JPH01257256A - 空燃比センサの信号取出し構造 - Google Patents
空燃比センサの信号取出し構造Info
- Publication number
- JPH01257256A JPH01257256A JP63082976A JP8297688A JPH01257256A JP H01257256 A JPH01257256 A JP H01257256A JP 63082976 A JP63082976 A JP 63082976A JP 8297688 A JP8297688 A JP 8297688A JP H01257256 A JPH01257256 A JP H01257256A
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- JP
- Japan
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- electrodes
- air
- fuel ratio
- signal extraction
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は限界電流方式の空燃比センサに係り、特に自動
車等内燃機関の空燃比制御に好適な空燃比センサに関す
る。
車等内燃機関の空燃比制御に好適な空燃比センサに関す
る。
従来の空燃比センサの信号取出し構造は、特開昭５８−
１００７４６号に開示されているように、検出素子電極
に信号取出し用金具を接触させ、バネにより加圧する構
造となっていた。
１００７４６号に開示されているように、検出素子電極
に信号取出し用金具を接触させ、バネにより加圧する構
造となっていた。
上記従来技術は、空燃比が燃料希薄なリーシ領域のみを
測定するものであるため大気導入の必要がなく、その為
大気導入孔は設けられておらず、素子からの信号取出部
に塩水等が付着することもなく実用上の問題はなかった
。しかし、燃料リッチ領域も測定しようとすると、検出
素子外側電極上に拡散した来る排気ガス中の未然成分で
あるＣｏ、Ｈｚ 、ＨＣ等を完全燃焼させるのに必要な
酸素を、大気側の内側電極より酸素イオン電流として供
給する為の酸素が必要であり、この為の大気導入孔が設
けられる。従って刻大気導入孔より、水分、塩水等が浸
入し、素子開口端面の内・外電極と接触する信号引出し
用金具の接触部を腐食し電気抵抗を増加し、酸素イオン
ボンピング電流値を減少させる。その結果認定誤差が大
きくなり信頼性上問題があった。
測定するものであるため大気導入の必要がなく、その為
大気導入孔は設けられておらず、素子からの信号取出部
に塩水等が付着することもなく実用上の問題はなかった
。しかし、燃料リッチ領域も測定しようとすると、検出
素子外側電極上に拡散した来る排気ガス中の未然成分で
あるＣｏ、Ｈｚ 、ＨＣ等を完全燃焼させるのに必要な
酸素を、大気側の内側電極より酸素イオン電流として供
給する為の酸素が必要であり、この為の大気導入孔が設
けられる。従って刻大気導入孔より、水分、塩水等が浸
入し、素子開口端面の内・外電極と接触する信号引出し
用金具の接触部を腐食し電気抵抗を増加し、酸素イオン
ボンピング電流値を減少させる。その結果認定誤差が大
きくなり信頼性上問題があった。
本発明の目的は、リッチからリーン領域にわたって空燃
比検出が可能なセンサの信頼性を向上させることにある
。
比検出が可能なセンサの信頼性を向上させることにある
。
上記目的は、検出素子端面に凹部を２ケ所設け、前記四
部にまで内・外電極を延長して形成し、信号取出し用金
属部材を開門部内で電極に貴金属ペース１〜により直接
メタライズ接合し、更に接合部をガラスコーティングで
封着保護することにより達成される。前記ガラスコーテ
ィングは、信号取出し用金属部材の引張りに対する強度
向上機能も有している。
部にまで内・外電極を延長して形成し、信号取出し用金
属部材を開門部内で電極に貴金属ペース１〜により直接
メタライズ接合し、更に接合部をガラスコーティングで
封着保護することにより達成される。前記ガラスコーテ
ィングは、信号取出し用金属部材の引張りに対する強度
向上機能も有している。
〔作用〕
白金等の貴金属ペーストは、焼付けによりメタライズさ
