JP3196996B2

JP3196996B2 - 酸素濃度検出素子の製造方法

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Publication number: JP3196996B2
Application number: JP03304795A
Authority: JP
Inventors: 康司織茂; 三郎宮崎; 準二小野塚
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス; 株式会社オートマシン開発
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 2001-08-06
Anticipated expiration: 2016-08-06
Also published as: JPH08201335A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば排気ガス中の酸
素濃度等を検出するのに用いて好適な酸素濃度検出素子
の製造方法に関し、特に、ジルコニアチューブ等からな
る素子本体の内面に安定した内側電極を形成するように
した酸素濃度検出素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等のエンジンにあって
は、空燃比を最適にフィードバック制御するため、排気
管等に酸素センサ（Ｏ₂ センサ）を取付け、排気ガス中
の酸素濃度を逐一検出するようにしている。

【０００３】そこで、図８および図９を参照し従来技術
の酸素濃度検出素子および酸素センサについて述べる。

【０００４】図において、１は段付筒状のセンサ本体を
示し、該センサ本体１は、一端側外周におねじ部２Ａが
形成され、他端側が筒状の嵌合部２Ｂとなったホルダ２
と、一端側が該ホルダ２の嵌合部２Ｂにカシメ部３Ａ，
３Ａ，…により固着され、他端側に環状の段部３Ｂ、縮
径部３Ｃが形成されたキャップ３とからなり、これらは
ステンレス鋼等の金属材料によって形成されている。そ
して、該センサ本体１は後述のジルコニアチューブ５を
排気管（図示せず）内に突出させるべく、ホルダ２のお
ねじ部２Ａが排気管に螺着されるようになっている。

【０００５】４はセンサ本体１内に配設された絶縁筒体
を示し、該絶縁筒体４はアルミナ等のセラミック材料に
より段付き筒状に形成され、その内周側には後述のコン
タクトプレート１１が挿通されている。

【０００６】５は酸素濃度検出素子本体を構成するジル
コニアチューブを示し、該ジルコニアチューブ５は図９
にも示す如く、ジルコニア（Ｚr Ｏ₂ ）の粉体にイット
リア（Ｙ₂ Ｏ₃ ）の粉体およびバインダを混合して焼成
することにより断面Ｕ字形状をなす固体電解質層として
形成されている。ここで、該ジルコニアチューブ５の基
端側は大径の開口端５Ａとなり、先端側は閉塞端５Ｂと
なっている。そして、ジルコニアチューブ５は図８に示
す如く、開口端５Ａ側がホルダ２の肩部２Ｃにリング状
のワッシャ６を介して取付けられ、閉塞端５Ｂ側がホル
ダ２外に突出している。

【０００７】７，８はジルコニアチューブ５の内，外面
にそれぞれ設けられた内側電極、外側電極を示し、該電
極７，８は白金とジルコニアとからなるペースト状の材
料をジルコニアチューブ５の内，外面に塗布することに
より、帯状に伸長して形成されている。

【０００８】ここで、内側電極７は図９に示す如く、ジ
ルコニアチューブ５の開口端５Ａ端面まで引出すように
して伸びた引出し部７Ａと、該引出し部７Ａと接続する
ようにジルコニアチューブ５の閉塞端５Ｂ側で内面に塗
布された筒状塗布部７Ｂとからなり、前記引出し部７Ａ
はコンタクトプレート１１と接続されている。また、外
側電極８はホルダ２の肩部２Ｃにワッシャ６を介して接
続され、アースされるようになっている。

【０００９】９は外側電極８の上側からジルコニアチュ
ーブ５の外面に全周に亘ってコーティングされた白金層
を示し、該白金層９はジルコニアチューブ５の内側と外
側との間に生じる酸素濃度の差により、外側電極８と内
側電極７との間に発生する起電力を触媒作用で増幅させ
るものである。そして、このときに発生する起電力は内
側電極７の引出し部７Ａからコンタクトプレート１１等
を介して外部に検出信号として出力される。

