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JP2001272371A - Multilayered gas sensor element and gas sensor equipped with the same - Google Patents

Multilayered gas sensor element and gas sensor equipped with the same

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Publication number
JP2001272371A
JP2001272371A JP2000087809A JP2000087809A JP2001272371A JP 2001272371 A JP2001272371 A JP 2001272371A JP 2000087809 A JP2000087809 A JP 2000087809A JP 2000087809 A JP2000087809 A JP 2000087809A JP 2001272371 A JP2001272371 A JP 2001272371A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas sensor
solid electrolyte
layer
electrolyte layer
sensor element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000087809A
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Japanese (ja)
Other versions
JP4213843B2 (en
Inventor
Keisuke Makino
圭祐 牧野
Ryohei Aoki
良平 青木
Toshikatsu Yasuda
年克 安田
Teppei Okawa
哲平 大川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2000087809A priority Critical patent/JP4213843B2/en
Publication of JP2001272371A publication Critical patent/JP2001272371A/en
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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayered gas sensor element capable of enhancing the insulating property of a solid electrolyte layer in the vicinity of a reed terminal part, so as to miniaturize the gas sensor itself. SOLUTION: This multilayered gas sensor element A, mainly consisting of zirconia is constructed of lamination of a heater unit 2, having a heater unit second body layer (solid electrolyte layer) 23b, which is provided with a heating resistor 21 arranged on one surface, and an oxygen concentration cell element 1. On the other surface of the heater unit second main body layer 23, a pair of heater unit current carrying terminals 25a, 25b connected to an external terminal for connecting an external circuit and electrically connected to a heating resistor 21 are formed with a heater unit fourth insulating layer (insulating coat film) 24b arranged between them.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の内燃機
関から排出される排ガスに含まれる特定成分を検出する
ためのガスセンサに関するものであり、またそのガスセ
ンサに組み込まれる積層型ガスセンサ素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas sensor for detecting a specific component contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile or the like, and to a laminated gas sensor element incorporated in the gas sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、酸素センサ、HCセンサ、N
Oxセンサ等、測定対象となるガス中の特定成分を検出
するためのガスセンサに組み込まれるガスセンサ素子と
しては、長尺状に形成されると共に、酸素イオン伝導性
を有する固体電解質により形成される層(以下、単に
「固体電解質層」ともいう)が複数積層された積層型ガ
スセンサ素子(以下、単に「素子」ともいう)が知られ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, oxygen sensors, HC sensors, N
As a gas sensor element incorporated in a gas sensor for detecting a specific component in a gas to be measured, such as an Ox sensor, a layer formed of a solid electrolyte having oxygen ion conductivity and having a long shape ( Hereinafter, a stacked gas sensor element (hereinafter, simply referred to as “element”) in which a plurality of “solid electrolyte layers” are stacked is known.

【0003】このような素子の一例として、実公平7−
54825号公報に示されているものが挙げられる。こ
の公報技術では、固体電解質層の表裏面に検知電極及び
基準電極を設けたものや、その他の固体電解質層の表面
に発熱抵抗体を設けたものを積層した構造の素子が示さ
れている。ここで、それら電極や発熱抵抗体について
は、外部回路接続用の外部端子と電気的な接続を図るべ
く、それぞれの固体電解質層の一表面(最外表面)に形
成されるリード端子部と電気的に(具体的には導体リー
ド部を介して)接続されている。なお、各リード端子部
は、上記公報技術にもみられるように、素子のうちで測
定対象となるガスに曝される前方側とは反対側(即ち、
後端側)の一表面に対を為した形態で形成されることが
一般的である。
As an example of such an element, Japanese Utility Model No.
No. 54825 is exemplified. This publication discloses an element having a structure in which a detection electrode and a reference electrode are provided on the front and back surfaces of a solid electrolyte layer, and a heating element is provided on the surface of another solid electrolyte layer. Here, for the electrodes and the heating resistor, a lead terminal formed on one surface (outermost surface) of each solid electrolyte layer is electrically connected to an external terminal for connecting an external circuit. (Specifically, via a conductor lead portion). Each lead terminal portion is opposite to the front side of the element that is exposed to the gas to be measured (i.e.,
It is general that it is formed in a paired form on one surface (rear end side).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ジルコニア
を主体に構成される固体電解質層は、特定の温度域(2
00℃近辺)以下の温度では十分な絶縁性を有するもの
である。そして、これまでの素子については、素子自体
の長手方向の距離(寸法)が40mmより大きく形成さ
れてきたことから、素子前方側が高温になったとして
も、リード端子部が形成される後方側までの間の熱引き
により、リード端子部近傍の固体電解質層の温度上昇が
抑えられ、リード端子部近傍の固体電解質層は絶縁性を
保持することができた。このため、リード端子部は、下
地となる固体電解質層に対して直に形成されてきた。
The solid electrolyte layer mainly composed of zirconia has a specific temperature range (2.
At a temperature lower than (approximately 00 ° C.) or lower, the film has sufficient insulating properties. In the conventional devices, the distance (dimension) in the longitudinal direction of the device itself has been formed to be larger than 40 mm. Therefore, even if the temperature on the front side of the device becomes high, the distance to the rear side on which the lead terminal portion is formed is increased. During the heating, the temperature rise of the solid electrolyte layer near the lead terminal was suppressed, and the solid electrolyte layer near the lead terminal was able to maintain insulation. For this reason, the lead terminal portion has been formed directly on the solid electrolyte layer serving as a base.

【0005】しかしながら、近年排ガス規制の強化等よ
り、排気量の小さい内燃機関、例えば二輪自動車におい
てもガスセンサを設置する必要性が生じ、それに伴いガ
スセンサ自身を小型化することが要求されている。この
ために、積層型ガスセンサ素子にも小型化が要求され、
具体的には素子長手方向の距離(寸法)が40mm以下
のものも求められている。但し、素子は小型化されるに
従って、実使用環境下において固体電解質層(素子)全
体が高温域に曝され易くなり、固体電解質層全体が活性
化されることになる。このことは、リード端子部が、従
来のように固体電解質層に対して直に形成される場合、
リード端子部近傍の固体電解質層内に漏れ電流が生じ、
リード端子部間にてショートが発生するといった従来に
なかった問題を招くおそれがある。さらに、リード端子
部近傍の固体電解質層内に大きな漏れ電流が流れること
があると、その電荷の移動に際して固体電解質(ジルコ
ニア)の酸素を放出してブラックニング(黒化現象)を
誘発し、素子の耐久性を悪化させる原因ともなる。
[0005] However, in recent years, due to the tightening of exhaust gas regulations and the like, it has become necessary to install a gas sensor even in an internal combustion engine having a small displacement, for example, a two-wheeled vehicle, and accordingly, the gas sensor itself has been required to be downsized. For this reason, miniaturization is also required for the stacked gas sensor element,
Specifically, a device having a distance (dimension) in the element longitudinal direction of 40 mm or less is required. However, as the size of the device is reduced, the entire solid electrolyte layer (device) is more likely to be exposed to a high temperature region in an actual use environment, and the entire solid electrolyte layer is activated. This means that when the lead terminal portion is formed directly on the solid electrolyte layer as in the related art,
Leakage current occurs in the solid electrolyte layer near the lead terminal,
There is a possibility that a problem that has not occurred in the related art, such as a short circuit occurring between the lead terminals, may occur. Further, when a large leakage current flows in the solid electrolyte layer near the lead terminal, oxygen of the solid electrolyte (zirconia) is released when the charge is transferred, thereby causing blackening (blackening phenomenon). It also causes deterioration of the durability.

