JPH0814564B2 - ヒ−タ付酸素センサとその製造方法 - Google Patents
ヒ−タ付酸素センサとその製造方法Info
- Publication number
- JPH0814564B2 JPH0814564B2 JP61154722A JP15472286A JPH0814564B2 JP H0814564 B2 JPH0814564 B2 JP H0814564B2 JP 61154722 A JP61154722 A JP 61154722A JP 15472286 A JP15472286 A JP 15472286A JP H0814564 B2 JPH0814564 B2 JP H0814564B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- oxygen sensor
- sensor
- introduction hole
- tungsten
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関などの排ガス中の酸素濃度を検知す
るヒータ付酸素センサとその製造方法に関するものであ
る。
るヒータ付酸素センサとその製造方法に関するものであ
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って生ずる起電力（又
は電気抵抗）によっ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って生ずる起電力（又
は電気抵抗）によっ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。
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。
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５図にて要部横断面図（本発明実施例と
しての第２図Ｙ−Ｙ線断面に相当）を示すように、固体
電解質としてのジルコニアセラミックの板状体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、アルミナセラミック体中に白
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
てなるセラミックヒータ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。
しての第２図Ｙ−Ｙ線断面に相当）を示すように、固体
電解質としてのジルコニアセラミックの板状体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、アルミナセラミック体中に白
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
てなるセラミックヒータ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、セラミッ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ッ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
ジルコニアセラミッ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ックの焼結と併
せて高温度で焼付けている。
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ッ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
ジルコニアセラミッ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ックの焼結と併
せて高温度で焼付けている。
このように、セラミッ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ってヒータの発熱抵抗
パターンも構成する必要がある。
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ってヒータの発熱抵抗
パターンも構成する必要がある。
したがっ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った。
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った。
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った。
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った。
〔問題点を解決するための手段〕 上記事情に鑑み、固体電解質に白金電極を付設して成
るセンサと、アルミナセラミッ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てヒータをそれぞ
れ別途製作しておき、所定の特性を備えた、良品のみを
ガラス付によって接着一体化して酸素センサを構成す
る。
るセンサと、アルミナセラミッ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てヒータをそれぞ
れ別途製作しておき、所定の特性を備えた、良品のみを
ガラス付によって接着一体化して酸素センサを構成す
る。
以下、図によって本発明実施例を具体的に詳述する。
第１図乃至第３図にて本発明によるヒータ付酸素セン
サ１の構造を示し、このセンサ１の先端には被測定ガス
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、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、アルミナセラミックで
作製したものを接合部８においてガラス付けしたもので
あってもよい。
サ１の構造を示し、このセンサ１の先端には被測定ガス
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、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、アルミナセラミックで
作製したものを接合部８においてガラス付けしたもので
あってもよい。
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ック体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
ス付によって全面的にガラス接着させる。
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ック体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
ス付によって全面的にガラス接着させる。
なお、白金電極５、６は後端からリード5b、6bによっ
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から通電されるようになっている。
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から通電されるようになっている。
次に、上記の如く構成されたヒータ付酸素センサ１の
製法について述べる。
製法について述べる。
第４図には焼結一体化及びガラス接着を行う前の各部
材の立体構成図を示す。これにおいて、まず、固体電解
質板４を製作すべく、ジルコニア粉末から形成したジル
コニア生シート40の両面に、白金微粉末やガラス粉末、
有機粘液等で形成した白金ペーストでもって白金電極パ
ターン50,60と、これに連続したリードパターン51、61
をスクリーン印刷によって付着せしめた後、他のジルコ
ニア生シート41,42を積層して一体焼結する。また、外
壁部材７を作製すべくアルミナ生シート70と、第３図で
示した空間6aとする切抜きを施したアルミナ生シート71
を重ね合わせ一体焼結することによってセンサＳが製作
される。
材の立体構成図を示す。これにおいて、まず、固体電解
質板４を製作すべく、ジルコニア粉末から形成したジル
コニア生シート40の両面に、白金微粉末やガラス粉末、
有機粘液等で形成した白金ペーストでもって白金電極パ
ターン50,60と、これに連続したリードパターン51、61
をスクリーン印刷によって付着せしめた後、他のジルコ
ニア生シート41,42を積層して一体焼結する。また、外
壁部材７を作製すべくアルミナ生シート70と、第３図で
示した空間6aとする切抜きを施したアルミナ生シート71
を重ね合わせ一体焼結することによってセンサＳが製作
される。
上記のように製作した白金電極５（50）、６（60）を
備えたジルコニア焼結体に対し、外壁部材７（70,71）
をガラス接着することによってセンサＳが完成する。
備えたジルコニア焼結体に対し、外壁部材７（70,71）
をガラス接着することによってセンサＳが完成する。
一方、セラミックヒータＨはアルミナ生シート90に、
タングステン又はタングステンとモリブデンなどの微粉
末とガラス粉末や有機性粘液などを練り合わせてなるタ
ングステンペーストでもって発熱抵抗体10とする導電パ
ターン100をスクリーン印刷した後、他のアルミナ生シ
ート91を重ね合わせ焼結一体化することによりヒータＨ
が製作される。
タングステン又はタングステンとモリブデンなどの微粉
末とガラス粉末や有機性粘液などを練り合わせてなるタ
ングステンペーストでもって発熱抵抗体10とする導電パ
ターン100をスクリーン印刷した後、他のアルミナ生シ
ート91を重ね合わせ焼結一体化することによりヒータＨ
が製作される。
上述のようにして、それぞれ製作されたセンサＳ、ヒ
ータＨは所定の機能、特性を備えたものであるかどうか
の製品検査をした後の良品のみを用い、センサＳとヒー
タＨとを接着面11においてガラス付けを行うとともに各
リード5b、6b、10aをロウ付け等の手段により接合する
ことによってヒータ付酸素センサ１として完成される。
なお、上記におけるガラス接着を行うために用いるガラ
ス材は接着する両部材のほぼ中間の熱膨張率をもったも
のが望ましい。
ータＨは所定の機能、特性を備えたものであるかどうか
の製品検査をした後の良品のみを用い、センサＳとヒー
タＨとを接着面11においてガラス付けを行うとともに各
リード5b、6b、10aをロウ付け等の手段により接合する
ことによってヒータ付酸素センサ１として完成される。
なお、上記におけるガラス接着を行うために用いるガラ
ス材は接着する両部材のほぼ中間の熱膨張率をもったも
のが望ましい。
叙上のように本発明によれば、ヒータ付酸素センサに
おいて、タングステン又はタングステンとモリブデン材
料から成る発熱抵抗体をアルミナセラミック体中に埋
設、内蔵したセラミックヒータと、別途製作した酸素セ
ンサとをガラス接着して構成、製作したことから、低消
費電力で、かつ発熱抵抗体として貴金属である白金を使
用しないことから大幅なコストダウンを図ることが可能
となり、しかも別途に製作したセンサ、ヒータのうち選
別した良品のみを用いてガラス接着して構成することか
ら歩留率が非常に良いなどすぐれた特長をもっている。
おいて、タングステン又はタングステンとモリブデン材
料から成る発熱抵抗体をアルミナセラミック体中に埋
設、内蔵したセラミックヒータと、別途製作した酸素セ
ンサとをガラス接着して構成、製作したことから、低消
費電力で、かつ発熱抵抗体として貴金属である白金を使
用しないことから大幅なコストダウンを図ることが可能
となり、しかも別途に製作したセンサ、ヒータのうち選
別した良品のみを用いてガラス接着して構成することか
ら歩留率が非常に良いなどすぐれた特長をもっている。
第１図は本発明実施例によるヒータ付酸素センサの平面
図、第２図は第１図におけるヒータ付酸素センサのＸ−
Ｘ線断面図、第３図は第２図におけるＹ−Ｙ線断面図で
あり、第４図は本発明実施例によるヒータ付酸素センサ
の製造方法を説明するための立体構成図である。第５図
は従来のヒータ付酸素センサの要部横断面図である。 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
図、第２図は第１図におけるヒータ付酸素センサのＸ−
Ｘ線断面図、第３図は第２図におけるＹ−Ｙ線断面図で
あり、第４図は本発明実施例によるヒータ付酸素センサ
の製造方法を説明するための立体構成図である。第５図
は従来のヒータ付酸素センサの要部横断面図である。 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
Claims (3)
- 【請求項１】固体電解質板の両面に向かい合った状態に
白金電極を設けるとともに、双方の電極を覆う空間をそ
れぞれ形成してなり、これらの空間のうち一方には基準
ガスとしての大気を導入するための大気導入孔を連通
し、他方には被測定ガスを導入するための導入孔を連通
