JP2590195B2 - 空燃比センサの信号取出し構造 - Google Patents
空燃比センサの信号取出し構造Info
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- JP2590195B2 JP2590195B2 JP63082976A JP8297688A JP2590195B2 JP 2590195 B2 JP2590195 B2 JP 2590195B2 JP 63082976 A JP63082976 A JP 63082976A JP 8297688 A JP8297688 A JP 8297688A JP 2590195 B2 JP2590195 B2 JP 2590195B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は限界電流方式の空燃比センサに係り、特に自
動車等内燃機関の空燃比制御に好適な空燃比センサに関
する。
動車等内燃機関の空燃比制御に好適な空燃比センサに関
する。
従来の空燃比センサの信号取出し構造は、特開昭58−
100746号に開示されているように、検出素子電極に信号
取出し用金具を接触させ、バネにより加圧する構造とな
つていた。
100746号に開示されているように、検出素子電極に信号
取出し用金具を接触させ、バネにより加圧する構造とな
つていた。
上記従来技術は、空燃比が燃料希薄なリーン領域のみ
を測定するものであるため大気導入の必要がなく、その
為大気導入孔は設けられておらず、素子からの信号取出
部に塩水等が付着することもなく実用上の問題はなかつ
た。しかし、燃料リツチ領域も測定しようとすると、検
出素子外側電極上に拡散した来る排気ガス中の未然成分
であるCO,H2,HC等を完全燃焼させるのに必要な酸素を、
大気側の内側電極より酸素イオン電流として供給する為
の酸素が必要であり、この為の大気導入孔が設けられ
る。従つて該大気導入孔より、水分、塩水等が浸入し、
素子開口端面の内・外電極と接触する信号引出し用金具
の接触部を腐食し電気抵抗を増加し、酸素イオンポンピ
ング電流値を減少させる。その結果測定誤差が大きくな
り信頼性上問題があつた。
を測定するものであるため大気導入の必要がなく、その
為大気導入孔は設けられておらず、素子からの信号取出
部に塩水等が付着することもなく実用上の問題はなかつ
た。しかし、燃料リツチ領域も測定しようとすると、検
出素子外側電極上に拡散した来る排気ガス中の未然成分
であるCO,H2,HC等を完全燃焼させるのに必要な酸素を、
大気側の内側電極より酸素イオン電流として供給する為
の酸素が必要であり、この為の大気導入孔が設けられ
る。従つて該大気導入孔より、水分、塩水等が浸入し、
素子開口端面の内・外電極と接触する信号引出し用金具
の接触部を腐食し電気抵抗を増加し、酸素イオンポンピ
ング電流値を減少させる。その結果測定誤差が大きくな
り信頼性上問題があつた。
本発明の目的は、リツチからリーン領域にわたつて空
燃比検出が可能なセンサの信頼性を向上させることにあ
る。
燃比検出が可能なセンサの信頼性を向上させることにあ
る。
上記目的は袋管状ジルコニア固体電解質の内外面に白
金多孔の内電極と外電極とを設け、更に、前記外電極の
上に拡散抵抗体を設けた検出素子を有する限界電流方式
空燃比センサの検出素子からの信号取出し構造におい
て、素子開口端面に凹部を設け、該凹部にまで内電極ま
たは外電極のいずれか一方の電極を形成し、信号取出し
用金属部材を凹部内で貴金属ペーストで焼付け、前記電
極にメタライズ接合し、更に封着ガラスでコーティング
したことにより達成される。
金多孔の内電極と外電極とを設け、更に、前記外電極の
上に拡散抵抗体を設けた検出素子を有する限界電流方式
空燃比センサの検出素子からの信号取出し構造におい
て、素子開口端面に凹部を設け、該凹部にまで内電極ま
たは外電極のいずれか一方の電極を形成し、信号取出し
用金属部材を凹部内で貴金属ペーストで焼付け、前記電
極にメタライズ接合し、更に封着ガラスでコーティング
したことにより達成される。
白金等の貴金属ペーストは、焼付けによりメタライズ
され、検出素子電極と信号取出し用貴金属部材の電気的
接続を確実にする。封着ガラスによるメタライズ接合部
の封着コーテイングは、メタライズ接合だけでは十分で
ない接合強度を増強する働きと、メタライズ接合部の噴
霧塩水等による耐食性を向上させる２つの働きをする。
更に信号取出し用金属部材の検出素子電極と接する面に
接合される貴金属チツプは、貴金属ペーストでメタライ
ズ接合された接合部の電気的接続を更に確実にする作用
をする。以上の構成によつて、リツチ領域の空燃比を測
定するための大気を導入する大気導入孔をセンサに設け
ても、信号取出し部の接触抵抗が増加することがなく、
リツチリーンの全空燃比で、信頼性の高い測定が出来
る。
され、検出素子電極と信号取出し用貴金属部材の電気的
接続を確実にする。封着ガラスによるメタライズ接合部
の封着コーテイングは、メタライズ接合だけでは十分で
ない接合強度を増強する働きと、メタライズ接合部の噴
霧塩水等による耐食性を向上させる２つの働きをする。
更に信号取出し用金属部材の検出素子電極と接する面に
接合される貴金属チツプは、貴金属ペーストでメタライ
