JP2008157649A - 積層型ガスセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 クラックの発生を回避し、信頼性の高い積層型ガスセンサを提供する。
【解決手段】 固体電解質層１１と、固体電解質層１１の上面に形成された測定電極２１と下面に形成された基準電極２２と、固体電解質層１１の測定電極２１側に接合用中間層１３を介して積層される被測定ガス拡散層１４と、固体電解質層１１の基準電極２２側に積層される基準ガス導入室形成層１３とを備えた積層型ガスセンサ１の接合用中間層１３に設けられる被測定ガス室１３０と、基準ガス導入室形成層１２に設けられる基準ガス導入室１２０とを、固体電解質層１１を挟んで対向する位置に設け、接合用中間層１３を、被測定ガス室側壁１３１において、少なくとも基準ガス導入室側壁１２１の長手方向に位置する２面から非直線状に、かつ、基準ガス導入室側壁１２１の位置よりも内方に張り出して形成される応力分散領域１３２を幅（Ｈ）の大きさで設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば自動車の排ガス中の特定ガス成分を検出する酸素センサやＮＯｘセンサ等の積層型ガスセンサに関するものである。

大気汚染防止のため、自動車エンジン等からの排ガスに対する規制が年々厳しくなっている。排ガス中の有害成分を低減する手段として、排ガス流路内に特定ガス成分の濃度を検出する濃度検出素子を設け、エンジンの燃焼制御により排ガス中の有害成分の発生を抑制するシステムや、排ガス中の酸素濃度や窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度等からエンジンの燃焼状態を知り、燃料噴射や空燃比等の制御にフィードバックするシステム等が用いられている。

この様な濃度検出素子として、その活性時間の早さ、高機能化の容易さ等から、従来のコップ型ガスセンサに変わり、センサ部と加熱用ヒータ部とを一体化した積層型ガスセンサが広く用いられるようになってきた。
例えば特許文献１には、拡散抵抗部を経由して素子外部から被測定ガスを導入する被測定ガス室と、酸素イオン導電性の固体電解質板に上記被測定ガス室において被測定ガスと接触するよう設けた測定電極と、該測定電極と一対となって電気化学セルを形成するよう上記固体電解質板に設けた基準電極とを有する積層型ガスセンサが開示されている。
特開２００４−３３３２０５号公報

図９に示す積層型ガスセンサ１Ｂは、センサ部２０Ｂと加熱用ヒータ部１９とが積層され、一体的に焼成されている。
センサ部２０Ｂは、例えば部分安定化ジルコニア等からなるシート状の固体電解質層１１と、アルミナ等からなる多孔質のシート状のガス拡散層１４と、アルミナ等からなるシート状であって、基準ガス導入室１２０となる溝部が設けられた略Ｕ字形の基準ガス室形成層１２とによって構成されている。

固体電解質層１１の上面１１１には、測定電極２１と、測定リード部２１１を介して測定電極２１と導通する測定電極端子２１２と、基準電極端子２２４とが印刷等により形成され、固体電解質層１１の下面１１２には、基準電極２２と基準電極２２と導通する基準リード部２２１、２２２とが印刷等により形成され、スルーホール２２３を介して、上記基準電極端子２２４に導通している。
更に、固体電解質層１１の上面１１１側は、被測定ガス室１３０Ｂとなる空間部の形成された接合用中間層１３Ｂを介してガス拡散層１４と接合され、下面１１２側は基準ガス導入室形成層１３と接合されている。

ヒータ部１９は発熱体１９１と発熱体１９１に導通する一対のヒータリード部１９２が印刷等により形成されたアルミナ等からなるシート状のヒータ基板１９０によって構成され、ヒータ基板１９０の下面１９５には、ヒータ用端子１９４が形成されスルーホール電極１９３を介してヒータリード部１９２と導通している。

ところで、積層型ガスセンサ１Ｂのように固体電解質層１１の上下に被測定ガス室１３０Ｂや基準ガス導入室１２０等の空間が形成されていると、固体電解質層１１のこれらの空間に挟まれた部位は他の部位に比べて強度が低くなり、焼成、冷却の過程で固体電解質層１１の内部にクラックが発生する虞があることが判明した。
図８（ａ）は積層型ガスセンサ１Ｂのクラック発生位置を示す断面図、（ｂ）は、図８（ａ）中Ａ−Ａ矢視平面におけるクラックの発生位置を示す一部省略平面図である。固体電解質層１１の内部には、接合用中間層１３Ｂに形成された被測定ガス室１３０の長手方向の被測定ガス室側壁１３１と基準ガス導入室１２０の長手方向の基準ガス導入室側壁１３１とで挟まれた位置に、クラック若しくはクラックの元となる歪みが極まれに発生することがある。