【００１０】１０は多孔質のスピネル層等からなる保護
層を示し、該保護層１０は図９に示す如くジルコニアチ
ューブ５の外面に全周に亘って設けられ、外側電極８の
外側で白金層９等を覆うようになっている。そして、該
保護層１０、白金層９および電極７，８がジルコニアチ
ューブ５と共に酸素濃度検出素子を構成している。

【００１１】なお、前記白金層９は０．５μm 程度の薄
膜によって形成され、２mm程度の肉厚のジルコニアチュ
ーブ５、２０μm 程度の内側電極７，外側電極８および
５０μm 程度の保護層１０に比較して非常に薄く形成さ
れる。また、図８中では該保護層１０および白金層９を
省略して図示している。

【００１２】１１は絶縁筒体４内に配設されたコンタク
トプレートを示し、該コンタクトプレート１１は導電性
の金属板を曲げ加工することにより形成され、その一端
側には円板状のコンタクト部１１Ａが、他端側には外部
に導出されるリード線１２と接続された接続部１１Ｂが
それぞれ設けられている。そして、該コンタクトプレー
ト１１のコンタクト部１１Ａはジルコニアチューブ５の
開口端５Ａ端面と絶縁筒体４との間にディスクスプリン
グ１３のばね力により挟持され、内側電極７の引出し部
７Ａと接続されている。

【００１３】１４はキャップ３の縮径部３Ｃ内に配設さ
れ、リード線１２の周囲をシールしているシール部材、
１５はジルコニアチューブ５を保護すべく、ホルダ２に
固着されたプロテクタを示し、該プロテクタ１５には排
気ガス導入用の長孔１５Ａ，１５Ａ，…が形成されてい
る。

【００１４】従来技術による酸素センサは上述の如き構
成を有するが、次に、前記ジルコニアチューブ５、内側
電極７、外側電極８、白金層９および保護層１０からな
る酸素濃度検出素子の製造方法について述べる。

【００１５】まず、酸素濃度検出素子本体となるジルコ
ニアチューブ５の成形工程では、予めジルコニア（Ｚr
Ｏ₂ ）の粉体にイットリア（Ｙ₂ Ｏ₃ ）の粉体とバイン
ダとを混合し、これを成形型等に充填し焼成（仮焼成）
することにより、基端側が大径の開口端５Ａとなり、先
端側が閉塞端５Ｂとなったジルコニアチューブ５を、断
面Ｕ字形状をなす固体電解質層として成形する。

【００１６】次に、ジルコニアチューブ５の内面に内側
電極７を形成する内側電極形成工程では、予め白金とジ
ルコニアとを溶剤と共に混合して内側電極７の素材とな
る電極ペーストを調製し、該電極ペーストの一部をジル
コニアチューブ５の内面に帯状に塗布し、内側電極７の
引出し部７Ａを形成する。

【００１７】そして、その後は塗布具等を用いて前記電
極ペーストをジルコニアチューブ５の閉塞端５Ｂ側等に
薄膜状に塗布して付着させ、これによってジルコニアチ
ューブ５の内面に図９に例示するように筒状塗布部７Ｂ
を形成する。

【００１８】かくして、ジルコニアチューブ５の内面に
内側電極７を形成した後に、ジルコニアチューブ５の外
面に塗布等の手段を用いて外側電極８を形成し、この上
から順次白金層９および保護層１０を積層化するように
形成して、ジルコニアチューブ５、内側電極７、外側電
極８、白金層９および保護層１０からなる酸素濃度検出
素子を製造する。

【００１９】而して、このように構成される従来技術の
酸素濃度検出素子を備えた酸素センサでは、センサ本体
１をおねじ部２Ａを介して排気管等に螺着することによ
り、ジルコニアチューブ５の先端側をプロテクタ１５と
共に排気管内に突出させ、この排気管内を流れる排気ガ
ス中の酸素濃度を検出する。

