JPH0536205Y2 - - Google Patents
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- JPH0536205Y2 JPH0536205Y2 JP1984000674U JP67484U JPH0536205Y2 JP H0536205 Y2 JPH0536205 Y2 JP H0536205Y2 JP 1984000674 U JP1984000674 U JP 1984000674U JP 67484 U JP67484 U JP 67484U JP H0536205 Y2 JPH0536205 Y2 JP H0536205Y2
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- ceramic
- layer
- gas detector
- element layer
- laminated
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本考案は、ガス成分又はその濃度を検出するた
めのガス検出器に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a gas detector for detecting gas components or their concentrations.
[従来の技術]
従来より大気中のガスの存在、あるいはその濃
度を検出するためのガス検出器の1つとしてガス
検出素子にSnO2、ZnO、TiO2、C0O等の酸化物
半導体を用い、ガスが接触した場合にその電気抵
抗が変化するといつた特性を利用してガスを検出
するものがある。そして近年この種のガス検出器
においては、その構造を簡単にし、生産性の向上
を図る為に絶縁性のセラミツク材からなる基板上
に検出素子及びその電極を厚膜印刷するといつ
た、ハイブリツド技術を応用したものが開発され
つつある。[Prior Art] Conventionally, oxide semiconductors such as SnO2, ZnO, TiO2, and COO are used as gas detection elements as gas detectors for detecting the presence or concentration of gases in the atmosphere. There is a method that detects gas by utilizing the characteristic that its electrical resistance changes when it comes into contact with it. In recent years, in order to simplify the structure and improve productivity of this type of gas detector, hybrid technology has been developed, in which the detection element and its electrodes are thick-film printed on a substrate made of insulating ceramic material. Applications are being developed.
ところで従来よりガス検出器においては、この
検出器を把持するためのハウジング内に納めら
れ、ガス検出の対象となる場所に固定できるよう
にされているのであるが、上述の如きセラミツク
基板上に検出素子を設けたガス検出器にあつては
セラミツク基板自体に凹凸がないことから、ハウ
ジング内に固定する際に用いられるスペーサの固
定位置が定め難いといつた問題があり、更には検
出素子がセラミツク基板面より突出されるのに対
し、スペーサはセラミツク基板面に当接するよう
取り付けられるので、取付作業時にスペーサが検
出素子に接触し、検出素子を傷つけてしまうとい
つた問題もあつた。 Conventionally, gas detectors are housed in a housing for gripping the detector and can be fixed at the location where the gas is to be detected. In the case of gas detectors equipped with elements, since the ceramic substrate itself has no irregularities, there are problems such as difficulty in determining the fixing position of the spacer used when fixing it in the housing. While the spacer protrudes from the substrate surface, the spacer is attached so as to come into contact with the ceramic substrate surface, so there was a problem in that the spacer came into contact with the detection element during the attachment process and could damage the detection element.
[考案の目的]
そこで本考案は、セラミツク基板上に検出素子
を有するガス検出器を、ハウジング内に固定する
ためのスペーサの位置決めが容易にでき、スペー
サが検出素子に接触し難い構造とすることによつ
て、ガス検出器のハウジング取付作業が容易で、
かつ取付作業時に検出素子を損傷させることのな
いガス検出器を提供することを目的としている。[Purpose of the invention] Therefore, the present invention provides a structure in which the spacer for fixing a gas detector having a detection element on a ceramic substrate in a housing can be easily positioned and the spacer is difficult to come into contact with the detection element. This makes it easy to install the gas detector housing.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a gas detector that does not damage the detection element during installation work.
