JPH0222692Y2 - - Google Patents

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JPH0222692Y2
JPH0222692Y2 JP2726682U JP2726682U JPH0222692Y2 JP H0222692 Y2 JPH0222692 Y2 JP H0222692Y2 JP 2726682 U JP2726682 U JP 2726682U JP 2726682 U JP2726682 U JP 2726682U JP H0222692 Y2 JPH0222692 Y2 JP H0222692Y2
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JP
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oxygen
plate
hole
oxygen sensor
heating resistor
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排気ガスなどの被測定ガス中の酸素濃
度を測定するための酸素センサに関する。更に詳
しくは、本考案は、空燃比などを広範囲にかつ非
常に精密に測定することができる酸素センサに係
わるものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an oxygen sensor for measuring oxygen concentration in a gas to be measured such as exhaust gas. More specifically, the present invention relates to an oxygen sensor that can measure air-fuel ratio and the like over a wide range and with great precision.

自動車用エンジンの燃費改善及び排気ガス浄化
のため、吸入混合気の空燃比を理論空燃比(空気
過剰率λ=1)より高いリーン側で運転する方法
が提案され、空気過剰率λ≧1における空燃比を
正確に測定できる酸素センサが求められている。
In order to improve the fuel efficiency and purify exhaust gas of automobile engines, a method has been proposed in which the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture is operated on the lean side, which is higher than the stoichiometric air-fuel ratio (excess air ratio λ = 1). There is a need for an oxygen sensor that can accurately measure air-fuel ratio.

かかる用途の酸素センサの1つとして米国フオ
ード社によつて公表されたものがある(例えば特
開昭56−130649)。
One of the oxygen sensors for such use is the one published by Ford Corporation of the United States (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 130649/1983).

このセンサは電極を両面に設けた2枚の板状酸
素イオン導電性固体電解質焼結体を、一方は酸素
ポンプ素子に、他方は酸素濃淡電池素子として、
側壁に小さな孔を穿つた耐熱材料からなる円筒形
スペーサを挾んで積層して接着し、上記2つの板
状素子間に囲われた室と酸素拡散孔とを形成して
なるものである。しかして、酸素汲み出し用の酸
素ポンプ素子に通電し上記孔を通して外界雰囲気
即ち被測定雰囲気との間の拡散による酸素の流通
を許しながら上記囲われた室内の酸素を、例えば
酸素濃淡電池素子の出力即ち室内と外との酸素濃
度比が常に一定になるように汲み出すことにより
酸素汲み出し電流が被測定ガス雰囲気中の酸素濃
度と対応することを利用して被測定ガス中の酸素
濃度を電気的に測定するというものである。かか
る方式のセンサは、酸素ポンプ素子と酸素濃淡電
池素子とをそれぞれ別々に設けるので雰囲気ガス
温度に対するセンサ出力の温度依存性の点で有利
となるものである。しかしながら、より正確さを
要求する場合には、加熱器を付設し、センサの温
度とその周囲の温度をほぼ一定の温度に維持する
必要があつた。上記の場合、熱効率が劣る欠点が
あつた。
This sensor consists of two plate-shaped oxygen ion conductive solid electrolyte sintered bodies with electrodes on both sides, one as an oxygen pump element and the other as an oxygen concentration battery element.
A cylindrical spacer made of a heat-resistant material with a small hole bored in the side wall is sandwiched, laminated, and bonded to form a chamber enclosed between the two plate-shaped elements and an oxygen diffusion hole. Then, the oxygen pump element for pumping out oxygen is energized, and the oxygen in the enclosed chamber is pumped to the output of the oxygen concentration battery element, for example, while allowing oxygen to flow through the hole to the outside atmosphere, ie, the atmosphere to be measured, by diffusion. In other words, the oxygen concentration in the gas to be measured can be determined electrically by pumping the oxygen so that the ratio of the oxygen concentration between indoors and outdoors is always constant. The method is to measure the This type of sensor is advantageous in terms of the temperature dependence of the sensor output on the ambient gas temperature because the oxygen pump element and the oxygen concentration battery element are provided separately. However, if more accuracy is required, it is necessary to add a heater to maintain the temperature of the sensor and the temperature of its surroundings at a substantially constant temperature. The above case had the disadvantage of poor thermal efficiency.

本考案の目的は上記欠点を解決して効率的にセ
ンサを加熱し、しかも簡単な構造でかつ発熱抵抗
体の付与によつても測定値に影響を与えることな
く正確な測定ができる酸素センサを提供するもの
である。
The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, to provide an oxygen sensor that efficiently heats the sensor, has a simple structure, and can perform accurate measurements without affecting the measured value even by adding a heating resistor. This is what we provide.

即ち、本考案の要旨とするところは、それぞれ
両面に電極用とその引き出し線用の耐熱金属層を
設けた酸素ポンプ素子用及び酸素濃淡電池素子用
の2つのジルコニア質酸素イオン導電性固体電解
質板状体を、厚み方向の孔を穿つた中間板状体を
挾んで積層一体化し、しかして先側と元側とを区
別し、上記先側に偏平な囲われた室と該室を外界
に連通させる連通孔とを形成するとともに上記室
の厚み方向の両壁にそれぞれ元側から引き出し線
を介して電圧の印加もしくは取り出しがなされる
酸素ポンプ素子もしくは酸素濃淡電池素子の酸素
透過壁を形成する酸素センサにおいて、厚み方向
の少なくとも一部分に電気絶縁性セラミツクの孔
あき板または層を積層し、該板ないし層の中また
は間であつてかつ該孔の周辺部に発熱抵抗体を埋
設してなることを特徴とする酸素センサにある。
That is, the gist of the present invention is to provide two zirconia oxygen ion conductive solid electrolyte plates for oxygen pump elements and oxygen concentration battery elements, each having heat-resistant metal layers for electrodes and lead wires on both sides. The shaped bodies are laminated and integrated by sandwiching an intermediate plate-shaped body having holes in the thickness direction, thereby distinguishing the tip side and the base side, and forming a flat enclosed chamber on the tip side and exposing the chamber to the outside world. A communication hole for communication is formed, and oxygen permeable walls of an oxygen pump element or an oxygen concentration battery element are formed on both walls in the thickness direction of the chamber, to which a voltage is applied or taken out from the source side via a lead wire. In an oxygen sensor, perforated plates or layers of electrically insulating ceramic are laminated in at least a portion in the thickness direction, and a heating resistor is embedded in or between the plates or layers and around the holes. The oxygen sensor is characterized by the following.

次に、図を参照しつつ説明する。第1図乃至第
3図は本考案の第1実施例を示す。第1図は第1
実施例の酸素センサの各構成部分の分解斜視図を
表わす。
Next, explanation will be given with reference to the drawings. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention. Figure 1 is the first
FIG. 3 shows an exploded perspective view of each component of the oxygen sensor of the example.

ここにおいて、1は酸素濃淡電池素子、2は酸
素ポンプ素子、3は加熱素子である。酸素濃淡電
池素子1は固体電解質の長方形板状体からなり、
その元側1b近傍の各長辺に、相対する位置に突
部1cが設けられている。電池素子1の先側1a
には素子を挾むようにして、その表裏面の相対す
る位置に公知の厚膜技術若しくは薄膜技術を用い
て被着形成した多孔性の耐熱金属層よりなる電極
9,10が正方形状に設けられている。一方の正
方形電極9の元側方向の2つの角の内の1つより
耐熱金属層よりなる引き出し線9aが、板状体の
元側1bへ真直ぐに伸びる帯形状に設けられてい
る。同様に他方の正方形電極10の元側方向の2
つの角の内、電極9と反対側の角より引き出し線
10aが板状体の元側1bへ真直ぐに伸びる帯形
状に設けられている。引き出し線9aは元側1b
で板状体の表裏を貫通しているスルーホール9d
を通じて、その反対面の取り出し部9bに電気的
に接続されている。引き出し線10aは元側1b
で取り出し部10bを形成し、その結果、同一面
に、2つの電極9,10の取り出し部9b,10
bが配設されていることになる。
Here, 1 is an oxygen concentration battery element, 2 is an oxygen pump element, and 3 is a heating element. The oxygen concentration battery element 1 consists of a rectangular plate-like body of solid electrolyte,
Projections 1c are provided at opposing positions on each long side near the base side 1b. Front side 1a of battery element 1
Square-shaped electrodes 9 and 10 made of porous heat-resistant metal layers deposited using known thick film technology or thin film technology are provided on opposite sides of the device so as to sandwich the device. . A lead wire 9a made of a heat-resistant metal layer is provided in the shape of a band extending straight toward the base side 1b of the plate-like body from one of the two corners in the base side direction of one of the square electrodes 9. Similarly, 2 in the original direction of the other square electrode 10
Out of the two corners, a lead wire 10a is provided in a band shape extending straight toward the base side 1b of the plate-like body from the corner opposite to the electrode 9. The lead line 9a is on the base side 1b
A through hole 9d passes through the front and back of the plate-shaped body.
It is electrically connected to the take-out portion 9b on the opposite side through it. The lead line 10a is on the base side 1b
As a result, the extraction portions 9b and 10 of the two electrodes 9 and 10 are formed on the same surface.
b is arranged.

