(57)【要約】【課題】測定対象ガス中の酸素濃度の検出精度を向上【解決手段】測定対象ガス（以下、ガスという）が導入される測定室１５９と、導入されたガスに対する酸素の汲み出し又は汲み入れを行うポンプセル１１１と、測定室１５９に連通する測定室１６１と、測定室１６１に配置された内側第２ポンプ電極１４５を介して測定室１６１における特定ガス濃度に応じた電流が流れるポンプセル１１３と、基準酸素分圧雰囲気に設定された基準酸素室１１８と、測定室１５９または測定室１６１に配置された検知電極１５５と基準酸素室１１８に配置された基準電極１５７とを有する検知セル１１２とを備え、測定室１５９に導入されたガスが第１電極１４５に至るまでの経路における検知電極１５５が配置されている位置での断面（電極配置断面）において、検知電極１５５が形成されている領域の面積が、電極配置断面の総面積に対して半分以上を占めている。【選択図】図２
2010091526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１拡散抵抗部を介して測定対象ガスが導入される第１測定室と、
固体電解質体および該固体電解質体上に形成された一対の第１電極を有し、前記一対の第１電極のうち一方の第１電極が前記第１測定室に配置されて、前記第１測定室に導入された前記測定対象ガスに対する酸素の汲み出しまたは汲み入れを行う第１酸素イオンポンプセルと、
前記第１測定室において酸素の汲み出しまたは汲み入れが行われた前記測定対象ガスが第２拡散抵抗部を介して導入される第２測定室と、
固体電解質体および該固体電解質体上に形成された一対の第２電極を有し、前記一対の第２電極のうち一方の第２電極が前記第２測定室に配置されて、前記第２測定室に導入された前記測定対象ガス中の特定ガス成分を検出する第２酸素イオンポンプセルと、
固体電解質体および該固体電解質体上に形成された一対の第３電極を有し、前記一対の第３電極のうち一方の第３電極が、前記第１測定室内又は／及び前記第２測定室内であり、且つ前記測定対象ガスが流れるガス通過経路における前記一方の第１電極と前記一方の第２電極との間に配置された酸素分圧検知セルと
を備えるガスセンサであって、
前記一方の第３電極は、多孔質電極であり、
前記一方の第３電極が配置されている前記ガス通過経路の電極配置断面を見たときに、該電極配置断面の総面積に対する前記一方の第３電極が占める割合が半分以上である箇所を有する
ことを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記一方の第３電極は、
前記電極配置断面の周縁のうち、前記酸素分圧検知セルの前記固体電解質体を全て覆う
ことを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記一方の第３電極は、前記電極配置断面の周縁の全てを覆う
ことを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記一方の第３電極は、前記電極配置断面の全体に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記一方の第３電極と前記第２拡散抵抗部が一体形成されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記一方の第３電極の気孔率は、前記第２拡散抵抗部の気孔率以上である
ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象ガス中の特定ガス濃度に応じた濃度信号を出力するガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象ガス中の特定ガス濃度（例えば内燃機関の排気ガス中のＮＯｘ濃度）に応じた濃度信号を出力するガスセンサの一つとして、固体電解質体上に一対の電極が形成された第１酸素イオンポンプセル、第２酸素イオンポンプセル、及び酸素分圧検知セルを備えたガスセンサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、このガスセンサは、第１拡散抵抗部を介して測定対象ガスが導入される第１測定室を有し、第１酸素イオンポンプセルにより、第１測定室の内部に存在する酸素のポンピング（汲み出しまたは汲み入れ）をそれぞれ可能とするように構成されている。
【０００４】