[考案の構成]
即ち、上記目的を達成するためになされた本考
案は、図1に例示する如く、
ガス成分及びその濃度によつて電気抵抗値の変
化する素子層1が基板面より突出して設けられる
と共に、該素子層に接続されて検出信号を得るた
めのセンサ電極、該素子層を加熱するための発熱
部、及び該発熱部に電源供給を行なうためのヒー
タ電極が内部に形成された平板状のセラミツク基
板2と、
該セラミツク基板2の上記素子層1が突出され
た基板面と同一面上に積層され、上記素子層の突
出厚以上の厚みを有する平板状の第1のセラミツ
ク層3と、
該第1のセラミツク層3の上記セラミツク基板
2とは反対側の面上に積層された第2のセラミツ
ク層4と、
を備え、上記第1のセラミツク層3及び上記第2
のセラミツク層4を、上記セラミツク基板の上記
素子層側より階段状に積層すると共に、
上記発熱部を、上記セラミツク基板2の、第1
及び第2のセラミツク層3,4が積層されない上
記素子層周囲の薄肉部に形成してなることを特徴
とするガス検出器を要旨としている。[Structure of the invention] That is, the invention, which has been made to achieve the above object, has the following features: As illustrated in FIG. A sensor electrode for connecting to the element layer to obtain a detection signal, a heat generating part for heating the element layer, and a heater electrode for supplying power to the heat generating part are formed inside. A flat ceramic substrate 2; and a first flat ceramic layer laminated on the same surface as the substrate surface from which the element layer 1 of the ceramic substrate 2 is projected, and having a thickness equal to or greater than the projection thickness of the element layer. 3, and a second ceramic layer 4 laminated on the surface of the first ceramic layer 3 opposite to the ceramic substrate 2, the first ceramic layer 3 and the second
The ceramic layers 4 of the ceramic substrate 2 are laminated in a stepwise manner from the element layer side of the ceramic substrate, and the heat generating portion is stacked on the first ceramic layer 4 of the ceramic substrate 2.
The gist of the present invention is a gas detector characterized in that the second ceramic layers 3 and 4 are formed in a thin wall portion around the element layer where the second ceramic layers 3 and 4 are not laminated.
[実施例]
以下、本考案のガス検出器を内燃機関排気中の
酸素濃度を検出する酸素センサに適用して場合
を、例にとり、本考案の実施例として図面と共に
説明する。[Embodiments] Hereinafter, an example in which the gas detector of the present invention is applied to an oxygen sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine will be described as an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
第2図は酸素センサの部分断面図である。図に
おいて10はセラミツク基板上に突出して形成さ
れた素子層としての検出素子11を備え、酸素濃
度を検出するためのガス検出器、12はガス検出
器10を把持すると共に本センサを内燃機関に取
り付けるための筒状に形成された主体金具、13
は主体金具12の内燃機関先端部12aに取り付
けられ、ガス検出器10を保護するためのプロテ
クタ、14は主体金具12と共にガス検出器10
を把持するための内筒であり、ガス検出器10は
スペーサ15、充填粉末16及びガラスシール1
7を介して主体金具12及び内筒14にて把持さ
れている。また主体金具12の外周には内燃機関
取付用のねじ部12bが刻設されており、内燃機
関壁面当接部分には排気が漏れないようガスケツ
ト18が設けられている。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the oxygen sensor. In the figure, 10 is a gas detector for detecting oxygen concentration, which includes a detection element 11 as an element layer protruding from a ceramic substrate, and 12 holds the gas detector 10 and connects the sensor to an internal combustion engine. A main metal fitting formed in a cylindrical shape for attachment, 13
is a protector attached to the internal combustion engine tip 12a of the metal shell 12 to protect the gas detector 10; 14 is a protector that protects the gas detector 10 together with the metal shell 12;
The gas detector 10 includes a spacer 15, a filling powder 16, and a glass seal 1.
It is gripped by the metal shell 12 and the inner cylinder 14 via 7. Further, a threaded portion 12b for attaching an internal combustion engine is cut on the outer periphery of the metal shell 12, and a gasket 18 is provided at a portion where the internal combustion engine comes into contact with the wall surface to prevent exhaust gas from leaking.
ここで充填粉末16は滑石及びガラスの1:1
の混合粉末からなり、ガス検出器10の内筒14
内に固定するためのもの、ガラスシール17は低
融点ガラスからなり、検出ガスの漏れを防止する
と共にガス検出器10の端子を保護するためのも
のである。 Here, the filling powder 16 is 1:1 of talc and glass.
The inner cylinder 14 of the gas detector 10 is made of a mixed powder of
The glass seal 17 is made of low melting point glass and is used to prevent leakage of the detection gas and to protect the terminals of the gas detector 10.
19は内筒14を覆うように主体金具12に取
りつけられる外筒、20はシリコンゴムからなる
シール材であつて、リード線21ないし23と、
第3図に示すガラスシール17より突出されたガ
ス検出器10からの端子31ないし33との接続
部を絶縁保護するためのものである。またこのリ
ード線21ないし23と端子31ないし33との
接続は、第4図に示す如く、予め外筒19内にシ
ール材20及びリード線21ないし23を納める
と共に、各リード線21ないし23の先端を加締
金具24ないし26を接続し、その後加締金具2
4ないし26を端子31ないし33と加締接続す
ることによつて行なわれる。 19 is an outer cylinder attached to the metal shell 12 so as to cover the inner cylinder 14; 20 is a sealing material made of silicone rubber; and lead wires 21 to 23;
This is for insulating and protecting the connection portions from the gas detector 10 that protrude from the glass seal 17 shown in FIG. 3 to the terminals 31 to 33. In addition, to connect the lead wires 21 to 23 and the terminals 31 to 33, as shown in FIG. Connect the tip with the crimping fittings 24 to 26, and then attach the crimping fitting 2.
This is done by caulking the terminals 4 to 26 to the terminals 31 to 33.
次に本実施例のガス検出器10は第5図ないし
第10図に示す如き手順の従つて作成される。尚
第5図ないし第10図において、イは本ガス検出
器10の組立て工程における正面図、ロはそのA
−A線断面図を夫々示している。またこの第5図
ないし第10図はガス検出器10の製造工程を説
明するためのものであることから、解り易くする
ために各部の寸法は第2図に示すガス検出器と対
応させておらず、後述の第11図及び第12図に
ついても同様である。 Next, the gas detector 10 of this embodiment is manufactured according to the procedure shown in FIGS. 5 to 10. In Figures 5 to 10, A is a front view of the gas detector 10 in the assembly process, and B is its A.
-A cross-sectional views are shown respectively. Furthermore, since these Figures 5 to 10 are for explaining the manufacturing process of the gas detector 10, the dimensions of each part are not made to correspond to the gas detector shown in Figure 2 for ease of understanding. The same applies to FIGS. 11 and 12, which will be described later.
ここで上記第5図ないし第10図の各図におい
て、40ないし43は平均粒径1.5μmのA12O3
92重量%、SiO2 4重量%、CaO2重量%及び
MgO2重量%からなる混合粉末100重量部に対し
てブチラール樹脂12重量部及びジブチルフタレー
ト(DBP)6重量部を添加し、有機溶剤中で混
合してスラリーとし、ドクタープレートを用いて
形成されたグリーンシートであり、グリーンシー
ト40は厚さ1mm、グリーンシート41は厚さ
0.2mm、グリーンシート42及び43は厚さ0.8mm
に予め作成されたものである。 Here, in each of the above figures 5 to 10, 40 to 43 are A12O3 with an average particle size of 1.5 μm.
92% by weight, SiO2 4% by weight, CaO2% by weight and
12 parts by weight of butyral resin and 6 parts by weight of dibutyl phthalate (DBP) were added to 100 parts by weight of a mixed powder consisting of 2% by weight of MgO, mixed in an organic solvent to form a slurry, and green was formed using a doctor plate. The green sheet 40 has a thickness of 1 mm, and the green sheet 41 has a thickness of 1 mm.
0.2mm, green sheets 42 and 43 are 0.8mm thick
It was created in advance.
また44ないし49は、Ptに対し7%のAl203
を添加した白金ペストで厚膜印刷したパターンで
あつて、44及び45は上部に検出素子11が積
層されることにより検出素子11に直接接続され
る電極パターン、46はこの電極パターン44及
び45の周囲に形成されて検出素子11を加熱す
る発熱部としての発熱抵抗体パターン、47ない
し49は発熱抵抗体パターン46に電源を印刷す
ると共に検出素子11から検出信号を抽出するた
めの電極パターンである。なお、電極パターン4
7,49は、発熱部としての発熱抵抗体パターン
46に電源を印加して発熱させる前述のヒータ電
極として機能し、また検出素子11に直接接続さ
れる電極パターン44,45、及びこの電極パタ
ーン44,45に接続された電極パターン48,
49は、検出素子11から検出信号を取り出すた
めの前述のセンサ電極として機能する。 44 to 49 are 7% Al203 to Pt.