このようなクラックの存在は、外部からの発見が困難で、センサの信頼性を著しく損なうものであり、極まれに発生するものであっても、製造工程において確実に防止する必要がある。
特に、積層型ガスセンサを自動車の排ガス中の酸素濃度センサ等として使用した場合、５００℃以上の高温に急速加熱されるため、万一センサ素子内にクラックが存在すると、熱ストレスによりクラックが進行し、センサ素子の破壊に至る虞もある。

そこで、本発明はかかる実情に鑑み、積層型ガスセンサの製造工程における固体電解質層内部のクラック発生を防止し、信頼性の高い積層型ガスセンサを提供することを目的とするものである。

請求項１の発明では、シート状の固体電解質層と、該固体電解質層の一方の表面に設けられる測定電極と他方の表面に設けられる基準電極と、固体電解質層の測定電極側に接合用中間層を介して積層される被測定ガス拡散層と、固体電解質層の基準電極側に積層される基準ガス導入室形成層とを備え、固体電解質層と被測定ガス拡散層と基準ガス導入室形成層とが一体的に焼成された積層型ガスセンサにおいて、
接合用中間層に設けられる被測定ガス室となる空間部と、基準ガス導入室形成層に設けられる基準ガス導入室となる溝部とを、固体電解質層を挟んで対向する位置に設け、
接合用中間層を、被測定ガス室の側壁となる上記空間部との境界面において、少なくとも基準ガス導入室の側壁となる溝部の長手方向に位置する２面から非直線状に、かつ、上記基準ガス導入室の側壁の位置よりも内方に張り出して形成される応力分散領域を具備する。

焼成時に固体電解質層には、接合用中間層の焼成収縮による引っ張り応力と固体電解質層の上下に空間が形成され基準ガス導入室側壁に支持された部分の質量と測定電極の質量と基準電極との質量による曲げモーメントとのが働く。
請求項１の発明によれば、被測定ガス室の側壁の一部を応力分散領域として基準ガス導入室側壁の位置よりも内側に張り出して形成するので、上記焼成収縮による引っ張り応力と上記重力による曲げモーメントとの発生位置をずらして、応力の集中を避けることができる。従って、焼成時に上記固体電解質層に働く剪断力が弱められクラックの発生が防止される。その結果、積層型ガスセンサの信頼性を向上することができる。

請求項２の発明では、上記空間部は略矩形で、その長辺方向の上記境界面は、上記固体電解質表面と平行な水平断面が山形、波形、矩形のいずれが周期的に繰り返される凹凸形状の応力分散領域となる。

請求項２の発明によれば、上記接合用中間層の焼成収縮による引っ張り応力が上記固体電解質層表面に一直線状に集中して働くこと無く、効率的に応力分散され、クラックの発生を予防できる。従って、積層型ガスセンサの信頼性を更に向上することできる。

請求項３の発明では、上記応力分散領域の幅Ｈと上記被測定ガス室側壁の直線距離ａと上記凹凸形状の繰り返し周期ｎとの関係が
０．２ａ／ｎ＜Ｈ＜２．５ａ／ｎ、かつ１≦ｎ≦５０である。

クラックの発生率を低減するためには上記応力分散領域の幅を広くするのが良い。ただし、上記応力分散領域の幅が上記範囲よりも広い場合は、上記測定電極の面積が小さくなり内部抵抗が増大する。従って、センサとしての応答性を維持するために、上記固体電解質層の幅を広くして、上記測定電極の有効な面積を確保すると、熱容量が増大し、活性化に要する加熱時間が長くなり応答性の低下を招く虞がある。また、上記応力分散領域の幅が上記範囲よりも狭い場合は、応力分散効果が得られない。
従って、請求項３の発明によれば、上記測定電極の面積を縮小することなくもっとも有効な応力分散効果を発揮することができる。よって、積層型ガスセンサの信頼性を更に向上することできる。

以下に本発明の第１の実施形態について図１、２を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態におけるガスセンサ１の構成を示す展開斜視図である。図２（ａ）は、本発明の適用された積層型ガスセンサ１の断面図、（ｂ）は、本発明の要部である接合用中間層の形状を示す図１（ａ）中Ａ−Ａ断面における矢視平面図である。

