JPH0637325Y2 - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
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- JPH0637325Y2 JPH0637325Y2 JP1989055572U JP5557289U JPH0637325Y2 JP H0637325 Y2 JPH0637325 Y2 JP H0637325Y2 JP 1989055572 U JP1989055572 U JP 1989055572U JP 5557289 U JP5557289 U JP 5557289U JP H0637325 Y2 JPH0637325 Y2 JP H0637325Y2
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- Japan
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- sensor element
- ceramic
- talc
- oxygen sensor
- oxygen
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- 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
- G01N27/4077—Means for protecting the electrolyte or the electrodes
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
-
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- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
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- G01N27/4078—Means for sealing the sensor element in a housing
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Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、排気ガスの酸素濃度に応じて電極間に起電
力を生じる板状センサ素子又は電気抵抗が変化する板状
センサ素子と、該センサ素子を収納する金属製収納部材
と、該金属製収納部材内に設けられ前記板状センサ素子
を固定かつ気密封止するセラミック粉体と、該セラミッ
ク粉体を所定の圧力で圧縮するセラミックサポータとよ
り成る酸素センサの改良に関するものである。
力を生じる板状センサ素子又は電気抵抗が変化する板状
センサ素子と、該センサ素子を収納する金属製収納部材
と、該金属製収納部材内に設けられ前記板状センサ素子
を固定かつ気密封止するセラミック粉体と、該セラミッ
ク粉体を所定の圧力で圧縮するセラミックサポータとよ
り成る酸素センサの改良に関するものである。
（従来技術） 従来この酸素センサは、第５図（ａ）に示すように、金
属製キャップ10とセンサ素子12との間にタルク等のセラ
ミック粉体30を充填し、加圧圧縮することによりセンサ
素子12を固定し、基準酸素雰囲気として大気を用いるセ
ンサ素子12においては、加圧圧縮されたセラミック粉体
30により基準酸素雰囲気である大気を被測定ガスから隔
離するように構成されている。
属製キャップ10とセンサ素子12との間にタルク等のセラ
ミック粉体30を充填し、加圧圧縮することによりセンサ
素子12を固定し、基準酸素雰囲気として大気を用いるセ
ンサ素子12においては、加圧圧縮されたセラミック粉体
30により基準酸素雰囲気である大気を被測定ガスから隔
離するように構成されている。
ここで、タルク等のセラミック粉体30を加圧圧縮して気
密封止部を形成するのにセラミックサポータ28;28a,28
b,28cを使用しているが、第５図（ｂ）にその一例の斜
視図を示すように、セラミックサポータ28のタルク等の
セラミック粉体30に当接する部分は平面である。
密封止部を形成するのにセラミックサポータ28;28a,28
b,28cを使用しているが、第５図（ｂ）にその一例の斜
視図を示すように、セラミックサポータ28のタルク等の
セラミック粉体30に当接する部分は平面である。
（考案が解決しようとする課題） しかし、このような構造の酸素センサにおいては、まず
加熱を受けた時キャップ10とセラミックサポータ28aと
の熱膨張の差により、セラミックサポータ28aの下端面
とキャップ10との間および／またはセラミックサポータ
28aの上端面とタルク30aの間に隙間が発生し、同時に振
動を受けることによりセラミックサポータ28aが振動
し、センサ素子12を振らし、その結果センサ素子の振動
により、センサ素子−タルク間の固定力および気密性が
低下する問題があった。
加熱を受けた時キャップ10とセラミックサポータ28aと
の熱膨張の差により、セラミックサポータ28aの下端面