44 and 45 are electrode patterns directly connected to the detection element 11 by stacking the detection element 11 on top, and 46 is an electrode pattern of these electrode patterns 44 and 45. A heating resistor pattern is formed around the heating resistor pattern 47 as a heat generating part that heats the detection element 11, and 47 to 49 are electrode patterns for printing a power supply on the heating resistor pattern 46 and extracting a detection signal from the detection element 11. . In addition, electrode pattern 4
Reference numerals 7 and 49 serve as the aforementioned heater electrodes that generate heat by applying power to the heat generating resistor pattern 46 as a heat generating part, and electrode patterns 44 and 45 that are directly connected to the detection element 11, and the electrode patterns 44. , 45 connected to the electrode pattern 48,
49 functions as the aforementioned sensor electrode for extracting a detection signal from the detection element 11.
本ガス検出器10の製造は、第5図に示す如
く、まずグリーンシート40上に上記44ないし
49の各パターンを白金ペーストで厚膜印刷する
ことにより始められ、次いで第6図に示す如く、
電極パターン47ないし49上に直径0.2mmの白
金リード線51ないし53が夫々配設されてい
る。 As shown in FIG. 5, the production of the present gas detector 10 begins by printing each of the patterns 44 to 49 as a thick film on a green sheet 40 using platinum paste, and then, as shown in FIG.
Platinum lead wires 51 to 53 each having a diameter of 0.2 mm are disposed on the electrode patterns 47 to 49, respectively.
次に第7図から明らかな如く、グリーンシート
41には電極パターン44及び45の先端部が露
出するよう打ち抜きによつて開口55が形成さ
れ、電極パターン44及び45の先端部を除く全
てのパターンを覆うべく、グリーンシート40上
にグリーンシート41が積層熱圧着される。ここ
でこの積層圧着されたグリーンシート40とグリ
ーンシート41との積層体は、本考案を構成する
前述のセラミツク基板に相当し、後に開口55内
に素子層に相当する検出素子11が積層されるこ
ととなる。 Next, as is clear from FIG. 7, openings 55 are formed in the green sheet 41 by punching to expose the tips of the electrode patterns 44 and 45. A green sheet 41 is laminated and thermocompressed onto the green sheet 40 to cover the green sheet 40. Here, the laminated body of the green sheet 40 and the green sheet 41 which are laminated and pressed together corresponds to the aforementioned ceramic substrate constituting the present invention, and later the detection element 11 which corresponds to the element layer is laminated within the opening 55. That will happen.
続いて第8図に示す如く、上記作成された積層
体のグリーンシート41上にグリーンシート42
が積層熱圧着され、更に第9図に示す如くグリー
ンシート42上にグリーンシート43が階段状に
積層熱圧着される。ここで上記グリーンシート4
2は前述の第1のセラミツク層に相当し、またグ
リーンシート43は第2のセラミツク層に相当す
るものである。 Subsequently, as shown in FIG. 8, a green sheet 42 is placed on top of the green sheet 41 of the laminate produced above.
The green sheets 43 are laminated and thermocompressed in a stepped manner on top of the green sheet 42 as shown in FIG. 9. Here, the above green sheet 4
2 corresponds to the above-mentioned first ceramic layer, and green sheet 43 corresponds to the second ceramic layer.
このようにして、白金リード線51ないし53
の一部が突出され、電極パターン44及び45の
先端部が露出された階段状の積層板が作成される
と、今後はこの積層板を1500℃の大気中に2時間
放置することによつて、第1のセラミツク層と第
2のセラミツク層が積層されたセラミツク基板が
焼成されている。 In this way, the platinum lead wires 51 to 53
Once a step-shaped laminate is created in which a portion of the electrode patterns 44 and 45 are exposed and the tips of the electrode patterns 44 and 45 are exposed, the laminate will be left in an atmosphere at 1500°C for 2 hours. , a ceramic substrate on which a first ceramic layer and a second ceramic layer are laminated is fired.
その後第10図に示す如く、上記焼成されたセ
ラミツク基板の開口55に検出素子11を設ける
こととなるのであるが、この検出素子11は平均
粒径1.2μmのTiO2粉末100モル部に対し、モル部
の白金ブラツクを添加し、更に全粉末に対して3
重量%のエチルセルロースを添加しブチルカルビ
トール(2−(2−ブトキシエトキシ)エタノー
ルの商品名)中で混合し300ポイズに粘度調整し
たTiO2ペーストを、開口55を充塞しかつ電極
パターン44及び45の先端に被着するよう厚膜
印刷した後、1200℃の大気中に1時間放置して焼
き付けることによつて形成される。尚、この検出
素子11の基板からの突出部分は前記積層焼結さ
れたグリーンシート42より薄くされており0.3
mm以下となつている。 Thereafter, as shown in FIG. 10, a detection element 11 is provided in the opening 55 of the fired ceramic substrate. of platinum black is added, and further 3 parts of platinum black are added to the total powder.
The opening 55 is filled with a TiO2 paste which has been mixed in butyl carbitol (a trade name of 2-(2-butoxyethoxy)ethanol) to which ethyl cellulose has been added in an amount of 30% by weight and the viscosity is adjusted to 300 poise. It is formed by printing a thick film so that it adheres to the tip, and then leaving it in the air at 1200°C for 1 hour and baking it. Note that the protruding portion of the detection element 11 from the substrate is made thinner than the laminated and sintered green sheet 42 by 0.3.
mm or less.
このようにして作成されたガス検出器の10の
外部に突出された白金リード線51ないし53と
端子31ないし33との接続は、第11図に示す
如く、厚さ0.3mmのニツケル板にエツチング加工
によつて一体形成された端子31ないし33を、
白金リード線51ないし53に夫々配設し、溶接
することによつて行われる。尚、この端子31な
いし33が一体形成されたニツケル板はガス検出
器10が主体金具12に固定され、その後ガス検
出器10の基板の一部及び白金リード線51ない
し53と端子31ないし33との接合部分がガラ
スシール17によつて保護され、内筒14内に固
定された後に所定の長さに切断される。また、第
11図におけるイは本ガス検出器10の正面図、
ロはその右側面図を示している。 The connections between the platinum lead wires 51 to 53 protruding to the outside of the gas detector 10 thus created and the terminals 31 to 33 are made by etching on a nickel plate with a thickness of 0.3 mm, as shown in FIG. Terminals 31 to 33 integrally formed by processing,
This is done by respectively disposing and welding the platinum lead wires 51 to 53. Note that the gas detector 10 is fixed to the metal shell 12 on the nickel plate on which the terminals 31 to 33 are integrally formed, and then a part of the substrate of the gas detector 10, the platinum lead wires 51 to 53, and the terminals 31 to 33 are connected to each other. The joint portion is protected by a glass seal 17, and after being fixed in the inner tube 14, it is cut into a predetermined length. In addition, A in FIG. 11 is a front view of the present gas detector 10,
B shows its right side view.
以上説明した如く、本実施例の酸素センサにお
いては、ガス検出器10の検出素子11側基板面
が階段状に形成されていることから、第12図に
示すようにスペーサ15を本ガス検出器10に取
り付ける際にはグリーンシート42で形成された
セラミツク層とグリーンシート43で形成された
セラミツク層との段差部分にて確実に位置決めが
行なえるようになる。また本ガス検出器10のス
ペーサ15嵌合部分は、検出素子11部分以上の
厚みを有するので、当然スペーサ15の嵌合孔は
検出素子11部分より大きくなり、検出素子11
を傷つけることなく取付けることができるように
なる。従つて本ガス検出器10の主体金具12取
付作業の作業能率は向上され、検出素子11の損
傷も防止できることとなる。 As explained above, in the oxygen sensor of this embodiment, since the substrate surface on the detection element 11 side of the gas detector 10 is formed in a stepped shape, the spacer 15 is attached to the gas detector 10 as shown in FIG. 10, positioning can be performed reliably at the stepped portion between the ceramic layer formed by the green sheet 42 and the ceramic layer formed by the green sheet 43. Furthermore, since the part of the gas detector 10 where the spacer 15 is fitted has a thickness greater than that of the detection element 11, the fitting hole of the spacer 15 is naturally larger than the part where the detection element 11 is fitted.