れ、検出素子電極と信号取出し用金属部材の電気的接続
を確実にする。封着ガラスによるメタライズ接合部の封
着コーティングは、メタライズ接合だけでは十分でない
接合強度を増強する働きと、メタライズ接合部の噴霧塩
水等による耐食性を向上させる２つの働きをする。更に
信号取出し用金属部材の検出素子電極と接する面に接合
される貴金属チップは、貴金属ペーストでメタライズ接
合された接合部の電気的接続を更に確実にする作用をす
る。以上の構成によって、リッチ領域の空燃比を測定す
るための大気を導入する大気導入孔をセンサに設けても
、信号取出し部の接触抵抗が増加することがなく、リッ
チリーンの全空燃比で、信頼性の高い測定が出来る。
れ、検出素子電極と信号取出し用金属部材の電気的接続
を確実にする。封着ガラスによるメタライズ接合部の封
着コーティングは、メタライズ接合だけでは十分でない
接合強度を増強する働きと、メタライズ接合部の噴霧塩
水等による耐食性を向上させる２つの働きをする。更に
信号取出し用金属部材の検出素子電極と接する面に接合
される貴金属チップは、貴金属ペーストでメタライズ接
合された接合部の電気的接続を更に確実にする作用をす
る。以上の構成によって、リッチ領域の空燃比を測定す
るための大気を導入する大気導入孔をセンサに設けても
、信号取出し部の接触抵抗が増加することがなく、リッ
チリーンの全空燃比で、信頼性の高い測定が出来る。
以下、本発明の一実施例を説明する。
第１図は空燃比センサアセンブリの全体構造を示す断面
図である。検出素子１３は栓体１４に座金、１５を介し
て収納されている。検出素子１３は袋管状をしており、
対向する内・外表面には電極として多孔質白金がメツキ
により形成されており。
図である。検出素子１３は栓体１４に座金、１５を介し
て収納されている。検出素子１３は袋管状をしており、
対向する内・外表面には電極として多孔質白金がメツキ
により形成されており。
内・外電極は素子開口端面にまで延びて形成されている
。また外側電極上にはガス拡散を律速する拡散抵抗体が
、プラズマ溶射等により形成されている。検出素子を一
定温度に制御するためのセラミックヒータ１６が内挿さ
れており、刻セラミックヒータには通電用のヒータリー
ド１２がロー付けされており、更に位置決め用のセラミ
ック製ヒータフランジ１１がガラス接着で一体に接合さ
れている。検出素子からの信号取出し用金属部材である
Ｎｉ中継リード８ａ、８ｂは、素子端面に設けられた２
けの凹部で、それぞれ内・外電極と白金ペースト焼付け
によりメタライズ接合され、更に四部にはガラスがコー
ティングされ封着されている。このガラス封着によりメ
タライズ接合部は、耐食性、耐熱性の向上と引張強度の
向上が得られる。中継リード８およびヒータリード１２
は、加締スリーブ４により、各々リード線１に加締られ
る。加締後加締部に少量の銀ロー等を流し、電気的接続
の信頼性を向上させている。中継リード８とヒータリー
ド１２は互いに絶縁されて、セラミック製インシュレー
タ５に収納される。ヒータフランジ１１とインシュレー
タ５の間にはパツキン１０が挿入されており、インシュ
レータ５の屑状部に耐熱材よりなる皿バネ３が配置され
、その上から大気導入孔７を有するガイトウ６が配設さ
れ、ガイトウは栓体１４に加締られ、インシュレータ５
、セラミックヒータ１６を加圧固定する。リード線１は
計４本であり、グロメット２を通すセンサ外部へ引出さ
れ、図示しないセンサ駆動モジュールに接続される。ま
たセンサには検出素子１３の先端部を保護する保護カバ
ー１７が、栓体に加締固定されている。
。また外側電極上にはガス拡散を律速する拡散抵抗体が
、プラズマ溶射等により形成されている。検出素子を一
定温度に制御するためのセラミックヒータ１６が内挿さ
れており、刻セラミックヒータには通電用のヒータリー
ド１２がロー付けされており、更に位置決め用のセラミ
ック製ヒータフランジ１１がガラス接着で一体に接合さ
れている。検出素子からの信号取出し用金属部材である
Ｎｉ中継リード８ａ、８ｂは、素子端面に設けられた２
けの凹部で、それぞれ内・外電極と白金ペースト焼付け
によりメタライズ接合され、更に四部にはガラスがコー
ティングされ封着されている。このガラス封着によりメ
タライズ接合部は、耐食性、耐熱性の向上と引張強度の
向上が得られる。中継リード８およびヒータリード１２
は、加締スリーブ４により、各々リード線１に加締られ
る。加締後加締部に少量の銀ロー等を流し、電気的接続
の信頼性を向上させている。中継リード８とヒータリー
ド１２は互いに絶縁されて、セラミック製インシュレー
タ５に収納される。ヒータフランジ１１とインシュレー
タ５の間にはパツキン１０が挿入されており、インシュ
レータ５の屑状部に耐熱材よりなる皿バネ３が配置され
、その上から大気導入孔７を有するガイトウ６が配設さ
れ、ガイトウは栓体１４に加締られ、インシュレータ５
、セラミックヒータ１６を加圧固定する。リード線１は
計４本であり、グロメット２を通すセンサ外部へ引出さ
れ、図示しないセンサ駆動モジュールに接続される。ま
たセンサには検出素子１３の先端部を保護する保護カバ
ー１７が、栓体に加締固定されている。
第２図は本発明になる信号取出し部（第１図Ａ部）の詳
細構造を示すものであり、第３図はその製法をフローチ
ャートで示したものである。第２図および第３図を用い
て、信号取出し部のリード接合法を説明する。袋管形素
子開口端面に凹部を２ケ所有するジルコニア電解質を準
備する。（凹部の形成はラバープレス時に、プレス治具
に凸部を設けることにより簡単に得られる。）このジル
コニアミ解質の内・外表面に白金を化学メツキにより多
孔質の電極を形成する。この時袋管開口端面にまで延び
て、内側電極２１、外側電極２２を形成する。次いで素
子を固定する為に耐熱材であり、加工も容易であるカー
ボン治具に素子をセットする。かかる状態におい凹部に
白金ペースト２４を充填する。白金ペーストはガラス成
分を１０〜３０％程度含有するものを用い、充填量は凹
部深さの１／２程度とした。次いで、八ツダー加工によ
り頭部をクギ状にしだ線径０．８ｍの軟Ｎｉワイヤより
成る中継リード８ｂを、第２図に示す状態に白金ペース
ト２４中に挿入し、素子外側電極２２と接触する状態に
配設する。次いで中継リードが倒れるのを防ぐ、リード
固定用のカーボン治具をセットし、素子固定用カーボン
治具ごとメタライズ用電気炉に入れる。焼成雰囲気は初
めエア雰囲気とし、白金ペーストに含まれる有機成分の
燃焼を助けるようにする。３００℃を越えたら、Ｎｉワ
イヤの酸化を防止する目的でＮ２ガスを流し、Ｎ２１０
０％の雰囲気に切り変え、１１００°Ｃで焼成メタライ
ズを行なう。その後冷却し、３００℃になったらエア雰
囲気に戻しても良い。ここまでの工程が完了すると、中
継リード８ｂは、白金ペースト２４を介して、外側電極
２２とメタライズ接合される。中継リード８ａと内側電
極とのメタライズ接合も全く同様にして、同時に行なわ
れる。これらのメタライズ接合強度は、 １ｋｇｆ／ｓ
＋２以下で弱い為、引張強度を４ｋｇｆ／ｒｔｒｎ２程
度に向上させることと、メタライズ部の腐食防止を目的
として、次の工程としてガラス封着を行なう。これを行
なうには、リー１〜固定用カーボン治具を取外し、封着
用ガラスペースト、あるいはタブレット状に成形したガ
ラスを凹部上部の空隙部に充填する。封着用ガラスとし
ては種々考えられるが、−例として日本電気硝子製ＧＡ
−１２等がある。ガラスを充填後、再度リード固定用カ
ーボン治具をセットし、焼成用電気炉に入れる。電気炉
中で６５０℃にて焼成し封着する。炉内雰囲気は、白金
ペースト焼付は時と同様、３００℃以上ではＮ２雰囲気
に切換える。
細構造を示すものであり、第３図はその製法をフローチ
ャートで示したものである。第２図および第３図を用い
て、信号取出し部のリード接合法を説明する。袋管形素
子開口端面に凹部を２ケ所有するジルコニア電解質を準
備する。（凹部の形成はラバープレス時に、プレス治具
に凸部を設けることにより簡単に得られる。）このジル
コニアミ解質の内・外表面に白金を化学メツキにより多
孔質の電極を形成する。この時袋管開口端面にまで延び
て、内側電極２１、外側電極２２を形成する。次いで素
子を固定する為に耐熱材であり、加工も容易であるカー
ボン治具に素子をセットする。かかる状態におい凹部に
白金ペースト２４を充填する。白金ペーストはガラス成
分を１０〜３０％程度含有するものを用い、充填量は凹
部深さの１／２程度とした。次いで、八ツダー加工によ
