JPH0533959Y2 - - Google Patents
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- JPH0533959Y2 JPH0533959Y2 JP15263886U JP15263886U JPH0533959Y2 JP H0533959 Y2 JPH0533959 Y2 JP H0533959Y2 JP 15263886 U JP15263886 U JP 15263886U JP 15263886 U JP15263886 U JP 15263886U JP H0533959 Y2 JPH0533959 Y2 JP H0533959Y2
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- JP
- Japan
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- platinum
- solid electrolyte
- electrode
- oxygen sensor
- platinum electrode
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- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は内燃機関などの排ガス中の酸素濃度を
検知する酸素センサの電極取付け構造に関するも
のである。
検知する酸素センサの電極取付け構造に関するも
のである。
従来から、ジルコニア焼結体などのイオン伝導
固体質（固体電解質板）に一対の電極を設け、一
方の電極側には被測定ガス中の酸素分圧を、他方
の電極側には大気の酸素分圧を印加し、これら被
測定ガスの酸素分圧と基準となる大気の酸素分圧
との差によつて生じる起電力（又は電気抵抗）に
よつて酸素濃度を測定する酸素センサは一般に広
く利用されている。
固体質（固体電解質板）に一対の電極を設け、一
方の電極側には被測定ガス中の酸素分圧を、他方
の電極側には大気の酸素分圧を印加し、これら被
測定ガスの酸素分圧と基準となる大気の酸素分圧
との差によつて生じる起電力（又は電気抵抗）に
よつて酸素濃度を測定する酸素センサは一般に広
く利用されている。
また、上記の如き酸素センサにおいて固体電解
質表面や電極近傍には排ガス中に存在するカーボ
ン粉末や未燃焼粒子等が付着し易く、測定誤差を
生じたり特性の劣化を招く原因をなしていた。
質表面や電極近傍には排ガス中に存在するカーボ
ン粉末や未燃焼粒子等が付着し易く、測定誤差を
生じたり特性の劣化を招く原因をなしていた。
そのため、酸素センサには、表面に付着した汚
染物質の除去や、低温におけるガス感応性の向上
など双方の目的を果たすため、酸素センサ自体を
800℃程度に加熱するためのヒータを併設したも
のが使用されている。
染物質の除去や、低温におけるガス感応性の向上
など双方の目的を果たすため、酸素センサ自体を
800℃程度に加熱するためのヒータを併設したも
のが使用されている。
すなわち、第３図にて要部横断面図（本考案実
施例としての第５図Ｙ−Ｙ線断面に相当）に示す
ように、固体電解質としてのジルコニアセラミツ
クの板状体Ｊの両面に白金電極P1，P2をメタラ
イズ手法などにより設けて構成したセンサ部Ｓに
対し、アルミナセラミツク体中に白金ペーストを
印刷手法により所定のパターンが埋設されてなる
セラミツクヒータＨを積層一体化し焼結して製作
した酸素センサが使用されていた。
施例としての第５図Ｙ−Ｙ線断面に相当）に示す
ように、固体電解質としてのジルコニアセラミツ
クの板状体Ｊの両面に白金電極P1，P2をメタラ
イズ手法などにより設けて構成したセンサ部Ｓに
対し、アルミナセラミツク体中に白金ペーストを
印刷手法により所定のパターンが埋設されてなる
セラミツクヒータＨを積層一体化し焼結して製作
した酸素センサが使用されていた。
ところが、上記の如き、セラミツクヒータを一
体的に備えた酸素センサでは、センサＳとヒータ
