JP2501169Y2 - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、酸素濃度の検出、例
えば自動車用燃焼機関の排ガス中における酸素濃度の検
出に利用される酸素センサに関するものである。
えば自動車用燃焼機関の排ガス中における酸素濃度の検
出に利用される酸素センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、雰囲気中の酸素濃度変化に対応し
て抵抗値が変化する金属酸化物を用いた酸素センサとし
ては、例えば、図５に示す模型的断面構造のものがあっ
た。
て抵抗値が変化する金属酸化物を用いた酸素センサとし
ては、例えば、図５に示す模型的断面構造のものがあっ
た。
【０００３】すなわち、この酸素センサ５１は、絶縁基
板５２の上に第Ｉ電極５３と第ＩＩ電極５４とを設け、
前記両電極５３，５４にまたがって前記絶縁基板５２の
上に雰囲気中の酸素濃度変化に対応して抵抗値が変化し
且つ触媒成分として白金（Ｐｔ）を含むＴｉＯ２金属酸
化物層５５を形成した構造をなすものである（特開昭６
２−５１６６号公報等）。
板５２の上に第Ｉ電極５３と第ＩＩ電極５４とを設け、
前記両電極５３，５４にまたがって前記絶縁基板５２の
上に雰囲気中の酸素濃度変化に対応して抵抗値が変化し
且つ触媒成分として白金（Ｐｔ）を含むＴｉＯ２金属酸
化物層５５を形成した構造をなすものである（特開昭６
２−５１６６号公報等）。
【０００４】そして、このような構造をなす酸素センサ
５１では、ＴｉＯ２金属酸化物層５５中に白金（Ｐｔ）
を含んでいない場合には、図６に破線で示すように、未
反応の酸素をわずかに含む燃料過剰側（リッチ側）の組
成から、酸素を多く含む空気過剰側（リーン側）の組成
への変化に対応して、すなわち、酸素濃度の漸次変化に
対応して、酸素センサの出力が次第に変化する特性とな
るのに対して、上記のようにＴｉＯ２金属酸化物層５５
中に白金（Ｐｔ）を含んでいることから、燃料過剰のリ
ッチ側における未反応の酸素が白金（Ｐｔ）の酸化触媒
作用によって酸化可能なガス例えばＨＣやＣＯと反応す
ることにより消費されることとなるので、図６に実線で
示すように、空気過剰率λ＝１（理論空燃比）を中心に
して酸素センサの出力が急変する特性となる。
５１では、ＴｉＯ２金属酸化物層５５中に白金（Ｐｔ）
を含んでいない場合には、図６に破線で示すように、未
反応の酸素をわずかに含む燃料過剰側（リッチ側）の組
成から、酸素を多く含む空気過剰側（リーン側）の組成
への変化に対応して、すなわち、酸素濃度の漸次変化に
対応して、酸素センサの出力が次第に変化する特性とな
るのに対して、上記のようにＴｉＯ２金属酸化物層５５
中に白金（Ｐｔ）を含んでいることから、燃料過剰のリ
ッチ側における未反応の酸素が白金（Ｐｔ）の酸化触媒
作用によって酸化可能なガス例えばＨＣやＣＯと反応す
ることにより消費されることとなるので、図６に実線で
示すように、空気過剰率λ＝１（理論空燃比）を中心に
して酸素センサの出力が急変する特性となる。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来構造の酸素センサ５１では、空気過剰率λ＝１
（理論空燃比）を中心にして酸素センサの出力に急変点
が得られるように、触媒成分として白金を含んだＴｉＯ
２金属酸化物層５５を検出素子として用いていたため、
雰囲気中、例えば燃焼機関の排ガスのＮＯｘ量が増加す
ると酸素センサの出力の急変点がリーン側（空気過剰
側、すなわち、図６の右側）にずれてしまい、理論空燃
比付近での安定した空燃比の制御が行えなくなるという
問題点があった。
うな従来構造の酸素センサ５１では、空気過剰率λ＝１
（理論空燃比）を中心にして酸素センサの出力に急変点
が得られるように、触媒成分として白金を含んだＴｉＯ
２金属酸化物層５５を検出素子として用いていたため、
雰囲気中、例えば燃焼機関の排ガスのＮＯｘ量が増加す
ると酸素センサの出力の急変点がリーン側（空気過剰
側、すなわち、図６の右側）にずれてしまい、理論空燃
比付近での安定した空燃比の制御が行えなくなるという
問題点があった。
【０００６】
【考案の目的】この考案は、上述した従来の問題点に着
目してなされたもので、雰囲気中、例えば燃焼機関の排
ガス中のＮＯｘ量が増加したときでも酸素センサ出力の
急変点がリーン側にシフトせず、酸素濃度の安定した検
出、例えば理論空燃比付近での安定した空燃比の制御が
長期にわたって行える耐久性に優れた酸素センサを提供
することを目的としているものである。
