JP2012068069A - Gas sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor.
従来のガスセンサとして例えば特許文献1には、母材となる略円柱状のロッド(基体部)に酸素測定部(ガス濃度測定部)とヒータ部とが積層される検出素子を備え、前記測定部をヒータ部により加熱することで、検出可能となった酸素濃度を測定部で測定するようにした酸素センサが開示されている。 As a conventional gas sensor, for example, Patent Document 1 includes a detection element in which an oxygen measuring unit (gas concentration measuring unit) and a heater unit are stacked on a substantially cylindrical rod (base unit) serving as a base material, and the measuring unit An oxygen sensor is disclosed in which the oxygen concentration that can be detected by heating the heater is measured by the measurement unit.
この種の構造では、測定部を早期に活性化させる、即ち、ヒータ部により測定部を速やかに昇温させて、より早くガス濃度を検出可能な状態にすることが求められている。 In this type of structure, it is required to activate the measurement unit at an early stage, that is, to quickly raise the temperature of the measurement unit by the heater unit so that the gas concentration can be detected earlier.
このような要求を実現する一つの方策として、従来ではヒータ部の蛇腹状のヒータパターンの間隔を近接化することで、発熱範囲を局所的に集中化させ、測定部に伝達する熱量を高められるようにしていた。 As one measure for realizing such a requirement, conventionally, the heat generation range is locally concentrated by increasing the interval between the bellows-like heater patterns of the heater unit, and the amount of heat transmitted to the measurement unit can be increased. It was like that.
しかしながら、ヒータ部は検出素子のロッド(基体部)に、例えばスクリーン印刷等の工法によりパターン化されて形成されるのであるが、この場合、近接部分の印刷にじみを回避する必要がある。このように、蛇腹状のヒータパターンの間隔を近接化しようとしても、近接部分の間隔を狭めるには自ずと限界があった。 However, the heater portion is formed by patterning on the rod (base portion) of the detection element, for example, by a method such as screen printing, but in this case, it is necessary to avoid printing bleeding in the adjacent portion. Thus, even if it tried to make the space | interval of a bellows-like heater pattern close, there was a limit to narrowing the space | interval of a proximity | contact part naturally.
そこで、本発明は、ヒータ容量を変えずに発熱範囲をより局所的に集中化させることの可能なガスセンサを得ることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to obtain a gas sensor that can concentrate the heat generation range more locally without changing the heater capacity.
上記目的を達成するために、本発明のガスセンサにあっては、ガス濃度を検出する検出素子が、少なくとも基体部と当該基体部に積層されるヒータ部とを備えたガスセンサにおいて、前記ヒータ部を、二層構造としたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the gas sensor of the present invention, in the gas sensor in which the detection element for detecting the gas concentration includes at least a base part and a heater part laminated on the base part, the heater part is It is characterized by having a two-layer structure.
本発明のガスセンサによれば、ヒータ部を二層構造としたので、従来と同じヒータ容量で、ヒータ部の発熱範囲をより局所的に集中化させることができる。 According to the gas sensor of the present invention, since the heater portion has a two-layer structure, the heat generation range of the heater portion can be more locally concentrated with the same heater capacity as in the past.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下では、ガスセンサとして、内燃機関を搭載した自動車の排気管に装着された空燃比検出用の酸素センサを例示する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, an oxygen sensor for air-fuel ratio detection mounted on an exhaust pipe of an automobile equipped with an internal combustion engine will be exemplified as a gas sensor.