さらに、このガスセンサは、酸素分圧検知セルにより、酸素濃度を一定に制御された基準酸素室と第１測定室との酸素濃度差、つまり第１測定室内の酸素濃度の検出を可能とするように構成されている。
【０００５】
そして、このガスセンサを駆動する駆動回路は、酸素分圧検知セルの両端電圧が予め設定された一定電圧（例えば４２５ｍＶ）となるように、第１酸素イオンポンプセルに流れる第１ポンプ電流を制御するとともに、第１測定室に連通する第２測定室から酸素を汲み出す方向に一定の第２ポンプ電圧（例えば４５０ｍＶ）を第２酸素イオンポンプセルに印加し、この時、第２酸素イオンポンプセルに流れる第２ポンプ電流の検出を行う。これにより、第２ポンプ電流の大きさに基づいて、特定ガス濃度を検出することができる。
【特許文献１】特開２００３−９０８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のガスセンサは、酸素分圧検知セルに形成された一対の電極のうち第１測定室に配置された電極（以下、検知用電極という）の第１測定室側の面上を通過する測定対象ガスのうち、検知用電極に接触した測定対象ガスにより、第１測定室内の酸素濃度を検出する。
【０００７】
しかし、上記特許文献１のガスセンサは、酸素分圧検知セルに形成された一対の電極のうち第１測定室に配置された電極（以下、検知用電極という）が、酸素分圧検知セルを構成する固体電解質体上に薄く（例えば、第１測定室の高さに対して４分の１程度の高さ）形成されている。
【０００８】
このため、第１測定室内に導入された測定対象ガスの拡散が不十分で、検知用電極の第１測定室側の面の上方において、検知用電極から近い領域と、検知用電極から離れた領域とで、測定対象ガス中の酸素濃度に差があると、検知用電極から離れた領域における測定対象ガス中の酸素濃度が、酸素分圧検知セルによる検出結果に反映されにくくなる。これにより、上記特許文献１のガスセンサにおいて、測定対象ガス中の酸素濃度の検出精度が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、測定対象ガス中の酸素濃度の検出精度を向上させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、第１拡散抵抗部を介して測定対象ガスが導入される第１測定室と、固体電解質体および固体電解質体上に形成された一対の第１電極を有し、一対の第１電極のうち一方の第１電極が第１測定室に配置されて、第１測定室に導入された測定対象ガスに対する酸素の汲み出しまたは汲み入れを行う第１酸素イオンポンプセルと、第１測定室において酸素の汲み出しまたは汲み入れが行われた測定対象ガスが第２拡散抵抗部を介して導入される第２測定室と、固体電解質体および固体電解質体上に形成された一対の第２電極を有し、一対の第２電極のうち一方の第２電極が第２測定室に配置されて、第２測定室に導入された測定対象ガス中の特定ガス成分を検出する第２酸素イオンポンプセルと、固体電解質体および固体電解質体上に形成された一対の第３電極を有し、一対の第３電極のうち一方の第３電極が、第１測定室内又は／及び第２測定室内であり、且つ測定対象ガスが流れるガス通過経路における一方の第１電極と一方の第２電極との間に配置された酸素分圧検知セルとを備えるガスセンサであって、一方の第３電極は、多孔質電極であり、一方の第３電極が配置されているガス通過経路の電極配置断面を見たときに、電極配置断面の総面積に対する一方の第３電極が占める割合が半分以上である箇所を有することを特徴とするガスセンサである。
【００１１】
このように構成されたガスセンサでは、第１測定室に導入された測定対象ガスは、第２測定室内に配置された一方の第２電極（第２酸素イオンポンプセル）に至るまでに電極配置断面を通過する。このとき、電極配置断面の総面積に対する一方の第３電極（以下、検知電極ともいう）が占める割合が半分以上である箇所を有している。すなわち、測定対象ガスのうち半分以上が、多孔質電極である検知電極の内部を通過する。このため、電極配置断面におけるより広い範囲に亘って、測定対象ガス中の酸素を検知することができる。
【００１２】
従って、請求項１に記載のガスセンサによれば、検知電極から近い領域と、検知電極から離れた領域とで、測定対象ガス中の酸素濃度に差がある場合であっても、測定対象ガス中の酸素濃度の検出精度を向上させることができる。
【００１３】
