JP6408960B2 - ガスセンサ素子、ガスセンサ及びガスセンサ素子の製造方法 - Google Patents

ガスセンサ素子、ガスセンサ及びガスセンサ素子の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、被測定ガスを検出するガスセンサ素子、このようなガスセンサ素子を備えるガスセンサ、及び、ガスセンサ素子の製造方法に関する。
ガスセンサ素子に関して、例えば、特許文献1には、絶縁部材(後述する周囲部)の貫通孔内に固体電解質体(後述する電解質部)を配置した層(後述する複合セラミック層)を有するガスセンサ素子が開示されている。
特開2007−278941号公報
しかしながら、上述の特許文献1のガスセンサ素子では、固体電解質体(電解質部)の外周面(後述する電解質外周面)は、絶縁部材(周囲部)の表面に対し、ほぼ垂直な貫通孔の内周面(後述する貫通孔内周面)に接している。このため、電解質部の電解質外周面と周囲部の貫通孔内周面との厚さ方向に接触する長さが短く、製造時に、電解質部の電解質外周面と周囲部の貫通孔内周面との間での、厚み方向の密着長さが十分確保できず、これらの間に生じた隙間によって、電解質部の両主面の間が隙間で連通されたガスセンサ素子となってしまう場合がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、電解質部と周囲部との間の隙間による不具合を抑制した信頼性の高いガスセンサ素子、及び、このようなガスセンサ素子を備えたガスセンサを提供する。また、このようなガスセンサ素子の製造方法を提供する。
本発明の一態様は、固体電解質セラミックからなる板状で、電解質外周面を含む電解質部と、絶縁性セラミックからなるまたは絶縁性セラミック及び上記固体電解質セラミックからなる板状で、厚み方向に貫通する貫通孔をなす貫通孔内周面を含む周囲部と、を有し、上記電解質部は上記貫通孔内に配置され、上記電解質部の上記電解質外周面は、上記周囲部の上記貫通孔内周面に当接してなる複合セラミック層を備えるガスセンサ素子であって、上記電解質部の上記電解質外周面及び上記周囲部の上記貫通孔内周面のうち、互いに対向する対向面は、それぞれ上記厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する斜面をなし、全周かつ全面にわたり互いに密着してなるガスセンサ素子である。
上述のガスセンサ素子では、電解質体の電解質外周面の対向面と周囲部の貫通孔内周面の対向面は、それぞれ厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する斜面をなす形態を有するので、電解質部の対向面と周囲部の対向面とが厚み方向に接触する長さをより長くすることができる。しかも、貫通孔内周面及び電解質外周面の対向面同士は、全周かつ全面にわたり密着している。このため、電解質部と周囲部との間に、電解質部の両主面の間で連通する隙間が生じるのを抑制することができ、このような隙間を通じたガスの流通による精度低下を防いだガスセンサ素子とすることができる。かくして、信頼性の高いガスセンサ素子とすることができる。
なお、複合セラミック層には、電解質体の電解質外周面全体、及び周囲部の貫通孔内周面全体がそれぞれ対向面となる場合が含まれる。このほか、電解質体と周囲部との、厚みの相違あるいは相互の配置の食い違いにより、電解質体の電解質外周面及び周囲部の貫通孔内周面のうち、それぞれの対向面よりも厚み方向の一方側及び他方側の、両方あるいはいずれか一方に、対向しない部位を含む形態も含まれる。
また、「斜面」に関し、電解質部の厚み方向に沿う縦断面において、電解質部の一方側の主面と電解質外周面の対向面(斜面)とのなす角度θ(鋭角(0°〜90°の範囲)となる側の角度を指す)を、45°≦θ≦80°とするのが好ましい。さらには、55°≦θ≦75°とするのがより好ましい。電解質部の一方側の主面と電解質外周面の対向面(斜面)とがなす角度θが、80°を越えると、対向面は斜面ではあるが垂直に近く、その密着長さを十分確保できない。一方、電解質部の一方側の主面と電解質外周面の対向面(斜面)とがなす角度θが、45°未満になると、電解質部の他方側の主面の面積確保が難しくなり、この他方側の主面上に設けられる電極が小さくなるため、センサ出力が小さくなる。
また、複合セラミック層をなす周囲部の材質としては、絶縁セラミック(例えばアルミナ)からなるほか、絶縁セラミック及び固体電解質セラミック(例えば、アルミナとジルコニアの混合セラミック)からなるものを用いることもできる。
さらに、上述のガスセンサ素子であって、前記電解質部は、シート体外周面がシート厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する斜面をなし、前記固体電解質セラミックとなる電解質シート体を焼成してなり、前記周囲部は、上記電解質シート体の上記シート体外周面に接した、前記絶縁性セラミックまたは上記絶縁性セラミック及び上記固体電解質セラミックとなるセラミックペーストの層を焼成してなるガスセンサ素子とすると良い。
上述のガスセンサ素子では、電解質部は電解質シート体を、周囲部は絶縁ペーストの層をそれぞれ焼成してなる。しかも、焼成前、絶縁ペーストの層は、電解質シート体のシート体外周面に接している。このため、シート体外周面の斜面の形が維持された状態で焼成されるので、電解質部の電解質外周面の対向面を確実に前述の斜面をなす形にできる。その上、電解質外周面となるシート体外周面に絶縁ペーストの層が密着して形成される。従って、電解質外周面及び周囲部の貫通孔内周面の対向面同士を、全周かつ全面にわたって確実に密着させたガスセンサ素子とすることができる。
また、セラミックペーストの材質としては、絶縁セラミック(例えばアルミナ)からなるほか、絶縁セラミックと固体電解質セラミックを含むセラミック(例えばアルミナとジルコニア)からなるものも用いることができる。
上述のガスセンサ素子であって、前記複合セラミック層の前記厚み方向の前記一方側に、前記電解質部を加熱するヒータを備えるガスセンサ素子とすると良い。
このガスセンサ素子では、厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する対向面(斜面)を有する電解質部の一方側に、ヒータが配置されている。即ち、一方側ほど断面積が大きくなっている電解質部を、その一方側からヒータで加熱できるので、電解質部を加熱しやすく、より早く昇温及び活性化させることができる。