【００２０】即ち、排気ガスは空気と燃料との混合気を
燃焼させた廃ガスであるから、排気ガス中の酸素濃度は
ジルコニアチューブ５の内側の大気に比較して低下し、
ジルコニアチューブ５の内側と外側とでは酸素濃度に大
きな濃度差が生じる。

【００２１】このため、固体電解質からなるジルコニア
チューブ５には内側から外側へと酸素イオンが通り抜け
るようになり、内側電極７と外側電極８との間には起電
力が生じる。そして、この起電力は排気ガス中の酸素濃
度に応じて増減するから、このときの起電力を酸素濃度
の検出信号としてコンタクトプレート１１、リード線１
２等を介して外部のコントロールユニット（図示せず）
に出力させ、コントロールユニット側でこの検出信号に
基づいて燃料噴射量等を補正すべく、空燃比をフィード
バック制御するようになっている。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による酸素濃度検出素子では、ジルコニアチュー
ブ５の内面に内側電極７を形成するときに、塗布具等を
用いて内側電極７の素材となる電極ペーストを、ジルコ
ニアチューブ５の閉塞端５Ｂ側等に手作業で塗布し、該
ジルコニアチューブ５の内面に電極ペーストを薄膜状に
付着させることによって、内側電極７の筒状塗布部７Ｂ
を形成しているに過ぎないから、内側電極７の形成作業
に手間がかかる上に、該内側電極７の筒状塗布部７Ｂが
作業者の熟練度等に応じて不均一な形状になり易いとい
う問題がある。

【００２３】特に、従来技術では、内側電極７の筒状塗
布部７Ｂが図９に示す如く、ジルコニアチューブ５の内
面に不均一な模様をなすように形成されると、ジルコニ
アチューブ５の内面に所定の深さレベルＨ（例えば、閉
塞端５Ｂの端面から１０ｍｍ程度に及ぶ高さレベル）を
もって内側電極７の筒状塗布部７Ｂを、ジルコニアチュ
ーブ５の内面全周に亘り形成できないという問題があ
る。

【００２４】そして、従来技術では、内側電極７の筒状
塗布部７Ｂが所定の深さレベルＨに達していない場合
に、酸素センサとしての特性にバラツキが生じ易く、エ
ンジンの空燃比フィードバック制御を安定して行うこと
が難しいという問題がある。

【００２５】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明はジルコニアチューブ等の素子本
体の内面に内側電極を均一な深さレベルをもって安定し
て形成でき、特性のバラツキを効果的に低減できると共
に、電極ペーストの消費量を効果的に低減でき、信頼性
や寿命を確実に向上できるようにした酸素濃度検出素子
の製造方法を提供することを目的としている。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明では、基端側が開口端と
なり先端側が閉塞端となった酸素濃度検出素子本体を成
形する成形工程と、内側電極の素材となる電極ペースト
を前記素子本体の内面に付着させるため、前記素子本体
内に電極ペーストを注入する注入工程と、前記素子本体
の内面に付着した電極ペーストを残して前記電極ペース
トを素子本体内から吸上げる吸上げ工程と、該吸上げ工
程の後に前記素子本体の内面に付着した電極ペーストを
均一な膜状に押し広げるため前記素子本体内の電極ペー
ストに向けて気体を吹付ける吹付け工程とを含んでなる
酸素濃度検出素子の製造方法を採用している。

【００２７】

【００２８】また、請求項２に記載した発明によると、
前記吹付け工程では、乾燥した気体を前記素子本体の内
面に向けて吹付けるようにしている。

【００２９】さらに、請求項３に記載した発明による
と、前記電極ペーストの注入工程に先立って、前記素子
本体の内面に向けて気体を噴出させることにより気体洗
浄を施すようにしている。