なお、一方の第３電極は第１測定室内に配置されていてもよいし、第２測定室内に配置されていてもよい。さらには、第１測定室および第２測定室の両方に配置されていてもよい。つまり、この一方の第３電極は、ガス通過経路を見たときに、第１酸素イオンポンプセルの第１測定室内に配置された一方の第１電極と、第２酸素イオンポンプセルの第２測定室内に配置された一方の第２電極とにより挟まれて配置されていればよい。さらに、電極配置断面は、ガス通過経路のうち、一方の第３電極が配置されている部位の任意の断面のことを指す。
【００１４】
また、請求項１に記載のガスセンサにおいては、請求項２に記載のように、一方の第３電極は、電極配置断面の周縁のうち、酸素分圧検知セルの固体電解質体を全て覆うようにするとよい。
【００１５】
このように、検知電極が、電極配置断面の周縁のうち、酸素分圧検知セルの固体電解質体を全て覆うことで、電極配置断面におけるより広い範囲に亘って、測定対象ガス中の酸素を検知することができる。
【００１６】
また、請求項１に記載のガスセンサにおいては、請求項３に記載のように、一方の第３電極は、電極配置断面の周縁の全てを覆うようにするとよい。
このように、検知電極が、電極配置断面の周縁の全てを覆うことで、酸素分圧検知セルの固体電解質体から近い領域と離れた領域とで、測定対象ガス中の酸素濃度に差がある場合であっても、近い領域での測定対象ガス及び離れた領域での測定対象ガスの両者が検知電極の内部を通過することとなり、酸素分圧検知セルによる検出結果が両者の酸素濃度を反映させることができる。よって、測定対象ガスの酸素濃度の検出精度をより向上させることができる。
【００１７】
また、請求項１に記載のガスセンサにおいては、請求項４に記載のように、一方の第３電極は、電極配置断面の全体に設けられているようにするとよい。
このように、検知電極が、電極配置断面の全体に設けられることで、電極配置断面を通過する測定対象ガスの全ての酸素濃度を反映させることができる。よって、測定対象ガスの酸素濃度の検出精度をさらに向上させることができる。
【００１８】
また、請求項１〜請求項４の何れかに記載のガスセンサにおいては、請求項５に記載のように、一方の第３電極と第２拡散抵抗部が一体形成されているようにするとよい。
このように構成されたガスセンサによれば、第２拡散抵抗部を別途形成することが不要となり、ガスセンサの構成を簡略化することができる。
【００１９】
また、請求項１〜請求項５の何れかに記載のガスセンサにおいては、請求項６に記載のように、一方の第３電極の気孔率は、第２拡散抵抗部の気孔率以上であることが好ましい。これにより、第２酸素イオンポンプセルにて精度よく検出することができる。なお、第２拡散抵抗部の気孔率は「５０％未満」が好ましく、一方の第３電極の気孔率は、それ以上であればよい。また、一方の第３電極の導通を確保するためには、「気孔率が８０％以下」であることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
なお、本実施形態では、ガスセンサの一種であるＮＯｘセンサ１について説明する。ＮＯｘセンサ１は、測定対象となる排ガス中の特定ガスを検出する検出素子（ガスセンサ素子）が組み付けられるとともに、内燃機関の排気管などに装着されるものである。
【００２１】
図１はＮＯｘセンサ１の全体構成を示す断面図である。
ＮＯｘセンサ１は、図１に示すように、軸線方向（図中上下方向）に延びる板状形状をなす検出素子２と、ＮＯｘセンサ１の内部構造物を収容するとともにＮＯｘセンサ１を排気管等の取付部に固定するケーシング４等から構成されている。
【００２２】
これらのうちケーシング４は、検出素子２を保持するとともにその検出部２５を排気管等の内部に突出させる主体金具５と、主体金具５の上部に延設された外筒６とから構成されている。
【００２３】
また主体金具５は、円筒状の本体を有し、検出素子２を下方から支持する支持部材５１、支持部材５１の上部に充填される滑石粉末からなる充填部材５２，５３、充填部材５２，５３を上方から押圧するスリーブ５４等を内部に収容する。
【００２４】
すなわち、主体金具５の下端側の内周には、内向き突出した段部５５が設けられており、この段部５５に金属カップ５６を介して支持部材５１が係止されることにより、検出素子２が下方から支持されている。そして、支持部材５１の上側における主体金具５の内周面と検出素子２の外周面との間に充填部材５２，５３が配設され、さらにこの充填部材５２，５３の上側に筒状のスリーブ５４及び加締リング５７が順次同軸状に内挿された状態で主体金具５の上端部が内方（下方）に加締められることで、充填部材５２，５３が加圧充填され、それにより、検出素子２が主体金具５に対してしっかりと固定されている。また、主体金具５の下端側外周には、検出素子２の突出部分を覆うとともに、複数の孔部を有する金属製の二重のプロテクタ５８，５９が溶接によって取り付けられている。