図1〜図6は、本発明の一実施形態にかかる酸素センサを示した図である。まずは図1を参照して、本実施形態にかかる酸素センサの概略構成について説明する。 FIGS. 1-6 is the figure which showed the oxygen sensor concerning one Embodiment of this invention. First, a schematic configuration of the oxygen sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図1に示すように、酸素センサ1は、ロッド形状(長尺円柱状)の検出素子2と、端子部7およびリード線4が組み付けられた筒状の絶縁碍子5とを備えている。
As shown in FIG. 1, the oxygen sensor 1 includes a rod-shaped (long cylindrical)
検出素子2の軸方向一方側(図1中左側)には、酸素測定部(ガス濃度測定部)2bが形成されている一方、軸方向他方側(図中右側)には、接続端部2aが形成されている。また、検出素子2の軸方向他方側(図1中右側)の表面としての外周面2xには、複数の電極部6が露出して設けられている。
An oxygen measuring part (gas concentration measuring part) 2b is formed on one axial side (left side in FIG. 1) of the
電極部6は、酸素測定部2bに電気的に接続されている。電極部6は、検出素子2が備える後述する参照電極層2i、検出電極層2jに対して一つずつ設けられるとともに検出素子2が備える後述するヒータ部2pに対して2つ設けられており、合計4つ設けられている。かかる構成によって、端子部7およびリード線4は2対ずつの合計4つずつ設けられている。
The
絶縁碍子5の軸方向一方側の端面5cには、軸方向他方側に向けて凹む凹部5fが形成されている。この凹部5fの内周面5aに沿って、端子部7の鉤状に屈曲された部分が複数配置され、これら複数の端子部7の間に検出素子2の接続端部2aが嵌合されるようになっている。
The
すなわち、検出素子2と絶縁碍子5とが組み付けられた状態では、端子部7の鉤状に屈曲された部分が、絶縁碍子5の凹部5fの内周面5aと接続端部2aの外周面2xとの間に形成される空間部Sに配置され、当該内周面5aと外周面2x上に露出した電極部6との間に挟持されるようになっている。
That is, in the state where the
端子部7は、このように挟持されて生じる反発力によって電極部6に圧接され、以て、当該電極部6と電気的に接続される。そして、この端子部7は、軸方向他方側で、結合部14を介してリード線4内の芯線4aに電気的に接続されている。すなわち、酸素測定部2bは、電極部6、端子部7、および結合部14を介して、リード線4内の芯線4aと電気的に接続されている。
The terminal portion 7 is pressed against the
また、検出素子2はホルダ8の中心孔8aに嵌挿されている。このとき、検出素子2の酸素測定部2bはホルダ8の一方側(図1中左側)に露出している。一方、検出素子2の接続端部2aはホルダ8の他方側(図1中右側)に露出しており、この接続端部2aが絶縁碍子5の凹部5fの底面5gに対して軸方向に空隙部S1をあけて挿入されるようになっている。よって、検出素子2と絶縁碍子5との組み付け時、または組み付け後に例えば車両の振動等によって検出素子2が移動した場合においても、絶縁碍子5の凹部5fの底面5gに検出素子2が接触することが無い。また、検出素子2と絶縁碍子5とが組み付けられた状態では、ホルダ8と絶縁碍子5とが軸方向に相互に突き当てられ、ホルダ8の軸方向他方側の端面8cと絶縁碍子5の軸方向一方側の端面5cとが相互に当接するようになっている。
The
酸素測定部2bは、ホルダ8に溶接(9g)や加締め等で固定された二重管構造に構成された有底円筒状のプロテクタ9で覆われている。
The
プロテクタ9は、例えば金属材料、セラミックス材料等によって形成された有底円筒状の内側プロテクタ9aおよびこの内側プロテクタ9aが挿入された円筒状の外側プロテクタ9bを有している。このプロテクタ9は、ホルダ8の先端側に配置され、その内周側に、ホルダ8から突出する検出素子2の突出端側が挿入されている。
The
外側プロテクタ9bの先端側9eは、内側プロテクタ9aに向けて径方向内向きに縮径されており、この縮径部位に、内側プロテクタ9aの外周側に隙間嵌めで嵌合される円形状の嵌合開口9fが設けられている。
The
このように、内側プロテクタ9aおよび外側プロテクタ9bによって検出素子2の突出端側を覆うことで、酸素測定部2bを排気ガス中の異物等から保護することができる。
In this way, by covering the protruding end side of the
このプロテクタ9には、ガス流通用の流通孔9cが形成されている。検出ガスはその流通孔9cを経由してプロテクタ9内に進入して、酸素測定部2bの周囲に到達する。
The
また、ホルダ8の中心孔8aの軸方向他端側(図1中右側)には拡径部10が形成されている。この拡径部10に設けられた充填材11によって、検出素子2と中心孔8aの周面との間の隙間の気密が保持されるようになっている。即ち、充填材11がシール部として機能している。この充填材11は、例えばステアタイトまたはタルクと呼ばれるセラミックス材料の粉体である。
