JPH0635178Y2 - 酸素検出素子 - Google Patents
酸素検出素子Info
- Publication number
- JPH0635178Y2 JPH0635178Y2 JP3284288U JP3284288U JPH0635178Y2 JP H0635178 Y2 JPH0635178 Y2 JP H0635178Y2 JP 3284288 U JP3284288 U JP 3284288U JP 3284288 U JP3284288 U JP 3284288U JP H0635178 Y2 JPH0635178 Y2 JP H0635178Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- solid electrolyte
- electrode
- lead
- porous
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えば内燃機関や各種燃焼機器等の排ガス中
の酸素濃度の測定する酸素検出素子に関する。
の酸素濃度の測定する酸素検出素子に関する。
［従来の技術］ 従来より、内燃機関や各種燃焼機器等の空燃比を制御す
るために、排ガス等の測定ガス中の酸素濃度を検出する
酸素検出素子が用いられている。
るために、排ガス等の測定ガス中の酸素濃度を検出する
酸素検出素子が用いられている。
このような酸素検出素子として、ジルコニア等の酸素イ
オン伝導性固体電解質からなる固体電解質体と、この固
体電解質体に設けられた一対の多孔質電極と、この一対
の多孔質電極と各々リード部で接続された一対の信号取
出部と、を備えた酸素検出素子がある。
オン伝導性固体電解質からなる固体電解質体と、この固
体電解質体に設けられた一対の多孔質電極と、この一対
の多孔質電極と各々リード部で接続された一対の信号取
出部と、を備えた酸素検出素子がある。
この酸素検出素子は、例えば次のようにして測定ガス中
の酸素ガス分圧を検出する。
の酸素ガス分圧を検出する。
一方の多孔質電極を大気等の基準酸素源に晒し、他方
の多孔質電極を測定ガスに晒し、この時の両多孔質電極
間の酸素ガス分圧差によって生じる起電力より、測定ガ
スの酸素ガス分圧を検出する。
の多孔質電極を測定ガスに晒し、この時の両多孔質電極
間の酸素ガス分圧差によって生じる起電力より、測定ガ
スの酸素ガス分圧を検出する。
測定ガスとガス拡散制限部を介して連通する測定ガス
室内に一方の多孔質電極を晒し、この多孔質電極と他方
の多孔質電極との間に通電することにより、測定ガス室
内の酸素を外部に排出あるいは外部から供給し、この時
に両電極間に流れる、いわゆるポンプ電流量から測定ガ
スの酸素ガスを検出する。
室内に一方の多孔質電極を晒し、この多孔質電極と他方
の多孔質電極との間に通電することにより、測定ガス室
内の酸素を外部に排出あるいは外部から供給し、この時
に両電極間に流れる、いわゆるポンプ電流量から測定ガ
スの酸素ガスを検出する。
また、多孔質電極、リード部等は、測定ガスあるいは製
造時に酸化されないように、白金族元素等の安定な導電
材料によって、形成される。
造時に酸化されないように、白金族元素等の安定な導電
材料によって、形成される。
［考案が解決しようとする課題］ しかし、多孔質電極、リード部は白金族元素のように安
定なものであっても、エンジンの排ガスのように時とし
て還元雰囲気となる測定ガスに直接晒されると、微粒子
化し、飛散してしまい腐食が生じることがある。
定なものであっても、エンジンの排ガスのように時とし
て還元雰囲気となる測定ガスに直接晒されると、微粒子
化し、飛散してしまい腐食が生じることがある。
この様な腐食が生じると、この腐食部分から導電材料の
内部に向かって腐食が急激に進行する。すなわち、導電
材料が排ガス中の被毒物質と共に低融点化合物を作った
り、微細化することによって体積が膨張し、リード部等
の保護層に応力が加わって、保護層が剥離してしまう。
そして、この剥離のために導電材料がより測定ガスに晒
され、より容易に低融点化合物を作ったり、微細化する
ことを繰り返していく。
内部に向かって腐食が急激に進行する。すなわち、導電
材料が排ガス中の被毒物質と共に低融点化合物を作った
り、微細化することによって体積が膨張し、リード部等
の保護層に応力が加わって、保護層が剥離してしまう。
そして、この剥離のために導電材料がより測定ガスに晒
され、より容易に低融点化合物を作ったり、微細化する
ことを繰り返していく。
その結果、特に細いリード部が断線して、多孔質電極と
信号取出部との連通がなくなり、酸素ガス分圧の検出が