【００２５】
そして、主体金具５の上部開口部を覆うように外筒６の下端開口端部が当該主体金具５に外挿された後、この下端開口端部に外方から溶接が施され、外筒６が主体金具５に装着されている。
【００２６】
また、外筒６の上端開口部６１近傍には、セラミックで筒状に形成された絶縁性のセパレータ７が内挿されている。
セパレータ７は、その外周面に外側に突出したフランジ部７１を有し、フランジ部７１の下端面が、外筒６の内周面に接して配置された内部支持部材６２により係止される態様で外筒６内に保持されている。
【００２７】
セパレータ７は、後端面７２から先端面７３に向けて貫通する挿通孔７４を備えている。  そしてセパレータ７は、検出素子２の外周面に配置された外側電極（不図示）からリード線９の先端に延びる複数の端子金具８を挿通孔７４内に収容して、端子金具８と外筒６との絶縁性を保持している。
【００２８】
さらに、外筒６の上端開口部６１には、検出素子２の外側電極に夫々接続されるリード線９を夫々外部に引き出すとともに、ＮＯｘセンサ１内部への水分や油分の侵入を防止するシールユニット１０が設けられている。
【００２９】
次に、検出素子２について説明する。図２は検出素子２の概略構成を示す断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面部を示す図である。
検出素子２は、図２に示すように、第１ポンプセル１１１、酸素分圧検知セル１１２、及び第２ポンプセル１１３を、アルミナを主体とする絶縁層１１４，１１５を介して積層した構造を有する。また、検出素子２においては、第２ポンプセル１１３側に、ヒータ部１８０が積層されている。
【００３０】
このうち第１ポンプセル１１１は、酸素イオン伝導性を有するジルコニアからなる第１固体電解質層１３１と、第１固体電解質層１３１を挟み込むように配置された内側第１ポンプ電極１３５及び外側第１ポンプ電極１３７からなる第１電極１２１とを備えて形成されている。なお、内側第１ポンプ電極１３５及び外側第１ポンプ電極１３７は、白金、白金合金、白金とセラミックス（例えば、固体電解質体）を含むサーメットなどで形成されており、それぞれの表面には、多孔質体からなる保護層１２２が形成されている。
【００３１】
また酸素分圧検知セル１１２は、酸素イオン伝導性を有するジルコニアからなる検知用固体電解質層１５１と、検知用固体電解質層１５１を挟み込むように配置された検知電極１５５及び基準電極１５７からなる第３電極１２３とを備えて形成されている。なお、検知電極１５５及び基準電極１５７は、白金、白金合金、白金とセラミックス（例えば、固体電解質体）を含むサーメットなどで形成されている。
【００３２】
さらに検知電極１５５は、図３に示すように、測定対象ガスが導入される第１測定室１５９（後述）の断面ＳＣ１において、検知電極１５５が形成されている領域ＳＣ２の面積が、断面ＳＣ１に対して６０％を占めるように形成されている。
【００３３】
また検知電極１５５は、測定対象ガスの通過を確保するとともに、電極の導通を確保するために、その気孔率が６０％となるように形成されている。
そして検知電極１５５は、断面ＳＣ１において、検知用固体電解質層１５１を全て覆うように設けられている。
【００３４】
また第２ポンプセル１１３は、図２に示すように、酸素イオン伝導性を有するジルコニアからなる第２固体電解質層１４１と、第２固体電解質層１４１の表面のうち絶縁層１１５に面する表面に配置された内側第２ポンプ電極１４５及び外側第２ポンプ電極１４７からなる第２電極１２５とを備えて形成されている。なお、内側第２ポンプ電極１４５及び外側第２ポンプ電極１４７は、白金、白金合金、白金とセラミックス（例えば、固体電解質体）を含むサーメットなどで形成されている。
【００３５】
そして検出素子２の内部には、測定対象ガスが導入される第１測定室１５９が形成されている。第１測定室１５９には、第１ポンプセル１１１と酸素分圧検知セル１１２との間に配置された第１拡散抵抗体１１６を介して、外部から測定対象ガスが導入される。
【００３６】
第１拡散抵抗体１１６は、多孔質体で構成されており、第１測定室１５９への単位時間あたりの測定対象ガスの導入量（通過量）を制限している。