【0006】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、リード端子部近傍の固体電解質層の絶縁性を高める
ことができ、それによってガスセンサの小型化が可能な
積層型ガスセンサ素子を提供することを目的とする。さ
らには、このような積層型ガスセンサ素子を用いたガス
センサを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a laminated gas sensor element capable of improving the insulating property of a solid electrolyte layer in the vicinity of a lead terminal portion, whereby the gas sensor can be downsized. With the goal. Still another object is to provide a gas sensor using such a stacked gas sensor element.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段、及び発明の効果】本第1
発明の積層型ガスセンサ素子は、ジルコニアを主体に構
成され、表面に導体層が形成された固体電解質層を有す
る積層型ガスセンサ素子であって、固体電解質層の一表
面には、外部端子と接触し且つ導体層と電気的に接続さ
れる一対のリード端子部が絶縁皮膜を介した形態で形成
されていることを特徴とする。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
The stacked gas sensor element of the present invention is a stacked gas sensor element mainly composed of zirconia and having a solid electrolyte layer having a conductor layer formed on the surface, and one surface of the solid electrolyte layer is in contact with an external terminal. Further, a pair of lead terminal portions electrically connected to the conductor layer are formed in a form via an insulating film.

【0008】上記固体電解質層の一表面に形成されるこ
とになる一対の「リード端子部」とは、固体電解質層の
他表面上に配設される発熱抵抗体と電気的に接続され、
その発熱抵抗体に対して電圧を印加するためのものを挙
げることができる。さらには、固体電解質層の表裏面に
設けられる検知電極及び基準電極からの電気的出力を取
り出すために、検知電極が配設される一表面に設けられ
る一対のリード端子部を挙げることができる。
[0008] A pair of "lead terminal portions" to be formed on one surface of the solid electrolyte layer is electrically connected to a heating resistor disposed on the other surface of the solid electrolyte layer,
One for applying a voltage to the heating resistor can be mentioned. Further, a pair of lead terminal portions provided on one surface on which the detection electrode is provided in order to extract electrical output from the detection electrode and the reference electrode provided on the front and back surfaces of the solid electrolyte layer can be exemplified.

【0009】また、上記発熱抵抗体、並びに検知電極及
び基準電極と電気的に接続される各リード端子部が形成
される固体電解質層の一表面としては、素子全体をみた
ときに最外表面にあたることが、リード端子部と外部回
路接続用の外部端子との接続を図る上で有利となる。な
お、固体電解質層は酸素イオン伝導性を有するジルコニ
アを主体に構成されるものであるが、本明細書において
述べる「主体」とは、最も質量含有率の高いことを意味
するものであって、必ずしも50質量%以上を占めるこ
とを意味するものではない。
The one surface of the solid electrolyte layer on which the heating resistor, and the lead terminals electrically connected to the sensing electrode and the reference electrode are formed, corresponds to the outermost surface when the entire device is viewed. This is advantageous in connecting the lead terminal portion to an external terminal for connecting an external circuit. The solid electrolyte layer is mainly composed of zirconia having oxygen ion conductivity, but the `` main component '' described in this specification means that the mass content is the highest, It does not necessarily mean that it occupies 50% by mass or more.

【0010】そして、本発明では、このリード端子部が
下地となる固体電解質層の一表面に直に形成されるので
なく、上記「絶縁皮膜」を介した形態で形成されている
のが着目すべき点である。これにより、リード端子部近
傍における固体電解質層の絶縁性を高めることができ、
固体電解質層内に流れる漏れ電流の影響によるブラック
ニング等を有効に抑制することができる。この絶縁皮膜
の組成は特に限定されるものではなく、アルミナ、ムラ
イト、マグネシア・アルミナスピネル等絶縁性に優れた
材料を主体とする組成により構成することができるが、
第4発明にあるように、アルミナを主体に構成すること
が好ましい。アルミナは絶縁性が非常に高く、さらには
ジルコニア等に比べて熱伝導性に優れるので素子への熱
衝撃を緩和させる観点からも優れる材料であるからであ
る。
In the present invention, it is noted that the lead terminal portion is not formed directly on one surface of the solid electrolyte layer serving as a base, but is formed in a form via the above-mentioned "insulating film". It should be. Thereby, the insulating property of the solid electrolyte layer in the vicinity of the lead terminal portion can be increased,
Blackening or the like due to the effect of leakage current flowing in the solid electrolyte layer can be effectively suppressed. The composition of the insulating film is not particularly limited, and may be constituted by a composition mainly composed of a material having excellent insulating properties such as alumina, mullite, magnesia / alumina spinel,
As in the fourth invention, it is preferable to mainly use alumina. Alumina has a very high insulating property and furthermore has a higher thermal conductivity than zirconia or the like, and is therefore a material excellent in terms of reducing thermal shock to the element.

【0011】なお、素子が小型化されるに従い、固体電
解質層の一表面に形成されるリード端子部自体の面積も
縮小化されることがある。その結果、外部回路接続用の
外部端子がリード端子部と接触される際に、外部端子と
接触しつつもリード端子部からはみ出てしまい、そのは
み出した外部端子の一部分が固体電解質層の表面に対し
直に接触することがありうる。そこで、上記絶縁皮膜
は、リード端子部と固体電解質層の表面との間にのみ介
挿させるのではなく、リード端子部の周囲にまで存在す
るよう固体電解質層の表面に形成させることが望まし
い。これにより、リード端子部近傍における固体電解質
層の絶縁性を確保することができる。
Incidentally, as the size of the element is reduced, the area of the lead terminal itself formed on one surface of the solid electrolyte layer may be reduced. As a result, when the external terminal for external circuit connection comes into contact with the lead terminal portion, the external terminal protrudes from the lead terminal portion while being in contact with the external terminal, and a part of the protruding external terminal is on the surface of the solid electrolyte layer. It may be possible to touch again. Therefore, it is desirable that the insulating film is formed not only between the lead terminal portion and the surface of the solid electrolyte layer but also on the surface of the solid electrolyte layer so as to exist around the lead terminal portion. Thereby, the insulating property of the solid electrolyte layer in the vicinity of the lead terminal portion can be ensured.

