JPS628134B2 - - Google Patents
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- JPS628134B2 JPS628134B2 JP54110656A JP11065679A JPS628134B2 JP S628134 B2 JPS628134 B2 JP S628134B2 JP 54110656 A JP54110656 A JP 54110656A JP 11065679 A JP11065679 A JP 11065679A JP S628134 B2 JPS628134 B2 JP S628134B2
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- electrode
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、検知部の温度を自己制御すると共に
その検知部の抵抗変化を検出する素子に関するも
のである。
その検知部の抵抗変化を検出する素子に関するも
のである。
この様な素子は酸素センサーなどとして使われ
ている。この酸素センサーとして従来は、例えば
第１図ａに示す様なものが用いられている。１は
TiO2焼結体で、その酸素分圧による抵抗変化を
この焼結体１に埋設した白金電極によつて検出す
るものであるが、白金電極が強度的に弱いため寿
命が短かく、また構造が複雑で高価なものになる
という問題がある。特に振動を受けると、焼結体
１内の電極から端子３へ延出された白金線２と前
記焼結体１及び端子３との接続部に応力が集中す
るため破断し易く、さらに高温に晒されることに
よる白金線２の劣化がその傾向を加速するという
問題がある。又、TiO2の作動温度は約700℃であ
るので、外部から加熱する必要がある。焼結体１
内にヒーターを埋設する形式にすれば、外部加熱
の点で改良され、その様な形式のものとして第１
図ｂの様な構造のものが提案されている。４は
TiO2焼結体から成るペレツト、５はTiO2の電気
抵抗検知用白金電極兼ヒーターの白金線、６は温
度検知用の白金熱電対であり、白金線５及び熱電
対６を挾み込んだ状態で各ペレツト４を一体接合
することにより、第１図ａにおける焼結体１が構
成される。この場合も白金線の接続部が弱い欠点
があり、又検知体として使用するTiO2の特性が
不安定になり易いため、検知用電極との接合や
TiO2薄層の積層に問題が多く、これらの改良が
望まれていた。
ている。この酸素センサーとして従来は、例えば
第１図ａに示す様なものが用いられている。１は
TiO2焼結体で、その酸素分圧による抵抗変化を
この焼結体１に埋設した白金電極によつて検出す
るものであるが、白金電極が強度的に弱いため寿
命が短かく、また構造が複雑で高価なものになる
という問題がある。特に振動を受けると、焼結体
１内の電極から端子３へ延出された白金線２と前
記焼結体１及び端子３との接続部に応力が集中す
るため破断し易く、さらに高温に晒されることに
よる白金線２の劣化がその傾向を加速するという
問題がある。又、TiO2の作動温度は約700℃であ
るので、外部から加熱する必要がある。焼結体１
内にヒーターを埋設する形式にすれば、外部加熱
の点で改良され、その様な形式のものとして第１
図ｂの様な構造のものが提案されている。４は
TiO2焼結体から成るペレツト、５はTiO2の電気
抵抗検知用白金電極兼ヒーターの白金線、６は温
度検知用の白金熱電対であり、白金線５及び熱電
対６を挾み込んだ状態で各ペレツト４を一体接合
することにより、第１図ａにおける焼結体１が構
成される。この場合も白金線の接続部が弱い欠点
があり、又検知体として使用するTiO2の特性が
不安定になり易いため、検知用電極との接合や
TiO2薄層の積層に問題が多く、これらの改良が
望まれていた。
本発明は、このような問題を解消することので
きる自己温度制御型抵抗変化検知素子の提供を目
的とし、以下その一実施例を第２図及び第３図に
より説明する。
きる自己温度制御型抵抗変化検知素子の提供を目
的とし、以下その一実施例を第２図及び第３図に
より説明する。
本発明に係る自己温度制御型抵抗変化検知素子
（以下単に検知素子という）１０は、第２図に示
す様な円柱状の本体１１の一端から端子１２が突
出した一体構造をしていることを特徴とするもの
であり、一体構造であることによつて振動に対す
る耐久性に優れ、長寿命である。本体１１は、通
常円柱ないし中空円筒形で、第３図に示す様に、
絶縁性の緻密質磁器よりなる柱状の基体１３の上
に導電体ヒーター１４と該ヒーターと端子１２と
を接続するリード部１５を設け、その上に緻密質
磁器絶縁皮膜１６を設け、この絶縁皮膜１６を介
して抵抗変化検知用電極１７と該電極と端子１２
とを接続するリード部１８を設け、前記電極１７
に接して抵抗変化体１９を設け、さらに前記電極
１７とそのリード部１８を緻密質磁器から成る保
護膜２０で覆つて成る。
（以下単に検知素子という）１０は、第２図に示
す様な円柱状の本体１１の一端から端子１２が突
出した一体構造をしていることを特徴とするもの
であり、一体構造であることによつて振動に対す
る耐久性に優れ、長寿命である。本体１１は、通
常円柱ないし中空円筒形で、第３図に示す様に、
