JPS6082952A - 酸素濃度検出器 - Google Patents
酸素濃度検出器Info
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- JPS6082952A JPS6082952A JP58190815A JP19081583A JPS6082952A JP S6082952 A JPS6082952 A JP S6082952A JP 58190815 A JP58190815 A JP 58190815A JP 19081583 A JP19081583 A JP 19081583A JP S6082952 A JPS6082952 A JP S6082952A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- substrate
- width
- membrane
- conductor
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- Pending
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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
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4071—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure
-
- 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
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
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- G01N27/4067—Means for heating or controlling the temperature of the solid electrolyte
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
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〕
本発明は内燃機関の排気ガス中に含まれる酸素濃度を検
知する酸素濃度検出器に関する。
知する酸素濃度検出器に関する。
近年、内燃機関の空燃比制御においては排気ガス中の有
害成分をよシ一層低減し、さらに燃費向上を目的として
、理論空燃比よシ薄い、いわゆる希薄燃焼方式が試みら
れている。このために、従来の理論空燃比を検出する大
気基準酸素対比形酸系濃度検出器とは異なる検出器、す
なわち、希薄燃焼によって排気ガス中に放出される余剰
酸素濃度を正確に検出する、新たな酸素ａ度検出器が不
可欠となっている。この種の酸素濃度検出器は検出方式
上、例えば、酸素イオン伝導性固体電解質を用いた酸素
ポンプ方式や、金属酸化物膜状素子を用いた抵抗式があ
るが、いずれにおいても検出素子を約８００Ｃの高温に
加熱保持することによシ正確な検出精度を維持する構成
となっている。
害成分をよシ一層低減し、さらに燃費向上を目的として
、理論空燃比よシ薄い、いわゆる希薄燃焼方式が試みら
れている。このために、従来の理論空燃比を検出する大
気基準酸素対比形酸系濃度検出器とは異なる検出器、す
なわち、希薄燃焼によって排気ガス中に放出される余剰
酸素濃度を正確に検出する、新たな酸素ａ度検出器が不
可欠となっている。この種の酸素濃度検出器は検出方式
上、例えば、酸素イオン伝導性固体電解質を用いた酸素
ポンプ方式や、金属酸化物膜状素子を用いた抵抗式があ
るが、いずれにおいても検出素子を約８００Ｃの高温に
加熱保持することによシ正確な検出精度を維持する構成
となっている。
従来、平板状素子を用い、且つ、ヒータを内蔵させた酸
素濃度検出器としては、第１図に示す構成のもの（特開
昭５７−１７８１４６ ）がある。これは、アルミナな
どの耐熱絶縁性の板状基体１に、−酸化コバルトなどの
金属酸化物よシなる膜状検出素子２を配置し、これに近
接して同一基体に白金ｐｔなどから成る膜状ヒータ３を
１段ないし必要に応じて３段までも並列結線し、１嘆状
ヒータ３ならびに膜状検出素子２とをそれぞれ膜状電極
４を介して板状基体１の一端に集約すると共に、この膜
状電極４と白金リード線５とを板状基体１の基体内にお
いて接１読導通し、且つ固着する構成としたもので、以
前のヒータ分割形に比し消費電力が少ない効果を有して
いるとされている。
素濃度検出器としては、第１図に示す構成のもの（特開
昭５７−１７８１４６ ）がある。これは、アルミナな
どの耐熱絶縁性の板状基体１に、−酸化コバルトなどの
金属酸化物よシなる膜状検出素子２を配置し、これに近
接して同一基体に白金ｐｔなどから成る膜状ヒータ３を
１段ないし必要に応じて３段までも並列結線し、１嘆状
