス遮蔽部の存在によって、被測定ガスが前記ガス拡
散抵抗部の前記側面から該ガス拡散抵抗層の内部を通過
して前記一方の電極に到達し、前記ガス拡散抵抗層の
内、被測定ガスが通過する部位の気孔率が２％以上６０
％以下であり、かつ前記気孔率を有する前記部位の厚み
が５μｍ以上３００μｍ以下である空燃比検出装置が記
載されている。
を有する固体電解質を備え、前記一対の電極の内一方の
電極の表面および側面を被測定ガス中の酸素に対して限
定された拡散抵抗を有するガス拡散抵抗層によって被覆
した構成の空燃比検出装置において、前記ガス拡散抵抗
層は、前記一方の電極の表面に形成されているととも
に、該電極の側面から所定距離隔てた前記固体電解質の
一部の表面までに渡って形成されており、前記ガス拡散
抵抗層の側面を除く表面にガス遮蔽部が形成されてお
り、前記ガス拡散抵抗層の前記側面と前記一方の電極の
前記側面との間の前記所定距離に対応する領域が、ガス
中の酸素に対して限定された拡散抵抗作用を発揮し、前
記ガス遮蔽部の存在によって、被測定ガスが前記ガス拡
散抵抗部の前記側面から該ガス拡散抵抗層の内部を通過
して前記一方の電極に到達し、前記ガス拡散抵抗層の
内、被測定ガスが通過する部位の気孔率が２％以上６０
％以下であり、かつ前記気孔率を有する前記部位の厚み
が５μｍ以上３００μｍ以下である空燃比検出装置が記
載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した公報は、酸素
イオン電流の限界電流域をできるだけ平坦にして高い検
出精度を維持することを狙ったものである。これを実現
するために、微細な連通孔を有する多孔質セラミック層
による拡散制限と、拡散抵抗層を有する拡散室による拡
散制限を組み合わせて所要の拡散制限レベルを得ようと
する形状が提案されている。
イオン電流の限界電流域をできるだけ平坦にして高い検
出精度を維持することを狙ったものである。これを実現
するために、微細な連通孔を有する多孔質セラミック層
による拡散制限と、拡散抵抗層を有する拡散室による拡
散制限を組み合わせて所要の拡散制限レベルを得ようと
する形状が提案されている。
【０００５】一般に、多孔質層の場合は、熱衝撃で生じ
たマイクロクラックを含めても、微細な連通孔により容
易に限界電流レベルを低減できる。しかし、個々の連通
孔の断面積がばらつくため周波数応答性が遅れ、ガス温
度依存性・ガス圧力依存性が比較的大きい。これに対し
て、単孔拡散室の場合は、限界電流レベルを長期にわた
って安定に、あるレベル以下に維持するのが難しい。特
に拡散通路の微細形状が熱振動に耐えて目詰まりしない
ようにする点と拡散室を均等に迅速に拡散通路を通過し
てきたガスが到達する点が課題である。立ち上がりと立
ち下がりの周波数応答性は多孔に比べて速く、温度・圧
力依存性も拡散室が大きいために初期的には小さい。さ
らに両者に共通の課題としては、電極以外のリード部な
どが酸素をイオン化したり、過通電や加熱が固体電解質
を変質劣化させることがあげられる。そこで、両者を連
結して互いに長短を補うことを狙った製品が望まれてい
る。つまり、拡散を制限する多孔膜を通過させた後、微
小空間の拡散室にガスを送ってイオン化する。
たマイクロクラックを含めても、微細な連通孔により容
易に限界電流レベルを低減できる。しかし、個々の連通
孔の断面積がばらつくため周波数応答性が遅れ、ガス温
度依存性・ガス圧力依存性が比較的大きい。これに対し
て、単孔拡散室の場合は、限界電流レベルを長期にわた
って安定に、あるレベル以下に維持するのが難しい。特
に拡散通路の微細形状が熱振動に耐えて目詰まりしない
ようにする点と拡散室を均等に迅速に拡散通路を通過し
てきたガスが到達する点が課題である。立ち上がりと立
ち下がりの周波数応答性は多孔に比べて速く、温度・圧
力依存性も拡散室が大きいために初期的には小さい。さ
らに両者に共通の課題としては、電極以外のリード部な
どが酸素をイオン化したり、過通電や加熱が固体電解質
を変質劣化させることがあげられる。そこで、両者を連
結して互いに長短を補うことを狙った製品が望まれてい
る。つまり、拡散を制限する多孔膜を通過させた後、微
小空間の拡散室にガスを送ってイオン化する。
【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、周波数応答性を遅らすことなく所要の流量まで拡散
