JPH07128276A - 酸素濃度検出素子 - Google Patents
酸素濃度検出素子Info
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- JPH07128276A JPH07128276A JP5298967A JP29896793A JPH07128276A JP H07128276 A JPH07128276 A JP H07128276A JP 5298967 A JP5298967 A JP 5298967A JP 29896793 A JP29896793 A JP 29896793A JP H07128276 A JPH07128276 A JP H07128276A
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- vapor deposition
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長時間の使用によっても白金蒸着層に焼結が
生じて触媒作用が低下するのを防止できるようにした酸
素濃度検出素子を提供する。 【構成】 ディッピング法によってジルコニアチューブ
５の白金蒸着層９上にセリウムレジネート層を形成した
後、このレジネート層をジルコニアチューブ５ごとに焼
成して白金蒸着層９上で熱分解させ、焼結防止剤として
の酸化セリウムの粒子２１を各白金粒子９Ａ上に高度に
分散させた状態で析出させる。各白金粒子９Ａの表面積
をほとんど減少させることなく、各白金粒子９Ａに酸化
セリウム粒子２１を付着させることができ、白金蒸着層
９の触媒活性を低下させずに白金蒸着層９に焼結が生じ
るのを防止できる。
生じて触媒作用が低下するのを防止できるようにした酸
素濃度検出素子を提供する。 【構成】 ディッピング法によってジルコニアチューブ
５の白金蒸着層９上にセリウムレジネート層を形成した
後、このレジネート層をジルコニアチューブ５ごとに焼
成して白金蒸着層９上で熱分解させ、焼結防止剤として
の酸化セリウムの粒子２１を各白金粒子９Ａ上に高度に
分散させた状態で析出させる。各白金粒子９Ａの表面積
をほとんど減少させることなく、各白金粒子９Ａに酸化
セリウム粒子２１を付着させることができ、白金蒸着層
９の触媒活性を低下させずに白金蒸着層９に焼結が生じ
るのを防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の排気管
等に取付けられ、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素
センサに用いて好適な酸素濃度検出素子に関する。
等に取付けられ、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素
センサに用いて好適な酸素濃度検出素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車等のエンジンにあって
は、空燃比を最適にフィードバック制御するため、排気
管等に酸素センサ（Ｏ2 センサ）を取付け、排気ガス中
の酸素濃度を逐一検出するようにしている。
は、空燃比を最適にフィードバック制御するため、排気
管等に酸素センサ（Ｏ2 センサ）を取付け、排気ガス中
の酸素濃度を逐一検出するようにしている。
【０００３】そこで、図４ないし図８に従来技術による
酸素濃度検出素子として自動車のエンジン制御用の酸素
センサを示す。
酸素濃度検出素子として自動車のエンジン制御用の酸素
センサを示す。
【０００４】図中、１は段付筒状のセンサ本体を示し、
該センサ本体１は、一端側外周におねじ部２Ａが形成さ
れ、他端側が筒状の嵌合部２Ｂとなったホルダ２と、一
端側が該ホルダ２の嵌合部２Ｂにカシメ部３Ａ，３Ａ，
…により固着され、他端側に環状の段部３Ｂ、縮径部３
Ｃが形成されたキャップ３とからなり、これらはステン
レス鋼等の金属材料によって形成されている。そして、
該センサ本体１は後述のジルコニアチューブ５を排気管
（図示せず）内に突出させるべく、ホルダ２のおねじ部
