JP3003957B2 - Oxygen sensor - Google Patents

Oxygen sensor

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JP3003957B2
JP3003957B2 JP3060465A JP6046591A JP3003957B2 JP 3003957 B2 JP3003957 B2 JP 3003957B2 JP 3060465 A JP3060465 A JP 3060465A JP 6046591 A JP6046591 A JP 6046591A JP 3003957 B2 JP3003957 B2 JP 3003957B2
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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば内燃機関や各種
燃焼機器等の排気中における酸素濃度を測定する酸素セ
ンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen sensor for measuring the concentration of oxygen in exhaust gas of, for example, an internal combustion engine or various combustion equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、公害防止、燃費向上を目的と
して、内燃機関の排ガス中の酸素分圧を測定し、該測定
値に基づいた内燃機関の空燃比フィードバック制御が行
われている。この様な排ガス中の酸素分圧の測定は、例
えば、ジルコニアーイットリア固溶体等の酸素イオン伝
導性の固体電解質層からなる検出素子を備えた酸素セン
サにより行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for the purpose of preventing pollution and improving fuel efficiency, the partial pressure of oxygen in the exhaust gas of an internal combustion engine is measured, and the air-fuel ratio feedback control of the internal combustion engine is performed based on the measured value. Such measurement of the partial pressure of oxygen in the exhaust gas is performed, for example, by an oxygen sensor provided with a detection element composed of an oxygen ion conductive solid electrolyte layer such as a zirconia-yttria solid solution.

【0003】上記酸素センサとしては、例えば、平板形
状の検出素子の表面に測定電極を形成して酸素分圧を測
定するものが提案されている(特開昭55−12544
8号公報又は特開昭60ー36949号公報等参照)。
また、平板形状の検出素子の方向性を改善する目的で、
円筒状の検出素子の周囲に複数の矩形状の電極を配置し
たものも提案されている(特開平1−43753号公報
参照)。
As the oxygen sensor, there has been proposed, for example, a sensor in which a measurement electrode is formed on the surface of a detection element having a flat plate shape to measure the oxygen partial pressure (Japanese Patent Laid-Open No. 55-12544).
8 or JP-A-60-36949).
In addition, in order to improve the directionality of the flat detection element,
A device in which a plurality of rectangular electrodes are arranged around a cylindrical detection element has also been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-43753).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な酸素センサでは、有効電極面積が小さいので内部抵抗
が高くなり、よって通常の測定にはヒータを必要とする
という問題があった。
However, such an oxygen sensor has a problem that the effective electrode area is small and the internal resistance is high, so that a normal measurement requires a heater.

【0005】つまり、ヒータによる検出素子の加熱がな
い場合には、測定雰囲気の温度が一定以下に低下する
と、内部抵抗が高いために安定した十分なセンサ出力が
得られず、よって、この酸素センサに出力に基づいて行
われる空燃比等の制御が好適に行えないという問題があ
った。
In other words, if the temperature of the measurement atmosphere drops below a certain level when the detection element is not heated by the heater, a stable and sufficient sensor output cannot be obtained due to the high internal resistance. However, there has been a problem that the control of the air-fuel ratio or the like performed based on the output cannot be suitably performed.

【0006】本願は、ヒータを使用しない場合でも、測
定雰囲気の温度にかかわらず、好適に酸素濃度を検出で
きる酸素センサを提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide an oxygen sensor that can appropriately detect an oxygen concentration regardless of the temperature of a measurement atmosphere even when a heater is not used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項1の発明は、一端側を開口し他端側に閉鎖壁を
設けた中空筒状体と、該中空筒状体の内面側と外面側と
を連通する複数の貫通孔と、該貫通孔を覆って上記中空
筒状体を包む酸素イオン伝導性の固体電解質層と、を備
えた酸素センサにおいて、上記貫通孔に対応して上記固
体電解質層の内側面及び外側面に各々電極を形成すると
ともに、該電極の形状を上記貫通孔から略等距離にまで
広げた形状としたことを特徴とする酸素センサを要旨と
する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a hollow cylindrical body having an opening at one end and a closed wall at the other end, and an inner surface of the hollow cylindrical body. A plurality of through-holes communicating the side and the outer surface side, and an oxygen ion-conductive solid electrolyte layer covering the hollow cylindrical body covering the through-holes, an oxygen sensor comprising: Thus, an oxygen sensor is characterized in that electrodes are formed on the inner surface and the outer surface of the solid electrolyte layer, respectively, and the shape of the electrodes is expanded to be substantially equidistant from the through hole.