を抑制し、かつ酸素イオン電流の限界電流域をできるだ
け平坦にして高い検出精度を維持することのできるエン
ジンの排気センサを提供することを目的とする。
で、周波数応答性を遅らすことなく所要の流量まで拡散
を抑制し、かつ酸素イオン電流の限界電流域をできるだ
け平坦にして高い検出精度を維持することのできるエン
ジンの排気センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、周波数応答性
を遅らすことなく所要の流量まで拡散を抑制するため
に、微細な連通孔に代えて単孔を用い、この単孔による
拡散制限と微細な連通孔を有する多孔質セラミック層に
よる拡散制限とを組み合わせて所要の拡散制限レベルを
達成するものである。単孔内には微粒子の流入を防ぐ目
的で拡散流量の抑制を支配しない程度に多孔質セラミッ
クを充填することができる。すなわち、気孔率は低く抑
えておく。このようにすることによって、ガラス封止膜
を形成するときの基板として利用することができる。ま
た、単孔としてスリットを使用することができ、本発明
の場合、これらの単孔を形成した部分を拡散抑制通路部
と言う。
を遅らすことなく所要の流量まで拡散を抑制するため
に、微細な連通孔に代えて単孔を用い、この単孔による
拡散制限と微細な連通孔を有する多孔質セラミック層に
よる拡散制限とを組み合わせて所要の拡散制限レベルを
達成するものである。単孔内には微粒子の流入を防ぐ目
的で拡散流量の抑制を支配しない程度に多孔質セラミッ
クを充填することができる。すなわち、気孔率は低く抑
えておく。このようにすることによって、ガラス封止膜
を形成するときの基板として利用することができる。ま
た、単孔としてスリットを使用することができ、本発明
の場合、これらの単孔を形成した部分を拡散抑制通路部
と言う。
【０００８】本発明は具体的には次に掲げる装置を提供
する。
する。
【０００９】本発明は、固体電解質体、検出電極と基準
電極を対向させた濃淡電池，濃淡電池加熱ヒータおよび
前記検出電極を被覆するガス拡散抑制部からなるエンジ
ン排気成分センサにおいて、前記ガス拡散抑制部への検
出ガスの拡散を制限する拡散単孔を形成した拡散制限通
路部を除いて、遮蔽する遮蔽体を設け、前記ガス拡散抑
制部は、前記拡散制限通路部で拡散制限された検出ガス
の前記検出電極への拡散流量を制限する多孔質セラミッ
クス層で形成したエンジンの排気成分センサを提供す
る。
電極を対向させた濃淡電池，濃淡電池加熱ヒータおよび
前記検出電極を被覆するガス拡散抑制部からなるエンジ
ン排気成分センサにおいて、前記ガス拡散抑制部への検
出ガスの拡散を制限する拡散単孔を形成した拡散制限通
路部を除いて、遮蔽する遮蔽体を設け、前記ガス拡散抑
制部は、前記拡散制限通路部で拡散制限された検出ガス
の前記検出電極への拡散流量を制限する多孔質セラミッ
クス層で形成したエンジンの排気成分センサを提供す
る。
【００１０】本発明は、固体電解質体，検出電極と基準
電極を対向させた濃淡電池，濃淡加熱ヒータおよび前記
検出電極を被覆するガス拡散抑制部からなるエンジンの
排気成分センサにおいて、前記ガス拡散抑制部と、該ガ
ス拡散抑制部への検出ガスの拡散流量を制限する拡散単
孔を形成した拡散制限通路部を除いて、遮蔽する遮蔽体
とからガス拡散抑制体を構成し、該ガス拡散抑制体を前
記濃淡加熱ヒータと共に前記固体電解質体を基板として
互いに近接して配設したエンジンの排気成分センサを提
供する。
電極を対向させた濃淡電池，濃淡加熱ヒータおよび前記
検出電極を被覆するガス拡散抑制部からなるエンジンの
排気成分センサにおいて、前記ガス拡散抑制部と、該ガ
ス拡散抑制部への検出ガスの拡散流量を制限する拡散単
孔を形成した拡散制限通路部を除いて、遮蔽する遮蔽体
とからガス拡散抑制体を構成し、該ガス拡散抑制体を前
記濃淡加熱ヒータと共に前記固体電解質体を基板として
互いに近接して配設したエンジンの排気成分センサを提
供する。
【００１１】前記検出電極は、前記拡散単孔の垂直方向
投影をはずれて配設してある。
投影をはずれて配設してある。
【００１２】本発明は、平面長方形の板形状を有した固
体電解質体，板形状をなした検出電極と基準電極を対向
させた濃淡電池，濃淡電池加熱ヒータおよび前記検出電