【0012】かかる第1発明のように、一対のリード端
子部を絶縁皮膜を介した形態で固体電解質層の一表面に
形成した積層型ガスセンサ素子を構成することで、例え
ば、温度450℃以上(さらには550℃以上)の環境
下にて、通常の車載用電源電圧14Vをリード端子部に
印加した場合に、リード端子部近傍の固体電解質層は十
分な絶縁性を保持することができるものとなる。
[0012] As in the first invention, by forming a stacked gas sensor element in which a pair of lead terminal portions is formed on one surface of a solid electrolyte layer with an insulating film interposed therebetween, for example, a temperature of 450 ° C or more ( In addition, when a normal in-vehicle power supply voltage of 14 V is applied to the lead terminal under an environment of 550 ° C. or higher), the solid electrolyte layer near the lead terminal can maintain sufficient insulation. Become.

【0013】ところで、素子(固体電解質層)のうち
で、リード端子部が形成される一表面、とりわけその一
表面が素子全体をみたときに最外表面にあたるときに
は、その固体電解質層の一表面の長手方向両端縁に面取
り部が形成されることがある。このように面取り部を形
成する理由としては、素子(固体電解質層)の外側から
かかる過度の曲げ応力を有効に緩和し、素子の折損など
を防止して素子自体の強度を向上させるためである。こ
の面取り部を形成するにあたっては、未焼成の固体電解
質層(固体電解質シート)の一表面に、焼成されて絶縁
皮膜となる絶縁性のペーストと焼成されてリード端子部
となる導体ペーストを順にスクリーン印刷等にて塗着さ
せ組立体を形成して、それら組立体の焼成前に面取り部
を形成する手法が考えられる。
By the way, in the element (solid electrolyte layer), when one surface on which the lead terminal portion is formed, especially when one surface corresponds to the outermost surface when the whole element is viewed, one surface of the solid electrolyte layer is formed. Chamfers may be formed at both longitudinal edges. The reason for forming the chamfered portion in this manner is to effectively reduce excessive bending stress applied from the outside of the element (solid electrolyte layer), prevent breakage of the element, and improve the strength of the element itself. . In forming the chamfered portion, an unsintered solid electrolyte layer (solid electrolyte sheet) is screened in order with an insulating paste to be baked to form an insulating film and a conductive paste to be baked to become a lead terminal portion. A method is considered in which assemblies are formed by coating by printing or the like, and chamfered portions are formed before firing the assemblies.

【0014】但し、本発明(第1発明)のように、固体
電解質層の一表面に絶縁皮膜を介した形態でリード端子
部を形成する場合、上述したように焼成前に未焼成固体
電解質層に面取り部を施したのでは、焼成後において絶
縁皮膜までもが面取りされることがある。すると、面取
りによって形成される面では固体電解質層がむき出しと
なり、リード端子部に外部回路接続用の外部端子を接触
させたときに、この面取りにより固体電解質層がむき出
しになった面にまで外部端子が差し掛かってしまうこと
がある。その結果、リード端子部を絶縁皮膜を介した形
態で形成されているにも関わらず、面取りにより固体電
解質がむき出しとなった面に外部端子が接触して固体電
解質層内に漏れ電流が生じ、ブラックニングを誘発して
しまうおそれがある。
However, when the lead terminal portion is formed on one surface of the solid electrolyte layer via an insulating film as in the present invention (first invention), the unsintered solid electrolyte layer is formed before firing as described above. When the chamfered portion is provided, even the insulating film may be chamfered after firing. Then, the solid electrolyte layer is exposed on the surface formed by the chamfering, and when the external terminal for connecting an external circuit is brought into contact with the lead terminal portion, the external terminal extends to the surface where the solid electrolyte layer is exposed by the chamfering. May be approaching. As a result, even though the lead terminal portion is formed in a form via an insulating film, the external terminal comes into contact with the exposed surface of the solid electrolyte due to chamfering, and a leakage current occurs in the solid electrolyte layer, Blackening may be induced.

【0015】そこで、このように固体電解質層の絶縁皮
膜を介してリード端子部が形成されることになる一表面
の長手方向両端縁に面取り部が形成される積層型ガスセ
ンサ素子については、第2発明のように、その面取り部
上にも絶縁皮膜を形成することが好ましい。かかる構成
を図ることにより、リード端子部近傍の固体電解質層の
絶縁性を高めることができ、面取り部にまで外部端子が
接触してしまうケースがあってもブラックニングの発生
を確実に抑えることができる。また、面取り部上に絶縁
皮膜を形成することで、素子(固体電解質層)の外側か
らかかる熱応力を緩衝する役割を果たすことも可能とな
る。なお、上記「面取り部」の面取り形状は特に限定さ
れるものではなく、互いに略面一となるC面取り形状
や、凸面状に形成されるR面形状等いずれであってもよ
いものである。
In view of the above, the laminated gas sensor element in which the chamfered portions are formed on both longitudinal edges of one surface on which the lead terminals are formed via the insulating film of the solid electrolyte layer as described above, As in the invention, it is preferable to form an insulating film on the chamfered portion. By adopting such a configuration, the insulating property of the solid electrolyte layer in the vicinity of the lead terminal portion can be enhanced, and even in the case where the external terminal comes into contact with the chamfered portion, the occurrence of blackening can be reliably suppressed. it can. Further, by forming an insulating film on the chamfered portion, it is possible to play a role of buffering thermal stress applied from the outside of the element (solid electrolyte layer). The chamfered shape of the “chamfered portion” is not particularly limited, and may be any one of a C-chamfered shape that is substantially flush with each other and an R-shaped shape that is formed in a convex shape.