【００３０】

【作用】上記構成により、請求項１に記載の発明では、
酸素濃度検出素子本体内に電極ペーストを注入したとき
に、該電極ペーストを前記素子本体の内面に滲み込ませ
るようにして付着でき、その後の吸上げ工程で素子本体
内から電極ペーストを吸上げるときには、残余の電極ペ
ーストを前記素子本体の内面に付着させた状態で残して
おくことができる。

【００３１】この場合、前記吸上げ工程の後に気体の吹
付け工程を実施することにより、このときの気体の吹付
け圧によって、前記素子本体の内面に付着した電極ペー
ストを均一な膜状に押し広げることが可能となり、前記
素子本体の内面に電極ペーストからなる安定した薄膜状
の内側電極を形成できる。

【００３２】また、請求項２に記載した発明のように、
乾燥した気体を前記素子本体の内面に向けて吹付けるこ
とにより、前記素子本体の内面に付着した電極ペースト
を均一な膜状に押し広げることができると共に、電極ペ
ーストを早期に乾燥させることができ、前記素子本体の
内面に電極ペーストからなる薄膜状の内側電極をより安
定させて形成することができる。

【００３３】さらに、請求項３に記載した発明のよう
に、前記電極ペーストの注入工程に先立って、前記素子
本体の内面に気体洗浄を施すことにより、前記素子本体
の内面を清浄化した状態で、前記電極ペーストを素子本
体の内面に滲み込ませるようにして付着でき、電極ペー
ストからなる内側電極の付着強度を確実に向上させるこ
とができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図７に基
づき詳述する。なお、実施例では前述した図８および図
９に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００３５】図中、２１は本実施例による酸素濃度検出
素子本体としてのジルコニアチューブを示し、該ジルコ
ニアチューブ２１は従来技術で述べたジルコニアチュー
ブ５と同様に、断面Ｕ字形状をなす固体電解質層として
形成され、その基端側は大径の開口端２１Ａとなり、先
端側は閉塞端２１Ｂとなっている。

【００３６】２２はジルコニアチューブ２１の内面に形
成された内側電極を示し、該内側電極２２も前記従来技
術で述べた内側電極７とほぼ同様に、引出し部２２Ａお
よび筒状塗布部２２Ｂからなるものの、該内側電極２２
は筒状塗布部２２Ｂが、ジルコニアチューブ２１の閉塞
端２１Ｂ側に少なくとも所定の深さレベルＨをもってジ
ルコニアチューブ２１の内面全周に亘り均一な薄膜状に
形成されている。

【００３７】また、ジルコニアチューブ２１の外面には
従来技術のジルコニアチューブ５と同様に、塗布等の手
段を用いて外側電極８が形成され、この上から白金層９
および保護層１０が順次積層化するように形成されてい
る。そして、ジルコニアチューブ２１は内側電極２２、
外側電極８、白金層９および保護層１０と共に本実施例
による酸素濃度検出素子（以下、検出素子という）を構
成しているものである。

【００３８】本実施例による検出素子は上述の如き構成
を有するもので、その基本的動作については従来技術に
よるものと格別差異はない。

【００３９】そこで、本実施例による検出素子の製造方
法について図２ないし図７を参照して詳述する。

【００４０】まず、検出素子本体となるジルコニアチュ
ーブ２１の成形工程では、ジルコニアの粉体に対してイ
ットリアの粉体とバインダとを混合し、これを成形型等
に充填して仮焼成することにより、図２に示すように基
端側が大径の開口端２１Ａとなり、先端側が閉塞端２１
Ｂとなったジルコニアチューブ２１を、断面Ｕ字形状を
なす固体電解質層として成形する。

【００４１】次に、ジルコニアチューブ２１の内面に内
側電極２２を形成する工程では、従来技術と同様に、白
金およびジルコニアを溶剤と共に混合して内側電極２２
の素材となる電極ペーストＰを予め調製しておく。