Further, a diameter-expanded
絶縁碍子5の凹部5fの底部5bには、端子部7の固定部7bを挿入する取付穴12が周方向に等間隔をもって複数(本実施形態では4箇所)形成されている。このように複数の端子部7を周方向に等分配して配置することで、これら複数の端子部7の間に挟持される検出素子2を凹部5fの中心に配置しやすくしている。
A plurality of mounting holes 12 (four in the present embodiment) are formed at equal intervals in the circumferential direction on the
絶縁碍子5の外周は略筒状のケーシング13で覆われている。このケーシング13の軸方向一端(図1中左端)側の開口部13aは、ホルダ8の外周面に嵌着され、レーザー溶接等で一体に結合されて密閉されている(13d)。一方、ケーシング13の他端(図1中右端)側は延長されて複数のリード線4の結合部14を覆い、その端部はそれらリード線4を加締め部13cによって気密状態で挿通するフッ素ゴム等の耐熱性のシールラバー15を径方向内向きに縮径させることによって閉塞されている。
The outer periphery of the insulator 5 is covered with a substantially
なお、絶縁碍子5と接続端部2aとの間に設けた空間部Sは、充填材11、シールラバー15およびケーシング13とホルダ8との嵌着部分13dによってほぼ気密性が保持されるが、リード線4の芯線4aと被覆材4bとの微少な隙間のみを介して外部と連通し、ケーシング13の内部に酸素濃度検出に用いる基準大気が導入されるようになっている。
The space S provided between the insulator 5 and the
端子部7の一端部7aは、結合部14から突出するリード板14aにスポット溶接されている。
One
また、端子部7の軸方向他方側(図1中左側)に設けた鉤状のばね部分は、絶縁碍子5の凹部5fの内周面5aと電極部6との間で挟持されて当該電極部6に圧接されており、このとき、端子部7は接触部P5で電極部6に接触している。
Further, the hook-shaped spring portion provided on the other axial side of the terminal portion 7 (left side in FIG. 1) is sandwiched between the inner
固定部7bは、例えば帯幅方向に拡幅して断面略C字状に丸めて形成されており、絶縁碍子5の取付穴12に嵌挿されるようになっている。
The fixing
上記構成の酸素センサ1は、ホルダ8の一端部に形成したねじ部8bを排気管18のねじ穴18aに螺入することで取り付けられ、この状態で、プロテクタ9で覆われた酸素測定部2bがその排気管18内に突出する。なお、ホルダ8と排気管18の外周面との間はガスケット16によってシールされる。
The oxygen sensor 1 having the above configuration is attached by screwing a
そして、排気管18内を流通する被測定ガスとしての排気ガスがプロテクタ9の流通孔9cから内部に流入すると、そのガス中の酸素濃度が酸素測定部2bによって電気信号として検出され、その電気信号の情報が2対のうちの1対の電極部6、端子部7、結合部14、およびリード線4を介して外部に取り出される。なお、残りの1対の電極部6、端子部7、結合部14、およびリード線4はヒータ部2pの加熱用として用いられる。
When the exhaust gas as the gas to be measured flowing in the
また、接続端部2aと絶縁碍子5とを組み付けるにあたっては、それら接続端部2aと絶縁碍子5とを検出素子2の軸方向に相互に近接する方向に、絶縁碍子5の端面5cがホルダ8の端面8cに突き当たる組付位置(図1)まで相対移動させる。このとき接続端部2aは、凹部5f内に挿入されるとともに、当該凹部5fの内周面5aに沿って配置された複数(本実施形態では検出素子2の周方向に90°おきに配置された四つ)の端子部7によって挟持されることになる。
Further, when assembling the connection end 2 a and the insulator 5, the
なお、本実施形態では、検出素子2の接続端部2aの先端にはその全周に亘って面取り2yが施されている。これにより、接続端部2aの先端と端子部7との接触角度が浅くなって、当該先端あるいは端子部7の損傷が抑制される。
In the present embodiment, the tip of the
また、本実施形態では、図1に示すように、ケーシング13と絶縁碍子5との間に、弾性部材17を介在させている。弾性部材17は、本実施形態では、円環状に形成されたOリングであり、絶縁碍子5にその外周を取り囲むようにして嵌着される。弾性部材17の断面形状は、略C字状となっている。なお、弾性部材17は、Oリングに限ることなく、例えばCリング等であっても良い。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an