【0008】また、請求項2の酸素センサは、上記請求
項1の酸素センサであって、上記電極のうち少なくとも
2個の電極が、内側面及び外側面の各々で互いに接続し
て一体とされたことを特徴とする酸素センサを要旨とす
る。
According to a second aspect of the present invention, in the oxygen sensor of the first aspect, at least two of the electrodes are connected to each other on an inner surface and an outer surface to be integrated. The gist is an oxygen sensor characterized by the above.

【0009】ここで、固体電解質としては、酸素イオン
伝導性を有するもので、例えばZrO2−Y23,Zr
2−CaO等が用いられる。電極は、例えば、白金等
の貴金属又はこれらにセラミック粉末を混合したガス透
過質のものによって実現できる。
Here, the solid electrolyte has oxygen ion conductivity, for example, ZrO 2 —Y 2 O 3 , Zr
O 2 -CaO or the like is used. The electrode can be realized by, for example, a noble metal such as platinum or a gas permeable material obtained by mixing these with a ceramic powder.

【0010】これらは、例えば、電極を厚膜印刷した固
体電解質のグリーンシートを、中空筒状体に巻き付ける
が、その巻き付けの際には、その内面側の電極と中空筒
状体の貫通孔とが対応する位置に配置する。そして、中
空筒状体に巻き付けた後に治具により筒状に固定し、焼
成一体化することにより酸素センサとすることができ
る。
In these, for example, a green sheet of a solid electrolyte on which an electrode is printed in a thick film is wound around a hollow cylindrical body. At the time of winding, the electrode on the inner side and the through-hole of the hollow cylindrical body are formed. Is placed at the corresponding position. Then, after being wound around the hollow cylindrical body, it is fixed in a cylindrical shape by a jig, and is fired and integrated to form an oxygen sensor.

【0011】また、中空筒状体に形成された複数の貫通
孔は、中空筒状体の軸を中心として、同じ中心角の間隔
で配置されていると方向性が少なく好適である。上記固
体電解質の内側面及び外側面に形成された電極の形状と
しては、円形が好ましいが、それ以外にも、辺の数が多
い(例えば辺の数が6以上の)多角形の電極も採用可能
である。
Further, it is preferable that the plurality of through holes formed in the hollow cylindrical body are arranged at the same center angle interval about the axis of the hollow cylindrical body, so that the directionality is small. The shape of the electrodes formed on the inner surface and the outer surface of the solid electrolyte is preferably circular, but in addition, a polygonal electrode having a large number of sides (for example, having six or more sides) is also employed. It is possible.

【0012】上記中空筒状体は、開口した一端側から筒
内を通り貫通孔に達して、基準酸素源としての大気を導
入する基準気体導入路を構成するものである。この中空
筒状体は、例えば金型プレスもしくは押出成形等により
加工することができる。尚、この材質としては、例え
ば、熱膨張率の違いによって生ずる破損を防止するため
のに、上記固体電解質の熱膨張率に近い値を持つセラミ
ックスや金属等が使用されるが、測定ガスが内燃機関の
排ガスである場合には、600℃以上の高温となるの
で、セラミックスを使用すると好適である。また例え
ば、ステンレス合金等の金属を使用する場合には、固体
電解質層の内周面と電極との間を絶縁して使用する。
The hollow cylindrical body constitutes a reference gas introduction path for introducing air as a reference oxygen source from the open one end through the inside of the cylinder to the through hole. This hollow cylindrical body can be processed by, for example, die pressing or extrusion molding. As this material, for example, a ceramic or a metal having a value close to the coefficient of thermal expansion of the solid electrolyte is used to prevent breakage caused by a difference in coefficient of thermal expansion. In the case of exhaust gas from an engine, a high temperature of 600 ° C. or more is used, and therefore, it is preferable to use ceramics. When a metal such as a stainless alloy is used, for example, the inner peripheral surface of the solid electrolyte layer is insulated from the electrode.