ヒータ３ならびに膜状検出素子２とをそれぞれ膜状電極
４を介して板状基体１の一端に集約すると共に、この膜
状電極４と白金リード線５とを板状基体１の基体内にお
いて接１読導通し、且つ固着する構成としたもので、以
前のヒータ分割形に比し消費電力が少ない効果を有して
いるとされている。
しかし、この種の膜形ヒータ３においては、膜状素子部
に近接したゾーンに配置可能なヒータ部の導体長さは、
パターン印刷の場合、可能な最小パターン幅によシ制約
を受けるため、膜状電極４の長さに比べて十分な長さ全
確保できず、むしろ、膜状電極４の長さの方が長くなる
場合が多い。しかも、従来よシ、膜状電極４のパターン
幅は白金ｐｔなどを接着するだめの導体ペーストの使用
量を抑える目的から膜状ヒータ３のパターン巾と同じに
設定する例が多く、結局、膜状ヒータ３の導体抵抗筺よ
シも膜状電極４の導体抵抗値が大きくなる場合があった
。このだめ、膜状ヒータ３の出力と膜状電極４の消費成
力がそれぞれの抵抗値配分に対応したものとなム模状ヒ
〜り３が効率よく機能していないという欠点があった。
に近接したゾーンに配置可能なヒータ部の導体長さは、
パターン印刷の場合、可能な最小パターン幅によシ制約
を受けるため、膜状電極４の長さに比べて十分な長さ全
確保できず、むしろ、膜状電極４の長さの方が長くなる
場合が多い。しかも、従来よシ、膜状電極４のパターン
幅は白金ｐｔなどを接着するだめの導体ペーストの使用
量を抑える目的から膜状ヒータ３のパターン巾と同じに
設定する例が多く、結局、膜状ヒータ３の導体抵抗筺よ
シも膜状電極４の導体抵抗値が大きくなる場合があった
。このだめ、膜状ヒータ３の出力と膜状電極４の消費成
力がそれぞれの抵抗値配分に対応したものとなム模状ヒ
〜り３が効率よく機能していないという欠点があった。
本発明の目的は膜状ヒータを効率良く機能させ消費電力
が少なく、かつ応答性に優れた酸素濃度検出器を提供す
ることにある。
が少なく、かつ応答性に優れた酸素濃度検出器を提供す
ることにある。
本発明は、平板検出素子部に近接して耐熱・電気絶縁性
基体ないしは膜を介して配置される膜状ヒータの導体中
を膜状電極の導体幅よシも狭くするようにしたものであ
る。
基体ないしは膜を介して配置される膜状ヒータの導体中
を膜状電極の導体幅よシも狭くするようにしたものであ
る。
第２図は本発明の一実施例を示す図である。同図におい
て、２０は酸素イオン伝導性固体電解質の検出素子基板
で、焼成前のグリーンシートを示し、イツトリアを添加
した安定化ジルコニアから構成されている。この基板２
０には巾広部２２側に検出部１０を配置し、巾広部２２
側に貫通穴６２とこれに部分的に重ね合わせるヒータリ
ード線接合ランド６３が配置されている。また、このヒ
ータリード線接合ランド６３と並んで素子リード接合ラ
ンド３２も配置されている。３０は膜状素子電極で、膜
状素子リード３１と遅なシ、これが更に素子リード線接
合ランド３２へ連通している。以上の膜状素子−極３０
、膜状素子リード３１、素子リード線接合ランド３２、
ヒータリード線接合ランド６３のいずれも白金９１％白
金・ロジウムＩ）ｔＲ）１’ｌｌＦの金属ペーストによ
るスクリーン印刷によｐ形成される。特に貫通穴６２に
はｊ漠状ヒータリード端子６１との導通を確保するため
、十分な量の金属ペーストが充填されている。
て、２０は酸素イオン伝導性固体電解質の検出素子基板
で、焼成前のグリーンシートを示し、イツトリアを添加
した安定化ジルコニアから構成されている。この基板２
０には巾広部２２側に検出部１０を配置し、巾広部２２
側に貫通穴６２とこれに部分的に重ね合わせるヒータリ
ード線接合ランド６３が配置されている。また、このヒ
ータリード線接合ランド６３と並んで素子リード接合ラ
ンド３２も配置されている。３０は膜状素子電極で、膜
状素子リード３１と遅なシ、これが更に素子リード線接
合ランド３２へ連通している。以上の膜状素子−極３０
、膜状素子リード３１、素子リード線接合ランド３２、
ヒータリード線接合ランド６３のいずれも白金９１％白
金・ロジウムＩ）ｔＲ）１’ｌｌＦの金属ペーストによ
るスクリーン印刷によｐ形成される。特に貫通穴６２に
はｊ漠状ヒータリード端子６１との導通を確保するため
、十分な量の金属ペーストが充填されている。
一方、４０はヒータ基板であシ、素子基板２０と同じイ
ツトリアを添加した安定化ジルコニアから構成されてい
るが、ヒータパターンを印刷する前にヒータパターン印
刷相当部に耐熱電気絶縁性の被膜例えば微粉体のアルミ
ナペースト９０がノくターン印刷されている。このアル
ミナペーストパター７９０の上には、ヒータ基板中挟小
部４１側にｊ漠状ヒータ５０が、ヒータ基板巾広部４２
側にヒータ膜状リード端子６１が、さらにこれらの中間
部に膜状ヒータリード６０が配置され、いずれもｐｔ、
ｐｔ−Ｒｈ等の金属ペースト全スクリーン印刷して形成
されている。特に膜状ヒータの導体抵抗？小さくシ、ヒ
〜りの出力分担増を図るため、ヒータ基板中挟小部４１
のヒータ膜状リード６０の印刷パターン巾を少なくとも