してセンサ部を形成し、該センサ部における上記大気導
入孔に連通した空間側を除く部位に、タングステン又は
タングステン−モリブデン系の発熱体が埋設されたセラ
ミックヒータを接合したことを特徴とするヒータ付酸素
センサ。 - 【請求項２】上記大気導入孔がセンサ部の主平面に開口
していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
ヒータ付酸素センサ。 - 【請求項３】両面に向かい合った状態に白金電極を設け
て成る固体電解質板に対し、双方の電極を覆う空間をそ
れぞれ形成し、これらの空間のうち一方には基準ガスと
しての大気を導入する大気導入孔を、他方には被測定ガ
スを導入するための導入孔をそれぞれ連通するように、
切欠溝、孔などを形成したセラミック生シートを積層し
焼結一体化して酸素センサ部を得る工程と、 アルミナ生シート間にタングステン又はタングステン−
モリブデン系の発熱体を介在させ焼結一体化してセラミ
ックヒータを得る工程と、 上記各工程により得た酸素センサ部の大気導入孔に連通
した空間側を除く部位にセラミックヒータを接合する工
程よりなるヒータ付酸素センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154722A JPH0814564B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | ヒ−タ付酸素センサとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154722A JPH0814564B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | ヒ−タ付酸素センサとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639860A JPS639860A (ja) | 1988-01-16 |
| JPH0814564B2 true JPH0814564B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=15590529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61154722A Expired - Fee Related JPH0814564B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | ヒ−タ付酸素センサとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814564B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4721593B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2011-07-13 | 京セラ株式会社 | 酸素センサ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589742A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-07 | Toray Ind Inc | Oxygen concentration cell of solid electrolyte |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP61154722A patent/JPH0814564B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS639860A (ja) | 1988-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4505806A (en) | Oxygen sensor | |
| US4655901A (en) | Oxygen sensor element | |
| US8414752B2 (en) | Multilayer ceramic NOx gas sensor device | |
| EP0162603B1 (en) | Electrochemical device and method of manufacturing the same | |
| US20030146093A1 (en) | Oxygen sensor | |
| US8470147B2 (en) | Co-fired gas sensor | |
| EP0203351B1 (en) | Oxygen sensor element and process for producing the same | |
| US20210310972A1 (en) | Particulate-matter detecting sensor element | |
| JP3866135B2 (ja) | 積層型ガスセンサ素子及びその製造方法並びにガスセンサ | |
| JPH0814564B2 (ja) | ヒ−タ付酸素センサとその製造方法 | |
| JPH03149791A (ja) | セラミックヒータ | |
| JPS60196659A (ja) | センサ用抵抗測定電極 | |
| JP2800196B2 (ja) | 積層型酸素濃度センサの製造方法 | |
| JP3679609B2 (ja) | ガスセンサ及びその製造方法 | |
| JP4061125B2 (ja) | 酸素センサ素子の製造方法 | |
| JP3850286B2 (ja) | 酸素センサ | |
| JPH02124456A (ja) | 固体電解質素子の接続構造 | |
| JP2004117098A (ja) | 酸素センサ素子 | |
| US11892422B2 (en) | Particulate-matter detecting sensor element | |
| JPH0533959Y2 (ja) | ||
| JPH04151550A (ja) | ヒータ付酸素センサ | |
| JP2714476B2 (ja) | 圧力検出器 | |
| JP4721593B2 (ja) | 酸素センサ | |
| JPH0412421B2 (ja) | ||
| JP2004327256A (ja) | セラミックヒータおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |