JP2006284328A - ガスセンサ素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 未焼成固体電解質シートを複数積層した未焼成積層体から複数個の未焼成ガスセンサ素子片を切り出し、未焼成ガスセンサ素子片の積層界面が露出した両側面及び先端面に、焼成後に絶縁皮膜115となる絶縁性ペーストを塗布する。この絶縁ペーストは、紫外線硬化性樹脂、アルミナ粉末を含むものである。そして、未焼成ガスセンサ素子片に塗布した絶縁性ペーストに紫外線を照射して絶縁性ペーストを硬化させて硬化膜を形成する。ついで、この未焼成ガスセンサ素子片を脱脂、焼成し、絶縁皮膜115が形成されたガスセンサ素子11を得る。こうして得られたガスセンサ素子11は、ヒータ12と接着され、ヒータ一体型センサ素子14が完成する。
【選択図】 図2
Description
本実施形態では、ガスセンサの一種であって、自動車から排出される排気ガス中の酸素濃度を検出する全領域空燃比センサ1(以下、単に空燃比センサ1ともいう)について説明する。図1は、本実施形態である空燃比センサ1の縦断面図である。この空燃比センサ1は、酸素濃度を検出可能なガスセンサ素子11を備えたものであり、同空燃比センサ1を自動車の排気管に取り付けることにより、ガスセンサ素子11の先端側を排気ガスが流れる排気管内に配置させて使用するものである。
図1に示すように、空燃比センサ1は、ガスセンサ素子11とヒータ12とを積層したヒータ付きセンサ素子14、このヒータ付きセンサ素子14の先端側(図1に示す下側)以外を内挿して保持し、ヒータ付きセンサ素子14の軸線方向に沿って伸びる略円筒状のセラミックホルダ13、このセラミックホルダ13の先端側を内挿して保持する主体金具3、この主体金具3の先端側に接合された有底筒状のプロテクタ19、主体金具3の後端側(図1に示す上側)に接合され、セラミックホルダ13の後端側を囲繞して保護する外筒5、この外筒5の後方の開口部を閉塞するように配設された略円柱状のセパレータ16、このセパレータ16の外周面を囲繞し、外筒5の後端側に取り付けられた保護外筒7などから構成されている。
図2は、支持碍管18が装着されたヒータ付きセンサ素子14の斜視図である。図1及び図2に示すように、ヒータ付きセンサ素子14は、酸素濃度を検出する板状のガスセンサ素子11と、このガスセンサ素子11を加熱する板状のヒータ12とが貼り合わせ層(図示せず)を介して互いに接着されることにより、一本の積層体として構成される。なお、ガスセンサ素子11は、複数のセラミックシート(本実施形態では、固体電解質シート)が積層される形態で構成されており、積層界面が露出する両側面のうちで拡散律速層435(図3参照)の表面を除く表面ならびに積層界面が露出する先端面は、図4に示すように、絶縁皮膜115にて被覆されている。なお、図4では、図中上方がガスセンサ素子11の先端側に当たる。以下に、ヒータ付きセンサ素子14の構成について、説明する。
イットリアを安定化剤として固溶させたジルコニア粉末を、バインダであるポリビニルブチラール、有機溶剤、分散剤と共に混練した生素地を用いて、複数個(具体的には40個)のガスセンサ素子を切り出すことが可能な大きさを有する第1未焼成固体電解質シート、第2未焼成固体電解質シート、第3未焼成固体電解質シートを準備する。なお、第1未焼成固体電解質シートは、酸素ポンプ素子421の固体電解質シート422を形成するために用いると共に、第2未焼成固体電解質シートは、酸素濃淡電池素子411の固体電解質シート412を形成するために用いられる。また、第3未焼成固体電解質シートは、遮蔽シート441を形成するために用いられる。上記第1未焼成固体電解質シート、第2未焼成固体電解質シート、第3未焼成固体電解質シートが、特許請求の範囲の「セラミック生シート」に相当する。
Claims (3)
- セラミックシートを複数枚積層して構成されるガスセンサ素子の製造方法であって、
ガスセンサ素子を複数個取り可能な大きさに構成されると共に、焼成されて前記セラミックシートとなるセラミック生シートを複数枚積層した未焼成積層体を当該セラミック生シートの積層方向に沿って切断し、ガスセンサ素子1個分を構成可能な未焼成ガスセンサ素子片を得る切断工程と、
セラミック粉末及び紫外線硬化性樹脂を含む絶縁性ペーストを、前記未焼成ガスセンサ素子片のうち積層界面が露出した側面に塗布する塗布工程と、
前記絶縁性ペーストに紫外線を照射して当該絶縁性ペーストを硬化させ、前記未焼成ガスセンサ素子片の少なくとも前記側面を被覆する硬化膜を形成する硬化膜形成工程と、
前記硬化膜を形成した前記未焼成ガスセンサ素子片を脱脂し、その後焼成することで、少なくとも前記側面を被覆する絶縁皮膜が形成されたガスセンサ素子を得る素子形成工程と、
を備えることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。 - 請求項1に記載のガスセンサ素子の製造方法であって、
前記絶縁性ペーストは、前記セラミック粉末を100質量部としたときに、前記紫外線硬化性樹脂を10質量部以上40質量部以下含むように調製されている
ガスセンサ素子の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載のガスセンサ素子の製造方法であって、
前記絶縁性ペーストは、熱可塑性樹脂を前記紫外線硬化性樹脂よりも少ない含有量で含んでいる
ガスセンサ素子の製造方法。
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