また、第１測定室１５９の後端側（図における右側）には、多孔質体からなる第２拡散抵抗体１１７が備えられており、内側第２ポンプ電極１４５と第２拡散抵抗体１１７との間には、第２測定室１６１が形成されている。なお第２測定室１６１は、酸素分圧検知セル１１２を積層方向に貫通する状態で形成される。また本実施形態では、第２拡散抵抗体１１７の気孔率は３５％である。
【００３７】
さらに、検出素子２の内部のうち、酸素分圧検知セル１１２の検知用固体電解質層１５１と第２ポンプセル１１３の第２固体電解質層１４１との間には、第２測定室１６１の他に多孔質体にて構成された基準酸素室１１８が形成されている。なお、第２測定室１６１、基準酸素室１１８は、この順に後端側から先端側にかけて第２ポンプセル１１３に沿って形成されている。また、酸素分圧検知セル１１２に対してガスセンサ制御装置（不図示）から微小電流が供給されることで、酸素が第１測定室１５９から検知用固体電解質層１５１を介して基準酸素室１１８に送り込まれるため、この基準酸素室１１８は、所定の酸素分圧雰囲気（濃度検知の基準となる酸素分圧雰囲気）に設定される。
【００３８】
そして、酸素分圧検知セル１１２の基準電極１５７と、第２ポンプセル１１３の外側第２ポンプ電極１４７とが、基準酸素室１１８に対面するように配置されている。
ヒータ部１８０は、例えばアルミナ等の絶縁性セラミックスからなるシート状の絶縁層１７１，１７３を積層することにより構成されている。そして、このヒータ部１８０は、各絶縁層１７１，１７３の間に、Ｐｔを主体とするヒータ１７５を備えている。
【００３９】
このように構成された検出素子２は、第１ポンプセル１１１により第１測定室１５９の内部に存在する酸素のポンピング（汲み出し、汲み入れ）が可能であり、酸素分圧検知セル１１２により、酸素濃度（酸素分圧）を一定に制御された基準酸素室１１８と第１測定室１５９との酸素濃度差（酸素分圧差）、つまり第１測定室１５９の内部の酸素濃度（酸素分圧）を測定可能である。
【００４０】
なお、この検出素子２は、図１に示していないガスセンサ制御装置により駆動されるものであり、ガスセンサ制御装置がヒータ１７５を駆動することにより、各セル（第１ポンプセル１１１、第２ポンプセル１１３、酸素分圧検知セル１１２の）を活性化温度まで加熱する。
【００４１】
そしてガスセンサ制御装置は、ヒータ１７５を駆動制御して検出素子２を活性化温度（例えば７５０℃）まで加熱し、この状態で、酸素分圧検知セル１１２の両端電圧Ｖｓが予め設定された一定電圧（例えば４２５ｍＶ）となるように、第１ポンプセル１１１に印加する第１ポンプ電圧Ｖｐ１を制御する。
【００４２】
またガスセンサ制御装置は、第１ポンプ電流Ｉｐ１を制御するとともに、第２ポンプセル１１３に対して、予め定められた制御電圧値Ｖ０（例えば４５０ｍＶ）の第２ポンプ電圧Ｖｐ２を印加する。これにより、第２測定室１６１では、第２ポンプセル１１３を構成する第２電極１２５の触媒作用によって、ＮＯｘが解離（還元）され、その解離により得られた酸素イオンが内側第２ポンプ電極１４５と外側第２ポンプ電極１４７との間の第２固体電解質層１４１を移動することにより第２ポンプ電流Ｉｐ２が流れる。つまり、第２ポンプセル１１３は、第２測定室１６１に存在する検出すべき特定ガス成分（ＮＯｘ（窒素酸化物））を解離させて、第２測定室１６１から基準酸素室１１８に酸素を汲み出す。
【００４３】
なお、第２測定室１６１の内側第２ポンプ電極１４５で解離された酸素イオン（Ｏ2-）は、第２固体電解質層１４１を介して外側第２ポンプ電極１４７に移動し、外側第２ポンプ電極１４７において酸素（Ｏ2 ）として基準酸素室１１８に放出される。
【００４４】
つまりガスセンサ制御装置は、検出素子２に接続された状態で、第１ポンプセル１１１のポンピング動作により第１測定室１５９の酸素濃度（酸素分圧）を調整し、第２測定室１６１の酸素濃度（酸素分圧）をＮＯｘ検知が可能なＮＯｘ検知用濃度に設定して、第２ポンプ電流Ｉｐ２の大きさや積分値などに基づいてＮＯｘ濃度を検出する処理を行う。そして、ガスセンサ制御装置にて検出されたＮＯｘ濃度情報は、図１に示していない外部装置（例えば、エンジンＥＣＵ）に送出される。
【００４５】
次に、検知電極１５５の製造方法について説明する。図４は、検知電極１５５の製造方法を説明するための図２のＡ−Ａ断面部を示す図である。