【0013】尚、本発明の酸素センサは、ヒータが無い
場合にも十分に作動するが、低い測定環境でもより精度
よく機能するために、ヒータを配置してもよい。
Although the oxygen sensor of the present invention operates satisfactorily even without a heater, a heater may be provided in order to function more accurately even in a low measurement environment.

【0014】[0014]

【作用】本発明の酸素センサには、中空筒状体の開口し
ている一端側から複数の貫通孔を介して、固体電解質層
の内面側の電極に至る基準気体導入路が形成される。従
って、固体電解質層は、その内面側が基準気体に、一
方、外面側が測定ガスに各々触れるので、両面に設けら
れた電極間に流れる電流を計測することにより、測定ガ
ス中の酸素分圧を求めることができる。
In the oxygen sensor of the present invention, a reference gas introduction passage is formed from one open end of the hollow cylindrical body to the electrode on the inner surface side of the solid electrolyte layer through a plurality of through holes. Accordingly, since the solid electrolyte layer contacts the reference gas on the inner surface side and the measurement gas on the outer surface side, the oxygen partial pressure in the measurement gas is determined by measuring the current flowing between the electrodes provided on both surfaces. be able to.

【0015】そして上記電極は、貫通孔を中心として略
等距離に広がる様に形成されているので、有効電極面積
が極めて大きい。よって貫通孔からの酸素の移動が効率
よく行われるので内部抵抗が少ない。その結果、測定環
境の温度が低い場合でも、ヒータを使用することなく、
精密に酸素濃度を検出することが可能となる。
Since the electrodes are formed so as to extend substantially equidistantly about the through hole, the effective electrode area is extremely large. Therefore, the transfer of oxygen from the through hole is efficiently performed, and the internal resistance is small. As a result, even when the temperature of the measurement environment is low, without using a heater,
It is possible to accurately detect the oxygen concentration.

【0016】[0016]

【実施例】以下本発明の第1実施例を図に基づいて説明
する。尚、説明上各図は部分毎の縮尺が異なる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description, each figure is different in scale from part to part.

【0017】図1及び図1のA−A端面図である図2に
示す様に、第1実施例の酸素センサ1は、中空筒状体2
の表面に、固体電解質層3が被覆されたものである。こ
の固体電解質層3の内面側には第1〜第3基準電極4a
〜4cが設けられ、一方、外面側には第1〜第3測定電
極5a〜5cが設けられ、更に、中空筒状体2の内面側
と外面側とを連通して第1〜第3貫通孔6a〜6cが形
成されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2 which is an AA end view of FIG. 1, the oxygen sensor 1 of the first embodiment has a hollow cylindrical body 2.
Is coated with a solid electrolyte layer 3. First to third reference electrodes 4a are provided on the inner surface side of the solid electrolyte layer 3.
4c, on the other hand, first to third measurement electrodes 5a to 5c are provided on the outer surface side, and further, the first to third penetrations are made by communicating the inner surface side and the outer surface side of the hollow cylindrical body 2 with each other. Holes 6a to 6c are formed.

【0018】つまり、第1〜第3貫通孔6a〜6cは、
中空筒状体2の中心軸を中心にして120度毎に形成さ
れており、この第1〜第3貫通孔6a〜6cを円の中心
とする様に、固体電解質層3を挟んで内面側に円形の第
1〜第3基準電極4a〜4cが設けられ、その外面側に
も同様に円形の第1〜第3測定電極5a〜5cが各々設
けられている。
That is, the first to third through holes 6a to 6c are
It is formed every 120 degrees about the center axis of the hollow cylindrical body 2, and the inner surface side of the solid electrolyte layer 3 is sandwiched between the first to third through holes 6 a to 6 c so as to be the center of the circle. Are provided with circular first to third reference electrodes 4a to 4c, and circular first to third measurement electrodes 5a to 5c are also provided on the outer surface side.