Ｈとを一体的に焼結して構成されたものであるこ
とから、固体電解質としてのジルコニアセラミツ
クがともに焼結する温度雰囲気中で焼結する必要
がある。しかも固体電解質であるジルコニアセラ
ミツク板の両面には白金電極を設けるが、これに
は一般に白金ペーストを印刷手法により所定のパ
ターンにプリントしたものをセラミツクの焼結と
併せて高温度で焼付けている。
体的に備えた酸素センサでは、センサＳとヒータ
Ｈとを一体的に焼結して構成されたものであるこ
とから、固体電解質としてのジルコニアセラミツ
クがともに焼結する温度雰囲気中で焼結する必要
がある。しかも固体電解質であるジルコニアセラ
ミツク板の両面には白金電極を設けるが、これに
は一般に白金ペーストを印刷手法により所定のパ
ターンにプリントしたものをセラミツクの焼結と
併せて高温度で焼付けている。
このように、セラミツクヒータもセンサと同時
焼結し、一体化するものであるため白金電極の焼
付と同一条件で焼成できる白金ペーストでもつて
ヒータの発熱抵抗パターンも構成する必要があ
る。
焼結し、一体化するものであるため白金電極の焼
付と同一条件で焼成できる白金ペーストでもつて
ヒータの発熱抵抗パターンも構成する必要があ
る。
したがつてセンサを為す白金電極だけでなく、
ヒータの発熱抵抗体をも白金を用いることからコ
スト的に非常に高価なものとなる。また発熱抵抗
体が白金より成る場合、抵抗温度係数が小さいた
め発熱温度のコントロールが難しく、かつ消費電
力が大きいという欠点があつた。
ヒータの発熱抵抗体をも白金を用いることからコ
スト的に非常に高価なものとなる。また発熱抵抗
体が白金より成る場合、抵抗温度係数が小さいた
め発熱温度のコントロールが難しく、かつ消費電
力が大きいという欠点があつた。
さらに、センサとヒータを同時に一体焼結する
ものであるため、一度の焼結で済むため、生産性
が良いように考えられるが、実際の生産において
良品が得られる率、すなわち歩留りが悪いという
不都合があつた。
ものであるため、一度の焼結で済むため、生産性
が良いように考えられるが、実際の生産において
良品が得られる率、すなわち歩留りが悪いという
不都合があつた。
そこで、本出願人は特願昭61−154722号におい
て、固体電解質に白金電極を付設して成るセンサ
と、アルミナセラミツク体中にタングステンペー
ストで形成した発熱抵抗体を内蔵したヒータとを
それぞれ別途製作しておき、所定の特性を備え
た、良品のみをガラス付によつて接着一体化して
酸素センサを提供した。
て、固体電解質に白金電極を付設して成るセンサ
と、アルミナセラミツク体中にタングステンペー
ストで形成した発熱抵抗体を内蔵したヒータとを
それぞれ別途製作しておき、所定の特性を備え
た、良品のみをガラス付によつて接着一体化して
酸素センサを提供した。
該酸素センサ１は第４図乃至第６図に示す如く
先端に被測定ガスを導入するための導入孔２と、
後端には基準ガスとしての大気を導入する大気導
入孔３が各々形成されている。このうち導入孔２
は、ジルコニア焼結体から成る固体電解質板４の
片面に設けた白金電極５が形成された空間５ａ
に、他方の大気導入孔３は同じく固体電解質４の
他の面に設けた白金電極６が形成された空間６ａ
にそれぞれ連通するように構成されている。この
場合、固体電解質板４の片面に形成された白金電
極６が露出した空間６ａを形成する外壁部材７は
固体電解質板４と同じものでもよいが、アルミナ
セラミツクで作製したものを接合部３においてガ
ラス付けしたものであつてもよい。
先端に被測定ガスを導入するための導入孔２と、
後端には基準ガスとしての大気を導入する大気導
入孔３が各々形成されている。このうち導入孔２
は、ジルコニア焼結体から成る固体電解質板４の
片面に設けた白金電極５が形成された空間５ａ
に、他方の大気導入孔３は同じく固体電解質４の
他の面に設けた白金電極６が形成された空間６ａ
にそれぞれ連通するように構成されている。この
場合、固体電解質板４の片面に形成された白金電
極６が露出した空間６ａを形成する外壁部材７は