図１に示すように、積層型ガスセンサ１は、センサ部２０と加熱用ヒータ部１９とが積層され、一体的に焼成されている。
センサ部２０は、例えば部分安定化ジルコニア等からなるシート状の固体電解質層１１と、アルミナ等からなる多孔質のシート状のガス拡散層１４と、アルミナ等からなるシート状であって、基準ガス導入室１２０となる溝部が設けられた略Ｕ字形の基準ガス室形成層１２とによって構成されている。

固体電解質層１１の上面１１１には、測定電極２１と、測定リード部２１１を介して測定電極２１と導通する測定電極端子２１２と、基準電極端子２２４とが印刷等により形成され、固体電解質層１１の下面１１２には、基準電極２２と基準電極２２と導通する基準リード部２２１、２２２とが印刷等により形成され、スルーホール２２３を介して、上記基準電極端子２２４に導通している。
更に、固体電解質層１１の上面１１１側は、被測定ガス室１３０の形成された接合用中間層１３を介してガス拡散層１４と接合され、下面１１２側は基準ガス導入室形成層１３と接合されている。
被測定ガス室１３０の長手方向の被測定ガス室側壁１３１は山形のジグザグ形状に形成されている。

ヒータ部１９は発熱体１９１と発熱体１９１に導通する一対のヒータリード部１９２が印刷等により形成されたアルミナ等からなるシート状のヒータ基板１９０によって構成され、ヒータ基板１９０の下面１９５には、ヒータ用端子１９４が形成されスルーホール電極１９３を介してヒータリード部１９２と導通している。

以下に、図２を参照して、本発明の第１の実施形態における要部である接合用中間層１３について更に詳述する。
図２（ａ）に示すように、上記接合用中間層１３には被測定ガス室１３０となる空間部が形成され、基準ガス導入室形成層１２には基準ガス導入室１２０となる溝部とが固体電解質層１１を挟んで対向する位置に形成されている。
接合用中間層１３は、上記空間部との境界面即ち基準ガス室側壁１３１は、上記溝部の長手方向に位置する２面即ち基準ガス導入室１２０の位置から基準ガス導入室側壁１２０の位置よりも内方に張り出した応力分散領域１３２を具備する。
図２（ｂ）に示すように応力分散領域１３２は、高さ１３３の山形が複数連なって凹凸状に形成されている。

以下に本発明の積層型ガスセンサ１の製造方法について簡単に説明する。
固体電解質層１１は、例えばイットリア安定化ジルコニアを、焼結助剤とポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等の結合材とジブチルフタレート（ＤＢＰ）等の可塑剤とともに有機溶剤等の溶媒に分散させたスラリーをドクターブレード法により所定の板厚のシート状に成形、乾燥した後、所定の大きさの長方形に加工するとともに基準電極用リード部２２１、２２２と基準電極端子２２４とを導通するスルーホール電極２２３を形成するためのスルーホールを穿設することによって得られる。

白金ペーストに上記固体電解質用のスラリーを添加したものを用いて、固体電解質層１１の上面１１１に測定電極２１と測定リード部２１１と測定電極端子２１２と基準電極端子２２４とスルーホール電極２２３とを印刷形成し、固体電解質層１１の下面１１２に基準電極２２と基準リード部２２１、２２２とを印刷形成する。

基準ガス導入室形成層１２は、例えばアルミナ等と焼結助剤と結合材と可塑剤とともに有機溶剤等の溶媒に分散させたスラリーをドクターブレード法により所定の板厚の絶縁性アルミナグリーンシートとし、当該絶縁性アルミナグリーンシートを複数枚積層し、基準ガス導入室１２０となる長方形の溝部を有する略Ｕ字形に形成することによって得られる。

ヒータ基板１９０は上記絶縁性アルミナグリーンシートと同じ材料、同じ製法にて、所定の板厚のシート状に形成し、所定の大きさの長方形に形成するとともに、ヒータリード部１９２とヒータ端子１９４とを導通するスルーホール電極１９３を設けるためのスルーホールが穿設されることによって得られる。

ヒータ基板１９０に、例えば上記アルミナスラリーを添加した白金ペーストを用いて、一方の表面に発熱体１９１とヒータリード部１９２を印刷形成し、他方の面にヒータ端子１９４を印刷形成し、ヒータリード部１９２とヒータ端子１９４とを導通すべくスルーホール電極１９３を吸引印刷等により形成し、ヒータ部１９とする。