さらに、上述のガスセンサ素子であって、前記複合セラミック層と前記ヒータとの間に配置された第2複合セラミック層を備え、上記第2複合セラミック層は、前記固体電解質セラミックからなる板状で、第2電解質外周面を含む第2電解質部と、前記絶縁性セラミックからなるまたは上記絶縁性セラミック及び上記固体電解質セラミックからなる板状で、厚み方向に貫通する第2貫通孔をなす第2貫通孔内周面を含み、上記第2電解質部よりも熱伝導率の高い第2周囲部と、を有し、上記第2電解質部は上記第2貫通孔内に配置され、上記第2電解質部の上記第2電解質外周面は、上記第2周囲部の上記第2貫通孔内周面に当接し、上記第2電解質部が上記複合セラミック層の前記電解質部と離間して、これとの間に被測定ガスが導入される測定室を構成してなり、上記第2電解質部の上記第2電解質外周面及び上記第2周囲部の上記第2貫通孔内周面のうち、互いに対向する第2対向面は、それぞれ前記厚み方向の一方側に進むほど内側に位置する斜面をなし、全周かつ全面にわたり互いに密着してなるガスセンサ素子とすると良い。
このガスセンサ素子では、前述した複合セラミック層に加えて、この複合セラミック層とヒータとの間に配置された第2複合セラミック層を備えており、第2複合セラミック層はその第2電解質部と複合セラミック層の電解質部との間に、測定室を構成している。また、第2周囲部は、第2電解質部よりも熱伝導率が高く、しかも、複合セラミック層の対向面とは逆に、第2複合セラミック層の第2対向面は、一方側に進むほど内側に位置する斜面をなしている。つまり、第2複合セラミック層のうち、相対的に熱伝導率の高い第2周囲部では、一方側(即ちヒータ側)の面積が大きくなっている。
このガスセンサ素子では、複合セラミック層とヒータとの間に第2複合セラミック層が介在し、しかも、測定室も存在しているため、第2複合セラミック層の第2電解質部に比して、複合セラミック層の電解質部には、ヒータの熱が届きにくく、温度上昇しにくい。しかし、このガスセンサ素子では、ヒータから発した熱を、熱伝導率の高い第2周囲部のうち比較的大きな面積の一方側の面から、より多くこの第2周囲部に取り入れて、効率よく複合セラミック層側に移行させることができる。このため、第2対向面を厚み方向に平行あるいは、一方側に進むほど外側に位置する斜面とした場合に比して、複合セラミック層の電解質部をより適切に加熱し昇温させることができる。
さらに、本発明の他の一態様は、前述のいずれかのガスセンサ素子を備えるガスセンサである。
上述のガスセンサは、前述したガスセンサ素子を備えるため、電解質部と周囲部との間に隙間が生じるのを抑制した信頼性の高いガスセンサとすることができる。
さらに、本発明の他の一態様は、固体電解質セラミックからなる板状で、電解質外周面を含む電解質部と、絶縁性セラミックからなるまたは絶縁性セラミック及び上記固体電解質セラミックからなる板状で、厚み方向に貫通する貫通孔をなす貫通孔内周面を含む周囲部と、を有し、上記電解質部は上記貫通孔内に配置され、上記電解質部の上記電解質外周面は、上記周囲部の上記貫通孔内周面に当接してなる複合セラミック層を備えるガスセンサ素子の製造方法であって、上記電解質部の上記電解質外周面及び上記周囲部の上記貫通孔内周面のうち、互いに対向する対向面は、それぞれ上記厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する斜面をなし、全周かつ全面にわたり互いに密着してなり、上記固体電解質セラミックとなるグリーンシートから形成されてなり、シート体外周面がシート厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する斜面をなす形態とした電解質シート体の周囲に、上記シート体外周面に接するように、上記絶縁性セラミックまたは上記絶縁性セラミック及び上記固体電解質セラミックとなるセラミックペーストの層を配置し乾燥させて、未焼成複合セラミック層を形成する複合層形成工程と、上記未焼成複合セラミック層を焼成して、上記電解質部と上記周囲部とを有する上記複合セラミック層を形成する焼成工程と、を備えるガスセンサ素子の製造方法である。
上述のガスセンサ素子の製造方法では、複合層形成工程で、上述した斜面をなすシート体外周面に接するよう、絶縁ペーストの層を電解質シート体の周囲に配置する。これにより、シート体外周面に絶縁ペーストの層を確実に、かつ、大きな接触面積で密着させることができる。このため、焼成後の電解質外周面及び周囲部の貫通孔内周面の対向面同士の間に隙間が生じるのを防いで、信頼性の高いガスセンサ素子を製造できる。
なお、電解質シート体としては、例えば、パンチ型を用いて、電解質シートを打ち抜いたもの、レーザビーム等のエネルギービームや切断刃を用いて、電解質シートから切り出したものが挙げられる。
また、「シート体外周面がシート厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する斜面」に関し、電解質シート体のシート厚み方向に沿う縦断面において、電解質シート体の主面と、シート体外周面(斜面)とのなす角度θsが、45°≦θs≦80°とするのが好ましい。さらには、55°≦θs≦75°とするのがより好ましい。電解質シート体の主面とシート体外周面の斜面とがなす角度θsが、80°を越えると、斜面はほぼ垂直に近くなり、周囲のセラミックペーストの層との密着長さを十分確保できない。一方、電解質シートの主面とシート外周面の斜面とがなす角度θsが、45°未満になると、焼成後の電解質部の他方側の主面の面積確保が難しくなり、この他方側の主面上に設けられる電極が小さくなるため、センサ出力が小さくなる。
さらに、上述のガスセンサ素子の製造方法であって、前記複合層形成工程に先立って、CWレーザの円錐状に収束するレーザビームを前記グリーンシートに当てつつ、上記グリーンシートの拡がり方向に移動させて、前記電解質シート体を切り出す切り出し工程を備えるガスセンサ素子の製造方法とすると良い。
上述のガスセンサ素子の製造方法は、上述の切り出し工程を備えるため、切断面(シート体外周面)が斜面となった電解質シート体を確実に形成することができる。従って、シート体外周面が前述の斜面となった電解質シート体を確実に用いてガスセンサ素子を製造できる。