【0016】また、本発明における絶縁皮膜の厚さとし
ては、第4発明のように、1.0μm以上(より好まし
くは5.0μm以上)であることが好ましい。この厚さ
が1.0μm未満であると、絶縁性を十分に保持するこ
とができない可能性があるからである。なお、この絶縁
皮膜の厚さの上限としては、絶縁性を考慮すると厚い方
が好ましいが、極端に厚くすると製造上、経済上の無駄
が生じることから、製造工程や素子の寸法を考慮して適
宜好ましい値を定めればよい。
Further, the thickness of the insulating film in the present invention is preferably 1.0 μm or more (more preferably, 5.0 μm or more) as in the fourth invention. If the thickness is less than 1.0 μm, the insulating property may not be sufficiently maintained. In addition, as the upper limit of the thickness of the insulating film, it is preferable that the thickness is large in consideration of insulation properties. However, if the thickness is extremely large, manufacturing and economic waste will occur. A preferable value may be appropriately determined.

【0017】さらに、第5発明のガスセンサは、第1〜
第4発明のうちのいずれかに記載の積層型ガスセンサ素
子であって、リード端子部近傍の固体電解質層の絶縁性
が高められた積層型ガスセンサ素子を備えることを特徴
とする。このガスセンサの構造や取り付け方法等は特に
限定されるものではなく、例えば、素子を主体金具の内
側に配置してなり、主体金具の外周面に形成される取付
ねじ部を排気管等に対して素子の前方側がその排気管内
等に突出するように取付け、使用することができるもの
を挙げることができる。
Further, the gas sensor according to the fifth aspect of the present invention comprises
The multilayer gas sensor element according to any one of the fourth inventions, characterized by comprising a multilayer gas sensor element in which the solid electrolyte layer in the vicinity of the lead terminal has an enhanced insulating property. The structure and mounting method of the gas sensor are not particularly limited. For example, the element is arranged inside the metal shell, and the mounting screw portion formed on the outer peripheral surface of the metal shell is attached to the exhaust pipe or the like. One that can be mounted and used such that the front side of the element projects into the exhaust pipe or the like can be used.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の積層型ガスセンサ
素子及びそれを組み込んだガスセンサを実施例により詳
しく説明する。 1.ガスセンサの構造 図1は、本発明の積層型ガスセンサ素子が組み込まれた
ガスセンサであり、内燃機関の排気管に取り付けられ、
排ガス中の酸素濃度の測定に使用されるλ型酸素センサ
と通称される酸素センサBの一例を示した断面図であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a stacked gas sensor element of the present invention and a gas sensor incorporating the same will be described in detail with reference to examples. 1. FIG. 1 shows a gas sensor in which a laminated gas sensor element of the present invention is incorporated. The gas sensor is attached to an exhaust pipe of an internal combustion engine.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an oxygen sensor B commonly called a λ-type oxygen sensor used for measuring the oxygen concentration in exhaust gas.

【0019】この酸素センサBに組み込まれる積層型の
酸素センサ素子Aは、その前方側が主体金具3の先端よ
り突出するように当該主体金具3に形成された挿通孔3
2に挿通されると共に、挿通孔32の内面と素子Aの外
面との間が、ガラス(例えば結晶化亜鉛シリカほう酸系
ガラス)を主体に構成される封着材層41により封着さ
れている。主体金具3の先端部外周には、素子Aの突出
部分を覆う金属製の二重のプロテクタ61、62がレー
ザー溶接等によって固着されている。このプロテクタ6
1、62は、キャップ状を呈するもので、その先端や周
囲に、排気管内を流れる排ガスをプロテクタ61、62
内に導く通気孔61a、62aが形成されている。一
方、主体金具3の後端部は外筒7の先端部内側に挿入さ
れ、その重なり部分においては、周方向にレーザー溶接
等の接合が施されている。なお、主体金具3の外周部に
は、酸素センサB(主体金具3)を排気管にねじ込んで
取付けるための取付ねじ部31が螺設されている。
The stacked oxygen sensor element A incorporated in the oxygen sensor B has an insertion hole 3 formed in the metal shell 3 so that the front side projects from the tip of the metal shell 3.
2, and the space between the inner surface of the insertion hole 32 and the outer surface of the element A is sealed by a sealing material layer 41 mainly composed of glass (for example, crystallized zinc silica borate glass). . Metallic double protectors 61 and 62 covering the protruding portion of the element A are fixed to the outer periphery of the distal end portion of the metal shell 3 by laser welding or the like. This protector 6
Reference numerals 1 and 62 denote caps. Exhaust gas flowing through the exhaust pipe is protected at the tip and periphery thereof by protectors 61 and 62.
Ventilation holes 61a and 62a leading to the inside are formed. On the other hand, the rear end portion of the metal shell 3 is inserted inside the front end portion of the outer cylinder 7, and the overlapped portion is joined by laser welding or the like in the circumferential direction. At the outer peripheral portion of the metal shell 3, a mounting screw portion 31 for screwing and mounting the oxygen sensor B (metal shell 3) into the exhaust pipe is screwed.

【0020】素子Aについては、第1コネクタ51、長
手状金属薄板52、さらに第二コネクタ部53及び絶縁
板(図示せず)(なお、これらを総称して「外部端子」
という)と、リード線9とを介して、図示しない外部回
路と電気的に接続されている。また、都合4本のリード
線9は、外筒7の後端側に位置するグロメット8を貫通
して延びている。
For the element A, the first connector 51, the elongated metal thin plate 52, the second connector portion 53 and the insulating plate (not shown) (these are collectively referred to as "external terminals")
) And an external circuit (not shown) via a lead wire 9. The four lead wires 9 extend through the grommet 8 located at the rear end side of the outer cylinder 7.

【0021】なお、素子Aの長手方向(軸線方向)にお
いて、封着材層41の少なくとも一方の側に隣接する形
で(本実施例では封着材層41の検出部Xに近い端面側
に隣接して)、多孔質無機物質(例えばタルク滑石の無
機物質粉末の圧粉成形体あるいは多孔質仮焼体)で構成
された緩衝層42が形成されている。この緩衝層42
は、封着材層41から軸方向に突出する素子Aを外側か
ら包むように支持し、過度の曲げ応力や熱応力が素子A
に加わるのを抑制する役割を果たす。
In the longitudinal direction (axial direction) of the element A, at least one side of the sealing material layer 41 is adjacent (in this embodiment, the end face side of the sealing material layer 41 near the detection portion X). A buffer layer 42 made of a porous inorganic substance (for example, a compact formed of an inorganic substance powder of talc talc or a porous calcined body) is formed. This buffer layer 42
Supports the element A projecting in the axial direction from the sealing material layer 41 so as to wrap the element A from the outside, and excessive bending stress and thermal stress
It plays a role in suppressing the participation of the user.