【0019】上記第1〜第3基準電極4a〜4cは、電
極線7によって一体に接続され、固体電解質層3に設け
られたスルーホール7(図4)を介して基準電極端子1
4に接続されている。一方、第1〜第3測定電極5a〜
5cは、電極線8によって一体に接続されて、測定電極
端子15に接続されている。
The first to third reference electrodes 4a to 4c are integrally connected by an electrode wire 7, and are connected to a reference electrode terminal 1 through a through hole 7 (FIG. 4) provided in the solid electrolyte layer 3.
4 is connected. On the other hand, the first to third measurement electrodes 5a to 5a
5c is integrally connected by the electrode wire 8 and is connected to the measurement electrode terminal 15.

【0020】次に、酸素センサ1の各部材及び製造法
を、図3ないし図5に基づいて説明する。まず、図3に
示す様に、中空筒状体2は、外径3.2mm、内径1.6
mmの中空円筒であって、一端は開口部18を、他端は閉
鎖壁19を各々有している。上記閉鎖壁19近傍の側壁
2aには、上述した直径1mmの第1〜第3貫通孔6a〜
6cが、中心角120度毎に穿設されている。従って、
上記開口部18から中空部20を介して、第1〜第3貫
通孔6a〜6cに至る基準気体導入路が形成されてい
る。このような中空筒状体2は、金型プレスまたは押出
成形によって容易に加工できる。
Next, each member and manufacturing method of the oxygen sensor 1 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3, the hollow cylindrical body 2 has an outer diameter of 3.2 mm and an inner diameter of 1.6.
mm hollow cylinder having an opening 18 at one end and a closing wall 19 at the other end. In the side wall 2a near the closing wall 19, the first to third through holes 6a to 1 mm having a diameter of 1 mm described above are provided.
6c are formed every 120 degrees of the central angle. Therefore,
A reference gas introduction passage extending from the opening 18 to the first to third through holes 6a to 6c via the hollow portion 20 is formed. Such a hollow cylindrical body 2 can be easily processed by die pressing or extrusion molding.

【0021】上記固体電解質層3は、図4に示す様に、
ZrO2−Y23固溶体の原料粉末に、通常使用される
バインダを混合したグリーンシート3aから得られる。
該グリーンシート3aの隅には、第1〜第3基準電極4
a〜4cを基準電極端子14に接続するためのスルーホ
ール7が穿設されている。
The solid electrolyte layer 3 is formed as shown in FIG.
The green sheet 3a is obtained by mixing a raw material powder of a ZrO 2 —Y 2 O 3 solid solution with a commonly used binder.
The first to third reference electrodes 4 are provided at the corners of the green sheet 3a.
A through hole 7 for connecting a to 4c to the reference electrode terminal 14 is provided.

【0022】上記固体電解質層3の内周面となる上記グ
リーンシート3aの裏面には、ジルコニアを含む白金か
ら成る厚さ10μmの第1〜第3基準電極4a〜4c、
及び電極線7が厚膜印刷される。
On the back surface of the green sheet 3a serving as the inner peripheral surface of the solid electrolyte layer 3, first to third reference electrodes 4a to 4c having a thickness of 10 μm and made of platinum containing zirconia are provided.
And the electrode wire 7 is printed in a thick film.

【0023】一方、上記固体電解質層3の外周面となる
グリーンシート3aの表面には、ジルコニアを含む白金
からなる厚さ10μmの基準電極端子14,第1〜第3
測定電極5a〜5c,電極線8及び測定電極端子15
が、厚膜印刷される。次に、白金を含むアルミナからな
る厚さ20μmの保護層22a〜22cが、第1〜第3
測定電極5a〜5cの表面に厚膜印刷される。
On the other hand, a 10 μm-thick reference electrode terminal 14 made of platinum containing zirconia is provided on the surface of the green sheet 3 a which is the outer peripheral surface of the solid electrolyte layer 3.
Measurement electrodes 5a to 5c, electrode wire 8, and measurement electrode terminal 15
Is printed in a thick film. Next, protective layers 22a to 22c made of alumina containing platinum and having a thickness of 20 μm are formed on the first to third layers.
A thick film is printed on the surfaces of the measurement electrodes 5a to 5c.

