JP2002055077A - ガルバニ電池式ガスセンサー - Google Patents
ガルバニ電池式ガスセンサーInfo
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/404—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
Abstract
ること。 【解決手段】 被検出ガスが流入可能で、かつ撥水性を
有する隔膜8の背面に配置された陰極2と、電解液に対
して耐蝕性を有する導電材料の一部をリード7となるよ
うに残して電解メッキにより鉛層を形成して構成された
陽極6と、陰極2と陽極6との間に挿入されで電解液を
含浸したシート5とを、隔膜8を露出させるように導電
性ケース13、18に収容して構成されている。
Description
能な陰極と陽極とを電解液に封止したガルバニ電池型ガ
スセンサーに関する。
322835号公報に見られるように、酸性電解液を収容する
容器を兼ねたホルダに窓を形成し、ここに撥水性のフッ
素系高分子薄膜で封止して隔膜とし、その電解液側に
金(Au)からなる陰極を、また陰極から隔離された位
置に鉛からなる陽極を配置して構成されている。
電解液を収容する関係上、液密性が求められるため、封
止構造が複雑となり、また電極材料として鉛を使用する
ため、その加工上から無用に大型化し、容器を小型化す
ることが極めて困難であった。すなわち、陽極Aは、図
5に示したように鋳造等により一端側に突出する棒状部
Bを形成したり、また耐電解液性が高い金属の棒B’を
電極本体に植設することが必要となり、センサー寿命に
比較して陽極のサイズが大きく、センサーの薄型化が困
難であった。 本発明は、このような問題に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、陽極をセ
ンサー寿命に相当するサイズに形成し、もって薄型化が
可能なガルバニ電池式ガスセンサーを提供することであ
る。
るために本発明においては、被検出ガスが流入可能で、
かつ撥水性を有する隔膜の背面に配置された陰極と、電
解液に対して耐蝕性を有する導電材料の一部をリードと
なるように残して電解メッキにより鉛層を形成して構成
された陽極と、前記陰極と陽極との間に配置されて電解
液を含浸保持するシートとを、前記隔膜を露出させるよ
うにケースに収容して構成されている。
鉛量をメッキ時間により正確に管理してセンサー寿命に
相当する適切な量の鉛を有する陽極となり、センサーを
薄型化することができる。
した実施例に基づいて説明する。図1は、本発明のガル
バニ電池式センサーの一実施例を示すものであって、有
底状筒状体として形成された電極取付け枠1は、図2に
示したようにその上面中心部に陰極2の外周にほぼ一致
し、かつ陰極2の上面を若干突出させて保持できる貫通
孔3が形成されている。この電極取付け枠1の貫通孔3
の上部には、上面2aを球面に成形された陰極2が嵌め
込まれ、そのリード4が電極取付け枠1の上面、及び周
面を沿わせて他端に延設されている。なお、リード4
は、電極取付け枠1の上面1aを非放射方向に延びるよ
うに引出され、比較的長い距離を電極取付け枠1の上面
に接触されている。
用のシート5と、後述する陽極6が積層されている。こ
の陽極6のリード7は、電極取付け枠1に穿設された貫
通孔1bから引出され、若干、図2に示したように径方
向に対してズレるように配置されている。
着剤を塗布し、取付け枠1の表面形状より若干小さく、
かつ通気性を備え、さらに貫通孔3の径よりも大きな撥
水膜8、例えばフッ化プロピレン共重合体膜が電極取付
け枠1に固定されている。なお、余分な接着剤は、貫通
孔3より外側に形成された環状の溝1cに収容されて、
陰極2に流れ込むのが防止されている。
えた有底状の電気絶縁性弾性材、例えばゴムからなるキ
ャップ10が嵌装されている。このキャップ10は、そ
の裏面側が取付け枠1の表面形状と凹凸関係を形成する
ように構成されており、また陰極2は、その表面が略球
面状に形成され、かつ取付け枠1の上面1aとほぼ同一
面に位置しているため、撥水膜8は、キャップ10に弾
圧された状態で球面状に張設されることになる。
電極取付け枠1の上面1aに形成された貫通孔1bから
引出され、さらにキャップ10の上部角部に形成された
貫通孔10aから引出されて陰極2のリード4に対向す
る位置までキャップ10の上面に沿うように延長され
(図2において一点鎖線で示す符号7’で示す状態)、
キャップ10の周面に沿うように折り曲げられて、凹部
10bから内部に引き込まれている。このようにリード
7を引き回すことにより、後述する金属製キャップ本体
13との接触面積を可及的に大きくしてキャップ13と
確実な導電関係を形成できる。
段差部1dに封止用高分子膜12、例えば四フッ化エチ
レン重合体膜を落とし込んで封止され、陰極2に対向す
る領域に窓13aを備えた金属製キャップ本体13に嵌
装され、電解液の封じ込め構造が形成された外側には回
路基板14が配置されている。
は図3(イ)に示したように陰極2及び陽極6のリード
4、7と接続される接続パターン15、16が形成さ
れ、また裏面には図3(ロ)に示したように外周側に陽
極6に接続する環状の導電パターン15’が、中心に陰
