JPS633250A

JPS633250A - 酸素センサ

Info

Publication number: JPS633250A
Application number: JP61146209A
Authority: JP
Inventors: Hisaharu Nishio; 久治西尾; Kazuo Taguchi; 一夫田口; Tatsuya Yamada; 山田　達哉
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1986-06-24
Filing date: 1986-06-24
Publication date: 1988-01-08

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】（産業上の利用分野）本発明は、酸素センサ、特に車両の排ガス系に配備され
る酸素センサ（以下、車両用酸素センサという。）に関
する。

（従来技術および問題点）車両用酸素センサには１袋状の固体電解質素子を有し、
該素子の内外面に一対の電極を備え、内面側の電極（基
準電極）を基桑酸素ガスに、外面側の電極（測定電極）
を測定酸素ガスに接触させ、素子内外面の酸素濃度差に
対応して両電極間に電位差を生ぜしめ、かかる電位差に
基づく信号を制御回路に出力し、酸素濃度を検知するよ
うにしたものがある。

そして、かかる車両用酸素センサは、そのハウジングが
排ガス系のマニホールドに取付けられ。

−方の電極（通常は基や電極）を制御回路に導通する一
方、他方の電極（通常は測定電極）をハウジングしたが
って排ガス系を通じてアースしていた（例えば、特公昭
５９−４１９５２）。

しかしながら、この種の酸素センサにあっては、出力が
微弱であることからエンジン系の若丁のノイズ、たとえ
ば点火プラグによるノイスまたはアース電流の電位差に
よるノイズによっても影響を受けてしまい、正確な検知
が困難である。といった問題を有する。

そのため、酸素センサの出力に関与したノイズを電気的
に低減するノイズフィルタを制御回路に内蔵する試みも
考えられるが、装置が慢雑化し。

コスト高になるほか、ノイズの完全な除去は困難である
。

（問題点の解決手段）本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、エン
ジン系のノイズによって酸素センサの出力が影響される
ことを極力抑止し、車両用酸素センサによる正確な酸素
濃度の検知を可能にすることにある。

本発明の酸素センサは、先端部が検出部とされ、後端部
が出力取出部とされた袋状の固体電解質素子と、該検出
部において該素子の内外面に備えられた一対の電極と、
該素子および該電極を収・容するハウジングと、からな
り：前記素子の外面に備えられ、先端が該外面に儀えら
れた前記電極の後端に接続されるとともに後端が前記出
力取出部に至るリード：および前記素子の外面に積層さ
れ、前記ハウジングとの係合部位を少なくとも含む位置
において前記リードを波頂する絶縁層：を有することを
特徴とする。

（実施態様）（１）前記リードとしては、素子外面の先後方向に沿っ
て帯状に延びたものが好ましい。

リードの材料としては、貴金属たとえば白金（Ｐｔ）が
挙げられる。

（２）前記絶縁層としては、リードの先端（外側電極と
の接続に供される部分）および後端（素子の出力取出部
であって、後記中間リードとの接続に供される部分）を
除き、リードをｌ＆ｆｆｌしたものが好ましい。

絶縁層の材料としては、セラミンク、ガラスまたはセメ
ントが挙げられる。

（作　用）こうした構成とすることにより、固体電解質素子の内外
面の酸素濃度差に基づく電極からの信号をハウジングを
介することなく、リードを通じてハウジング外に出力（
アース）することができる。

（実施例）以下１本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第４図において、１は酸素センサであり、この
酸素センサ１は、車両のエンジン系の排ガスマニホール
ド２に取付けられ、その信号が制御回路３に出力される
ものである。

前記酸素センサ１は、大略、酸素ガス濃度に応じて分圧
差を生ずる袋状の固体電解質素子４と。

素子４に基づく信号を前記制御回路３に出力するリード
素５と、素子４およびリード素５　（の−部）を包囲す
るハウジング６とから構成されている。

前記素子４は、その先端部が検出部４ａとされ、その外
側には排ガスＡが、その内側には基■ガスＢがそれぞれ
存在し、排ガスＡと基帛ガスＢとによって酸素濃度差を
生じ得るようになっている。また、その後端部は出力取
出部４ｂとされ。

素子４からの信号はこの出力取出部４ｂより前記制御回
路へ伝送される。なお、４ｃは素子４の先後方向中間部
位において外方に突出形成された鍔部である。

この素子４には、検出部４ａの周囲り方向全域において
、その内面に多孔性基準電極７．その外面に多孔性測定
電極７゛が備えられ、前記酸素濃度差に基づいて電位差
を生じるようになっている。

前記リード索５は、素子リード８，８°、外部リード９
．９′および中間リード１０．　１０°からなる。素子
リード８，８°は、索子４の内外面に備えられるもので
あり、その先端が各電極７，７゜の後端に接続されて素
子４形状に沿って後方へ帯状に延び、出力取出部４ｂに
至っている。−方。

外部リード９，９°は、前記制御回路３から伸び、前記
ハウジング６の後端部に挿入されている。中間リード１
０．１０’は、ハウジング６内にお１）て前記素子４の
出力取出部４ｂと外部リード９．９°の挿入端部との間
に配設され、素子４に係る一対の電極７，７°と制御回
路３に係る一対の外部リード９．９°とを接続している
。ここでは、中間リード１０．１０°は、その先端部が
バネ性帯状体ｌＯａ　、　１０’ａとされ、素子４の出
力取出部４ｂにおいて、帯状体１０ａが素子リード８後
端に接触されるとともに、帯状体１０°ａが素子リード
８°後端に接触されることにより、電極７，７゜と中間
リードｌｏ、　　ｔｏｏとが素子リード８，８°を介し
て接続されている。−方、中間リード１０゜１０°°の
後端部は割欠き筒状体１０ｂ、　１０°ｂとされ。

この筒状体１０ｂ、　１０°ｂが外部リード９，９°の
挿入端部にそれぞれ嵌合されることにより、制御回路３
と中間リード１０．　１０°とが外部リード９゜９°を
介して接続されている。そして、制御回路３において、
測定電極７°に係る出力がアースされる。

ここで、前記素子４の外面側においては、測定。

電極７゛を被覆して多孔性保護層１１が積層されるとと
もに、素子リード８゛　（ただし、中間リード１０°と
の接続に供される後端部８°ａを除く。）を被覆して絶
縁層１２が積層されている。なお、　７１＋１１定電極
７“および保護層１１か多孔性であることから、排ガス
Ａの素子４への接触が確保されている。

前記ハウジング６は、前記マニホールド２に固定される
取付金具１３を有し、この取付金具１３の先方には素子
４の検出部４ａの熱劣化を防止する保護キャップ１４が
配設される一方、後方には前記中間リードｔｏ、　ｔｏ
’および外部リード９，９゛の一部（挿入端部）を包囲
して第一筒体１５および第二筒体１６が配設されている
。取付金具１３の内面側には段部１３ａが形成されてお
り、この段部１３ａに前記素子４の鍔部４Ｃの相当部位
が係合し、後方より封止体１７により押圧されることに
より、素子４が所定位置に保持されている。筒体１５．
　ｌ［ｉと外面側の素子リード８°、中間リード１０．
１０’　との間には先後方向に亘って適宜に絶縁体１８
．１８．１８か介装されている。

なお、１９はヒータ、そして２０は該ヒータに係るリー
ド素である。

次に、こうした構成の酸素センサについて、その作用を
述べる。

いま、酸素ガスの濃度差に基づく電位差が画電極７と７
′との間に発生したとする。すると、基り電極７からの
信号は、素子リード８．中間リードＩＯおよび外部リー
ド９を介して、制御回路３に出力される。−方、測定電
極７°からの信号は。

素子リード８°、中間リードｌＯ°および外部り一部９
°を介して、制御回路３に出力され、アースされる。こ
こで、こうした信号の出力系は２両電極７．７°のいず
れに係るものについても、エンジン系に導通し得るハウ
ジング（すなわち取付金具１３．保護キャップ１４およ
び筒体１５．１６）とは。

絶縁体索（すなわち、絶縁層１２および絶縁体１８゜１
８、１８）によって絶縁されている。そのため、酸素セ
ンサ１からリード素５を経由して制御回路３に至る出力
信号か、エンジン系からのノイズに。

よって殆んど影響を受けない。

（他の実施例）（１）前記固体電解質素子４は、その鍔部が後端部すな
わち出力取出部となるものであってもよい。

この場合、素子リード８゛は素子４後端面に延在させ１
面接触により出力取出を行なうようにするとよい。

（２）前記固体電解質素子４は、その外周面を先後方向
全域に亘って略平坦面としくこれに伴って。

測定電極７も平坦状に形成し）、絶縁層１２によって取
付金具１３に係合する鍔部を形成してもよい。

（３）前記電極７，７°に係る信号は、エンジン系に直
結するハウジング６を通じてアースしない限り、いかな
る態様によってアースしてもよい。

たとえば、外部リード９°によってハウジングδ外に出
力された信号を、制御回路３を経由することなくアース
してもよい。また、基準電極７に係る信号をアースして
もよい。

（４）前記出力取出部４ｂにおける素子リード８゜８“
と中間リード１０．１０°との接続は９種々の手段が採
用できる。具体的には、接合（たとえば溶接）または係
止（たとえば係止リング）等てある。

（発明の効果）以上の如く９本発明によれば、前述した従来技術の問題
点を解消して、酸素センサによる酸素濃度の検知精度を
向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係る酸素センサの取付位置の一例を
示す一部断面図。第２図は１本発明の一実施例の全体を示す一部断面図。第３図は、前記実施例の固体電解質素子に係るリート状
部を示す斜視図、そして第４図は、前記実施例の要部拡大断面図。を表わす。１・・酸素センサ、　　４・・・固体電解質素子。４ａ・・・検出部、　　　　４ｂ・・・出力取出部。６・・ハウジング。７．７°・・・電極（基準電極、測定電極）。８°・・・リード（外面に備えられた素子リード）。１２・・・絶縁層。出願人　　Ｕ本特殊陶業株式会社代理人　　弁理士　加　藤　朝　道　（他１名）第１図り第２図第３図第４図７′

Claims

【特許請求の範囲】先端部が検出部とされ、後端部が出力取出部とされた袋
状の固体電解質素子と、該検出部において該素子の内外
面に備えられた一対の電極と、該素子および該電極を収
容するハウジングと、からなり、前記素子の外面に備えられ、先端が該外面に備えられた
前記電極の後端に接続されるとともに後端が前記出力取
出部に至るリード、および前記素子の外面に積層され、前記ハウジングとの係合部
位を少なくとも含む位置において前記リードを被覆する
絶縁層、を有することを特徴とする酸素センサ。