ズ接合された接合部の電気的接続を更に確実にする作用
をする。以上の構成によつて、リツチ領域の空燃比を測
定するための大気を導入する大気導入孔をセンサに設け
ても、信号取出し部の接触抵抗が増加することがなく、
リツチリーンの全空燃比で、信頼性の高い測定が出来
る。
以下、本発明の一実施例を説明する。
第１図は空燃比センサアセンブリの全体構造を示す断
面図である。検出素子13は栓体14に座金15を介して収納
されている。検出素子13は袋管状をしており、対向する
内・外表面には電極として多孔質白金がメツキにより形
成されており、内・外電極は素子開口端面にまで延びて
形成されている。また外側電極上にはガス拡散を律速す
る拡散抵抗体が、プラズマ溶射等により形成されてい
る。検出素子を一定温度に制御するためのセラミツクヒ
ータ16が内挿されており、該セラミツクヒータには通電
用のヒータリード12がロー付けされており、更に位置決
め用のセラミツク製ヒータフランジ11がガラス接着で一
体に接合されている。検出素子からの信号取出し用金属
部材であるNi中継リード8a,8bは、素子端面に設けられ
た２けの凹部で、それぞれ内・外電極と白金ペースト焼
付けによりメタライズ接合され、更に凹部にはガラスが
コーテイングされ封着されている。このガラス封着によ
りメタライズ接合部は、耐食性、耐熱性の向上と引張強
度の向上が得られる。中継リード８およびヒータリード
12は、加締スリーブ４により、各々リード線１に加締ら
れる。加締後加締部に少量の銀ロー等を流し、電気的接
続の信頼性を向上させている。中継リード８とヒータリ
ード12は互いに絶縁されて、セラミツク製インシユレー
タ５に収納される。ヒータフランジ11とインシユレータ
５の間にはパツキン10が挿入されており、インシユレー
タ５の肩状部に耐熱材よりなる皿バネ３が配置され、そ
の上から大気導入孔７を有するガイトウ６が配設され、
ガイトウは栓体14に加締られ、インシユレータ５、セラ
ミツクヒータ16を加圧固定する。リード線１は計４本で
あり、グロメツト２を通りセンサ外部へ引出され、図示
しないセンサ駆動モジユールに接続される。またセンサ
には検出素子13の先端部を保護する保護カバー17が、栓
体に加締固定されている。
面図である。検出素子13は栓体14に座金15を介して収納
されている。検出素子13は袋管状をしており、対向する
内・外表面には電極として多孔質白金がメツキにより形
成されており、内・外電極は素子開口端面にまで延びて
形成されている。また外側電極上にはガス拡散を律速す
る拡散抵抗体が、プラズマ溶射等により形成されてい
る。検出素子を一定温度に制御するためのセラミツクヒ
ータ16が内挿されており、該セラミツクヒータには通電
用のヒータリード12がロー付けされており、更に位置決
め用のセラミツク製ヒータフランジ11がガラス接着で一
体に接合されている。検出素子からの信号取出し用金属
部材であるNi中継リード8a,8bは、素子端面に設けられ
た２けの凹部で、それぞれ内・外電極と白金ペースト焼
付けによりメタライズ接合され、更に凹部にはガラスが
コーテイングされ封着されている。このガラス封着によ
りメタライズ接合部は、耐食性、耐熱性の向上と引張強
度の向上が得られる。中継リード８およびヒータリード
12は、加締スリーブ４により、各々リード線１に加締ら
れる。加締後加締部に少量の銀ロー等を流し、電気的接
続の信頼性を向上させている。中継リード８とヒータリ
ード12は互いに絶縁されて、セラミツク製インシユレー
タ５に収納される。ヒータフランジ11とインシユレータ
５の間にはパツキン10が挿入されており、インシユレー
タ５の肩状部に耐熱材よりなる皿バネ３が配置され、そ
の上から大気導入孔７を有するガイトウ６が配設され、
ガイトウは栓体14に加締られ、インシユレータ５、セラ
ミツクヒータ16を加圧固定する。リード線１は計４本で
あり、グロメツト２を通りセンサ外部へ引出され、図示
しないセンサ駆動モジユールに接続される。またセンサ
には検出素子13の先端部を保護する保護カバー17が、栓
体に加締固定されている。
第２図は本発明になる信号取出し部（第１図Ａ部）の
詳細構造を示すものであり、第３図はその製法をフロー
チヤートで示したものである。第２図および第３図を用
いて、信号取出し部のリード接合法を説明する。袋管形
素子開口端面に凹部を２ケ所有するジルコニア電解質を
準備する。（凹部の形成はラバープレス時に、プレス治
具に凸部を設けることにより簡単に得られる。）このジ
ルコニア電解質の内・外表面に白金を化学メツキにより
多孔質の電極を形成する。この時袋管開口端面にまで延
びて、内側電極21、外側電極22を形成する。次いで素子
を固定する為に耐熱材であり、加工も容易であるカーボ
ン治具に素子をセツトする。かかる状態において凹部に
白金ペースト24を充填する。白金ペーストはガラス成分
を10〜30％程度含有するものを用い、充填量は凹部深さ
の1/2程度とした。次いで、ヘツダー加工により頭部を
クギ状にした線径0.8mmの軟Niワイヤより成る中継リー
ド8bを、第２図に示す状態に白金ペースト24中に挿入
し、素子外側電極22と接触する状態に配設する。次いで
中継リードが倒れるのを防ぐ、リード固定用のカーボン
