JPH0612526Y2 - 内燃機関用酸素センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、内燃機関において排気中の酸素濃度の検出等
に使用される酸素センサに関し、特にそのセンサ部の構
造に関する。

＜従来の技術＞ 従来の内燃機関用酸素センサとしては、第３図に示すよ
うなものが知られている（実開昭６１−７９２６３号公
報参照）。

すなわち、先端部が閉塞されたセラミック管１の内外表
面には、白金電極１ａ，１ｂがそれぞれの略軸方向に延
設して取り付けられている。なお、該セラミック管１は
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）を主成分としている。

セラミック管１の開口端には、金属製のコンタクトプレ
ート２が当接され、該コンタクトプレート２は絶縁材料
製のブッシュ３により前記開口端に向けて押圧されてい
る。該ブッシュ３の貫通孔３ａには、前記コンタクトプ
レート２に電気的接続された金属製のターミナルロッド
４が挿入されている。該ターミナルロッド４には、ハー
ネス５が接合され、白金電極１ｂからの出力を外部に伝
達可能としている。そして、前記ハーネス５は、貫通孔
３ａの開口部にラバーチューブ６を介して固定されてい
る。

また、セラミック管１とブッシュ３との接合部には、金
属製のホルダ７が嵌挿され、セラミック管１及び貫通孔
３ａの内側部分と外界とを隔離している。そして、該内
側部分には、図示しない大気導入孔により大気が導かれ
ている。

なお、８はプロテクタ、９は酸素センサのケースであ
る。

このようにして、セラミック管１の外表面の白金電極１
ａに接触する排気中の酸素濃度と、その内表面の白金電
極１ｂに接触する大気中の酸素濃度と、に応じて発生す
る起電力を基準電圧Ｖ_０と比較することにより、排気中
の酸素濃度を検出し、空燃比リッチ側、リーン側を判定
している（第２図(A)参照）。

＜考案が解決しようとする問題点＞ しかしながら、このような従来の内燃機関用酸素センサ
では、セラミック管１の内表面の白金電極１ｂに接触す
る大気中の酸素濃度を基準として基準電圧Ｖ_０を設定し
ているため、たとえば、前記ラバーチューブ６が排気熱
を受けて変質してこの際に発生する変成ガスや排気管か
ら漏洩した排気がセラミック管１内に混入した場合に
は、セラミック管１内の酸素濃度が基準酸素濃度よりも
希薄になる結果、電極１ａ，１ｂ間に生ずる起電力が降
下して、正確な酸素濃度の検出ができないという問題が
生ずる（第２図(B)参照）。

本考案はこのような従来の技術の問題点に着目してなさ
れたもので、セラミック管内に変成ガスや排気等が混入
しても、酸素濃度の検出精度の低下のない内燃機関用酸
素センサを提供することを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ このため、セラミック管内の白金電極の表面を、触媒を
含有した多孔質材料製の保護層で覆った。

＜作用＞ 上記のような構成を採用したので、セラミック管内に変
成ガスや排気等が混入しても、これらは触媒と反応する
か、又は、多孔質の細孔に捕集される。このため、セラ
ミック管内の白金電極まで変成ガスや排気等が到達する
ことがなく、白金電極付近の酸素濃度を基準酸素濃度に
維持することができる。

したがって、発生起電力が変化することはなく、酸素濃
度検出精度の低下を抑制できる。

＜実施例＞ 第１図に本考案に係る一実施例を示す。なお、従来例と
同様な要素には同一の符号を付して説明を省略する。

セラミック管１内の空間には、Ｐｔ（白金）等からなる
触媒を含有した多孔質材料であるγ‐Ａｌ_２Ｏ_３（アル
ミナ）からなる保護層20が充満されている。

このようにセラミック管１内に保護層20を充満したた
め、ラバーチューブ６からの変成ガスや排気がセラミッ
ク管１内に侵入することが困難となる。

たとえ僅かにそれらが侵入したとしても、アルミナ中に
形成された細孔に捕集され、あるいは触媒と接触して反
応して、大気成分に近づけられる。

したがって、セラミック管１内の白金電極１ｂに変成ガ
スや排気が到達することが防止される。この結果、白金
電極１ｂが変成ガスや排気とが直接接触しないため、発
生起電力が降下することはなく、酸素濃度検出精度の低
下を抑制できる。

また、保護層20を多孔質材料により構成したので、大気
等の不活性ガスの流通を阻害することはなく白金電極１
ｂに到達するため、従来と同様に酸素濃度の検出を行う
ことができる。

なお、実施例ではセラミック管１内の全空間を保護層20
により充満した例を示したが、少なくとも白金電極１ｂ
全体を包囲したものであれば、部分的な保護層であって
もよい。この場合には、保護層の厚さを、多孔質材料の
捕集効率，触媒との反応効率等を考慮して、変成ガスや
排気が白金電極に到達しない厚さとして設定する。

また、実施例においてはＰｔ（白金）等からなる触媒を
用いたが、変成ガス等の成分を考慮して各種の触媒（た
とえば、Ｒｈ（ロジウム））を用いることができる。

＜考案の効果＞ 以上説明してきたように、本考案によれば、セラミック
管内の白金電極の表面を、触媒を含有した多孔質材料製
の保護層で覆ったので、セラミック管内に変成ガスや排
気等が混入しても、セラミック管内白金電極に変成ガス
や排気等が到達することはなく、酸素濃度検出精度の低
下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る一実施例の断面図、第２図は酸素
センサの出力特性図、第３図は従来の内燃機関用酸素セ
ンサの断面図である。 １…セラミック管、１ａ，１ｂ…白金電極 20…保護層

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】閉塞端部を有するセラミック管の内外表面
   のそれぞれに白金電極を設け、内燃機関の排気に接触す
   る外表面側の白金電極と大気に接触する内表面側の白金
   電極との間に発生する起電力により排気中の酸素濃度を
   検出するようにした内燃機関用酸素センサにおいて、前
   記セラミック管内の白金電極の表面を、触媒を含有した
   多孔質材料製の保護層で覆ったことを特徴とする内燃機
   関用酸素センサ。