JP2014077740A - ガルバニ電池式ガスセンサおよびガルバニ電池式ガスセンサの陽極の作製方法並びにガス検知器 - Google Patents

Abstract

【課題】所期のセンサ寿命が得られるガルバニ電池式ガスセンサおよび当該ガスセンサの陽極の作製方法並びに当該ガスセンサを具えたガス検知を提供すること。
【解決手段】陽極がケーシングのガス取入口を封止する撥水性を有するガス透過性隔膜の接液側の面に配置された陰極と電解液を介して配置された構成のガルバニ電池式ガスセンサにおいて、陽極は、電解液に対して耐蝕性を有する導電材料よりなり、対角線方向が互いに同方向に延びる複数の矩形状またはひし形状のものを含む複数の貫通孔が形成された面状の保持部材の一面および他面の各々に鉛よりなる電極層が形成されてなり、各々の電極層は、当該陽極における各々の電極層は、超音波による振動方向を矩形状またはひし形状の貫通孔の対角線方向と一致させた状態で行われる超音波溶着によって各々の貫通孔内に形成された柱状の連結部を介して、互いに接合された構成とされている。
【選択図】図６

Description

本発明は、ガルバニ電池式ガスセンサ、および、ガルバニ電池式ガスセンサの陽極の作製方法、並びに、ガルバニ電池式ガスセンサを具えたガス検知器に関する。

現在、小型化または薄型化されたガルバニ電池式ガスセンサが提案されている。例えば、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による電極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、隔膜を露出させるようにケースに収容して構成されたものが知られている（特許文献１参照。）。

この種のガルバニ電池式ガスセンサにおいては、例えば検知対象ガスが酸素である場合には、陽極の電極層を構成する鉛は酸化反応により酸化鉛となるが電解液成分と反応し塩もしくは水酸化物の形で電解液中に溶解する。したがって、電解液中の塩もしくは水酸化物濃度が飽和し酸化鉛が溶解しなくなると、鉛の酸化反応が進行しなくなりセンサとしての寿命が尽きる。また、鉛が消耗して無くなった場合も同様にセンサとしての反応が起こらなくなりセンサとしての寿命が尽きることなる。

特開２００２−０５５０７７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の陽極においては、鉛層が剥がれやすく、ガルバニ電池式ガスセンサを所期のセンサ寿命を有するものとして構成することができないという問題がある。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、所期のセンサ寿命を得ることのできるガルバニ電池式ガスセンサを提供することにある。
本発明の他の目的は、鉛よりなる電極層が保持部材より剥がれることが防止されて所期の機能が維持される陽極を確実に作製することのできる陽極の作製方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、所期のガス検知を安定して行うことのできるガス検知器を提供することにある。

本発明のガルバニ電池式ガスセンサは、一方に開口するガス取入口が撥水性を有するガス透過性隔膜によって封止されて内部に電解液が収容される電解液収容空間が形成されたケーシングと、当該ケーシング内において、当該ガス透過性隔膜の接液側の面に配置された陰極と、当該陰極と電解液を介して配置された板状の陽極とを具えてなるガルバニ電池式ガスセンサにおいて、
前記陽極は、前記電解液に対して耐蝕性を有する導電材料よりなる面状の保持部材と、当該保持部材の一面および他面の各々に形成された鉛よりなる電極層とよりなり、
当該保持部材には、対角線方向が互いに同方向に延びる複数の矩形状またはひし形状のものを含む複数の貫通孔が形成されており、
当該保持部材の一面側に位置される電極層および当該保持部材の他面側に位置される電極層は、当該保持部材における各々の貫通孔内に形成された柱状の連結部を介して、互いに接合されていることを特徴とする。

本発明のガルバニ電池式ガスセンサにおいては、前記陽極における保持部材が、貫通孔の開口面積の総和の、当該保持部材における電極層形成面の面積に対する割合が１０〜３０％である構成とされていることが好ましい。