絶縁性の緻密質磁器よりなる柱状の基体１３の上
に導電体ヒーター１４と該ヒーターと端子１２と
を接続するリード部１５を設け、その上に緻密質
磁器絶縁皮膜１６を設け、この絶縁皮膜１６を介
して抵抗変化検知用電極１７と該電極と端子１２
とを接続するリード部１８を設け、前記電極１７
に接して抵抗変化体１９を設け、さらに前記電極
１７とそのリード部１８を緻密質磁器から成る保
護膜２０で覆つて成る。
基体１３としては、使用温度域で十分に抵抗の
高いものならよく、例えばアルミナなどが良く、
700℃程度での使用であれば、90％アルミナでも
十分である。ヒーター１４、電極１７及びリード
部１５，１８には、タングステン、タングステン
―モリブデン合金、白金などが使用できる。端子
１２は、特に高温にさらされないので、耐熱材料
でなくても良いが、錆などの生じない材料で導電
性の高いものが必要であり、例えばニツケルが良
い。抵抗変化体１９としては、例えば酸素センサ
ー用としては上記のTiO2の様に酸素分圧によつ
て抵抗の変化するものを用いる。
高いものならよく、例えばアルミナなどが良く、
700℃程度での使用であれば、90％アルミナでも
十分である。ヒーター１４、電極１７及びリード
部１５，１８には、タングステン、タングステン
―モリブデン合金、白金などが使用できる。端子
１２は、特に高温にさらされないので、耐熱材料
でなくても良いが、錆などの生じない材料で導電
性の高いものが必要であり、例えばニツケルが良
い。抵抗変化体１９としては、例えば酸素センサ
ー用としては上記のTiO2の様に酸素分圧によつ
て抵抗の変化するものを用いる。
この様な検知素子１０は例えば次の様にして製
造できる。先ずアルミナで基体１３となる棒状成
形体と絶縁皮膜１６と保護膜２０となるシートを
作成し、１つのシート面にタングステングレーズ
を印刷してヒーター１４とリード部１５を、他面
に検知用電極１７とリード部１８を形成し、この
シートをヒーター１４を有する面を内側にして棒
状成形体に密着して巻き付け、さらにもう一つの
シートに抵抗変化体１９の部分を開口して、この
シートを上記シート上に密着して巻き付け、次に
端子１２接続用の丸穴を設けた後、例えばグリー
ガス中で1650℃の温度で焼成する。さらに、抵抗
変化体１９として別に焼成したTiO2のペレツト
を、例えば白金ペーストで検知用電極１７に貼付
するか、又は溶射によつてTiO2粉末をマスクを
通して付着せしめる。さらに必要があれば、この
抵抗変化体１９上を覆うように多孔質のセラミツ
クスを溶射して保護膜を設けても良い。またその
後必要に応じて歪とりの焼鈍を行う。そして最後
に外部に接続できる様に、端子１２を基体１３に
あけた丸穴に深く挿入すると共に高温半田などで
溶着する。このとき、リード部１５，１８がタン
グステンなどであれば、予じめニツケルメツキを
施しておくことが必要である。この様に端子１２
を取付けると、接続強度が大きく基体１３が破損
しない限り接続不良は生じない。なお、第２図に
示す本体１１の端子１２近傍に嵌め合い用のカラ
ーやねじを付与することも可能である。
造できる。先ずアルミナで基体１３となる棒状成
形体と絶縁皮膜１６と保護膜２０となるシートを
作成し、１つのシート面にタングステングレーズ
を印刷してヒーター１４とリード部１５を、他面
に検知用電極１７とリード部１８を形成し、この
シートをヒーター１４を有する面を内側にして棒
状成形体に密着して巻き付け、さらにもう一つの
シートに抵抗変化体１９の部分を開口して、この
シートを上記シート上に密着して巻き付け、次に
端子１２接続用の丸穴を設けた後、例えばグリー
ガス中で1650℃の温度で焼成する。さらに、抵抗
変化体１９として別に焼成したTiO2のペレツト
を、例えば白金ペーストで検知用電極１７に貼付
するか、又は溶射によつてTiO2粉末をマスクを
通して付着せしめる。さらに必要があれば、この
抵抗変化体１９上を覆うように多孔質のセラミツ
クスを溶射して保護膜を設けても良い。またその
後必要に応じて歪とりの焼鈍を行う。そして最後
に外部に接続できる様に、端子１２を基体１３に
あけた丸穴に深く挿入すると共に高温半田などで
溶着する。このとき、リード部１５，１８がタン
グステンなどであれば、予じめニツケルメツキを
施しておくことが必要である。この様に端子１２
を取付けると、接続強度が大きく基体１３が破損
しない限り接続不良は生じない。なお、第２図に
示す本体１１の端子１２近傍に嵌め合い用のカラ
ーやねじを付与することも可能である。
抵抗変化体１９の加熱は、ヒーター１４に電流
を流して行い、その温度制御をヒーター１４の抵
抗変化を検出して行なうことによつて一定温度に
保持できる。また、第４図に示す様に電極１７と
ヒーター１４間に挿入電極２１を介装し、ヒータ
ー１４と挿入電極２１との間にある磁器の抵抗変
化からヒーター１４に加える電圧を変化させ、温
度を制御することもできる。その際、電極１７と
同じようにヒーター１４と挿入電極２１をくし型
にすれば相対する長さが増加し、抵抗値を減少さ
せることができることはいうまでもない。このよ
うに構成することによつて、端子やリード部を一
部省略できる長所がある。
を流して行い、その温度制御をヒーター１４の抵
抗変化を検出して行なうことによつて一定温度に
