JP2005326396A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】被測定ガスの温度やヒータ温度に対して安定したセンサ出力が得られるガスセンサを提供すること。
【解決手段】内部に大気室２００を設けると共に先端側が閉塞されたコップ型の固体電解質体２０と、該固体電解質体２０の被測定ガスと対面する側に設けた被測定ガス側電極２２と、大気室２００と対面する側に設けた基準ガス側電極２１とよりなるセンサ素子２を有し、該センサ素子２の大気室２００には通電により発熱するヒータ３が設けてある。上記被測定ガス側電極２２及び上記基準ガス側電極２１の少なくとも一方の配設領域は、上記固体電解質体２０と上記ヒータとの接触部３０１から、上記ガスセンサの軸方向に３〜１０ｍｍ離れている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用エンジン等の内燃機関の燃焼制御等に使用することができるガスセンサに関する。

自動車エンジンの排気系にガスセンサを設けて、排気ガス中の酸素濃度等から空燃比を測定し、これに基づいてエンジンの燃焼制御を行うことがある。
ここで使用するガスセンサとして、内部に大気室を設けると共に先端側が閉塞されたコップ型の固体電解質体と、該固体電解質体の被測定ガスと対面する側に設けた被測定ガス側電極と、大気室と対面する側に設けた基準ガス側電極とよりなるセンサ素子を有し、該センサ素子の大気室には通電により発熱するヒータを設けた構成が知られている。

ところで、センサ素子は素子活性温度に加熱せねば出力が得られない。
従ってエンジン始動直後より短時間でセンサ出力を得るために（早期活性）、排気ガスからの熱を獲得しやすい大気室のより先端側に突き当てるようにヒータを設けることが行われるようになった。

特開平１１−１５３５７１号公報

近年、排気ガス温度は規制強化等から以前より高くなる傾向がある。
また、エンジン始動から非常に短い時間でセンサ出力を得るためにヒータ温度を高くする傾向がある。
ところで、ガスセンサ素子においてセンサ出力が生じるセンシング領域は、被測定ガス側電極及び基準ガス側電極が固体電解質体を介して向き合うことで形成される。上記センシング領域が高温の排気ガスや高温のヒータによって過熱された場合、センサ出力が低下することがあった。
よって、本発明は、上記問題点を鑑みて、被測定ガスの温度やヒータ温度に対して安定したセンサ出力が得られるガスセンサを提供するものである。

第１の発明は、内部に大気室を設けると共に先端側が閉塞されたコップ型の固体電解質体と、該固体電解質体の被測定ガスと対面する側に設けた被測定ガス側電極と、大気室と対面する側に設けた基準ガス側電極とよりなるセンサ素子を有し、該センサ素子の大気室には通電により発熱するヒータが設けてあるガスセンサにおいて、
上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域は、上記固体電解質体と上記ヒータとの接触部から、上記ガスセンサの軸方向に３〜１０ｍｍ離れていることを特徴とするガスセンサにある（請求項１）。

第１の発明にかかるガスセンサは、被測定ガス側電極、基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域を固体電解質体とヒータとの接触部から軸方向に３ｍｍ以上離してある。
従って、センサ素子におけるヒータから最も熱が効率よく伝達されるヒータとの接触部から両電極を離して設けることができる。
これにより、ガスセンサ素子においてセンサ出力が生じる、被測定ガス側電極及び基準ガス側電極が固体電解質体を介して向き合うことで形成されたセンシング領域の過熱を防止して、ヒータ温度に対して安定したセンサ出力を得ることができる。

また、被測定ガス側電極及び基準ガス側電極の配設領域を固体電解質体とヒータとの接触部から軸方向に離す距離を１０ｍｍ以下としてある。これにより、ヒータによるセンシング領域の加熱の効果を確保し、素子活性に充分な温度まで昇温して、安定したセンサ出力を得ることができる。