極に接続する端子用導電パターン16’が形成されてい
る。またこれら導電パターン15’、16’の間には中
継端子17が形成され、温度補償用感温抵抗R1や出力
規格用抵抗R2が接続されている。
する金属製ボトムキャップ18が装填され、その外側に
リング状電気絶縁板19を装填された状態で、金属製キ
ャップ本体13の開口部周囲がカシメられている。
ード7が金属製キャップ本体13の上部の底面、及び内
面に接触して金属製キャップ本体13と導電関係を形成
し、また陰極2は、回路基板14の環状の導電パターン
16’に金属製ボトムキャップ18が弾接して導電関係
を形成するから、センサー出力をボタン電池と同様にキ
ャップの側部と、底部とから取り出すことが可能とな
る。
のであって、図4(イ)に示したように電解液に対して
耐蝕性を有し、かつ加工性と導電性と、陽極に対して電
気化学作用を有しない材料、例えば、ニッケル板を円環
状の電極形成部20とリード7とを有するようにプレス
加工やエッチング加工により成形し、図4(ロ)に示し
たように電極形成部20に、センサー寿命に相当する量
の鉛層21を形成して構成されている。
を200、HBF4を100、H3BO3を15、ゼラチ
ン0.2〜0.5の割合からなるメッキ浴を使用し、リー
ド7となる領域を液から引出した状態、またはレジスト
層等によりメッキ浴から遮蔽した状態で、センサー寿命
に相当する電荷量に相当する時間だけ通電すると、電極
形成部20の鉛量を適切に管理しつつ、非鉛層形成部を
リード7とする陽極6を構成することができる。
ておくか、または回路基板14を装填する前に取付け枠
1の開口から凹部11に注入されている。
は、被検出ガスが流入可能で、かつ撥水性を有する隔膜
の背面に配置された陰極と、電解液に対して耐蝕性を有
する導電材料の一部をリードとなるように残して電解メ
ッキにより鉛層を形成して構成された陽極と、陰極と陽
極との間に配置されて電解液を含浸保持するシートとを
ケースに収容して構成されているので、リード部を鉛板
から加工する手間がなく、また鉛量をメッキ時間により
正確に管理してセンサー寿命に相当する適切な量の鉛を
有する陽極となり、センサーを薄型化することができ
る。
例を示す断面図である。
成要素の斜視図である。
装填される回路基板の一実施例を、表裏の導電パターン
の構造で示す図である。
基体、及び陽極の一実施例を示す断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 被検出ガスが流入可能で、かつ撥水性を
有する隔膜の背面に配置された陰極と、電解液に対して
耐蝕性を有する導電材料の一部をリードとなるように残
して電解メッキにより鉛層を形成して構成された陽極
と、前記陰極と陽極との間に配置されて電解液を含浸保
持するシートとを、前記隔膜を露出させるようにケース
に収容して構成されたガルバニ電池式ガスセンサー。 - 【請求項2】 前記陰極が、上面を球面に成形され、中
央部に貫通孔を備えた有底状筒状部を有する電極取付け
枠の前記貫通孔の上部に嵌装され、また前記隔膜が前記
電極取付け枠の上面に載置され、中央部に貫通孔が形成
された弾性材料からなるキャップにより弾圧されて、前
記球面に沿うように張設されている請求項1に記載のガ
ルバニ電池式ガスセンサー。 - 【請求項3】 前記電極取付け枠の貫通孔の外周に環状
の凹部が形成され、また前記隔膜が前記凹部より外側で
接着剤により前記電極取付け枠に固定されている請求項
2に記載のガルバニ電池式ガスセンサー。 - 【請求項4】 前記陽極が前記電極取付け枠の有底筒状
部に収容され、前記リードが前記電極取付け枠から引出
され、前記電極取付け枠の上面とキャップとにより弾圧
挟持されて前記キャップからの細孔から外部に引出さ
れ、また前記陽極に接続するリードが前記電極取付け枠
と前記キャップとに挟持されて外部に引出されている請
求項2に記載のガルバニ電池式ガスセンサー。 - 【請求項5】 前記陽極のリードが前記ケースを構成す
る導電性ケース本体に接触し、また前記陰極のリードの
他端が回路基板に接続され、前記回路基板の導電パター
ンを介して前記ケースを構成する導電性ボトムキャップ
に接触し、さらに前記導電性ケース本体と前記導電性ボ
トムキャップとが相互に絶縁された状態でカシメにより
固着されている請求項4に記載のガルバニ電池式ガスセ
ンサー。 - 【請求項6】 前記回路基板には、前記ボトムキャップ
に対向する面の周縁部に前記陰極に接続する導電性パタ
ーンが形成され、また前記陽極と陰極に接続する抵抗が
設けられている請求項5に記載のガルバニ電池式ガスセ
ンサー。
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- 2000-12-14 DE DE60031972T patent/DE60031972T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-14 EP EP00311202A patent/EP1180682B1/en not_active Expired - Lifetime
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