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JP3174059B2 - ヒータ装置 - Google Patents

ヒータ装置

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JP3174059B2
JP3174059B2 JP51364294A JP51364294A JP3174059B2 JP 3174059 B2 JP3174059 B2 JP 3174059B2 JP 51364294 A JP51364294 A JP 51364294A JP 51364294 A JP51364294 A JP 51364294A JP 3174059 B2 JP3174059 B2 JP 3174059B2
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heater
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path
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ヒップ，ハインリッヒ
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Robert Bosch GmbH
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    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
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    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
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    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は請求項１の上位概念に基く、ガス中の、特に
内燃機関の排気ガス中の成分を測定するための、測定セ
ンサ用のヒータ装置に関する。
背景技術 ドイツ国特許出願公開公報第2913876号明細書によれ
ばこの種のヒータ装置が公知であり、この平らな測定セ
ンサにあっては上下の２つの平面に２つの加熱部材が配
置されており、該加熱部材は、測定部材に対しかつ相互
に夫々絶縁層によって電気的に絶縁されている。両加熱
部材の夫々は、１つの加熱導体路と２つの加熱接続回路
とを有し、該接続回路は、測定ガスとは反対の測定セン
サ側に位置しており、かつその位置において夫々電源に
接続可能である。
発明の開示 これに対し請求項１に記載の特徴を備えた本発明のヒ
ータ装置は、加熱能力が高くなっていて、測定センサが
短い制御待機時間を有している。特にO2センサ内にロッ
ドヒータとして使用されている場合には、付加的に不純
物に対する感度の改善が達成されている。
請求項２以下に述べられている手段によって、請求項
１で述べたヒータ装置の別の有利な構成が可能である。
個々の加熱部材の加熱導体路が少くとも部分的にメアン
ダ状に構成されている場合には、特に高い加熱出力を達
成することができる。内方及び外方に案内された加熱導
体路にあって内方の加熱導体路区分が外方の加熱導体路
区分よりも広幅に構成されている場合には、特に均一な
温度分布を達成することができる。熱的な過負荷を阻止
するため、１つの平面内の２つの加熱導体路の間隔が並
列状に可能な限り大きく、かつ加熱導体路がセラミック
支持体の縁部に対し最小の間隔を有していると有利であ
る。
図面の簡単な説明 本発明の複数の実施例を図面に図示し、次にこれを詳
細に説明する。その際図１は、内方及び外方区分を有す
る夫々１つの加熱導体路を備えた２つの加熱部材の分解
図であり、図２は、セラミック支持体の縁部に延びる夫
々１つの加熱導体路を備えた２つの加熱部材の分解図で
あり、図３は、外方から内方に向って延びる少くとも１
つの加熱導体路を備えた２つの加熱部材の分解図であ
り、図４は、図２のヒータ装置の特別な実施例の図であ
って、外方に位置する夫々１つの加熱導体路がメアンダ
状の曲線部を有しており、図５は、２つのヒータ接続回
路の間に配置されて加熱部材を備えている場合の分解図
であり、図６は、４つの加熱部材を備えた場合の分解図
である。
実施例の説明 図面に図示された実施例には、夫々加熱導体路と、ヒ
ータ接続回路と、ヒータ接続部の曲線部を備えた加熱部
材とが図示されている。しかし加熱部材の間に配置され
たセラミックの絶縁層は図示されていない。しかし分解
図から、加熱部材と、加熱部材及びヒータ接続部との間
に、夫々１つのセラミックの絶縁層が配置可能であるこ
とが容易に理解できるであろう。
図１の実施例には第１加熱部材10と第２加熱部材11と
が図示されている。両加熱部材10及び11の間には図示さ
れていない絶縁層が配置されている。絶縁層は例へばAl
2O3から成る１つ又は複数のセラミックプレート片から
成っており、その両方の大きな面上に加熱部材10及び11
が、例へばタングステン圧着ペーストによって圧着され
ている。
両加熱部材10及び11は夫々１つの加熱導体路20,21及
