JPS5946549A - 酸素濃度検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸素濃度検出器に関するものである。

従来この種の検出器として、管状の固定電解質体の内側
にヒータを配置固定したものがある。

かかる検出器においては、ヒータの確実な固定構造を要
求されているが、従来種々提案されているものは、いず
れも実用性に乏しく、信頼性にも下室のあるものが多い
。

（１） 本発明の目的は上述の要求を満足するようにした酸素濃
度検出器を提供しよう１とするものである。

以下本発明を具体的実施例に従って詳細に説明する。第
１図において、一端が閉じ他端が開いた管状の固定電解
質体１は例えばＺｒＯ２とＹ　２０３との固溶体で構成
してあり、酸素イオンを伝導させる性質を有している。

この固体電解質体１は金属パツキン３を介して金属ハウ
ジング２５の内側に配置されている。ハウジング２５の
外周には、内燃機関の排気管に取付けるための取付フラ
ンジ部２が固定されている。また、ハウジング２５の下
端には２重管式の多孔保護管４が固定されている。棒状
のヒータ９の外周には耐熱性金属製リング状フランジ部
６がロー付は接合しである。このヒータ９は、そのフラ
ンジ部６を固定電解質体１の内側の座部１ａに例えばＮ
ｉ製パツキン５を介して支持することで固体電解質体１
の内側に配置しである。金属円筒管１１のフレア部１１
ａがフランジ部６に当接してあり、この状態で可撓性を
有する電気絶縁粉体を成形したもの（例えばタル（２） り）あるいは、電気絶縁性と耐熱性を有する弾性体（例
えば雲母）で構成したシール材７を入れた後、圧力をか
けて一時的に固定し、絶縁碍子１２、破水対策用金属円
筒管１３、絞めリング８を図のごとく組付け、ハウジン
グ２５の上端を絞ることにより、ヒータ９のフランジ部
６を挟持固定しである。ヒータ９のヒータ線のリード線
２６ａ、２６ｂは２個の連通孔（図示なし）を有する碍
子管１０および２個の連通孔（図示なし）を有する耐熱
性の弾性電気絶縁管１４を通してあり、この絶縁管１４
の位置で金属円筒管１１を絞めてリード線２６ａ、２６
ｂを保持している。リード線２６ａ、２５ｂを保持して
いる。リード線２６ａ、２６ｂはそれぞれターミナル１
８．１９に溶接しである。なお、リード線２０．２１は
ターミナル（図示なし）に絞めて外部へ取り出しである
。上記固定電解質体１の内、外周側には例えばｐｔのご
とき電極１ａ、Ｉｂが設けである。そのうち、外側電極
１ｂは、パツキン３を介してハウジング２５に電気的に
接続しである。一方、内側電極１（３） ａは、パツキン５、フランジ部６、金属円筒管１１、こ
の金属円筒管１１の先端に溶接したターミナル１７を介
してこれに絞めたリード線２３に電気的に接続しである
。なお、上記ターミナル１８．１９の間には両者の電気
絶縁のため電気絶縁円筒管２２が配置しである。一方、
耐熱性ゴム２４と金属円筒管Ｉ６とはリード線２０，２
１．２３の保持と固定電解質体１の被水とを防ぐために
リード線２０．２１の部分で絞めて固定しである。

なお、固定電解質体１の内側は円筒管１３と円筒管１６
との接触部Ｘの微小隙間、円管管１３の孔１３ａ１円筒
管１１の孔１１ｂ１円筒筒１１の内周と碍子管１０の外
周との間の微小隙間、およびフランジ部６に設けた微小
孔（図示なし）を介して大気と連通ずる構造となってい
る。

第３図〜第５図は前述したヒータ９の具体的構成を示す
ものであり、これについて以下説明する。

第３図はヒータ線９ａ、９ｂの周りを、セラミック材料
を焼結してなる碍管９ｃで覆い、この碍管９ｃにフラン
ジ部６をロー付けもしくはメタラ（４） イズしたものである。

第４図はセラミック碍管９ｃの内部にヒータ線９ａ、９
ｂを通し、かつ碍管９Ｃの外周にヒータ線９ａ、９ｂを
巻回し、この巻回部にセラミックコーティング層９ｄを
施し、更に碍管９ｃにフランジ部６をロー付けもしくは
メタライズしたものである。

第５図は耐熱金属管９ｅの内部に電気絶縁粉末９ｆを介
してヒータ線９ａ、９ｂを収容し、金属管９ｅの外周に
フランジ部６をロー付けしたものである。

上記構成によれば、ヒータ９は確実に固体電解質体１と
絶縁碍子１２との間に挾持させれ、しかもシール材７に
より固定電解質１の内外部の電極１ａ、Ｉｂ間の確実な
電気絶縁が達成される。

なお、本発明は上述した実施病に限定されず、以下のご
とく種々の変形が可能である。

（１）上述の実施例では、固定部材としての絶縁碍子１
２と固体電解質体１の開口端側との間でシール材７を介
してヒータ９のフランジ部６を挟持面（５） 定したが、例えば第６図のごとくシール材７を廃止し、
直接的に挾持固定するようにしてもよい。

（２）第５図のヒータ構造ではフランジ部６と金属管９
ｅとは別体であるが、両者を一体化しても勿論よい。

（３）ヒータは金属ヒータ線により構成しであるが、セ
ラミック電気抵抗発熱体によりヒータ線を構成してもよ
い。

（４）上述の実施例は、固定電解質体の内側と外側との
間の酸素濃度差に基づいて生じる起電力によって、検出
ガス中の酸素濃度を測定するものであるが、外側の電極
１ｂの周りにセラミック製の多孔構造をもった拡散抵抗
層を設け、固体電解質体の内、外の電極間に電圧を印加
し、検出ガス中の酸素イオンを固体電解質体の内部に拡
散させて限界電流値を求めることにより、検出ガス中の
酸素濃度を検出するものにも本発明を適用できる。

（５）本発明は内燃機関以外の燃焼機構から排出される
ガス中の酸素濃度の測定にも適用できることは言うまで
もない。

（６） 以上述べたように、本発明においては、ヒータの確実な
る保持を達成でき、また簡単な構造であり、実用性、信
頼性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の要部を示す断面図、第３図〜第５図は本発明におけ
るヒータの構造例を示す断面図、第６図は本発明の他の
実施例を示す断面図である。 １・・・固体電解質体、６・・・フランジ部、７・・・
シール材、ｌａ・・・絶縁碍子。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 （７）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一端が閉じ他端が開いた管状の固定電解質体と、外周に
   フランジ部を有したヒータとを備え、前記固体電解質の
   前記他端の内側に座部を設け、前記ヒータのフランジ部
   を前記座部に支持して前記固定電解質体の内側へ前記ヒ
   ータを配置し、かつ前記固定電解質体の他端側に対向配
   置した固定部材と前記固定電解質体の他端側との間で、
   前記ヒータのフランジ部を挾持固定した酸素濃度検出器
   。