実施形態及び変形形態にかかるガスセンサ素子を用いたガスセンサの縦断面図である。 実施形態及び変形形態にかかるガスセンサ素子の平面図である。 実施形態及び変形形態にかかるガスセンサ素子の分解斜視図(概略図)である。 実施形態にかかるガスセンサ素子の構造を示す縦断面説明図である。 実施形態にかかるガスセンサ素子の製造方法のうち、切り出し工程の説明図である。 実施形態にかかるガスセンサ素子の製造方法の説明図である。 実施形態にかかるガスセンサ素子の製造方法のうち、複合層形成工程の説明図である。 実施形態にかかるガスセンサ素子の製造方法の説明図である。 変形形態にかかるガスセンサ素子の構造を示す縦断面説明図である。
(実施形態)
まず、本実施形態にかかるガスセンサ素子10を備えるガスセンサ1について説明する。図1は、実施形態にかかるガスセンサ1を軸線AXに沿って切断した縦断面図である。図2は、実施形態にかかるガスセンサ素子10の平面図である。図3は、ガスセンサ素子10の分解斜視図である。図4は、図2のB−B矢視断面に対応する縦断面説明図であり、ガスセンサ素子10の内部構造を示している。
ガスセンサ1は、内燃機関の排気管(図示しない)に装着されて使用される酸素センサである(図1参照)。このガスセンサ1は、被測定ガスである排ガス中の酸素濃度を検出可能な矩形板状のガスセンサ素子10のほか、このガスセンサ素子10を自身の内部に保持する筒状の主体金具20を備える。また、この主体金具20の、軸線AXに沿う軸線方向DAの先端側(図1中、下方)には、外部プロテクタ31及び内部プロテクタ32が、軸線方向DAの後端側(図1中、上方)には、筒状の外筒51がそれぞれ配置されている。さらに、外筒51の内側に配置されてガスセンサ素子10を保持するセパレータ60と、このセパレータ60及びガスセンサ素子10の間に配置される5個の端子部材75,75,76,76,76とを備える(図1参照)。これら5個の端子部材75,75,76,76,76は、それぞれガスセンサ素子10の後述するパッド部14,15,16,17,18のいずれかに弾性的に当接し、電気的に接続している。
このうち主体金具20は、ガスセンサ素子10の先端部10sを自身よりも先端側(図1中、下方)に突出させると共に、ガスセンサ素子10の後端部10kを自身よりも軸線方向DAの後端側(図1中、上方)に突出させた状態で、ガスセンサ素子10を保持している。また、金属製の外部プロテクタ31及び内部プロテクタ32は、ガスセンサ素子10の先端部10sを覆っている。外部プロテクタ31及び内部プロテクタ32は複数の孔31h、32hを有しており、この孔31h、32hを通じて、外部プロテクタ31の外部の被測定ガスを、内部プロテクタ32の内側に配置されたガスセンサ素子10の先端部10sの周囲に導入することができる。
一方、主体金具20の軸線方向DAの後端側には、外筒51が被せられている。この外筒51内には、絶縁セラミックからなり、5本のリード線74の先端にそれぞれ設けられた5個の端子部材75,76を互いに離間して保持するセパレータ60が保持具79によって保持されている。セパレータ60は、軸線AX方向に貫通し、ガスセンサ素子10の後端部10kを挿入する挿入孔62を有している(図1参照)。
また、外筒51の後端側(図1中、上方)の後端開口部51cは、5本のリード線74を挿通したグロメット73で閉塞されている。
ガスセンサ素子10は、矩形板状で、自身の中心が軸線AXに一致する形態でガスセンサ1内に配置されている(図1参照)。なお、このガスセンサ素子10の長手方向DLが軸線AXに沿う軸線方向DAに平行であり、長手方向DLの先端側DL1が、前述した軸線方向DAの先端側、長手方向DLの後端側DL2が前述した軸線方向DAの後端側に、それぞれ対応する。
ガスセンサ素子10は、厚み方向DTの他方側DT2(図3,4中、上方)を向く第1素子主面10a上で、かつ、後端部10k内に、3つのセンサパッド部16,17,18を有している。また、厚み方向一方側DT1(図3,4中、下方)を向く第2素子主面10b上で、かつ、後端部10k内に、2つのヒータパッド部14,15を有している。 ヒータパッド部14,15は、素子10内で後述するヒータ181に導通、接続している。また、センサパッド部16は後述する第4導体層195に、センサパッド部17は後述する第1導体層150に、センサパッド部18は後述する第2導体層155及び第3導体層190に、素子10内でそれぞれ導通、接続している。
このガスセンサ素子10は、厚み方向DTに積層された複数のセラミック層及び導体層からなる。具体的には、図3,4に示すように、厚み方向一方側DT1から、ヒータ層180、第4導体層195、第2複合層131、第3導体層190、絶縁層170、第2導体層155、第1複合層111、第1導体層150及び保護層160をこの順に積層してなる。
これらのうち、第2複合層131は、絶縁性セラミック(アルミナセラミック)からなる板状で、その厚み方向DTに貫通する平面視矩形状の貫通孔132hを有する第2周囲部132と、ジルコニアセラミックからなる板状で、第2周囲部132の貫通孔132h内に配置された第2電解質部141とを備える(図3参照)。この第2電解質部141は、厚み方向他方側DT2を向く電解質主面143、厚み方向一方側DT1を向く電解質主面144を有している(図4参照)。また、第2複合層131の厚み方向他方側DT2(図4中、上方)に配置された第3導体層190は、第2電解質部141の電解質主面143上に配置され、しかも貫通孔132hよりも内側に引き下がった矩形状の第3電極層191と、この第3電極層191から長手方向後端側DL2(図3,4において右方)に延びる帯状の第3延出層192とからなる。第2複合層131の厚み方向一方側DT1(図4中、下方)に配置された第4導体層195は、第2電解質部141の電解質主面144上に配置され、しかも貫通孔132hよりも内側に引き下がった矩形状の第4電極層196と、この第4電極層196から長手方向後端側DL2に延びる帯状の第4延出層197とからなる。第4電極層196は、使用時には後述する測定室SP中の酸素が汲み入れられて基準酸素室としても機能する。
一方、第1複合層111は、絶縁性セラミック(アルミナセラミック)からなる板状で、その厚み方向DTに貫通する平面視矩形状の貫通孔112hを有する第1周囲部112と、ジルコニアセラミックからなる板状で、第1周囲部112の貫通孔112h内に配置され、これを気密に塞ぐ第1電解質部121とを備える(図3参照)。このうち第1周囲部112は、貫通孔112hをなす貫通孔内周面115を有している(図4参照)。
また、第1電解質部121は、厚み方向他方側DT2を向く電解質主面123、厚み方向一方側DT1を向く電解質主面124、及び、第1周囲部112の貫通孔内周面115に当接する電解質外周面125を有している(図4参照)。