測定ガス拡散層１４は絶縁性アルミナグリーンシートに用いたアルミナよりも大きい粒径のアルミナ等を用いて、結合材と可塑剤とともに溶媒に分散させたスラリーをドクターブレード法によりシート状に成形、乾燥し、所定の板厚の拡散層用アルミナグリーンシートをとし、これを所定の大きさに形成することによって得られる。

測定電極２１が形成された固体電解質層１１はその上面１１１に上記固体電解質用スラリーよりも結合材を多く含み粘着性のある接合用中間層用ペーストを用いて測定ガス室１３０となる空間を有する接合用中間層１３を印刷形成し、
その粘着性を利用して測定ガス拡散層１４を接着積層する。
接合用中間層用ペーストには、上記固体電解質用スラリーに結合材を加えたものを用いても良いし、上記固体電解質用スラリーと上記被測定ガス拡散層用スラリーとの混合物に結合材を加えたもの等を用いても良い。

固体電解質層１１の下面１１２側に、基準ガス導入室形成層１２を積層し、センサ部２０とする。センサ部２０とヒータ部１９とを加熱圧着または接合用ペーストを用いた接着等により密着一体化し、これを乾燥、脱脂、焼成する。

焼成により固体電解質層１１と被測定ガス拡散層１４と基準ガス導入層１２とヒータ部１９とが一体の焼結体となった積層型ガスセンサ１が得られる。

センサ部２０の測定電極端子２１２と基準電極端子２２４とには、図略の電位差計等が接続される。
ヒータ部１９のヒータ用端子１９４には、図略の電子制御装置によって通電制御される電源が接続され、発熱体１９１への通電によって、センサ部２０を所定温度に加熱し活性化する。

例えば自動車排気ガス等の被測定ガスの測定に際して、積層型ガスセンサ１の被測定ガス拡散層１４側を被測定ガス中に置き、基準ガス導入室１２０の入り口を大気内に置く測定電極２１は被測定ガス拡散層１４を介して被測定ガスに晒され、基準電極２２は上記入り口から基準ガス導入室１２０に導入された基準ガス（大気）に晒される。

固体電解質層１１は酸素イオン導電性が有り、被測定ガス中の酸素濃度と基準ガス中の酸素濃度との差によって測定電極２１と基準電極２２との間に電位差を生じ、これを電位差計等によって測定することによって被測定ガス中の酸素濃度を知ることができる。

ここで、図３を参照して推定される従来の構造におけるクラックの発生原因について説明する。
図３（ａ）に示すように、従来の積層型ガスセンサ１Ｂでは、接合用中間層１３Ｂの長手方向の側面を形成する被測定ガス室側壁１３１Ｂは、固体電解質層１１を挟んで基準ガス導入室１２の長手方向の基準ガス導入室側壁１２１と対向する位置に形成されている。
また、固体電解質層１１は、下面側に基準ガス導入室１２０が形成されている。従って、固体電解質層１１の中空に支持された部分には、固体電解質層１１自身の質量に加え、測定電極２１と基準電極２２との質量によって、基準ガス導入室側壁１２１を支点として重力による曲げモーメントが基準ガス導入室１２０の内側に向かって働く。
焼成時に、積層型ガスセンサ１Ｂ全体の平面方向の焼成収縮は積層型ガスセンサ１Ｂの中心に向かって進行するが、被測定ガス室側壁１３１Ｂは、被測定ガス室１２０の外側に向かって焼成収縮する。
加えて、接合用中間層１３Ｂには、上述したように粘着性を持たせるために、結合材を多く含んだペーストが用いられるので、焼成時の収縮率が大きい。
このため、固体電解質層１１の被測定ガス室側壁１３１Ｂと接する部分には、接合用中間層１３Ｂの焼成収縮による外向きの引っ張り力と上記曲げモーメントによる内向きの引っ張り力とが働く。
この結果、図３（ｂ）に示すように、固体電解質層１１の接合用中間層１３１Ｂと基準ガス導入室側壁１２１とで挟まれた部分に応力集中が起こり、クラックが発生すると考えられる。