２Ａが排気管に螺着されるようになっている。４はセン
サ本体１内に配設された絶縁筒体を示し、該絶縁筒体４
はアルミナ等のセラミック材料により形成されている。
該センサ本体１は、一端側外周におねじ部２Ａが形成さ
れ、他端側が筒状の嵌合部２Ｂとなったホルダ２と、一
端側が該ホルダ２の嵌合部２Ｂにカシメ部３Ａ，３Ａ，
…により固着され、他端側に環状の段部３Ｂ、縮径部３
Ｃが形成されたキャップ３とからなり、これらはステン
レス鋼等の金属材料によって形成されている。そして、
該センサ本体１は後述のジルコニアチューブ５を排気管
（図示せず）内に突出させるべく、ホルダ２のおねじ部
２Ａが排気管に螺着されるようになっている。４はセン
サ本体１内に配設された絶縁筒体を示し、該絶縁筒体４
はアルミナ等のセラミック材料により形成されている。
【０００５】５は基端側がホルダ２の肩部２Ｃにリング
状のワッシャ６を介して取付けられ、先端側がホルダ２
外に突出した酸素濃度検出素子としてのジルコニアチュ
ーブを示し、該ジルコニアチューブ５はジルコニア（Ｚ
r Ｏ2 、重量比88.76 ％）の粉体にイットリア（Ｙ2 Ｏ
3 、重量比 8.84 ％）の粉体およびバインダを混合して
焼成することにより、図５にも示す如く断面Ｕ字形状に
形成され固体電解質層を構成している。そして、該ジル
コニアチューブ５の基端側は大径の開口端５Ａとなり、
先端側は閉塞端５Ｂとなっている。
状のワッシャ６を介して取付けられ、先端側がホルダ２
外に突出した酸素濃度検出素子としてのジルコニアチュ
ーブを示し、該ジルコニアチューブ５はジルコニア（Ｚ
r Ｏ2 、重量比88.76 ％）の粉体にイットリア（Ｙ2 Ｏ
3 、重量比 8.84 ％）の粉体およびバインダを混合して
焼成することにより、図５にも示す如く断面Ｕ字形状に
形成され固体電解質層を構成している。そして、該ジル
コニアチューブ５の基端側は大径の開口端５Ａとなり、
先端側は閉塞端５Ｂとなっている。
【０００６】７，８はジルコニアチューブ５の内，外面
にそれぞれ設けられた内側電極、外側電極を示し、該電
極７，８は白金（重量比９０％）とジルコニア（重量比
１０％）とからなるペースト状の材料をジルコニアチュ
ーブ５の内，外面に塗布することにより、帯状に伸長し
て形成されている。そして、内側電極７はジルコニアチ
ューブ５の開口端５Ａ端面まで引出し部７Ａとなって伸
び、該引出し部７Ａは後述のコンタクトプレート１１と
接続されている。また、外側電極８はホルダ２の肩部２
Ｃにワッシャ６を介して接続され、アースされるように
なっている。
にそれぞれ設けられた内側電極、外側電極を示し、該電
極７，８は白金（重量比９０％）とジルコニア（重量比
１０％）とからなるペースト状の材料をジルコニアチュ
ーブ５の内，外面に塗布することにより、帯状に伸長し
て形成されている。そして、内側電極７はジルコニアチ
ューブ５の開口端５Ａ端面まで引出し部７Ａとなって伸
び、該引出し部７Ａは後述のコンタクトプレート１１と
接続されている。また、外側電極８はホルダ２の肩部２
Ｃにワッシャ６を介して接続され、アースされるように
なっている。
【０００７】９は外側電極８の上側からジルコニアチュ
ーブ５の外面に全周に亘ってコーティングされた白金蒸
着層を示し、該白金蒸着層９の表面は図６に示す如く微
細な白金粒子９Ａ，９Ａ，…が堆積して大きな表面積を
有し、これによって大きな触媒活性を有している。そし
て、該白金蒸着層９はジルコニアチューブ５の内，外側
の酸素濃度の差により、外側電極８と内側電極７との間
に発生する起電力を触媒作用で増幅させ、この起電力は
内側電極７からコンタクトプレート１１等を介して外部
に検出信号として出力されるようになっている。
ーブ５の外面に全周に亘ってコーティングされた白金蒸
着層を示し、該白金蒸着層９の表面は図６に示す如く微
細な白金粒子９Ａ，９Ａ，…が堆積して大きな表面積を
有し、これによって大きな触媒活性を有している。そし
て、該白金蒸着層９はジルコニアチューブ５の内，外側
の酸素濃度の差により、外側電極８と内側電極７との間
に発生する起電力を触媒作用で増幅させ、この起電力は
