JPS60128344A - 複合酸素センサとその製造方法 - Google Patents
複合酸素センサとその製造方法Info
- Publication number
- JPS60128344A JPS60128344A JP58236183A JP23618383A JPS60128344A JP S60128344 A JPS60128344 A JP S60128344A JP 58236183 A JP58236183 A JP 58236183A JP 23618383 A JP23618383 A JP 23618383A JP S60128344 A JPS60128344 A JP S60128344A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- oxygen sensor
- heater
- stoic
- solid electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、自動車のエンジンや、暖房機器のように燃料
を燃焼させる機器の排気ガス中の酸素を検出する酸素セ
ンサに係り、特にストイックセンサと希薄酸素センサと
を一体に形成した複合酸素センナとその製造方法忙関す
る。
を燃焼させる機器の排気ガス中の酸素を検出する酸素セ
ンサに係り、特にストイックセンサと希薄酸素センサと
を一体に形成した複合酸素センナとその製造方法忙関す
る。
燃料の燃焼を利用する暖房器や自動車のエンジン等の燃
焼状態を検出する手段として、排気ガス中に含まれる酸
素の濃度を検出する酸素センサが知られている。
焼状態を検出する手段として、排気ガス中に含まれる酸
素の濃度を検出する酸素センサが知られている。
酸素センナで排気ガス中の酸素の濃度を検出する場合、
排気ガスもしくは酸素センサを５００゜Ｃ以上の高温に
することが必要である。また、酸素センサもしくは排気
ガスの温度によって、酸素センサの感度が異なる。さら
に、燃焼制御（仝燃比の制御）を行なう場合、排気ガス
温度の低い始動時からの制御が必要である。
排気ガスもしくは酸素センサを５００゜Ｃ以上の高温に
することが必要である。また、酸素センサもしくは排気
ガスの温度によって、酸素センサの感度が異なる。さら
に、燃焼制御（仝燃比の制御）を行なう場合、排気ガス
温度の低い始動時からの制御が必要である。
このような要件を満丁ものとして、たとえば、特開昭５
５−１２５４４８号のＦｉｇ ６に開示されたようにス
トイックセンサとヒータおよび希薄酸素センサを一体に
形成した複合酸素センサが提案されている。
５−１２５４４８号のＦｉｇ ６に開示されたようにス
トイックセンサとヒータおよび希薄酸素センサを一体に
形成した複合酸素センサが提案されている。
すなわち、前記複合酸素センサは、Ｆｉｇ ６に示され
ているように、下から多孔性おおい層、測定電極、電気
絶縁層、固体電解質板、標準電極、多孔性電気絶縁層、
加熱素子、Ｕ字状絶縁部材、測定電極、電気絶縁層、固
体電解質板、標準電極、多孔性おおい層の順に積層して
成る。
ているように、下から多孔性おおい層、測定電極、電気
絶縁層、固体電解質板、標準電極、多孔性電気絶縁層、
加熱素子、Ｕ字状絶縁部材、測定電極、電気絶縁層、固
体電解質板、標準電極、多孔性おおい層の順に積層して
成る。
このような複合酸素センサは、〃■熱素子の両側に配置
されるストイックセンサと希薄酸素センナとが、加熱素
子を基準としたとき対象位置に配置されていないため、
加熱素子で加熱したとき、ストイックセンサと希薄酸素
センサの温度を均一にすることができない。このため、
希薄酸素センサの温度の変化による出力の変動ン正確に
補正することができない。また、部品の種類が多（、そ
の加工、組立に多（の工数を要し、作業性が悪いなどの
欠点がある。
されるストイックセンサと希薄酸素センナとが、加熱素
子を基準としたとき対象位置に配置されていないため、
加熱素子で加熱したとき、ストイックセンサと希薄酸素
センサの温度を均一にすることができない。このため、
希薄酸素センサの温度の変化による出力の変動ン正確に
補正することができない。また、部品の種類が多（、そ
の加工、組立に多（の工数を要し、作業性が悪いなどの
欠点がある。
〔発明の目的〕。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点なな（し、高
精度の検出が可能な複合酸素センサとその製造方法を提
供するにある。
精度の検出が可能な複合酸素センサとその製造方法を提
供するにある。
上記目的を達成するため、本発明においてはストイック
センサと希薄酸素センサを、ヒータをはさんで相対向す
るように、かつヒータとの間隔が等しくなるよ°うに配