【００４２】そして、洗浄ノズル２３を図３に示すよう
にジルコニアチューブ２１内に開口端２１Ａ側から挿入
し、該洗浄ノズル２３の先端側からジルコニアチューブ
２１内に気体としてのエアを噴出させることによって、
ジルコニアチューブ２１の内面にエア洗浄を施し、該ジ
ルコニアチューブ２１の内面を清浄化する。そして、前
記電極ペーストＰの一部をジルコニアチューブ２１の内
面に帯状に塗布し、内側電極２２の引出し部２２Ａを形
成する。

【００４３】次に、この状態で、図４に示す注入・吸引
装置２４により注入工程を実施し、前記電極ペーストＰ
をジルコニアチューブ２１内に所定の深さレベルＨ以上
の液位をもって注入する。

【００４４】ここで、注入・吸引装置２４は、電極ペー
ストＰを収容したタンク２５と、上部側が該タンク２５
に電磁弁等の開閉弁２６を介して接続され、注入・吸引
装置２４の本体部を構成する注入・吸引シリンダ２７
と、該シリンダ２７内に摺動可能に挿嵌され、駆動手段
（図示せず）により矢示Ａ1 ，Ａ2 方向に駆動されるプ
ランジャ２８と、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ
素系弾性樹脂材料によって管状に形成され、前記シリン
ダ２７の下部側に電磁弁等の開閉弁２９を介して接続さ
れた可撓性ホース３０と、上端側が該可撓性ホース３０
に継手３１を介して接続され、昇降手段（図示せず）に
より矢示Ｂ1 ，Ｂ2 方向へと上，下に昇降される昇降ノ
ズル３２とから大略構成されている。

【００４５】そして、図４に示す注入工程では、小径の
開口端３２Ａとなった昇降ノズル３２の下端側をジルコ
ニアチューブ２１内に閉塞端５Ｂ側に近い位置まで挿入
し、開閉弁２６を閉じ開閉弁２９を開いた状態でプラン
ジャ２８を矢示Ａ1 方向にシリンダ２７内へと進入させ
ることにより、該シリンダ２７内の電極ペーストＰを開
閉弁２９および可撓性ホース３０等を介して昇降ノズル
３２の開口端３２Ａからジルコニアチューブ２１内に注
入する。

【００４６】そして、ジルコニアチューブ２１内に所定
の深さレベルＨ以上に亘って電極ペーストＰを溜めた状
態で一定時間が経過した後に、次なる吸上げ工程では、
プランジャ２８を図５に示す矢示Ａ2 方向に後退させ、
ジルコニアチューブ２１内に溜めた電極ペーストＰをシ
リンダ２７内に吸上げる。

【００４７】この場合、吸上げ工程に先立って、予めジ
ルコニアチューブ２１内に溜められた電極ペーストＰは
その一部が、多孔質状をなすジルコニアチューブ２１の
内面側に滲み込むように付着し、吸上げ工程でジルコニ
アチューブ２１内から電極ペーストＰを吸上げたときに
も、一部の電極ペーストＰは図５に点線で示す如くジル
コニアチューブ２１の内面に付着した状態を保つように
なる。

【００４８】なお、前述のように吸上げ工程が完了する
と、開閉弁２９を閉じると共に開閉弁２６を開くことに
より、シリンダ２７内にタンク２５からの電極ペースト
Ｐを満たすようにし、次なるジルコニアチューブ２１の
注入工程に備える。

【００４９】次に、図６に示す気体としてのエアの吹付
け工程では、ジルコニアチューブ２１内にエアノズル３
３を閉塞端２１Ｂ側に近い位置まで挿入し、該エアノズ
ル３３の先端３３Ａから乾燥したエアを噴出させること
により、ジルコニアチューブ２１の内面に付着した電極
ペーストＰをエアの噴出圧で均一な膜状に押し広げるよ
うにし、ジルコニアチューブ２１の内面に電極ペースト
Ｐを薄膜状に付着させ、これによってジルコニアチュー
ブ２１の内面に図７に示す如く内側電極２２の筒状塗布
部２２Ｂを形成する。