内側電極７からコンタクトプレート１１等を介して外部
に検出信号として出力されるようになっている。
【０００８】１０は多孔質のスピネル層等からなる保護
層を示し、該保護層１０は図５に示す如くジルコニアチ
ューブ５の外面に全周に亘って設けられ、外側電極８の
外側で白金蒸着層９等を覆うようになっている。そし
て、該保護層１０、白金蒸着層９および電極７，８がジ
ルコニアチューブ５と共に酸素濃度検出素子を構成して
いる。なお、前記白金蒸着層９は０．５μm 程度の薄膜
によって形成され、２mm程度の肉厚のジルコニアチュー
ブ５，２０μm 程度の電極７，８および５０μm程度の
保護層１０に比較して非常に薄く形成される。また、図
４中では該保護層１０および白金蒸着層９を省略して図
示している。
層を示し、該保護層１０は図５に示す如くジルコニアチ
ューブ５の外面に全周に亘って設けられ、外側電極８の
外側で白金蒸着層９等を覆うようになっている。そし
て、該保護層１０、白金蒸着層９および電極７，８がジ
ルコニアチューブ５と共に酸素濃度検出素子を構成して
いる。なお、前記白金蒸着層９は０．５μm 程度の薄膜
によって形成され、２mm程度の肉厚のジルコニアチュー
ブ５，２０μm 程度の電極７，８および５０μm程度の
保護層１０に比較して非常に薄く形成される。また、図
４中では該保護層１０および白金蒸着層９を省略して図
示している。
【０００９】１１は絶縁筒体４内に配設されたコンタク
トプレートを示し、該コンタクトプレート１１は導電性
の金属板を曲げ加工することにより形成され、その一端
側には円板状のコンタクト部１１Ａが、他端側には外部
に導出されるリード線１２と接続された接続部１１Ｂが
それぞれ設けられている。そして、該コンタクトプレー
ト１１のコンタクト部１１Ａはジルコニアチューブ５の
開口端５Ａ端面と絶縁筒体４との間にディスクスプリン
グ１３のばね荷重で挟持され、内側電極７の引出し部７
Ａと接続されている。さらに、１４はキャップ３の縮径
部３Ｃ内に配設され、リード線１２の周囲をシールして
いるシール部材、１５はジルコニアチューブ５を保護す
べく、ホルダ２に固着されたプロテクタを示し、該プロ
テクタ１５には排気ガス導入用の長孔１５Ａ，１５Ａ，
…が形成されている。
トプレートを示し、該コンタクトプレート１１は導電性
の金属板を曲げ加工することにより形成され、その一端
側には円板状のコンタクト部１１Ａが、他端側には外部
に導出されるリード線１２と接続された接続部１１Ｂが
それぞれ設けられている。そして、該コンタクトプレー
ト１１のコンタクト部１１Ａはジルコニアチューブ５の
開口端５Ａ端面と絶縁筒体４との間にディスクスプリン
グ１３のばね荷重で挟持され、内側電極７の引出し部７
Ａと接続されている。さらに、１４はキャップ３の縮径
部３Ｃ内に配設され、リード線１２の周囲をシールして
いるシール部材、１５はジルコニアチューブ５を保護す
べく、ホルダ２に固着されたプロテクタを示し、該プロ
テクタ１５には排気ガス導入用の長孔１５Ａ，１５Ａ，
…が形成されている。
【００１０】このように構成される従来技術の酸素セン
サでは、センサ本体１をおねじ部２Ａを介して排気管等
に螺着することにより、ジルコニアチューブ５の先端側
をプロテクタ１５と共に排気管内に突出させて、排気ガ
ス中の酸素濃度の検出を行うようになっている。即ち、
排気ガスは空気と燃料との混合気を燃焼させた廃ガスで
あるから、排気ガス中の酸素濃度はジルコニアチューブ
５の内側の大気に比較して低下し、ジルコニアチューブ
５の内側と外側とには大きな酸素濃度差が生じる。
サでは、センサ本体１をおねじ部２Ａを介して排気管等
に螺着することにより、ジルコニアチューブ５の先端側
をプロテクタ１５と共に排気管内に突出させて、排気ガ
ス中の酸素濃度の検出を行うようになっている。即ち、
排気ガスは空気と燃料との混合気を燃焼させた廃ガスで
あるから、排気ガス中の酸素濃度はジルコニアチューブ
５の内側の大気に比較して低下し、ジルコニアチューブ
５の内側と外側とには大きな酸素濃度差が生じる。
【００１１】このため、固体電解質からなるジルコニア
チューブ５には内側から外側へと酸素イオンが通り抜け
