JPH0516528Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は一酸化炭素、水素、炭化水素等の可燃
性ガスやアルコール等の存在を検知する金属酸化
物を主体としたカス検出素子に関する。

このようなガス検出素子は金属酸化物が各種ガ
スの存在中において、その抵抗値が変化する性質
を利用したもので、通常２個の対向電極が設けら
れるが、この電極は素子のガスに対する感度の向
上や安定化のために、その電極を利用して素子の
加熱体としても用いられる。従つてこの電極とし
てはらせん状の耐酸化性金属例えば白金やイリジ
ウム−パラジウム線が用いられ、その一方または
双方に一定電流を通じて加熱すると共に、それぞ
れの電極間に電圧を印加してその間に流れる電流
変化を検出する形式がとられる。ゆえに２個の電
極間にはその電極を一定間隔に保つと共に電極間
に塗膜する金属酸化物の担体とするために絶縁体
を介在させる。

ガス検知素子は、２個の電極とその間の絶縁体
の全体を金属酸化物で塗膜してでき上がる。

さて、絶縁体を２個の電極間に固定する方法と
して２個のらせん状電極を互いに交叉させてお
き、その間に絶縁体をはさみこむ方法（実公昭56
−15567）やその際さらに、絶縁体上で、らせん
状電極の存在する位置に、くぼみを配置する方法
（実公昭53−51196）が知られている。

第１図にその例を示す。

らせん状電極３₁は両端のリード線２₂，２₄を
固定ピン１₂，１₄にそれぞれ接続している。また
らせん状電極３₂は同じく両端のリード線２₁，２
_３を固定ピン１₁，１₃に接続している。

らせん状電極３₁，３₂は互いに交叉した状態に
配置される。そしてその２つの電極の間には、ら
せん状電極を固定する帯状のみぞ５を設けた平板
状絶縁体４がはさみこまれる。

２つのらせん状電極と平板状絶縁体には、全面
に、ガス感応物資である金属酸化物６を塗布して
熱結固着してある。

上記のらせん状電極を交叉させておいて、その
間に板状絶縁体をはさみ込む構造は、２つのらせ
ん状電極を平行に位置させ、その間に板状絶縁体
をはさみ込む構造に比較して、板状絶縁体がはる
かに、しつかり固定されているため、耐振動や耐
衝撃性に優れている。

さらに、板状絶縁体の表面に、らせん状電極を
保持するためのくぼみを設けることによりそれら
の効果はさらに向上する。

しかしながら、実際の製造工程において、金属
酸化物を被覆する前に、板状絶縁体の両面にらせ
ん状電極を交叉させた状態に位置させることは、
意外に困難な場合が多いことがわかつた。

実公昭56−15567および実公昭53−51196の例で
は、らせん状電極３₁，３₂は、その両端のリード
線２₂，２₄，２₁，２₃，により固定ピン１₂，１₄，
１₁，１₃に接続、固定することにより、交叉した
位置関係を保ち、かつ、２つのらせん状電極間
に、板状絶縁体をはさみ込むことができている。

ところが殆どの場合４つの固定ピンは、樹脂
で、成型され固定されてソケツトの形になつてい
る。

金属酸化物６を被覆したあと、焼結、固結する
方法としては、通常用いられる電気炉等の外部加
熱方式は、ソケツトが燃焼するので、通電焼結方
法で行われる固定ピンを使用せずに、板状絶縁体
の両側に、らせん状電極を交叉させて位置させる
方法としては、らせん状電極３₁，３₂を平板状絶
縁体５にガラス等で熔融接着する方法がある。し
かしこの方法では、ガラス質が、らせん状の電極
に使用される通常0.1mmφていどの細線を覆い、
電気的特性が悪化する要素を多分に含んでおり、
安定して良好な製品を得ることは困難である。

ガス検知素子を作製する場合において、金属酸
化物を被覆したあとの焼結、する工程は、ガスに
対する、選択検知能力、検出感度、硬度強度など
の耐久力等、素子の性能を決定する重要な工程で
ある。

この工程で、素子を均質に加熱すること、ある
いは、電極抵抗のバラつきにわずらわされずに加
熱できることからだけでも、電気炉等で外部加熱
する方法が、通電により内部加熱する方法より優
れている。

本考案の目的は、素子の構造として平板状絶縁
体の両面に、らせん状電極を交叉した状態で配置
した構成をとりながら、かつ従来の技術ではなし
えなかつた外部加熱による焼結可能なガス検知素
子を提供するにある。

第２図に本考案によるガス検知素子の一実施例
を示す。

らせん状電極１３₁は、平板状絶縁体１４の帯
状のみぞ１５₁に設置され、その両端のリード線
１２₁，１２₂は、平板状絶縁体の両側の穴１７₁，
１７₂をそれぞれ通つて、平板状絶縁体をはさみ
こむようにして、らせん状電極の反対側へ通過さ
せる。

同じくらせん状電極１３₂は、平板状絶縁体１
４の帯状のみぞ１５₂に設置され、その両端のリ
ード線１２₃，１２₄は、平板状絶縁体の両側の
穴、１７₃，１７₄をそれぞれ通つて、平板状絶縁
体をはさみこむようにして、らせん状電極の反対
側へ通過させる。

らせん状電極１３₁と１３₂は互いに交叉した状
態に配置される。

２つのらせん状電極と平板状絶縁体には、全面
に、ガス感応物質である金属酸化物１６が被覆さ
れ、焼結固着してある。

本考案による第２図に示すガス検知素子と従来
技術による第１図に示すガス検知素子を比較す
る。

本考案の方法によれば、第２図で明らかなよう
に、２つのらせん状電極は、平板状絶縁体に、固
定ピンや接着剤を使用しないで、設置することが
できる。

リード線を平板状絶縁体の両側の穴をはさみ込
むようにして通過させるより具体的方法として
は、らせん状電極１３₁の場合では、リード線１
２₁と１２₂の間の距離を穴，１７₁と１７₂の距離
より多少短くすれば良く、そうすれば、らせん状
電極の張力で２つのリード線は、しつかりと平板
状絶縁体１４をはさみ込む。

この素子は、製造過程で、固定ピンを使用しな
くてよいので、従来技術の素子と異なり、焼結固
着の工程のあと各種の有用な処理をほどこすこと
ができる。

例えば、金属酸化物の表層に、ガスの選択検出
能を向上させたり、感度を向上させたりする触媒
層の設置，分離膜の設置，が可能である。さら
に、金属酸化物の表層を硬くするためのシリカソ
ル含浸等も可能である。単なる塗布方式でなく、
蒸着スパツタ等による機能を有する表層の作製も
可能である。

さらに、従来の素子の構造では、平板状絶縁体
はコイルにより全６面の内２面から支持されてい
るだけであるが、本考案の方法によれば、全６面
すべてが、コイル状電極とその両端のリード線で
支持されており、より一層の耐振動，耐衝撃性が
ある。

さて、本考案の穴のかわりに、凹みを設けた装
置を別出願中である。

穴は凹みに比較して、リード線を保持し、固定
する効果の点でより好ましいが、リード線の直径
に合わせた穴を作る必要がある。

通常使用される0.1mmφのリード線の場合、
0.13mmφ〜0.5mmφの穴をあければ良い。

最近の技術では、平板状絶縁体をアルミナ焼結
体で作つても、レーザー光線を用いた加工機等で
簡単に穴をあけることができる。

さらに第２図では、平板状絶縁体の表面にらせ
ん状電極が接する個所にそれを支持するためのみ
ぞを図示した。

以上のように、本考案によるガス検知素子は、
らせん状電極を交叉して配置し、かつらせん状電
極とリード線で、平板状絶縁体をはさみ込む構造
であるから、絶縁体とらせん状電極の位置関係は
きわめて正確であり、しかも、耐振動、耐衝撃性
が優れている。

さらに、らせん状電極を素子の外部に固定しな
くても良いので、製造は非常に簡単であり、素子
製造途中での性能改良の自由度も大きい。

本考案はこのように多数の利点を有するもので
あり、実用的価値の大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のガス検知素子の斜視図、第２
図は、本考案によるガス検知素子の１実施例の斜
視図である。 １₁，１₂，１₃，１₄……固定ピン、２₁，２₂，
２₃，２₄……リード線、３₁，３₂……らせん状電
極、４……平板状絶縁体、５……みぞ、６……金
属酸化物、１２₁，１２₂，１２₃，１２₄……リー
ド線、１３₁，１３₂……らせん状電極、１４……
平板状絶縁体、１５₁，１５₂……みぞ、１６……
金属酸化物、１７₁，１７₂，１７₃，１７₄……
穴。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 平板状絶縁体の四辺にリード線を保持する穴を
   設けて、平板状絶縁体を挟んでその両面に交叉す
   るように螺旋状電極を配置し、各電極の両端のリ
   ード線を平板状絶縁体を挟み込むように穴を通し
   て交互に反対面に延長し、両螺旋状電極の両端の
   リード線が螺旋状電極の弾性力により穴を介して
   しつかりと平板状絶縁体を挟付けて、電極をその
   面に確実に固定したものを、金属酸化物で一体に
   被覆した構造であることを特徴とするガスの検知
   素子。