JP7089988B2 - ガスセンサ素子 - Google Patents
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Description
前記電解質層の一方面に積層された第一絶縁体(3)と、
前記電解質層の他方面に積層された第二絶縁体(4)と、
前記電解質層と前記第一絶縁体とに囲まれるとともに被測定ガス(G)が導入される測定ガス室(5)と、
前記電解質層と前記第二絶縁体とに囲まれるとともに基準ガス(A)が導入される基準ガス室(6)と、
前記第一絶縁体に埋設されたヒータ(7)と、を有し、
前記第二絶縁体は、前記固体電解質体と前記第一絶縁体との積層方向(Z)に直交する方向から前記基準ガス室を形成するダクト形成部(42)と、前記ダクト形成部に積層されて、前記基準ガス室を前記積層方向から形成する支持部(43)とを備え、
前記ダクト形成部の全体又は前記ダクト形成部における前記電解質層に隣接する部位は、前記第一絶縁体における前記ヒータを埋設するヒータ埋設部(31)の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する低伝熱部(41)によって構成されている、ガスセンサ素子(1)にある。
本発明の他の態様は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体(21)を備えた電解質層(2)と、
前記電解質層の一方面に積層された第一絶縁体(3)と、
前記電解質層の他方面に積層された第二絶縁体(4)と、
前記電解質層と前記第一絶縁体とに囲まれるとともに被測定ガス(G)が導入される測定ガス室(5)と、
前記電解質層と前記第二絶縁体とに囲まれるとともに基準ガス(A)が導入される基準ガス室(6)と、
前記第一絶縁体に埋設されたヒータ(7)と、を有し、
前記第二絶縁体は、前記第一絶縁体における前記ヒータを埋設するヒータ埋設部(31)の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する低伝熱部(41)を備え、
前記電解質層は、前記固体電解質体と前記第一絶縁体との積層方向(Z)に貫通形成された配置穴(220)を備えた保持板(22)と、前記固体電解質体とを備え、前記固体電解質体は、前記配置穴に配されており、前記保持板は、前記固体電解質体よりも熱伝導率が高く、
前記配置穴と前記固体電解質体との境界部(23)の少なくとも一部は、前記第一絶縁体の第一挟持部(33)と、前記第二絶縁体の第二挟持部(45)とによって挟持されており、前記第一挟持部は、前記積層方向において前記境界部と重なる位置に形成されているとともに、少なくとも、前記積層方向における前記測定ガス室が配された全領域に形成されており、前記第二挟持部は、前記積層方向において前記境界部と重なる位置に形成されているとともに、少なくとも、前記積層方向における前記基準ガス室が配された全領域に形成されている、ガスセンサ素子(1)にある。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
ガスセンサ素子の実施形態につき、図1~図4を用いて説明する。
本実施形態のガスセンサ素子1は、図1、図2に示すごとく、電解質層2と第一絶縁体3と第二絶縁体4と測定ガス室5と基準ガス室6とヒータ7とを有する。電解質層2は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体21を備える。図1~図3に示すごとく、第一絶縁体3は、電解質層2の一方面に積層されている。第二絶縁体4は、電解質層2の他方面に積層されている。図1、図2に示すごとく、測定ガス室5は、電解質層2と第一絶縁体3とに囲まれている。図2に示すごとく、測定ガス室5は、被測定ガスGが導入される。図1、図2に示すごとく、基準ガス室6は、電解質層2と第二絶縁体4とに囲まれている。図2に示すごとく、基準ガス室6は、基準ガスAが導入される。
以後、本実施形態につき、詳説する。