できなくなる。
信号取出部との連通がなくなり、酸素ガス分圧の検出が
できなくなる。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決する本考案の要旨は、 酸素イオン伝導性固体電解質からなる固体電解質体と、 該固体電解質体に設けられた一対の多孔質電極と、 該一対の多孔質電極と各々リード部で接続された一対の
信号取出部と、 を備えた酸素検出素子において、 少なくとも、上記リード部のうち測定ガスに晒される部
分が、複数の導電部により並列接続されたことを特徴と
する酸素検出素子にある。
信号取出部と、 を備えた酸素検出素子において、 少なくとも、上記リード部のうち測定ガスに晒される部
分が、複数の導電部により並列接続されたことを特徴と
する酸素検出素子にある。
ここで、上記酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の
材料としては、ジルコニアとイットリアあるいはカルシ
ア等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
溶体等が使用可能である。
材料としては、ジルコニアとイットリアあるいはカルシ
ア等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
溶体等が使用可能である。
また、多孔質電極、リード部、信号取出部の材料として
は、白金等の白金族元素を用いることができ、これら
は、ペースト化し厚膜技術を用いて印刷後、焼結して多
孔質電極を形成したり、フレーム熔射あるいは化学メッ
キもしくは蒸着などの薄膜技術を用いて多孔質電極に形
成することができる。
は、白金等の白金族元素を用いることができ、これら
は、ペースト化し厚膜技術を用いて印刷後、焼結して多
孔質電極を形成したり、フレーム熔射あるいは化学メッ
キもしくは蒸着などの薄膜技術を用いて多孔質電極に形
成することができる。
また、必要に応じて、上記リード部、多孔質電極を被覆
する保護層を形成してもよい。この保護層は、スピネル
（MgO＋Al2O3）、アルミナ（Al2O3）等からなり、プラ
ズマ熔射による多孔質層あるいはスラリーの塗布、焼成
による多孔質層として形成される。さらに、必要に応じ
てこの保護層に触媒を担持することによって測定ガスの
空燃比をより正確に検出することができる。
する保護層を形成してもよい。この保護層は、スピネル
（MgO＋Al2O3）、アルミナ（Al2O3）等からなり、プラ
ズマ熔射による多孔質層あるいはスラリーの塗布、焼成
による多孔質層として形成される。さらに、必要に応じ
てこの保護層に触媒を担持することによって測定ガスの
空燃比をより正確に検出することができる。
［作用］ 本考案の酸素検出素子は、多孔質電極と信号取出部とを
接続するリード部が複数の導電部よりなる。
接続するリード部が複数の導電部よりなる。
そのため、このリード部を形成する導電部のどれかに腐
食が発生しても他の導電部にその腐食が波及しない。
食が発生しても他の導電部にその腐食が波及しない。
したがって、導電材料の腐食によるリード部の断線がな
くなり、酸素検出素子の不良が生じ難くなる。
くなり、酸素検出素子の不良が生じ難くなる。
［実施例］ 本考案の第１実施例を第１図の要部拡大図および第２図
の分解斜視図にしたがって説明する。
の分解斜視図にしたがって説明する。
本実施例の酸素検出素子110は、中空状の筒体120に固体
電解質体130が捲回された構造となっている。
電解質体130が捲回された構造となっている。
本酸素検出素子110の構成を製造法と共に第２図を用い
て説明する。
て説明する。
Y2O3で部分安定化される組成に調整されたジルコニア
粉末を有機樹脂と混合し、ドクターブレード法により、
固体電解質体130となる厚み約0.25mmのジルコニアグリ
ーンシートを作成する。
粉末を有機樹脂と混合し、ドクターブレード法により、
固体電解質体130となる厚み約0.25mmのジルコニアグリ
ーンシートを作成する。
このジルコニアグリーンシートの表裏面に、多孔質の
基準ガス側電極140,測定ガス側電極150となる電極パタ
ーンを、白金を主成分とするペーストをスクリーン印刷
することにより形成する。この電極パターンは各々測定
電極部140a,150a、複数のリード部140b,150b、１本のリ
ード部140c,150c、信号取出端部140d,150dからなる。ま
た、基準ガス側電極140となる電極パターンの端部140d
は、スルーホール140eを介して信号取出端部140fに連通
される。