第1周囲部112の貫通孔内周面115のうちの対向面115kと、第1電解質部121の電解質外周面125のうちの対向面125kとは、互いに対向して、しかも、全周かつ全面にわたり密着している。
また、第1複合層111の厚み方向他方側DT2に配置された第1導体層150は、第1電解質部121の電解質主面123上に配置され、しかも第1周囲部112の貫通孔112hよりも内側に引き下がった矩形状の第1電極層151と、この第1電極層151から長手方向後端側DL2(図3,4において右方)に延びる帯状の第1延出層152とからなる。
第1複合層111の厚み方向一方側DT1に配置された第2導体層155は、第1電解質部121の電解質主面124上に配置され、しかも貫通孔112hよりも内側に引き下がった矩形状の第2電極層156と、この第2電極層156から後端側DL2に延びる帯状の第2延出層157とからなる。
絶縁層170は、前述した第1複合層111の貫通孔112h及び第2複合層131の貫通孔132hと重なるように、自身を貫通する矩形状の貫通孔170hを有している。この貫通孔170hは、絶縁層170のほか、第1複合層111(第1電解質部121)、及び第2複合層131(第2電解質部141)に囲まれて、中空の測定室SPを構成する(図4参照)。この絶縁層170は、緻密なアルミナからなる本体部171と、多孔質セラミックからなり、貫通孔170hのうち長手方向DLに沿って延びる辺にそれぞれ形成され、素子10の外側に露出する2つの多孔質部172,172とからなる(図3参照)。この多孔質部172は、素子10の外部から測定室SP内に、被測定ガスを所定の律速条件で導入する拡散律速層である。
また、第1複合層111の他方側DT2には、第1導体層150を覆って、保護層160が積層されている。この保護層160は、第1電極層151及び第1電解質部121を覆う多孔質部162と、この多孔質部162を囲み、第1周囲部112に重なってこれを保護する保護部161とからなる(図3参照)。
保護部161は、図3に示すように、他方側DT2に向く第1主面160a(前述した第1素子主面10a)上、かつ長手方向後端側DL2には、前述した3つのセンサパッド部16,17,18が配置されている。センサパッド部16は、保護層160、第1複合層111、絶縁層170及び第2複合層131を貫通する貫通孔161m,112m,171m,132m内に形成されたスルーホール導体BCを通じて、第4延出層197の後端側DL2の後端部197eに導通している。センサパッド部17は、保護層160を貫通する貫通孔161n内に形成されたスルーホール導体BCを通じて、第1延出層152の後端側DL2の後端部152eに導通している(図3参照)。さらに、センサパッド部18は、保護層160、第1複合層111及び絶縁層170を貫通する貫通孔161p,112p,171p内に形成されたスルーホール導体BCを通じて、第2延出層157の後端部157eと、第3延出層192の後端部192eとに導通している(図3参照)。
ヒータ層180は、第1複合層111よりも一方側DT1に位置し、アルミナからなる2枚の板状の絶縁層182,183と、これらの間に埋設された、主としてPtからなるヒータ181とを備える(図3,4参照)。ヒータ181は、蛇行状の発熱部181d、及び、この発熱部181dの両端にそれぞれ接続され、直線状に延びる第1リード部181b及び第2リード部181cからなる。第1リード部181bの後端部181eは、絶縁層183を貫通する貫通孔183m内に形成されたスルーホール導体BCを通じてヒータパッド部14に、第2リード部181cの後端部181fは、貫通孔183n内に形成されたスルーホール導体BCを通じてヒータパッド部15にそれぞれ導通している(図3参照)。このヒータ181に通電することにより、第1複合層111の第1電解質部121及び第2複合層131の第2電解質部141を加熱し活性化させて、ガスセンサ素子10として機能させる。
なお、本実施形態に係るガスセンサ素子10では、第4電極層196に予め酸素を供給して基準酸素室を形成しておく。その上で、第2電解質部141を挟む第3電極層191と第4電極層196との間に生じる電位差が所定の値(測定室SP内の酸素濃度が一定)となるように、第1電解質部121で測定室SPから多孔質部162に酸素を汲み出しあるいは逆に汲み入れるべく、第1電解質部121を挟む第1電極層151と第2電極層156との間に流れる電流の方向及び大きさを調整する。なお、第1電極層151と第2電極層156との間に流れる電流の大きさは、多孔質部172を通じて測定室SP内に流入する被測定ガス中の酸素濃度に比例するため、この電流の大きさから被測定ガス中の酸素濃度を検知することができる。
ところで、本実施形態のガスセンサ素子10では、第1複合層111について、次の特徴を有する。即ち、第1電解質部121の電解質外周面125及び第1周囲部112の貫通孔内周面115のうち、互いに対向する対向面115k,125kは、厚み方向一方側DT1(図4中、下方)に進むほど第1電解質部121の外側に位置する斜面をなしている(図4参照)。また、この図4に示すように、本実施形態の第1電解質部121では、厚み方向DTの一方側DT1に位置する電解質主面124と電解質外周面125の対向面(斜面)125kとがなす角度θは、70°である。
しかも前述したように、第1周囲部112の貫通孔内周面115の対向面115kと、第1電解質部121の電解質外周面125の対向面125kとは、互いに対向し、しかも、全周かつ全面にわたり隙間無く密着している(図3参照)。
この第1電解質部121は、上述した電解質外周面125と同様の斜面をなすシート体外周面225(後述)を有する電解質シート体221(後述)を焼成したものである。一方、第1周囲部112は、電解質シート体221のシート体外周面225に濡れて接した状態の絶縁ペースト層212(後述)を焼成したものである。
以上のように、本実施形態に係るガスセンサ素子10は、電解質外周面125及び貫通孔内周面115の対向面125k,115kが、厚み方向一方側DT1に進むほど第1電解質部121の外側に位置する斜面をなす形態を有する。このため、第1電解質部121の対向面125kと第1周囲部112の対向面115kとが厚み方向DTに接触する長さをより長くすることができる。しかも、貫通孔内周面115及び電解質外周面125の対向面115k,125k同士は、全周かつ全周にわたり密着している。このため、第1電解質部121と第1周囲部112との間に、第1電解質部121の両主面123,124の間で連通する隙間が生じるのを抑制することができ、このような隙間を通じたガスの流通による精度低下を防いだガスセンサ素子10とすることができる。かくして、信頼性の高いガスセンサ素子10とすることができる。
また、第1電解質部121は電解質シート体221を、第1周囲部112は絶縁ペースト層212をそれぞれ焼成してなる。しかも、焼成前、絶縁ペースト層212は、電解質シート体221のシート体外周面225に接している。このため、シート体外周面225の斜面の形が維持された状態で焼成されるので、第1電解質部121の電解質外周面125の対向面125kを確実に前述の斜面をなす形にできる。その上、電解質外周面125となるシート体外周面225に絶縁ペースト層212が密着して形成される。従って、電解質外周面125及び第1周囲部112の貫通孔内周面115の対向面125k,115kを、全周かつ全面にわたって確実に密着させたガスセンサ素子10とすることができる。
また、本実施形態に係るガスセンサ1は、上述のガスセンサ素子10を備えるため、第1電解質部121と第1周囲部112との間に隙間が生じるのを抑制した信頼性の高いガスセンサ1とすることができる。
しかも、このガスセンサ素子10では、厚み方向DTの一方側DT1に進むほど外側に位置する対向面125k(斜面)を有する第1電解質部121の一方側DT1(図3において下方)に、ヒータ181が配置されている。即ち、一方側DT1ほど断面積が大きくなっている第1電解質部121を、その一方側DT1からヒータ181で加熱できる。このため、第1電解質部121を加熱しやすく、対向面の傾きが逆である場合に比して、より早く昇温及び活性化させることができる。
次に、本実施形態に係るガスセンサ1のうち、ガスセンサ素子10の製造方法について、図5〜8を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、次述する電解質シート体221等の厚み方向を示すのに、シート厚み方向DZを用いる。
まず、固体電解質セラミックからなる電解質シート(グリーンシート)221Bから、前述した電解質外周面125と同様の形態の斜面をなすシート体外周面225を有する電解質シート体221を切り出す切り出し工程を行う。
この切り出し工程では、CWレーザ(具体的には、YAGレーザ)のレーザビームLBを用いて、電解質シート221Bから電解質シート体221を切り出す。具体的には、上記レーザビームLBを、主面221Xに垂直に照射する。そして、このレーザビームLBを電解質シート221Bの拡がり方向(例えば、図5(a)中の第1方向DX及び第2方向DY)に平行に移動させながら、連続的に照射を行う。
本実施形態では、レーザビームLBを円錐状に収束する形としているので、図5(b)に示すように、切り出された電解質シート体221の切断面(シート体外周面225)は、角度θs=70°の斜面となる。なお、この電解質シート体221を用いて、未焼成第1複合層211を形成する際、電解質シート体221を図5(b)とは反転させて(上下逆にして)用いる。図5(b)において、この電解質シート体221のうち、他方側(上方)を向く主面を電解質シート主面223とし、一方側(下方)を向く、電解質シート主面223よりも広い面積の主面を電解質シート主面224とする。
次に、未焼成保護層260を用意する。この未焼成保護層260は、焼成後、多孔質部162となる未焼成多孔質部262と、これを囲み、焼成後、保護部161となる未焼成保護部261とを備える。また、未焼成保護部261の後端側DL2(図6において右方)には、前述した貫通孔161m,161n,161pが設けてある。
この未焼成保護層260の一方の主面上に、未焼成第1導体層250を形成した(図6参照)。具体的には、未焼成第1電極層251が、未焼成多孔質部262上に位置するよう、既知のスクリーン印刷法で未焼成第1導体層250を形成した(図6参照)。続いて、固体電解質セラミックを含む電解質ペースト層CPを、未焼成第1導体層250の未焼成第1電極層251、及び、未焼成保護層260の未焼成多孔質部262を覆うように塗布した上で、さらに、電解質シート体221を重ねた。なお、電解質ペースト層CPは、電解質シート体221と同じ固体電解質セラミックを含み、未焼成第1電極層251及び未焼成多孔質部262と、電解質シート体221とを接着させるためのものである。電解質シート体221を未焼成多孔質部262等に重ねるにあたり、電解質シート体221の電解質シート主面223を電解質ペースト層CPに向けて(下方に向けて)配置した(図6参照)。
続いて、図7に示すように、電解質シート体221の周囲に絶縁ペースト層212を配置して、未焼成第1複合層211を形成する複合層形成工程を行う。
具体的には、絶縁性セラミックを含む絶縁ペーストを、未焼成保護層260及び未焼成第1導体層250を覆うと共に、電解質シート体221のシート体外周面225に濡れて接するように塗布し乾燥して、絶縁ペースト層212を形成する(図7参照)。なお、塗布の際、流動性を有する絶縁ペーストが、前述した斜面をなすシート体外周面225に濡れて接するため、乾燥後においても、シート体外周面225に絶縁ペースト層212を確実に、かつ、大きな接触面積で密着させることができる。
かくして、未焼成保護層260上に、電解質シート体221と絶縁ペースト層212とからなる未焼成第1複合層211を形成した(図7参照)。
さらに、未焼成保護層260上に形成した未焼成第1複合層211上に、未焼成第2導体層255を形成した。具体的には、未焼成第2電極層256が、電解質シート体221の電解質シート主面224上に位置し、未焼成第2延出層257が絶縁ペースト層212上に位置するように、スクリーン印刷法で未焼成第2導体層255を形成した(図8参照)。但し、図8では、未焼成保護層260、未焼成第1複合層211、未焼成第2導体層255等を、図7とは反転(上下逆に)した状態で示している。また、図8では、図8中、上下方向をシート厚み方向DZとし、図中、下方から上方に向かう方向をシート厚み方向DZの他方側DZ2、逆に図中、上方から下方に向かう方向をシート厚み方向DZの一方側DZ1とする。なお、これとは逆に、図6,7においては、下方から上方に向かう方向をシート厚み方向DZの他方側DZ2、逆に図中、上方から下方に向かう方向をシート厚み方向DZの一方側DZ1としている。すると、図6〜8において、未焼成第1複合層211は、シート厚み方向DZの一方側DZ1に進むほど電解質シート体221の外側に位置する斜面をなすシート体外周面225を有するものとなっている。
次に、公知の手法により、絶縁性グリーンシート(図示しない)からなる未焼成周囲部232のシート貫通孔232h内に、前述した電解質シート221Bからなる矩形板状の未焼成電解質部241を配置した未焼成第2複合層231を形成した。なお、未焼成周囲部232は、焼成後、第2周囲部132に、未焼成電解質部241は、焼成後、第2電解質部141になる。
その後、未焼成周囲部232に貫通孔132mを形成した上で、未焼成第2複合層231の両主面上に未焼成第3導体層290及び未焼成第4導体層295を、スクリーン印刷法を用いて形成した(図8参照)。具体的には、未焼成第3導体層290の未焼成第3電極層291が、上述した未焼成第2複合層231の未焼成電解質部241の他方側DZ2を向く電解質主面243上に位置し、未焼成第3延出層292が未焼成周囲部232上に位置するように、未焼成第2複合層231の他方側DZ2を向く第1主面231a上に形成した。また、未焼成第4導体層295の未焼成第4電極層296が、未焼成電解質部241の一方側DZ1を向く電解質主面244上に位置し、未焼成第4延出層297が未焼成周囲部232上に位置するように、未焼成第2複合層231の一方側DZ1を向く第2主面231b上に形成した。
そのほか、未焼成絶縁層283には、貫通孔183m,183nを、未焼成絶縁層270の未焼成本体部271には、貫通孔171m,171nを、それぞれ形成しておく。また、焼成により緻密な本体部171となる未焼成本体部271のほか、焼成により多孔質の多孔質部172となる未焼成多孔質部272とからなり、矩形状の貫通孔270hを有する未焼成絶縁層270を形成しておく。このうち未焼成多孔質部272は、貫通孔270hのうち長手方向DLに延びる2辺の一部を構成し、側方(長手方向DL及びシート厚み方向DZに直交する方向)に露出している。なお、この未焼成絶縁層270(未焼成本体部271,未焼成多孔質部272)を、スクリーン印刷法により、未焼成第1複合層211上、あるいは、未焼成第2複合層231上に形成しておくこともできる。
次いで、図8に示すように、未焼成絶縁層283、未焼成ヒータ281、未焼成絶縁層282、未焼成第2複合層231、未焼成絶縁層270、及び、未焼成保護層260を積層した未焼成第1複合層211を、この順に積層して、未焼成素子210を形成する。
その後、この未焼成素子210の各貫通孔内に未焼成スルーホール導体(図示しない)を配置し、さらに、未焼成素子210の外側から各貫通孔を閉塞するよう、スクリーン印刷法を用いて、未焼成パッド部(図示しない)を未焼成素子210上に形成した。
次に、未焼成第1複合層211(電解質シート体221,絶縁ペースト層212)を含む未焼成素子210を焼成する焼成工程を行った。
電解質シート体221はシート体外周面225の斜面の形が維持された状態で焼成される。かくして、斜面(電解質外周面125の対向面125k及びこれに対向する貫通孔内周面115の対向面115k)を含む第1電解質部121と第1周囲部112とを有する第1複合層111を備えるガスセンサ素子10を作製した(図2,3参照)。
本実施形態に係るガスセンサ素子10の製造方法では、複合層形成工程で、前述した斜面、即ち、電解質シート221Bのシート厚み方向一方側DZ1(図6,7中、上方、図8中、下方)に進むほど電解質シート体221の外側に位置する斜面をなすシート体外周面225に接するよう、絶縁ペースト層212を電解質シート体221の周囲に配置する。これにより、シート体外周面225に絶縁ペースト層212を確実に、かつ、大きな接触面積で密着させることができる。このため、焼成後の電解質外周面125及び第1周囲部112の貫通孔内周面115の対向面125k,115k同士の間に隙間が生じるのを防いで、信頼性の高いガスセンサ素子10を製造できる。
また、複合層形成工程に先立つ切り出し工程で、切断面(シート体外周面225)が上述の斜面となった電解質シート体221を確実に形成できる。従って、シート体外周面225が上述の斜面となった電解質シート体221を確実に用いてガスセンサ素子10を製造できる。
(変形形態)
上述の実施形態のガスセンサ1においては、図4に示すように、ガスセンサ素子10の2つの複合層111,131のうち、第1複合層111における第1電解質部121と第1周囲部112との間の対向面115k,125kのみを、厚み方向DTの一方側DT1に進むほど、外側に位置する斜面とした。即ち、第2複合層131の第2電解質部141と第2周囲部132との間の第2対向面135k,145kは、厚み方向DTに平行な面とした。
これに対し、本変形形態のガスセンサ301のガスセンサ素子310では、図9に示すように、第1複合層111のみならず、第2複合層331の第2電解質部341と第2周囲部332との間の第2対向面335k,345kを斜面としている。しかも、第1複合層111とは逆に、第2対向面335k,345kを、厚み方向DTの一方側DT1に進むほど内側に位置する斜面としている点で異なる。そこで、本変形形態を、実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様な部分については、同じ符号を使用し、説明を省略あるいは簡略化する。
上述したように、本変形形態のガスセンサ301のガスセンサ素子310は、厚み方向一方側DT1から、ヒータ層180、第4導体層195、第2複合層331、第3導体層190、絶縁層170、第2導体層155、第1複合層111、第1導体層150及び保護層160をこの順に積層してなる。これらのうち、第2複合層331を除く各層は、実施形態のガスセンサ素子10と同様の構成を有している。
一方、第2複合層331は、実施形態の第2複合層131と同じく、絶縁性セラミック(アルミナセラミック)からなる板状で、その厚み方向DTに貫通する平面視矩形状の貫通孔332hを有する第2周囲部332と、ジルコニアセラミックからなる板状で、第2周囲部332の貫通孔332h内に配置された第2電解質部341とを備える(図3参照)。第2電解質部341は第2周囲部332の貫通孔332h内に配置され、第2電解質部341の第2電解質外周面345は、第2周囲部332の第2貫通孔内周面335に当接してなる。この第2複合層331は、図3,9から容易に理解できるように、第1複合層111とヒータ181との間に配置されている。第1複合層111と第2複合層331とは、絶縁層170を介して離間している。このため、第2複合層131の第2電解質部341は、第1複合層111の第1電解質部121と離間して、これとの間に被測定ガスが導入される測定室SPを構成している。