ガスセンサ10の軸方向は、X方向となるよう形成されている。換言すると、ガスセンサ素子1の長手方向は、ガスセンサ10の軸方向と平行である。ガスセンサ10は、ガスセンサ素子1、第一インシュレータ102、ハウジング103、第二インシュレータ104、複数の接点端子105を備える。第一インシュレータ102は、ガスセンサ素子1を保持する。ハウジング103は、第一インシュレータ102を保持する。第二インシュレータ104は、第一インシュレータ102に連結されている。複数の接点端子105は、第二インシュレータ104に保持されてガスセンサ素子1のセンサ端子15とヒータ端子16とに接触している。
本実施形態のガスセンサ素子1において、ヒータ7は、第一絶縁体3に埋設されている。それゆえ、ヒータ7から電解質層2までの間に、基準ガスAが導入される基準ガス室6が配されない。それゆえ、ヒータ7から電解質層2までの熱伝導性を向上させやすく、固体電解質体21を早期に活性化させることができる。
本実施形態は、図5~図7に示すごとく、実施形態1に対して、電解質層2の構成を変更した実施形態である。
なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
本実施形態は、図8、図9に示すごとく、実施形態2に対して、低伝熱部41の形成範囲を変形した実施形態である。
その他は、実施形態2と同様である。
その他、実施形態2と同様の作用効果を有する。
2 電解質層
21 固体電解質体
3 第一絶縁体
31 ヒータ埋設部
4 第二絶縁体
41 低伝熱部
5 測定ガス室
6 基準ガス室
7 ヒータ
Claims (3)
- 酸素イオン伝導性を有する固体電解質体(21)を備えた電解質層(2)と、
前記電解質層の一方面に積層された第一絶縁体(3)と、
前記電解質層の他方面に積層された第二絶縁体(4)と、
前記電解質層と前記第一絶縁体とに囲まれるとともに被測定ガス(G)が導入される測定ガス室(5)と、
前記電解質層と前記第二絶縁体とに囲まれるとともに基準ガス(A)が導入される基準ガス室(6)と、
前記第一絶縁体に埋設されたヒータ(7)と、を有し、
前記第二絶縁体は、前記固体電解質体と前記第一絶縁体との積層方向(Z)に直交する方向から前記基準ガス室を形成するダクト形成部(42)と、前記ダクト形成部に積層されて、前記基準ガス室を前記積層方向から形成する支持部(43)とを備え、
前記ダクト形成部の全体又は前記ダクト形成部における前記電解質層に隣接する部位は、前記第一絶縁体における前記ヒータを埋設するヒータ埋設部(31)の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する低伝熱部(41)によって構成されている、ガスセンサ素子(1)。 - 前記固体電解質体及び前記低伝熱部の主成分は、ジルコニアである、請求項1に記載のガスセンサ素子。
- 酸素イオン伝導性を有する固体電解質体(21)を備えた電解質層(2)と、
前記電解質層の一方面に積層された第一絶縁体(3)と、
前記電解質層の他方面に積層された第二絶縁体(4)と、
前記電解質層と前記第一絶縁体とに囲まれるとともに被測定ガス(G)が導入される測定ガス室(5)と、
前記電解質層と前記第二絶縁体とに囲まれるとともに基準ガス(A)が導入される基準ガス室(6)と、
前記第一絶縁体に埋設されたヒータ(7)と、を有し、
前記第二絶縁体は、前記第一絶縁体における前記ヒータを埋設するヒータ埋設部(31)の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する低伝熱部(41)を備え、
前記電解質層は、前記固体電解質体と前記第一絶縁体との積層方向(Z)に貫通形成された配置穴(220)を備えた保持板(22)と、前記固体電解質体とを備え、前記固体電解質体は、前記配置穴に配されており、前記保持板は、前記固体電解質体よりも熱伝導率が高く、
前記配置穴と前記固体電解質体との境界部(23)の少なくとも一部は、前記第一絶縁体の第一挟持部(33)と、前記第二絶縁体の第二挟持部(45)とによって挟持されており、前記第一挟持部は、前記積層方向において前記境界部と重なる位置に形成されているとともに、少なくとも、前記積層方向における前記測定ガス室が配された全領域に形成されており、前記第二挟持部は、前記積層方向において前記境界部と重なる位置に形成されているとともに、少なくとも、前記積層方向における前記基準ガス室が配された全領域に形成されている、ガスセンサ素子(1)。
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