り頭部をクギ状にしだ線径０．８ｍの軟Ｎｉワイヤより
成る中継リード８ｂを、第２図に示す状態に白金ペース
ト２４中に挿入し、素子外側電極２２と接触する状態に
配設する。次いで中継リードが倒れるのを防ぐ、リード
固定用のカーボン治具をセットし、素子固定用カーボン
治具ごとメタライズ用電気炉に入れる。焼成雰囲気は初
めエア雰囲気とし、白金ペーストに含まれる有機成分の
燃焼を助けるようにする。３００℃を越えたら、Ｎｉワ
イヤの酸化を防止する目的でＮ２ガスを流し、Ｎ２１０
０％の雰囲気に切り変え、１１００°Ｃで焼成メタライ
ズを行なう。その後冷却し、３００℃になったらエア雰
囲気に戻しても良い。ここまでの工程が完了すると、中
継リード８ｂは、白金ペースト２４を介して、外側電極
２２とメタライズ接合される。中継リード８ａと内側電
極とのメタライズ接合も全く同様にして、同時に行なわ
れる。これらのメタライズ接合強度は、 １ｋｇｆ／ｓ
＋２以下で弱い為、引張強度を４ｋｇｆ／ｒｔｒｎ２程
度に向上させることと、メタライズ部の腐食防止を目的
として、次の工程としてガラス封着を行なう。これを行
なうには、リー１〜固定用カーボン治具を取外し、封着
用ガラスペースト、あるいはタブレット状に成形したガ
ラスを凹部上部の空隙部に充填する。封着用ガラスとし
ては種々考えられるが、−例として日本電気硝子製ＧＡ
−１２等がある。ガラスを充填後、再度リード固定用カ
ーボン治具をセットし、焼成用電気炉に入れる。電気炉
中で６５０℃にて焼成し封着する。炉内雰囲気は、白金
ペースト焼付は時と同様、３００℃以上ではＮ２雰囲気
に切換える。
以上により、検出素子内・外電極への信号取出し用中継
リードの接合が完了する。
リードの接合が完了する。
他の実施例としては、白金ペーストの代りに銀／パラジ
ウムペースト、銀糸ペースト、金糸ペースト等貴金属ペ
ーストの使用が可能であり、この場合はメタライズ接合
する温度を各ペーストに適したものとする必要がある。
ウムペースト、銀糸ペースト、金糸ペースト等貴金属ペ
ーストの使用が可能であり、この場合はメタライズ接合
する温度を各ペーストに適したものとする必要がある。
また、中継リードの素子電極面と接する部分に、白金ハ
ク等をメタライズ前にあらかじめ溶接等で接合しておく
と、信号取出し部の信頼性が更に向上される。
ク等をメタライズ前にあらかじめ溶接等で接合しておく
と、信号取出し部の信頼性が更に向上される。
本発明によれば、空燃比センサ検出素子からの信号取出
し用金属部材を圧接から接合に変更できるので、大気導
入孔より浸入する塩水、水分等による信号取出し部の腐
食が防止され、リッチ領域空燃比を高信頼性を持って測
定出来る効果がある。
し用金属部材を圧接から接合に変更できるので、大気導
入孔より浸入する塩水、水分等による信号取出し部の腐
食が防止され、リッチ領域空燃比を高信頼性を持って測
定出来る効果がある。
第１図は本発明の空燃比センサ全体構造図、第２図は本
発明の信号取出し部構造図、第３図は信号取出し部の製
法を示す図である。 ３・・・皿バネ、６・・・ガイトウ、７・・・大気導入
孔、８ａ、８ｂ・・・中継リード、９・・・封着ガラス
、１１・・・ヒータフランジ、１３・・・検出素子、１
４・・・栓体、１６・・・セラミックヒータ、２１・・
・内側電極、２２・・・外側電極、２３・・・ジルコニ
ア電解質、２４・・・白第１ 広 第２ の
発明の信号取出し部構造図、第３図は信号取出し部の製
法を示す図である。 ３・・・皿バネ、６・・・ガイトウ、７・・・大気導入
孔、８ａ、８ｂ・・・中継リード、９・・・封着ガラス
、１１・・・ヒータフランジ、１３・・・検出素子、１
４・・・栓体、１６・・・セラミックヒータ、２１・・
・内側電極、２２・・・外側電極、２３・・・ジルコニ
ア電解質、２４・・・白第１ 広 第２ の
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、袋管状ジルコニア固体電解質の内外面に白金多孔電
極を設け、更に、外側電極の上に拡散抵抗体を設けた検
出素子を有する限界電流方式空燃比センサの検出素子か
らの信号取出し構造において、素子開口端面に凹部を設
け、該凹部にまで内外電極を形成し、信号取出し用金属