【００５０】そして、ジルコニアチューブ２１の内面に
内側電極２２を形成した後には、従来技術で述べたと同
様に、ジルコニアチューブ２１の外面に塗布等の手段を
用いて外側電極８を形成し、この上から順次白金層９お
よび保護層１０を積層化するように形成して、図１に示
す如くジルコニアチューブ２１、内側電極２２、外側電
極８、白金層９および保護層１０からなる検出素子を製
造する。

【００５１】かくして、本実施例によれば、図４に示す
注入工程でジルコニアチューブ２１内に電極ペーストＰ
を注入したときに、該電極ペーストＰをジルコニアチュ
ーブ２１の内面に滲み込ませるようにして付着でき、そ
の後の吸上げ工程でジルコニアチューブ２１内から電極
ペーストＰを吸上げるときには、該電極ペーストＰの一
部をジルコニアチューブ２１の内面に付着させた状態で
残しておくことができる。

【００５２】この結果、その後の吹付け工程で乾燥した
エアを、ジルコニアチューブ２１の内面に向けて吹付け
るときには、ジルコニアチューブ２１の内面に付着した
電極ペーストＰを均一な膜状に押し広げることができ、
ジルコニアチューブ２１の内面に電極ペーストＰからな
る内側電極２２の筒状塗布部２２Ｂを安定した薄膜状に
形成することができる。

【００５３】ここで、本実施例による内側電極２２の抵
抗値（常温での内側電極両端間の抵抗値）、検出素子の
内部抵抗（センサ活性時の内，外電極間の抵抗）、起電
力および電極ペーストＰの塗布重量について、複数のサ
ンプル品の平均値およびその標準偏差を調べることによ
り、下記の表１（従来品を１００とした場合の本実施例
の比率）に示すような結果を得た。

【００５４】

【表１】

【００５５】そして、本実施例による検出素子では、表
１に示す如く従来品に比較して、抵抗値および内部抵抗
を確実に低下させることができ、電極ペーストＰの塗布
重量（消費量）も１２％程度まで低減できることが確認
された。また、内，外の酸素濃度差による検出素子の起
電力については僅かに下がっているものの、本実施例の
検出素子では標準偏差が小さくなり、各検出素子毎の起
電力のバラツキを低減できることが分かった。

【００５６】さらに、本実施例による検出素子を酸素セ
ンサとして自動車用エンジンに実装し、それぞれの空燃
比Ａ／Ｆおよび応答性（排気ガス中の酸素濃度が変化す
るときの反応速度）について複数のサンプル品の平均値
およびその標準偏差を調べることにより、下記の表２
（従来品を１００とした場合の本実施例の比率）に示す
ような結果を得た。

【００５７】

【表２】

【００５８】この結果、本実施例による検出素子は、数
時間に及ぶ耐久試験の後にも空燃比Ａ／Ｆおよび応答性
が初期に比較して実質的に変化することがなく、耐久性
や寿命を向上できると共に、従来品に比較して標準偏差
が小さくなり、各検出素子毎の空燃比Ａ／Ｆおよび応答
性のバラツキを低減できることが確認された。

【００５９】これに対し、従来品の場合には、数時間に
及ぶ耐久試験の後に空燃比Ａ／Ｆおよび応答性が共に低
下し、各検出素子毎のバラツキ（標準偏差）も大きくな
っている。

【００６０】従って、本実施例によれば、図４に示す注
入工程、図５に示す吸上げ工程および図６に示すエアの
吹付け工程を順次実施することによって、ジルコニアチ
ューブ２１の内面に電極ペーストＰからなる内側電極２
２の筒状塗布部２２Ｂを安定した薄膜状に形成すること
ができ、検出素子としての特性（抵抗値、内部抵抗およ
び起電力等）のバラツキを確実に低減できると共に、酸
素センサとしてエンジンに実装した場合の特性（空燃比
Ａ／Ｆおよび応答性等）のバラツキも効果的に低減する
ことができる。

【００６１】この場合、前記電極ペーストＰの注入工程
に先立って、図３に示す如くジルコニアチューブ２１の
内面にエア洗浄を施すことにより、ジルコニアチューブ
２１の内面を清浄化した状態で、電極ペーストＰをジル
コニアチューブ２１の内面に滲み込ませるようにして付
着でき、電極ペーストＰからなる内側電極２２の付着強
度を確実に向上させることができる。

【００６２】また、図５に示す吸上げ工程では、ジルコ
ニアチューブ２１内に所定の深さレベルＨ以上に亘って
電極ペーストＰを溜めた状態で一定時間が経過した後
に、ジルコニアチューブ２１内に溜めた電極ペーストＰ
をシリンダ２７内に吸上げることにより、電極ペースト
Ｐを余分に消費することなく、内側電極２２の筒状塗布
部２２Ｂを、ジルコニアチューブ２１の内面に少なくと
も所定の深さレベルＨをもって均一に形成でき、電極ペ
ーストＰの塗布重量（消費量）を効果的に低減すること
ができる。

【００６３】さらに、図６に示す吹付け工程では、乾燥
したエアをジルコニアチューブ２１の内面に向けて吹付
けることにより、ジルコニアチューブ２１の内面に付着
した電極ペーストＰを均一な膜状に押し広げることがで
きると共に、電極ペーストＰを早期に乾燥させることが
でき、ジルコニアチューブ２１の内面に電極ペーストＰ
からなるより安定した薄膜状の内側電極２２を形成でき
る。そして、酸素濃度検出素子としての信頼性を高める
ことができると共に、耐久性や寿命を確実に向上できる
等、種々の効果を奏する。

【００６４】なお、前記実施例では、電極ペーストＰの
注入工程に先立って、内側電極２２の引出し部２２Ａを
形成する前に、図３に示す如くジルコニアチューブ２１
の内面にエア洗浄を施すものとして述べたが、本発明は
これに限るものではなく、例えば電極ペーストＰの注入
工程に先立って、エア以外の気体をジルコニアチューブ
２１の内面に噴射させて洗浄作業を行うようにしてもよ
い。

【００６５】また、前記実施例では、図６に示す吹付け
工程で、乾燥したエアをジルコニアチューブ２１の内面
に向けて吹付けるものとして述べたが、本発明はこれに
限るものではなく、例えばエア以外の高圧気体をジルコ
ニアチューブ２１の内面に噴射させ、このときの気体圧
力により、ジルコニアチューブ２１の内面に沿って電極
ペーストＰを均一な膜状に押し広げるようにしてもよ
い。

【００６６】さらに、前記実施例では、電極ペーストＰ
の注入・吸引装置２４に設ける開閉弁２６，２９を電磁
弁によって構成するものとして述べたが、これに替え
て、例えば開閉弁２６，２９をパイロットエア圧等で
開，閉されるパイロット式開閉弁等で構成してもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、素子本体内に電極ペーストを注入する注入工程の
後に、前記素子本体内から電極ペーストを吸上げる吸上
げ工程と、前記素子本体内に残った電極ペーストに向け
て気体を吹付ける吹付け工程とを実施するようにしたか
ら、前記注入工程で電極ペーストを前記素子本体の内面
に滲み込ませるようにして付着でき、その後の吸上げ工
程で素子本体内から電極ペーストを吸上げたときにも、
一部の電極ペーストを前記素子本体の内面に付着させた
状態で確実に残しておくことができる。従って、ジルコ
ニアチューブ等の素子本体の内面に内側電極を所定の深
さレベルをもって安定して形成でき、特性のバラツキを
効果的に低減できると共に、電極ペーストの消費量を効
果的に低減でき、信頼性や寿命を確実に向上させること
ができる。