るようになり、内側電極７と外側電極８との間には起電
力が生じる。そして、この起電力は排気ガス中の酸素濃
度に応じて増減するから、図７に示す如く酸素濃度の検
出信号として、コンタクトプレート１１、リード線１２
等を介して外部のコントロールユニット（図示せず）に
出力され、該コントロールユニットではこの検出信号に
基づいて燃料噴射量等を補正し、空燃比をフィードバッ
ク制御するようになっている。
チューブ５には内側から外側へと酸素イオンが通り抜け
るようになり、内側電極７と外側電極８との間には起電
力が生じる。そして、この起電力は排気ガス中の酸素濃
度に応じて増減するから、図７に示す如く酸素濃度の検
出信号として、コンタクトプレート１１、リード線１２
等を介して外部のコントロールユニット（図示せず）に
出力され、該コントロールユニットではこの検出信号に
基づいて燃料噴射量等を補正し、空燃比をフィードバッ
ク制御するようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による酸素センサでは、白金蒸着層９が図６に示
す如く白金粒子９Ａ，９Ａ，…によって微細な凹凸表面
をもって形成されるために大きな表面積を有し、該白金
蒸着層９は大きな触媒活性を有している。
来技術による酸素センサでは、白金蒸着層９が図６に示
す如く白金粒子９Ａ，９Ａ，…によって微細な凹凸表面
をもって形成されるために大きな表面積を有し、該白金
蒸着層９は大きな触媒活性を有している。
【００１３】しかし、この白金蒸着層９が高温の排気ガ
スに長時間さらされると、白金粒子９Ａ，９Ａ，…が徐
々に図８に示す如く焼結し、白金蒸着層９の表面積が減
少して白金蒸着層９の触媒活性が低下し、図７中に点線
で示す如く検出信号が変化することがあり、特性不良を
起してしまうという問題がある。
スに長時間さらされると、白金粒子９Ａ，９Ａ，…が徐
々に図８に示す如く焼結し、白金蒸着層９の表面積が減
少して白金蒸着層９の触媒活性が低下し、図７中に点線
で示す如く検出信号が変化することがあり、特性不良を
起してしまうという問題がある。
【００１４】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は長時間の使用により白金蒸着層
が焼結してしまうのを防止でき、触媒作用が低下して特
性不良を起こす等の問題を解消できるようにした酸素濃
度検出素子を提供することを目的としている。
されたもので、本発明は長時間の使用により白金蒸着層
が焼結してしまうのを防止でき、触媒作用が低下して特
性不良を起こす等の問題を解消できるようにした酸素濃
度検出素子を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、基端側が開口端となり、先端側が閉塞端と
なったジルコニアチューブと、該ジルコニアチューブの
内，外面に形成された内側電極，外側電極と、該外側電
極を外側から覆うように前記ジルコニアチューブの外面
に形成された白金蒸着層とからなる酸素濃度検出素子に
おいて、前記白金蒸着層に焼結防止剤を付着させたこと
を特徴としてなる構成を採用している。
に本発明は、基端側が開口端となり、先端側が閉塞端と
なったジルコニアチューブと、該ジルコニアチューブの
内，外面に形成された内側電極，外側電極と、該外側電
極を外側から覆うように前記ジルコニアチューブの外面
に形成された白金蒸着層とからなる酸素濃度検出素子に
おいて、前記白金蒸着層に焼結防止剤を付着させたこと
を特徴としてなる構成を採用している。
【００１６】この場合、前記焼結防止剤は酸化セリウム
（Ｃe Ｏ2 ），酸化カルシウム（Ｃa Ｏ），酸化ジルコ
ニウム（Ｚr Ｏ2 ）または酸化亜鉛（Ｚn Ｏ）のうち、
いずれかの金属酸化物から構成するのが好ましい。
（Ｃe Ｏ2 ），酸化カルシウム（Ｃa Ｏ），酸化ジルコ
ニウム（Ｚr Ｏ2 ）または酸化亜鉛（Ｚn Ｏ）のうち、
いずれかの金属酸化物から構成するのが好ましい。
【００１７】また、前記焼結防止剤は酸化セリウムから
構成し、ジルコニアチューブの白金蒸着層にセリウムレ