とキャップ10との間および／またはセラミックサポータ
28aの上端面とタルク30aの間に隙間が発生し、同時に振
動を受けることによりセラミックサポータ28aが振動
し、センサ素子12を振らし、その結果センサ素子の振動
により、センサ素子−タルク間の固定力および気密性が
低下する問題があった。
本考案の目的は上述した課題を解決し、長期の使用過程
においてもタルクのゆるみの生じない、すなわち、セン
サ素子の固定力および気密性の低下しない酸素センサを
提供しようとするものである。
においてもタルクのゆるみの生じない、すなわち、セン
サ素子の固定力および気密性の低下しない酸素センサを
提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段） 本考案の酸素センサは、排気ガスの酸素濃度に応じて電
極間に起電力を生じる板状センサ素子又は電気抵抗が変
化する板状センサ素子と、該センサ素子を収納する金属
製収納部材と、該金属製収納部材内に設けられ前記板状
センサ素子を固定かつ気密封止するセラミック粉体を所
定の圧力で圧縮するセラミックサポータとより成る酸素
センサにおいて、前記セラミックサポータのセラミック
粉体に当接する部分に突起部を設けたことを特徴とする
ものである。
極間に起電力を生じる板状センサ素子又は電気抵抗が変
化する板状センサ素子と、該センサ素子を収納する金属
製収納部材と、該金属製収納部材内に設けられ前記板状
センサ素子を固定かつ気密封止するセラミック粉体を所
定の圧力で圧縮するセラミックサポータとより成る酸素
センサにおいて、前記セラミックサポータのセラミック
粉体に当接する部分に突起部を設けたことを特徴とする
ものである。
（作用） 上述した構造において、セラミックサポータのセラミッ
ク粉体に当接する部分に突起部を設けることにより、酸
素センサに振動および／または熱サイクルが加わっても
突起部をセラミック粉体により径方向に加圧でき、セラ
ミック粉体のゆるみがほとんど生ぜず、すなわちセンサ
素子の固定力および気密性の低下がきわめて少なくなっ
た。
ク粉体に当接する部分に突起部を設けることにより、酸
素センサに振動および／または熱サイクルが加わっても
突起部をセラミック粉体により径方向に加圧でき、セラ
ミック粉体のゆるみがほとんど生ぜず、すなわちセンサ
素子の固定力および気密性の低下がきわめて少なくなっ
た。
なお、セラミックサポータは複数個存在するが、そのう
ちの少なくとも１個が突起部を有していれば、上記本考
案の作用を発現可能であるが、突起部を設けたセラミッ
クサポータの数を多くすればそれだけ固定力および気密
性の低下を少なくする作用は大となり、すべてに突起部
を設けたときに最大となることはいうまでもない。
ちの少なくとも１個が突起部を有していれば、上記本考
案の作用を発現可能であるが、突起部を設けたセラミッ
クサポータの数を多くすればそれだけ固定力および気密
性の低下を少なくする作用は大となり、すべてに突起部
を設けたときに最大となることはいうまでもない。
（実施例） 第１図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本考案の一例の構造を
示す部分断面図およびそのセラミックサポータの斜視図
である。第１図（ａ），（ｂ）に示す本考案の酸素セン
サ20において、板状のセンサ素子12は、円筒形の金属製
のキャップ10に、セラミックサポータ28;28a,28b,28cの
間に充填されるタルク30;30a,30bを介して固定されかつ
気密封止される。ここで、セラミックサポータ28aに
は、第１図（ｂ）に示すようにタルクと当接する部分で
あって中心部のセンサ素子12を挿通する部分に突起部16
を設けている。タルク30によるセンサ素子22の固定はタ
ルク粉末30をセラミックサポータ28を介して加圧圧縮す
ることによりなされる。
示す部分断面図およびそのセラミックサポータの斜視図
である。第１図（ａ），（ｂ）に示す本考案の酸素セン
サ20において、板状のセンサ素子12は、円筒形の金属製
のキャップ10に、セラミックサポータ28;28a,28b,28cの
間に充填されるタルク30;30a,30bを介して固定されかつ
気密封止される。ここで、セラミックサポータ28aに
は、第１図（ｂ）に示すようにタルクと当接する部分で
あって中心部のセンサ素子12を挿通する部分に突起部16
を設けている。タルク30によるセンサ素子22の固定はタ
ルク粉末30をセラミックサポータ28を介して加圧圧縮す
ることによりなされる。
一方、キャップ10のハウジング４に気密リング11により
固定される側とは反対側の上部開口端側には、リード線
13が挿入されたゴム栓14がキャップ10によりかしめ固定
されて、キャップ10を密閉している。また、上記リード
線13は、その端部がセンサ素子12の端子電極に電気的に
接続される。
固定される側とは反対側の上部開口端側には、リード線
13が挿入されたゴム栓14がキャップ10によりかしめ固定
されて、キャップ10を密閉している。また、上記リード
線13は、その端部がセンサ素子12の端子電極に電気的に
接続される。
以上のようにして構成された酸素センサ20において、ま
ず加熱を受けるとキャップ10とセラミックサポータ28a
との熱膨張差により、セラミックサポータ28aの下端面