この弾性部材17は、絶縁碍子5とケーシング13との間に挟持されて弾性的または弾塑性的な反発力を生じさせ、絶縁碍子5をケーシング13に対してホルダ8側、すなわち軸方向一方側(図1中左側)に押し付ける力を生じさせている。これにより、絶縁碍子5はホルダ8の端面8cに強固に固定されている。
The
また、この弾性部材17は、絶縁碍子5の外周とケーシング13の内周との間に挟持されているため、絶縁碍子5の中心軸の直交方向(図1中上下方向)への振動を抑制することができる。排気管18から伝達される振動のレベルが大きい場合、特に2輪車のような高周波の振動が生じる場合には、絶縁碍子5および端子部7の変位が増大し、端子部7がへたり易くなる虞があるが、本実施形態では、この弾性部材17によって、絶縁碍子5の振動を抑制するとともに端子部7による絶縁碍子5の振動抑制効果と協働して、より端子部7のへたりを抑制することができる。
Further, since the
また、本実施形態では、絶縁碍子5の外周の、軸方向一方側の端面5cと他方側の端面5dの間となる位置に、ホルダ8側とは反対側(軸方向他方側、図1中右側)に向けて小径となる段差部5eを設けてある。そして、ケーシング13にも、ホルダ8とは反対側に向けて小径となる段差部13bを設け、段差部5eに弾性部材17を装着して、当該段差部5eと段差部13bとによって弾性部材17を挟持するようにしてある。
Further, in the present embodiment, the outer periphery of the insulator 5 is positioned between the
酸素センサ1は、ホルダ8の一端部に形成したねじ部8bを排気管18のねじ穴18aに螺入することで取り付けられる。酸素センサ1が車両の排気管18に搭載された場合、排気管18から伝達される振動の振幅は排気管18から離間するほど(すなわちリード線4側ほど)大きくなって、排気管18に近付くほど(固定端ほど)小さくなる。本実施形態では、段差部5eを設けて弾性部材17を排気管18側により近付けて配置することができる分、振幅がより小さい位置で振動の抑制を図ることができるため、振動抑制効果をより増大させることができ、弾性部材17もより小型化したものを使用することができる。
The oxygen sensor 1 is attached by screwing a
さらに、本実施形態では、弾性部材17を、複数の端子部7を取り囲むように、これら端子部7に対して検出素子2の中心軸の径方向外側に配置している。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、段差部5eに、軸方向に対して傾斜する傾斜面(軸方向一方側へ向かうほど拡径されるテーパ面)を設け、この傾斜面に弾性部材17を装着してある。このため、弾性部材17によって、絶縁碍子5に軸方向ならびに径方向の双方に弾性力を作用させることができ、比較的簡素な構成によって絶縁碍子5のホルダ8への押し付けと振動抑制との双方の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the stepped
次に、本発明の特徴部分である検出素子2について説明する。
Next, the
図2〜図6に示すように、検出素子2は、母材となる細長い円柱ロッド状の基体部2cと、この基体部2cに積層されるヒータ部2pおよび酸素測定部2bによって概ね構成されている。検出素子2は、このようにロッド状に形成されることにより、酸素センサ1をよりコンパクトな構成とすることができるとともに、取り付け時の方向やガスの流れ方向等による影響を受けなくすることができる。
As shown in FIG. 2 to FIG. 6, the
基体部2cは、絶縁材料であるアルミナ等のセラミック材料により形成されており、本実施形態では、中実ロッド状となっている。そして、本実施形態では、この基体部2cに二層構造のヒータ部2pが積層されるようになっている。
The
具体的には、ヒータ部2pは、基体部2cの表面2j上に積層される第1のヒータパターン2dと、この第1のヒータパターン2dに絶縁層2rを介して積層される第2のヒータパターン2eとを備えている。
Specifically, the
一対のヒータパターン2d、2eは、例えばアルミナを混合した白金等の発熱性導体材料からなり、基体部2cの外周側に曲面印刷等の手段を用いて形成される。これら一対のヒータパターン2d、2eには、基体部2cの先端側(検出素子2の軸方向一端側)に、後述する酸素測定部(ガス濃度測定部)2bを局所的に温めるための蛇腹状のパターン2kが形成される一方で、このパターン2kの基端部2mから基体部2cの基端側(検出素子2の軸方向他端側)に向けて延びるリード部2sが形成されている。そして、これら一対のリード部2s、2sの基端部が電極部6となっており、これらの電極部6が図1に示すように各端子部7に接続される。そして、一対のヒータパターン2d、2eは、外部のヒータ電源(図示せず)から各リード部2sを介して給電されることにより、例えば約720〜800℃程度の温度に基体部2cを含めた全体を発熱させるようになっている。
The pair of
また、図4に示すように、一対のヒータパターン2d、2eのうちの蛇腹状のパターン2kが設けられる部位には、絶縁層2rが介在される。この絶縁層2rは、例えばアルミナ等のセラミックス材料を曲面印刷等の手段で基体部2cの外周側に厚膜印刷することにより形成される。本実施形態では、同一形状の一対のヒータパターン2d、2wを左右対称に印刷することによって、一対のリード部2s、2sが重なり合わないようにしつつ、絶縁層2rを一対の蛇腹状のパターン2k間に印刷することで、これら一対のヒータパターン2d、2eを絶縁保護している。なお、一対のヒータパターン2d、2eは、蛇腹状のパターン2kの先端部2n同士を接続することで、導通を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 4, an insulating
また、図4に示すように、基体部2cの外周側には前述のヒータ部2pの基体部2cに対する投影面と重畳する位置(即ち、基体部2cの軸方向でヒータ部2pと重なる位置)に絶縁層2t、空気通過層2fならびに酸素測定部2b等が曲面印刷等の手段を用いて形成される。
Further, as shown in FIG. 4, on the outer peripheral side of the
絶縁層2tは、前述の絶縁層2rと同じ材料(例えばアルミナ等のセラミックス材料)のものが用いられており、蛇腹状のパターン2kを外側から被覆して保護するようになっている。また、本実施形態では、基体部2cの外周側に積層される絶縁層2rが、酸素測定部2bの対向した基体部2c側において、第2のヒータパターン2eを被覆する絶縁層2tから露出されている。
The insulating
空気通過層2fは、例えばアルミナの粉体(所定重量%のジルコニアの粉体を混合してもよい)からなるペースト状物を曲面印刷等の手段を用いて厚膜印刷することにより形成される。この空気通過層2fは、酸素測定部2bが備える固体電解質層2hに向けて基準ガスである外気(大気)を導くものである。
The
そして、空気通過層2fは連続気泡からなる空孔を有して多孔質構造に形成され、検出素子2の周囲を流れる被測定ガスの一部を、図4に示す基端側の端面から先端側へと空気通過層2fの内部に拡散させつつ、この被測定ガスを酸素測定部2bに向けて透過させる機能を有している。
The
酸素測定部2bは、ヒータ部2pの発熱により活性化する酸素イオン伝導性の固体電解質層2hと、この固体電解質層2hの内側に位置する参照電極層2gと、この参照電極層2gに対して固体電解質層2hの外側に位置する検出電極層2iとを備えている。
The
参照電極層2gおよび検出電極層2iは、それぞれが白金等からなる導電性で、かつ酸素が通過できる材料により形成される。そして、参照電極層2gおよび検出電極層2iにはそれぞれリード部2x、2yが一体的に延設されており、これらのリード部2x、2yによって参照電極層2gと検出電極層2iとの間に現れた出力電圧を検出できるようになっている。詳細には、それぞれのリード部2x、2yの先端側が参照電極(内側電極)2vおよび検出電極(外側電極)2wとなっており、基端側が各端子部7に接続される電極部6となっている。
Each of the
そして、本実施形態では、図4〜図6に示すように、酸素測定部(濃度測定部)2bを構成する前述の参照電極(内側電極)2v、固体電解質層2h、検出電極(外側電極)2wを、一対の蛇腹状のパターン2k(ヒータ部2p)の面積範囲内に積層させるようにしている。
And in this embodiment, as shown in FIGS. 4-6, the above-mentioned reference electrode (inner electrode) 2v,
固体電解質層2hは、例えばジルコニアの粉体中に所定重量%のイットリアの粉体を混合させてペースト状物により形成される。そして、固体電解質層2hは、参照電極層2gと検出電極層2iとの間で、周囲の酸素濃度差に応じた起電力を発生させ、その厚さ方向に酸素イオンを輸送する。これにより、固体電解質層2hと一対の電極である参照電極層2gおよび検出電極層2iとによって、酸素濃度を電気信号として取り出す酸素測定部2bを形成している。
The
このようにして構成された本実施形態の酸素センサ1では、まずはヒータ部2pの発熱により酸素測定部2の固体電解質層2hを活性化して酸素濃度を検出可能な状態する。そして、排気管18内を流通する被測定ガスとしての排気ガスがプロテクタ9の流通孔9cから内部に流入すると、そのガス内の酸素が検出素子2の酸素測定部2bに入り込む。すると、酸素測定部2bがガスの酸素濃度を測定し、この測定した酸素濃度を電気信号に変換した後、この電気信号の情報が電極部6、端子部7、結合部14、およびリード線4を介して外部に取り出される。
In the oxygen sensor 1 of the present embodiment configured as described above, first, the
以上の構成により、本実施形態のガスセンサとしての酸素センサ1では、ヒータ部2pを二層構造としたので、従来と同じヒータ容量でヒータ部2pの発熱範囲をより局所的に集中化させることができる。
With the above configuration, in the oxygen sensor 1 as the gas sensor of the present embodiment, the
つまり、従来のヒータ部102pでは、図7に示すように、蛇腹状のパターン102kの印刷にじみa、bによって、これ以上、発熱範囲を狭めて局所的に集中化させることはできなかった。すなわち、従来のヒータ部102pでは、印刷方向B、Cのどちら側から印刷したとしても蛇腹状のパターン102kの印刷時に、図7に示すように、印刷方向B、Cに印刷にじみa、bが形成される恐れがあった。この時に、蛇腹状のパターン102kどうしの間隔が狭いと、印刷にじみa、bによってパターン102kどうしが短絡してしまうため、ある程度の幅をとらなければならず、発熱範囲を狭めることができなかった。なお、同図中、符号102sはリード部、106は電極部である。