保持できる。また、第４図に示す様に電極１７と
ヒーター１４間に挿入電極２１を介装し、ヒータ
ー１４と挿入電極２１との間にある磁器の抵抗変
化からヒーター１４に加える電圧を変化させ、温
度を制御することもできる。その際、電極１７と
同じようにヒーター１４と挿入電極２１をくし型
にすれば相対する長さが増加し、抵抗値を減少さ
せることができることはいうまでもない。このよ
うに構成することによつて、端子やリード部を一
部省略できる長所がある。
以上の様にして得られた検知素子の特性は、自
動車用エンジンの排気酸素濃度検知用酸素センサ
ーの一例を第５図に示した様に、従来品と同等の
特性及び応答を示している。すなわち、各空燃比
における酸素分圧に検出抵抗は適格に応答してい
る。一方、振動に対する耐久性及び耐熱性は従来
のものに比べてはるかに優れている。900℃の温
度で、10Gのかかる振動を加えた3000時間の寿命
テストに対して、本発明に係る実施例のものは全
く異常が認められなかつたのに対して、従来例で
は3/4に異常が認められ、特に高価な白金線の接
続部における断線が多かつた。
動車用エンジンの排気酸素濃度検知用酸素センサ
ーの一例を第５図に示した様に、従来品と同等の
特性及び応答を示している。すなわち、各空燃比
における酸素分圧に検出抵抗は適格に応答してい
る。一方、振動に対する耐久性及び耐熱性は従来
のものに比べてはるかに優れている。900℃の温
度で、10Gのかかる振動を加えた3000時間の寿命
テストに対して、本発明に係る実施例のものは全
く異常が認められなかつたのに対して、従来例で
は3/4に異常が認められ、特に高価な白金線の接
続部における断線が多かつた。
又、自動車排ガス中での、室温から950℃まで
の急熱、急冷の３万回の繰り返しテストにおいて
も何らの異常が認められていない。
の急熱、急冷の３万回の繰り返しテストにおいて
も何らの異常が認められていない。
さらに、その製造においても上記の通り近年開
発された窯業技術を利用して簡単に製造できるの
で、従来の様な複雑な構造のものを製造するのに
比べてはるかに生産性が高く、又豊富で安価なア
ルミナなどの一般窯業材料を使用できる。
発された窯業技術を利用して簡単に製造できるの
で、従来の様な複雑な構造のものを製造するのに
比べてはるかに生産性が高く、又豊富で安価なア
ルミナなどの一般窯業材料を使用できる。
以上の説明から明らかな様に、本発明の自己温
度制御型抵抗変化検知素子によれば、円柱状緻密
質磁器絶縁基体上に、ヒーターおよびそのリード
部と抵抗変化検知用電極およびそのリード部とを
緻密質磁器絶縁皮膜を介して設けるので、ヒータ
ーおよびそのリード部や抵抗変化検知用電極およ
びそのリード部では振動による破損は起こりにく
く、また、検知部と端子が基体の両端に離れてい
るため、端子が熱から保護されるものであり、従
つて、振動に対する耐久性及び耐熱性に優れ、か
つ安価な原料を用い得ると共に構造並びに製造が
簡単であるため安価である等、多大の効果を奏す
る。
度制御型抵抗変化検知素子によれば、円柱状緻密
質磁器絶縁基体上に、ヒーターおよびそのリード
部と抵抗変化検知用電極およびそのリード部とを
緻密質磁器絶縁皮膜を介して設けるので、ヒータ
ーおよびそのリード部や抵抗変化検知用電極およ
びそのリード部では振動による破損は起こりにく
く、また、検知部と端子が基体の両端に離れてい
るため、端子が熱から保護されるものであり、従
つて、振動に対する耐久性及び耐熱性に優れ、か
つ安価な原料を用い得ると共に構造並びに製造が
簡単であるため安価である等、多大の効果を奏す
る。
第１図は従来例を示し、ａは縦断面図、ｂは要
部の分解斜視図、第２図は本発明の一実施例を示
し、ａは正面図、ｂは側面図、第３図は第２図の
実施例の要部の縦断面図、第４図は温度制御の他
の方式における電極構成を示す斜視図、第５図は
検知素子の特性を示すグラフである。 １０…自動温度制御型抵抗変化検知素子、１１
…本体、１２…端子、１３…基体、１４…ヒータ
ー、１５，１８…リード部、１６…絶縁皮膜、１
７…検知用電極、１９…抵抗変化体、２０…保護
膜。
部の分解斜視図、第２図は本発明の一実施例を示
し、ａは正面図、ｂは側面図、第３図は第２図の
実施例の要部の縦断面図、第４図は温度制御の他
の方式における電極構成を示す斜視図、第５図は
検知素子の特性を示すグラフである。 １０…自動温度制御型抵抗変化検知素子、１１
…本体、１２…端子、１３…基体、１４…ヒータ
ー、１５，１８…リード部、１６…絶縁皮膜、１
７…検知用電極、１９…抵抗変化体、２０…保護
膜。
Claims (1)
- １ 円柱状緻密質磁器絶縁基体上に、ヒーターお
よびこのヒーターと端子を接続するリード部を設
け、このヒーターおよびリード部の上に緻密質磁
器絶縁皮膜を介して抵抗変化検知用電極およびこ
の抵抗変化検知用電極と端子を接続するリード部
を設け、前記抵抗変化検知用電極の上面に接して
抵抗変化体を設け、少なくとも前記抵抗変化検知
用電極に接続されるリード部を覆う緻密質磁器か
ら成る保護膜を設けた自己温度制御型抵抗変化検
知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065679A JPS5635047A (en) | 1979-08-29 | 1979-08-29 | Detection element of resistance change of self-temperature control type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065679A JPS5635047A (en) | 1979-08-29 | 1979-08-29 | Detection element of resistance change of self-temperature control type |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5635047A JPS5635047A (en) | 1981-04-07 |
| JPS628134B2 true JPS628134B2 (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=14541171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11065679A Granted JPS5635047A (en) | 1979-08-29 | 1979-08-29 | Detection element of resistance change of self-temperature control type |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5635047A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6455497U (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-05 | ||
| JPH01153531U (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-23 | ||
| JPH0219638U (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-08 | ||
| JPH0541436Y2 (ja) * | 1987-10-02 | 1993-10-20 | ||
| JPH0544798Y2 (ja) * | 1988-03-09 | 1993-11-15 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52133295A (en) * | 1976-05-01 | 1977-11-08 | Omron Tateisi Electronics Co | External atmosphere detector |
| JPS549997A (en) * | 1977-06-22 | 1979-01-25 | Rosemount Eng Co Ltd | Solid state sensor element |
| JPS5446094A (en) * | 1977-09-19 | 1979-04-11 | Fuji Electric Co Ltd | Oxygen sensor for exhaust gases |
-
1979
- 1979-08-29 JP JP11065679A patent/JPS5635047A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52133295A (en) * | 1976-05-01 | 1977-11-08 | Omron Tateisi Electronics Co | External atmosphere detector |
| JPS549997A (en) * | 1977-06-22 | 1979-01-25 | Rosemount Eng Co Ltd | Solid state sensor element |
| JPS5446094A (en) * | 1977-09-19 | 1979-04-11 | Fuji Electric Co Ltd | Oxygen sensor for exhaust gases |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6455497U (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-05 | ||
| JPH0541436Y2 (ja) * | 1987-10-02 | 1993-10-20 | ||
| JPH0544798Y2 (ja) * | 1988-03-09 | 1993-11-15 | ||
| JPH01153531U (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-23 | ||
| JPH0219638U (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5635047A (en) | 1981-04-07 |
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