【0024】次に、アルミナからなる厚さ30μmの絶
縁層24が、上述した基準電極端子14及び測定電極端
子14の上面25と、第1〜第3測定電極5a〜5cの
窓部26a〜26cとを除いて、グリーンシート3aの
表面上に厚膜印刷される。
Next, the insulating layer 24 made of alumina and having a thickness of 30 μm is formed on the upper surface 25 of the reference electrode terminal 14 and the measurement electrode terminal 14 and the windows 26a to 26c of the first to third measurement electrodes 5a to 5c. Except for the above, a thick film is printed on the surface of the green sheet 3a.

【0025】この様に、厚膜印刷されたグリーンシート
3aの裏面にジルコニアペーストを塗布し、上記第1〜
第3基準電極4a〜4cの中心が、中空筒状体2の第1
〜第3貫通孔6a〜6cと各々対応する位置となる様
に、中空筒状体2の外周にグリーンシート3aを被覆す
る。更に、真空引きをしながらラバープレスを行うこと
により、グリーンシート3aを巻き付け圧着固定し、そ
の後大気圧で焼成することによって、図1に示す酸素セ
ンサ1を得る。
As described above, the zirconia paste is applied to the back surface of the green sheet 3a on which the thick film is printed, and
The center of the third reference electrodes 4a to 4c is
The green sheet 3a is coated on the outer periphery of the hollow cylindrical body 2 so as to correspond to the third through holes 6a to 6c, respectively. Further, the oxygen sensor 1 shown in FIG. 1 is obtained by performing a rubber press while evacuating, winding and fixing the green sheet 3a by pressure, and then firing at atmospheric pressure.

【0026】上記の様にして得られた酸素センサ1を、
図5に示す様に、ホルダ32に、カーボングラファイト
や滑石等の充填粉末33,パッキン34及びかしめリン
グ35により固定する。また、既述した各端子14,1
5に圧着端子金具36をろう付けし、更にリード線37
を圧着する。その後、主体金具38,保護外筒39,グ
ロメット40及びプロテクタ41を取り付けることによ
り、酸素検出プローブ42が形成される。
The oxygen sensor 1 obtained as described above is
As shown in FIG. 5, the holder 32 is fixed by a filling powder 33 such as carbon graphite or talc, a packing 34 and a caulking ring 35. In addition, each of the terminals 14, 1 already described
5 is soldered with a crimp terminal fitting 36,
Crimp. Thereafter, the oxygen detection probe 42 is formed by attaching the metal shell 38, the protective outer cylinder 39, the grommet 40, and the protector 41.

【0027】この様にして構成した酸素センサ1によっ
て、次に示す効果が得られる。まず、上記第1〜第3基
準電極4a〜4c及び第1〜第3測定電極5a〜5cが
円形であるので、有効電極面積が最大であり、電極間の
電位差により生じ電極面積に比例する損失電流が小さく
なることによって酸素の移動効率が高くなり、内部抵抗
が小さくなる。従って、測定環境の温度が低い場合でも
ヒータによる加熱を行わなくても、精度良く酸素濃度を
検出できるという特長がある。
The following effects can be obtained by the oxygen sensor 1 configured as described above. First, since the first to third reference electrodes 4a to 4c and the first to third measurement electrodes 5a to 5c are circular, the effective electrode area is the largest, and the loss caused by the potential difference between the electrodes is proportional to the electrode area. As the current decreases, the transfer efficiency of oxygen increases, and the internal resistance decreases. Therefore, even when the temperature of the measurement environment is low, there is a feature that the oxygen concentration can be accurately detected without heating by the heater.

【0028】また、上記第1〜第3基準電極4a〜4c
及び第1〜第3測定電極5a〜5cが、120度の間隔
で配置されているので、測定ガスの流れの方向が、電極
面に対して垂直な場合以外でも、精度良く酸素分圧を測
定することができ、その上、酸素センサ1の方向性が少
ないという利点がある。
The first to third reference electrodes 4a to 4c
Since the first to third measurement electrodes 5a to 5c are arranged at intervals of 120 degrees, the oxygen partial pressure can be accurately measured even when the flow direction of the measurement gas is not perpendicular to the electrode surface. In addition, there is an advantage that the directionality of the oxygen sensor 1 is small.