本発明のガルバニ電池式ガスセンサの陽極の作製方法は、上記のガルバニ電池式ガスセンサの陽極の作製方法であって、
対角線方向が互いに同方向に延びる複数の矩形状またはひし形状のものを含む複数の貫通孔が形成された面状の保持部材の一面および他面の各々に、各々鉛よりなる板状の電極層形成材料を積重し、
超音波による振動方向を当該保持部材における矩形状またはひし形状の貫通孔の長対角線方向と一致させて超音波溶着を行うことによって、当該保持部材における各々の貫通孔内に柱状の連結部を形成して当該一面側の電極層形成材料と当該他面側の電極層形成材料とを接合する工程を有することを特徴とする。

本発明のガス検知器は、上記のガルバニ電池式ガスセンサを具えてなることを特徴とする。

本発明のガルバニ電池式ガスセンサによれば、保持部材における矩形状またはひし形状の貫通孔内に形成された柱状の連結部は当該貫通孔の内周面に密着した状態で形成されているので、一面側電極層と他面側電極層との接合強度が高くなり、センサの使用に伴って電極層が保持部材より剥がれることを確実に防止することができ、従って、ガルバニ電池式ガスセンサを所期のセンサ寿命を有するものとして構成することができる。

本発明のガルバニ電池式ガスセンサの陽極の作製方法によれば、矩形状またはひし形状の貫通孔の長対角線方向に沿った超音波の振動によって、電極層形成材料における保持部材との界面部分が溶解されて当該貫通孔内に連結部が形成される際に、当該貫通孔の角部によるいわばアンカー効果が得られるので、電極層形成材料同士を例えば丸形の貫通孔が形成されたものに比して高い強度で接合することができ、センサの使用に伴って、電極層が保持部材より剥がれることを抑制することができて所期の機能が維持されるものを確実に作製することができる。

本発明のガス検知器によれば、所期の寿命を有するものとして構成された上記のガルバニ電池式ガスセンサを具えているので、所期のガス検知を安定して行うことができる。

本発明のガルバニ電池式ガスセンサの一構成例を示す断面図である。 図１に示すガルバニ電池式ガスセンサにおける電極構造体の構成を、圧力調整膜を省略した状態で、示す平面図である。 図１に示すガルバニ電池式ガスセンサにおける陽極の構成を示す、（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。 図３に示す陽極を構成する保持部材の一構成例を示す平面図である。 図３に示す陽極の連結部形成用ひし形貫通孔における接合状態を示す断面図である。 図３に示す陽極の作製方法を説明するための図である。 本発明のガス検知器の一構成例を示す断面図である。 参考実験例において用いた参考用の陽極を構成する保持部材の構成例を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のガルバニ電池式ガスセンサの一構成例を示す断面図である。図２は、図１に示すガルバニ電池式ガスセンサにおける電極構造体の構成を、圧力調整膜を省略した状態で、示す平面図である。
このガルバニ電池式ガスセンサ１０は、例えば酸素を検知対象ガスとするものであって、全体が略円柱型の外装体１１を具えている。外装体１１は、端壁の中央部にガス導入用貫通孔１２ａが形成された略有底円筒型の外装体本体１２と、開口端に鍔部１３ａを有する有底円筒型の外装体キャップ１３とにより構成されている。外装体キャップ１３は、外装体本体１２内の開口縁部に嵌挿されており、外装体本体１２の開口縁部がカシメられて、外装体本体１２および外装体キャップ１３の両者が、鍔部１３ａの他面（外面）側に装着された電気絶縁性を有するリング状のパッキン１５が介在する状態で固定されている。外装体本体１２および外装体キャップ１３は、例えばステンレス鋼などの金属材料により構成されている。

外装体１１内には、全体が略円筒型に構成された電極構造体２０が嵌挿されて配置されていると共に、この電極構造体２０の外方側の位置において、円板状の回路基板１８が外装体１１の中心軸に対して垂直に延びるよう配置されている。

回路基板１８には、一面（電極構造体２０と対向する面）に、後述する陰極３８のリード線４６ａおよび陽極３０のリード線４６ｂが接続される導電パターン（図示せず）が形成されており、他面（外装体キャップ１３と対向する面）に、陽極３０に接続する陽極用導電パターン（図示せず）および陰極３８に接続する陰極用導電パターン（図示せず）が形成されている。そして、他面に形成された陰極用導電パターンに、外装体キャップ１３の鍔部１３ａの一面（内面）が弾接されている。

