JPS587328Y2 - 酸素センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内部に分割したセラミックを内装した酸素セ
ンサ昏こ関するものである。

「酸素センサ」とは、酸素イオン伝導性を持つ特殊なセ
ラミック材料である固体電解質を隔壁としで用い、酸素
濃淡電池を構成し、被測定ガス部分と基準ガス部分の酸
素分圧の差異によつ（発生する起電力を測定することに
より、被測定部分の酸素濃度を分析するものである。

従来より、酸素センサでは標準酸素分圧として大気を使
用するかまたは金属とその金属酸化物との平衡酸素分圧
が利用されでいる。

しかしで、後者のように金属とその酸化物を用いる酸素
センサにあっては、固体電解質容器に充填された金属と
その酸化物が、使用時に空気中の酸素、水蒸気などによ
り高次の酸化物に変化することにより酸素センサの耐久
性が低下したり、また固体電解質容器中に排気ガスを浸
入することにより、排気ガス中の酸素濃度に対応した正
確な起電力を生じなくなるなどの欠点を有していた。

それ故、従来この欠点を解決するために、無機質封入材
などにより固体極の封入が行われているが、そのほか固
体電解質容器から両金属電極間に発生した起電力リード
線を用いて取り出す際、酸素センサ内に断熱性のセラミ
ックを充填して該リード線が短絡するのを防止する一方
、この断熱性セラミックに水分の浸入を防止する役割も
させている。

しかしながら従来の断熱性セラミックは。セラミックを
所定形状に一体的に形成し、これを酸素センサ内（こ充
填していたが、これでは酸素センサの先端部と端末部の
ように、同じセラミック内で熱い排気ガスに触れる部位
と、冷却している部位での温度差がひらき過ぎ、温度勾
配が大きくなるために、その結果上じる熱応力によって
セラミックが破損しやすくなるという欠点があった。

本考案は、上記欠点を解消し、より熱応力の小さいセラ
ミック構造を有する酸素センサを得ることを目的とした
ものである。

すなわち１本考案による酸素センサは、上述の構造にお
いて、センサ素子に電気的に接続したリード部を外部へ
絶縁して引き出すためのセラミック部材を、酸素センサ
の軸方向に複数個に分割し。

相互に適度の空間を有するようにしたことを特徴とする
ものである。

本考案を図を用いて更（こ説明すると、内側（こ固体極
側電極３を形成した固体電解質容器１に、金属及びその
酸化物から成る混合物２を充填し、そして外側には排気
ガス側電極４を形成する。

このように両表面上に金属電極を形成した酸素センサ素
子は、耐熱性絶縁材５を介しでボデー１１（こ保持され
、車輛のエキゾーストマニホルド、排気管等が取付けら
れる。

その取付けは、排気ガス側電極４が排気ガスに触れるよ
うに行い、該電極４の更に外側に多数の孔を穿設した保
護カバー１２を設けでいる。

両電極３，４に、それぞれリード線６ Ｔを接続し１両
電極間に発生した起電力を外ツ 部に取り出せるようをこしである。

ボデー１１の保護カバー１２と反対側の部分には、カバ
ーチューブ１４が結合しであり、シール材１３によって
カバーチューブ１４とボデー１１を液密とする。

更にカバーチューブ１４のボデー１１と反対側の端部に
は耐熱弾性体１５、例えばテフロン登録商標名成形体が
圧入してあり、圧入取付け１こよってカバー−チューブ
１４とボデー１１間のシールを確保しでいる。

金属電極３，４に接続するリード線６．γは、耐熱弾性
体１５を貫通して外部に引き出してあり、該貫通部にお
いでリード線６ Ｔは被覆されでいることが望ましい。

上記のように構成された酸素センサに、リード線が短絡
しないように、ボデー１１．カバーチューブ１４及び耐
熱弾性体１５で構成される空間に。

セラミック成形体を充填するが、このときセラミック成
形体は、外部の空気で冷却される部分１０と排気ガスに
より加熱される部分８と１こ分割した構造とする。

その際１両セラミック部分８，１０が互い（こ接触しな
いようにするため１両者の間に生じた空隙にクッション
材９を介装するようにしてもよい。

本考案（こよって得られる酸素センサは、上記のように
セラミックを分割構造にしたことで、従来の一体的に形
成されたセラミックを内装した酸素センサーこ比べ、セ
ラミック１個の熱容量が小さくなり、温度匂配も小さく
なるため、内部熱応力による破損を回避することができ
る。

また、このセラミックは１例えば２個以上の部分に分割
した構造としでもよく、その際各セラミック間には、ク
ッション材９を充填して相互の接触を防ぐようにすると
好ましい。

このときクッション材として断熱性に優れた材料を用い
れば１両セラミック間の温度匂配を小さくするという目
的に非常に有効である。

本考案により構成された酸素センサは、たとえ一方のセ
ラミックに亀裂が生じたとしても１分割面で停止して他
方に影響を及ぼすことがなく、また亀裂が生じた部位を
選択的に交換することもできるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図は本考案による分割セラミック構造を有する酸素セン
サの断面図を表わす。 図中、１・・・・・・固体電解質容器、２・・・・・・
混合充填物（固体極）、３・・・・・・固体極側電極、
４・・・・・・排気ガス側電極、５・・・・・・耐熱性
絶縁材、６ ７・・・・・・リツ ード線、８，１０・・・・・・セラミック、９・・・・
・・クッション材、１１・・・・・・ボデー、１２・・
・・・・保護カバー１３・・・・・・シール材、１４・
・・・・・カバーチューブ。 １５・・・・・・耐熱弾性体を表わす。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 固体標準極型酸素センサ素子を該素子が排ガスに接触す
   るようにボデー先端部分に保持させ、該素子の後方のボ
   デー内に前記素子からのリード部を絶縁して外部へ引き
   出すためのセラミック部材を装填しでなる酸素センサに
   おいで。 前記セラミック部材を酸素センサの軸方向に複数個に分
   割し、相互に適度の空間を有するようにしたことを特徴
   とする酸素センサ。