【0022】2.積層型ガスセンサ素子の構造 次に、本発明の主要部である積層型ガスセンサ素子につ
いて、図2を用いて説明する。なお、図2は図1に示し
た酸素センサBに備えられている素子Aの分解斜視図を
示すものであり、この素子Aは酸素濃淡電池部1及びヒ
ータ部2から構成されている。
2. Structure of Stacked Gas Sensor Element Next, a stacked gas sensor element which is a main part of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view of an element A provided in the oxygen sensor B shown in FIG. 1, and the element A includes an oxygen concentration cell section 1 and a heater section 2.

【0023】このうち酸素濃淡電池部1は、酸素イオン
伝導性を有するジルコニアを主体に構成された酸素濃淡
電池用固体電解質層11を備え、酸素濃淡電池用固体電
解質層11の一端側(図1における主体金具3の先端よ
り突出する側)の表裏面に検知電極131a及び基準電
極131bが直に形成され、図1における検知部Xを構
成している。この検知電極131a及び基準電極131
bには、酸素濃淡電池用固体電解質層11の長手方向に
導体リード部132a及び132bがそれぞれ延設され
ている。但し、これらの各導体リード部132a及び1
32bは、酸素濃淡電池用固体電解質体11の表裏面に
酸素濃淡電池部第1絶縁層12a及び酸素濃淡電池部第
2絶縁層12bを介して形成されている。なお、酸素濃
淡電池部第1絶縁層12a並びに酸素濃淡電池部第2絶
縁層12bはいずれも絶縁性に優れるアルミナを主体に
構成されている。
The oxygen concentration cell section 1 includes an oxygen concentration cell solid electrolyte layer 11 mainly composed of zirconia having oxygen ion conductivity, and one end of the oxygen concentration cell solid electrolyte layer 11 (FIG. 1). The detection electrode 131a and the reference electrode 131b are formed directly on the front and back surfaces (the side protruding from the front end of the metal shell 3 in FIG. 1), and constitute the detection unit X in FIG. The detection electrode 131a and the reference electrode 131
In b, conductor lead portions 132a and 132b extend in the longitudinal direction of the solid electrolyte layer 11 for oxygen concentration cells, respectively. However, each of these conductor leads 132a and 1
Reference numeral 32b is formed on the front and back surfaces of the solid electrolyte body 11 for an oxygen concentration cell via the oxygen concentration cell section first insulating layer 12a and the oxygen concentration cell section second insulation layer 12b. The oxygen-concentration cell part first insulating layer 12a and the oxygen-concentration cell part second insulation layer 12b are both mainly composed of alumina having excellent insulation properties.

【0024】導体リード部132aの末端は、外部回路
接続用の外部端子(図示せず)と接続されると共に、検
知電極131aと電気的に接続される信号取出し用端子
133aを構成するものである。また、リード部132
bの末端は酸素濃淡電池用固体電解質層11、酸素濃淡
電池部第1絶縁層12a及び酸素濃淡電池部第2絶縁層
12bを貫通する酸素濃淡電池部スルーホール15を介
して、外部端子(図示せず)と接続されるための信号取
出し用端子14と接続される。なお、信号取出し用端子
133a及び14が本発明における一対のリード端子部
であり、このリード端子部がそれぞれ本発明の絶縁皮膜
にあたる酸素濃淡電池部第1絶縁層12aを介した形態
で形成されている。また、検知電極131a及び基準電
極131bが本発明の導体層に、酸素濃淡電池用固体電
解質層11が本発明の固体電解質層にそれぞれ相当す
る。
The end of the conductor lead portion 132a is connected to an external terminal (not shown) for connection to an external circuit and constitutes a signal extraction terminal 133a electrically connected to the detection electrode 131a. . The lead 132
The terminal of b is connected to an external terminal (see FIG. 1) via an oxygen concentration cell part through hole 15 penetrating through the solid electrolyte layer 11 for oxygen concentration cell, the first insulation layer 12a of oxygen concentration cell part, and the second insulation layer 12b of oxygen concentration cell part. (Not shown) to be connected to a signal extraction terminal 14. Note that the signal extraction terminals 133a and 133 are a pair of lead terminal portions in the present invention, and these lead terminal portions are formed in a form via the oxygen concentration cell portion first insulating layer 12a corresponding to the insulating film of the present invention. I have. The detection electrode 131a and the reference electrode 131b correspond to the conductor layer of the present invention, and the solid electrolyte layer 11 for an oxygen concentration cell corresponds to the solid electrolyte layer of the present invention.

【0025】一方、ヒータ部2は、高融点金属(Ptや
Pt合金等)あるいは導電性セラミックから構成される
発熱抵抗体21を備え、この発熱抵抗体21は、絶縁性
に優れるアルミナを主体に構成されるヒータ部第1絶縁
層22a及びヒータ部第2絶縁層22bに挟持されてい
る。さらに、上記絶縁層に挟持された発熱抵抗体21
は、ジルコニアを主体に構成されるヒータ部第1本体層
23a及びヒータ部第2本体層23bに挟持された上
で、アルミナを主体とするセラミックからなるヒータ部
第3絶縁層24a及びヒータ部第4絶縁層24bとによ
り挟持される多層構造を呈する。
On the other hand, the heater section 2 is provided with a heating resistor 21 made of a high melting point metal (Pt or Pt alloy or the like) or a conductive ceramic, and the heating resistor 21 is mainly made of alumina having excellent insulating properties. It is sandwiched between the heater unit first insulating layer 22a and the heater unit second insulating layer 22b. Further, the heating resistor 21 sandwiched between the insulating layers
Is sandwiched between the heater portion first main body layer 23a and the heater portion second main body layer 23b mainly composed of zirconia, and then has a heater portion third insulating layer 24a and a heater portion It has a multilayer structure sandwiched between the four insulating layers 24b.

【0026】この発熱抵抗体21は、ヒータ部第4絶縁
層24b、ヒータ部第2本体層23b及びヒータ部第3
絶縁層22bを貫通するスルーホール26a及び26b
を介して、外部回路用の外部端子(図示せず)と接続さ
れるヒータ部通電端子25a及び25bと電気的に接続
されるものである。なお、ヒータ部通電端子25a及び
25bが本発明における一対のリード端子部であり、こ
のリード端子部がそれぞれ本発明の絶縁皮膜にあたるヒ
ータ部第4絶縁層24bを介した形態で形成されてい
る。また、発熱抵抗体21が本発明の導体層に、ヒータ
部第2本体層23bが本発明の固体電解質層にそれぞれ
相当する。
The heating resistor 21 includes a heater portion fourth insulating layer 24b, a heater portion second main body layer 23b, and a heater portion third body layer 23b.
Through holes 26a and 26b penetrating insulating layer 22b
Are electrically connected to heater unit energizing terminals 25a and 25b which are connected to external terminals (not shown) for an external circuit. Note that the heater section energizing terminals 25a and 25b are a pair of lead terminal sections in the present invention, and these lead terminal sections are formed in the form of a heater section fourth insulating layer 24b corresponding to an insulating film of the present invention. Further, the heating resistor 21 corresponds to the conductor layer of the present invention, and the heater portion second main body layer 23b corresponds to the solid electrolyte layer of the present invention.