目してなされたもので、雰囲気中、例えば燃焼機関の排
ガス中のＮＯｘ量が増加したときでも酸素センサ出力の
急変点がリーン側にシフトせず、酸素濃度の安定した検
出、例えば理論空燃比付近での安定した空燃比の制御が
長期にわたって行える耐久性に優れた酸素センサを提供
することを目的としているものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この考案に係る酸素セン
サは、絶縁基板上に第Ｉ電極と第ＩＩ電極を設け、前記
両電極にまたがって前記絶縁基板上に雰囲気中の酸素濃
度変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還
元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸化作用がある
触媒成分を含む第Ｉ金属酸化物層を形成し、前記第Ｉ金
属酸化物層の上に雰囲気中の酸素濃度変化に対応して抵
抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元作用の大きい触媒
成分を含む第ＩＩ金属酸化物層を形成し、前記第ＩＩ金
属酸化物層の上に多孔質保護層を設けてなる構成を有す
ることを特徴としているものである。
サは、絶縁基板上に第Ｉ電極と第ＩＩ電極を設け、前記
両電極にまたがって前記絶縁基板上に雰囲気中の酸素濃
度変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還
元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸化作用がある
触媒成分を含む第Ｉ金属酸化物層を形成し、前記第Ｉ金
属酸化物層の上に雰囲気中の酸素濃度変化に対応して抵
抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元作用の大きい触媒
成分を含む第ＩＩ金属酸化物層を形成し、前記第ＩＩ金
属酸化物層の上に多孔質保護層を設けてなる構成を有す
ることを特徴としているものである。
【０００８】この考案に係る酸素センサは、上述のよう
に、絶縁基板上に第Ｉ電極と第ＩＩ電極を設けている
が、この絶縁基板の形状および材質ならびに第Ｉ電極，
第ＩＩ電極の形状および材質等は特に限定されない。
に、絶縁基板上に第Ｉ電極と第ＩＩ電極を設けている
が、この絶縁基板の形状および材質ならびに第Ｉ電極，
第ＩＩ電極の形状および材質等は特に限定されない。
【０００９】また、前記両電極にまたがって前記絶縁基
板上に雰囲気中例えば排ガス中の酸素濃度変化に対応し
て抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元作用が小さく
（還元作用がない場合をも含む。）かつＨＣ，ＣＯに対
する酸化作用がある触媒成分を含む第Ｉ金属酸化物層を
形成しているが、この場合の金属酸化物としては例えば
ＴｉＯ２（チタニア）を用いることができ、ＮＯｘに対
する還元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸化作用
があって図６に示したように酸素センサの出力に急変点
を生じさせる触媒成分としてＰｔ（白金）を用いること
ができ、この場合のＴｉＯ２中へのＰｔ添加量としては
１〜２０重量％程度とすることがより好ましい。
板上に雰囲気中例えば排ガス中の酸素濃度変化に対応し
て抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元作用が小さく
（還元作用がない場合をも含む。）かつＨＣ，ＣＯに対
する酸化作用がある触媒成分を含む第Ｉ金属酸化物層を
形成しているが、この場合の金属酸化物としては例えば
ＴｉＯ２（チタニア）を用いることができ、ＮＯｘに対
する還元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸化作用
があって図６に示したように酸素センサの出力に急変点
を生じさせる触媒成分としてＰｔ（白金）を用いること
ができ、この場合のＴｉＯ２中へのＰｔ添加量としては
１〜２０重量％程度とすることがより好ましい。
【００１０】さらに、前記第Ｉ金属酸化物層の上に雰囲
気中の酸素濃度変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯ
ｘに対する還元作用の大きい触媒成分を含む第ＩＩ金属
酸化物層を形成しているが、この場合の金属酸化物とし
ても例えばＴｉＯ２（チタニア）を用いることができ、