ジネートの溶液を含浸させ、これを焼成することにより
形成するとよい。
構成し、ジルコニアチューブの白金蒸着層にセリウムレ
ジネートの溶液を含浸させ、これを焼成することにより
形成するとよい。
【００１８】
【作用】上記構成により、ジルコニアチューブの白金蒸
着層に付着した焼結防止剤は白金蒸着層が長時間の使用
で焼結し、白金蒸着層の表面積が減少してしまうのを防
止できる。
着層に付着した焼結防止剤は白金蒸着層が長時間の使用
で焼結し、白金蒸着層の表面積が減少してしまうのを防
止できる。
【００１９】ここで、前記焼結防止剤を金属酸化物から
構成すれば、該焼結防止剤の温度安定性を高め、特に高
温条件下でも白金蒸着層に焼結が生じるのを防止でき
る。
構成すれば、該焼結防止剤の温度安定性を高め、特に高
温条件下でも白金蒸着層に焼結が生じるのを防止でき
る。
【００２０】また、前記焼結防止剤を酸化セリウムから
構成し、ジルコニアチューブの白金蒸着層にセリウムレ
ジネートの溶液を含浸させて焼成することにより、白金
蒸着層の表面に酸化セリウムを高分散させた状態で付着
させることができる。
構成し、ジルコニアチューブの白金蒸着層にセリウムレ
ジネートの溶液を含浸させて焼成することにより、白金
蒸着層の表面に酸化セリウムを高分散させた状態で付着
させることができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３に基
づき詳述する。なお、実施例では前述した従来技術と同
一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略する。
づき詳述する。なお、実施例では前述した従来技術と同
一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２２】図中、２１，２１，…は焼結防止剤として
の酸化セリウム（Ｃe Ｏ2 ）粒子を示し、該各酸化セリ
ウム粒子２１はジルコニアチューブ５上の白金蒸着層９
の表面に、各白金粒子９Ａよりも微細な粒子として高分
散した状態で付着されている。
の酸化セリウム（Ｃe Ｏ2 ）粒子を示し、該各酸化セリ
ウム粒子２１はジルコニアチューブ５上の白金蒸着層９
の表面に、各白金粒子９Ａよりも微細な粒子として高分
散した状態で付着されている。
【００２３】即ち、該各酸化セリウム粒子２１は後述す
るディッピング法によって白金蒸着層９上にセリウムレ
ジネート層２２を形成した後、該セリウムレジネート層
２２をジルコニアチューブ５ごとに焼成し、白金蒸着層
９上で熱分解させることにより形成されるものである。
るディッピング法によって白金蒸着層９上にセリウムレ
ジネート層２２を形成した後、該セリウムレジネート層
２２をジルコニアチューブ５ごとに焼成し、白金蒸着層
９上で熱分解させることにより形成されるものである。
【００２４】ここで、前記酸化セリウム粒子２１の形成
方法について図２，図３に基づいて説明する。
方法について図２，図３に基づいて説明する。
【００２５】図中、２３は有機金属化合物としてのセリ
ウムレジネート溶液を示し、該セリウムレジネート溶液
２３は有機金属化合物としてのセリウムレジネートを容
器２４中でベンゼンに溶解し、例えばセリウム（Ｃe ）
の濃度が０．００５〜５％、好ましくは０．５％前，後
の濃度に調整したものである。
ウムレジネート溶液を示し、該セリウムレジネート溶液
２３は有機金属化合物としてのセリウムレジネートを容
器２４中でベンゼンに溶解し、例えばセリウム（Ｃe ）
の濃度が０．００５〜５％、好ましくは０．５％前，後
の濃度に調整したものである。
【００２６】次に、白金蒸着層９を形成したジルコニア
チューブ５を該セリウムレジネート溶液２３中に浸漬さ
せたまま、超音波を５分間照射することによって白金蒸
着層９にセリウムレジネート溶液２３を含浸させる。
チューブ５を該セリウムレジネート溶液２３中に浸漬さ
せたまま、超音波を５分間照射することによって白金蒸
着層９にセリウムレジネート溶液２３を含浸させる。
【００２７】そして、ジルコニアチューブ５をセリウム
レジネート溶液２３から引揚げ、乾燥させて白金蒸着層
９上にセリウムレジネート層２２を付着させた状態で、
例えば７６６℃の温度下で３０分間の熱処理を行い、セ
リウムレジネート層２２を熱分解して酸化セリウムの微
細な粒子２１を析出させ、図１に示すように白金蒸着層
９に酸化セリウム粒子２１を付着させる。
レジネート溶液２３から引揚げ、乾燥させて白金蒸着層
９上にセリウムレジネート層２２を付着させた状態で、
例えば７６６℃の温度下で３０分間の熱処理を行い、セ
リウムレジネート層２２を熱分解して酸化セリウムの微
細な粒子２１を析出させ、図１に示すように白金蒸着層
９に酸化セリウム粒子２１を付着させる。
【００２８】次に、白金蒸着層９の表面に前述の如く酸
化セリウム粒子２１を付着させた状態で、この上からア
ルミナ（Ａl2Ｏ3 ）等のスピネル粉を溶射し、保護層１
０を形成する。なお、前記酸化セリウムに替えて酸化カ
ルシウム（Ｃa Ｏ），酸化ジルコニウム（Ｚr Ｏ2 ）ま
たは酸化亜鉛（Ｚn Ｏ）等の金属酸化物からなる粒子を
白金蒸着層９の表面に付着させてもよい。
化セリウム粒子２１を付着させた状態で、この上からア
ルミナ（Ａl2Ｏ3 ）等のスピネル粉を溶射し、保護層１
０を形成する。なお、前記酸化セリウムに替えて酸化カ
ルシウム（Ｃa Ｏ），酸化ジルコニウム（Ｚr Ｏ2 ）ま
たは酸化亜鉛（Ｚn Ｏ）等の金属酸化物からなる粒子を
白金蒸着層９の表面に付着させてもよい。
【００２９】本実施例による酸素センサは上述の如き構
成を有するもので、その基本的動作については従来技術
によるものと格別差異はない。
成を有するもので、その基本的動作については従来技術
によるものと格別差異はない。
【００３０】然るに、本実施例では、ジルコニアチュー
ブ５の白金蒸着層９上にセリウムレジネート溶液２３を
含浸させ、これを焼成することによって酸化セリウム粒
子２１を白金蒸着層９上に析出させたから、白金蒸着層
９の各白金粒子９Ａ上に微細な酸化セリウム粒子２１を
高分散させた状態で付着させることができる。
ブ５の白金蒸着層９上にセリウムレジネート溶液２３を
含浸させ、これを焼成することによって酸化セリウム粒
子２１を白金蒸着層９上に析出させたから、白金蒸着層
９の各白金粒子９Ａ上に微細な酸化セリウム粒子２１を
高分散させた状態で付着させることができる。
【００３１】これにより、各白金粒子９Ａの表面積をほ
とんど減少させることなく、各白金粒子９Ａに微量の酸
化セリウム粒子２１を付着させ、白金蒸着層９の触媒活
性が低下するのを効果的に抑えることができ、白金蒸着
層９に焼結が生じるのを防止できる。
とんど減少させることなく、各白金粒子９Ａに微量の酸
化セリウム粒子２１を付着させ、白金蒸着層９の触媒活
性が低下するのを効果的に抑えることができ、白金蒸着
層９に焼結が生じるのを防止できる。
【００３２】そして、前記酸化セリウム粒子２１は金属
酸化物として熱的に安定であるから、白金蒸着層９は酸
化セリウム粒子２１を付着させ、例えば７６６℃の温度
下で６０時間に及ぶ耐久試験を行っても白金蒸着層９に
焼結が生じないことが確認された。
酸化物として熱的に安定であるから、白金蒸着層９は酸
化セリウム粒子２１を付着させ、例えば７６６℃の温度
下で６０時間に及ぶ耐久試験を行っても白金蒸着層９に
焼結が生じないことが確認された。
【００３３】従って、本実施例によれば、ジルコニアチ
ューブ５上の白金蒸着層９に焼結が生じるのを酸化セリ
ウム粒子２１からなる焼結防止剤によって防止でき、該
白金蒸着層９の触媒活性が低下するを抑えることができ
ると共に検出信号を長期に亘って安定して出力でき、当
該酸素センサの耐久性、信頼性を向上させることができ
る等、種々の効果を奏する。
ューブ５上の白金蒸着層９に焼結が生じるのを酸化セリ
ウム粒子２１からなる焼結防止剤によって防止でき、該
白金蒸着層９の触媒活性が低下するを抑えることができ
ると共に検出信号を長期に亘って安定して出力でき、当
該酸素センサの耐久性、信頼性を向上させることができ
る等、種々の効果を奏する。
【００３４】なお、前記実施例では焼結防止剤に用いる
金属酸化物として酸化セリウムを用いた場合を例に挙げ