第２の発明は、内部に大気室を設けると共に先端側が閉塞されたコップ型の固体電解質体と、該固体電解質体の被測定ガスと対面する側に設けた被測定ガス側電極と、大気室と対面する側に設けた基準ガス側電極とよりなるセンサ素子を有し、該センサ素子の大気室には通電により発熱するヒータが設けてあるガスセンサにおいて、
上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域は、上記固体電解質体の先端から上記ガスセンサの軸方向に３〜１０ｍｍ離れていることを特徴とするガスセンサにある（請求項３）。

第２の発明にかかるガスセンサは、被測定ガス側電極、基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域を固体電解質体の先端から軸方向に３ｍｍ以上離してある。
従って、被測定ガスから最も熱が効率よく伝達される固体電解質体の先端から両電極を離して設けることができる。
これにより、ガスセンサ素子においてセンサ出力が生じる、被測定ガス側電極及び基準ガス側電極が固体電解質体を介して向き合うことで形成されたセンシング領域の過熱を防止して、被測定ガス温度に対して安定したセンサ出力を得ることができる。

また、被測定ガス側電極及び基準ガス側電極の配設領域を固体電解質体の先端から軸方向に離す距離を１０ｍｍ以下としてある。これにより、ヒータによるセンシング領域の加熱の効果を確保し、素子活性に充分な温度まで昇温して、安定したセンサ出力を得ることができる。

第３の発明は、内部に大気室を設けると共に先端側が閉塞されたコップ型の固体電解質体と、該固体電解質体の被測定ガスと対面する側に設けた被測定ガス側電極と、大気室と対面する側に設けた基準ガス側電極とよりなるセンサ素子を有し、該センサ素子の大気室には通電により発熱するヒータが設けてあるガスセンサにおいて、
上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域は、上記ガスセンサの使用時の最高温度が３００〜８５０℃となる部分に設けてあることを特徴とするガスセンサにある（請求項５）。

第３の発明にかかるガスセンサは、被測定ガス側電極、基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域をガスセンサ使用時の最高温度が８５０℃以下となる部分に設けてある。
従って、センサ素子において高温となる領域から、ガスセンサ素子においてセンサ出力が生じる、被測定ガス側電極及び基準ガス側電極が固体電解質体を介して向き合うことで形成されたセンシング領域を離して設けることができ、センシング領域の過熱を防止して、被測定ガス温度及びヒータ温度に対して安定したセンサ出力を得ることができる。
また、上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極は、ガスセンサ使用時に温度が３００℃以上となる部分に設けている。３００℃より温度が低い場合、センシング領域が活性化温度に達せず、センサ出力が得られなくなるおそれがある。

第１の発明において、上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極は、少なくとも有効なセンサ出力が得られる程度にヒータ接触部から離して設ける必要がある。ただし、有効なセンサ出力が得られる距離は、固体電解質体のサイズや形状、ガスセンサの使用環境等によって変わるため、一律に限定することはできない。
また、第１の発明において、被測定ガス側電極、基準ガス側電極の少なくとも一方を、ヒータ接触部から軸方向に３〜１０ｍｍ離して設けることで、本発明の効果を得ることができる。
すなわち、センサ出力は被測定ガス側電極及び基準ガス側電極が固体電解質体を介して向き合うことで形成されたセンシング領域から生じ、従って一方の電極が部分的に過熱された場合であっても、他方の電極の温度が低ければ、センシング領域から生じる出力は、温度の低い電極に依存し、大きくなるためである。

次に、第１の発明にかかるガスセンサにおいて、上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域は、上記固体電解質体と上記ヒータとの接触部から、上記ガスセンサの軸方向に５ｍｍ以上離れていることが好ましい（請求項２）。
これにより第１の発明にかかる効果を確実に得ることができる。