【0029】次に、本実施例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)実験装置は、2000ccの自動車用エンジ
ンを用い、ガソリンと空気とを、理論空燃比(空気過剰
率λ=1)、即ち空燃比(A/F)=14.4で混合し
燃焼させるように、酸素センサの出力を用いて、空燃比
フィードバック制御を行なった。そして、本実施例の酸
素センサと比較例の酸素センサを用い、排ガス温度を変
化させた場合の制御空燃比の変化を観察した。
Next, an experimental example performed to confirm the effect of the present embodiment will be described. (Experimental example) The experimental apparatus uses a 2000 cc automobile engine, mixes gasoline and air at a stoichiometric air-fuel ratio (excess air ratio λ = 1), that is, an air-fuel ratio (A / F) = 14.4 and burns. The air-fuel ratio feedback control was performed using the output of the oxygen sensor. Then, using the oxygen sensor of this embodiment and the oxygen sensor of the comparative example, a change in the control air-fuel ratio when the exhaust gas temperature was changed was observed.

【0030】この実験の結果を図6に示す。図から明ら
かな様に、本実施例では、排ガス温度が低い場合でも、
制御空燃比の理論空燃比からのずれは小さく好適であっ
たが、比較例では、排ガス温度が低くなると制御空燃比
のずれが大きくなり不適であった。
FIG. 6 shows the results of this experiment. As is clear from the figure, in this embodiment, even when the exhaust gas temperature is low,
Although the deviation of the control air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio was small and suitable, in the comparative example, when the exhaust gas temperature was low, the deviation of the control air-fuel ratio was large and was unsuitable.

【0031】次に、第2実施例を図7に基づいて、その
製造手順とともに説明する。第2実施例は、第1実施例
と比べて、形成される貫通孔の数が多く、しかも電極が
離れているのではなく互いに接触して一体となっている
点が特徴である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. The second embodiment is characterized in that the number of through holes formed is larger than that of the first embodiment, and that the electrodes are not separated but are in contact with each other and are integrated.

【0032】図7に示す様に、固体電解質層50となる
グリーンシート50aの裏面には、花弁状の基準電極5
2、即ち5個の円の端部同士が重なり合った形状の基準
電極52が厚膜印刷される。一方、固体電解質層50の
表面には、基準電極52と同様な形状の測定電極54が
厚膜印刷され、更に測定電極54の表面には、同様な花
弁状の形状の保護層56と窓部58を備えた絶縁層60
とが、この順番で厚膜印刷される。
As shown in FIG. 7, a petal reference electrode 5 is provided on the back surface of the green sheet 50a to be the solid electrolyte layer 50.
The reference electrode 52 having a shape in which the ends of two, that is, five circles overlap each other, is printed in a thick film. On the other hand, on the surface of the solid electrolyte layer 50, a measurement electrode 54 having the same shape as the reference electrode 52 is printed in a thick film, and on the surface of the measurement electrode 54, a protection layer 56 having a similar petal shape and a window portion are formed. Insulating layer 60 with 58
Are printed in this order in thick film.

【0033】そして、上記グリーンシート52aで中空
筒状体62を被覆する際には、基準電極52の5個の円
の中心が中空筒状体62の5個の貫通孔64と各々対応
する位置となる様に配置し、既述した第1実施例と同様
な方法で焼成して、酸素センサを形成する。尚、各部材
の成分は第1実施例と同様である。
When covering the hollow cylindrical body 62 with the green sheet 52a, the centers of the five circles of the reference electrode 52 correspond to the five through holes 64 of the hollow cylindrical body 62, respectively. And fired in the same manner as in the first embodiment to form an oxygen sensor. The components of each member are the same as in the first embodiment.

【0034】この第2実施例は、上記第1実施例と同様
な効果を奏するとともに、5個の円が一体に形成されて
いるので内部抵抗が少なく、低温でも十分なセンサ出力
が得られるので好適である、しかも、構造が単純である
ので断線等の故障が発生しにくいという利点がある。
The second embodiment has the same effects as the first embodiment, and since the five circles are integrally formed, the internal resistance is small and a sufficient sensor output can be obtained even at a low temperature. Advantageously, since the structure is simple, a failure such as disconnection hardly occurs.