電極構造体２０は、端壁の中央部に形成された貫通孔によりガス取入口２１ａが構成された有底円筒型のケーシング２１を具えている。ケーシング２１は、例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂材料により構成されている。
ケーシング２１の内部には、電解液が収容される電解液収容空間Ｓと区画された２つの空間部２２ａ，２２ｂが互いに対向する位置において、各々ケーシング２１の周壁の一部が利用されて形成されている。

ケーシング２１の端壁の外面には、当該ケーシング２１におけるガス取入口２１ａを覆うよう、陰極３８が設けられている。
陰極３８は、接ガス部を形成する円板状の電極体３８ａとこの電極体３８ａの周縁部より径方向外方に向かって例えば直線状に伸びる端子片部分３８ｂを有する陰極形成材料の、電極体３８ａが球面状に成形されて構成されている。陰極形成材料は、例えばステンレス鋼よりなる基材の表面に金が付着されてなるものである。
陰極３８は、電極体３８ａが外方に向かって凸となる状態で配置されており、陰極３８の端子片部分３８ｂが、ケーシング２１の端壁の肉厚中を当該端壁に沿って径方向に延び、先端部が軸方向に屈曲されてケーシング２１の一方の空間部２２ａ内に導出されている。

ケーシング２１の端壁の外面には、さらに撥水性を有するガス透過性隔膜４０が、ケーシング２１が内部に嵌挿された状態で装着される有底円筒型のキャップ２８によって陰極３８の電極体３８ａの外面に押し付けられた状態で、設けられており、これにより、ケーシング２１におけるガス取入口２１ａが封止されている。キャップ２８には、端壁における陰極３８の電極体３８ａに対向する位置に、ガス導入用貫通孔２８ａが形成されており、陰極３８の電極体３８ａが当該ガス導入用貫通孔２８ａに嵌め込まれた状態とされている。

ガス透過性隔膜４０は、例えばＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂により構成されている。ここに、ガス透過性隔膜４０の厚みは、例えば１３〜２５μｍである。

ケーシング２１の周壁における開口端面には、段部２４が形成されている。この段部２４の平坦面上には、撥水性を有する圧力調整膜４２が張設されており、これにより、ケーシング２１内に電解液が収容される電解液収容空間Ｓが形成されている。この圧力調整膜４２は、例えばガス透過性隔膜４０の構成材料として例示したフッ素系樹脂により構成されており、周縁部が例えば熱溶着によりケーシング２１に固定されている。

ケーシング２１の端壁の内面には、例えばビニロン不織布がガス取入口２１ａを構成する貫通孔を覆うよう設けられている。このビニロン不織布は、センサの使用に伴う鉛の溶解によって、陰極３８の電極体３８ａに鉛カスが付着することを防止するためのものである。

また、ケーシング２１の端壁の内面には、２つの円柱状の陽極支持部２５が互いに離間した位置において軸方向に延びるよう（垂立して）形成されており、当該陽極支持部２５によって、全体が板状の陽極３０がケーシング２１の中心軸に垂直に延びる姿勢で支持されている。陽極３０の具体的な構成については後述する。

ケーシング２１の周壁には、ケーシング２１内の一方の空間部２２ａおよび他方の空間部２２ｂにそれぞれ連通する接続端子装着用貫通孔２３ａ，２３ｂが径方向に延びるよう形成されており、接続端子装着用貫通孔２３ａ，２３ｂ内には、ロッド状の接続端子４５ａ，４５ｂが装着されている。一方の接続端子４５ａの先端には、陰極３８の端子片部分３８ｂが電気的に接続されている。また、他方の接続端子４５ｂは、先端部が他方の空間部２２ｂを区画する隔壁を貫通して延び、電解液保持部材４１の他面（陽極３０側の面）に接触した状態で設けられている。そして、他方の接続端子４５ｂの先端部は、後述する陽極３０における保持部材３１のリード接続部３１ｃに電気的に接続されている。一方の空間部２２ａおよび他方の空間部２２ｂは、例えばエポキシ樹脂系の接着剤４７が充填されて封止されている。