また、第２の発明において、上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極は、少なくとも有効なガスセンサ出力が得られる程度に固体電解質体の先端から離して設ける必要がある。ただし、有効なセンサ出力が得られる距離は、固体電解質体のサイズや形状、ガスセンサの使用環境等によって変わるため、一律に限定することはできない。
また、第２の発明において、被測定ガス側電極、基準ガス側電極の少なくとも一方を、固体電解質の先端から軸方向に３〜１０ｍｍ離して設けることで、本発明の効果を得ることができる。
すなわち、センサ出力は被測定ガス側電極及び基準ガス側電極が固体電解質体を介して向き合うことで形成されたセンシング領域から生じ、従って一方の電極が部分的に過熱された場合であっても、他方の電極の温度が低ければ、センシング領域から生じる出力は、温度の低い電極に依存し、大きくなるためである。
次に、第２の発明にかかるガスセンサにおいて、上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域は、上記固体電解質体の先端から上記ガスセンサの軸方向に５ｍｍ以上離れていることが好ましい（請求項４）。
これにより第２の発明にかかる効果を確実に得ることができる。
なお、第１〜第３の発明において、被測定ガス側電極及び基準ガス側電極の厚みは、特に限定されない。

（実施例１）
本発明にかかるガスセンサについて、図１〜図４を用いて説明する。
本例のガスセンサ１は、図１に示すごとく、内部に大気室２００を設けると共に先端側が閉塞されたコップ型の固体電解質体２０と、該固体電解質体２０の被測定ガスと対面する側に設けた被測定ガス側電極２２と、大気室２００と対面する側に設けた基準ガス側電極２１とよりなるセンサ素子２を有し、該センサ素子２の大気室２００には通電により発熱するヒータ３が設けてある。
そして、図２に示すごとく、上記被測定ガス側電極２２及び上記基準ガス側電極２１の配設領域は、上記固体電解質体２０と上記ヒータ３との接触部３０１から、共に上記ガスセンサ２の軸方向にかかる距離Ｋが３〜１０ｍｍである。

以下、詳細に説明する。
本例のガスセンサ１は、自動車エンジンの排気管に取り付けて、排気ガス中の酸素濃度からエンジンの空燃比を測定し、空燃比制御に利用するものである。
ガスセンサ１は、図１に示すごとく、筒型のハウジング１０と、該ハウジング１０の内周面にパッキン１３１を介して支承したセンサ素子２と、ハウジング１０の先端側（図面における下方）に設けた内側カバー１１１、外側カバー１１２からなる被測定ガス側カバー１１と、ハウジング１１の基端側に設けた大気側カバー１２とからなる。
上記被測定ガス側カバー１１１の内部は被測定ガス側雰囲気１１０が形成され、大気側カバー１２の内部は大気側雰囲気１２０が形成される。なお、大気側雰囲気１２０から上記センサ素子２の大気室２００に大気が導入される。

上記センサ素子２とハウジング１０の内周面との間は、粉末シール材１３２、絶縁シール材１３３が設けてあり、絶縁シール材１３３の基端側に環状リング１３４を介してハウジング１０の基端側を折り曲げて、上記絶縁シール材１３３を所定の位置に固定する。
上記大気側カバー１２の基端側の外周面には、撥水フィルタ１２２を介して外側カバー１２１がかしめ固定され、また大気側カバーの基端側の内部には弾性絶縁部材１２３がかしめ固定されている。
更に大気側カバー１２の内部には大気側絶縁碍子１４が皿バネ１４０によって支承されて設けてある。

図１、図２に示すごとく、センサ素子２は内部に大気室２００を設けたコップ型の固体電解質体２０の内側面２０１に設けた基準ガス側電極２１、外側面２０２に設けた被測定ガス側電極２２とからなり、大気室２００にはセラミック製の棒状のヒータ３が、その先端の外周側で上記内側面２０１と接触するように差し込んである。
センサ素子２の内側面２０１の基端側と当接すると共に、上記ヒータ３の外周面を保持するよう構成した接触端子２３１が設けてあり、接触端子２３１の基端側は大気側絶縁碍子１４の内部で接続端子２４１を介してガスセンサ１外部に引き出されるリード線２５１と接続される。
また、センサ素子２の外側面２０２の基端側と当接する接触端子２３２は、その基端側において大気側絶縁碍子１４の内部で接続端子２４２を介してガスセンサ１外部に引き出されるリード線２５２と接続される。
上記接触端子２３１、２３２、接続端子２４１、２４２、リード線２５１、２５２を介してセンサ素子２の出力を取り出す。