び夫々１つのヒータ接続回路30,31を有している。加熱
導体路20,21はセラミック支持体の２つの大きな面上に
延びていて、セラミックプレート片の縁部には夫々２つ
の平行に延びる加熱導体路区分が位置し、該区分の間に
は、内方に向って案内されているメアンダー状の加熱導
体路区分が位置している。
この両加熱部材10及び11は有利には重なり合って合同
状に位置しているため、第１加熱部材10の加熱導体路20
の端部が第２加熱部材11の加熱導体路21の端部の上方に
位置するようになっている。これによって電気的な接続
が、第１加熱部材10と第２加熱部材11との間に形成され
る。接触部14は、例へば絶縁層内に装備された孔にタン
グステンペーストを滴入することによって形成すること
ができる。
本実施例の場合、第１加熱部材10及び第２加熱部材11
に、夫々１つの図示されていない例へばAl2O3から成る
別のセラミック絶縁層が載置されている。第１加熱部材
10を覆っている絶縁層上には第１ヒータ接続部40が位置
し、また第２加熱部材11を覆っている絶縁層には第２ヒ
ータ接続部41が位置している。両絶縁層には夫々１つの
別の孔が設けられており、その内方には、ヒータ接続部
40,41とヒータ接続回路30,31とを電気的に接続するため
の、夫々１つの別の接触部18が装着されている。両ヒー
タ接続部40,41は、同じ様にタングステンペーストを用
いて両絶縁層に圧着されている。つまりこの両ヒータ接
続部40,41は、自由に位置していて、電気接続部との接
触のために使用することができる。
図２に基く構成は、図１の実施例と殆んど同一の構造
を有しているが、両加熱部材10及び11の加熱導体路20及
び21が異なったように構成されている。この構成にあっ
ては、加熱導体路20及び21が夫々１つの、図１の実施例
の場合よりも大きな間隔を有している。加熱導体路20及
び21は、夫々絶縁層の縁部に沿って案内されている。
加熱導体路の別の実施例が図３に図示されており、こ
の例では第１及び第２加熱プリント配線回路20,21が、
夫々絶縁層の縁部に沿って案内され、かつ夫々加熱導体
路区分によって絶縁層の前方縁部の方に戻るように案内
されており、その結果加熱導体路20及び21の両端部が、
絶縁層の前方領域の中央部で重なり合って位置するよう
になっている。この実施例にあっては加熱導体路20,21
の間隔が、夫々図１と図２との実施例における間隔の中
間に位置している。
図２に図示された実施例に基く加熱導体路とは異なっ
た別の構成の加熱導体路が、図４に図示されている。こ
の例では加熱導体路20及び21が同じ様に絶縁層の縁部に
沿って延びており、その際加熱導体路の夫々１つの長手
方向区分がメアンダ状の曲線部24,25を有している。夫
々メアンダ状の曲線部24,25によって形成された長手方
向区分は、第１加熱部材10のメアンダ状の曲線部24が第
２加熱部材11の加熱導体路21の直線区分に向い合って位
置し、かつ第２加熱部材11のメアンダ状の曲線部25が第
１加熱部材10の加熱導体路20の直線区分に向い合って位
置するように構成されている。この構成によってヒータ
装置の狭幅側に向って、前述の実施例の場合よりもより
強烈な温度場が発生する。図１乃至図４に図示された実
施例にあっては、第１加熱導体路20及び第２加熱導体路
21の端部が夫々合同状に重なり合って位置しているた
め、接続部14は図１に基く第１実施例において既に説明
したのと同じ様な形式で構成されている。
別の実施例が図５に図示されている。この例では第１
加熱部材10及び第２加熱部材11が１つのヒータ接続回路
30,31だけを有している。第１ヒータ接続回路30は図示
されていない第１絶縁層上に載置されている。第２ヒー
タ接続回路31は同じように図示されていない第２絶縁層
上に位置している。両絶縁層の間に第３加熱部材12が位
置している。第３加熱部材12は、両絶縁層の縁部に沿っ
て延びる加熱導体路22によってだけ形成されており、そ
の結果加熱導体路22は、第１ヒータ接続回路30の端部及
び第２ヒータ接続回路31の端部の上方で終了している。
互いに重なり合って位置する、加熱導体路22とヒータ接
続回路30,31との端部は、夫々第１接触部15及び第２接
触部16によって相互に接続されている。接触部15,16
は、図１の実施例の場合に説明したのと同一の形式で構
成されている。ヒータ接続部40,41並びに接触接触部18
の配置及び構成も、図１の場合と同じ様に形成されてい
る。
更に図６には別の実施例が図示されており、この場合
は３つの加熱部材10,11,12が設けられている。夫々の加
熱部材10,11,12は夫々１つの平面内に位置していて、隣
接する加熱部材から夫々図示されていない絶縁層によっ
て分離されている。第１及び第２加熱部材10,11は、前
述の実施例で説明したのと同じ様に、夫々１つの加熱導
体路20,21とヒータ接続回路30,31とを有している。加熱
導体路20,21は層平面に対し垂直に沿びる対称平面に関
し対称的に延びていて、夫々１つの絶縁層の長手方向面
に沿って延びる区分と、これに対して直角状に絶縁層の
狭幅側に沿って延びる区分とを有している。第１加熱部
材10の下方に配置された第３加熱部材12は、第１加熱導
体路20の端部の突起から出発して絶縁層の長手方向側部
に沿って延びて、反対側に位置する長手方向側部の方向
で第１加熱導体路20の下方にまで直角状に折り曲げられ
ている。第４加熱導体路23は、絶縁層の長手方向側部に
沿って延び、かつ第３加熱導体路22の第２端部の突起の
位置で始まって、第２加熱導体路21の端部の突起の位置
で終了している。従って加熱導体路20,21,22,23の端部
は、電気的な接続が絶縁層を貫通して到達している第
１、第２及び第３接触部15,16,17によって可能であるよ
うな形式で、重なり合って位置している。接触部15,16,
17の構成及び、加熱接続部40,41と該接続部に付属する
接続接触部18との構成は、既に第１実施例で説明したの
と同じ様に形成されている。
更に、絶縁層の傍でヒータ装置を別のセラミック支持
層上に取り付けることも考え得る。同じ様に、第１及び
第２加熱部材10,11上に取り付けられた外方の絶縁層
を、別の良好な熱伝導性のセラミック層によって代替え
することも可能である。更に電気的な接続部をヒータ接
続回路30,31上に直接載置することも考えることができ
る。
本発明の装置はフィガ形O2センサのための前述のロッ
ドヒータに限定されるものではない。平らなセンサのた
めのヒータ装置に構成することも全く同じ様に可能であ
る。その際外方に位置する一方の加熱部材は、測定部材
に電気的に絶縁されて接続可能である。この種の測定部
材は、例へばポテンシオメータ式センサ部材又はポーラ
ログラフィー式センサ部材又は抵抗測定センサであって
宜い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−6732（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−10145（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−312785（ＪＰ，Ａ) 国際公開91／9301（ＷＯ，Ａ１) 独国特許出願公開4006085（ＤＥ，Ａ １) 米国特許4164539（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/409 G01N 27/00 G01N 27/12 G01N 27/41

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガス中の成分、殊に内燃機関の排気ガス中
    の成分を測定するための、測定センサ用のヒータ装置で
    あって、少くとも部分的に重なり合って配置された少く
    とも２つの加熱部材を備え、該加熱部材は少くとも１つ
    の絶縁層によって電気的に相互に絶縁されている形式の
    ものにおいて、 一方の加熱部材から他方の加熱部材へ、絶縁層を貫いて
    位置する接触部（14,15,16,17）が設けられていて、加
    熱部材（10,11,12,13）が直列に相前後して接続されて
    いることを特徴とするヒータ装置。
  2. 【請求項２】夫々１つの加熱導体路（20,21）とヒータ
    接続路（30,31）とを備えた２つの加熱部材（10,11）が
    設けられており、また接触部（14）が、第１加熱部材
    （10）の加熱導体路（20）の端部から第２加熱部材（1
    1）の加熱導体路（21）の端部へ通じていることを特徴
    とする、請求項１記載のヒータ装置。
  3. 【請求項３】２つよりも多い加熱部材（10,11,12,13）
    が設けられており、その内の外方に位置する２つの加熱
    部材（10,11）が夫々１つのヒータ接続路（30,31）だけ
    を有し、内方に位置する１つ又は複数の加熱部材（12,1
    3）が夫々１つの加熱導体路（22,23）を有しており、ま
    た加熱導体路（22,23）の端部が、接触部（15,16,17）
    によって相互に接続されかつヒータ接続路（30,31）に
    接続されていることを特徴とする、請求項１記載のヒー
    タ装置。
  4. 【請求項４】２つよりも多い加熱部材（10,11,12,13）
    が設けられており、その内の外方に位置する２つの加熱
    部材（10,11）が、夫々１つの加熱導体路（20,21）とヒ
    ータ接続路（30,31）とを有し、内方に位置する１つ又
    は複数の加熱部材（12,13）が１つの加熱導体路（22,2
    3）を有しており、また個々の加熱導体路（20,21,22,2
    3）の端部が夫々接触部（15,16,17）によって接続され
    ていることを特徴とする、請求項１記載のヒータ装置。
  5. 【請求項５】加熱部材（10,11,12,13）が層状の抵抗ヒ
    ータであることを特徴とする、請求項１から４までのい
    づれか１項記載のヒータ装置。
  6. 【請求項６】加熱導体路（20,21,22,23）が、メアンダ
    状及び又はジグザグ状に絶縁層の大きな面上を案内され
    ていることを特徴とする、請求項５記載のヒータ装置。
  7. 【請求項７】加熱導体路（20,21,22,23）が絶縁層の平
    面に対し夫々１つの内方及び外方の加熱導体路区分を有
    し、かつ内方の加熱導体路区分が対応する外方の加熱導
    体路区分よりも広幅に構成されていることを特徴とす
    る、請求項６記載のヒータ装置。
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