JPS633252A

JPS633252A - 酸素センサ

Info

Publication number: JPS633252A
Application number: JP61146211A
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
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0833369B2

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２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（Ｘ
準電極）を基準酸素ガスに、外面側の電極（ｉｎ＋定電
極電極測定酸素ガスに接触させ、素子内外面の酸素、つ
反差に対応して画電極間に電位疋を生せしめ、かかる電
位λに基づく信号を制御回路に出力し、酸素１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（通常は基準電極）を制御回路に導通する一
方、他方の電極（通常は測定７に極）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（たとえば、特
公昭５９−４１９５２）。

しかしながら、この師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干のノイズ、たとえ
ば点火プラグによるノイズ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、装置が複雑化し。

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；および前記素子と前記ハウジング
との間に、前記リードの存在部位を少なくとも含む位置
において介装された絶縁体；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）前記絶縁体としては、前記素子の鍔部に対して、
より先方に位置する絶縁体とより後方に位置する絶縁体
とからなる分割されたものが好ましい。

絶縁体の材料としては、セラミック、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、固体電解質索子の内外
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、その信号がル制御回路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、！！、　ｇａガスＢ
かそれぞれ存在し、排ガスＡと基準ガス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゛が偏えられ、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。

前記リード素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、素子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内において前記素子４の
出力取出部４ｂと外部リート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１０ａ、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ｌＯ°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ｔｏ、　　１０°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゜ｌＯｏ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
１Ｍ１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が積層されて・おり、測定
電極７′および保護層１１が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の先方には索子
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１０．１０’
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１Ｂが配設されている。

取付金具１３の内面側にはテーパ段部Ｌ３ａが形成され
ている。

前記素子４と前記取付金具１３との間には、素子リード
８°と取付金具１３との絶縁性を確保するために絶縁体
１７が介装されている。この絶縁体１７は、先方より後
方へ向かって順次位置する先方絶縁体１８．中間絶縁体
１９および後方絶縁体２０からなる。先方絶縁体１８は
、その内面中央にテーパ部１８ａ、外面先端にテーパ部
１８ｂを有する筒状体であり、内面テーバ部１８ａが前
記鍔部４Ｃの先方テーバ部に当接する一方、外面テーパ
部１８ｂが前記段部１３ａに当接している。中間絶縁体
１９は、セラミック粉末からなるものである。後方絶縁
体２０は、その外面後端が大径部２０ａとされた筒状体
であり、この大径部２０ａが取付金具１３の後端部（そ
の内径が若干大径とされている。）に係止することによ
り先後方向への変位が規制されている。ここで、取付金
具１３の後端はかしめられており、前記第一筒体１５先
端の外向きフランジ１５ａを介して後方絶縁体２０シた
がって中間絶縁体１９が素子４の鍔部４Ｃを後方より押
圧する一方、取付金具１３の段部１３ａしたがって先方
絶縁体１７が該鍔部４Ｃを先方より押圧し、これによっ
て素子４は取付金具１３に対して所定位置に保持されて
いる。なお、２１は金属パツキンである。

また、筒体１５．１Ｂ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２２．２２が介装されている。

なお、２３はヒータ、そして２４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か画電極７と７
°との間に発生したとする。すると、括準電極７からの
信号は、素子リード８．中間リード１０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１０゛および外部り−ド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９両電極７，７°のいず
れに係るものについても、エー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１５．１Ｂ）とは。

絶縁素（すなわち、絶縁体１７および絶縁体２２゜２２
）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に至る出力信号が、
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、索子４後力に位置することとなる取付金具１
３に係る絶縁体１７（前記実施例においては中悶絶縁体
１９および後方絶縁体２０）は、より径方向内方まで位
置させるとよい。

（２）前記絶縁体［７の分割位置は、素子リード８゜と
取付金具１３との絶縁性を確保しかつ素子４を所定位置
に保持する限り、鍔部４Ｃに係る素子４の最大径部にお
いて先後方向のいかなる位置としてもよい。

（３）前記絶縁体１７は９周回り方向全域に位置する筒
状体でなく、素子リード８′の存在位置のみに存在する
ものであってもよい。この場合、素子４と絶縁体１７と
の相対回転を防止するため、素子４もしくは絶縁体１７
に係上部を備えるか、または別途係止部材を備えるとよ
い。

（４）電Ｔｈ７．７’　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６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■電極７に係る信号をアースして
もよい。

（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ド状
態を示す斜視図、そして第４図は、前記実施例の絶縁体（取付金具に係るもの）
を示す斜視図であって、第４図（イ）は先方絶縁体およ
び第４図（ロ）は後方絶縁体を示したもの。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４電極、測定電極）２８゛・・
・リード（外面に備えられた素子リード）。１７・・絶縁体。出願人　　日本特殊陶業株式会社代理人　　弁理士　加　藤　朝　道（他１名）第１図第２図　　７２４第３図第１

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、および前記素子と前記ハウジングとの間に、前記リードの存在
部位を少なくとも含む位置において介装された絶縁体、を有することを特徴とする酸素センサ。