また、上記ヒータ３は内部に通電により発熱する発熱体が設けてあるが（図示略）、この発熱体と電気的に導通したリード線３３１がヒータ３に設けてあり、このリード線３３１は上記大気側絶縁碍子１４の内部で接続端子３４１を介してガスセンサ１外部に引き出されるリード線３５１と接続される。
このリード線３５１を介してヒータ３に電力を印加する。
なお、上記リード線３５１は２本（一対）設けてあるが、図１からは見えない位置にあるため記載を省略した。

図３に示すごとく、上記被測定ガス側電極２２は、固体電解質体２０の先端側を残して形成し、また図１より明らかであるが、本例のガスセンサ素子２は、パッキン１３１と接する部分までが被測定ガス側雰囲気１１０にさらされているため、上記被測定ガス側電極２２は図３に示す符号ｍより先端側にのみ設けてある。
そして、符号ｍより基端側に、接触端子２３２と電気的に導通する接触電極２２９を設け、また接触電極２２９と被測定ガス側電極２２との間は幅細のリード部２２８で接続する。
また、図４に示すごとく、上記基準ガス側電極２１は、固体電解質体２０の先端側を残して形成し、センサ素子２が被測定ガスと接触可能な領域である符号ｍより先端側に相当する大気室２００の内側面２０１に設けてある。
そして符号ｍより基端側に接触端子２３１と電気的に導通する接触電極２１９を形成し、また接触電極２１９と基準ガス側電極２１との間はリード部２１８を設ける。なお、製造効率の観点から基準ガス側電極２１、リード部２１８、接触電極２２９は内側面２０１周方向全体に一体的に形成してある。

図２に示すごとく、本例にかかるガスセンサ１において、ヒータ３の大気室２００の内側面２０１に対する最も基端側に位置する接触部が符号３０１であり（以下接触部３０１とする）、被測定ガス側電極２２及び基準ガス側電極２１の双方の配設領域の先端が符号２１０、２２０（以下、それぞれ先端２１０、先端２２０とする）である。
そして、接触部３０１と先端２１０、２２０との間の距離Ｋは３〜１０ｍｍである。
また、ガスセンサ素子２においてセンサ出力が生じるのは、被測定ガス側電極２２と基準ガス側電極２１とが固体電解質体２０を介して向き合うことで形成されたセンシング領域２５である。従って、図２に示すごとく、本例にかかるガスセンサ１においてセンサ素子２のセンシング領域２５は接触部３０１からの距離がＫに等しく、３〜１０ｍｍである。

次に、本例にかかるガスセンサ１について、以下に示すごとき試験を行った。
まず、本例にかかるガスセンサ１を、自動車エンジン実機に搭載し、エンジンを始動させ、温度６００℃の排気ガスに曝露すると共にヒータ３に通電し、ガスセンサ素子２の先端が所定の温度となるように加熱した。
この時のガスセンサ素子２の固体電解質体２０の外側面２０２（ただし被測定ガス側電極２２の配設領域は被測定ガス側電極２２の表面）における各部の温度について図５に記載した。縦軸が温度、横軸が測温位置で、測温位置はセンサ素子２の先端からガスセンサ軸方向に沿った距離で記載した。
なお、本例のガスセンサ１において、ヒータ３の大気室２００の内側面２０１に対する最も基端側にある接触部３０１は、センサ素子２の先端からガスセンサの軸方向に沿って２ｍｍ基端側にある。