部材を凹部内で貴金属ペーストで焼付けそれぞれ内・外
電極にメタライズ接合し、更に封着ガラスでコーティン
グしたことを特徴とする空燃比センサの信号取出し構造
。 ２、請求項１項記載の信号取出し用金属部材において、
素子電極と接する面に貴金属ハクを溶接したことを特徴
とする空燃比センサの信号取出し構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63082976A JP2590195B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 空燃比センサの信号取出し構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63082976A JP2590195B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 空燃比センサの信号取出し構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257256A true JPH01257256A (ja) | 1989-10-13 |
| JP2590195B2 JP2590195B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=13789247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63082976A Expired - Fee Related JP2590195B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 空燃比センサの信号取出し構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590195B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4828541A (en) * | 1986-05-06 | 1989-05-09 | Madsen Niels F | Decanter centrifuge |
| JP2008070381A (ja) * | 1998-10-30 | 2008-03-27 | Denso Corp | ガスセンサ及びその製造方法 |
| US7569792B2 (en) | 1998-10-30 | 2009-08-04 | Denso Corporation | Compact structure of gas sensor and production method thereof |
| JP2014055859A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ素子、及びガスセンサ |
-
1988
- 1988-04-06 JP JP63082976A patent/JP2590195B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4828541A (en) * | 1986-05-06 | 1989-05-09 | Madsen Niels F | Decanter centrifuge |
| JP2008070381A (ja) * | 1998-10-30 | 2008-03-27 | Denso Corp | ガスセンサ及びその製造方法 |
| US7569792B2 (en) | 1998-10-30 | 2009-08-04 | Denso Corporation | Compact structure of gas sensor and production method thereof |
| JP2014055859A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ素子、及びガスセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2590195B2 (ja) | 1997-03-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |