[發(fā)明專利]λ傳感器元件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410145417.7
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN104101640B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 齊藤大未;藤井并次;梶山理一
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: G01N27/417
• 分類號: G01N27/417
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 邵偉

λ傳感器元件（1）包括由絕緣陶瓷制成的有底筒狀的基體（10）、由固體電解質(zhì)制成的電解質(zhì)部（103）、以及一對電極（11，12）。電解質(zhì)部（103）嵌入在基體（10）的側(cè)壁（104）的至少一部分中。λ傳感器元件（1）通過將棒形加熱器（3）插入有底筒狀的基體（10）而使用。基體（10）在基體（10）內(nèi)的與加熱器（3）的接觸位置（109）處由絕緣陶瓷形成。在基體（10）的制造中，具有用于電解質(zhì)部（103）的形成位置的空間的成型體通過使用基體形成用粘土而形成，并且然后成型體通過將電解質(zhì)形成用粘土填充入該空間而成型。

技術領域

本發(fā)明涉及通過將加熱器插入其中而使用的有底筒狀λ傳感器傳感器元件，并且涉及其制造方法。

背景技術

用于車輛的λ傳感器用于通過檢測廢氣中的氧氣濃度來執(zhí)行空燃比控制。

作為用于機動車輛的示例，λ傳感器是使用由于基準氣體和作為輸出的廢氣之間的氧氣濃度差而在λ傳感器的固體電解質(zhì)中產(chǎn)生的電動勢來檢測廢氣中氧氣濃度的產(chǎn)品，所述電動勢在λ（理論空燃比）附近會突然變化。

單單元型的氧氣傳感器元件廣泛地用于λ傳感器元件。

通常，λ傳感器元件由固體電解質(zhì)（比如用氧化釔部分地穩(wěn)定的氧化鋯）、以及一對設置于固體電解質(zhì)的兩個表面上的鉑電極所組成。

在λ傳感器元件的該對電極中，在電極的暴露于廢氣中的表面上通常設置保護層。

由于必須借助于λ傳感器元件中的固體電解質(zhì)空間地分隔廢氣和作為基準氧氣濃度的大氣，使用了有底筒狀或板形的λ傳感器元件。

由于板形λ傳感器元件的板能通過層壓固體電解質(zhì)層或絕緣層的片材而制造，其制造就容易。

另外，由于能層壓地形成與固體電解質(zhì)層一體的加熱器以用于加熱該元件，就易于加熱固體電解質(zhì)層。

然而，由于其板形的總體形狀，在端部處形成角部，該元件在使用環(huán)境下或在排氣管中被水覆蓋時對熱沖擊的處理不佳，因此該元件就存在著受損的可能性。

另一方面，由于底部能形成于有底筒狀λ傳感器元件的彎曲表面中，熱沖擊就分散，因而有利的是能防止由于水等產(chǎn)生裂紋。

例如，已經(jīng)開發(fā)了完全由固體電解質(zhì)比如氧化鋯設備制成的元件作為有底筒狀的λ傳感器元件（參見日本專利申請公開No.53-139595）。

然而，氧化鋯的導熱率低。

因此，如果整個λ傳感器元件由氧化鋯形成，在由插入并布置于有底筒狀的λ傳感器元件中的加熱器來加熱該元件時，充分地加熱該元件所需的時間就很長。

于是，存在著不能執(zhí)行λ傳感器元件的快速活化的問題。

另外，近年來，部分穩(wěn)定氧化鋯（其中昂貴稀土比如氧化釔加入到氧化鋯中）用作固體電解質(zhì)。

然而，如果如常規(guī)技術那樣整個元件由部分穩(wěn)定氧化鋯制成的固體電解質(zhì)所形成，則稀土的量增大，從而制造成本增大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是考慮到上述問題而做出的，其目標是提供一種能低成本制造并且能快速活化的λ傳感器元件，及其制造方法。

在根據(jù)第一個方面的λ傳感器元件中，λ傳感器元件包括：由絕緣陶瓷制成的有底筒狀的基體，其具有封閉的遠端以及開口的后端；由固體電解質(zhì)制成的電解質(zhì)部；以及一對電極。

絕緣陶瓷由導熱率高于固體電解質(zhì)的材料制成。電解質(zhì)部嵌入在基體的側(cè)壁的至少一部分中以構成側(cè)壁的一部分，并且這對電極分別形成于側(cè)壁的內(nèi)表面和外表面上，并且在夾持電解質(zhì)部的位置處形成。

λ傳感器元件通過將棒形加熱器插入到有底筒狀的基體而使用，并且基體在基體內(nèi)的與加熱器接觸的接觸位置處由絕緣陶瓷形成。