ＮＯｘに対する還元作用の大きい（前記還元作用が小さ
いかもしくはない場合に比較して大きいという意味）触
媒成分としてＲｈ（ロジウム）を用いることができ、こ
の場合のＴｉＯ２中へのＲｈ添加量としては０．１〜
２．０重量％程度とすることがより好ましい。
気中の酸素濃度変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯ
ｘに対する還元作用の大きい触媒成分を含む第ＩＩ金属
酸化物層を形成しているが、この場合の金属酸化物とし
ても例えばＴｉＯ２（チタニア）を用いることができ、
ＮＯｘに対する還元作用の大きい（前記還元作用が小さ
いかもしくはない場合に比較して大きいという意味）触
媒成分としてＲｈ（ロジウム）を用いることができ、こ
の場合のＴｉＯ２中へのＲｈ添加量としては０．１〜
２．０重量％程度とすることがより好ましい。
【００１１】さらにまた、前記第ＩＩ金属酸化物層等の
表面に多孔質保護層を設けることによって、排ガス中の
酸素濃度を測定する場合に排ガスによる熱の影響が少な
くなるようにし、酸素センサの耐久性を向上させること
ができるようにしている。
表面に多孔質保護層を設けることによって、排ガス中の
酸素濃度を測定する場合に排ガスによる熱の影響が少な
くなるようにし、酸素センサの耐久性を向上させること
ができるようにしている。
【００１２】また、絶縁基板内等に発熱体を設けること
も必要に応じて望ましい。
も必要に応じて望ましい。
【００１３】
【実施例】図１はこの考案による酸素センサにおいて多
孔質保護層を設ける前の状態を示す模型的断面説明図で
あって、図に示す多孔質保護層を設ける前の状態の酸素
センサ１は、アルミナ等よりなる絶縁基板２の底面側に
発熱体用端子部１２，１３を設けていると共に、絶縁基
板２を構成する第Ｉ基板素子２ａの上面側に前記発熱体
用端子部１２，１３と電気的に接続する発熱体３ならび
に第Ｉ電極４および第ＩＩ電極５を設け、前記両電極
４，５にまたがって前記第Ｉ基板素材２ａの上に雰囲気
中の酸素濃度変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘ
に対する還元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸化
作用がある触媒成分を含む第Ｉ金属酸化物層６を形成
し、前記第Ｉ金属酸化物層６の上に雰囲気中の酸素濃度
変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元
作用の大きい触媒成分を含む第ＩＩ金属酸化物層７を形
成し、これら第Ｉ，第ＩＩ金属酸化物層７，８は絶縁基
板２を構成し且つ前記第Ｉ基板素材２ａ上に積層した第
ＩＩ基板素材２ｂに形成した開口２ｃ内に配置されると
共に、絶縁基板２の表面には前記第Ｉ，第ＩＩ電極４，
５と各々電気的に接続する電極端子部１４，１５を設け
た構造をなし、本考案による酸素センサ１では、図４に
示す（図１の酸素センサ１と同一機能部分には同一符号
を付してある。）ように、第ＩＩ金属酸化物層７の上に
アルミナ等よりなる多孔質保護層８を設けた構造をなす
ものである。
孔質保護層を設ける前の状態を示す模型的断面説明図で
あって、図に示す多孔質保護層を設ける前の状態の酸素
センサ１は、アルミナ等よりなる絶縁基板２の底面側に
発熱体用端子部１２，１３を設けていると共に、絶縁基
板２を構成する第Ｉ基板素子２ａの上面側に前記発熱体
用端子部１２，１３と電気的に接続する発熱体３ならび
に第Ｉ電極４および第ＩＩ電極５を設け、前記両電極
４，５にまたがって前記第Ｉ基板素材２ａの上に雰囲気
中の酸素濃度変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘ
に対する還元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸化
作用がある触媒成分を含む第Ｉ金属酸化物層６を形成
し、前記第Ｉ金属酸化物層６の上に雰囲気中の酸素濃度
変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元
作用の大きい触媒成分を含む第ＩＩ金属酸化物層７を形
成し、これら第Ｉ，第ＩＩ金属酸化物層７，８は絶縁基
板２を構成し且つ前記第Ｉ基板素材２ａ上に積層した第
ＩＩ基板素材２ｂに形成した開口２ｃ内に配置されると
共に、絶縁基板２の表面には前記第Ｉ，第ＩＩ電極４，
５と各々電気的に接続する電極端子部１４，１５を設け
た構造をなし、本考案による酸素センサ１では、図４に