このガスセンサ素子10のうち、第1複合層111における第1電解質部121の電解質外周面125と第1周囲部112の貫通孔内周面115のうち、互いに対向する対向面115k,125kは、厚み方向DTの一方側DT1に進むほど、「外側」に位置する斜面をなし、全周かつ全面にわたり互いに密着してなる。
これに加えて、第2複合層331における第2電解質部341の電解質外周面345と第2周囲部332の貫通孔内周面335のうち、互いに対向する第2対向面335k,345kは、厚み方向DTの一方側DT1に進むほど、「内側」に位置する斜面をなしている。つまり、第2複合層331のうち、相対的に熱伝導率の高い第2周囲部332では、厚み方向DTの一方側DT1(即ちヒータ181側)の面積が大きくなっている。
なお、図9に示すように、本変形形態の第2電解質部341では、厚み方向DTの一方側DT1に位置する電解質主面344と電解質外周面345の第2対向面(斜面)345kとがなす角度θ2(鋭角側の角度)は、70°である。
なお、第1周囲部112,第2周囲部332をなすアルミナセラミック(熱伝導率σp=20〜30(W/mK))は、第1電解質部121,第2電解質部341をなすジルコニアセラミック(熱伝導率σs=3(W/mK))よりも、熱伝導率が高い。つまり、第2複合層331においては、そのうち、相対的に熱伝導率の高い第2周囲部332では、厚み方向DTの一方側DT1(即ちヒータ181側)の面積が大きくなっている。
前述の実施形態及び本変形形態のガスセンサ素子10,310(図4,9参照)では、第1複合層111とヒータ181との間には、第2複合層131,331が介在し、しかも、空隙である測定室SPも介在している。このため、第2複合層131,331の第2電解質部141,341に比して、第1複合層111の第1電解質部121には、ヒータ181からの熱が届きにくく、温度上昇しにくい。
そこで、実施形態及び本変形形態のガスセンサ素子10,310では、前述したように、対向面115k,125kを、厚み方向DTの一方側DT1に進むほど、「外側」に位置する斜面として、第1電解質部121により多くの熱が伝わるようにした。
これに加え、本変形形態のガスセンサ素子310では、第2複合層331において、第2対向面335k,345kを、厚み方向DTの一方側DT1に進むほど、「内側」に位置する斜面としている。このようにすると、第2周囲部332のうち、厚み方向DTの他方側DT2を向く他方面332rに比して比較的大きな面積である、厚み方向DTの一方側DT1を向く一方面332sから、ヒータ181から発した熱を、より多くこの第2周囲部332に取り入れ、他方面332rから絶縁層170を通じて、効率よく第1複合層111側に移行させることができる。このため、前述した実施形態のように、第2対向面135k,145kを厚み方向DTに平行とした場合、あるいは、一方側DT1に進むほど「外側」に位置する斜面とした場合に比して、第1複合層111の第1電解質部121をより適切に加熱し昇温させることができる。
なお、第2電解質部341は、ヒータ181に近接しているので、容易に加熱し昇温させることができる。
また、第2周囲部332の第2貫通孔内周面335の第2対向面335kと、第2電解質部341の第2電解質外周面345の第2対向面345kとは、互いに対向して斜面をなし、しかも、全周かつ全面にわたり隙間無く密着している(図3参照)。このため、第2電解質部341と第2周囲部332との間に隙間が生じるのを抑制した信頼性の高いガスセンサ301とすることができる。
なお、第2複合層331は、実施形態における第1複合層111と同様に形成すれば良いので、簡単に説明する。まず、固体電解質セラミックからなる電解質シート(グリーンシート)に円錐状に収束したレーザビームLBを照射して、切り出された切断面が角度θs=70°の斜面となった第2電解質シート体を切り出す。その後、第2電解質シート体の周囲に、絶縁性セラミックを含む絶縁ペーストを、第2電解質シート体の外周面に濡れて接するように塗布し乾燥して、絶縁ペースト層を形成する(図7参照)。このようにすると、塗布の際、流動性を有する絶縁ペーストが、前述した斜面をなすシート体外周面225に濡れて接するため、乾燥後においても、電解質シート体のシート体外周面に絶縁ペースト層が、確実にかつ大きな接触面積で密着させることができる。
以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
本実施形態では、2つの複合セラミック層(第1複合層111,第2複合層131)を備えるガスセンサ素子10のうち、第1複合層111について、電解質外周面125の対向面125kを、一方側DT1に進むほど「外側」に位置する斜面とした形態を例示した。また変形形態では、2つの複合セラミック層(第1複合層111,第2複合層331)を備えるガスセンサ素子310のうち、第1複合層111について、電解質外周面125の対向面125kを、一方側DT1に進むほど「外側」に位置する斜面とし、第2複合層331について、第2電解質外周面345の第2対向面345kを、一方側DT1に進むほど「内側」に位置する斜面とした形態を例示した。
しかし、第1複合層、第2複合層について、電解質外周面、第2電解質外周面を、それぞれ一方側に進むほど「外側」に位置する斜面や、一方側に進むほど「内側」に位置する斜面とした素子としても良い。この素子であれば、電解質部(第1電解質部、第2電解質部)の対向面と周囲部(第1周囲部、第2周囲部)の対向面とが厚み方向に接触する長さをより長くすることができる。しかも、貫通孔内周面及び電解質外周面の対向面同士は、全周かつ全面に亘り密着しているため、電解質部と周囲部との間に電解質部の両主面の間を連通する隙間が生じるのを抑制することができる。
また、2つの複合セラミック層を備えるガスセンサ素子に本発明を適用した例を示したが、1つの複合セラミック層を備えるガスセンサ素子や、3つの複合セラミック層を備えるガスセンサ素子に適用しても良い。なお、3つの複合セラミック層を備えるガスセンサ素子については、少なくとも1つの複合セラミック層の電解質部における電解質外周面を前述の斜面の形態とすれば良い。
さらに、第1,第2複合層の第1,第2周囲部の材質として、絶縁セラミック(アルミナセラミック)を用いたが、アルミナとジルコニアの混合セラミックを用いることもできる。
また、本実施形態では、第1複合層(複合セラミック層)111をなす第1電解質部(電解質部)121及び第1周囲部(周囲部)112が同じ厚みを有しており、第1電解質部121の電解質外周面125の全体が対向面125kをなし、第1周囲部112の貫通孔内周面115の全体が対向面115kをなしている例を示した。しかし、電解質部と周囲部の厚みが異なるために、あるいは、電解質部と周囲部の厚み方向の位置が食い違っているために、電解質外周面の一部が対向面になったり、貫通孔内周面の一部が対向面になる形態も存在しうる。