【００６８】この場合、前記吸上げ工程の後に吹付け工
程を実施し、前記素子本体の内面に向けて気体圧を吹付
けることにより、前記素子本体の内面に付着した電極ペ
ーストを均一な膜状に押し広げることができ、素子本体
の内面に電極ペーストからなる安定した薄膜状の内側電
極を均一な深さレベルをもって形成できる。また、酸素
濃度検出素子としての特性のバラツキを効果的に低減で
き、信頼性や寿命を確実に向上できる上に、電極ペース
トの消費量を効果的に低減でき、コストダウンを図るこ
とができる。

【００６９】また、請求項２に記載した発明のように、
吹付け工程では乾燥した気体を前記素子本体の内面に向
けて吹付けることにより、前記素子本体の内面に付着し
た電極ペーストを均一な膜状に押し広げることができる
と共に、電極ペーストを早期に乾燥させることができ、
前記素子本体の内面に電極ペーストからなる薄膜状の内
側電極をより安定させて形成することができる。

【００７０】さらに、請求項３に記載した発明のよう
に、前記電極ペーストの注入工程に先立って、前記素子
本体の内面に気体洗浄を施すことにより、前記素子本体
の内面を清浄化した状態で、前記電極ペーストを素子本
体の内面に滲み込ませるようにして付着でき、電極ペー
ストからなる内側電極の付着強度を確実に向上させるこ
とができる。なお、気体としてエアを用いる場合には、
コストが極めて低いこと、製品の使用環境と同じである
ために耐食性等の検討を必要としないこと等の種々の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による酸素濃度検出素子を拡大
して示す縦断面図である。

【図２】成形工程によって成形されたジルコニアチュー
ブを示す縦断面図である。

【図３】エアによる洗浄工程を示すジルコニアチューブ
の縦断面図である。

【図４】電極ペーストの注入工程を示す注入・吸引装置
およびジルコニアチューブ等の縦断面図である。

【図５】電極ペーストの吸上げ工程を示す注入・吸引装
置およびジルコニアチューブ等の縦断面図である。

【図６】エアの吹付け工程を示すジルコニアチューブの
縦断面図である。

【図７】ジルコニアチューブの内面に内側電極を形成し
た状態を示す縦断面図である。

【図８】従来技術による酸素センサを示す縦断面図であ
る。

【図９】図８中のジルコニアチューブ、内側電極および
外側電極等を拡大して示す縦断面図である。

【符号の説明】

８外側電極９白金層１０保護層２１ジルコニアチューブ（酸素濃度検出素子本体）２１Ａ開口端２１Ｂ閉塞端２２内側電極２２Ａ引出し部２２Ｂ筒状塗布部２３洗浄ノズル２４注入・吸引装置２５タンク２７注入・吸引シリンダ２８プランジャ３０可撓性ホース３２昇降ノズル３３エアノズルＰ電極ペースト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野塚準二神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内 (56)参考文献特開平４−323549（ＪＰ，Ａ) 特開平５−54899（ＪＰ，Ａ) 特開平６−32645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/409 G01N 27/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基端側が開口端となり先端側が閉塞端と
なった酸素濃度検出素子本体を成形する成形工程と、内側電極の素材となる電極ペーストを前記素子本体の内
面に付着させるため、前記素子本体内に電極ペーストを
注入する注入工程と、前記素子本体の内面に付着した電極ペーストを残して、
前記素子本体内から電極ペーストを吸上げる吸上げ工程
と、該吸上げ工程の後に前記素子本体の内面に付着した電極
ペーストを均一な膜状に押し広げるため前記素子本体内
の電極ペーストに向けて気体を吹付ける吹付け工程とを
含んでなる酸素濃度検出素子の製造方法。
【請求項２】前記吹付け工程では、乾燥した気体を前
記素子本体の内面に向け吹付けてなる請求項１に記載の
酸素濃度検出素子の製造方法。
【請求項３】前記電極ペーストの注入工程に先立っ
て、前記素子本体の内面に向けて気体を噴出させること
により気体洗浄を施してなる請求項１または２に記載の
酸素濃度検出素子の製造方法。