同図によれば、ガスセンサ素子２において最も高温となるのは、ヒータ３が内側面２０１と接触する接触部３０１である。ここを越えて基端側に向かうにつれて、温度はどんどん低下する。特にセンサ素子２の先端からガスセンサ１の軸方向に沿って５ｍｍ基端側の温度はセンサ素子２の先端の温度が８５０℃と高温であっても８００℃以下となる。
ところで、後述する実施例５において、センシング領域の温度とセンサ出力との関係について測定したが、実施例５の図１４から見ても温度が８００℃以下となる領域ではセンサ出力が大きくなる。
従って、本例のガスセンサ１では、ヒータ３から最も熱が効率よく伝達される接触部３０１から被測定ガス側電極２２、基準ガス側電極２１を共に３ｍｍ以上離して設けることで、センシング領域２５の過熱を防止して、ヒータ温度に対して安定したセンサ出力を得ることができる。

また、被測定ガス側電極２２及び基準ガス側電極２１の配設領域を接触部３０１から軸方向に離す距離を１０ｍｍ以下としてある。これにより、ヒータ３によるセンシング領域２５の加熱の効果を確保し、素子活性に充分な温度まで上昇させて、安定したセンサ出力を得ることができる。

（実施例２）
本例は、実施例１と同様の構成のガスセンサで、各電極等の配置が異なるものについて図６、図７を用いて説明する。
図６は、基準ガス側電極２１が大気室２０の内側面２０１の先端まで設けてあり、被測定ガス側電極２２の配設領域の先端は、実施例１と同様に、ヒータ３の大気室２００の内側面２０１に対するもっとも基端側にある接触部３０１からの距離Ｋが３〜１０ｍｍである。従って、センシング領域２５も接触部３０１からの距離がＫに等しく３〜１０ｍｍ離れている。

図７は、図６とは反対に、被測定ガス側電極２２が大気室２０の外側面２０２の先端まで設けてあり、基準ガス側電極２１の配設領域の先端２１０は、ヒータ３の大気室２００の外側面２０２に対するもっとも基端側にある接触部３０１からの距離Ｋが３〜１０ｍｍである。従って、センシング領域２５も接触部３０１からの距離がＫに等しく３〜１０ｍｍ離れている。

以上、図６、図７にかかるガスセンサも、実施例１と同様に、ガスセンサ素子２においてセンサ出力が生じる、被測定ガス側電極２２と基準ガス側電極２１と、両者によって挟持された固体電解質体２０からなるセンシング領域２５の過熱を防止して、ヒータ温度に対して安定したセンサ出力を得ることができる。

（実施例３）
本例は、実施例１と同様の構成のガスセンサで、各電極の配置が異なるものについて図８〜図１０を用いて説明する。
図８において、基準ガス側電極２１、被測定ガス側電極２２の配設領域の先端２１０、２２０は共にガスセンサ素子２の先端２０５からの距離Ｌがガスセンサの軸方向に沿って３〜１０ｍｍである。
また、ガスセンサ素子２においてセンサ出力が生じるのは、被測定ガス側電極２２と基準ガス側電極２１が固体電解質体２０を介して向き合うことで形成されたセンシング領域２５である。従って、図８に示すごとく、本例にかかるセンサ素子２のセンシング領域２５は先端２０５からの距離がＬに等しく、３〜１０ｍｍである。
その他の詳細な構成は実施例１と同様である。

次に、図８にかかる電極構成のガスセンサについて、以下に示すごとき試験を行った。まず、比較試料としてセンサ素子２の先端２０５まで基準ガス側電極２１、被測定ガス側電極２２を共に設けたガスセンサを準備した。また、図８にかかる電極構成として、先端２０５から基準ガス側電極２１、被測定ガス側電極２２の配設領域の先端２１０、２２０が共に３ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、９ｍｍであるガスセンサを準備した。
各ガスセンサを自動車エンジン実機に搭載し、エンジンを始動させ、温度６００℃の排気ガスに曝露すると共にヒータに通電し、ガスセンサ素子２の先端２０５が所定の温度（６００℃〜９００℃）となるように加熱し、この条件でセンサ出力を測定し、その結果を図１１に記載した。