固体電解質板４と同じものでもよいが、アルミナ
セラミツクで作製したものを接合部３においてガ
ラス付けしたものであつてもよい。
このように構成されたセンサＳに対し、タング
ステン又はタングステン−モリブデンなどのペー
ストを用い印刷手法によりアルミナセラミツク体
９中に発熱抵抗体１０を埋設したヒータＨの片面
を上記センサＳの一面にガラス付によつて全面的
にガラス接着させる。
ステン又はタングステン−モリブデンなどのペー
ストを用い印刷手法によりアルミナセラミツク体
９中に発熱抵抗体１０を埋設したヒータＨの片面
を上記センサＳの一面にガラス付によつて全面的
にガラス接着させる。
そして、白金電極５，６は後端からリード５
ｂ，６ｂによつて各々導出され、また発熱抵抗体
１０には同じく後端に備えたリード１０ａから導
通されるようになつている。
ｂ，６ｂによつて各々導出され、また発熱抵抗体
１０には同じく後端に備えたリード１０ａから導
通されるようになつている。
さて、この従来技術における白金電極５，６と
リード５ｂ，６ｂとの取付け構造は第７図又は第
８図に示す如く、ジルコニア焼結体からなる固体
電解質板４上の白金電極５，６上にニツケル
（Ni）金属リード５ｂ，６ｂを銀ロウ１１，１２
を介して固着している。
リード５ｂ，６ｂとの取付け構造は第７図又は第
８図に示す如く、ジルコニア焼結体からなる固体
電解質板４上の白金電極５，６上にニツケル
（Ni）金属リード５ｂ，６ｂを銀ロウ１１，１２
を介して固着している。
しかしながら、固体電解質板４であるジルコニ
ア焼結体面に対し白金電極５，６の固着力が非常
に弱く、またジルコニア焼結体面に対する銀ロウ
１１，１２の固着力も弱いため取り付け後の引張
り強度（第７図矢印Ａ方向に引張つてリードが白
金電極から外れた時の強度）が僅か0.5Kg程度で
ある。この程度の引張り強度では取り付け工程時
に金属リード５ｂ，６ｂが容易に外れてしまい信
頼性に乏しく耐久性が悪い欠点があつた。
ア焼結体面に対し白金電極５，６の固着力が非常
に弱く、またジルコニア焼結体面に対する銀ロウ
１１，１２の固着力も弱いため取り付け後の引張
り強度（第７図矢印Ａ方向に引張つてリードが白
金電極から外れた時の強度）が僅か0.5Kg程度で
ある。この程度の引張り強度では取り付け工程時
に金属リード５ｂ，６ｂが容易に外れてしまい信
頼性に乏しく耐久性が悪い欠点があつた。
上記事情に鑑み、前記金属リードの白金電極側
に対向してタングステンメタライズ層を有するア
ルミナ質外壁材を設け、前方金属リード、白金電
極及びタングステンメタライズ層を一体的に銀ロ
ウ付けするようにした酸素センサの電極取付け構
造が提供される。
に対向してタングステンメタライズ層を有するア
ルミナ質外壁材を設け、前方金属リード、白金電
極及びタングステンメタライズ層を一体的に銀ロ
ウ付けするようにした酸素センサの電極取付け構
造が提供される。
以下、図に基づいて本考案の一実施例を詳細に
説明する。本考案における酸素センサの全体構成
は前記第４図〜第６図に示した構造と同じである
ので説明を省略する。第１図及び第２図に示す要
部拡大縦断面図及びＺ−Ｚ線断面図に基づき、こ
の酸素センサの電極取付け構造を説明する。（第
１図および第２図中、第４図および第６図と同一
部分については同一符号でもつて説明する。） 固体電解質板４であるジルコニア焼結体と、前
記アルミナ質外壁部材７との間にリード差込孔１
３，１４を設けている。このリード差込孔１３，
１４内において固体電解質４上に白金電極５，６
を配置し、前記アルミナ質外壁部材７側にタング
ステンメタライズ層１５，１６を形成し、このタ
ングステンメタライズ層１５，１６と白金電極
５，６間にニツケル（Ni）金属リード５ｂ，６
ｂを差込んだ状態で銀ロウ１１，１２をこの孔１
３，１４内に充填することにより、前記白金電極
５，６にリード５ｂ，６ｂを接続するようにして
いる。即ち、前記金属リード５ｂ，６ｂの白金電
極５，６に対向してタングステンメタライズ層１
５，１６を有するアルミナ質外壁部材７を設け、
これら金属リード、白金電極及びタングステンメ
タライズ層を一体的に銀ロウ付けするようにして
いる。
説明する。本考案における酸素センサの全体構成
は前記第４図〜第６図に示した構造と同じである
ので説明を省略する。第１図及び第２図に示す要
部拡大縦断面図及びＺ−Ｚ線断面図に基づき、こ
の酸素センサの電極取付け構造を説明する。（第
１図および第２図中、第４図および第６図と同一
部分については同一符号でもつて説明する。） 固体電解質板４であるジルコニア焼結体と、前
記アルミナ質外壁部材７との間にリード差込孔１
３，１４を設けている。このリード差込孔１３，
１４内において固体電解質４上に白金電極５，６
を配置し、前記アルミナ質外壁部材７側にタング
ステンメタライズ層１５，１６を形成し、このタ
ングステンメタライズ層１５，１６と白金電極
５，６間にニツケル（Ni）金属リード５ｂ，６
ｂを差込んだ状態で銀ロウ１１，１２をこの孔１
３，１４内に充填することにより、前記白金電極
５，６にリード５ｂ，６ｂを接続するようにして
いる。即ち、前記金属リード５ｂ，６ｂの白金電
極５，６に対向してタングステンメタライズ層１
５，１６を有するアルミナ質外壁部材７を設け、
これら金属リード、白金電極及びタングステンメ
タライズ層を一体的に銀ロウ付けするようにして
いる。
上記構造のものについて第１図矢印Ｂ方向に引
張り強度試験を行つた結果、約６Kgでニツケル
（Ni）金属リード５ｂ，６ｂが切断され、白金電
極５，６との接着部分は剥離していなかつた。
張り強度試験を行つた結果、約６Kgでニツケル
（Ni）金属リード５ｂ，６ｂが切断され、白金電
極５，６との接着部分は剥離していなかつた。
即ち、金属リード５ｂ，６ｂは銀ロウ１１，１
２を介してアルミナ質外壁部材７のタングステン
メタライズ層１５，１６に強固に固着した状態で
白金電極５，６に接触しているためと考えられ
る。銀ロウは白金電極に対しては接着力が弱いが
タングステンメタライズ層に対しては強固に接合
する。またタングステンはジルコニアに対してメ
タライズ性が悪いが、アルミナに対しては強固に
固着する。以上の理由で引張り強度が向上したも
のと考えられる。
２を介してアルミナ質外壁部材７のタングステン
メタライズ層１５，１６に強固に固着した状態で
白金電極５，６に接触しているためと考えられ
る。銀ロウは白金電極に対しては接着力が弱いが
タングステンメタライズ層に対しては強固に接合
する。またタングステンはジルコニアに対してメ
タライズ性が悪いが、アルミナに対しては強固に
固着する。以上の理由で引張り強度が向上したも
のと考えられる。
本考案はジルコニア質固体電解質板とアルミナ
質外壁部材との間に金属リード差込孔を設けると
共に、このリード差込孔内の固体電解質板上に白
金電極を配設する一方、このリード差込孔内のア
ルミナ質外壁部材側にタングステンメタライズ層
を形成し、該タングステンメタライズ層と白金電
極との間に金属リードを差込んだ状態で銀ロウを
このリード差込孔内に充填することにより、白金
電極に金属リードを接続するようにしたものであ
り、したがつて、前記金属リードが白金電極に接
続された状態でアルミナ質外壁部材のタングステ
ンメタライズ層に銀ロウを介して強固に固着させ
ることができ、耐久性に優れた信頼性の高い酸素
センサを提供することができる。
質外壁部材との間に金属リード差込孔を設けると
共に、このリード差込孔内の固体電解質板上に白
金電極を配設する一方、このリード差込孔内のア
ルミナ質外壁部材側にタングステンメタライズ層
を形成し、該タングステンメタライズ層と白金電
極との間に金属リードを差込んだ状態で銀ロウを
このリード差込孔内に充填することにより、白金
電極に金属リードを接続するようにしたものであ
り、したがつて、前記金属リードが白金電極に接
続された状態でアルミナ質外壁部材のタングステ
ンメタライズ層に銀ロウを介して強固に固着させ
ることができ、耐久性に優れた信頼性の高い酸素
センサを提供することができる。
第１図は本考案の酸素センサ電極取付け部を示