まず図４の第１工程で示すように、焼成されると検知用固体電解質層１５１になる固体電解質シート２５１上に、絶縁層１１４になる絶縁ペースト２１４を、第１測定室１５９となる領域以外に配置されるように印刷する。
【００４６】
さらに図４の第２工程で示すように、固体電解質シート２５１上において、検知電極１５５を形成する領域に、焼成されると検知電極１５５になる電極ペースト２５５を印刷する。その後、電極ペースト２５５上にカーボンペースト２８１を印刷する。
【００４７】
この電極ペースト２５５は、Ｐｔ属粉末(例えば、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｒｅ)/固体電解質セラミックス(例えば、イットリア安定化または部分安定化ＺｒＯ2，スカンジア安定化または部分安定化ＺｒＯ2，サマリアまたはガドリア添加ＣｅＯ2，ＬａＧａＯ3  等 )＝６０ｖｏｌ％／４０ｖｏｌ％に、さらにＡｕ粉末＝１ｖｏｌ％、昇華材(例えば、カーボン、テオブロミン等)＝１００ｖｏｌ％に、有機バインダー、溶剤、及び可塑剤を適宜に添加して調整したものである。
【００４８】
その後、図４の第３工程で示すように、カーボンペースト２８１上および絶縁ペースト２１４上に、焼成されると第１固体電解質層１３１になる固体電解質シート２３１を圧着する（図４の矢印Ｙ１，Ｙ２は、圧着することを示す）。これにより、図４の第４工程で示すように、カーボンペースト２８１上および絶縁ペースト２１４上に、固体電解質シート２３１が積層される。
【００４９】
そして、検出素子２を構成する全ての部材が積層された後に焼成が行われると、図４の第５工程で示すように、電極ペースト２５５内の昇華材が昇華することで多孔質体の検知電極１５５が形成される。また、焼成によりカーボンペースト２８１が昇華し、検知電極１５５上に空隙ＧＰが形成される。
【００５０】
このように構成されたＮＯｘセンサ１では、第１測定室１５９に導入された測定対象ガスは、第２測定室１６１内に配置された内側第２ポンプ電極１４５に至るまでのガス通過経路における検知電極１５５が配置されている位置での断面ＳＣ１を通過する。このとき、断面ＳＣ１の総面積に対する検知電極１５５が占める割合が半分以上である箇所を有している。すなわち、測定対象ガスのうち半分以上が、多孔質電極である検知電極１５５の内部を通過する。このため、断面ＳＣ１におけるより広い範囲に亘って、測定対象ガス中の酸素を検知することができる。
【００５１】
従って、ＮＯｘセンサ１によれば、検知電極１５５から近い領域と、検知電極１５５から離れた領域とで、測定対象ガス中の酸素濃度に差がある場合であっても、測定対象ガス中の酸素濃度の検出精度を向上させることができる。
【００５２】
さらに、検知電極１５５が、断面ＳＣ１のうち、酸素分圧検知セル１１２の検知用固体電解質層１５１を全て覆うことで、断面ＳＣ１における広い範囲に亘って、測定対象ガス中の酸素を検知することができる。
【００５３】
さらに、検知電極１５５の気孔率は、第２拡散抵抗体１１７の気孔率以上である。これにより、第２ポンプセル１１３にて精度よく検出することができる。
以上説明した実施形態において、ＮＯｘセンサ１は本発明におけるガスセンサ、第１拡散抵抗体１１６は本発明における第１拡散抵抗部、第１ポンプセル１１１は本発明における第１酸素イオンポンプセル、内側第１ポンプ電極１３５は本発明における一方の第１電極、第２拡散抵抗体１１７は本発明における第２拡散抵抗部、第２ポンプセル１１３は本発明における第２酸素イオンポンプセル、内側第２ポンプ電極１４５は本発明における一方の第２電極、検知電極１５５は本発明における一方の第３電極、断面ＳＣ１は本発明における電極配置断面である。
【００５４】
（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態を図面とともに説明する。尚、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００５５】
図５は第２実施形態の検出素子２の概略構成を示す断面図、図６は図５のＡ−Ａ断面部を示す図である。
第２実施形態の検出素子２は、図５に示すように、第２拡散抵抗体１１７が省略された点が第１実施形態と異なる。すなわち、第２実施形態の検知電極１５５と第２拡散抵抗体１１７とが一体形成されている。
【００５６】
また図６に示すように、第２実施形態の検知電極１５５は、第１測定室１５９の断面ＳＣ１において、検知電極１５５が形成されている領域ＳＣ２の面積が、断面ＳＣ１の全体を占めるように形成されている。
【００５７】