膜状ヒータ５０の印刷パターン巾の２倍以上に設定する
ほか、ヒータ基板巾広部４２の部分でも印刷パターンｄ
」を必要に応じて更に拡大した構造としている。
ツトリアを添加した安定化ジルコニアから構成されてい
るが、ヒータパターンを印刷する前にヒータパターン印
刷相当部に耐熱電気絶縁性の被膜例えば微粉体のアルミ
ナペースト９０がノくターン印刷されている。このアル
ミナペーストパター７９０の上には、ヒータ基板中挟小
部４１側にｊ漠状ヒータ５０が、ヒータ基板巾広部４２
側にヒータ膜状リード端子６１が、さらにこれらの中間
部に膜状ヒータリード６０が配置され、いずれもｐｔ、
ｐｔ−Ｒｈ等の金属ペースト全スクリーン印刷して形成
されている。特に膜状ヒータの導体抵抗？小さくシ、ヒ
〜りの出力分担増を図るため、ヒータ基板中挟小部４１
のヒータ膜状リード６０の印刷パターン巾を少なくとも
膜状ヒータ５０の印刷パターン巾の２倍以上に設定する
ほか、ヒータ基板巾広部４２の部分でも印刷パターンｄ
」を必要に応じて更に拡大した構造としている。
以上のヒータ基板４０に対する金属ペーストのスクリー
ン印刷が終了したら、その上面に再度、アルミナペース
ト９０をパターン印刷する。その後、素子基板２０とヒ
ータ基板４０が位置ずれのないよう重ね合せ加熱しなが
ら圧力を加え、いわゆる熱圧着をする。つぎに、電気炉
を用いて１４５０〜１５５０ Ｃで約１〜２時間保持焼
成する。
ン印刷が終了したら、その上面に再度、アルミナペース
ト９０をパターン印刷する。その後、素子基板２０とヒ
ータ基板４０が位置ずれのないよう重ね合せ加熱しなが
ら圧力を加え、いわゆる熱圧着をする。つぎに、電気炉
を用いて１４５０〜１５５０ Ｃで約１〜２時間保持焼
成する。
これによム索子基板２０とヒータ基板４０は同時焼結に
よシ一体化し、また膜状素子電極３０、ならびに１漠状
ヒーク５０等のリード、ランド、貫通穴等の金属厚膜は
基板に密着接合し、特に膜状ヒータ５０の導体抵抗に比
べて大巾に低い導体抵抗を有するヒータ膜状リード６０
を形成できる。
よシ一体化し、また膜状素子電極３０、ならびに１漠状
ヒーク５０等のリード、ランド、貫通穴等の金属厚膜は
基板に密着接合し、特に膜状ヒータ５０の導体抵抗に比
べて大巾に低い導体抵抗を有するヒータ膜状リード６０
を形成できる。
焼成後はヒータリード線接合ランド６３および素子リー
ド線接合ランド３２に対し図示の如＜ｐｔからなるヒー
タリード線８０ならびに素子リード線７０をパラレルギ
ャップ溶接などによシ接合する。
ド線接合ランド３２に対し図示の如＜ｐｔからなるヒー
タリード線８０ならびに素子リード線７０をパラレルギ
ャップ溶接などによシ接合する。
このような構造にすることによシ、膜状ヒータを効率良
く機能させることができる。
く機能させることができる。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、膜状ヒ
ータを効率良く機能させることができ、消費電力も少な
く、かつ応答性に浸れた酸素濃度検出器を実現できる。
ータを効率良く機能させることができ、消費電力も少な
く、かつ応答性に浸れた酸素濃度検出器を実現できる。
特に、白金リード線として従来の基板内固着方式よシ細
かいものを用いることができるという効果もでてくる。
かいものを用いることができるという効果もでてくる。
第１図は従来の拡大分解斜視図、第２図は本発明の一実
施例を示す拡大分解斜視図である。 １・・・板状基体、２・・・膜状検出素子、３・・・膜
状ヒータ、４・・・膜状電極、５・・・白金リード線、
１０・・・検出部、２０・・・検出素子基板、２１・・
・中挟小部、２２・・・巾広部、３０・・・膜状素子電
極、３１・・・膜状素子リード、３２・・・素子リード
接合ランド、４０・・・ヒータ基板、“４１・・・ヒー
タ基板中挟小部、４２・・・ヒータ基板巾広部、５０・
・・膜状ヒータ、６０・・・ヒータ膜状リード、６１・
・・ヒータ膜状リード端子、６２・・・貫通穴、６３・
・・ヒータリード線接合ランド、第 １ 図 第 ７ｇ 只Ｏ
施例を示す拡大分解斜視図である。 １・・・板状基体、２・・・膜状検出素子、３・・・膜
状ヒータ、４・・・膜状電極、５・・・白金リード線、
１０・・・検出部、２０・・・検出素子基板、２１・・
・中挟小部、２２・・・巾広部、３０・・・膜状素子電
極、３１・・・膜状素子リード、３２・・・素子リード
接合ランド、４０・・・ヒータ基板、“４１・・・ヒー
タ基板中挟小部、４２・・・ヒータ基板巾広部、５０・
・・膜状ヒータ、６０・・・ヒータ膜状リード、６１・
・・ヒータ膜状リード端子、６２・・・貫通穴、６３・
・・ヒータリード線接合ランド、第 １ 図 第 ７ｇ 只Ｏ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、金属酸化物よシなる膜状の検出素子まだは酸素イオ
ン伝導性固体′ｍｌ解質よシなる検出素子が板状基体に
配Ｉπされ、被検ガス中の酸素濃度に応じた電気信号を
出力する酸素濃度検出器において、前記板状基体内の検
出素子に近接して耐熱絶縁性基体ないしは厚膜を介して