酸素ポンプ素子2も電池素子1と同様に、固体
電解質の長方形板状体からなり、その元側2b近
傍の各長辺に、相対する位置に突部2cが設けら
れている。ポンプ素子2の先側2aには素子を挾
むようにして、その表裏面の相対する位置に公知
の厚膜技術若しくは薄膜技術を用いて被着形成し
た多孔性の耐熱金属層よりなる電極11,12が
正方形状に設けられている。一方の正方形電極1
1の元側方向の2つの角の内の1つより耐熱金属
層よりなる引き出し線11aが、板状体の元側2
bへ真直ぐに伸びる帯形状に設けられている。同
様に他方の正方形電極12の元側方向の2つの角
の内、電極11と反対側の角より引き出し線12
aが板状体の元側2bへ真直ぐに伸びる帯形状に
設けられている。引き出し線12aは元側2bで
板状体の表裏を貫通しているスルーホール12d
を通じて、その反対面の取り出し部12bに電気
的に接続されている。引き出し線11aは元側2
bで取り出し部11bを形成し、その結果、同一
面に、2つの電極11,12の取り出し部11
b,12bが配設されることになる。
Like the battery element 1, the oxygen pump element 2 is also made of a rectangular plate-like solid electrolyte body, and protrusions 2c are provided at opposing positions on each long side near the base side 2b. On the tip side 2a of the pump element 2, electrodes 11 and 12 made of a porous heat-resistant metal layer are formed on opposing positions on the front and back surfaces of the pump element 2, sandwiching the element, using a known thick film technique or thin film technique. It is set up in a square shape. One square electrode 1
A lead wire 11a made of a heat-resistant metal layer is connected to the base side 2 of the plate-like body from one of the two corners in the direction of the base side of the plate-shaped body.
It is provided in a band shape extending straight to b. Similarly, out of the two corners of the other square electrode 12 in the original direction, the lead line 12
A is provided in a band shape extending straight toward the base side 2b of the plate-like body. The lead wire 12a has a through hole 12d penetrating the front and back of the plate-like body at the base side 2b.
It is electrically connected to the take-out portion 12b on the opposite side through the opening. The lead line 11a is on the original side 2
As a result, the extraction portions 11b of the two electrodes 11 and 12 are formed on the same surface.
b, 12b will be arranged.

電池素子1及びポンプ素子2の各板状体を形成
している固体電解質は酸素イオン導電体の性質を
有することが必要であり、ジルコニアのイツトリ
ア、カルシアあるいはマグネシア等の4〜15モル
%との固溶体が代表的なものであり、その他二酸
化セリウム、二酸化トリウム、二酸化ハフニウム
の各固溶体、ペロブスカイト型酸化物固溶体、3
価金属酸化物固溶体等が酸素イオン導電体の固体
電解質として使用可能である。ここではY2O3
部分安定化したジルコニアを用いた。
The solid electrolyte forming each of the plate-shaped bodies of the battery element 1 and the pump element 2 needs to have the property of an oxygen ion conductor, and is composed of zirconia with 4 to 15 mol% of ittria, calcia, magnesia, etc. Solid solutions are typical, and other solid solutions include cerium dioxide, thorium dioxide, and hafnium dioxide, as well as perovskite-type oxide solid solutions.
A solid solution of a valent metal oxide or the like can be used as a solid electrolyte for an oxygen ion conductor. Here, zirconia partially stabilized with Y 2 O 3 was used.

各板状体の表面に形成される電極9,10,1
1,12、引き出し線9a,10a,11a,1
2a、および取り出し部9b,10b,11b,
12bをなす耐熱金属層は主にPt,Ru,Pd,
Rh,Ir,Au,Ag等からなり、好ましくは、その
共素地含有ペーストがプリント印刷することによ
り形成される。ここでは耐熱金属層は白金粉末に
共素地粉末を20外重量%加えたペーストを印刷し
素子の焼結と同時に焼成して形成し厚みは約
15μm、気孔率は約30%であつた。
Electrodes 9, 10, 1 formed on the surface of each plate-shaped body
1, 12, lead lines 9a, 10a, 11a, 1
2a, and take-out parts 9b, 10b, 11b,
The heat-resistant metal layer forming 12b is mainly made of Pt, Ru, Pd,
It consists of Rh, Ir, Au, Ag, etc., and is preferably formed by printing a paste containing the same base material. Here, the heat-resistant metal layer is formed by printing a paste made by adding 20% by weight of co-base powder to platinum powder and firing it at the same time as the element is sintered, and the thickness is approximately
The diameter was 15 μm, and the porosity was about 30%.

次に加熱素子3はアルミナ、スピネル等の絶縁
性の板状体からなり、その各長辺の相対する位置
に突部3cが設けられている。この突部3cより
先側3aまでの長さは他の2つの素子と同一であ
るが、突部3cより元側3bまでの長さは他の2
つの素子と異なり、ある程度長く形成されてい
る。ただし幅は全て他の2つの素子と同一であ
る。加熱素子3の先側3aには、前記の電池素子
1およびポンプ素子2に設けられている電極9,
10,11,12の位置に対応する大きさおよび
部位で、厚み方向に打ち抜いた孔8が設けられて
いる。前記孔8の周囲の板状体はその一部が切り
取られ、外部より孔8への連通孔8aを形成して
いる。孔8の周囲の加熱素子板状体の一面に発熱
抵抗体13が波形ないし線状に配設され、連通孔
8aを挾んで相対する発熱抵抗体端部13aおよ
び13bで引き出し線14bと接続している。2
本の引き出し線14bは加熱素子先側3aの発熱
抵抗体端部13aから加熱素子元側3bへ導か
れ、各々それらの先端は取り出し部14cを形成
している。前記発熱抵抗体13、引き出し線14
bおよび取り出し部14cは耐熱金属層よりなる
が、発熱抵抗体13はPt,Rh等の耐熱耐酸化性
金属材料のペーストを、引き出し線14bおよび
取り出し部14cは主にPt,Ru,Pd,Rh,Ir,
Au,Ag等のペーストをそれぞれプリント印刷し
て形成される。ここでは、上記耐熱金属層は、白
金粉末に共素地粉末を20外重量%加えたペースト
を使用した。
Next, the heating element 3 is made of an insulating plate-like material such as alumina or spinel, and protrusions 3c are provided at opposing positions on each of its long sides. The length from this protrusion 3c to the tip side 3a is the same as the other two elements, but the length from the protrusion 3c to the base side 3b is the same as the other two elements.
Unlike the two elements, it is formed to be somewhat long. However, the widths are all the same as the other two elements. On the front side 3a of the heating element 3, electrodes 9, which are provided on the battery element 1 and the pump element 2, are provided.
Holes 8 are punched out in the thickness direction at sizes and locations corresponding to positions 10, 11, and 12. A portion of the plate-shaped body surrounding the hole 8 is cut out to form a communicating hole 8a to the hole 8 from the outside. A heating resistor 13 is arranged in a wavy or linear manner on one surface of the heating element plate around the hole 8, and is connected to a lead wire 14b at opposite ends 13a and 13b of the heating resistor across the communicating hole 8a. ing. 2
The lead wires 14b are led from the heating resistor end 13a on the heating element tip side 3a to the heating element base side 3b, and their respective tips form a takeout portion 14c. The heating resistor 13 and the lead wire 14
b and the lead-out portion 14c are made of a heat-resistant metal layer, the heat-generating resistor 13 is made of a paste of a heat-resistant, oxidation-resistant metal material such as Pt, Rh, and the lead wire 14b and the lead-out portion 14c are made of a paste of a heat-resistant, oxidation-resistant metal material such as Pt, Ru, Pd, Rh. ,Ir,
It is formed by printing pastes such as Au and Ag. Here, for the heat-resistant metal layer, a paste was used in which 20% by weight of co-base powder was added to platinum powder.

このように発熱抵抗体13、引き出し線14b
および取り出し部14cが形成されている面に、
更にその絶縁性を付与するため非導電体の絶縁コ
ート6がなされている。この絶縁コートの材質
は、加熱素子板状体の材質と同じアルミナあるい
はスピネルがその焼結による接着性の良いことと
熱歪みが生じないこと等から好ましい。コートの
厚さは通常50μに設定される。
In this way, the heating resistor 13 and the lead wire 14b
and on the surface where the take-out portion 14c is formed,
Furthermore, an insulating coat 6 of a non-conductive material is applied to provide insulation. The material of this insulating coat is preferably alumina or spinel, which is the same as the material of the heating element plate, because it has good adhesive properties due to sintering and does not cause thermal distortion. The thickness of the coat is typically set at 50μ.

以上の第1実施例の各素子1,2,3は好まし
くは、未焼成の状態でその先側を一致させるよう
に電池素子1、コート6を施した加熱素子3、お
よびポンプ素子2の順番で積層圧着され、さらに
突部1c,2c,3cが積層した部分には係止片
4,5がその部分を挾むように積層圧着される。
この積層体を大気雰囲気で焼成一体化することに
より、第2図および第3図に示す如くの酸素セン
サが形成される。
The elements 1, 2, and 3 of the first embodiment described above are preferably placed in the order of the battery element 1, the heating element 3 coated with the coating 6, and the pump element 2 so that their front sides coincide with each other in an unfired state. The protrusions 1c, 2c, and 3c are laminated and pressed together, and the locking pieces 4 and 5 are laminated and pressed so as to sandwich these parts.
By firing this laminate in an air atmosphere, an oxygen sensor as shown in FIGS. 2 and 3 is formed.

なお加熱素子3を焼結体として得てから、これ
を同じく焼結体として得た電池素子およびポンプ
素子とを、耐熱性無機質接着剤あるいはガラスフ
リツトのペーストを塗布してはり合わせ、加熱処
理することにより積層一体化する方法を採つても
よく、その場合は、発熱抵抗体または引き出し線
として、W(タングステン)等の高融点金属材料
も用いることができる。
Note that after the heating element 3 is obtained as a sintered body, a battery element and a pump element, which are also obtained as sintered bodies, are bonded together by applying a heat-resistant inorganic adhesive or glass frit paste, and heat-treated. Alternatively, a method of laminating and integrating them may be adopted, and in that case, a high melting point metal material such as W (tungsten) can also be used as the heating resistor or the lead wire.

第2図は第1実施例の酸素センサの断面図、第
3図は斜視図を表わす。
FIG. 2 shows a sectional view of the oxygen sensor of the first embodiment, and FIG. 3 shows a perspective view.