置すると共に、各センサのヒータ側の電極を拡散室で覆
うようにしたことを特徴とでる。
センサと希薄酸素センサを、ヒータをはさんで相対向す
るように、かつヒータとの間隔が等しくなるよ°うに配
置すると共に、各センサのヒータ側の電極を拡散室で覆
うようにしたことを特徴とでる。
また、本発明においては°、セラミックグリーンシート
オよびセラミック基板に対でる所要パターンの印刷する
工程、グリーンシートおよびセラミック基板の積層し圧
着する工程、および焼結工程の（り返しｒより複合酸素
センサを製造することを特徴とする。
オよびセラミック基板に対でる所要パターンの印刷する
工程、グリーンシートおよびセラミック基板の積層し圧
着する工程、および焼結工程の（り返しｒより複合酸素
センサを製造することを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
矛１図および矛２図は、本発明による複合酸素センサの
一実施例を示すものである。同図において、複合酸素セ
ンサ１は、電、極２ａ、２ｂ。
一実施例を示すものである。同図において、複合酸素セ
ンサ１は、電、極２ａ、２ｂ。
２Ｃ，２ｄ’１１支持てる固体電解質セラミック基板（
以下単に基板とい５ ）５ａ 、 ３ｄ 、絶縁層４ａ
、４ｂ９介してヒータ５を支持する固体電解質セラミッ
ク基板（以下単に基板といつ）３ｂ、３ｃと、基板５ｂ
、５ｃの間を接合する接合、層５ｅ、および基板３ａ、
３ｂの外側面を覆う被覆層６ａ、６ｂから成る。そして
、基板３ａと基板３ｂの間、および基板３ｃと基板３ｄ
の間には、電極２ｂ 、２ｃを囲む拡散室７ａ。
以下単に基板とい５ ）５ａ 、 ３ｄ 、絶縁層４ａ
、４ｂ９介してヒータ５を支持する固体電解質セラミッ
ク基板（以下単に基板といつ）３ｂ、３ｃと、基板５ｂ
、５ｃの間を接合する接合、層５ｅ、および基板３ａ、
３ｂの外側面を覆う被覆層６ａ、６ｂから成る。そして
、基板３ａと基板３ｂの間、および基板３ｃと基板３ｄ
の間には、電極２ｂ 、２ｃを囲む拡散室７ａ。
７ｂが形成されている。また、これら拡散室７ａ、７ｂ
は、拡散穴８ａ、８ｂによって外部と連通している。
は、拡散穴８ａ、８ｂによって外部と連通している。
このような構成において、たとえば、電極２ａ、２ｂを
ストイックセンナとし、電極２ｃ。
ストイックセンナとし、電極２ｃ。
２ｄを希薄酸素センサーとでると、検出部と回路部の構
成を簡単にすることができる。また、ヒータ５と各セン
サの間隔が同じであるからヒータ５によるセンサの加熱
が均一に行なわれ、温度影響を受けずに高精度の検出が
可能になる、矛３図ないし矛６図は、前記複合暉素セン
サ１の製造工程を示すものである。 ゛ まず、矛３図に示すように、４枚の固体電解質セラミッ
クグリーンシート（以下単にグリーンシートとい５）３
ａ’、 ５ｂ’、 ５Ｃ’、 ５ｄ”ｆｊ（準備する。
成を簡単にすることができる。また、ヒータ５と各セン
サの間隔が同じであるからヒータ５によるセンサの加熱
が均一に行なわれ、温度影響を受けずに高精度の検出が
可能になる、矛３図ないし矛６図は、前記複合暉素セン
サ１の製造工程を示すものである。 ゛ まず、矛３図に示すように、４枚の固体電解質セラミッ
クグリーンシート（以下単にグリーンシートとい５）３
ａ’、 ５ｂ’、 ５Ｃ’、 ５ｄ”ｆｊ（準備する。
グリーンシート５ ａ’、 ３ ｄ’に拡散穴８ａ、８
ｂを形成したのち、グリーンシート３１ｆ３″ｄ９の両
面に、ａｌｌ！ｌｌ小素の電極パターン２ａ°。
ｂを形成したのち、グリーンシート３１ｆ３″ｄ９の両
面に、ａｌｌ！ｌｌ小素の電極パターン２ａ°。
２ｂ’と２ｃ’、２ｄ”をそれぞれ印刷形成する。°こ
の電極パターｙ２ａ’、２ｂ’、２ｃ’、２ｄ’は、白
金ペースト、たとえば、白金粉末とエチルセルロースと
カルビド・−ルの混合物を、スクリーン印刷等圧よって
グリンシート５ ａ’、 Ｓ ｂ’上に印刷して成る。
の電極パターｙ２ａ’、２ｂ’、２ｃ’、２ｄ’は、白
金ペースト、たとえば、白金粉末とエチルセルロースと
カルビド・−ルの混合物を、スクリーン印刷等圧よって
グリンシート５ ａ’、 Ｓ ｂ’上に印刷して成る。
ついで、電極２ ｂ’＊ ２ ｃ’ｓ覆うように有機物
ペーストのパターン７ ａ’、 ７ ｂ’ｉ印ペースト
は、たとえば、エチセルとα−テルピネオールとの混合
物を用いる。
ペーストのパターン７ ａ’、 ７ ｂ’ｉ印ペースト
は、たとえば、エチセルとα−テルピネオールとの混合
物を用いる。
一方、グリーンシート３Ｃ・には、アルミナペースト、
たとえば、アルｉすと二チセルおよびテルピネオールの
混合物により、絶縁）くターン４ ｂ’を印刷形成した
の壕、この絶縁ノくターン４ｂ′上に、白金ペーストで
ヒータノ（ターン５瀘印刷形成する。
たとえば、アルｉすと二チセルおよびテルピネオールの
混合物により、絶縁）くターン４ ｂ’を印刷形成した
の壕、この絶縁ノくターン４ｂ′上に、白金ペーストで
ヒータノ（ターン５瀘印刷形成する。
前記各パターン２ ａ’、 ２ ｂ’、 ２ ｃ’、
２ ｄ’、 ７ａ’、 ７’ｂ’、 ４ｂ’、 ５′を
乾燥硬化させたのち、矛４図忙示すよ５＆Ｃ、グリ−７
Ｖ−卜５ ａ’とＳｂ：！１Ｃ°と５ｄ”４ｆそれぞれ
圧着する。この圧着は、たとえば、１２０°Ｃ１８０気
圧のホットプレスで行なう。つ（１で、各積層体１ａ°
と１ｂ’ｇ１４０°Ｃで３０分関原熱し、パターン７ａ
”、７ｂ’ｇ形成する有機ペースｌ’蒸発させて除去し
、拡散室７ａ。
２ ｄ’、 ７ａ’、 ７’ｂ’、 ４ｂ’、 ５′を
乾燥硬化させたのち、矛４図忙示すよ５＆Ｃ、グリ−７
Ｖ−卜５ ａ’とＳｂ：！１Ｃ°と５ｄ”４ｆそれぞれ
圧着する。この圧着は、たとえば、１２０°Ｃ１８０気
圧のホットプレスで行なう。つ（１で、各積層体１ａ°
と１ｂ’ｇ１４０°Ｃで３０分関原熱し、パターン７ａ
”、７ｂ’ｇ形成する有機ペースｌ’蒸発させて除去し
、拡散室７ａ。
７ｂを形成したのち、１５００°Ｃで２時間焼成で暮。
この状態で、グリーンシート３ａ・、３ｂ・。
３ｄとなり、電極パターｙ２ａ’、、２ｂ’、２ｃ’。
＜２ｄ°はそれぞれ電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとヒー
タパターン５１はヒータ５になる。ついで、才５図、に
示すよ５に、ヒータ５の上に絶縁／＜ターン４１を印刷
形成すると共に、基板３ｂ上４２憾の８ｉ０．粉末と固
体電解質粉末を含むベースス）１６’を印刷する。そし
て、積層体１ａをする。そして矛６図に示すよう忙、一
体化したの、ち、その表裏、面にスピネルをスパッタリ
ングして、被覆層６ ａ、、 ６ ｂを形成し、複合酸
素センサ１が完成する。
タパターン５１はヒータ５になる。ついで、才５図、に
示すよ５に、ヒータ５の上に絶縁／＜ターン４１を印刷
形成すると共に、基板３ｂ上４２憾の８ｉ０．粉末と固
体電解質粉末を含むベースス）１６’を印刷する。そし
て、積層体１ａをする。そして矛６図に示すよう忙、一
体化したの、ち、その表裏、面にスピネルをスパッタリ
ングして、被覆層６ ａ、、 ６ ｂを形成し、複合酸
素センサ１が完成する。
前記０よう′・本発明′よ−１・拡散穴Ｂ、′を明ける
以外は全て印刷と焼結によって形成でるこ、とができ、
部品点数の削減が可能になり、加工が容易になる。
以外は全て印刷と焼結によって形成でるこ、とができ、
部品点数の削減が可能になり、加工が容易になる。
以上述べた如（、本発明圧よれは、高精度の測定が可能
な複合酸素センサを提供することができる。また、複合
ａ累±ンサの加工を容易にし、作業性！大巾に向上させ
ることができるなどの効果がある。
な複合酸素センサを提供することができる。また、複合
ａ累±ンサの加工を容易にし、作業性！大巾に向上させ
ることができるなどの効果がある。
矛１図は本発明忙よる複合酸素センナの平面図、矛２図
は矛１図の■−■断面図、矛３図ないし矛６図は本発明
忙よる複合酸素センサの製造工程を示す工程図で、それ
ぞれＡは矛２図に対応する断面図、ＢはＡの底面図であ
る。 １・ｔ＠−酸素センサ、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ ・・
・電極、５ ａ 、 ５ ｂ 、 ５ ｃ 、 ５ ｄ
−・・基板、３ｅ・・・接合層、４ａ、４ｂ・・・絶縁
層、５・・・ヒータ。 ７ａ、７ｂ・・・拡散室、８ａ、ａｂ・・・拡散孔。 ・ 第 １ ｎ １ 第 ２囚 第４ｍ 祐５国 躬６Ｉ！１
は矛１図の■−■断面図、矛３図ないし矛６図は本発明
忙よる複合酸素センサの製造工程を示す工程図で、それ
ぞれＡは矛２図に対応する断面図、ＢはＡの底面図であ
る。 １・ｔ＠−酸素センサ、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ ・・
・電極、５ ａ 、 ５ ｂ 、 ５ ｃ 、 ５ ｄ
−・・基板、３ｅ・・・接合層、４ａ、４ｂ・・・絶縁
層、５・・・ヒータ。 ７ａ、７ｂ・・・拡散室、８ａ、ａｂ・・・拡散孔。 ・ 第 １ ｎ １ 第 ２囚 第４ｍ 祐５国 躬６Ｉ！１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被測定ガスの拡散孔を形成した固体電解質セラミッ
ク基板の両面の、前記拡散孔の周囲に電極を形成したス
トイックセンサと希薄酸素センサを設け、これらストイ
ックセンサと希薄酸素センサの間に、絶縁材でコーティ
ングされ１、さらに固体電解質セラミックの間に挾持さ
れたヒータを設け、前記ストイックセンサと希薄酸素セ
ンサのヒータ側の電極を囲む拡散室を形成して、ストイ
ックセンサと、ヒータおよび希−酸素センサを一体に結
合したことを特徴とする複合酸素センサ。 ２ 拡散孔を形成した固体電解質セラミツフグ、 リー
ンシートの両面に、拡散孔を中央圧して−ストで覆った
未焼成のストイックセンサと希薄酸素センサを形、成し
、固体電解質セラミックグリーンシートの一面に絶縁ペ
ーストを゛塗布し、その上忙白金ペーストでヒータパタ
ーンを印刷した未焼成のヒータを形成し、前記ストツレ
センサと希薄酸素センサのいずれか一方のセンサの有機
ペースト塗布面に前記ヒータの非パターン面を重ねて加
熱圧着し、他方のセンサの有機ペースト塗布面に固体電
解質セラミックグリーンシートを加熱圧着し、それぞれ
有機ペーストを加熱除去して拡散室を形成したのち、焼
結してストイックセンサと希薄酸素センサおよびヒータ
を形成し、このヒータの上に絶縁ベースト塗布して焼結
したのち、焼結された絶縁物とヒータのないストイック
センサもしくは希薄酸素センサのセラミック面との間に
固定電解質ペーストラ塗布して圧着したのち、焼結して
一体に接合することを特徴とする複合センサの製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58236183A JPS60128344A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 複合酸素センサとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58236183A JPS60128344A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 複合酸素センサとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60128344A true JPS60128344A (ja) | 1985-07-09 |
| JPH056659B2 JPH056659B2 (ja) | 1993-01-27 |
Family
ID=16996999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58236183A Granted JPS60128344A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 複合酸素センサとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60128344A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63115050A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-05-19 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 内燃機関用酸素センサの製造方法 |
| JPH11194111A (ja) * | 1997-10-22 | 1999-07-21 | Robert Bosch Gmbh | 平坦なセンサエレメント |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP58236183A patent/JPS60128344A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63115050A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-05-19 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 内燃機関用酸素センサの製造方法 |
| JPH11194111A (ja) * | 1997-10-22 | 1999-07-21 | Robert Bosch Gmbh | 平坦なセンサエレメント |
| JP4597280B2 (ja) * | 1997-10-22 | 2010-12-15 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 平坦なセンサエレメント |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH056659B2 (ja) | 1993-01-27 |
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