極と被覆するガス拡散抑制部からなるエンジンの排気成
分センサにおいて、前記ガス拡散抑制部への検出対象ガ
スの拡散を、検出ガスの拡散流量を制限するスリットを
形成した拡散制限通路部を除いて、遮蔽する遮蔽体を設
け、前記ガス拡散抑制部は、長方体をなし、前記スリッ
ト部で拡散制限された検出ガスの前記検出電極への拡散
流量を制限する多孔質セラミックス層で形成したエンジ
ンの排気成分センサを提供する。
体電解質体，板形状をなした検出電極と基準電極を対向
させた濃淡電池，濃淡電池加熱ヒータおよび前記検出電
極と被覆するガス拡散抑制部からなるエンジンの排気成
分センサにおいて、前記ガス拡散抑制部への検出対象ガ
スの拡散を、検出ガスの拡散流量を制限するスリットを
形成した拡散制限通路部を除いて、遮蔽する遮蔽体を設
け、前記ガス拡散抑制部は、長方体をなし、前記スリッ
ト部で拡散制限された検出ガスの前記検出電極への拡散
流量を制限する多孔質セラミックス層で形成したエンジ
ンの排気成分センサを提供する。
【００１３】本発明は、固体電解質体，検出電極と基準
電極を対向させた濃淡電池および濃淡電池加熱ヒータを
含んで構成される排気成分センサにおいて、拡散単孔を
形成した第１の拡散抑制部と２％から６０％の気孔率を
有する第２の拡散抑制部とから構成されたガス拡散抑制
体を有するエンジンの排気成分センサを提供する。
電極を対向させた濃淡電池および濃淡電池加熱ヒータを
含んで構成される排気成分センサにおいて、拡散単孔を
形成した第１の拡散抑制部と２％から６０％の気孔率を
有する第２の拡散抑制部とから構成されたガス拡散抑制
体を有するエンジンの排気成分センサを提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる一実施例を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１５】図１は断面展開した状態を示し、図２はそ
の中心線の側面断面を示し、これらの図は横軸尺度を６
倍にして示してある。図に示すように、酸素イオン伝導
性の固体電解質体１１と、検出ガス（排気）２１にさら
される検出電極１２，リード１２′と、大気にさらされ
る基準電極１３，リード１３′と、検出電極１２に対抗
して形成されたガス拡散抑制部１４と、基準電極１３の
反対側に設けられた基準ガス（大気）ダクト１５と、固
体電解質体１１に設けたヒータ断熱層１６、その上側に
設けたヒータ絶縁層１７、その上側の濃淡電池加熱ヒー
タ１８ならびにヒータ保護層１９およびリード絶縁層２
０とから排気センサが構成される。ヒータ断熱層１６と
拡散制限部とは連通した空間内に作られており、ヒータ
保護層１９はガス拡散抑制部１４まで延在しており、ガ
ス拡散抑制部１４に対しては遮蔽体２２となる。
の中心線の側面断面を示し、これらの図は横軸尺度を６
倍にして示してある。図に示すように、酸素イオン伝導
性の固体電解質体１１と、検出ガス（排気）２１にさら
される検出電極１２，リード１２′と、大気にさらされ
る基準電極１３，リード１３′と、検出電極１２に対抗
して形成されたガス拡散抑制部１４と、基準電極１３の
反対側に設けられた基準ガス（大気）ダクト１５と、固
体電解質体１１に設けたヒータ断熱層１６、その上側に
設けたヒータ絶縁層１７、その上側の濃淡電池加熱ヒー
タ１８ならびにヒータ保護層１９およびリード絶縁層２
０とから排気センサが構成される。ヒータ断熱層１６と
拡散制限部とは連通した空間内に作られており、ヒータ
保護層１９はガス拡散抑制部１４まで延在しており、ガ
ス拡散抑制部１４に対しては遮蔽体２２となる。
【００１６】ガス拡散抑制部１４と遮蔽体２２とでガス
拡散抑制体２３が形成される。該ガス拡散抑制体２３を
前記濃淡電池加熱ヒータ１８と共前記固体電解質体１１
を基板（サブストレイト）として互いに近接した配置，
配設としている。
拡散抑制体２３が形成される。該ガス拡散抑制体２３を
前記濃淡電池加熱ヒータ１８と共前記固体電解質体１１
を基板（サブストレイト）として互いに近接した配置，
配設としている。
【００１７】このような構成において、ガス拡散抑制部
１４を、該ガス拡散抑制部１４への検出ガスの拡散流量
を制限する拡散単孔３１を形成し、もって拡散制限通路
部３２を形成する。
１４を、該ガス拡散抑制部１４への検出ガスの拡散流量
を制限する拡散単孔３１を形成し、もって拡散制限通路
部３２を形成する。
【００１８】本実施例にあっては、この拡散単孔３１に
よる拡散制限とガス拡散抑制部１４に設けた微細な連通
孔を有する多孔質セラミックス層による拡散制限とを組
み合わせて所要の拡散制限レベルを達成している。拡散
単孔３１内には微粒子へ流入を防ぐ目的で拡散流量の抑
制を支配しない程度に多孔質セラミックス層３３を充填
する。その場合に採用し得る気孔率は、例えば２０％で
ある。ガス拡散抑制部１４に設けた多孔質セラミックス
の気孔率は２％以上６０％以下が採用し得る。本実施例
の場合、気孔率５％を採用した。２％を下回ると検出ガ
スの透過力が弱すぎて十分な検出出力が得られなくな
り、６０％を超えると検出電極１２が検出ガスにより短
期間に劣化し、該検出電極１２の寿命が短くなるが、拡
散単孔３１の作用により気孔率を６０％より充分に低く
した多孔質セラミックスの採用が可能である。多孔質セ
ラミックス層３３は、セラミックス(ＳｉＯ2，ＺｒＯ2,
Ａｌ2Ｏ3，ＭｇＯなど）を主剤とし、結合剤としてガラ
ス(ＣａＯ，ＢａＯ，Ｂ2Ｏ3など)を組み合わせてペース
トを調整し、乾燥・焼成する。多孔質セラミックス層３
３は、ＭｇＡｌ2Ｏ4，ＺｒＯ4 などのセラミックス粉体
をプラズマ溶射により形成する。遮蔽体２２封止膜に部
分的に排気に開口させる拡散単孔３１を設け、該拡散単
孔が有する開口面積は、検出電極面積の１／５−１／２
とする。
よる拡散制限とガス拡散抑制部１４に設けた微細な連通
孔を有する多孔質セラミックス層による拡散制限とを組
み合わせて所要の拡散制限レベルを達成している。拡散
単孔３１内には微粒子へ流入を防ぐ目的で拡散流量の抑
制を支配しない程度に多孔質セラミックス層３３を充填
する。その場合に採用し得る気孔率は、例えば２０％で
ある。ガス拡散抑制部１４に設けた多孔質セラミックス
の気孔率は２％以上６０％以下が採用し得る。本実施例
の場合、気孔率５％を採用した。２％を下回ると検出ガ
スの透過力が弱すぎて十分な検出出力が得られなくな
り、６０％を超えると検出電極１２が検出ガスにより短
期間に劣化し、該検出電極１２の寿命が短くなるが、拡
散単孔３１の作用により気孔率を６０％より充分に低く
した多孔質セラミックスの採用が可能である。多孔質セ
ラミックス層３３は、セラミックス(ＳｉＯ2，ＺｒＯ2,
Ａｌ2Ｏ3，ＭｇＯなど）を主剤とし、結合剤としてガラ
ス(ＣａＯ，ＢａＯ，Ｂ2Ｏ3など)を組み合わせてペース
トを調整し、乾燥・焼成する。多孔質セラミックス層３
３は、ＭｇＡｌ2Ｏ4，ＺｒＯ4 などのセラミックス粉体
をプラズマ溶射により形成する。遮蔽体２２封止膜に部
分的に排気に開口させる拡散単孔３１を設け、該拡散単
孔が有する開口面積は、検出電極面積の１／５−１／２
とする。
【００１９】固体電解質体１１と白金リードとの触媒反
応を抑止する絶縁ガラス膜（リード絶縁層２０）と遮蔽
体２２との材料を共用することができる。ガラス封止膜
材は、ガラス（ＣａＯ，ＢａＯ，Ｂ2Ｏ3など）を主剤と
し、フィラとしてセラミックス（ＳｉＯ2，ＺｒＯ2，Ａ
ｌ2Ｏ3，ＭｇＯなど）を組み合わせると共に、多孔質セ
ラミックス材は、主剤としてＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，Ｚｒ
Ｏ2 を用いることができる。
応を抑止する絶縁ガラス膜（リード絶縁層２０）と遮蔽
体２２との材料を共用することができる。ガラス封止膜
材は、ガラス（ＣａＯ，ＢａＯ，Ｂ2Ｏ3など）を主剤と
し、フィラとしてセラミックス（ＳｉＯ2，ＺｒＯ2，Ａ
ｌ2Ｏ3，ＭｇＯなど）を組み合わせると共に、多孔質セ
ラミックス材は、主剤としてＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，Ｚｒ
Ｏ2 を用いることができる。
【００２０】図３は、空燃比センサおよび酸素センサと
して使用された排気成分センサの出力特性を示す。
（ａ）は、ステップ応答特性について、ステップ応答速
度を本発明適用の有無により比較した例で、図中の時定
数４０ｍｓは周波数特性（−３ｄＢコーナ周波数）が２
５Ｈｚに相当する。（ｂ）は、限界電流特性について濃
淡電池の印加電圧と拡散抑制電流を大気において測定し
た例を適用の有無について示す。いずれの線図において