【0035】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこの様な実施例に何等限定されるものではな
く、この要旨を逸脱しない範囲内に於て種々なる態様で
実施し得ることは勿論である。
The embodiments of the present invention have been described above.
The present invention is not limited to such an embodiment at all, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention.

【0036】例えば、組み合わせる電極の形状は、円形
以外にも円形に近い多角形の形状を採用できる。また、
組み合わせる電極の個数や、形成する貫通孔の数にも特
に限定はない。更に、上記実施例の構成にヒータを取り
付けてもよい。
For example, the shape of the electrodes to be combined may be a polygonal shape close to a circle other than a circle. Also,
The number of electrodes to be combined and the number of through holes to be formed are not particularly limited. Further, a heater may be attached to the configuration of the above embodiment.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、固体
電解質層の表面に形成する電極の形状を、貫通孔から略
等距離にまで広げた形状、或はそれらの組み合せとして
いる。従って、有効電極面積が大きいので内部抵抗が小
さく、それによって、測定環境が低温であっても、精度
よくかつ安定して酸素濃度を検出できるという効果があ
る。
As described above, in the present invention, the shape of the electrode formed on the surface of the solid electrolyte layer is a shape that is extended to substantially the same distance from the through hole, or a combination thereof. Accordingly, since the effective electrode area is large, the internal resistance is small, and thus, there is an effect that the oxygen concentration can be detected accurately and stably even when the measurement environment is at a low temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例の酸素センサを一部破断し
て示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an oxygen sensor according to a first embodiment of the present invention, partially cut away.

【図2】第1実施例の酸素センサのA−A端面図であ
る。
FIG. 2 is an AA end view of the oxygen sensor of the first embodiment.

【図3】中空筒状体の部分破断図である。FIG. 3 is a partially cutaway view of a hollow cylindrical body.

【図4】第1実施例を分解して示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing an exploded view of the first embodiment.

【図5】酸素検出プローブの部分破断図である。FIG. 5 is a partial cutaway view of the oxygen detection probe.

【図6】第1実施例の酸素センサの効果を示すグラフで
ある。
FIG. 6 is a graph showing the effect of the oxygen sensor of the first embodiment.

【図7】第2実施例を分解して示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an exploded view of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…酸素センサ 2,62…中空筒状体 3,50…固体電解質層 4a,4b,4c,52…基準電極 5a,5b,5c,54…測定電極 6a,6b,6c,64…貫通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oxygen sensor 2, 62 ... Hollow cylindrical body 3, 50 ... Solid electrolyte layer 4a, 4b, 4c, 52 ... Reference electrode 5a, 5b, 5c, 54 ... Measurement electrode 6a, 6b, 6c, 64 ... Through-hole

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一端側を開口し他端側に閉鎖壁を設けた
中空筒状体と、該中空筒状体の内面側と外面側とを連通
する複数の貫通孔と、該貫通孔を覆って上記中空筒状体
を包む酸素イオン伝導性の固体電解質層と、を備えた酸
素センサにおいて、上記貫通孔に対応して上記固体電解
質層の内側面及び外側面に各々電極を形成するととも
に、該電極の形状を上記貫通孔から略等距離にまで広げ
た形状としたことを特徴とする酸素センサ。
1. A hollow cylindrical body having an open end at one end and a closed wall provided at the other end, a plurality of through-holes communicating an inner surface and an outer surface of the hollow cylindrical body, An oxygen ion-conductive solid electrolyte layer covering the hollow cylindrical body, and forming an electrode on the inner surface and the outer surface of the solid electrolyte layer corresponding to the through hole, respectively. An oxygen sensor, wherein the shape of the electrode is widened to substantially the same distance from the through hole.
【請求項2】 上記請求項1の酸素センサであって、上
記電極のうち少なくとも2個の電極が、内側面及び外側
面の各々で互いに接続して一体とされたことを特徴とす
る酸素センサ。
2. The oxygen sensor according to claim 1, wherein at least two of the electrodes are connected to each other on an inner surface and an outer surface to be integrated. .
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