次いで図４を参照して本発明の効果について説明する。
図４（ａ）に示すように、本発明の積層型ガスセンサ１においては、接合用中間層１３の長手方向の側面を形成する被測定ガス室側壁１３１の少なくとも一部は、固体電解質層１１を挟んで基準ガス導入室１２の長手方向の基準ガス導入室側壁１２１よりも被測定ガス室の内側の位置に形成されている。
従来と同様固体電解質層１１には、曲げモーメントによる内向きの引っ張り力が働く。しかし、被測定ガス室側壁１３１が、基準ガス導入室側壁１２１よりも被測定ガス室の内側の位置に形成されているので、接合用中間層１３の焼成収縮による外向きの引っ張り力と曲げモーメントによる引っ張り力とが打ち消し合う。
従って本発明によれば、従来の工程を大きく変えることなく簡単にクラックの発生を防止できる。
さらに、図４（ｂ）に示すように、被測定ガス室側壁１３１は、山形が周期的に繰り返された形状をしているために応力が分散する。
従って、固体電解質層１１の基準ガス導入室側壁１２１と被測定ガス室側壁１３１とで挟まれた部分のクラックの発生が更に低減できる。

本発明の要部である接合用中間層の形状のみを他の実施形態とともに、図５（ａ）〜（ｃ）に示す。
図５（ａ）は、上述した本発明の第１の実施形態であり、被測定ガス室側壁１３１は山形の凹凸が繰り返される断面形状をしている。
図５（ｂ）に示すように、被測定ガス室側壁１３１は波形の凹凸が繰り返される断面形状としても良い。
また、図５（ｃ）に示すように、被測定ガス室側壁１３１は矩形の凹凸が繰り返される断面形状としても良い。
図５（ａ）〜（ｃ）のいずれの場合も、応力分散領域１３２の幅Ｈ（１３３）と被測定ガス室側壁１３１の直線距離ａと凹凸形状の繰り返し周期ｎとの関係は、０．２ａ／ｎ＜Ｈ＜２．５ａ／ｎ、かつ１≦ｎ≦５０を満たす。このとき、被測定ガス室側壁１３１の凹凸面総長さｂとすると１．１a≦ｂ≦５aの関係となる。
固体電解質層のクラックの発生率を低減するためには応力分散領域１３２の幅Ｈ（１３３）を広くするのが良い。
ただし、応力分散領域１３２の幅Ｈ（１３３）が上記範囲よりも広い場合は、被測定ガス室１３０の容積が狭くなり、測定電極の面積を小さくしなければならなくなる。測定電極の面積を小さくすると内部抵抗が増大する。
従って、センサとしての応答性を維持するために、固体電解質層の幅を広くして、測定電極の有効な面積を確保すると、固体電解質層の熱容量が増大し、活性化に要する加熱時間が長くなりガスセンサとしての応答性の低下を招く虞がある。また、応力分散領域１３２の幅Ｈ（１３３）が上記範囲よりも狭い場合は、被測定ガス室側壁１３１が、ほぼ直線状に形成されているのと変わらず応力分散効果が得られない。

表１並びに図６に本発明の効果についての試験結果を比較例とともに記す。
比較例１として従来の構造の積層型ガスセンサ１Ｂについて焼成割れ発生率を調査し、比較例２として応力分散領域１３２の幅Ｈを０．３２ｍｍに設定し、凹凸の周期ｎを１０とした場合（ｂ＝１．０５ａ）の焼成割れの発生率を調査し、実施例１として応力分散領域１３２の幅を０．４６ｍｍに設定し、凹凸の周期ｎを１０とした場合（ｂ＝１．１ａ）の焼成割れの発生率を調査し、実施例２として、応力分散領域１３２の幅Ｈを０．５６ｍｍに設定し、凹凸の周期ｎを２０とした場合（ｂ＝１．５ａ）の焼成割れの発生率を調査し、実施例３として応力分散領域１３２の幅Ｈを０．８７ｍｍに設定し、凹凸の周期ｎを２０とした場合（ｂ＝２ａ）の焼成割れの発生率を調査した。

図６に示すように、比較例１における焼成割れ発生率を１とした場合、比較例２では僅かにクラック低減効果が見られたものの、大きな効果は得られなかった。実施例１では比較例１の４割程度のクラック発生率に低減ができた。
実施例２、３と応力分散領域１３２の幅Ｈ（１３３）を徐々に広げていくと更にクラックの発生率は低減した。

なお、当然のことながら、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、図７（ａ）に示すように、被測定ガス拡散層１４を更にガス遮蔽層１５で覆い、拡散抵抗を大きくした限界電流式ガスセンサにおいても、被測定ガス拡散層１４と固体電解質層１１との接合を行う接合用中間層１３にも本発明が適宜採用でき、同様の効果が期待できる。
また、本発明の実施形態においては、積層型ガスセンサとして１セルのみからなる酸素濃度センサを例に挙げて説明をしたが、図７（ｂ）に示すような第１の固体電解質層１１に加え、電極３１、３２とピンホール１６０とを設けた第２の固体電解質層１６により酸素ポンプを形成し、測定精度を向上した複数のセルによって構成される酸素センサやＮＯｘセンサ等においても、上下に空間部の形成された固定電解質層のクラック発生を防止するのに好適である。

当然のことながら、本発明は、積層型ガスセンサの焼成クラック防止において特に好適なものであるが、積層型ガスセンサ以外のセラミック積層体であって、上下に空間部の形成されたセラミック積層体において、接合用中間層を介して接着積層される場合に適宜採用し得るものである。また、接合用中間層が複数も受けられる場合であっても、適宜採用し得るものである。

本発明の第１の実施形態におけるガスセンサ１の構成を示す展開斜視図。 （ａ）は、本発明の適用された積層型ガスセンサ１の断面図、（ｂ）は、本発明の要部である接合用中間層の形状を示す本図中Ａ−Ａ断面における矢視平面図。 （ａ）は、従来の積層型ガスセンサの焼成時に発生する応力集中を示す要部断面模式図、（ｂ）は、従来の積層型ガスセンサの焼成後に発生するクラックを示す要部断面模式図。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態における焼成時に発生する応力分散状況を示す要部断面模式図、（ｂ）は、接合用中間層の焼成収縮の引っ張り力が分散する様子を示す模式図。 （ａ）は、山形に形成した接合用中間層の平面図、（ｂ）は、波形に形成した接合用中間層の平面図、（ｃ）は矩形に形成した接合用中間層の平面図。 本発明の効果を示す焼成割れ発生率比較図。 （ａ）は、遮蔽層を設けた実施形態の断面図、（ｂ）は、複数セルを設けた実施形態の断面図。 （ａ）は従来の積層型ガスセンサの構造およびクラックの発生位置を示す断面図。（ｂ）は本図中Ａ−Ａ断面における矢視図。 従来の積層型ガスセンサの構成例を示す展開斜視図。

符号の説明

１ 積層型ガスセンサ
１１ 固体電解質層
２１ 測定電極
２２ 基準電極
１２ 基準ガス導入室形成層
１２０ 基準ガス導入室（溝部）
１２１ 基準ガス導入室側壁
１３ 接合用中間層
１３０ 被測定ガス室（空間部）
１３１ 被測定ガス室側壁
１３２ 応力分散領域
１３３ 応力分散領域の幅（Ｈ）
１４ 被測定ガス拡散層

Claims (3)

1. シート状の固体電解質層と、
   該固体電解質層の一方の表面に設けられる測定電極と他方の表面に設けられる基準電極と、
   上記固体電解質層の上記測定電極側に接合用中間層を介して積層される被測定ガス拡散層と、
   上記固体電解質層の上記基準電極側に積層される基準ガス導入室形成層とを備え、
   上記固体電解質層と上記被測定ガス拡散層と上記基準ガス導入室形成層とが一体的に焼成された積層型ガスセンサにおいて、
   上記接合用中間層に設けられる被測定ガス室となる空間部と、上記基準ガス導入室形成層に設けられる基準ガス導入室となる溝部とを、上記固体電解質層を挟んで対向する位置に設け、
   上記接合用中間層を、上記被測定ガス室の側壁となる上記空間部との境界面において、少なくとも上記基準ガス導入室の側壁となる上記溝部の長手方向に位置する２面から非直線状に、かつ、上記基準ガス導入室の上記側壁の位置よりも内方に張り出して形成される応力分散領域を具備することを特徴とする積層型ガスセンサ。
2. 上記空間部は略矩形で、その長辺方向の上記境界面は、上記固体電解質表面と平行な水平断面が山形、波形、矩形のいずれが周期的に繰り返される凹凸形状の応力分散領域となる請求項１に記載の積層型ガスセンサ。
3. 上記応力分散領域の幅Ｈと上記被測定ガス室側壁の直線距離ａと上記凹凸形状の繰り返し周期ｎとの関係が
   ０．２ａ／ｎ＜Ｈ＜２．５ａ／ｎ、かつ１≦ｎ≦５０
   である請求項１または２に記載の積層型ガスセンサ。