【0027】本発明の絶縁皮膜にあたる酸素濃淡電池部
第1絶縁層12a、並びにヒータ部第4絶縁層24bの
厚さについては、1.0μm以上であれば、絶縁性を十
分に確保する点からみて何等問題はない。なお、図3に
おいては、素子Aの表裏面の少なくとも一方の長手方向
両縁部に形成されることになる面取り部について省略し
ており、この面取り部については後述する。
If the thickness of the first insulating layer 12a in the oxygen concentration cell portion and the fourth insulating layer 24b in the heater portion, which are the insulating films of the present invention, is 1.0 μm or more, sufficient insulation can be obtained. There are no problems. Note that, in FIG. 3, the chamfered portions formed on at least one longitudinal edge of the front and back surfaces of the element A are omitted, and the chamfered portions will be described later.

【0028】3.積層型ガスセンサ素子の製造 酸素濃淡電池部となる第1組立体の作製 イットリアやカルシア等の安定化剤を固溶させたジルコ
ニア粉末を、有機バインダや溶剤と共に混練した生素地
を用いて、酸素濃淡電池用固体電解質層11となる、5
個の素子を切り出すことができる大きさの未焼成固体電
解質シートをドクターブレード法により形成した。この
シートの検知電極131a及び基準電極131bが形成
される部位を除く表裏面には、素子5個分のアルミナを
主体とする絶縁用ペーストを用いて、酸素濃淡電池部絶
縁層12a及び12bとなる塗膜を印刷・乾燥させた。
その後、これら塗膜が形成された未焼成固体電解質シー
トの所定位置に素子5個分のスルーホール15となる貫
通孔を形成し、そのスルーホール15の内壁面及び開口
端縁までを被覆するように絶縁用ペーストを印刷・乾燥
させた。
3. Manufacture of stacked gas sensor element Manufacture of first assembly to be oxygen concentration cell section Oxygen concentration using a green body obtained by kneading zirconia powder in which a stabilizer such as yttria or calcia is dissolved together with an organic binder and a solvent. 5 which becomes the solid electrolyte layer 11 for the battery
An unsintered solid electrolyte sheet large enough to cut out individual elements was formed by a doctor blade method. On the front and back surfaces of the sheet excluding the portions where the detection electrodes 131a and the reference electrodes 131b are formed, the oxygen concentration cell part insulating layers 12a and 12b are formed by using an insulating paste mainly composed of alumina for five elements. The coating was printed and dried.
Thereafter, a through hole serving as a through hole 15 for five elements is formed at a predetermined position of the unsintered solid electrolyte sheet on which the coating films are formed, and the inner wall surface and the opening edge of the through hole 15 are covered. The insulating paste was printed and dried.

【0029】さらに、酸素濃淡電池部絶縁層12a及び
12bとなる塗膜(スルーホール15となる貫通孔上の
絶縁用ペーストによる塗膜含む)上の所要領域に、白金
を主成分とする導電ペーストを所定のパターンに印刷・
乾燥させて、検知電極131a、基準電極131b、リ
ード部132a、132b、信号取出し用端子133
a、14となる導体パターン(塗膜)を形成した。これ
により、酸素濃淡電池部1となる第1組立体を得た。
Further, a conductive paste containing platinum as a main component is provided in a required area on the coating film (including a coating film made of an insulating paste on the through-holes serving as the through holes 15) serving as the oxygen concentration cell part insulating layers 12a and 12b. Is printed in a predetermined pattern
After drying, the detection electrode 131a, the reference electrode 131b, the leads 132a and 132b, the signal extraction terminal 133
Conductor patterns (coatings) to be a and 14 were formed. Thus, a first assembly to be the oxygen concentration cell unit 1 was obtained.

【0030】ヒータ部となる第2組立体の作製 次いで、ヒータ部第2本体層23bとなる、上述のと
同様の未焼成固体電解質シートを形成し、その表裏面に
上述のと同様の絶縁用ペーストを印刷・乾燥させて、
ヒータ部第3絶縁層22b及びヒータ部第4絶縁層24
bとなる塗膜を形成した。その後、これら塗膜が形成さ
れた未焼成固体電解質シートの所定位置に、素子5個分
のスルーホール26a及び26bとなる貫通孔を形成
し、そのスルーホール26a及び26bの内壁面及び開
口端縁までを被覆するように絶縁用ペーストを印刷・乾
燥させた。
Next, a green solid electrolyte sheet similar to the one described above, which is to be the second main body layer 23b of the heater part, is formed on the front and back surfaces of the second assembly. Print and dry the paste,
Heater part third insulating layer 22b and heater part fourth insulating layer 24
A coating film serving as b was formed. Thereafter, at predetermined positions of the unsintered solid electrolyte sheet on which these coating films are formed, through holes serving as through holes 26a and 26b for five elements are formed, and the inner wall surfaces and opening edges of the through holes 26a and 26b are formed. The insulating paste was printed and dried so as to cover the entire surface.

【0031】さらに、ヒータ部第3絶縁層22b及びヒ
ータ部第4絶縁層24bとなる塗膜(スルーホール26
a及び26bとなる貫通孔上の絶縁用ペーストによる塗
膜含む)上の所要領域に、上述のと同様の導電ペース
トを所定のパターンに印刷・乾燥し、発熱抵抗体21、
一対のヒータ部通電端子25a及び25bとなる導体パ
ターン(塗膜)を形成した。そして、ヒータ部第1絶縁
層22aとなる層を発熱抵抗体21となる導体パターン
上に印刷し、さらにヒータ部第1本体層23aとなる上
述のと同様の未焼成固体電解質シートを積層・減圧圧
着した。これにより、ヒータ部2となる第2組立体を得
た。
Further, a coating film (through hole 26) serving as the heater portion third insulating layer 22b and the heater portion fourth insulating layer 24b is formed.
a) and a conductive film similar to the above is printed in a predetermined pattern on a required area on the through-holes a and 26b) and dried.
A conductor pattern (coating film) to be a pair of heater terminals 25a and 25b was formed. Then, a layer serving as the heater unit first insulating layer 22a is printed on the conductor pattern serving as the heating resistor 21, and the same unsintered solid electrolyte sheet as described above serving as the heater unit first body layer 23a is laminated and depressurized. Crimped. Thus, a second assembly to be the heater unit 2 was obtained.