治具をセツトし、素子固定用カーボン治具ごとメタライ
ズ用電気炉に入れる。焼成雰囲気は初めエア雰囲気と
し、白金ペーストに含まれる有機成分の燃焼を助けるよ
うにする。300℃を越えたら、Niワイヤの酸化を防止す
る目的でN2ガスを流し、N2100％の雰囲気に切り変え、1
100℃で焼成メタライズを行なう。その後冷却し、300℃
になつたらエア雰囲気に戻しても良い。ここまでの工程
が完了すると、中継リード8bは、白金ペースト24を介し
て、外側電極22とメタライズ接合される。中継リード8a
と内側電極とのメタライズ接合も全く同様にして、同時
に行なわれる。これらのメタライズ接合強度は、1kgf/m
m2以下で弱い為、引張強度を4kgf/mm2程度に向上させる
ことと、メタライズ部の腐食防止を目的として、次の工
程としてガラス封着を行なう。これを行なうには、リー
ド固定用カーボン治具を取外し、封着用ガラスぺース
ト、あるいはタブレツト状に成形したガラスを凹部上部
の空隙部に充填する。封着用ガラスとしては種々考えら
れるが、一例として日本電気硝子製GA−12等がある。ガ
ラスを充填後、再度リード固定用カーボン治具をセツト
し、焼成用電気炉に入れる。電気炉中で650℃にて焼成
し封着する。炉内雰囲気は、白金ペースト焼付け時と同
様、300℃以上ではN2雰囲気に切換える。
詳細構造を示すものであり、第３図はその製法をフロー
チヤートで示したものである。第２図および第３図を用
いて、信号取出し部のリード接合法を説明する。袋管形
素子開口端面に凹部を２ケ所有するジルコニア電解質を
準備する。（凹部の形成はラバープレス時に、プレス治
具に凸部を設けることにより簡単に得られる。）このジ
ルコニア電解質の内・外表面に白金を化学メツキにより
多孔質の電極を形成する。この時袋管開口端面にまで延
びて、内側電極21、外側電極22を形成する。次いで素子
を固定する為に耐熱材であり、加工も容易であるカーボ
ン治具に素子をセツトする。かかる状態において凹部に
白金ペースト24を充填する。白金ペーストはガラス成分
を10〜30％程度含有するものを用い、充填量は凹部深さ
の1/2程度とした。次いで、ヘツダー加工により頭部を
クギ状にした線径0.8mmの軟Niワイヤより成る中継リー
ド8bを、第２図に示す状態に白金ペースト24中に挿入
し、素子外側電極22と接触する状態に配設する。次いで
中継リードが倒れるのを防ぐ、リード固定用のカーボン
治具をセツトし、素子固定用カーボン治具ごとメタライ
ズ用電気炉に入れる。焼成雰囲気は初めエア雰囲気と
し、白金ペーストに含まれる有機成分の燃焼を助けるよ
うにする。300℃を越えたら、Niワイヤの酸化を防止す
る目的でN2ガスを流し、N2100％の雰囲気に切り変え、1
100℃で焼成メタライズを行なう。その後冷却し、300℃
になつたらエア雰囲気に戻しても良い。ここまでの工程
が完了すると、中継リード8bは、白金ペースト24を介し
て、外側電極22とメタライズ接合される。中継リード8a
と内側電極とのメタライズ接合も全く同様にして、同時
に行なわれる。これらのメタライズ接合強度は、1kgf/m
m2以下で弱い為、引張強度を4kgf/mm2程度に向上させる
ことと、メタライズ部の腐食防止を目的として、次の工
程としてガラス封着を行なう。これを行なうには、リー
ド固定用カーボン治具を取外し、封着用ガラスぺース
ト、あるいはタブレツト状に成形したガラスを凹部上部
の空隙部に充填する。封着用ガラスとしては種々考えら
れるが、一例として日本電気硝子製GA−12等がある。ガ
ラスを充填後、再度リード固定用カーボン治具をセツト
し、焼成用電気炉に入れる。電気炉中で650℃にて焼成
し封着する。炉内雰囲気は、白金ペースト焼付け時と同
様、300℃以上ではN2雰囲気に切換える。
以上により、検出素子内・外電極への信号取出し用中
継リードの接合が完了する。
継リードの接合が完了する。
他の実施例としては、白金ペーストの代りに銀／パラ
ジウムペースト、銀系ペースト、金系ペースト等貴金属
ペーストの使用が可能であり、この場合はメタライズ接
合する温度を各ペーストに適したものとする必要があ
る。
ジウムペースト、銀系ペースト、金系ペースト等貴金属
ペーストの使用が可能であり、この場合はメタライズ接
合する温度を各ペーストに適したものとする必要があ
る。
また、中継リードの素子電極面と接する部分に、白金
ハク等をメタライズ前にあらかじめ溶接等で接合してお
くと、信号取出し部の信頼性が更に向上される。
ハク等をメタライズ前にあらかじめ溶接等で接合してお
くと、信号取出し部の信頼性が更に向上される。
本発明によれば、空燃比センサ検出素子からの信号取
出し用金属部材を圧接から接合に変更できるので、大気
導入孔より浸入する塩水、水分等による信号取出し部の
腐食が防止され、リツチ領域空燃比を高信頼性を持つて
測定出来る効果がある。
出し用金属部材を圧接から接合に変更できるので、大気
導入孔より浸入する塩水、水分等による信号取出し部の
腐食が防止され、リツチ領域空燃比を高信頼性を持つて
測定出来る効果がある。
第１図は本発明の空燃比センサ全体構造図、第２図は本
発明の信号取出し部構造図、第３図は信号取出し部の製
法を示す図である。 ３…皿バネ、６…ガイトウ、７…大気導入孔、8a,8b…
中継リード、９…封着ガラス、11…ヒータフランジ、13
…検出素子、14…栓体、16…セラミツクヒータ、21…内
側電極、22…外側電極、23…ジルコニア電解質、24…白
金ペースト。
発明の信号取出し部構造図、第３図は信号取出し部の製
法を示す図である。 ３…皿バネ、６…ガイトウ、７…大気導入孔、8a,8b…
中継リード、９…封着ガラス、11…ヒータフランジ、13
…検出素子、14…栓体、16…セラミツクヒータ、21…内
側電極、22…外側電極、23…ジルコニア電解質、24…白
金ペースト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 定寧 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社日立製作所佐和工場内 (56)参考文献 特開 昭63−282648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−127452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−269060（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−223547（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−105860（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】袋管状ジルコニア固体電解質の内外面に白
金多孔の内電極と外電極とを設け、更に、前記外電極の
上に拡散抵抗体を設けた検出素子を有する限界電流方式
空燃比センサの検出素子からの信号取出し構造におい
て、素子開口端面に凹部を設け、該凹部にまで内電極ま
たは外電極のいずれか一方の電極を形成し、信号取出し
用金属部材を凹部内で貴金属ペーストで焼付け、前記電
極にメタライズ接合し、更に封着ガラスでコーティング
したことを特徴とする空燃比センサの信号取出し構造。 - 【請求項２】請求項１項記載の信号取出し用金属部材に
おいて、素子電極と接する面に貴金属ハクを溶接したこ
とを特徴とする空燃比センサの信号取出し構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63082976A JP2590195B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 空燃比センサの信号取出し構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63082976A JP2590195B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 空燃比センサの信号取出し構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257256A JPH01257256A (ja) | 1989-10-13 |
| JP2590195B2 true JP2590195B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=13789247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63082976A Expired - Fee Related JP2590195B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 空燃比センサの信号取出し構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590195B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK154540C (da) * | 1986-05-06 | 1989-04-24 | Alfa Laval Separation As | Dekantercentrifuge |
| JP4706687B2 (ja) * | 1998-10-30 | 2011-06-22 | 株式会社デンソー | ガスセンサ及びその製造方法 |
| US6415647B1 (en) | 1998-10-30 | 2002-07-09 | Denso Corporation | Compact structure of gas sensor and production method thereof |
| JP5996981B2 (ja) * | 2012-09-13 | 2016-09-21 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ素子、及びガスセンサ |
-
1988
- 1988-04-06 JP JP63082976A patent/JP2590195B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01257256A (ja) | 1989-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |