JP6382768B2 - ガスセンサ素子、ガスセンサ、および、ガスセンサ素子の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態におけるガスセンサ1を軸線AXに沿って切断した縦断面図である。ガスセンサ1は、例えば、内燃機関の排気管に装着され、酸素センサとして使用される。以下では、図1に示すガスセンサ1の下側を先端側DL1、上側を後端側DL2として説明する。
上述した第1実施形態では、2つの複合セラミック層(検出用複合セラミック層111およびポンプ用複合セラミック層211)を有するいわゆる2セルタイプのガスセンサ素子10について説明した。しかし、図4に示したガスセンサ素子10の構造は、複合セラミック層を1つ備えるいわゆる1セルタイプのガスセンサ素子に対しても同様に適用可能である。
<変形例1>
上述した実施形態では、複合セラミック層の電解質部の全周にわたって延出部が形成されている。これに対して、延出部は、電解質部の外周のうち、導体層が接触する部分だけに形成されていてもよい。このような構成であっても、導体層に亀裂や切断が生じることを抑制することができる。
上述した実施形態では、絶縁部に形成された貫通孔の第1絶縁面側における側端部が円弧状であるものとしたが、傾斜状であってもよい。
10,410…ガスセンサ素子
14〜18…パッド部
20…主体金具
21…セラミックホルダ
22,23…粉末充填層
24…セラミックスリーブ
25…金属ホルダ
26…加締パッキン
31…外部プロテクタ
32…内部プロテクタ
31h,32h…ガス導入孔
51…外筒
60…セパレータ
62…挿入孔
73…グロメット
75…端子部材
78,79…リード線
111…検出用複合セラミック層
112…検出用絶縁部
112h…貫通孔
113…第1絶縁面
114…第2絶縁面
131…検出用電解質部
133…第1電解質面
134…第2電解質面
135…延出部
136…第1延出面
137…側端部
150…第1導体層
151…第1電極層
152…第1リード層
155…第2導体層
156…第2電極層
157…第2リード層
160…保護層
161…保護部
161h…貫通孔
161m,161n,161p…スルーホール
162…多孔質部
170…絶縁層
170h…貫通孔
171…本体部
172…多孔質部
180…ヒータ層
181…ヒータパターン
182,183…絶縁層
211…ポンプ用複合セラミック層
212…ポンプ用絶縁部
212h…貫通孔
213…第1絶縁面
214…第2絶縁面
231…ポンプ用電解質部
233…第1電解質面
234…第2電解質面
250…第1導体層
251…第1電極層
252…第1リード層
255…第2導体層
256…第2電極層
257…第2リード層
305…パンチ
306…先端部
307…傾斜部
411…複合セラミック層
412…絶縁部
412h…貫通孔
412m…スルーホール
413…第1絶縁面
414…第2絶縁面
416…センサパッド部
431…電解質部
433…第1電解質面
434…第2電解質面
435…延出部
436…第1延出面
437…側端部
450…第1導体層
451…第1電極部
452…第1リード部
455…第2導体層
456…第2電極部
457…第2リード部
460…保護層
461…保護部
461h…貫通孔
461n…スルーホール
462…多孔質部
470…導入路形成層
475…導入溝
476…基準室溝
477…通気溝
551…第1電極層
AX…軸線
GD…ガス導入路
AD…大気導入路
SP…測定室
TR…通気路
KS…基準室
Claims (4)
- 絶縁性セラミックを含み、厚み方向に貫通する貫通孔が形成された板状の絶縁部、及び、固体電解質セラミックを含み、前記貫通孔内に配置された板状の電解質部、を有する複合セラミック層と、
前記絶縁部の一方の面である第1絶縁面と、前記電解質部の前記一方側の面である第1電解質面とに跨がって形成された第1導体層と、
を備えるガスセンサ素子であって、
前記第1絶縁面と前記第1電解質面とは、同一平面をなし、
前記電解質部は、前記第1電解質面側に、前記絶縁部に重なって、前記貫通孔の外側に向けて広がる延出部を有し、
前記延出部の厚みは前記延出部の外周に向かうほど薄い
ことを特徴とするガスセンサ素子。 - 請求項1に記載のガスセンサ素子であって、
前記絶縁部に形成された前記貫通孔の前記第1絶縁面側における側端部は前記絶縁部の厚み方向内側から外側に向かって凸となる円弧状であることを特徴とするガスセンサ素子。 - 請求項1または請求項2に記載のガスセンサ素子を備えることを特徴とするガスセンサ。
- 絶縁性セラミックを含み、厚み方向に貫通する貫通孔が形成された板状の絶縁部、及び、固体電解質セラミックを含み、前記貫通孔内に配置された板状の電解質部、を有する複合セラミック層と、
前記絶縁部の一方の面である第1絶縁面と、前記電解質部の前記一方側の面である第1電解質面とに跨がって形成された第1導体層と、
を備え、
前記第1絶縁面と前記第1電解質面とは、同一平面をなし、
前記電解質部は、前記第1電解質面側に、前記絶縁部に重なって、前記貫通孔の外側に向けて広がる延出部を有し、
前記延出部の厚みは前記延出部の外周に向かうほど薄い
ガスセンサ素子の製造方法であって、
(A)前記絶縁性セラミックを含み、厚み方向に貫通する貫通孔が形成された板状の未焼成絶縁部の前記貫通孔内に、前記固体電解質セラミックを含み、前記未焼成絶縁部よりも厚い未焼成電解質部を挿入する工程と、
(B)前記未焼成絶縁部の一方の面である第1未焼成絶縁面と、前記未焼成電解質部の前記一方側の面である第1未焼成電解質面と、が同一平面となるように、前記未焼成絶縁部と前記未焼成電解質部とを、前記厚み方向に同時に圧縮する工程と、
(C)前記第1未焼成絶縁面と、前記第1未焼成電解質面とを跨ぐ未焼成第1導体層を形成する工程と、
(D)前記未焼成絶縁部、前記未焼成電解質部、及び、前記未焼成第1導体層を焼成して、前記絶縁部及び前記電解質部を有する前記複合セラミック層及び前記第1導体層を形成する工程と、を備え、
前記工程(A)において、前記未焼成絶縁部に形成された前記貫通孔の前記第1未焼成絶縁面側における側端部には、面取りが施されており、
前記工程(B)では、前記未焼成電解質部の前記第1未焼成電解質面側に、前記未焼成絶縁部に重なって前記貫通孔の外側に向けて広がる未焼成延出部を、前記未焼成延出部の厚みが前記未焼成延出部の外周に向かうほど薄く形成する、
ことを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
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