一体に構成された膜状ヒータの導体中をその膜状電極の
導体幅よりも狭くしたこと全特徴とする酸素濃度検出器
。 ２、：反状基体が幅狭小部と幅ム部からなシ、膜状電極
の導体中を幅広部において、幅狭小部の導体中よシ更に
拡大し、且つ検出素子および、嘆伏ヒータのリード線全
板状基体外面の電源に接合したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の酸素濃度検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190815A JPS6082952A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 酸素濃度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190815A JPS6082952A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 酸素濃度検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082952A true JPS6082952A (ja) | 1985-05-11 |
Family
ID=16264208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58190815A Pending JPS6082952A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 酸素濃度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082952A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6316255A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-23 | Fuji Electric Co Ltd | センサ素子の電極端子部の形成方法 |
| JP2003227810A (ja) * | 2002-02-05 | 2003-08-15 | Kyocera Corp | 酸素センサ素子 |
| JP2003315303A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Kyocera Corp | 酸素センサ素子 |
| JP2004085493A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Kyocera Corp | 酸素センサ素子 |
| WO2006103272A1 (de) * | 2005-04-01 | 2006-10-05 | Robert Bosch Gmbh | Sensorelement für partikelsensoren und verfahren zum betrieb desselben |
| JP2007010686A (ja) * | 2006-09-15 | 2007-01-18 | Nippon Soken Inc | 複合センサ素子 |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP58190815A patent/JPS6082952A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6316255A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-23 | Fuji Electric Co Ltd | センサ素子の電極端子部の形成方法 |
| JP2003227810A (ja) * | 2002-02-05 | 2003-08-15 | Kyocera Corp | 酸素センサ素子 |
| JP2003315303A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Kyocera Corp | 酸素センサ素子 |
| JP2004085493A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Kyocera Corp | 酸素センサ素子 |
| WO2006103272A1 (de) * | 2005-04-01 | 2006-10-05 | Robert Bosch Gmbh | Sensorelement für partikelsensoren und verfahren zum betrieb desselben |
| JP2007010686A (ja) * | 2006-09-15 | 2007-01-18 | Nippon Soken Inc | 複合センサ素子 |
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