も適用後のものが適用前のものに比べて優れていること
が判る。
して使用された排気成分センサの出力特性を示す。
（ａ）は、ステップ応答特性について、ステップ応答速
度を本発明適用の有無により比較した例で、図中の時定
数４０ｍｓは周波数特性（−３ｄＢコーナ周波数）が２
５Ｈｚに相当する。（ｂ）は、限界電流特性について濃
淡電池の印加電圧と拡散抑制電流を大気において測定し
た例を適用の有無について示す。いずれの線図において
も適用後のものが適用前のものに比べて優れていること
が判る。
【００２１】図４および図５は第２の実施例を示す。図
４は、断面展開した状態を示し、図５はその側面断面を
示す。図に示すように、固体電解質体１１と、検出ガス
にさらされる検出電極１２、そのリード１２′と、大気
にさらされる基準電極１３と、そのリード１３′と、検
出電極１２に対抗して形成されたガス拡散抑制部１４
と、基準電極１３の反対側に設けられた基準ガスダクト
１５と、リード絶縁層２０と、遮蔽体（ガス仕切り膜）
２２とから排気センサが構成される。
４は、断面展開した状態を示し、図５はその側面断面を
示す。図に示すように、固体電解質体１１と、検出ガス
にさらされる検出電極１２、そのリード１２′と、大気
にさらされる基準電極１３と、そのリード１３′と、検
出電極１２に対抗して形成されたガス拡散抑制部１４
と、基準電極１３の反対側に設けられた基準ガスダクト
１５と、リード絶縁層２０と、遮蔽体（ガス仕切り膜）
２２とから排気センサが構成される。
【００２２】このような構成において、ガス拡散抑制部
１４を、該ガス拡散抑制部への検出ガスの拡散流量を制
限する拡散単孔３１を形成し、もって拡散制限通路部３
２を形成する。この拡散制限通路部３２に多孔質セラミ
ックスからなる拡散抑制膜３５を配設する。この拡散抑
制膜３５は微粒子の流入を防ぐ。
１４を、該ガス拡散抑制部への検出ガスの拡散流量を制
限する拡散単孔３１を形成し、もって拡散制限通路部３
２を形成する。この拡散制限通路部３２に多孔質セラミ
ックスからなる拡散抑制膜３５を配設する。この拡散抑
制膜３５は微粒子の流入を防ぐ。
【００２３】第１の実施例，第２の実施例共、袋形検出
セルであり、検出電極１２は、前記拡散単孔３１の垂直
方向投影をはずして配設してある。
セルであり、検出電極１２は、前記拡散単孔３１の垂直
方向投影をはずして配設してある。
【００２４】図６および図７は、積層形検出セルに本発
明を適用した場合の実施例を示す。図６は、断面展開し
た状態を示し、図７はその側面断面を示す。図に示すよ
うに、平面長方形の板形状をなした固体電解質体１１
と、板形状をなした検出電極１２と、そのリード１２′
と、大気にさらされる基準電極１３と、そのリード１
３′と、検出電極１２に対抗して長方体に形成されたガ
ス拡散抑制部１４と、検出電極１２に接して設けたスリ
ット基板４１とから構成される。ガス拡散抑制部１４に
は多孔質セラミックスが配される。スリット基板４１に
形成されたスリットの気孔率は２０％が採用され、ガス
拡散抑制部１４の気孔率は５％〜２０％が採用される。
明を適用した場合の実施例を示す。図６は、断面展開し
た状態を示し、図７はその側面断面を示す。図に示すよ
うに、平面長方形の板形状をなした固体電解質体１１
と、板形状をなした検出電極１２と、そのリード１２′
と、大気にさらされる基準電極１３と、そのリード１
３′と、検出電極１２に対抗して長方体に形成されたガ
ス拡散抑制部１４と、検出電極１２に接して設けたスリ
ット基板４１とから構成される。ガス拡散抑制部１４に
は多孔質セラミックスが配される。スリット基板４１に
形成されたスリットの気孔率は２０％が採用され、ガス
拡散抑制部１４の気孔率は５％〜２０％が採用される。
【００２５】スリットの形状は高さ０.１mm ，深さ０.
８mm ，幅３.０mm を採用し得る。多孔質セラミックス
は、多孔質Ａｌ2Ｏ3焼結体を採用し得、電極形状は深さ
４.０mm，幅２.０mm を採用し得る。
８mm ，幅３.０mm を採用し得る。多孔質セラミックス
は、多孔質Ａｌ2Ｏ3焼結体を採用し得、電極形状は深さ
４.０mm，幅２.０mm を採用し得る。
【００２６】このようにしてスリット基板４１に設けた
スリットによって第１の拡散抑止機能が与えられ、ガス
拡散抑制部１４によって第２の拡散抑止機能が与えられ
て所要の拡散制限レベルが達成される。
スリットによって第１の拡散抑止機能が与えられ、ガス
拡散抑制部１４によって第２の拡散抑止機能が与えられ
て所要の拡散制限レベルが達成される。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、検出ガスの拡散を抑制する手
段として拡散単孔と多孔セラミックスによる連通孔の集
合を組み合わせている。拡散を抑制する微細な連通孔の
集合より、拡散単孔の方が適している。このようにする
ことによって周波数応答性を遅らせることなく所要の流
量まで拡散を抑制することができ、かつ両者の組み合わ
せによる拡散抑制によって酸素イオン電流の限界電流域
をできるだけ平坦にして高い検出精度を維持することの
できるエンジンの排気センサを提供することができる。
段として拡散単孔と多孔セラミックスによる連通孔の集
合を組み合わせている。拡散を抑制する微細な連通孔の
集合より、拡散単孔の方が適している。このようにする
ことによって周波数応答性を遅らせることなく所要の流
量まで拡散を抑制することができ、かつ両者の組み合わ
せによる拡散抑制によって酸素イオン電流の限界電流域
をできるだけ平坦にして高い検出精度を維持することの
できるエンジンの排気センサを提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の断面展開図。
【図２】図１のＡＡ断面図。
【図３】空燃比センサおよび酸素センサの出力特性図。
【図４】本発明の第２の実施例の断面展開図。
【図５】図４のＡＡ断面図。
【図６】本発明の第３の実施例の断面図。
【図７】図６のＡＡ断面図。
１１…固体電解質体、１２…検出電極、１２′…リー
ド、１３…基準電極、１３′…リード、１４…ガス拡散
抑制部、１５…基準ガス（大気）ダクト、１６…ヒータ
断熱層、１７…ヒータ絶縁層、１８…濃淡電池加熱ヒー
タ、１９…ヒータ保護層、２０…リード絶縁層、２２…
遮蔽体、２３…拡散抑制体、３１…拡散単孔、３２…拡
散制限通路部、３３…多孔質セラミックス、３５…拡散
抑制膜、４１…スリット基板。
ド、１３…基準電極、１３′…リード、１４…ガス拡散
抑制部、１５…基準ガス（大気）ダクト、１６…ヒータ
断熱層、１７…ヒータ絶縁層、１８…濃淡電池加熱ヒー
タ、１９…ヒータ保護層、２０…リード絶縁層、２２…
遮蔽体、２３…拡散抑制体、３１…拡散単孔、３２…拡
散制限通路部、３３…多孔質セラミックス、３５…拡散
抑制膜、４１…スリット基板。
Claims (5)
- 【請求項１】固体電解質体，検出電極と基準電極を対向
させた濃淡電池，濃淡電池加熱ヒータおよび前記検出電
極を被覆するガス拡散抑制部からなるエンジン排気成分
センサにおいて、 前記ガス拡散抑制部への検出ガスの拡散を、制限する拡
散単孔を形成した拡散制限通路部を除いて、遮蔽する遮
蔽体を設け、 前記ガス拡散抑制部は、前記拡散制限通路部で拡散制限
された検出ガスの前記検出電極への拡散流量を制限する
多孔質セラミックス層で形成したことを特徴とするエン
ジンの排気成分センサ。 - 【請求項２】固体電解質体，検出電極と基準電極を対向
させた濃淡電池，濃淡電池加熱ヒータおよび前記検出電
極を被覆するガス拡散抑制部からなるエンジンの排気成
分センサにおいて、 前記ガス拡散抑制部と、該ガス拡散抑制部への検出ガス
の拡散流量を制限する拡散単孔を形成した拡散制限通路
部を除いて、遮蔽する遮蔽体とからガス拡散抑制体を構
成し、 該ガス拡散抑制体を前記濃淡電池加熱ヒータと共に前記
固体電解質体を基板として互いに近接して配設したこと
を特徴とするエンジンの排気成分センサ。 - 【請求項３】請求項１または２において、 前記検出電極は、前記拡散単孔の垂直方向投影をはずれ
て配設してあることを特徴とするエンジンの排気成分セ
ンサ。 - 【請求項４】平面長方形の板形状をなした固体電解質
体，板形状をなした検出電極と基準電極を対向させた濃
淡電池，濃淡電池加熱ヒータおよび前記検出電極と被覆
するガス拡散抑制部からなるエンジンの排気成分センサ
において、 前記ガス拡散抑制部への検出ガスの拡散を、検出ガスの
拡散流量を制限するスリットを形成した拡散制限通路部
を除いて、遮蔽する遮蔽体を設け、 前記ガス拡散抑制部は、長方体をなし、前記スリット部
で拡散制限された検出ガスの前記検出電極への拡散流量
を制限する多孔質セラミックス層で形成したことを特徴
とするエンジンの排気成分センサ。 - 【請求項５】固体電解質体，検出電極と基準電極を対向
させた濃淡電池および濃淡電池加熱ヒータを含んで構成
される排気成分センサにおいて、 拡散単孔を形成した第１の拡散抑制部と２％から６０％
の気孔率を有する第２の拡散抑制部とから構成されたガ
ス拡散抑制体を有することを特徴とするエンジンの排気
成分センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10275144A JP2000105214A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | エンジンの排気成分センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10275144A JP2000105214A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | エンジンの排気成分センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000105214A true JP2000105214A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17551304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10275144A Pending JP2000105214A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | エンジンの排気成分センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000105214A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006503308A (ja) * | 2002-12-19 | 2006-01-26 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | センサ素子 |
| JP2008020282A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ素子およびガスセンサ |
| JP2009036754A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-02-19 | Ngk Spark Plug Co Ltd | アンモニアガスセンサ |
| JP2020030122A (ja) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | ガスセンサ素子 |
-
1998
- 1998-09-29 JP JP10275144A patent/JP2000105214A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006503308A (ja) * | 2002-12-19 | 2006-01-26 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | センサ素子 |
| JP2008020282A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ素子およびガスセンサ |
| JP2009036754A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-02-19 | Ngk Spark Plug Co Ltd | アンモニアガスセンサ |
| JP2020030122A (ja) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | ガスセンサ素子 |
| JP7089988B2 (ja) | 2018-08-23 | 2022-06-23 | 株式会社Soken | ガスセンサ素子 |
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