陰極３８のリード線４６ａは、一端部がケーシング２１の外周面に露出される一方の接続端子４５ａの外端面に接続された状態においてケーシング２１の周壁に沿って軸方向外方に延び、他端側部分が径方向内方に向かって折り曲げられてケーシング２１の開口端面に沿って延びるよう配設されている。陰極３８のリード線４６ａの他端部は、回路基板１８の一面に形成された導電パターンに接続されている。
また、陽極３０のリード線４６ｂは、ケーシング２１の外周面に露出される他方の接続端子４５ｂの外端面に一部が接続された状態において、一端側部分がケーシング２１の周壁に沿って軸方向外方に延び、キャップ２８の周面に沿って折り曲げられてキャップ２８の外面に沿って延びるよう配設されていると共に、他端側部分がケーシング２１の周壁に沿って軸方向外方に延び、さらに径方向内方に向かって折り曲げられてケーシング２１の開口端面に沿って延びるよう配設されている。陽極３０のリード線４６ｂの他端部は、回路基板１８の一面に形成された導電パターンに接続されている。陰極３８のリード線４６ａおよび陽極３０のリード線４６ｂは、ケーシング２１の段部２４に配置された例えばＯ−リングよりなるシール部材１９によって回路基板１８に対して押圧されている。

而して、上記のガルバニ電池式ガスセンサ１０における陽極３０は、図３に示すように、電解液に対して耐蝕性を有する導電材料、例えばニッケルよりなる板状の保持部材３１と、この保持部材３１の一面および他面の各々に設けられた、電極層を構成する鉛よりなる一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂとにより構成されている。

保持部材３１には、対角線方向が互いに同方向に延びる複数の矩形状またはひし形状のものを含む複数の連結部形成用貫通孔が形成されていると共に、ケーシング２１における陽極支持部２５が嵌挿される陽極支持部挿入用貫通孔３３が形成されている。
この例における保持部材は、図４に示すように、長手方向（図４における左右方向）における両端縁がケーシング２１の内周縁に沿った円弧状に形成された略平板状であって、幅方向（図４における上下方向）の両側縁に切欠きが形成された形態を有する。一方の切欠きは、ケーシング２１の一方の空間部２２ａを区画する隔壁の外周縁に沿った形態を有する。各々の側部３１ａの略中央位置に陽極支持部挿入用貫通孔３３が形成されている。陽極支持部挿入用貫通孔３３の形成位置に対して長手方向外方側の領域において４つの連結部形成用丸形貫通孔３２ａが幅方向に例えば等間隔毎に並んで形成されている。幅方向における陽極支持部挿入用貫通孔３３の、一方の側縁側の位置に連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂが長対角線方向が幅方向に一致する状態で形成されていると共に、他方の側縁側の位置に連結部形成用丸形貫通孔３２ａが形成されている。さらに、長手方向における陽極支持部挿入用貫通孔３３の内方側であって他方の側縁側の領域に１つの連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂが長対角線方向が幅方向と一致する状態で形成されている。中央部３１ｂには、幅方向における一方の側縁側の領域において、７つの連結部形成用丸形貫通孔３２ａが千鳥格子状に並んで形成されている。

保持部材３１における各々の連結部形成用丸形貫通孔３２ａは、例えば互いに同一の大きさの穴径を有する。
各々の連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂは、対角線方向が相互に一致する状態で形成されている。
保持部材３１における連結部形成用貫通孔３２ａ，３２ｂの開口面積の総和の、保持部材３１の電極層形成面（電極板配置領域）の面積に対する割合は、例えば１０〜３０％であることが好ましく、より好ましくは１５〜３０％である。このような構成とされていることにより、一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂの十分な接合強度を確保しながら、電極板自体の変形が生じることを抑制することができる。一方、当該割合が過小である場合には、鉛（電極板）の保持力が弱く、外部からの衝撃によって電極板が保持部材３１より剥がれてしまいやすくなり、また、当該割合が過大である場合には、保持部材３１の機械的強度が低くなり、陽極３０自体の形状を維持することが困難となる。
また、すべての連結部形成用貫通孔に占める連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂの割合は、例えば１５〜１００％であることが好ましい。このような構成とされることにより、一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂの十分な接合強度を確実に得ることができて、使用に伴って電極板が保持部材３１より剥がれることを確実に防止することができる。

一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂは、保持部材３１における連結部形成用貫通孔３２ａ，３２ｂ内に形成された柱状の連結部３７により互いに接合されている。具体的には、保持部材３１の連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂ内においては、図５（ａ）に示すように、連結部３７は連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂの内周面に密着した状態で形成されている。一方、保持部材３１の連結部形成用丸形貫通孔３２ａ内においては、図５（ｂ）に示すように、連結部３７は連結部形成用丸形貫通孔３２ａの内周面との間に微小な空隙Ｃが介在する状態で形成されている。

一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂは、幅方向における他方の側縁側の切欠きが保持部材３１の当該切欠きより大きく形成されていることの他は、保持部材３１と略同一の外形形状を有する。したがって、上記の陽極３０においては、保持部材３１の中央部３１ｂの一部が外部に露出された状態とされており、これにより、他方の接続端子４５ｂとのリード接続部３１ｃが形成されている。
また、一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂには、保持部材３１における陽極支持部挿入用貫通孔３３と連続する陽極支持部挿入用貫通孔３６ａ，３６ｂが形成されている（図６（ａ）参照。）。
一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂの厚さは、例えば所期のセンサ寿命に相当する量との関係において適宜設定することができる。

上記構成の陽極３０は、次のようにして作製することができる。
先ず、図６（ａ）に示すように、鉛よりなる板状の電極層形成材料における所定の位置に、陽極支持部挿入用貫通孔３６ａ，３６ｂを形成することにより、一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂを作製すると共に、例えばニッケルよりなる板状の保持部材形成材料における所定の位置に、連結部形成用丸形貫通孔３２ａおよび連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂ並びに陽極支持部挿入用貫通孔３３を形成することにより、保持部材３１を作製する。ここに、保持部材３１は、例えばエッチング加工、プレス加工等により作製することができる。
次いで、図６（ｂ）に示すように、保持部材３１の一面に一面側電極板３５ａを積重して配置すると共に、保持部材３１の他面に他面側電極板３５ｂを積重して配置し、超音波による振動方向（図６（ｂ）において白抜きの矢印で示す。）を、保持部材３１の連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂの長対角線方向と一致させて超音波溶着を行うことにより、保持部材３１の連結部形成用丸形貫通孔３２ａおよび連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂの各々の内部に柱状の連結部３７を形成して一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂを接合し、以て、上記構成の陽極３０を得ることができる。ここに、超音波の周波数は例えば１５〜４０ｋＨｚであり、超音波の発振時間は例えば０．１〜０．３秒間である。なお、超音波による振動方向を例えば連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂの短対角線方向（長手方向）と一致させて超音波溶着を行う場合には、電極板が振動方向に延伸されることに起因する寸法ズレによってケーシング２１内に収容することができなくなることがある。

而して、上記の陽極３０は、保持部材３１の連結部形成用ひし形貫通孔３２ａの長対角線方向に沿った超音波の振動によって、一面側電極板３５ａにおける保持部材３１との界面部分および他面側電極板３５ｂにおける保持部材３１との界面部分が溶解されて連結部形成用ひし形貫通孔３２ａ内に柱状の連結部３７が形成される際に、連結部形成用ひし形貫通孔３２ａの角部によるいわばアンカー効果が得られるので、保持部材３１における連結部形成用ひし形貫通孔３２ｂ内に形成された柱状の連結部３７は、連結部形成用ひし形貫通孔の内周面に密着した状態で形成されることとなる。このため、一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂを例えば丸形の貫通孔が形成されたものに比して高い強度で接合することができ、センサの使用に伴って、電極板が保持部材３１より剥がれることを抑制することができて所期の機能を確実に維持することができるものとなる。また、陽極３０を作製工程において寸法ズレが生ずることを確実に抑制することができる。
従って、上記の陽極３０を具えてなる上記構成のガルバニ電池式ガスセンサ１０によれば、センサの使用に伴って一面側電極板３５ａおよび他面側電極板３５ｂが保持部材３１より剥がれることを確実に防止することができ、ガルバニ電池式ガスセンサ１０を所期のセンサ寿命を有するものとして構成することができる。

以下、上記のガルバニ電池式ガスセンサ１０を具えてなる本発明のガス検知器について説明する。
図７は、本発明のガス検知器の一構成例を示す断面図である。
このガス検知器は、裏面側ハウジング部材５１と、この裏面側ハウジング部材にリング状パッキングを介して連結固定される表面側ハウジング部材５２とにより構成される、全体が扁平なハウジングを具えている。表面側ハウジング部材５２の左側領域には、ブザー配置部５２ａが形成されており、このブザー配置部５２ａ内に収容された状態で警報用ブザー５３がその発音部が上面側となるよう配置されている。そして、表面側ハウジング部材５２の右側領域には、図７において上端が開口する円筒状のセンサ配置部５２ｂが形成されており、このセンサ配置部５２ｂ内に収容された状態で、上記のガルバニ電池式ガスセンサ１０が、センサ配置部５２ｂに着脱自在に嵌合されたセンサキャップ５２ｃにより固定された状態で保持されている。図７において、５５は平板状の制御用回路基板、５６はパネル状表示機構、５８は駆動用電源を構成するいわゆるボタン型の電池である。

而して、上記のガス検知器によれば、所期の寿命を有するものとして構成された上記のガルバニ電池式ガスセンサ１０を具えているので、所期のガス検知を安定して行うことができる。

以下、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
＜実験例１＞
図３および図４に示す構成に従って、本発明に係るガルバニ電池式ガスセンサ用の陽極（３０）を作製した。この陽極（３０）の具体的構成は次に示す通りである。

〔保持部材（３１）〕
・材質：ニッケル、
・厚み：０．１ｍｍ、
・連結部形成用丸形貫通孔（３２ａ）の穴径：φ０．５ｍｍ、数：１７個、
・連結部形成用ひし形貫通孔（３２ｂ）の長対角線方向の開口寸法：１．２ｍｍ、短対角線方向の開口寸法：０．７ｍｍ、数：４個（すべての連結部形成用貫通孔に占める連結部形成用ひし形貫通孔の割合：約１９％）、
・連結部形成用貫通孔（３２ａ，３２ｂ）の開口面積の総和の、保持部材（３１）の電極板配置領域の面積に対する割合：１３．５％
〔一面側電極板（３５ａ）および他面側電極板（３５ｂ）〕
・材質：鉛、
・厚み：０．５ｍｍ、
・保持部材との対接面の面積：約２９ｍｍ^２、
・鉛量：約２年間のセンサ寿命に相当する量
〔超音波溶着の処理条件〕
・超音波による振動方向：連結部形成用ひし形貫通孔の長対角線方向、
・超音波の周波数：３９．５ｋＨｚ、
・超音波の発振時間：０．１８秒間

上記の陽極を用い、図１に示す構成に従って、本発明に係るガルバニ電池式ガスセンサを作製し、当該ガルバニ電池式ガスセンサについて、以下に示すセンサ寿命試験を行ったところ、陽極の鉛量に応じた所期のセンサ寿命が得られることが確認された。
＜センサ寿命試験＞
温度２５℃の酸素濃度が１００％である環境下に、ガルバニ電池式ガスセンサを動作させた状態で当該ガルバニ電池式ガスセンサを放置する（５倍の加速試験）。
そして、５カ月間が経過した時点において、陽極を構成する電極板（鉛）の一部分であっても保持部材（ニッケル板）によって保持されていることが確認された場合には、鉛量に応じた所期のセンサ寿命が得られたものであるとして評価を行った。

＜参考実験例１＞
上記実験例１において、図８に示すよう構成に従って作製した参考用の保持部材（３１１）を用いたことの他は、上記実験例１に係るものと同一の構成を有する参考用の陽極を作製した。当該参考用の陽極の保持部材（３１１）における連結部形成用丸形貫通孔（３２ａ）の穴径は、φ０．５ｍｍであり、連結部形成用丸形貫通孔（３２ａ）の数は２３個である（連結部形成用貫通孔（３２ａ）の開口面積の総和の、保持部材（３１）の電極板配置領域の面積に対する割合：９％程度）。
この参考用の陽極を用いたことの他は、上記実験例１に係るものと同一の構成を有するガルバニ電池式ガスセンサを作製し、このガルバニ電池式ガスセンサについて、実験例１と同様の方法によりセンサ寿命試験を行ったところ、５カ月が経過した時点において、保持部材によって保持された電極板部分は存在しておらず、陽極の鉛量に応じた所期のセンサ寿命より短くなることが確認された。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、陽極における保持部材は、板状のものではなく、例えば金網などを用いることができる。また、材質は電解液に対する耐食性を有するものであれば、ニッケルに限定されるものではなく、例えばステンレス鋼を用いることもできる。さらにまた、保持部材における連結部形成用貫通孔の形状は、ひし形状に限定されるものではなく、矩形状であってもよい。

１０ ガルバニ電池式ガスセンサ
１１ 外装体
１２ 外装体本体
１２ａ ガス導入用貫通孔
１３ 外装体キャップ
１３ａ 鍔部
１５ パッキン
１８ 回路基板
１９ シール部材
２０ 電極構造体
２１ ケーシング
２１ａ ガス取入口
Ｓ 電解液収容空間
２２ａ 一方の空間部
２２ｂ 他方の空間部
２３ａ，２３ｂ 接続端子装着用貫通孔
２４ 段部
２５ 陽極支持部
２８ キャップ
２８ａ ガス導入用貫通孔
３０ 陽極
３１，３１１ 保持部材
３１ａ 側部
３１ｂ 中央部
３１ｃ リード接続部
３２ａ 連結部形成用丸形貫通孔
３２ｂ 連結部形成用ひし形貫通孔
３３ 陽極支持部挿入用貫通孔
３５ａ 一面側電極板（電極層）
３６ａ 陽極支持部挿入用貫通孔
３５ｂ 他面側電極板（電極層）
３６ｂ 陽極支持部挿入用貫通孔
３７ 連結部
３８ 陰極
３８ａ 電極体
３８ｂ 端子片部分
４０ ガス透過性隔膜
４１ 電解液保持部材
４２ 圧力調整膜
４５ａ 一方の接続端子
４５ｂ 他方の接続端子
４６ａ，４６ｂ リード線
４７ 接着剤
５１ 裏面側ハウジング部材
５２ 表面側ハウジング部材
５２ａ ブザー保持部
５２ｂ センサ配置部
５２ｃ センサキャップ
５３ 警報用ブザー
５５ 制御用回路基板
５６ パネル状表示機構
５８ 電池

Claims (4)

1. 一方に開口するガス取入口が撥水性を有するガス透過性隔膜によって封止されて内部に電解液が収容される電解液収容空間が形成されたケーシングと、当該ケーシング内において、当該ガス透過性隔膜の接液側の面に配置された陰極と、当該陰極と電解液を介して配置された板状の陽極とを具えてなるガルバニ電池式ガスセンサにおいて、
   前記陽極は、前記電解液に対して耐蝕性を有する導電材料よりなる面状の保持部材と、当該保持部材の一面および他面の各々に形成された鉛よりなる電極層とよりなり、
   当該保持部材には、対角線方向が互いに同方向に延びる複数の矩形状またはひし形状のものを含む複数の貫通孔が形成されており、
   当該保持部材の一面側に位置される電極層および当該保持部材の他面側に位置される電極層は、当該保持部材における各々の貫通孔内に形成された柱状の連結部を介して、互いに接合されていることを特徴とするガルバニ電池式ガスセンサ。
2. 前記陽極における保持部材は、貫通孔の開口面積の総和の、当該保持部材における電極層形成面の面積に対する割合が１０〜３０％であるものあることを特徴とする請求項１に記載のガルバニ電池式ガスセンサ。
3. 請求項１または請求項２に記載のガルバニ電池式ガスセンサの陽極の作製方法であって、
   対角線方向が互いに同方向に延びる複数の矩形状またはひし形状のものを含む複数の貫通孔が形成された面状の保持部材の一面および他面の各々に、各々鉛よりなる板状の電極層形成材料を積重し、
   超音波による振動方向を当該保持部材における矩形状またはひし形状の貫通孔の長対角線方向と一致させて超音波溶着を行うことによって、当該保持部材における各々の貫通孔内に柱状の連結部を形成して当該一面側の電極層形成材料と当該他面側の電極層形成材料とを接合する工程を有することを特徴とするガルバニ電池式ガスセンサの陽極の作製方法。
4. 請求項１または請求項２に記載のガルバニ電池式ガスセンサを具えてなることを特徴とするガス検知器。

Images