That is, in the
これに対し、本実施形態の酸素センサ1では、ヒータ部2pを二層構造としたことで、図3に示すように、一対の蛇腹状のパターン2kを重ね合わせることができるようになる。これにより、ヒータ容量を変えずに発熱範囲を狭めてより局所的に集中化させることができる。例えば、本実施形態の場合には、図7に示すパターン102kと比べて、一対の蛇腹状のパターン2kの軸方向の長さが約1/2となるようにしている。また、パターン2kの発熱範囲が、基体部2c外周の1/2以下となるようにしている。したがって、酸素測定部2bに伝達する熱量をより高めることができるようになり、酸素測定部2bを速やかに昇温して、より早く酸素濃度を検出可能な状態にすることができる。
On the other hand, in the oxygen sensor 1 of the present embodiment, since the
また、本実施形態では、参照電極(内側電極)2v、固体電解質層2h、検出電極(外側電極)2wで構成される酸素測定部(濃度測定部)2bを、基体部2cの軸方向でヒータ部2p(一対の蛇腹状のパターン2k)と重なる位置に積層させるようにしている。そのため、ヒータ部2pの熱量を酸素測定部2bに伝達し易くすることができる。
In the present embodiment, the oxygen measuring unit (concentration measuring unit) 2b including the reference electrode (inner electrode) 2v, the
さらにまた、本実施形態では、一対の蛇腹状のパターン2k間には絶縁層2rが介在されるが、この絶縁層2rは電熱性の高いアルミナ等のセラミックス材料により形成されている。そのため、酸素測定部2bに対する熱量の伝達を阻害することがない。
Furthermore, in this embodiment, an insulating
また、本実施形態では、図3に示すように、一対の蛇腹状のパターン2kの帯板2l、2lを基体部2cの軸方向で一致させているが、図8に示すように、一方のパターン2kの帯板2l間に他方のパターン2kの帯板2lが入り込むようにして、互い違いに重ね合わせるようにしてもよい。こうすれば、ヒータ部2pのスクリーン曲面印刷作業をより簡素に行うことができる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the strips 2l and 2l of the pair of bellows-
さらにまた、本実施形態では、基体部2cが円柱ロッド状に形成されており、酸素測定部2bを、基体部2cの周方向でヒータ部2p(一対の蛇腹状のパターン2k)と同じ位置に積層させている。そのため、酸素測定部2bが基体部2cを挟んでヒータ部2pと対向して設けられる場合と比べて、ヒータ部2pの熱量を酸素測定部2bに伝達し易くすることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
なお、本実施形態では、酸素測定部2bをヒータ部2pと同じ位置に積層させるようにしたが、図9に示すように、酸素測定部2bを基体部2cの周方向でヒータ部2p(一対の蛇腹状のパターン2k)と対向する位置に積層させるようにしてもよい。この場合、ヒータ部2pの熱量は、対向部の中心Xからその径外側に向かって次第に熱量が減少する分布を表示するので、この場合にあっても、ヒータ部2pを二層構造としたことによる効果は得ることができる。なお、酸素測定部2bとヒータ部2p(一対の蛇腹状のパターン2k)との相対位置は、これに限定されず、例えば基体部2cの周方向で互いにずらして配置するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ガスセンサとして酸素センサを例示したが、これに限らず、例えばNOxやHC等の他のガス成分濃度を検出できるガスセンサにあっても本発明を適用することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the oxygen sensor is exemplified as the gas sensor. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a gas sensor that can detect other gas component concentrations such as NOx and HC.
1 酸素センサ(ガスセンサ)
2 検出素子
2b 酸素測定部(濃度測定部)
2c 基体部
2d 第1のヒータパターン
2e 第2のヒータパターン
2h 固体電解質層
2p ヒータ部
2v 参照電極(内側電極)
2w 検出電極(外側電極)
1 Oxygen sensor (gas sensor)
2
2w detection electrode (outer electrode)
Claims (4)