次に、第２実施形態の検知電極１５５の製造方法について説明する。図７は、第２実施形態の検知電極１５５の製造方法を説明するための図５のＡ−Ａ断面部を示す図である。
まず図７の第１工程で示すように、焼成されると検知用固体電解質層１５１になる固体電解質シート２５１上に、絶縁層１１４になる絶縁ペースト２１４を、第１測定室１５９となる領域以外に配置されるように印刷する。
【００５８】
さらに図７の第２工程で示すように、固体電解質シート２５１上において、検知電極１５５を形成する領域に、焼成されると検知電極１５５になる電極ペースト２５５を印刷する。
【００５９】
その後、図７の第３工程で示すように、電極ペースト２５５及び絶縁ペースト２１４上に、焼成されると第１固体電解質層１３１になる固体電解質シート２３１を圧着する（図７の矢印Ｙ１，Ｙ２は、圧着することを示す）。これにより図７の第４工程で示すように、固体電解質シート２３１上および絶縁ペースト２１４上に、固体電解質シート２３１が積層される。
【００６０】
そして、検出素子２を構成する全ての部材が積層された後に焼成が行われると、図７の第５工程で示すように、電極ペースト２５５内の昇華材が昇華することで多孔質体の検知電極１５５が形成される。
【００６１】
このように構成されたＮＯｘセンサ１では、検知電極１５５が、断面ＳＣ１の全体に設けられる。これにより、断面ＳＣ１を通過する測定対象ガスの全ての酸素濃度を反映させることができる。よって、測定対象ガスの酸素濃度の検出精度をさらに向上させることができる。
【００６２】
また、検知電極１５５は第２拡散抵抗体１１７として機能し、第２拡散抵抗体１１７が省略されている。このため、ＮＯｘセンサ１の構成を簡略化することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
【００６３】
例えば第１実施形態では、断面ＳＣ１において検知用固体電解質層１５１の全体を覆うように検知電極１５５が形成されているものを示したが、図８に示すように、断面ＳＣ１の周縁領域の全てを覆うように検知電極１５５が形成されているようにしてもよい。
【００６４】
これにより、酸素分圧検知セル１１２の検知用固体電解質層１５１から近い領域と離れた領域とで、測定対象ガス中の酸素濃度に差がある場合であっても、近い領域での測定対象ガス及び離れた領域での測定対象ガスの両者が検知電極１５５の内部を通過することとなり、酸素分圧検知セル１１２による検出結果が両者の酸素濃度を反映させることができる。よって、測定対象ガスの酸素濃度の検出精度をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】ＮＯｘセンサ１の全体構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の検出素子２の概略構成を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面部を示す図である。
【図４】第１実施形態の検知電極１５５の製造方法を説明するための図２のＡ−Ａ断面部を示す図である。
【図５】第２実施形態の検出素子２の概略構成を示す断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面部を示す図である。
【図７】第２実施形態の検知電極１５５の製造方法を説明するための図５のＡ−Ａ断面部を示す図である。
【図８】別の実施形態の検知電極１５５についての図２のＡ−Ａ断面部を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…ＮＯｘセンサ、２…検出素子、１１１…第１ポンプセル、１１２…酸素分圧検知セル、１１３…第２ポンプセル、１１４，１１５…絶縁層、１１６…第１拡散抵抗体、１１７…第２拡散抵抗体、１１８…基準酸素室、１１９…導入経路、１２１…第１電極、１２３…第３電極、１２５…第２電極、１３１…第１固体電解質層、１３５…内側第１ポンプ電極、１３７…外側第１ポンプ電極、１４１…第２固体電解質層、１４５…内側第２ポンプ電極、１４７…外側第２ポンプ電極、１５１…検知用固体電解質層、１５５…検知電極、１５７…基準電極、１５９…第１測定室、１６１…第２測定室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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