【0032】組立・脱脂、及び焼成工程 第2組立体にヒータ部第3絶縁層24aとなる層を印刷
し、第1組立体を積層・減圧圧着して積層体を得た。そ
して、この積層体を素子Aとなるよう切断し、5個の未
焼成素子積層体を切り出した。ついで、各々の未焼成素
子積層体のヒータ部第2本体層23bとなる未焼成固体
電解質シートのリード端子部が形成される側の一表面の
長手方向両端縁に対してC面取りを施し、面取り部を形
成した。そして、面取り部上に上述のと同様の絶縁用
ペーストを印刷・乾燥し、この未焼成素子積層体を大気
雰囲気下にて、毎時20℃で昇温して、最高温度450
℃で1時間キープすることにより脱脂(脱バインダ処
理)を行い、その後1500℃で1時間焼成することに
より素子Aを得た。
Assembling, Degreasing, and Firing Steps A layer serving as the heater portion third insulating layer 24a was printed on the second assembly, and the first assembly was laminated and pressure-compressed to obtain a laminate. Then, the laminate was cut into the element A, and five unfired element laminates were cut out. Then, C-chamfering is performed on both longitudinal edges of one surface of the unsintered solid electrolyte sheet, which is to be the heater unit second main body layer 23b of each unsintered element laminate, on which the lead terminal portion is formed, and is chamfered. Part was formed. Then, the same insulating paste as described above is printed and dried on the chamfered portion, and the temperature of the unfired element laminate is increased at 20 ° C./hour in an air atmosphere to a maximum temperature of 450 ° C.
Degreasing (binder removal) was performed by keeping at 1 ° C. for 1 hour, followed by baking at 1500 ° C. for 1 hour to obtain an element A.

【0033】図3に、上述の製造工程にて得られた素子
Aであって、ヒータ部2に形成される一対のヒータ部通
電端子25a、25bが外部回路接続用の外部端子(具
体的には外部端子を構成する長手状金属薄板52a、5
2b)と接続されたときの状態を部分拡大図を用いて模
式的に示す。この図3に示す長手状金属板52a、52
bはリード端子部と接触すると共に、リード端子の周辺
部の固体電解質層表面及び面取り部にまで接触される大
きさを有するものである。
FIG. 3 shows an element A obtained in the above-described manufacturing process, in which a pair of heater section energizing terminals 25a and 25b formed on the heater section 2 are connected to external terminals for connecting an external circuit (specifically, Are longitudinal metal thin plates 52a, 5
2b) schematically shows the state when connected to the device using a partially enlarged view. The elongated metal plates 52a, 52 shown in FIG.
“b” has such a size as to be in contact with the lead terminal portion and also to contact the surface and the chamfered portion of the solid electrolyte layer around the lead terminal.

【0034】ここで、本実施例(本発明)にあっては、
ヒータ部通電端子(リード端子部)25a、25bがヒ
ータ部第4絶縁層24b(絶縁皮膜)を介した状態で形
成されていると同時に、ヒータ部通電端子25a、25
bの周辺部、面取り部27上にまで絶縁皮膜が形成され
ているものである。その結果、ヒータ部通電端子25
a、25b近傍のヒータ部第2本体層(固体電解質層)
24bでは十分な絶縁性を有する素子となり、ヒータ部
第2本体層の全体が活性化されることがあった場合にも
絶縁皮膜にて絶縁性を保持することができる。なお、素
子Aに対する長手状金属薄板52a、52bとの接触
を、完全に絶縁性を保持した状態で図る上で、素子のリ
ード端子が形成される側の素子端面28の一部もしくは
全面にまで絶縁皮膜が形成されていてもよい。
Here, in this embodiment (the present invention),
The heater unit energizing terminals (lead terminal units) 25a and 25b are formed with the heater unit fourth insulating layer 24b (insulating film) interposed therebetween, and at the same time, the heater unit energizing terminals 25a and 25b are formed.
An insulating film is formed on the periphery of b and on the chamfered portion 27. As a result, the heater section energizing terminal 25
a, second body layer (solid electrolyte layer) near heater 25b
24b is an element having a sufficient insulating property, and the insulating film can maintain the insulating property even when the whole of the heater unit second main body layer is activated in some cases. In order to make contact between the element A and the long metal thin plates 52a and 52b in a state where the insulation property is completely maintained, a part or the whole of the element end surface 28 on the side where the lead terminals of the element are formed is provided. An insulating film may be formed.

【0035】4.素子の性能評価 上述の製造工程にて得られた5個の素子Aを用いて、ヒ
ータ部2への通電によるブラックニングの発生の有無を
評価した。本評価は、5個の素子Aをそれぞれ図1に示
すようなガスセンサに組み込み、得られたガスセンサを
750℃の擬似排気ガスに曝し、発熱抵抗体21を通電
すべくヒータ部通電端子25a、25bに14Vの電圧
を印加して500時間放置することにより行った。な
お、素子Aについては、素子Aを構成してなる固体電解
質層の全体が活性化される程度の大きさ(長手方向の長
さ)であるものを前提に評価を行っている。評価の結果
としては、500時間経過後にガスセンサを解体し、目
視により素子Aのヒータ部リード端子25a、25b近
傍のヒータ部第2本体層(固体電解質層)におけるブラ
ックニングの発生の有無を観察したところ、いずれの素
子Aにおいてブラックニングは発生していなかった。
4. Evaluation of Element Performance Using five elements A obtained in the above-described manufacturing process, the presence or absence of occurrence of blackening due to energization of the heater unit 2 was evaluated. In this evaluation, each of the five elements A was incorporated into a gas sensor as shown in FIG. 1, the obtained gas sensor was exposed to a pseudo exhaust gas at 750 ° C., and the heater unit energizing terminals 25 a and 25 b were turned on to energize the heating resistor 21. Was applied and a voltage of 14 V was applied thereto, and then left for 500 hours. Note that the evaluation of the element A is performed on the premise that the solid electrolyte layer constituting the element A is large enough to be activated (length in the longitudinal direction). As a result of the evaluation, the gas sensor was disassembled after 500 hours, and the occurrence of blackening in the heater portion second main body layer (solid electrolyte layer) near the heater portion lead terminals 25a and 25b of the element A was visually observed. However, no blackening occurred in any of the devices A.