It will be possible to install it without damaging it. Therefore, the work efficiency of attaching the metal shell 12 of the present gas detector 10 is improved, and damage to the detection element 11 can also be prevented.
尚、上記作成された酸素センサにおいては、リ
ード線21及び23間に加熱用の電源を印加する
ことによつて発熱抵抗体パターン46を加熱し、
検出素子11を活性化させ、リード22及び23
間の抵抗値の変化を検出することによつて酸素濃
度が検出できるようになる。 In the oxygen sensor created above, the heating resistor pattern 46 is heated by applying a heating power source between the lead wires 21 and 23;
Activate the detection element 11 and connect the leads 22 and 23.
The oxygen concentration can be detected by detecting the change in resistance between the two.
また次に本実施例のガス検出器10は、板状の
グリーンシート40〜43を積層することによ
り、検出素子11側から段階状に形成されている
ため、単に板状の基板に検出素子を設けた場合に
比べ、耐震性を向上することもでき、外部からの
衝撃等により主体金具12への取付部分で折れる
といつたことも防止できる。また検出素子11が
突出されたガス検出器10の先端部分の板厚は薄
くなつており、しかもこの薄肉部に、検出素子1
1を加熱するための発熱抵抗体パターン46が形
成されているため、検出素子11を速やかに加熱
することができる。 Next, the gas detector 10 of this embodiment is formed stepwise from the detection element 11 side by stacking the plate-shaped green sheets 40 to 43, so the detection element is simply mounted on the plate-shaped substrate. Compared to the case where the metal shell 12 is provided, earthquake resistance can be improved, and breakage at the attachment part to the metal shell 12 due to an external impact can be prevented. Further, the plate thickness of the tip portion of the gas detector 10 from which the detection element 11 protrudes is thinner, and the detection element 1
Since the heating resistor pattern 46 for heating the detection element 11 is formed, the detection element 11 can be quickly heated.
また更に、この発熱抵抗体パターン46を含む
電極パターン44〜49は、グリーンシート41
の開口55部分を除き、グリーンシート40とグ
リーンシート41との間に形成され、該開口55
には素子層11が形成されている。従つて、電極
パターン44〜49は、外部に露出せず、被測定
ガス成分により腐食するようなことはないため、
センサの寿命を延ばすことができる。 Furthermore, the electrode patterns 44 to 49 including the heating resistor pattern 46 are connected to the green sheet 41.
The opening 55 is formed between the green sheet 40 and the green sheet 41 except for the opening 55.
An element layer 11 is formed thereon. Therefore, the electrode patterns 44 to 49 are not exposed to the outside and are not corroded by the gas components to be measured.
The life of the sensor can be extended.
[考案の効果]
以上詳述した如く、本考案のガス検出器におい
ては、セラミツク基板の素子層の突出面上に、素
子層側から、第1及び第2のセラミツク層が階段
状に積層されているため、第1のセラミツク層と
第2のセラミツク層との段差を利用して、ガス検
出器をハウジング等に簡単に位置決め固定するこ
とができ、しかも第1のセラミツク層がセラミツ
ク基板からの素子層の突出厚よりも厚いので、ガ
ス検出器をハウジング等へ固定するためのスペー
サを取り付ける際に、スペーサが素子層に接触し
て、素子層を傷つけてしまうといつたことを防止
できる。[Effects of the invention] As detailed above, in the gas detector of the invention, the first and second ceramic layers are laminated in a stepped manner on the protruding surface of the element layer of the ceramic substrate from the element layer side. Therefore, the gas detector can be easily positioned and fixed to a housing etc. by using the step between the first ceramic layer and the second ceramic layer, and the first ceramic layer is free from the ceramic substrate. Since it is thicker than the protruding thickness of the element layer, it is possible to prevent the spacer from coming into contact with the element layer and damaging the element layer when attaching a spacer for fixing the gas detector to a housing or the like.
また、このように本考案のガス検出器において
は、セラミツク基板上に第1及び第2のセラミツ
ク層を積層することにより、素子層側から階段状
に形成されているため、単に板状のセラミツク基
板に素子層を積層した場合に比べ、耐震性を向上
することができ、当該ガス検出器をハウジング内
に収納した際、外部からの衝撃等によりハウジン
グ内でガス検出器が破損するといつたことも防止
できる。 Furthermore, in the gas detector of the present invention, the first and second ceramic layers are stacked on the ceramic substrate to form a step-like structure from the element layer side. Compared to the case where element layers are laminated on the substrate, earthquake resistance can be improved, and when the gas detector is housed in the housing, there is no risk of damage to the gas detector inside the housing due to external shocks, etc. can also be prevented.
また、素子層を加熱する発熱部は、セラミツク
基板の、第1及び第2のセラミツク層が積層され
ない素子層周囲や薄肉部に形成されているので、
素子層を速やかに加熱することができるようにな
る。 Furthermore, since the heat generating part that heats the element layer is formed around the element layer or in the thin part of the ceramic substrate where the first and second ceramic layers are not laminated,
It becomes possible to quickly heat the element layer.
つまり、板状のセラミツク基板に素子層を設け
たガス検出器において、その強度を保つためにセ
ラミツク基板の板厚を厚くすると、発熱部から素
子層への熱伝導性が悪くなり、逆に発熱部から素
子層への熱伝導性を確保するためにセラミツク基
板の板厚さを薄くすると、強度を確保できなくな
るが、本考案では、セラミツク基板上に第1及び
第2のセラミツク層を階段状に積層し、セラミツ
ク基板において、第1及び第2のセラミツク層が
積層されない、薄肉部に発熱部を形成しているた
め、ガス検出器自体の強度を確保しつつ、発熱部
から素子層への熱の伝導性を向上して、素子層を
速やかに加熱できるようにしているのである。 In other words, in a gas detector that has an element layer on a plate-shaped ceramic substrate, if the thickness of the ceramic substrate is increased in order to maintain its strength, the thermal conductivity from the heat generating part to the element layer will deteriorate, and conversely, heat generation will occur. If the thickness of the ceramic substrate is reduced in order to ensure thermal conductivity from the top to the element layer, the strength cannot be ensured, but in the present invention, the first and second ceramic layers are formed on the ceramic substrate in a step-like manner. In the ceramic substrate, the first and second ceramic layers are not laminated and the heat generating part is formed in the thin part, so while ensuring the strength of the gas detector itself, it is possible to reduce the heat transfer from the heat generating part to the element layer. This improves thermal conductivity so that the element layer can be heated quickly.
また更に、本考案のガス検出器では、この発熱
部や、センサ電極及びヒータ電極が、セラミツク
基板の内部に形成されているので、これら各部が
被測定ガスに晒されることにより腐食するといつ
たことを防止でき、ガス検出器の寿命を延ばすこ
ともできる。 Furthermore, in the gas detector of the present invention, the heat generating part, the sensor electrode, and the heater electrode are formed inside the ceramic substrate, so there is no possibility that these parts will corrode when exposed to the gas to be measured. It is possible to prevent this and extend the life of the gas detector.
第1図は本考案のガス検出器の構成例を示す側
面図、第2図ないし第12図は本考案のガス検出
器が内燃機関排気中の酸素濃度を検出する酸素セ
ンサに適用された実施例を示しており、第2図は
本酸素センサの構造全体を、第3図は内筒内に固
定されたガス検出器の端子部分を、第4図はその
端子に接続されるリード線の外筒取付構造を夫々
表わす部分断面図、第5図ないし第10図はガス
検出器10の組立て手順を示し、各図において
夫々イは正面図、ロはA−A線端面図、第11図
はガス検出器10の端子の接続を示し、イは正面
図、ロは右側面図、第12図はガス検出器10に
スペーサ15を取付けた斜視図である。
1……素子層、2……セラミツク基板、3……
第1のセラミツク層、4……第2のセラミツク
層、10……ガス検出器、11……検出素子、1
2……主体金具、15……スペーサ、40,4
1,42,43……グリーンシート。
Figure 1 is a side view showing an example of the configuration of the gas detector of the present invention, and Figures 2 to 12 are examples of the gas detector of the present invention being applied to an oxygen sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine. Figure 2 shows the entire structure of this oxygen sensor, Figure 3 shows the terminal part of the gas detector fixed inside the inner cylinder, and Figure 4 shows the lead wire connected to the terminal. 5 to 10 show the assembly procedure of the gas detector 10, and in each figure, A is a front view, B is an end view taken along line A-A, and FIG. 1 shows the connection of the terminals of the gas detector 10, A is a front view, B is a right side view, and FIG. 12 is a perspective view of the gas detector 10 with a spacer 15 attached thereto. 1... Element layer, 2... Ceramic substrate, 3...
First ceramic layer, 4... Second ceramic layer, 10... Gas detector, 11... Detection element, 1
2... Metal shell, 15... Spacer, 40, 4
1, 42, 43...green sheet.
Claims (1)
化する素子層が基板面より突出して設けられると
共に、該素子層に接続されて検出信号を得るため
のセンサ電極、該素子層を加熱するための発熱
部、及び該発熱部に電源供給を行なうためのヒー
タ電極が内部に形成された平板状のセラミツク基
板と、 該セラミツク基板の上記素子層が突出された基
板面と同一面上に積層され、上記素子層の突出厚
以上の厚みを有する平板状の第1のセラミツク層
と、 該第1のセラミツク層の上記セラミツク基板と
は反対側の面上に積層された第2のセラミツク層
と、 を備え、上記第1のセラミツク層及び上記第2の
セラミツク層を、上記セラミツク基板の上記素子
層側より階段状に積層すると共に、 上記発熱部を、上記セラミツク基板の、第1及
び第2のセラミツク層が積層されない上記素子層
周囲の薄肉部に形成してなることを特徴とするガ
ス検出器。[Claims for Utility Model Registration] An element layer whose electrical resistance value changes depending on the gas component and its concentration is provided protruding from the substrate surface, and a sensor electrode connected to the element layer to obtain a detection signal; A flat ceramic substrate having a heat generating part for heating the element layer and a heater electrode for supplying power to the heat generating part formed therein; and a substrate surface of the ceramic substrate from which the element layer is protruded. a flat first ceramic layer laminated on the same surface as and having a thickness equal to or greater than the protrusion thickness of the element layer; and a flat first ceramic layer laminated on the surface of the first ceramic layer opposite to the ceramic substrate. a second ceramic layer; the first ceramic layer and the second ceramic layer are laminated in a stepwise manner from the element layer side of the ceramic substrate; . A gas detector characterized in that the first and second ceramic layers are formed in a thin portion around the element layer where the first and second ceramic layers are not laminated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP67484U JPS60113548U (en) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | gas detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP67484U JPS60113548U (en) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | gas detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60113548U JPS60113548U (en) | 1985-08-01 |
| JPH0536205Y2 true JPH0536205Y2 (en) | 1993-09-13 |
Family
ID=30472729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP67484U Granted JPS60113548U (en) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | gas detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60113548U (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617885B2 (en) * | 1985-01-11 | 1994-03-09 | 日本特殊陶業株式会社 | Oxygen sensor intermediate assembly |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5528500B2 (en) * | 1974-02-14 | 1980-07-28 | ||
| JPS5119592A (en) * | 1974-08-09 | 1976-02-16 | Nissan Motor | Gasunodo kenshutsuki |
| JPS54151498A (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-28 | Nippon Soken | Gas detector |
| JPS6045821B2 (en) * | 1978-11-21 | 1985-10-12 | 日本特殊陶業株式会社 | Fixing method of porous gas sensitive material |
-
1984
- 1984-01-06 JP JP67484U patent/JPS60113548U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60113548U (en) | 1985-08-01 |
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