す要部拡大縦断面図（第４図Ｒ−Ｒ線拡大断面図
に対応）、第２図は本考案の酸素センサの電極取
付部を示す要部拡大横断面図（第４図Ｓ−Ｓ線拡
大断面図に対応）、第３図は従来のヒータ付酸素
センサの要部横断面図である。第４図は本考案実
施例及び従来例によるヒータ付酸素センサの全体
平面図、第５図は第４図におけるヒータ付酸素セ
ンサのＸ−Ｘ線断面図、第６図は第５図における
Ｙ−Ｙ線断面図、第７図および第８図は従来の酸
素センサの電極取付部を示す要部拡大縦断面図で
ある。 １……ヒータ付酸素センサ、２……導入孔、３
……大気導入孔、４……固体電解質、５，６……
白金電極、Ｈ……ヒータ、Ｓ……センサ、１１，
１２……銀ロウ、１３，１４……リード差込孔、
１５，１６……タングステンメタライズ層。
す要部拡大縦断面図（第４図Ｒ−Ｒ線拡大断面図
に対応）、第２図は本考案の酸素センサの電極取
付部を示す要部拡大横断面図（第４図Ｓ−Ｓ線拡
大断面図に対応）、第３図は従来のヒータ付酸素
センサの要部横断面図である。第４図は本考案実
施例及び従来例によるヒータ付酸素センサの全体
平面図、第５図は第４図におけるヒータ付酸素セ
ンサのＸ−Ｘ線断面図、第６図は第５図における
Ｙ−Ｙ線断面図、第７図および第８図は従来の酸
素センサの電極取付部を示す要部拡大縦断面図で
ある。 １……ヒータ付酸素センサ、２……導入孔、３
……大気導入孔、４……固体電解質、５，６……
白金電極、Ｈ……ヒータ、Ｓ……センサ、１１，
１２……銀ロウ、１３，１４……リード差込孔、
１５，１６……タングステンメタライズ層。
Claims (1)
- ジルコニア質固体電解質板とアルミナ質外壁部
材との間に金属リード差込孔を設け、このリード
差込孔内の固体電解質板上に白金電極を配設する
一方、このリード差込孔内のアルミナ質外壁部材
側にタングステンメタライズ層を形成し、該タン
グステンメタライズ層と白金電極との間に金属リ
ードを差込んだ状態で銀ロウを充填して、白金電
極に金属リードをロウ付け接続したことを特徴と
する酸素センサの電極取付け構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15263886U JPH0533959Y2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15263886U JPH0533959Y2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6358749U JPS6358749U (ja) | 1988-04-19 |
| JPH0533959Y2 true JPH0533959Y2 (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=31070798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15263886U Expired - Lifetime JPH0533959Y2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0533959Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6514899B2 (ja) * | 2014-03-26 | 2019-05-15 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ及びガス検出素子 |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP15263886U patent/JPH0533959Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6358749U (ja) | 1988-04-19 |
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