とキャップ10との間に隙間ができるが、セラミックサポ
ータ28aの突起部16がタルク30aにより径方向に加圧され
固定されているため、酸素センサ20が振動を受けても、
セラミックサポータ28aは酸素センサ20に対し相対的な
振動をせず、センサ素子12を振らすことがない。そのた
め、センサ素子12の振動によるセンサ素子−タルク間の
固定力および気密性の低下がほとんど起こらない。
ず加熱を受けるとキャップ10とセラミックサポータ28a
との熱膨張差により、セラミックサポータ28aの下端面
とキャップ10との間に隙間ができるが、セラミックサポ
ータ28aの突起部16がタルク30aにより径方向に加圧され
固定されているため、酸素センサ20が振動を受けても、
セラミックサポータ28aは酸素センサ20に対し相対的な
振動をせず、センサ素子12を振らすことがない。そのた
め、センサ素子12の振動によるセンサ素子−タルク間の
固定力および気密性の低下がほとんど起こらない。
従来構造と本考案による構造の酸素センサとを振動熱サ
イクル試験に供した時の、タルク気密性の低下を調査し
た結果を第２図に示す。振動熱サイクル条件は、振動周
波数:50〜250Hz（30分Sweep）、振動加速度:30〜50G、
熱サイクル:900℃×30分とR.T.×25分のくり返しとし
た。タルクの気密性は、４kg/cm2の圧縮空気を用いてタ
ルク30a,30b両者を通過する通気量を測定して行った。
第２図から本考案のようにセラミックサポータに突起部
を設ける構造をとることにより、センサ素子の振動に起
因するタルクの気密性低下が著しく改善されることがわ
かる。
イクル試験に供した時の、タルク気密性の低下を調査し
た結果を第２図に示す。振動熱サイクル条件は、振動周
波数:50〜250Hz（30分Sweep）、振動加速度:30〜50G、
熱サイクル:900℃×30分とR.T.×25分のくり返しとし
た。タルクの気密性は、４kg/cm2の圧縮空気を用いてタ
ルク30a,30b両者を通過する通気量を測定して行った。
第２図から本考案のようにセラミックサポータに突起部
を設ける構造をとることにより、センサ素子の振動に起
因するタルクの気密性低下が著しく改善されることがわ
かる。
第３図は本考案の他の実施例を示す部分断面図である。
第３図に示す本考案の酸素センサ20において、板状のセ
ンサ素子12は、金属製のハウジング24と、それに熔接固
定された円筒形の金属製の内筒26とに、セラミックサポ
ータ28;28a,28b,28cの間に充填されたタルク30;30a,30b
によって固定され、該タルク30によって気密封止されて
いる。セラミックサポータ28aには上述した実施例と同
様突起部16を設けている。さらにセンサ素子12を外部環
境から保護するために、金属製の外筒32をハウジング24
の上部環状突起34の外周部に嵌合し、その全周にわたっ
て熔接し気密に固定する。一方、外筒32のハウジング24
と嵌合する側とは反対側の、上部開口端側にはリード線
36が挿入されたゴム栓38が外筒32によりかしめ固定され
て、外筒32を密閉している。ところで、上記リード線36
は、その端部がセンサ素子12の端子電極に電気的に接続
される。第３図に示した実施例において第１図の実施例
と異なる点は、セラミックサポータ28aの下端面が金属
製ハウジング24に接している点である。
第３図に示す本考案の酸素センサ20において、板状のセ
ンサ素子12は、金属製のハウジング24と、それに熔接固
定された円筒形の金属製の内筒26とに、セラミックサポ
ータ28;28a,28b,28cの間に充填されたタルク30;30a,30b
によって固定され、該タルク30によって気密封止されて
いる。セラミックサポータ28aには上述した実施例と同
様突起部16を設けている。さらにセンサ素子12を外部環
境から保護するために、金属製の外筒32をハウジング24
の上部環状突起34の外周部に嵌合し、その全周にわたっ
て熔接し気密に固定する。一方、外筒32のハウジング24
と嵌合する側とは反対側の、上部開口端側にはリード線
36が挿入されたゴム栓38が外筒32によりかしめ固定され
て、外筒32を密閉している。ところで、上記リード線36
は、その端部がセンサ素子12の端子電極に電気的に接続
される。第３図に示した実施例において第１図の実施例
と異なる点は、セラミックサポータ28aの下端面が金属
製ハウジング24に接している点である。
本考案は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、幾多の変形、変更が可能である。例えば上述した実
施例では、セラミックサポータ28aのタルク30aに当接す
る部分のみに突起部16を設けているが、他のセラミック
サポータのタルクに当接する部分に突起部を設けてもよ
いことはいうまでもない。また、セラミックサポータに
設ける突起部は、第１図（ｂ）に示すものに限らず、第
４図（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すような形状あるいは
それに類する形状であればよい。すなわち、第４図
（ａ）に示すようにセラミックサポータ28と同心円状の
突起部16や、第４図（ｂ）に示すようにテーパ形状の突
起部16を使用することができるとともに、第４図（ｃ）
に示すように、中心部のセンサ素子を挿通する部分に凹
部を設けることにより突起部16を形成したものも使用で
きる。
く、幾多の変形、変更が可能である。例えば上述した実
施例では、セラミックサポータ28aのタルク30aに当接す
る部分のみに突起部16を設けているが、他のセラミック
サポータのタルクに当接する部分に突起部を設けてもよ
いことはいうまでもない。また、セラミックサポータに
設ける突起部は、第１図（ｂ）に示すものに限らず、第
４図（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すような形状あるいは
それに類する形状であればよい。すなわち、第４図
（ａ）に示すようにセラミックサポータ28と同心円状の
突起部16や、第４図（ｂ）に示すようにテーパ形状の突
起部16を使用することができるとともに、第４図（ｃ）
に示すように、中心部のセンサ素子を挿通する部分に凹
部を設けることにより突起部16を形成したものも使用で
きる。
さらに、上述した実施例では、センサ素子として板状の
ものを使用したが、筒状のセンサ素子をも使用できるこ
とはいうまでもない。
ものを使用したが、筒状のセンサ素子をも使用できるこ
とはいうまでもない。
（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案の酸素センサに
よれば、気密封止部を画成するセラミックサポータに突
起部を設けているため、突起部をセラミック粉体により
径方向に加圧でき、酸素センサに振動や熱サイクルが加
わっても、セラミック粉体のゆるみがほとんど生じず、
長期の使用過程においてもセンサ素子の固定力および気
密性の低下のない酸素センサを得ることができる。
よれば、気密封止部を画成するセラミックサポータに突
起部を設けているため、突起部をセラミック粉体により
径方向に加圧でき、酸素センサに振動や熱サイクルが加
わっても、セラミック粉体のゆるみがほとんど生じず、
長期の使用過程においてもセンサ素子の固定力および気
密性の低下のない酸素センサを得ることができる。
第１図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本考案の酸素センサの
一例の構造を示す部分断面図およびそのセラミックサポ
ータの斜視図、 第２図は振動熱サイクル条件下における気密性と試験時
間との関係を示すグラフ、 第３図は本考案の他の例の構造を示す部分断面図、 第４図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本考案のセラミックサ
ポータの他の例を示す斜視図、 第５図は従来の酸素センサの一例の構造を示す図であ
る。 10…金属製キャップ、12…センサ素子 16…突起部、20…酸素センサ 28a,28b,28c…セラミックサポータ 30a,30b…タルク
一例の構造を示す部分断面図およびそのセラミックサポ
ータの斜視図、 第２図は振動熱サイクル条件下における気密性と試験時
間との関係を示すグラフ、 第３図は本考案の他の例の構造を示す部分断面図、 第４図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本考案のセラミックサ
ポータの他の例を示す斜視図、 第５図は従来の酸素センサの一例の構造を示す図であ
る。 10…金属製キャップ、12…センサ素子 16…突起部、20…酸素センサ 28a,28b,28c…セラミックサポータ 30a,30b…タルク
Claims (1)
- 【請求項１】排気ガスの酸素濃度に応じて電極間に起電
力を生じる板状センサ素子又は電気抵抗が変化する板状
センサ素子と、該センサ素子を収納する金属製収納部材
と、該金属製収納部材内に設けられ前記板状センサ素子
を固定かつ気密封止するセラミック粉体と、該セラミッ
ク粉体を所定の圧力で圧縮するセラミックサポータとよ
り成る酸素センサにおいて、前記セラミックサポータの
セラミック粉体に当接する部分に突起部を設けたことを
特徴とする酸素センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989055572U JPH0637325Y2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 酸素センサ |
| EP90304981A EP0398579B1 (en) | 1989-05-15 | 1990-05-09 | Gas sensor |
| DE69013055T DE69013055T2 (de) | 1989-05-15 | 1990-05-09 | Gasfühler. |
| US07/522,837 US5039972A (en) | 1989-05-15 | 1990-05-14 | Oxygen sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989055572U JPH0637325Y2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 酸素センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146363U JPH02146363U (ja) | 1990-12-12 |
| JPH0637325Y2 true JPH0637325Y2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=13002436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989055572U Expired - Lifetime JPH0637325Y2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 酸素センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5039972A (ja) |
| EP (1) | EP0398579B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0637325Y2 (ja) |
| DE (1) | DE69013055T2 (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5211154A (en) * | 1992-10-29 | 1993-05-18 | Ford Motor Company | Method and apparatus for maintaining stoichiometric air-to-fuel ratio in an internal combustion engine |
| DE4415938C2 (de) * | 1994-05-05 | 2000-02-24 | Heraeus Electro Nite Int | Gassensor |
| EP0704697A1 (en) * | 1994-09-27 | 1996-04-03 | General Motors Corporation | Exhaust sensor including a ceramic tube in metal tube package |
| EP0704698A1 (en) * | 1994-09-27 | 1996-04-03 | General Motors Corporation | Exhaust sensor having flat plate ceramic sensing element and a sealing package |
| US5467636A (en) * | 1994-09-27 | 1995-11-21 | General Motors Corporation | Flat plate sensor with a robust package design |
| JPH08240556A (ja) * | 1995-03-03 | 1996-09-17 | Nippondenso Co Ltd | 酸素濃度検出器 |
| DE19532090C2 (de) * | 1995-08-30 | 1997-09-18 | Bosch Gmbh Robert | Dichtung für ein Sensorelement eines Gassensors |
| DE19603379A1 (de) * | 1996-01-31 | 1997-08-07 | Bosch Gmbh Robert | Gassensor |
| US5739414A (en) * | 1996-02-12 | 1998-04-14 | General Motors Corporation | Sensor with glass seal |
| DE19605290C2 (de) * | 1996-02-14 | 1998-02-26 | Bosch Gmbh Robert | Meßfühler |
| DE19608543A1 (de) * | 1996-03-06 | 1997-09-11 | Bosch Gmbh Robert | Meßfühler |
| DE19707456A1 (de) * | 1997-02-25 | 1998-08-27 | Bosch Gmbh Robert | Meßfühler und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE19707459A1 (de) * | 1997-02-25 | 1998-08-27 | Bosch Gmbh Robert | Dichtung für ein Sensorelement eines Meßfühlers |
| JP2000514927A (ja) * | 1997-05-15 | 2000-11-07 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ガス測定検知器用のセンサ素子パッキン |
| JP3553316B2 (ja) * | 1997-05-20 | 2004-08-11 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
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