て説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例え
ば酸化カルシウム（Ｃa Ｏ）, ジルコニア（Ｚr Ｏ
2 ），酸化亜鉛（Ｚn Ｏ）等を焼結防止剤として用いて
もよく、これらの場合は陽イオンとしてカルシウム、ジ
ルコニウム、亜鉛を含んだレジネート種を有機溶媒に溶
解して５０ppm 〜５％程度の濃度の溶液とし、前述した
ディッピング法により白金蒸着層９上にこれらのレジネ
ート層を形成した後、該レジネート層を５００℃〜８０
０℃，３０分程度の条件下で焼成し、熱分解させること
によって白金蒸着層９上にこれらの金属酸化物の微粒子
を形成すればよい。
金属酸化物として酸化セリウムを用いた場合を例に挙げ
て説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例え
ば酸化カルシウム（Ｃa Ｏ）, ジルコニア（Ｚr Ｏ
2 ），酸化亜鉛（Ｚn Ｏ）等を焼結防止剤として用いて
もよく、これらの場合は陽イオンとしてカルシウム、ジ
ルコニウム、亜鉛を含んだレジネート種を有機溶媒に溶
解して５０ppm 〜５％程度の濃度の溶液とし、前述した
ディッピング法により白金蒸着層９上にこれらのレジネ
ート層を形成した後、該レジネート層を５００℃〜８０
０℃，３０分程度の条件下で焼成し、熱分解させること
によって白金蒸着層９上にこれらの金属酸化物の微粒子
を形成すればよい。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、白
金蒸着層に焼結防止剤を付着させたから、該焼結防止剤
のはたらきによって白金蒸着層に焼結が生じるのを防止
し、白金蒸着層の触媒活性が低下するのを防ぐことがで
きる。
金蒸着層に焼結防止剤を付着させたから、該焼結防止剤
のはたらきによって白金蒸着層に焼結が生じるのを防止
し、白金蒸着層の触媒活性が低下するのを防ぐことがで
きる。
【００３６】この場合、前記焼結防止剤は金属酸化物か
ら構成すれば、焼結防止剤の温度安定性を高め、特に高
温条件下でも白金蒸着層に焼結が生じるのを防止でき
る。
ら構成すれば、焼結防止剤の温度安定性を高め、特に高
温条件下でも白金蒸着層に焼結が生じるのを防止でき
る。
【００３７】また、前記焼結防止剤は酸化セリウムから
構成し、ジルコニアチューブの白金蒸着層にセリウムレ
ジネートの溶液を含浸させ、これを焼成することにより
形成すれば、白金蒸着層上に酸化セリウムを高分散させ
た状態で付着させることができ、白金蒸着層の表面積が
減少するのを防止できると共に、白金蒸着層の触媒活性
を低下させることなく焼結が生じるのを防止できる。
構成し、ジルコニアチューブの白金蒸着層にセリウムレ
ジネートの溶液を含浸させ、これを焼成することにより
形成すれば、白金蒸着層上に酸化セリウムを高分散させ
た状態で付着させることができ、白金蒸着層の表面積が
減少するのを防止できると共に、白金蒸着層の触媒活性
を低下させることなく焼結が生じるのを防止できる。
【００３８】従って、本発明によれば当該酸素濃度検出
素子の検出特性を長期に亘って安定させ、耐久性を向上
できる等、種々の効果を奏する。
素子の検出特性を長期に亘って安定させ、耐久性を向上
できる等、種々の効果を奏する。
【図１】本発明の実施例による酸素センサで用いるジル
コニアチューブの表面を拡大して示す詳細断面図であ
る。
コニアチューブの表面を拡大して示す詳細断面図であ
る。
【図２】ディッピング法により白金蒸着層上にセリウム
レジネート層を形成する工程を示す工程説明図である。
レジネート層を形成する工程を示す工程説明図である。
【図３】白金蒸着層上に形成されたセリウムレジネート
層、酸化セリウムの粒子を示す図１と同様な詳細断面図
である。
層、酸化セリウムの粒子を示す図１と同様な詳細断面図
である。
【図４】従来技術による酸素センサの全体構成を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図５】図４中のジルコニアチューブの拡大断面図であ
る。
る。
【図６】図５中のジルコニアチューブの表面を拡大して