ところで、上記条件においてエンジン内の空燃比は弱リッチであり、理論上のセンサ出力は十分なリッチ出力となると考えられる。具体的には、制御側で検出可能な領域は０．６Ｖ以上であり、好ましくは０．６５Ｖ以上である方がよい。
従って、図１１より基準ガス側電極２１、被測定ガス側電極２２を共に先端２０５から３ｍｍ以上離すことで、センサ出力が大きくなり、十分なリッチ出力が検出できることがわかった。
従って、本例のガスセンサでは、排気ガスから最も熱が効率よく伝達される固体電解質体２０の先端２０５から被測定ガス側電極２２、基準ガス側電極２１を共に３ｍｍ以上離して設けることで、センシング領域２５の過熱を防止して、ヒータ温度に対して安定したセンサ出力を得ることができる。

また、被測定ガス側電極２２及び基準ガス側電極２１の配設領域を固体電解質体の先端から軸方向に離す距離を１０ｍｍ以下としてある。これにより、ヒータによるセンシング領域２５の加熱の効果を確保し、素子活性に充分な温度まで上昇させて、安定したセンサ出力を得ることができる。

また、図９は、基準ガス側電極２１が大気室２０の内側面２０１の先端まで設けてあり、被測定ガス側電極２２の先端２２０は、図８と同様に、ガスセンサ素子２の先端２０５からガスセンサの軸方向に対する距離Ｌが３〜１０ｍｍである。従って、センシング領域２５も接触部３０１からの距離がＬに等しく３〜１０ｍｍ離れている。
また、図１０は、図９とは反対に、被測定ガス側電極２２が大気室２０の外側面２０２の先端まで設けてあり、基準ガス側電極２１の配設領域の先端２１０は、図８と同様に、ガスセンサ素子２の先端２０５からの距離Ｌが３〜１０ｍｍである。従って、センシング領域２５も接触部３０１からの距離がＬに等しく３〜１０ｍｍ離れている。
図９も図１０もその他詳細な構成は実施例１と同様であり、図８にかかる電極構成のガスセンサと同様の作用効果を得ることができる。

（実施例４）
本例は、実施例１と同様の構成のガスセンサで、被測定ガス側電極２２、基準ガス側電極２１の軸方向長さが短いものについて、図１２、図１３を用いて説明する。
すなわち、図１２に示すごとく、上記被測定ガス側電極２２は、固体電解質体２０の先端側を残して形成すると共に、ガスセンサ素子２において被測定ガス側雰囲気にさらされる符号ｍより先端側の領域の一部に設けてある。
そして、符号ｍより基端側に、接触端子２３２と電気的に導通する接触電極２２９を設け、また接触電極２２９と被測定ガス側電極との間は幅細のリード部２２８で接続する。

また、図１３に示すごとく、上記基準ガス側電極２１は、上記被測定ガス側電極２２の配設領域と対応する内側面２０１に形成し、そして符号ｍより基端側に実施例１の図１に記載した接触端子２３１と電気的に導通する接触電極２２９を形成し、また接触電極２２９と基準ガス側電極２１との間は幅細のリード部２１８を設ける。
本例にかかるセンサ素子におけるセンシング領域２５は図１２より明らかであるが、実施例１にかかるセンサ素子よりも短く形成されている。
その他詳細な構成は実施例１と同様であり、本例にかかる構成のガスセンサ素子２を備えたガスセンサも実施例１と同様の作用効果を有する。
また、実施例３にかかる電極構成のガスセンサについても、図１２、図１３に示すように各電極とリード部、接触電極を構成することができる。