示す（図１の酸素センサ１と同一機能部分には同一符号
を付してある。）ように、第ＩＩ金属酸化物層７の上に
アルミナ等よりなる多孔質保護層８を設けた構造をなす
ものである。
【００１４】図２は図１に示したこの考案による酸素セ
ンサにおいて多孔質保護層を設ける前の状態の酸素セン
サ１を製造する要領を示す図であって、絶縁基板２を構
成する図２（ａ）に示す例えばアルミナグリーンシート
等よりなる第Ｉ基板素材２ａには貫通孔２ｄ，２ｅを形
成しておき、前記第Ｉ基板素材２ａの裏面側には発熱体
用端子部１２，１３を白金ペーストを用いたスクリーン
印刷法により前記貫通孔２ｄ，２ｅにおいて一端となる
ように形成する。また、第Ｉ基板素材２ａの表面側には
発熱体３および発熱体リード部３ａ，３ｂならびに第Ｉ
電極４および第ＩＩ電極５を白金ペースを用いたスクリ
ーン印刷法により形成し、第Ｉ基板素材２ａに形成した
前記貫通孔２ｄ，２ｅ内に白金ペーストを充填して、焼
成後に前記発熱体リード部３ａ，３ｂと発熱体用端子部
１２，１３とが貫通孔２ｄ，２ｅを介して電気的に接続
しうるようにする。
ンサにおいて多孔質保護層を設ける前の状態の酸素セン
サ１を製造する要領を示す図であって、絶縁基板２を構
成する図２（ａ）に示す例えばアルミナグリーンシート
等よりなる第Ｉ基板素材２ａには貫通孔２ｄ，２ｅを形
成しておき、前記第Ｉ基板素材２ａの裏面側には発熱体
用端子部１２，１３を白金ペーストを用いたスクリーン
印刷法により前記貫通孔２ｄ，２ｅにおいて一端となる
ように形成する。また、第Ｉ基板素材２ａの表面側には
発熱体３および発熱体リード部３ａ，３ｂならびに第Ｉ
電極４および第ＩＩ電極５を白金ペースを用いたスクリ
ーン印刷法により形成し、第Ｉ基板素材２ａに形成した
前記貫通孔２ｄ，２ｅ内に白金ペーストを充填して、焼
成後に前記発熱体リード部３ａ，３ｂと発熱体用端子部
１２，１３とが貫通孔２ｄ，２ｅを介して電気的に接続
しうるようにする。
【００１５】次いで、前記両未焼成電極４，５にまたが
って前記第Ｉ基板素材２ａ上に、雰囲気中の酸素濃度変
化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元作
用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸化作用がある触媒
成分である例えばＰｔ（白金）を１〜２０重量％含む金
属酸化物ペーストこの場合にＴｉＯ２ペーストを用いて
スクリーン印刷することにより第Ｉ金属酸化物層６を形
成する。続いて、乾燥後に前記未焼成第Ｉ金属酸化物層
６の上に、雰囲気中の酸素濃度変化に対応して抵抗値が
変化し且つＮＯｘに対する還元作用の大きい触媒成分で
ある例えばＲｈ（ロジウム）を０．１〜２．０重量％含
む金属酸化物ペーストこの場合にＴｉＯ２ペーストを用
いてスクリーン印刷することにより未焼成の第ＩＩ金属
酸化物層７を形成する。
って前記第Ｉ基板素材２ａ上に、雰囲気中の酸素濃度変
化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元作
用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸化作用がある触媒
成分である例えばＰｔ（白金）を１〜２０重量％含む金
属酸化物ペーストこの場合にＴｉＯ２ペーストを用いて
スクリーン印刷することにより第Ｉ金属酸化物層６を形
成する。続いて、乾燥後に前記未焼成第Ｉ金属酸化物層
６の上に、雰囲気中の酸素濃度変化に対応して抵抗値が
変化し且つＮＯｘに対する還元作用の大きい触媒成分で
ある例えばＲｈ（ロジウム）を０．１〜２．０重量％含
む金属酸化物ペーストこの場合にＴｉＯ２ペーストを用
いてスクリーン印刷することにより未焼成の第ＩＩ金属
酸化物層７を形成する。
【００１６】また、絶縁基板２を構成する図２（ｂ）に
示す例えばアルミナグリーンシート等よりなる第ＩＩ基
板素材２ｂには矩形状をなす開口２ｃが形成してあると
共に、前記第Ｉ基板素材２ａに設けた未焼成第Ｉ電極４
および第ＩＩ電極５の端部相当位置に貫通孔２ｆ，２ｇ
が形成してあり、この第ＩＩ基板素材２ｂの裏面側には
電極端子部１４，１５を白金ペーストを用いたスクリー
ン印刷法により前記貫通孔２ｆ，２ｇを一端にして形成
する。
示す例えばアルミナグリーンシート等よりなる第ＩＩ基
板素材２ｂには矩形状をなす開口２ｃが形成してあると
共に、前記第Ｉ基板素材２ａに設けた未焼成第Ｉ電極４
および第ＩＩ電極５の端部相当位置に貫通孔２ｆ，２ｇ
が形成してあり、この第ＩＩ基板素材２ｂの裏面側には
電極端子部１４，１５を白金ペーストを用いたスクリー
ン印刷法により前記貫通孔２ｆ，２ｇを一端にして形成
する。
【００１７】そして、前記未焼成第Ｉ基板素材２ａと同
じく未焼成第ＩＩ基板素材２ｂとを重ね合わせて熱圧着
することにより積層し、前記貫通孔２ｆ，２ｇ内に白金
ペーストを充填することにより、焼成後に第Ｉ，第ＩＩ
電極４，５と電極端子部１４，１５とが貫通孔２ｆ，２
ｇを介して電気的に接続しうるようにする。
じく未焼成第ＩＩ基板素材２ｂとを重ね合わせて熱圧着
することにより積層し、前記貫通孔２ｆ，２ｇ内に白金
ペーストを充填することにより、焼成後に第Ｉ，第ＩＩ
電極４，５と電極端子部１４，１５とが貫通孔２ｆ，２
ｇを介して電気的に接続しうるようにする。
【００１８】さらに、多孔質保護層８を形成するため
に、第ＩＩ金属酸化物層７の上に、例えば、γ−アルミ
ナやδ−アルミナのペーストを用いてスクリーン印刷す
ることにより、未焼成のアルミナ層を設ける。
に、第ＩＩ金属酸化物層７の上に、例えば、γ−アルミ
ナやδ−アルミナのペーストを用いてスクリーン印刷す
ることにより、未焼成のアルミナ層を設ける。
【００１９】次いで、この積層体を大気中において１４
００℃で２時間加熱保持する条件で焼成することによっ
て、第ＩＩ金属酸化物層７の上に多孔質保護層８を設け
た酸素センサ１を得る。
００℃で２時間加熱保持する条件で焼成することによっ
て、第ＩＩ金属酸化物層７の上に多孔質保護層８を設け
た酸素センサ１を得る。
【００２０】このような構造の酸素センサ１において
は、ＮＯｘに対する還元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに
対する酸化作用がある触媒成分であるＰｔを含む第Ｉ金
属酸化物（ＴｉＯ２）層６の上に、ＮＯｘに対する還元
作用が上記Ｐｔに比べて大きい触媒成分であるＲｈを含
む第ＩＩ金属酸化物（ＴｉＯ２）層７が形成してあるた
め、例えば、燃焼機関の空燃比制御において理論空燃比
付近で酸素センサ１の出力に急変点が得られると共に、
排ガス中におけるＮＯｘ量が増加したときには、上記第
ＩＩ金属酸化物層７において、 ２ＮＯ＋２ＣＯ→Ｎ２＋２ＣＯ２ ・・・（１） ２ＮＯ＋２Ｈ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ ・・・（２） の反応を生じて前記排ガス中のＮＯｘ（上記式（１），
（２）ではＮＯ）を還元するので、排ガス中のＮＯｘ量
が増大したときでも酸素センサ１の出力の急変点がリー
ン側にずれるのを阻止することが可能となり、理論空燃
比付近での空燃比制御を安定して行うことができるよう
になる。
は、ＮＯｘに対する還元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに
対する酸化作用がある触媒成分であるＰｔを含む第Ｉ金
属酸化物（ＴｉＯ２）層６の上に、ＮＯｘに対する還元
作用が上記Ｐｔに比べて大きい触媒成分であるＲｈを含
む第ＩＩ金属酸化物（ＴｉＯ２）層７が形成してあるた
め、例えば、燃焼機関の空燃比制御において理論空燃比
付近で酸素センサ１の出力に急変点が得られると共に、
排ガス中におけるＮＯｘ量が増加したときには、上記第
ＩＩ金属酸化物層７において、 ２ＮＯ＋２ＣＯ→Ｎ２＋２ＣＯ２ ・・・（１） ２ＮＯ＋２Ｈ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ ・・・（２） の反応を生じて前記排ガス中のＮＯｘ（上記式（１），
（２）ではＮＯ）を還元するので、排ガス中のＮＯｘ量
が増大したときでも酸素センサ１の出力の急変点がリー
ン側にずれるのを阻止することが可能となり、理論空燃
比付近での空燃比制御を安定して行うことができるよう
になる。
【００２１】図３は、図１に示した構造をもつこの考案
による多孔質保護層を設ける前の状態の酸素センサ１
と、図５に示した構造をもつ従来の酸素センサ５１とに
おいて、排ガス中のＮＯｘ量とリーン側へのλ（空気過
剰率）変化量との関係を調べた結果の一例を示すもの
で、従来のＰｔを含むＴｉＯ２金属酸化物層５５のみか
らなる酸素センサ５１では、排ガス中のＮＯｘ量が増大
するにつれて酸素センサ出力の急変点がリーン側にずれ
ているのに対して、本考案のＲｈを含むＴｉＯ２よりな
る第ＩＩ金属酸化物層７を追加した酸素センサ１では、
排ガス中のＮＯｘ量が増加したときでも酸素センサ出力
の急変点がほとんど変化していないことを示している。
による多孔質保護層を設ける前の状態の酸素センサ１
と、図５に示した構造をもつ従来の酸素センサ５１とに