【0036】なお、積層型ガスセンサ素子にあっては、
固体電解質層の表裏面の導通を図るにあたり、本実施例
のように、通常スルーホールを介して行う構造が採用さ
れることが一般的である。そして、このようにスルーホ
ールを介して導通を図るに際しては、本実施例にも述べ
たように、スルーホールの内壁面及び開口端縁までを絶
縁皮膜(絶縁層)により被覆した上で導通を図ることが
好ましい。このような構成を適用することで、スルーホ
ール近傍の固体電解質層の絶縁性を高めることができ、
リード部端子部近傍の固体電解質層の絶縁性をより高め
ることにもつながり、ブラックニング等の発生をより確
実に防止することが期待できる。以上において、本発明
を実施例に即して説明したが、本発明はこの実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、
適宜変さらして適用できることはいうまでもない。
In the case of the stacked gas sensor element,
In order to achieve conduction between the front and back surfaces of the solid electrolyte layer, it is general to adopt a structure which is usually performed via through holes as in this embodiment. When conducting through the through-hole in this way, as described in this embodiment, the conduction is performed after the inner wall surface and the opening edge of the through-hole are covered with an insulating film (insulating layer). It is preferable to aim. By applying such a configuration, the insulating property of the solid electrolyte layer near the through hole can be increased,
This leads to further enhancement of the insulation property of the solid electrolyte layer near the lead terminal, and it can be expected that blackening and the like can be more reliably prevented. In the above, the present invention has been described in accordance with the embodiment, but the present invention is not limited to this embodiment, and without departing from the gist thereof,
It goes without saying that the present invention can be applied by changing it appropriately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の積層型ガスセンサ素子が組み込まれた
ガスセンサの断面を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a gas sensor in which a laminated gas sensor element of the present invention is incorporated.

【図2】本発明の積層型ガスセンサ素子を分解して示す
斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a laminated gas sensor element of the present invention.

【図3】本発明の積層型ガスセンサ素子のヒータ部通電
端子(リード端子部)が形成された部分の拡大斜視図で
あり、面取り部が形成された当該素子と外部端子との接
続の状態を示す斜視図である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a portion of the laminated gas sensor element according to the present invention in which a heater section energizing terminal (lead terminal section) is formed, showing a state of connection between the element having a chamfered section and an external terminal. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A;酸素センサ素子(積層型ガスセンサ素子)、1;酸
素濃淡電池部、11;酸素濃淡電池用固体電解質層(固
体電解質層)、12a;酸素濃淡電池部第1絶縁層(絶
縁皮膜)、12b;酸素濃淡電池部第2絶縁層、13
a;検知電極(導体層)、13b;基準電極(導体
層)、2;ヒータ部、21;発熱抵抗体(導体層)、2
2a;ヒータ部第1絶縁層、22b;ヒータ部第2絶縁
層、23a;ヒータ部第1本体層、23b;ヒータ部第
2本体層(固体電解質層)、24a;ヒータ部第3絶縁
層、24b;ヒータ部第4絶縁層(絶縁皮膜)、133
a、14;信号取出し用端子(リード端子部)、25
a、25b;ヒータ部通電端子(リード端子部)、2
7;面取り部、B;酸素センサ(ガスセンサ)、52;
長手状金属薄板(外部端子)。
A: oxygen sensor element (laminated gas sensor element), 1; oxygen concentration cell part, 11: solid electrolyte layer for oxygen concentration cell (solid electrolyte layer), 12a; oxygen concentration cell part first insulating layer (insulating film), 12b A second insulating layer of the oxygen concentration cell section, 13
a; detection electrode (conductor layer); 13b; reference electrode (conductor layer); 2; heater section; 21; heating resistor (conductor layer);
2a; heater unit first insulating layer, 22b; heater unit second insulating layer, 23a; heater unit first main body layer, 23b; heater unit second main body layer (solid electrolyte layer), 24a; heater unit third insulating layer, 24b; fourth insulating layer (insulating film) of heater section, 133
a, 14: Signal extraction terminal (lead terminal portion), 25
a, 25b: heater section conducting terminals (lead terminal section), 2
7; chamfer, B; oxygen sensor (gas sensor), 52;
Long metal sheet (external terminal).

フロントページの続き (72)発明者 大川 哲平 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 Fターム(参考) 2G004 BB04 BF15 BF19 BF27 BJ03 BM07 Continuation of the front page (72) Inventor Teppei Okawa 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya Japan F-term (reference) 2G004 BB04 BF15 BF19 BF27 BJ03 BM07

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ジルコニアを主体に構成され、表面に導
体層が形成された固体電解質層を有する積層型ガスセン
サ素子であって、 前記固体電解質層の一表面には、外部端子と接触し且つ
前記導体層と電気的に接続される一対のリード端子部が
絶縁皮膜を介した形態で形成されていることを特徴とす
る積層型ガスセンサ素子。
1. A stacked gas sensor element mainly composed of zirconia and having a solid electrolyte layer having a conductor layer formed on a surface thereof, wherein one surface of the solid electrolyte layer is in contact with an external terminal and A stacked gas sensor element, wherein a pair of lead terminal portions electrically connected to a conductor layer are formed with an insulating film interposed therebetween.
【請求項2】 前記リード端子部が形成される固体電解
質層の一表面における長手方向両縁部に面取り部が形成
されており、該面取り部上に前記絶縁皮膜が形成されて
いる請求項1記載の積層型ガスセンサ素子。
2. A chamfered portion is formed at both longitudinal edges of one surface of the solid electrolyte layer on which the lead terminal portion is formed, and the insulating film is formed on the chamfered portion. The laminated gas sensor element as described in the above.
【請求項3】 前記絶縁皮膜がアルミナを主体に構成さ
れている請求項1又は2記載の積層型ガスセンサ素子。
3. The laminated gas sensor element according to claim 1, wherein the insulating film is mainly composed of alumina.
【請求項4】 上記絶縁皮膜の厚さが1.0μm以上で
ある請求項1乃至3のいずれか1項に記載の積層型ガス
センサ素子。
4. The multilayer gas sensor element according to claim 1, wherein the thickness of the insulating film is 1.0 μm or more.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに1項に記載
の積層型ガスセンサ素子を、主体金具の内側に配置して
なることを特徴とするガスセンサ。
5. A gas sensor comprising the multilayer gas sensor element according to claim 1 arranged inside a metal shell.
JP2000087809A 2000-03-28 2000-03-28 Stacked gas sensor element and gas sensor including the same Expired - Fee Related JP4213843B2 (en)

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