基準ガス側電極140,測定ガス側電極150となる電極パタ
ーンを、白金を主成分とするペーストをスクリーン印刷
することにより形成する。この電極パターンは各々測定
電極部140a,150a、複数のリード部140b,150b、１本のリ
ード部140c,150c、信号取出端部140d,150dからなる。ま
た、基準ガス側電極140となる電極パターンの端部140d
は、スルーホール140eを介して信号取出端部140fに連通
される。
測定ガス側電極150の電極パターンに重ねて、１％の
白金粉末を含有するAl2O3ペーストからなり、多孔質の
触媒担持層160となるパターンをスクリーン印刷により
約10μｍの膜厚で積層する。尚、第１図では説明のため
触媒担持層160を図示しない。
白金粉末を含有するAl2O3ペーストからなり、多孔質の
触媒担持層160となるパターンをスクリーン印刷により
約10μｍの膜厚で積層する。尚、第１図では説明のため
触媒担持層160を図示しない。
固体電解質体130の測定ガス側の面に、Al2O3を主成分
とするペーストをスクリーン印刷することによって形成
され緻密な絶縁層170となる層を介して、白金を主成分
とするペーストからなり発熱体180となる電極パターン
をスクリーン印刷により印刷する。そして、この発熱体
180の保護層190となる層をAl2O3を主成分とするペース
トをスクリーン印刷することによって形成する。
とするペーストをスクリーン印刷することによって形成
され緻密な絶縁層170となる層を介して、白金を主成分
とするペーストからなり発熱体180となる電極パターン
をスクリーン印刷により印刷する。そして、この発熱体
180の保護層190となる層をAl2O3を主成分とするペース
トをスクリーン印刷することによって形成する。
連通孔200を有し、一端が閉じられたジルコニアの筒
体120に、上記〜で製造された積層体を捲回固着す
る。基準ガス側電極140は、筒体120の内部、連通孔200
を介して大気に晒される。
体120に、上記〜で製造された積層体を捲回固着す
る。基準ガス側電極140は、筒体120の内部、連通孔200
を介して大気に晒される。
上記で製造されたものを、1450〜1500℃で一体同時
焼成を行い、酸素検出素子110を得る。
焼成を行い、酸素検出素子110を得る。
尚、上記〜で製造される積層体は、１個分づつ製造
してもよいが、複数個分の積層体をまとめて製造した後
に、１個分づつ切断して筒体120に捲回してもよい。
してもよいが、複数個分の積層体をまとめて製造した後
に、１個分づつ切断して筒体120に捲回してもよい。
本実施例の酸素検出素子110は、第１図に示すように測
定ガス側電極150の排ガスに晒されるリード部150bが複
数となっており、排ガスに晒されない位置でリード部15
0cに１本にまとめられている。
定ガス側電極150の排ガスに晒されるリード部150bが複
数となっており、排ガスに晒されない位置でリード部15
0cに１本にまとめられている。
そのため、排ガス、特に還元性雰囲気によってリード部
150bの１本が腐食されたとしても、他のリード部150bに
よって、測定ガス側電極部150aと信号取出端部150dとの
導通は確保される。
150bの１本が腐食されたとしても、他のリード部150bに
よって、測定ガス側電極部150aと信号取出端部150dとの
導通は確保される。
本考案の第２実施例を第３図の分解斜視図にしたがって
説明する。
説明する。
本実施例の酸素検出素子210は、一方の面に測定ガス側
電極220と他方の面に図示されない基準ガス側電極とを
備える板状の固体電解質体230、大気導入路240を形成す
る枠体250及び遮蔽板260、測定ガス側電極220のリード
部270等の保護層280を備えている。
電極220と他方の面に図示されない基準ガス側電極とを
備える板状の固体電解質体230、大気導入路240を形成す
る枠体250及び遮蔽板260、測定ガス側電極220のリード
部270等の保護層280を備えている。
リード部270は、複数のリード部270aと一本のリード部2
70bとからなり、信号取出端部290と電極220とを接続し
ている。
70bとからなり、信号取出端部290と電極220とを接続し
ている。
本実施例の酸素検出素子210は、第３図に示すように測
定ガス側電極220の排ガスに晒されるリード部270aが複
数となっており、排ガスに晒されない位置でリード部27
0bに１本にまとめられている。
定ガス側電極220の排ガスに晒されるリード部270aが複
数となっており、排ガスに晒されない位置でリード部27
0bに１本にまとめられている。
そのため、排ガス、特に還元性雰囲気によってリード部
270aの１本が腐食されたとしても、他のリード部270aに
よって、測定ガス側電極220と信号取出端部290との導通
は確保される。
270aの１本が腐食されたとしても、他のリード部270aに
よって、測定ガス側電極220と信号取出端部290との導通
は確保される。
尚、上記実施例においては、いずれも電極に接続される
リード部が３つに分かれているが、さらに多数にしても
よい。
リード部が３つに分かれているが、さらに多数にしても
よい。
［考案の効果］ 本考案の酸素検出素子は、多孔質電極と信号取出部とを
接続するリード部が複数の導電部よりなる。
接続するリード部が複数の導電部よりなる。
そのため、このリード部を形成する導電部のどれかに腐
食が発生しても他の導電部にその腐食が波及せず、導電
材料の腐食によるリード部の断線がなくなり、酸素検出
素子の不良が生じ難くなる。
食が発生しても他の導電部にその腐食が波及せず、導電
材料の腐食によるリード部の断線がなくなり、酸素検出
素子の不良が生じ難くなる。
第１図は本考案の第１実施例の要部拡大図、第２図はそ
の分解斜視図、第３図は本考案の第２実施例の分解斜視
図である。 110,210……酸素検出素子 130,230……固体電解質体 140,140a,150,150a,220……多孔質電極 140b,150b,140c,150c,270,270a,270b……リード部 140d,140f,150d,290……信号取出端部
の分解斜視図、第３図は本考案の第２実施例の分解斜視
図である。 110,210……酸素検出素子 130,230……固体電解質体 140,140a,150,150a,220……多孔質電極 140b,150b,140c,150c,270,270a,270b……リード部 140d,140f,150d,290……信号取出端部
Claims (1)
- 【請求項１】酸素イオン伝導性固体電解質からなる固体
電解質体と、 該固体電解質体に設けられた一対の多孔質電極と、 該一対の多孔質電極と各々リード部で接続された一対の
信号取出部と、 を備えた酸素検出素子において、 少なくとも、上記リード部のうち測定ガスに晒される部
分が、複数の導電部により並列接続されたことを特徴と
する酸素検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3284288U JPH0635178Y2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 酸素検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3284288U JPH0635178Y2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 酸素検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01136456U JPH01136456U (ja) | 1989-09-19 |
| JPH0635178Y2 true JPH0635178Y2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=31259438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3284288U Expired - Lifetime JPH0635178Y2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 酸素検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635178Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5938298B2 (ja) * | 2012-08-20 | 2016-06-22 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ素子、ガスセンサ及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP3284288U patent/JPH0635178Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01136456U (ja) | 1989-09-19 |
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