（実施例５）
本例は、実施例１にかかる電極構成を備えたガスセンサを、自動車エンジン実機に搭載し、エンジンを始動させ、温度６００℃の排気ガスに曝露すると共にヒータに通電し、ガスセンサ素子の被測定ガス側電極、基準ガス側電極の全体が所定の温度６００〜９００℃となるように保持することで、センシング領域を上記温度に保って、センサ出力を測定した。この結果について図１４に記載して、説明する。
ところで、上記条件においてエンジン内の空燃比は弱リッチであり、理論上のセンサ出力は十分なリッチ出力となると考えられる。具体的には、制御側で検出可能な領域は０．６Ｖ以上であり、好ましくは０．６５Ｖ以上である方がよい。
従って、温度が８５０℃以下となるように被測定ガス側電極、基準ガス側電極を構成することで、センサ出力が大きくなり、十分なリッチ出力が検出できることがわかった。

実施例１にかかる、ガスセンサの断面説明図。 実施例１にかかる、センサ素子の要部説明図。 実施例１にかかる、センサ素子の被測定ガス側電極の説明図。 実施例１にかかる、センサ素子の基準ガス側電極の説明図。 実施例１にかかる、センサ素子における温度と測温位置との関係を示す線図。 実施例２にかかる、センサ素子の要部説明図。 実施例２にかかる、センサ素子の要部説明図。 実施例３にかかる、センサ素子の要部説明図。 実施例３にかかる、センサ素子の要部説明図。 実施例３にかかる、センサ素子の要部説明図。 実施例３にかかる、センサ素子先端−配設領域先端の長さとセンサ出力との関係を示す線図。 実施例４にかかる、センサ素子の被測定ガス側電極の説明図。 実施例４にかかる、センサ素子の基準ガス側電極の説明図。 実施例５にかかる、電極温度とセンサ出力との関係を示す線図。

符号の説明

１ ガスセンサ
２ センサ素子
２０ 固体電解質体
２００ 大気室
２１ 基準ガス側電極
２２ 被測定ガス側電極
３ ヒータ

Claims (5)

1. 内部に大気室を設けると共に先端側が閉塞されたコップ型の固体電解質体と、該固体電解質体の被測定ガスと対面する側に設けた被測定ガス側電極と、大気室と対面する側に設けた基準ガス側電極とよりなるセンサ素子を有し、該センサ素子の大気室には通電により発熱するヒータが設けてあるガスセンサにおいて、
   上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域は、上記固体電解質体と上記ヒータとの接触部から、上記ガスセンサの軸方向に３〜１０ｍｍ離れていることを特徴とするガスセンサ。
2. 請求項１において、上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域は、上記固体電解質体と上記ヒータとの接触部から、上記ガスセンサの軸方向に５ｍｍ以上離れていることを特徴とするガスセンサ。
3. 内部に大気室を設けると共に先端側が閉塞されたコップ型の固体電解質体と、該固体電解質体の被測定ガスと対面する側に設けた被測定ガス側電極と、大気室と対面する側に設けた基準ガス側電極とよりなるセンサ素子を有し、該センサ素子の大気室には通電により発熱するヒータが設けてあるガスセンサにおいて、
   上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域は、上記固体電解質体の先端から上記ガスセンサの軸方向に３〜１０ｍｍ離れていることを特徴とするガスセンサ。
4. 請求項３において、上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域は、上記固体電解質体の先端から上記ガスセンサの軸方向に５ｍｍ以上離れていることを特徴とするガスセンサ。
5. 内部に大気室を設けると共に先端側が閉塞されたコップ型の固体電解質体と、該固体電解質体の被測定ガスと対面する側に設けた被測定ガス側電極と、大気室と対面する側に設けた基準ガス側電極とよりなるセンサ素子を有し、該センサ素子の大気室には通電により発熱するヒータが設けてあるガスセンサにおいて、
   上記被測定ガス側電極及び上記基準ガス側電極の少なくとも一方の配設領域は、上記ガスセンサの使用時の最高温度が３００〜８５０℃となる部分に設けてあることを特徴とするガスセンサ。

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