このように積層一体化された上記実施例の酸素
センサは先側に、電池素子1の電極9(5mm×5
mm)、ポンプ素子2の電極12(5mm×5mm)お
よび加熱素子3の孔8の内面15とに囲まれ、連
通孔8a(2mm×0.5mm×長さ1mm)により外部と
通ずる室16(5mm×5mm×厚さ0.5mm)を有し、
室16の周辺(孔8の周辺部)に発熱抵抗体を傭
し、元側には、中心に積層された加熱素子3の1
部がとび出した形になつて各素子の取り出し部9
b,10b,11b,12b,14c,14cが
露出し、中央部から元側寄りにセンサプローブ組
み立てのために係止部17を有している。
The oxygen sensor of the above embodiment integrated in this way has the electrode 9 (5 mm x 5 mm) of the battery element 1 on the front side.
mm), a chamber 16 (5 mm x 5mm x thickness 0.5mm),
A heating resistor is provided around the chamber 16 (around the hole 8), and one of the heating elements 3 stacked in the center is placed on the base side.
The part 9 protrudes to take out each element.
b, 10b, 11b, 12b, 14c, and 14c are exposed, and has a locking part 17 for assembling the sensor probe from the center toward the base side.

この実施例のセンサで室16の周辺に室を囲う
ように配された白金の発熱抵抗体は12V用10watt
とされ自動車エンジンの排ガス中の酸素分圧測定
用のセンサととして充分な容量を保持させること
ができた。また、酸素ポンプ素子の電流を
0.02mAから3mAまで変化させて囲われた室16
内の雰囲気から酸素を汲み出したとき、酸素濃淡
電池素子の出力電圧を20ミリボルト一定とする条
件下で対応した外界の被測定ガス中の酸素濃度
は、約0.05から10%まであつた。両者の対応関係
は両対数目盛で直線的であつた。なお、センサの
温度は約800℃に保持された。
In the sensor of this embodiment, the platinum heating resistor placed around the chamber 16 is 12V 10watt.
It was possible to maintain sufficient capacity as a sensor for measuring oxygen partial pressure in exhaust gas from automobile engines. Also, the current of the oxygen pump element is
Enclosed chamber 16 varying from 0.02mA to 3mA
When oxygen was pumped out from the internal atmosphere, the oxygen concentration in the external measured gas ranged from approximately 0.05 to 10% under the condition that the output voltage of the oxygen concentration cell element was constant at 20 millivolts. The correspondence between the two was linear on a logarithmic scale. Note that the temperature of the sensor was maintained at approximately 800°C.

以上の第1実施例の酸素センサにおいて、セン
サに組み込まれた加熱素子3はセンサ全体を効率
よく加熱し良好な温度補償がなされる。しかも加
熱電流の流れる発熱抵抗体13およびその引き出
し線14bが加熱素子自体およびその上を被覆し
ている絶縁性材料によつて他の素子と絶縁されて
いることにより、加熱素子の電流が他の素子へ流
れることがなく測定精度に悪影響を与えることが
ない。また連通孔8は室16の厚みの大きさの縦
巾を有し、使用中における孔8のつまりによる性
能劣化を防止するとともに応答性を向上させるの
に働く。
In the oxygen sensor of the first embodiment described above, the heating element 3 incorporated in the sensor efficiently heats the entire sensor, and good temperature compensation is achieved. Moreover, since the heating resistor 13 through which the heating current flows and its lead wire 14b are insulated from other elements by the heating element itself and the insulating material covering it, the current of the heating element is It does not flow to the element and does not adversely affect measurement accuracy. Further, the communicating hole 8 has a vertical width equal to the thickness of the chamber 16, and serves to prevent performance deterioration due to clogging of the hole 8 during use and to improve responsiveness.

次に第4図に第2実施例を示す。ここにおい
て、21は電池素子、22はポンプ素子、23は
加熱素子、26は絶縁板である。電池素子21は
固体電解質の長方形板状体からなる。電池素子2
1の先側21aには素子を挾むようにして、その
表裏面の相対する位置に耐熱金属層よりなる電極
29,30が正方形状に設けられている。一方の
正方形電極29の元側方向の2つの角の内の1つ
より耐熱金属層よりなる引き出し線29aが、板
状体の元側21bへ真直ぐに伸びる帯形状に設け
られている。同様に他方の正方形電極30の元側
方向の2つの角の内電極29と反対側の角より引
き出し線30aが板状体の元側21bへ真直ぐに
伸びる帯形状に設けられている。引き出し線29
aは元側21bで板状体の表裏を貫通しているス
ルーホール29dを通じて、その反対面の取り出
し部29bに電気的に接続されている。引き出し
線30aは元側21bで取り出し部30bを形成
し、その結果、同一面に、2つの電極29,30
の取り出し部29b,30bが配設されることに
なる。
Next, FIG. 4 shows a second embodiment. Here, 21 is a battery element, 22 is a pump element, 23 is a heating element, and 26 is an insulating plate. The battery element 21 is made of a rectangular plate-like solid electrolyte. Battery element 2
On the front side 21a of 1, square electrodes 29 and 30 made of heat-resistant metal layers are provided at opposing positions on the front and back surfaces of the device so as to sandwich the element therebetween. A lead wire 29a made of a heat-resistant metal layer is provided from one of the two corners of one of the square electrodes 29 in the direction toward the base side in a band shape extending straight toward the base side 21b of the plate-like body. Similarly, a lead line 30a is provided in a band shape extending straight toward the base side 21b of the plate-like body from the corner opposite to the inner electrode 29 of the two corners in the base side direction of the other square electrode 30. Lead line 29
a is electrically connected to a take-out portion 29b on the opposite side of the base side 21b through a through hole 29d penetrating the front and back sides of the plate-like body. The lead wire 30a forms a lead-out portion 30b at the base side 21b, and as a result, two electrodes 29, 30 are formed on the same surface.
The extraction portions 29b and 30b will be provided.

酸素ポンプ素子22も電池素子21と同様に固
体電解質の長方形板状体からなる。ポンプ素子2
2の先側22aには素子を挾むようにして、その
表裏面の相対する位置に耐熱金属層よりなる電極
31,32が正方形状に設けられている。一方の
正方形電極31の元側方向の2つの角の内の1つ
より耐熱金属層よりなる引き出し線31aが、板
状体の元側22bへ真直ぐに伸びる帯形状に設け
られている。同様に他方の正方形電極32の元側
方向の2つの角の内、電極31と反対側の角より
引き出し線32aが板状体の元側22bへ真直ぐ
に伸びる帯形状に設けられている。引き出し線3
2aは元側22bで板状体の表裏を貫通している
スルーホール32dを通じて、その反対面の取り
出し部32bに電気的に接続されている。引き出
し線31aは元側22bで取り出し部31bを形
成し、その結果、同一面に、2つの電極31,3
2の取り出し部31b,32bが配設されること
になる。
Like the battery element 21, the oxygen pump element 22 is also made of a rectangular plate-like solid electrolyte. Pump element 2
On the front side 22a of 2, square electrodes 31 and 32 made of heat-resistant metal layers are provided at opposing positions on the front and back surfaces of the element so as to sandwich the element therebetween. A lead wire 31a made of a heat-resistant metal layer is provided in the shape of a band extending straight toward the base side 22b of the plate-like body from one of the two corners of the square electrode 31 in the base side direction. Similarly, out of the two corners of the other square electrode 32 in the direction toward the base, a lead wire 32a is provided in a band shape extending straight from the corner opposite to the electrode 31 toward the base side 22b of the plate-like body. Lead line 3
2a is electrically connected to a take-out portion 32b on the opposite side of the base side 22b through a through hole 32d penetrating the front and back sides of the plate-like body. The lead wire 31a forms a lead-out portion 31b at the base side 22b, and as a result, two electrodes 31, 3 are formed on the same surface.
Two take-out portions 31b and 32b are provided.

本実施例の電池素子およびポンプ素子の各板状
体を形成している固体電解質は、第1実施例と同
様な酸素イオン導電性の固体電解質が使用され
る。
As the solid electrolyte forming each plate-like body of the battery element and pump element of this embodiment, the same oxygen ion conductive solid electrolyte as that of the first embodiment is used.

各板状体の表面に設けられる電極29,30,
31,32、引き出し線29a,30a,31
a,32aおよび取り出し部29b,30b,3
1b,32bは第1実施例と同様な材質を使用し
同様な方法で形成されたものである。
Electrodes 29, 30 provided on the surface of each plate-shaped body,
31, 32, lead lines 29a, 30a, 31
a, 32a and take-out parts 29b, 30b, 3
1b and 32b are formed using the same materials and using the same method as in the first embodiment.

次に加熱素子23はアルミナ、スピネル等の絶
縁性の板状体からなる。その幅は他の2つの素子
と同様であるが、長さは他の素子よりある程度長
く形成されている。加熱素子23の先側23aに
は、前記の電池素子21およびポンプ素子22に
設けられている電極29,30,31,32の位
置に対応する大きさおよび部位で、厚み方向に打
ち抜いた孔28が設けられている。孔28の周囲
の加熱素子板状体の一面に発熱抵抗体33が波形
ないし線形に配設され、抵抗体33の両端部は
各々、孔28近傍の元側寄りの所で引き出し線3
4bに接続している。2本の引き出し線34bは
加熱素子元側23bへ導かれ、各々それらの先端
は取り出し部34cを形成している。前記発熱抵
抗体33、引き出し線34bおよび取り出し部3
4cは第1実施例と同様な耐熱金属層よりなり、
同様な方法で形成された。
Next, the heating element 23 is made of an insulating plate-like material such as alumina or spinel. Its width is similar to the other two elements, but its length is longer than the other elements to some extent. A hole 28 is punched out in the thickness direction on the front side 23a of the heating element 23, with a size and location corresponding to the positions of the electrodes 29, 30, 31, 32 provided on the battery element 21 and pump element 22. is provided. A heating resistor 33 is arranged in a wavy or linear manner on one surface of the heating element plate around the hole 28, and both ends of the resistor 33 are connected to the lead wire 3 at a position near the hole 28 and closer to the base side.
Connected to 4b. The two lead wires 34b are led to the heating element source side 23b, and their respective tips form a take-out portion 34c. The heating resistor 33, the lead wire 34b and the take-out portion 3
4c is made of the same heat-resistant metal layer as in the first embodiment;
formed in a similar manner.

次に絶縁板26は、アルミナ、スピネル等の絶
縁性の板状体からなる。その幅は3つの素子と同
じであり、長さは、電池素子21と同じである。
この絶縁板26の先側には前記のポンプ素子22
に設けられている電極32および加熱素子23の
孔28の位置と大きさに対応して、厚み方向に打
ち抜いた孔37が設けられている。前記絶縁板2
6の孔37の周囲の部分はその一部が3ケ所切り
取られ、外部より孔37への連通孔37a,37
b,37cを形成している。このことにより絶縁
板26は3片26a,26b,26cによつて構
成されていることになる。
Next, the insulating plate 26 is made of an insulating plate-like material such as alumina or spinel. Its width is the same as the three elements, and its length is the same as the battery element 21.
On the front side of this insulating plate 26 is the pump element 22.
A hole 37 is punched out in the thickness direction, corresponding to the position and size of the electrode 32 and the hole 28 of the heating element 23 provided in the heating element 23 . The insulating plate 2
Three parts of the area around the hole 37 of No. 6 are cut out, and communication holes 37a, 37 are formed to connect the hole 37 from the outside.
b, 37c are formed. This means that the insulating plate 26 is composed of three pieces 26a, 26b, and 26c.

以上の各素子および絶縁板は、より好ましくは
未焼成成形品の段階でその先側を一致させるよう
に電池素子21、加熱素子23、絶縁板26およ
びポンプ素子22の順番で積層し圧着され、この
積層体を焼成一体化することにより、第5図に示
す如くの酸素センサが形成される。
More preferably, the above elements and insulating plates are laminated and crimped in the order of battery element 21, heating element 23, insulating plate 26 and pump element 22 so that their front sides coincide with each other at the stage of green molded product, By firing and integrating this laminate, an oxygen sensor as shown in FIG. 5 is formed.

第5図は第2実施例の酸素センサの長軸方向の
断面図を表わす。このように積層一体化された酸
素センサは先側に、電池素子21の電極29(5
mm×5mm)、ポンプ素子22の電極32(5mm×
5mm)、加熱素子23の孔28の内面35および
絶縁板26の孔37の内面38a,38b,38
cとに囲まれ、連通孔37a,37b,37c
(それぞれ1mm×0.5mm×長さ1mm)により外部と
通じた室36(5mm×5mm×厚さ1mm)を有し、
室16の周辺(孔の周辺部)に発熱抵抗体を傭
し、元側には積層された加熱素子23の一部がと
び出した形になつて、各素子の取り出し部29
b,30b,31b,32b,34c,34cが
露出している。
FIG. 5 shows a cross-sectional view in the longitudinal direction of the oxygen sensor of the second embodiment. The oxygen sensor thus laminated and integrated has the electrode 29 (5) of the battery element 21 on the front side.
mm x 5 mm), electrode 32 of pump element 22 (5 mm x
5 mm), the inner surface 35 of the hole 28 of the heating element 23 and the inner surface 38a, 38b, 38 of the hole 37 of the insulating plate 26
communication holes 37a, 37b, 37c
(each 1 mm x 0.5 mm x length 1 mm) has a chamber 36 (5 mm x 5 mm x thickness 1 mm) that communicates with the outside,
A heating resistor is provided around the chamber 16 (around the hole), and a part of the stacked heating elements 23 protrudes from the base side, and a take-out portion 29 of each element is formed.
b, 30b, 31b, 32b, 34c, and 34c are exposed.

上記実施例で、酸素ポンプ素子の電流を
0.025mAから5mAまで変化させて囲われた室5
6内の雰囲気から酸素を汲し出したとき、酸素濃
淡電池素子の出力電圧を20mV一定とする条件下
で対応した外界の被測定ガス中の酸素濃度は、約
0.05から10%までであつた。両者の対応関係は両
対数目盛で直線的であつた。なおセンサの温度は
約800℃に保持された。
In the above example, the current of the oxygen pump element is
Chamber 5 enclosed by varying from 0.025mA to 5mA
When oxygen is pumped out from the atmosphere inside 6, the oxygen concentration in the external gas to be measured under the condition that the output voltage of the oxygen concentration battery element is constant at 20 mV is approximately
It ranged from 0.05 to 10%. The correspondence between the two was linear on a logarithmic scale. The temperature of the sensor was maintained at approximately 800°C.

以上の第2実施例の酸素センサにおいて、セン
サに組み込まれた加熱素子23にてセンサ全体が
効率よく加熱されることにより良好な温度補償が
なされ、しかも加熱電流の流れる発熱抵抗体33
およびその引き出し線34bが加熱素子自体およ
び絶縁板26によつて他の素子と絶縁されている
ことにより、加熱装置の電流が他の素子へ流れる
ことがなく、測定精度に悪影響を与えることがな
い。又、連通孔が3方向に開口していることによ
り、室36と外気との均一な酸素の拡散が可能と
なり応答性も向上され、より正確な測定が可能と
なるものである。
In the oxygen sensor of the second embodiment described above, the heating element 23 incorporated in the sensor efficiently heats the entire sensor, thereby achieving good temperature compensation, and the heating resistor 33 through which the heating current flows.
Since the lead wire 34b is insulated from other elements by the heating element itself and the insulating plate 26, the current of the heating device does not flow to other elements, and measurement accuracy is not adversely affected. . Furthermore, since the communication holes are open in three directions, it is possible to uniformly diffuse oxygen between the chamber 36 and the outside air, improving responsiveness and enabling more accurate measurement.

第2実施例の酸素センサの積層組み立てにおい
て、絶縁板は最初から3片に分離したものを使用
して組み立ててもよいが、第6図に示す如く、縁
部26dを設けて、一回り大きく形成し、他の3
素子と積層組立後、グリーンシートの状態でその
縁部26dを切り取つて、酸素センサを製造した
方が作業性がよい。
In the stacked assembly of the oxygen sensor of the second embodiment, the insulating plate may be assembled using three pieces separated from the beginning, but as shown in FIG. form and the other 3
It is easier to manufacture the oxygen sensor by cutting off the edges 26d of the green sheet after laminating and assembling the elements.

次に第7図に第3実施例を示す。ここにおいて
41は電池素子、42はポンプ素子、43は加熱
素子、46は絶縁板、59は中間板状体である。
Next, FIG. 7 shows a third embodiment. Here, 41 is a battery element, 42 is a pump element, 43 is a heating element, 46 is an insulating plate, and 59 is an intermediate plate-shaped body.

電池素子41は固体電解質の長方形板状体から
なる。電池素子41の先側41aには素子を挾む
ようにして、その表裏面の相対する位置に耐熱金
属層よりなる電極49,50が正方形状に設けら
れている。一方の正方形電極49の元側方向の2
つの角の内の1つより耐熱金属層よりなる引き出
し線49aが、板状体の元側41bへ真直ぐに伸
びる帯形状に設けられている。同様に他方の正方
形電極50の元側方向の2つの角の内、電極49
と反対側の角より引き出し線50aが板状体の元
側41bへ真直ぐに伸びる帯形状に設けられてい
る。引き出し線49aは元側41bで板状体の表
裏を貫通しているスルーホール49dを通じて、
その反対面の取り出し部49bに電気的に接続さ
れている。引き出し線50aは元側41bで取り
出し部50bを形成し、その結果、同一面に、2
つの電極49,50の取り出し部49b,50b
が配設されることになる。
The battery element 41 is made of a rectangular plate-like solid electrolyte. On the front side 41a of the battery element 41, square electrodes 49 and 50 made of heat-resistant metal layers are provided at opposing positions on the front and back surfaces of the battery element 41 so as to sandwich the element. 2 in the original direction of one square electrode 49
A lead wire 49a made of a heat-resistant metal layer is provided in a band shape extending straight toward the base side 41b of the plate-like body from one of the four corners. Similarly, among the two corners of the other square electrode 50 in the original direction, the electrode 49
A lead line 50a is provided in a band shape extending straight toward the base side 41b of the plate-like body from the opposite corner. The lead wire 49a passes through a through hole 49d penetrating the front and back sides of the plate-like body at the base side 41b.
It is electrically connected to the take-out portion 49b on the opposite side. The lead wire 50a forms a take-out portion 50b on the base side 41b, and as a result, two wires are formed on the same surface.
Take-out portions 49b, 50b of two electrodes 49, 50
will be set up.

ポンプ素子42も電池素子41と同様に、固体
電解質の長方形板状体からなる。ポンプ素子42
の先側42aには素子を挾むようにして、その表
裏面の相対する位置に耐熱金属層よりなる電極5
1,52が正方形状に設けられている。一方の正
方形電極51の元側方向の2つの角の内の1つよ
り耐熱金属層よりなる引き出し線51aが、板状
体の元側51bへ真直ぐに伸びる帯形状に設けら
れている。同様に他方の正方形電極52の元側方
向の2つの角の内、電極51と反対側の角より引
き出し線52aが板状体の元側42bへ真直ぐに
伸びる帯形状に設けられている。引き出し線52
aは元側42bで板状体の表裏を貫通しているス
ルーホール52dを通じて、その反対面の取り出
し部52bに電気的に接続されている。引き出し
線51aは元側42bで取り出し部51bを形成
し、その結果、同一面に、2つの電極51,52
の取り出し部51b,52bが配設されることに
なる。
Like the battery element 41, the pump element 42 is also made of a rectangular plate-like solid electrolyte. Pump element 42
On the front side 42a, electrodes 5 made of heat-resistant metal layers are placed at opposite positions on the front and back surfaces of the element so as to sandwich the element.
1 and 52 are provided in a square shape. A lead wire 51a made of a heat-resistant metal layer is provided in a band shape extending straight toward the base side 51b of the plate-like body from one of the two corners in the base side direction of one square electrode 51. Similarly, out of the two corners of the other square electrode 52 in the direction toward the base, a lead wire 52a is provided in a band shape extending straight from the corner opposite to the electrode 51 toward the base side 42b of the plate-like body. Lead line 52
A is electrically connected to a take-out portion 52b on the opposite side of the base side 42b through a through hole 52d penetrating the front and back sides of the plate-like body. The lead wire 51a forms a lead-out portion 51b at the base side 42b, and as a result, two electrodes 51 and 52 are formed on the same surface.
The extraction portions 51b and 52b will be provided.

本実施例の電池素子およびポンプ素子の各板状
体を形成している固体電解質は、第1実施例と同
様な酸素イオン導電性の固体電解質が使用され
る。
As the solid electrolyte forming each plate-like body of the battery element and pump element of this embodiment, the same oxygen ion conductive solid electrolyte as that of the first embodiment is used.

各板状体の表面に設けられる電極49,50,
51,52、引き出し線49a,50a,51
a,52aおよび取り出し部49b,50b,5
1b,52bは第1実施例と同様な材質を使用し
同様な方法で形成されたものである。
Electrodes 49, 50 provided on the surface of each plate-shaped body,
51, 52, lead lines 49a, 50a, 51
a, 52a and take-out parts 49b, 50b, 5
1b and 52b are formed using the same material and using the same method as in the first embodiment.

次に加熱素子43はアルミナ、スピネル等の絶
縁性の板状体からなる。その幅および長さは他の
2つの素子と同様である。加熱素子43の先側4
3aには、前記の電池素子41およびポンプ素子
42に設けられている電極49,50,51,5
2に対応する大きさおよび部位で、厚み方向に打
ち抜いた孔48が設けられている。孔48の周囲
の加熱素子板状体の一面に発熱抵抗体53が波形
若しくは線形に配設され、抵抗体53の両端部は
各々、孔48近傍の元側寄りの所で引き出し線5
4bに接続している。2本の引き出し線54bは
加熱素子元側43bから更に端面43cにまで導
かれ、その端面43cで各々それらの先端は取り
出し部54cを形成している。前記発熱抵抗体5
3、引き出し線54bおよび取り出し部54cは
第1実施例と同様な耐熱金属層よりなり、同様な
方法で形成された。
Next, the heating element 43 is made of an insulating plate-like material such as alumina or spinel. Its width and length are similar to the other two elements. Tip side 4 of heating element 43
3a includes electrodes 49, 50, 51, 5 provided on the battery element 41 and pump element 42.
A hole 48 is punched out in the thickness direction at a size and location corresponding to No. 2. A heating resistor 53 is arranged in a wavy or linear manner on one surface of the heating element plate around the hole 48, and both ends of the resistor 53 are connected to the lead wire 5 at a position near the hole 48 and closer to the base side.
Connected to 4b. The two lead wires 54b are further guided from the heating element source side 43b to the end surface 43c, and their respective tips form a take-out portion 54c at the end surface 43c. The heating resistor 5
3. The lead wire 54b and the lead-out portion 54c were made of the same heat-resistant metal layer as in the first embodiment, and were formed by the same method.

次に絶縁板46は、アルミナ、スピネル等の絶
縁性の板状体からなる。その幅および長さは3つ
の素子と同じである。この絶縁板46の先側46
aには前記のポンプ素子42に設けられている電
極52および加熱素子43の孔48の位置と大き
さに対応して、厚み方向に打ち抜いた孔57が設
けられている。
Next, the insulating plate 46 is made of an insulating plate-like material such as alumina or spinel. Its width and length are the same for the three elements. The front side 46 of this insulating plate 46
A hole 57 is punched out in the thickness direction in correspondence with the position and size of the electrode 52 provided in the pump element 42 and the hole 48 of the heating element 43.

次に中間板状体59はポンプ素子と同じジルコ
ニア等の固体電解質の板状体からなつている。そ
の幅および長さは3つの素子および絶縁板46と
同じである。この中間板状体59は絶縁板46と
同じく、その先側の同じ位置に同じ大きさの、厚
み方向に打ち抜いた孔61が設けられている。前
記中間板状体59の孔61の周囲の部分はその一
部が3ケ所切り取られ、外部より孔61への連通
孔61a,61b,61cを形成している。この
ことにより中間板状体59は3片59a,59
b,59cによつて構成されていることになる。
Next, the intermediate plate-like member 59 is made of a plate-like member made of a solid electrolyte such as zirconia, which is the same as the pump element. Its width and length are the same as the three elements and the insulating plate 46. Like the insulating plate 46, this intermediate plate-like body 59 is provided with a hole 61 of the same size punched out in the thickness direction at the same position on the front side thereof. Three portions of the intermediate plate-like body 59 surrounding the hole 61 are cut out to form communication holes 61a, 61b, and 61c that connect the hole 61 from the outside. As a result, the intermediate plate-like body 59 has three pieces 59a, 59
b, 59c.

以上の各素子、絶縁板および中間板状体は、よ
り好ましくは、未焼成成形品の段階で、その全体
を一致させるように電池素子41、加熱素子4
3、絶縁板46、中間板状体59およびポンプ素
子42の順番で積層圧着され、、この積層体を焼
成一体化することにより、第8図に示す如くの酸
素センサが形成される。
More preferably, each of the above-mentioned elements, insulating plate, and intermediate plate-like body are arranged so that the battery element 41, the heating element 4
3. The insulating plate 46, the intermediate plate-shaped body 59, and the pump element 42 are laminated and pressed in this order, and this laminated body is fired and integrated to form an oxygen sensor as shown in FIG.

第8図は第3実施例の酸素センサの長軸方向の
断面図を表わす。このように積層一体化された酸
素センサは全体が直方体を成し、その先側に、電
池素子41の電極49(5mm×5mm)、ポンプ素
子42の電極52(5mm×5mm)、加熱素子43
の孔48の内面55、絶縁板46の孔57の内面
58および中間板状体59の孔61の内面60
a,60b,60cとに囲まれ、連通孔61a,
61b,61c(それぞれ1mm×0.5mm×長さ1
mm)により外部と通じた室56(5mm×5mm×厚
さ1.5mm)を有し、室56の周辺(孔の周辺部)
に発熱抵抗体を傭し、元側端部に取り出し部49
b,50b,51b,52bを有し、端面には加
熱素子43の取り出し部54cを有している。た
だし第8図の断面図において、取り出し部54c
は加熱素子端面43cだけでなく絶縁板46の端
面に至るまで設けた例が示してある。
FIG. 8 shows a cross-sectional view in the longitudinal direction of the oxygen sensor of the third embodiment. The whole of the integrated oxygen sensor formed into a rectangular parallelepiped has an electrode 49 (5 mm x 5 mm) of the battery element 41, an electrode 52 (5 mm x 5 mm) of the pump element 42, and a heating element 43 on the front side.
an inner surface 55 of the hole 48 of the insulating plate 46, an inner surface 58 of the hole 57 of the insulating plate 46, and an inner surface 60 of the hole 61 of the intermediate plate-like body 59.
a, 60b, 60c, and communication holes 61a,
61b, 61c (each 1mm x 0.5mm x length 1
It has a chamber 56 (5 mm x 5 mm x thickness 1.5 mm) that communicates with the outside through a hole (periphery of the hole).
A heating resistor is placed on the side, and a take-out portion 49 is placed on the base end.
b, 50b, 51b, and 52b, and has a take-out portion 54c for the heating element 43 on the end face. However, in the cross-sectional view of FIG.
An example is shown in which the heating element is provided not only on the end face 43c of the heating element but also on the end face of the insulating plate 46.

上記実施例で、酸素ポンプ素子の電流と、被測
定ガス中の酸素分圧との対応関係は、前記第2の
実施例の場合と同様である。
In the embodiment described above, the correspondence between the current of the oxygen pump element and the partial pressure of oxygen in the gas to be measured is the same as in the case of the second embodiment.

以上の第3実施例の酸素センサにおいて、セン
サに組み込まれた加熱素子43にてセンサ全体が
効率よく加熱されることにより良好な温度補償が
なされている。しかも加熱電流の流れる発熱抵抗
体53およびその引き出し線54bが加熱素子自
体および絶縁板46によつて完全に埋設されると
共に他の素子と電気的に絶縁されていることによ
り、加熱素子の電流が他の素子へ流れることがな
く、測定精度に悪影響を与えることがないし耐久
性も良くなる。又、連通孔が3方向に開口してい
ることにより、室56と外気との均一な酸素の拡
散が可能となり、より正確な測定が可能となるも
のである。
In the oxygen sensor of the third embodiment described above, the entire sensor is efficiently heated by the heating element 43 incorporated in the sensor, thereby achieving good temperature compensation. Furthermore, the heating resistor 53 through which the heating current flows and its lead wire 54b are completely buried in the heating element itself and the insulating plate 46, and are electrically insulated from other elements, so that the current of the heating element is It does not flow to other elements, does not adversely affect measurement accuracy, and improves durability. Further, since the communication holes are open in three directions, it is possible to uniformly diffuse oxygen between the chamber 56 and the outside air, thereby enabling more accurate measurement.

次に第9図に第4実施例を示す。ここにおい
て、71は電池素子、72はポンプ素子、73は
加熱素子、76は発熱抵抗体を保護している保護
板、89は中間板である。
Next, FIG. 9 shows a fourth embodiment. Here, 71 is a battery element, 72 is a pump element, 73 is a heating element, 76 is a protection plate that protects the heating resistor, and 89 is an intermediate plate.

電池素子71は固体電解質の長方形板状体から
なる。電池素子71の先部71aには素子を挾む
ようにして、その表裏面の相対する位置に耐熱金
属層よりなる電極79,80が正方形状に設けら
れている。一方の正方形電極79の元側方向の2
つの角の内の1つより耐熱金属層よりなる引き出
し線79aが、板状体の元側71bへ真直ぐに伸
びる帯形状に設けられている。同様に他方の正方
形電極80の元側方向の2つの角の内、電極79
と反対側の角より引き出し線80aが板状体の元
側71bへ真直ぐに伸びる帯形状に設けられてい
る。引き出し線79aは元側71bで板状体の表
裏を貫通しているスルーホール79dを通じて、
その反対面の取り出し部79bに電気的に接続さ
れている。引き出し線80aは元側71bで取り
出し部80bを形成し、その結果、同一面に、2
つの電極79,80の取り出し部79b,80b
が配設されることになる。
The battery element 71 is made of a rectangular plate-like solid electrolyte. At the front end 71a of the battery element 71, square electrodes 79 and 80 made of heat-resistant metal layers are provided at opposing positions on the front and back surfaces of the battery element 71 so as to sandwich the element. 2 in the original side direction of one square electrode 79
A lead wire 79a made of a heat-resistant metal layer is provided in a band shape extending straight toward the base side 71b of the plate-like body from one of the four corners. Similarly, among the two corners of the other square electrode 80 in the original direction, the electrode 79
A lead line 80a is provided in a band shape extending straight toward the base side 71b of the plate-like body from the opposite corner. The lead wire 79a is connected to the base side 71b through a through hole 79d passing through the front and back of the plate-like body.
It is electrically connected to the take-out portion 79b on the opposite side. The lead line 80a forms a take-out part 80b on the base side 71b, and as a result, two lines are formed on the same surface.
Take-out portions 79b, 80b of two electrodes 79, 80
will be set up.

ポンプ素子72も電池素子71と同様に、固体
電解質の長方形板状体からなる。ポンプ素子72
の先72aには素子を挾むようにして、その表裏
面の相対する位置に耐熱金属層よりなる電極8
1,82が正方形状に設けられている。一方の正
方形電極81の元側方向の2つの角の内の1つよ
り耐熱金属層よりなる引き出し線81aが、板状
体の元側81bへ真直ぐに伸びる帯形状に設けら
れている。同様に他方の正方形電極82の元側方
向の2つの角の内、電極81と反対側の角より引
き出し線82aが板状体の元側72bへ真直ぐに
伸びる帯形状に設けられている。引き出し線82
aは元側72bで板状体の表裏を貫通しているス
ルーホール82dを通じて、その反対面の取り出
し部82bに電気的に接続されている。引き出し
線81aは元側72bで取り出し部81bを形成
し、その結果、同一面に、2つの電極81,82
の取り出し部81b,82bが配設されることに
なる。
Like the battery element 71, the pump element 72 is also made of a rectangular plate-like solid electrolyte. Pump element 72
At the tip 72a, there are electrodes 8 made of heat-resistant metal layers at opposite positions on the front and back surfaces of the element so as to sandwich the element.
1 and 82 are provided in a square shape. A lead wire 81a made of a heat-resistant metal layer is provided from one of the two corners of one square electrode 81 in the direction toward the base side in a band shape extending straight toward the base side 81b of the plate-like body. Similarly, out of the two corners of the other square electrode 82 in the direction toward the base, a lead line 82a is provided in a band shape extending straight from the corner opposite to the electrode 81 toward the base side 72b of the plate-like body. Lead line 82
a is electrically connected to a take-out portion 82b on the opposite side of the base side 72b through a through hole 82d penetrating the front and back sides of the plate-like body. The lead wire 81a forms a lead-out portion 81b at the base side 72b, and as a result, two electrodes 81 and 82 are formed on the same surface.
The extraction portions 81b and 82b will be provided.

本実施例の電池素子およびポンプ素子の各板状
体を形成している固体電解質は、第1実施例と同
様な酸素イオン導電性の固体電解質が使用され
る。
As the solid electrolyte forming each plate-like body of the battery element and pump element of this embodiment, the same oxygen ion conductive solid electrolyte as that of the first embodiment is used.

各板状体の表面に設けられる電極79,80,
81,82、引き出し線79a,80a,81
a,82aおよび取り出し部79b,80b,8
1b,82bは第1実施例と同様な材質を使用し
同様な方法で形成されたものである。
Electrodes 79, 80 provided on the surface of each plate-shaped body,
81, 82, lead lines 79a, 80a, 81
a, 82a and take-out parts 79b, 80b, 8
1b and 82b are formed using the same materials and using the same method as in the first embodiment.

次に加熱素子73はアルミナ、スピネル等の絶
縁性の板状体からなる。その幅は他の2つの素子
と同様であるが、長さはある程度他の素子と比べ
て短く形成されている。加熱素子73の先側73
aには、前記のポンプ素子72に設けられている
電極81に対応する大きさおよび部位で、厚み方
向に打ち抜いた孔78が設けられている。孔78
の周囲の加熱素子板状体の一面に発熱抵抗体83
が波形若しくは線形に配設され、抵抗体83の両
端部は各々、孔78近傍の元側寄りの所で引き出
し線84bに接続している。2本の引き出し線8
4bは加熱素子元側73bへ導かれ、各々それら
の先端は取り出し部84cを形成している。前記
発熱抵抗体83、引き出し線84bおよび取り出
し部84cは第1実施例と同様な耐熱金属層より
なり、同様な方法で形成された。
Next, the heating element 73 is made of an insulating plate-like material such as alumina or spinel. Its width is similar to the other two elements, but its length is shorter than the other elements to some extent. Front side 73 of heating element 73
A hole 78 is punched out in the thickness direction at a size and location corresponding to the electrode 81 provided in the pump element 72. hole 78
A heating resistor 83 is placed on one side of the heating element plate around the heating element plate.
are arranged in a wavy or linear manner, and both ends of the resistor 83 are connected to a lead wire 84b near the hole 78 and closer to the base side. Two lead lines 8
4b are led to the heating element source side 73b, and their respective tips form a take-out portion 84c. The heating resistor 83, the lead wire 84b, and the lead-out portion 84c were made of the same heat-resistant metal layer as in the first embodiment, and were formed by the same method.

次に中間板89は、アルミナ、スピネル等の絶
縁性の板状体若しくは電池素子若しくはポンプ素
子と同じ材料の板状体からなる。その幅および長
さは、電池素子71とポンプ素子72と同じであ
る。この中間板89の先側89aには前記の電池
素子71に設けられている電極79およびポンプ
素子72の電極82の位置と大きさに対応して、
厚み方向に打ち抜いた孔91が設けられている。
前記中間板89の孔91の周囲の部分にはその先
端部で一部が1〜数個(ここてでは1個)で切り
取られ、外部より孔91への連通孔91aを形成
している。
Next, the intermediate plate 89 is made of an insulating plate-like material such as alumina or spinel, or a plate-like material made of the same material as the battery element or the pump element. Its width and length are the same as the battery element 71 and the pump element 72. On the front side 89a of this intermediate plate 89, corresponding to the position and size of the electrode 79 provided on the battery element 71 and the electrode 82 of the pump element 72,
A hole 91 punched in the thickness direction is provided.
A portion of the intermediate plate 89 surrounding the hole 91 is cut out in one to several pieces (in this case, one piece) at its tip to form a communicating hole 91a to the hole 91 from the outside.

次に保護板76は加熱素子73と同じアルミ
ナ、スピネル等の絶縁性の板状体からなる。その
幅は、他の3つの素子および絶縁板89と同じで
あり、長さは加熱素子73より更に短くなつてい
る。この保護板76の先側76aには前記の加熱
素子73の孔78の位置と大きさに対応して、厚
み方向に打ち抜いた孔87が設けられている。
Next, the protection plate 76 is made of the same insulating plate-like material as the heating element 73, such as alumina or spinel. Its width is the same as the other three elements and the insulating plate 89, and its length is even shorter than the heating element 73. A hole 87 punched out in the thickness direction is provided on the front side 76a of the protective plate 76, corresponding to the position and size of the hole 78 of the heating element 73.

以上の各素子71,72,73、中間板89お
よび保護板76はより好ましくは未焼成の段階
で、その各々の先側を一致させるように電池素子
71、中間板89、ポンプ素子72、加熱素子7
3そして保護板76の順番で積層し圧着される。
この積層体を焼成することにより、第10図に示
す如くの酸素センサが形成される。
The above elements 71, 72, 73, intermediate plate 89, and protective plate 76 are preferably unfired, and the battery element 71, intermediate plate 89, pump element 72, and heated Element 7
3, and the protective plates 76 are laminated and crimped in this order.
By firing this laminate, an oxygen sensor as shown in FIG. 10 is formed.

第10図は第4実施例の酸素センサ長軸方向の
断面図を表わす。このように積層一体化された第
4実施例の酸素センサは先側に、電池素子71の
電極79(5mm×5mm)、ポンプ素子72の電極
82(5mm×5mm)および中間板89の孔91の
内面90とに囲まれ、連通孔91a(2mm×0.5mm
×長さ1mm)により外部と通じた室92(5mm×
5mm×厚さ0.5mm)を、又、ポンプ素子72のも
う一方の電極81を底面とし、加熱素子73の孔
78の内面85および保護板76の孔87の内面
88とに囲まれた偏平四角状穴部93を有し、上
記孔78の周辺部に発熱抵抗体を傭し、元側端部
には、取り出し部79bおよび82bを、電池素
子71、中間板89およびポンプ素子72の積層
体を挾んだ形で有し、更に階段状になつた加熱素
子端部に取り出し部84cを有している。。
FIG. 10 shows a cross-sectional view in the long axis direction of the oxygen sensor of the fourth embodiment. The oxygen sensor of the fourth embodiment integrated in this way has an electrode 79 (5 mm x 5 mm) of a battery element 71, an electrode 82 (5 mm x 5 mm) of a pump element 72, and a hole 91 of an intermediate plate 89 on the front side. The communication hole 91a (2 mm x 0.5 mm
A chamber 92 (5 mm x 1 mm long) communicates with the outside.
5 mm x thickness 0.5 mm), and the other electrode 81 of the pump element 72 is the bottom surface, and the flat square is surrounded by the inner surface 85 of the hole 78 of the heating element 73 and the inner surface 88 of the hole 87 of the protection plate 76. A heating resistor is provided around the hole 78, and take-out portions 79b and 82b are provided at the base end of the stacked body of the battery element 71, the intermediate plate 89, and the pump element 72. It has a sandwiched shape, and further has a take-out part 84c at the stepped end of the heating element. .

上記実施例で、酸素ポンプ素子の電流と、被測
定ガス中の酸素分圧との対応関係は、前記第1の
実施例の場合と同様となる。
In the above embodiment, the correspondence between the current of the oxygen pump element and the partial pressure of oxygen in the gas to be measured is the same as in the first embodiment.

以上の第4実施例の酸素センサにおいて、セン
サに組み込まれた加熱素子73は特にポンプ素子
に近接して設けたのでポンプ素子が効率よく加熱
されて少ない電力で良好な温度補償とポンプ素子
電流の供給が可能なことに加えて、加熱素子73
が絶縁状態でしかも他の実施例に比べて電池素子
71から隔離していることにより、加熱素子73
の電池素子への影響をより少なくすることができ
るものである。
In the oxygen sensor of the fourth embodiment described above, the heating element 73 incorporated in the sensor is provided particularly close to the pump element, so that the pump element can be efficiently heated and good temperature compensation and pump element current can be achieved with less electric power. In addition to being able to supply heating elements 73
heating element 73 is insulated and separated from battery element 71 compared to other embodiments.
This makes it possible to further reduce the influence of the battery elements on the battery elements.

上述した第1実施例乃至第4実施例において、
各酸素濃淡電池素子、酸素ポンプ素子、加熱素
子、絶縁板、中間板状体および保護板の寸法は通
常長さ5mm〜70mm、幅3mm〜10mm、厚さ0.5mm前
後に設定される。又、それらに設けられた孔の寸
法は通常縦幅3mm〜25mm、横幅1mm〜8mm、深さ
0.5mm前後に設定され、連通孔の寸法は通常縦幅
0.5mm前後、横幅0.5mm〜3mm(孔の総断面積は1
mm2以上、より好ましくは3mm2以上とされる)、長
さ1mm〜3mmに設定される。また孔の周辺部の幅
も1mm〜3mmにされる。。
In the first to fourth embodiments described above,
The dimensions of each oxygen concentration battery element, oxygen pump element, heating element, insulating plate, intermediate plate, and protective plate are usually set to a length of 5 mm to 70 mm, a width of 3 mm to 10 mm, and a thickness of about 0.5 mm. In addition, the dimensions of the holes provided in them are usually 3 mm to 25 mm in length, 1 mm to 8 mm in width, and depth.
It is set around 0.5mm, and the dimensions of the communication hole are usually the vertical width.
Around 0.5mm, width 0.5mm to 3mm (total cross-sectional area of hole is 1
mm 2 or more, more preferably 3 mm 2 or more), and the length is set to 1 mm to 3 mm. The width of the peripheral portion of the hole is also set to 1 mm to 3 mm. .

第1実施例における係止片4,5の寸法は通常
長さ2mm〜30mm、幅3mm〜14mm、厚さ0.5mm〜1
mmに設定される。又、同じく突部1c,2c,3c
は通常付け根の幅5mm〜30mm、突出長さ0mm〜2
mm、厚さ0.5mm前後に設定される。
The dimensions of the locking pieces 4 and 5 in the first embodiment are usually length 2 mm to 30 mm, width 3 mm to 14 mm, and thickness 0.5 mm to 1.
Set to mm. Also, similarly protrusions 1c, 2c, 3c
Normally, the width at the base is 5 mm to 30 mm, and the protruding length is 0 mm to 2 mm.
mm, thickness is set around 0.5mm.

これら素子、板状体等を一体化してセンサとす
る方法は各層を生のセラミツク状態で積層一体化
した後、焼結する方法以外に、各層を予め焼結し
たものを耐熱性無機質接着剤あるいはガラスフリ
ツトのペーストを塗布し、貼り合わせて、積層一
体化した後、焼結する方法でなすことができる。
The method of integrating these elements, plate-like bodies, etc. into a sensor is to sinter the layers after laminating them in a raw ceramic state, or to use a heat-resistant inorganic adhesive or a heat-resistant inorganic adhesive or This can be done by applying a glass frit paste, laminating them together, stacking them together, and then sintering them.

第11図は、第1実施例のセンサを酸素センサ
プローブとして組み立てた実施例を示す。ここに
おいて第1実施例の酸素センサ101は、第12
図に示すようにその係止部17より先側を円板状
当金104の長方形状の穴に差し込んだ形で金属
製管状ハウジング102に挿入し、ハウジング1
02のかしめられた縁部102Cとの間に充填物
を充填してハウジング102中に固定される。こ
こではセラミツク質接着剤103と当金104を
2回交互に積み重ね、次いで管状当金105を挿
入し、ハウジング102の入口の縁部102cを
かしめることにより、ハウジング102中に固定
されてある。
FIG. 11 shows an example in which the sensor of the first example is assembled as an oxygen sensor probe. Here, the oxygen sensor 101 of the first embodiment has a twelfth
As shown in the figure, the end of the locking part 17 is inserted into the rectangular hole of the disc-shaped stopper 104 and inserted into the metal tubular housing 102.
A filler is filled between the caulked edge 102C of the housing 102 and the housing 102 is fixed. Here, the ceramic adhesive 103 and the dowel 104 are alternately stacked twice, and then the tubular dowel 105 is inserted and fixed in the housing 102 by caulking the inlet edge 102c of the housing 102.

ハウジング102は、その先端側に軸方向に延
長するように配されて酸素センサの先端を空隙を
おいて包囲しかつ壁部には排ガスの流通を制限す
る孔を有する遮閉管を、一体または別体物として
備える。ここでは遮閉管は、ハウジング102と
一体構造の有底管102eとしかつ排ガス制限孔
は管の側壁と底とにつながつた多数の閉口102
a,102bとした場合を示す。
The housing 102 has a shielding tube integrally or separately disposed on its distal end side so as to extend in the axial direction, surrounds the distal end of the oxygen sensor with a gap, and has a hole in the wall for restricting the flow of exhaust gas. Prepare as a physical object. Here, the shielding pipe is a bottomed pipe 102e that is integrally constructed with the housing 102, and the exhaust gas restriction holes are a plurality of closed pipes 102e connected to the side wall and bottom of the pipe.
The case of a and 102b is shown.

次にセンサ元側の各取り出し部に接続されてい
る導線113と、測定値演算処理装置へ接続する
ための被覆電線112とが接続され、次いで挿入
口106cにて被覆電線112を貫通させた接続
金属管106がその口部106aでハウジング1
02の縁部102c付近にスポツト溶接される。
次いで、挿入口106cがかしめられ、被覆電線
112と接続金属管106が固定され、金属管1
06の孔部106bより硬化性合成樹脂あるいは
耐熱性無機質固着剤107が注入されて、センサ
プローブが組み立てられる。
Next, the conductive wires 113 connected to each outlet on the sensor source side and the covered wire 112 for connecting to the measured value calculation processing device are connected, and then the covered wire 112 is penetrated at the insertion port 106c for connection. The metal tube 106 is connected to the housing 1 at its mouth 106a.
It is spot welded near the edge 102c of 02.
Next, the insertion port 106c is caulked, the covered electric wire 112 and the connecting metal tube 106 are fixed, and the metal tube 1
A curable synthetic resin or a heat-resistant inorganic adhesive 107 is injected through the hole 106b of 06, and the sensor probe is assembled.

上記のセンサプローブは、例えば、自動車エン
ジンのエキゾーストマニホールドあるいは排ガス
還流管にそのネジ部102dにて螺合されて、使
用される。この場合遮閉管102eはヒータを内
蔵した酸素センサの先端が排ガス流によつて過度
に冷却されることを防止すると共に孔102aお
よび102bより、適用個所の測定対象気体が流
入することにより測定される。
The above sensor probe is used by being screwed into an exhaust manifold or an exhaust gas recirculation pipe of an automobile engine at its threaded portion 102d, for example. In this case, the shielding pipe 102e prevents the tip of the oxygen sensor with a built-in heater from being excessively cooled by the exhaust gas flow, and the gas to be measured at the applicable location flows through the holes 102a and 102b, thereby allowing measurement. .

この発明の酸素センサは、センサのさらされる
被測定雰囲気の酸素分圧と、酸素ポンプ素子の汲
み出し若しくは汲み入れ電流(この電流は、囲わ
れた室内から被測定雰囲気へ、またはその逆方向
へ酸素ポンプ素子を通して移送される酸素分子の
量に直接関係する量である)と、被測定雰囲気と
は、孔で連通する上記囲われた室内の酸素分圧と
上記被測定雰囲気中の酸素分圧との比、従つて周
知のネルンストの式により示される通り酸素濃淡
電池の出力とが定常状態下では互いに関数関係に
あることを利用して被測定雰囲気中の酸素分圧を
測定しようとするものであるので、上記実施例で
記した方法に限らず他の方法、例えば酸素ポンプ
素子の汲み出し電流を一定に制御する条件下で被
測定雰囲気中の酸素分圧が酸素濃淡電池素子の出
力電圧と対応することを利用する方法に供するこ
ともできる。
The oxygen sensor of the present invention has the following characteristics: the oxygen partial pressure of the atmosphere to be measured to which the sensor is exposed; (a quantity directly related to the amount of oxygen molecules transferred through the pump element), and the atmosphere to be measured is defined as the partial pressure of oxygen in the enclosed chamber communicating with the hole and the partial pressure of oxygen in the atmosphere to be measured. This method attempts to measure the oxygen partial pressure in the atmosphere being measured by utilizing the fact that the ratio of Therefore, in addition to the method described in the above example, other methods can be used, for example, under conditions where the pumping current of the oxygen pump element is controlled constant, the oxygen partial pressure in the atmosphere to be measured corresponds to the output voltage of the oxygen concentration battery element. It is also possible to provide a method that takes advantage of the fact that

以上に詳述した如く、本考案の酸素センサは、
それぞれ両面に電極用とその引き出し線用の耐熱
金属層を設けた酸素ポンプ素子用及び酸素濃淡電
池素子用の2つのジルコニア質酸素イオン導電性
固体電解質板状体を、厚み方向の孔を穿つた中間
板状体を挾んで積層一体化し、しかして先側と元
側とを区別し、上記先側に偏平な囲われた室と該
室を外界に連通させる連通孔とを形成するととも
に上記室の厚み方向の両壁にそれぞれ元側から引
き出し線を介して電圧の印加もしくは取り出しが
なされる酸素ポンプ素子もしくは酸素濃淡電池素
子の酸素透過壁を形成する酸素センサにおいて、
厚み方向の少なくとも一部分に電気絶縁性セラミ
ツクの孔あき板または層を積層し、該板ないし層
の中または間であつてかつ該孔の周辺部に発熱抵
抗体を埋設してなることにより、発熱抵抗体に流
れる電流が他の素子に漏出することがなく、特に
酸素濃淡電池素子の測定精度を低下させずにしか
も効率のよい温度制御が可能となるのである。
As detailed above, the oxygen sensor of the present invention is
Two zirconia oxygen ion conductive solid electrolyte plates for an oxygen pump element and an oxygen concentration battery element each having heat-resistant metal layers for electrodes and lead wires on both sides were made with holes in the thickness direction. The intermediate plate-shaped body is sandwiched and laminated into one piece, thereby distinguishing the tip side and the base side, forming a flat enclosed chamber on the tip side and a communication hole that communicates the chamber with the outside world, and forming the chamber. In an oxygen sensor forming an oxygen permeable wall of an oxygen pump element or an oxygen concentration battery element, a voltage is applied or taken out from the source side through lead wires to both walls in the thickness direction, respectively.
By laminating perforated plates or layers of electrically insulating ceramic in at least a portion of the thickness direction, and embedding a heating resistor in or between the plates or layers and around the holes, heat generation is achieved. The current flowing through the resistor does not leak to other elements, and in particular, efficient temperature control is possible without reducing the measurement accuracy of the oxygen concentration battery element.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の第1実施例の分解斜視図、第
2図はその長軸方向断面図、第3図はその斜視
図、第4図は第2実施例の分解斜視図、第5図は
その長軸方向断面図、第6図は第2実施例の製造
方法を説明するための絶縁板の部分図、第7図は
第3実施例の分解斜視図、第8図はその長軸方向
断面図、第9図は第4実施例の分解斜視図、第1
0図はその長軸方向断面図、第11図は第1実施
例の酸素センサのプローブ組立図、第12図はそ
の組み立て方法の説明図である。 1,21,41,71……酸素濃淡電池素子、
2,22,42,72……酸素ポンプ素子、3,
23,43,73……加熱素子、6……絶縁コー
ト、26,46……絶縁板、89……中間板、1
3,33,53,83……発熱抵抗体、9,1
0,11,12,29,30,31,32,4
9,50,51,52,79,80,81,82
……電極、9a,10a,11a,12a,14
b,29a,30a,31a,32a,34b,
49a,50a,51a,52a,54b,79
a,80a,81a,82a,84b……引き出
し線、8a,37a,37b,37c,61a,
61b,61c,91a……連通孔。
Fig. 1 is an exploded perspective view of the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a longitudinal sectional view thereof, Fig. 3 is a perspective view thereof, Fig. 4 is an exploded perspective view of the second embodiment, and Fig. 5 is an exploded perspective view of the first embodiment of the present invention. 6 is a partial view of an insulating plate for explaining the manufacturing method of the second embodiment, FIG. 7 is an exploded perspective view of the third embodiment, and FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the insulating plate. An axial sectional view, FIG. 9 is an exploded perspective view of the fourth embodiment, and FIG.
0 is a longitudinal sectional view thereof, FIG. 11 is an assembly diagram of the probe of the oxygen sensor of the first embodiment, and FIG. 12 is an explanatory diagram of the assembly method. 1, 21, 41, 71...Oxygen concentration battery element,
2, 22, 42, 72...oxygen pump element, 3,
23, 43, 73... Heating element, 6... Insulating coat, 26, 46... Insulating plate, 89... Intermediate plate, 1
3, 33, 53, 83...Heating resistor, 9, 1
0, 11, 12, 29, 30, 31, 32, 4
9, 50, 51, 52, 79, 80, 81, 82
...Electrode, 9a, 10a, 11a, 12a, 14
b, 29a, 30a, 31a, 32a, 34b,
49a, 50a, 51a, 52a, 54b, 79
a, 80a, 81a, 82a, 84b... Leading line, 8a, 37a, 37b, 37c, 61a,
61b, 61c, 91a...Communication holes.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 1 それぞれ両面に電極用とその引き出し線用の
耐熱金属層を設けた酸素ポンプ素子用及び酸素
濃淡電池素子用の2つのジルコニア質酸素イオ
ン導電性固体電解質板状体を、厚み方向の孔を
穿つた中間板状体を挾んで積層一体化し、しか
して先側と元側とを区別し、上記先側に偏平な
囲われた室と該室を外界に連通させる連通孔と
を形成するとともに上記室の厚み方向の両壁に
それぞれ元側から引き出し線を介して電圧の印
加もしくは取り出しがなされる酸素ポンプ素子
もしくは酸素濃淡電池素子の酸素透過壁を形成
する酸素センサにおいて、厚み方向の少なくと
も一部分に電気絶縁性セラミツクの孔あき板ま
たは層を積層し、該板ないし層の中または間で
あつてかつ該孔の周辺部に発熱抵抗体を埋設し
てなることを特徴とする酸素センサ。 2 中間板状体が発熱抵抗体を埋設した電気絶縁
性セラミツクの孔あき板または層であり、かつ
中間板状体は一方向に厚みの大きさの縦巾をも
つ連通孔を形成する実用新案登録請求の範囲第
1項記載の酸素センサ。 3 発熱抵抗体を埋設した電気絶縁性セラミツク
の孔あき板または層は、酸素ポンプ素子用板状
体と酸素濃淡電池素子用板状体との間に挾まれ
て積層されておりかつ発熱抵抗体は上記孔の周
辺に該孔を一巡して設けられている実用新案登
録請求の範囲第1項記載の酸素センサ。 4 酸素ポンプ素子用板状体および/または酸素
濃淡電池素子用板状体の外側に、発熱抵抗体を
埋設した電気絶縁性の孔あき板または層を具え
かつ中間板状体は厚みの大きさの縦巾をもつ連
通孔を1ケ以上形成する実用新案登録請求の範
囲第1項記載の酸素センサ。 5 電気絶縁性セラミツクがアルミナもしくはス
ピネルである実用新案登録請求の範囲第1項記
載の酸素センサ。 6 電極、その引き出し線及び発熱抵抗体の各耐
熱金属層が耐熱金属のペーストを印刷し各素子
の焼結と同時に焼成したものである実用新案登
録請求の範囲第1項記載の酸素センサ。
[Claims for Utility Model Registration] 1. Two zirconia oxygen ion conductive solid electrolyte plate bodies for oxygen pump elements and oxygen concentration battery elements, each having heat-resistant metal layers for electrodes and lead wires on both sides. are laminated and integrated by sandwiching an intermediate plate-shaped body having holes in the thickness direction, thereby distinguishing the tip side and the base side, and communicating the flat enclosed chamber on the tip side with the outside world. an oxygen sensor that forms an oxygen permeable wall of an oxygen pump element or an oxygen concentration battery element, in which a voltage is applied or taken out from the source side through lead wires to both walls in the thickness direction of the chamber, respectively. A perforated plate or layer of electrically insulating ceramic is laminated in at least a part of the thickness direction, and a heating resistor is embedded in or between the plates or layers and around the hole. Characteristic oxygen sensor. 2. A utility model in which the intermediate plate-like body is a perforated plate or layer of electrically insulating ceramic in which a heating resistor is embedded, and the intermediate plate-like body forms a communicating hole having a vertical width equal to the thickness in one direction. An oxygen sensor according to registered claim 1. 3. A perforated plate or layer of electrically insulating ceramic in which a heating resistor is embedded is sandwiched and laminated between a plate-like body for an oxygen pump element and a plate-like body for an oxygen concentration battery element; The oxygen sensor according to claim 1, wherein the oxygen sensor is provided around the hole so as to go around the hole. 4 An electrically insulating perforated plate or layer in which a heating resistor is embedded is provided on the outside of the plate-like body for oxygen pump elements and/or the plate-like body for oxygen concentration battery elements, and the thickness of the intermediate plate-like body is 2. The oxygen sensor according to claim 1, wherein one or more communicating holes having a vertical width are formed. 5. The oxygen sensor according to claim 1, wherein the electrically insulating ceramic is alumina or spinel. 6. The oxygen sensor according to claim 1, wherein each of the heat-resistant metal layers of the electrode, its lead wire, and the heating resistor is formed by printing a heat-resistant metal paste and firing it simultaneously with the sintering of each element.
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