1,301 ガスセンサ
10,310 ガスセンサ素子
111 第1複合層(複合セラミック層)
112 第1周囲部(周囲部)
112h 貫通孔
115 貫通孔内周面
115k (貫通孔内周面の)対向面
121 第1電解質部(電解質部)
125 電解質外周面
125k (電解質外周面の)対向面
131,331 第2複合層(第2複合セラミック層)
132,332 第2周囲部
132h,332h 貫通孔
332s (第2周囲部の)一方面(第2周囲部の厚み方向一方側の面)
332r (第2周囲部の)他方面
135,335 第2貫通孔内周面
135k,335k (第2貫通孔内周面の)第2対向面(対向面)
141,341 第2電解質部
145,345 第2電解質外周面
145k,345k (第2電解質外周面の)第2対向面(対向面)
181 ヒータ
SP 測定室
211 未焼成第1複合層(未焼成複合セラミック層)
212 絶縁ペースト層(絶縁ペーストの層)
221 電解質シート体
221B 電解質シート(グリーンシート)
225 シート体外周面
DT 厚み方向
DT1 (厚み方向の)一方側
DX 第1方向(電解質シートの拡がり方向)
DY 第2方向(電解質シートの拡がり方向)
DZ シート厚み方向
DZ1 (シート厚み方向の)一方側
LB レーザビーム

Claims (7)

  1. 固体電解質セラミックからなる板状で、電解質外周面を含む電解質部と、
    絶縁性セラミックからなるまたは絶縁性セラミック及び上記固体電解質セラミックからなる板状で、厚み方向に貫通する貫通孔をなす貫通孔内周面を含む周囲部と、を有し、
    上記電解質部は上記貫通孔内に配置され、
    上記電解質部の上記電解質外周面は、上記周囲部の上記貫通孔内周面に当接してなる
    複合セラミック層を備える
    ガスセンサ素子であって、
    上記電解質部の上記電解質外周面及び上記周囲部の上記貫通孔内周面のうち、互いに対向する対向面は、それぞれ上記厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する斜面をなし、全周かつ全面にわたり互いに密着してなる
    ガスセンサ素子。
  2. 請求項1に記載のガスセンサ素子であって、
    前記電解質部は、
    シート体外周面がシート厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する斜面をなし、前記固体電解質セラミックとなる電解質シート体を焼成してなり、
    前記周囲部は、
    上記電解質シート体の上記シート体外周面に接した、前記絶縁性セラミックまたは上記絶縁性セラミック及び上記固体電解質セラミックとなるセラミックペーストの層を焼成してなる
    ガスセンサ素子。
  3. 請求項1または請求項2に記載のガスセンサ素子であって、
    前記複合セラミック層の前記厚み方向の前記一方側に、前記電解質部を加熱するヒータを備える
    ガスセンサ素子。
  4. 請求項3に記載のガスセンサ素子であって、
    前記複合セラミック層と前記ヒータとの間に配置された第2複合セラミック層を備え、
    上記第2複合セラミック層は、
    前記固体電解質セラミックからなる板状で、第2電解質外周面を含む第2電解質部と、
    前記絶縁性セラミックからなるまたは上記絶縁性セラミック及び上記固体電解質セラミックからなる板状で、厚み方向に貫通する第2貫通孔をなす第2貫通孔内周面を含み、上記第2電解質部よりも熱伝導率の高い第2周囲部と、を有し、
    上記第2電解質部は上記第2貫通孔内に配置され、
    上記第2電解質部の上記第2電解質外周面は、上記第2周囲部の上記第2貫通孔内周面に当接し、
    上記第2電解質部が上記複合セラミック層の前記電解質部と離間して、これとの間に被測定ガスが導入される測定室を構成してなり、
    上記第2電解質部の上記第2電解質外周面及び上記第2周囲部の上記第2貫通孔内周面のうち、互いに対向する第2対向面は、それぞれ前記厚み方向の一方側に進むほど内側に位置する斜面をなし、全周かつ全面にわたり互いに密着してなる
    ガスセンサ素子。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のガスセンサ素子を備えるガスセンサ。
  6. 固体電解質セラミックからなる板状で、電解質外周面を含む電解質部と、
    絶縁性セラミックからなるまたは絶縁性セラミック及び上記固体電解質セラミックからなる板状で、厚み方向に貫通する貫通孔をなす貫通孔内周面を含む周囲部と、を有し、
    上記電解質部は上記貫通孔内に配置され、
    上記電解質部の上記電解質外周面は、上記周囲部の上記貫通孔内周面に当接してなる 複合セラミック層を備える
    ガスセンサ素子の製造方法であって、
    上記電解質部の上記電解質外周面及び上記周囲部の上記貫通孔内周面のうち、互いに対向する対向面は、それぞれ上記厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する斜面をなし、全周かつ全面にわたり互いに密着してなり、
    上記固体電解質セラミックとなるグリーンシートから形成されてなり、シート体外周面がシート厚み方向の一方側に進むほど外側に位置する斜面をなす形態とした電解質シート体の周囲に、上記シート体外周面に接するように、上記絶縁性セラミックまたは上記絶縁性セラミック及び上記固体電解質セラミックとなるセラミックペーストの層を配置し乾燥させて、未焼成複合セラミック層を形成する複合層形成工程と、
    上記未焼成複合セラミック層を焼成して、上記電解質部と上記周囲部とを有する上記複合セラミック層を形成する焼成工程と、を備える
    ガスセンサ素子の製造方法。
  7. 請求項6に記載のガスセンサ素子の製造方法であって、
    前記複合層形成工程に先立って、
    CWレーザの円錐状に収束するレーザビームを前記グリーンシートに当てつつ、上記グリーンシートの拡がり方向に移動させて、前記電解質シート体を切り出す切り出し工程を備える
    ガスセンサ素子の製造方法。
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