JP2001272371A - 積層型ガスセンサ素子及びそれを備えるガスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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、それによりガスセンサ自体を小型化
することが可能となる積層型ガスセンサ素子を提供す
る。 【解決手段】 ジルコニアを主体に構成され、一表面に
発熱抵抗体２１が配設されたヒータ部第２本体層（固体
電解質層）２３ｂを有するヒータ部２と、酸素濃淡電池
素子１とを積層して構成され、ヒータ部第２本体層２３
ｂの他表面には、外部回路接続用の外部端子と接続する
ことになり、且つ発熱抵抗体２１と電気的に接続される
一対のヒータ部通電端子２５ａ及び２５ｂが、ヒータ部
第４絶縁層（絶縁皮膜）２４ｂを介した形態で形成され
ている積層型ガスセンサ素子Ａを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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）。

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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。