JP6151995B2 - ガスセンサ素子およびヒータ - Google Patents
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Description
A−1.ガスセンサの構成
図1は、ガスセンサ10の断面を示す説明図である。図1の断面は、ガスセンサ10の軸心である軸線AXを通る平面でガスセンサ10を切断した断面である。本実施形態の説明では、ガスセンサ10において、図1の紙面下側を「先端側」といい、図1の紙面上側を「後端側」という。
図2は、ガスセンサ素子100の外観斜視図である。図3は、ガスセンサ素子100の分解斜視図である。図2には、相互に直交するXYZ軸が図示されている。図2のXYZ軸は、他の図におけるXYZ軸に対応する。
図5は、基体に対する電極層の密着性を評価した評価試験の結果を示す表である。図5の評価試験では、アルミナの含有量とアルミナの平均粒径が異なる複数の電極層を、アルミナから成る基体の表面に、試料として作製し、これらの試料について基体との密着強度を測定した。
以上説明した第1実施形態によれば、導電性成分を比較的に多く含有する第1の電極層291Aによって、電極パッド290d全体の電気抵抗率の増加を抑制しつつ、導電性成分よりも硬度が高いセラミック成分を比較的に多く含有する第2の電極層292Aによって、ヒータ部104の組み付け時における電極パッド290dの削れ量を低減できる。電極パッド290cについても同様である。その結果、電極パッド290c,290dの削れ量を見込んで電極パッド290c,290dを厚くする場合よりもコストを抑制できる。
図7は、第2実施形態における電極パッド290dの詳細構成を示す説明図である。図7には、−Z軸方向から見た電極パッド290dが図示されている。電極パッド290cの詳細構成は、電極パッド290dと同様である。第2実施形態のガスセンサ素子100は、電極パッド290c,290dの詳細構成が異なる点を除き、第1実施形態と同様である。
図8は、第3実施形態における電極パッド290dの詳細構成を示す説明図である。図8には、−Z軸方向から見た電極パッド290dが図示されている。電極パッド290cの詳細構成は、電極パッド290dと同様である。第3実施形態のガスセンサ素子100は、電極パッド290c,290dの詳細構成が異なる点を除き、第1実施形態と同様である。
図9は、第4実施形態における電極パッド290dの詳細構成を示す説明図である。図9には、−Z軸方向から見た電極パッド290dが図示されている。電極パッド290cの詳細構成は、電極パッド290dと同様である。第4実施形態のガスセンサ素子100は、電極パッド290c,290dの詳細構成が異なる点を除き、第1実施形態と同様である。
図10は、第5実施形態における電極パッド290dの詳細構成を示す説明図である。図10には、−Z軸方向から見た電極パッド290dが図示されている。電極パッド290cの詳細構成は、電極パッド290dと同様である。第5実施形態のガスセンサ素子100は、電極パッド290c,290dの詳細構成が異なる点を除き、第1実施形態と同様である。
図11は、第6実施形態における電極パッド290dの詳細構成を示す説明図である。図11には、−Z軸方向から見た電極パッド290dが図示されている。電極パッド290cの詳細構成は、電極パッド290dと同様である。第6実施形態のガスセンサ素子100は、電極パッド290c,290dの詳細構成が異なる点を除き、第1実施形態と同様である。
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
100…ガスセンサ素子
102…センサ部
104…ヒータ部
110…固体電解質セラミック層
118,128…表面
120,130,160,170…セラミック層
140…多孔質部
180…空隙
190…積層構造
191,192,193,194,195,196…外表面
210,220,260…導体層
212,222…電極部
214,224,264,265…リード部
216,226,266,267…接続部
262…発熱部
281a,282a,282b,286c,286d…スルーホール
290a,290b,290c,290d…電極パッド
291A,291B,291C,291D,291E,291F…第1の電極層
292A,292B,292C,292D,292E,292F…第2の電極層
300…プロテクタ
400…主体金具
500…素子保持部
510…セラミックホルダ
520,530…滑石リング
540…セラミックスリーブ
600…外筒
700…絶縁体
800…ケーブル
810a…リード線
820a,820b,820c,820d…接触端子
AX…軸線
Claims (6)
- セラミックから成る基体と、
前記基体の内部に埋設され、電力に基づいて発熱する電熱体と、
前記基体の内部において前記電熱体と電気的に接続され、前記基体の内部から前記基体の表面に至る導体部と、
前記基体の前記表面において前記導体部と電気的に接続され、前記電熱体に電力を供給する電極パッドであって、前記基体を構成する主成分に共通するセラミック成分と、導電性を有する導電性成分と、から主に成る電極パッドと
を備えるヒータであって、
前記電極パッドは、
前記基体の前記表面に形成され、前記導体部に隣接する第1の電極層と、
前記第1の電極層の上に形成された第2の電極層と
を含み、
前記セラミック成分の含有量は、前記第1の電極層よりも前記第2の電極層の方が多く、
前記導電性成分の含有量は、前記第2の電極層よりも前記第1の電極層の方が多いことを特徴とするヒータ。 - 前記第1の電極層における前記セラミック成分の含有量は、16.1体積パーセント以上である、請求項1に記載のヒータ。
- 前記第2の電極層が前記基体の前記表面に接触する面積は、前記第1の電極層が前記基体の前記表面に接触する面積よりも大きい、請求項1または請求項2に記載のヒータ。
- 前記第1の電極層は、複数の経路を構成する形状を成す、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のヒータ。
- 前記セラミック成分はアルミナ(Al2O3)であり、前記導電性成分は白金(Pt)である、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のヒータ。
- 固体電解質層を間に挟む一対の電極を用いて、被測定ガスに含まれる特定のガス成分を検知するセンサセルと、
前記センサセルを加熱する請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のヒータと
を備えるガスセンサ素子。
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