前記ヒータ部を、二層構造としたことを特徴とするガスセンサ。 In the gas sensor in which the detection element for detecting the gas concentration includes at least a base part and a heater part laminated on the base part,
A gas sensor characterized in that the heater section has a two-layer structure.
前記ガス濃度測定部を、前記基体部の軸方向で前記ヒータ部と重なる位置に積層させたことを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ。 A solid electrolyte layer activated by heat generation of the heater section; an outer electrode formed on an outer surface of the solid electrolyte layer; and an inner electrode formed on the inner side of the solid electrolyte layer facing the outer electrode layer. With a gas concentration measurement unit
The gas sensor according to claim 1, wherein the gas concentration measurement unit is stacked at a position overlapping the heater unit in the axial direction of the base body.
前記ガス濃度測定部を、前記基体部の周方向で前記ヒータ部と同じ位置に積層させたことを特徴とする請求項2に記載のガスセンサ。 The base portion is formed in a cylindrical rod shape,
The gas sensor according to claim 2, wherein the gas concentration measuring unit is stacked at the same position as the heater unit in a circumferential direction of the base unit.
前記ガス濃度測定部を、前記基体部の周方向で前記ヒータ部と対向する位置に積層させたことを特徴とする請求項2に記載のガスセンサ。 The base portion is formed in a cylindrical rod shape,
The gas sensor according to claim 2, wherein the gas concentration measuring unit is stacked at a position facing the heater unit in a circumferential direction of the base unit.
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Cited By (4)
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015200647A (en) * | 2014-04-07 | 2015-11-12 | イノチップ テクノロジー シーオー エルティディー | sensor |
US9417202B2 (en) | 2014-04-07 | 2016-08-16 | Innochips Technology Co., Ltd. | Sensor |
US10015841B2 (en) | 2014-09-24 | 2018-07-03 | Point Engineering Co., Ltd. | Micro heater and micro sensor and manufacturing methods thereof |
US10281418B2 (en) | 2015-09-04 | 2019-05-07 | Point Engineering Co., Ltd. | Micro heater and micro sensor |
CN106680332A (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-17 | 普因特工程有限公司 | Micro heater, micro sensor and micro sensor manufacturing method |
EP3168607A1 (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-17 | Point Engineering Co., Ltd. | Micro heater, micro sensor and micro sensor manufacturing method |
US10241094B2 (en) | 2015-11-11 | 2019-03-26 | Point Engineering Co., Ltd. | Micro heater, micro sensor and micro sensor manufacturing method |
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