おいて、排ガス中のＮＯｘ量とリーン側へのλ（空気過
剰率）変化量との関係を調べた結果の一例を示すもの
で、従来のＰｔを含むＴｉＯ２金属酸化物層５５のみか
らなる酸素センサ５１では、排ガス中のＮＯｘ量が増大
するにつれて酸素センサ出力の急変点がリーン側にずれ
ているのに対して、本考案のＲｈを含むＴｉＯ２よりな
る第ＩＩ金属酸化物層７を追加した酸素センサ１では、
排ガス中のＮＯｘ量が増加したときでも酸素センサ出力
の急変点がほとんど変化していないことを示している。
【００２２】上記した実施例の場合、多孔質保護層８は
γ−アルミナやδ−アルミナのペーストを用いて形成す
ることとしているが、とくにこの手法に限定されないも
のであり、このような多孔質保護層８を設けることによ
って、排ガス中の酸素濃度を測定する場合に排ガスによ
る熱の影響が少なくなり、酸素センサの耐久性を向上さ
せることができるようになる。
γ−アルミナやδ−アルミナのペーストを用いて形成す
ることとしているが、とくにこの手法に限定されないも
のであり、このような多孔質保護層８を設けることによ
って、排ガス中の酸素濃度を測定する場合に排ガスによ
る熱の影響が少なくなり、酸素センサの耐久性を向上さ
せることができるようになる。
【００２３】
【考案の効果】以上説明してきたように、この考案に係
る酸素センサでは、絶縁基板上に第Ｉ電極と第ＩＩ電極
を設け、前記両電極にまたがって前記絶縁基板上に雰囲
気中の酸素濃度変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯ
ｘに対する還元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸
化作用がある触媒成分を含む第Ｉ金属酸化物層を形成
し、前記第Ｉ金属酸化物層の上に雰囲気中の酸素濃度変
化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元作
用の大きい触媒成分を含む第ＩＩ金属酸化物層を形成
し、前記第ＩＩ金属酸化物層の上に多孔質保護層を設け
てなる構成としたから、雰囲気中、例えば燃焼機関の排
ガス中の酸素濃度を測定する場合に、理論空燃比付近で
酸素センサの出力に急変点が得られると共に、当該排ガ
ス中のＮＯｘ量が増加したときでも酸素センサ出力の急
変点がリーン側にシフトするのを防ぐことが可能であ
り、酸素濃度の安定した検出、例えば理論空燃比付近で
の安定した空燃比の制御が行えるようになり、さらに多
孔質保護層を設けることによって酸素センサの耐久後の
性能が向上し、理論空燃比付近での安定した空燃比制御
を長期にわたって行うことができるという非常に優れた
効果がもたらされる。
る酸素センサでは、絶縁基板上に第Ｉ電極と第ＩＩ電極
を設け、前記両電極にまたがって前記絶縁基板上に雰囲
気中の酸素濃度変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯ
ｘに対する還元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸
化作用がある触媒成分を含む第Ｉ金属酸化物層を形成
し、前記第Ｉ金属酸化物層の上に雰囲気中の酸素濃度変
化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元作
用の大きい触媒成分を含む第ＩＩ金属酸化物層を形成
し、前記第ＩＩ金属酸化物層の上に多孔質保護層を設け
てなる構成としたから、雰囲気中、例えば燃焼機関の排
ガス中の酸素濃度を測定する場合に、理論空燃比付近で
酸素センサの出力に急変点が得られると共に、当該排ガ
ス中のＮＯｘ量が増加したときでも酸素センサ出力の急
変点がリーン側にシフトするのを防ぐことが可能であ
り、酸素濃度の安定した検出、例えば理論空燃比付近で
の安定した空燃比の制御が行えるようになり、さらに多
孔質保護層を設けることによって酸素センサの耐久後の
性能が向上し、理論空燃比付近での安定した空燃比制御
を長期にわたって行うことができるという非常に優れた
効果がもたらされる。
【図１】この考案による酸素センサにおいて多孔質保護
層を設ける前の状態を示す模型的断面説明図である。
層を設ける前の状態を示す模型的断面説明図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は図１に示した多孔質保護層を設
ける前の状態の酸素センサを製作する過程で用いる各々
絶縁基板素材の平面説明図である。
ける前の状態の酸素センサを製作する過程で用いる各々
絶縁基板素材の平面説明図である。
【図３】酸素センサの構造による排ガス中のＮＯｘ量と
リーン側へのλ（空気過剰率）変化量との関係を調べた
結果の一例を示すグラフである。
リーン側へのλ（空気過剰率）変化量との関係を調べた
結果の一例を示すグラフである。
【図４】この考案の実施例における酸素センサの模型的
断面説明図である。
断面説明図である。
【図５】従来の酸素センサの模型的断面説明図である。
【図６】ＴｉＯ２金属酸化物層を形成した酸素センサの
出力特性を示すグラフである。
出力特性を示すグラフである。
１ 酸素センサ ２ 絶縁基板 ４ 第Ｉ電極 ５ 第ＩＩ電極 ６ 第Ｉ金属酸化物層 ７ 第ＩＩ金属酸化物層 ８ 多孔質保護層
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁基板上に第Ｉ電極と第ＩＩ電極を設
け、前記両電極にまたがって前記絶縁基板上に雰囲気中
の酸素濃度変化に対応して抵抗値が変化し且つＮＯｘに
対する還元作用が小さくかつＨＣ，ＣＯに対する酸化作
用がある触媒成分を含む第Ｉ金属酸化物層を形成し、前
記第Ｉ金属酸化物層の上に雰囲気中の酸素濃度変化に対
応して抵抗値が変化し且つＮＯｘに対する還元作用の大
きい触媒成分を含む第ＩＩ金属酸化物層を形成し、前記
第ＩＩ金属酸化物層の上に多孔質保護層を設けてなるこ
とを特徴とする酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1994010609U JP2501169Y2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1994010609U JP2501169Y2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 酸素センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0720555U JPH0720555U (ja) | 1995-04-11 |
| JP2501169Y2 true JP2501169Y2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=11754992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1994010609U Expired - Lifetime JP2501169Y2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2501169Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011055605A1 (ja) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | 株式会社日立製作所 | ガスセンサ |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51126890A (en) * | 1975-04-25 | 1976-11-05 | Nissan Motor Co Ltd | Air fuel ratio detector |
| JPS54134697A (en) * | 1978-04-12 | 1979-10-19 | Toshiba Corp | Gas sensitive element |
| JPS5739341A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-04 | Toyota Motor Corp | Oxygen sensor |
| JPS625166A (ja) * | 1985-07-02 | 1987-01-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガス感応体素子 |
| JPS6213622A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-22 | 松下電器産業株式会社 | 衛生洗浄装置 |
-
1994
- 1994-08-26 JP JP1994010609U patent/JP2501169Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0720555U (ja) | 1995-04-11 |
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