示す詳細断面図である。
示す詳細断面図である。
【図７】酸素センサの検出信号の特性線図である。
【図８】白金蒸着層に焼結が生じた状態を示す図６と同
様の詳細断面図である。
様の詳細断面図である。
５ ジルコニアチューブ ５Ａ 開口端 ５Ｂ 閉塞端 ７ 内側電極 ８ 外側電極 ９ 白金蒸着層 ９Ａ 白金粒子 １０ 保護層 ２１ 酸化セリウム粒子（焼結防止剤） ２２ セリウムレジネート層 ２３ セリウムレジネート溶液
Claims (3)
- 【請求項１】 基端側が開口端となり、先端側が閉塞端
となったジルコニアチューブと、該ジルコニアチューブ
の内，外面に形成された内側電極，外側電極と、該外側
電極を外側から覆うように前記ジルコニアチューブの外
面に形成された白金蒸着層とからなる酸素濃度検出素子
において、前記白金蒸着層には焼結防止剤を付着させた
ことを特徴とする酸素濃度検出素子。 - 【請求項２】 前記焼結防止剤は酸化セリウム（Ｃe Ｏ
2 ），酸化カルシウム（Ｃa Ｏ），酸化ジルコニウム
（Ｚr Ｏ2 ）または酸化亜鉛（Ｚn Ｏ）のうち、いずれ
かの金属酸化物からなる請求項１に記載の酸素濃度検出
素子。 - 【請求項３】 前記焼結防止剤は酸化セリウム（Ｃe Ｏ
2 ）からなり、前記ジルコニアチューブの白金蒸着層に
セリウムレジネートの溶液を含浸させ、これを焼成する
ことにより形成してなる請求項１に記載の酸素濃度検出
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5298967A JPH07128276A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 酸素濃度検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5298967A JPH07128276A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 酸素濃度検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128276A true JPH07128276A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17866507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5298967A Pending JPH07128276A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 酸素濃度検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07128276A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1151899A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-02-26 | Denso Corp | 酸素センサ素子 |
| JP2011153908A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Kyocera Corp | 酸素センサ |
-
1993
- 1993-11-04 JP JP5298967A patent/JPH07128276A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1151899A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-02-26 | Denso Corp | 酸素センサ素子 |
| JP2011153908A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Kyocera Corp | 酸素センサ |
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