(57)【要約】【課題】簡易な方法にて、所望の出力電流を有し、かつ、製品ばらつきの少ないガスセンサ素子を作製することのできるガスセンサ素子の製造方法、及びこれにより作製されたガスセンサ素子、並びにこれを内蔵したガスセンサを提供すること。【解決手段】本発明は、基準出力電流Ａ１及び基準拡散距離Ｌ１を測定する基準測定工程と、拡散抵抗層を研削した後研削後出力電流Ａ２及び研削後拡散距離Ｌ２を測定する研削後測定工程と、研削後出力電流Ａ２と基準出力電流Ａ１との差に対する基準出力電流Ａ１の比の平方根である研削後ＩＬ変化率ｙと拡散距離変化率ｘとを用いて定数を算出する定数算出工程と、基準拡散距離Ｌ１及び目標ＩＬ変化率ｚ並びに傾きａ及び切片ｂを下記の式２に代入し目標研削量Ｍを算出する研削量算出工程と、研削工程とを有するガスセンサ素子の製造方法である。  ｙ＝ａｘ＋ｂ・・・（式１）  Ｍ＝Ｌ１×（１−ａ／（ｚ−ｂ＋ａ））・・・（式２）【選択図】図３
2010112717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面及び他方の面に設けた測定電極及び基準電極と、上記固体電解質体における上記測定電極が配設された面に積層されるとともに上記被測定ガスを導入する被測定ガス室を内側に形成する拡散抵抗層と、該拡散抵抗層における上記固体電解質体が配設された面と反対側の面を覆う緻密な遮蔽層とを積層してなるガスセンサ素子を製造する方法であって、
上記ガスセンサ素子の軸方向に直交する断面である直交断面における上記拡散抵抗層の外側面を構成する二本の輪郭線が上記基準電極から上記測定電極へと向かう方向に進むにつれて互いに近づくように上記拡散抵抗層を研削するに当たって、
上記拡散抵抗層を研削する前の状態における該拡散抵抗層の外側面と上記被測定ガス室との間の最短距離である基準拡散距離をＬ１としたときの出力電流である基準出力電流Ａ１及び上記基準拡散距離Ｌ１を測定する基準測定工程と、
上記拡散抵抗層を研削した後、上記基準拡散距離Ｌ１からその研削量を引いた値であって上記輪郭線の中点と上記被測定ガス室との間の最短距離である研削後拡散距離をＬ２としたときの出力電流である研削後出力電流Ａ２及び上記研削後拡散距離Ｌ２を測定するという工程を複数回繰り返す研削後測定工程と、
上記研削後出力電流Ａ２と上記基準出力電流Ａ１との差に対する上記基準出力電流Ａ１の比の平方根である研削後ＩＬ変化率ｙと、上記基準拡散距離Ｌ１と上記研削後拡散距離Ｌ２との差に対する上記研削後拡散距離Ｌ２の比である拡散距離変化率ｘとを用いて、上記研削後ＩＬ変化率ｙと上記拡散距離変化率ｘとの関係を近似する下記の式１に表される一次関数における傾きａと切片ｂとを算出する定数算出工程と、
上記基準拡散距離Ｌ１、及び目標とする出力電流である目標出力電流と上記基準出力電流Ａ１との差に対する上記基準出力電流Ａ１の比の平方根である目標ＩＬ変化率ｚ、並びに上記定数算出工程において算出した上記傾きａ及び上記切片ｂを下記の式２に代入し、所望の出力電流を得るための上記拡散抵抗層の研削量である目標研削量Ｍを算出する研削量算出工程と、
上記拡散抵抗層を上記目標研削量Ｍだけ研削する研削工程とを有することを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
ｙ＝ａｘ＋ｂ・・・（式１）
Ｍ＝Ｌ１×（１−ａ／（ｚ−ｂ＋ａ））・・・（式２）
【請求項２】
請求項１において、これから研削しようとするガスセンサ素子である被加工物に先行して少なくとも上記基準測定工程と上記研削後測定工程と上記定数算出工程と上記研削量算出工程とを行ったガスセンサ素子によって得られた目標研削量Ｍを用いて、上記被加工物に対して上記研削工程を行うことを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１において、これから研削しようとするガスセンサ素子である被加工物に対して上記基準測定工程と上記研削後測定工程と上記定数算出工程と上記研削量算出工程と上記研削工程とを行うことを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記基準拡散距離Ｌ１から上記目標研削量Ｍを引いた値である目標拡散距離Ｌ３が、上記基準拡散距離Ｌ１の値の２０〜５０％となるガスセンサ素子を製造する場合に適用することを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４に記載のガスセンサ素子の製造方法により製造されることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項６】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するとともに、請求項５に記載のガスセンサ素子を内蔵することを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのガスセンサ素子、及びこれを用いたガスセンサ、並びにガスセンサ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面及び他方の面に設けた測定電極及び基準電極と、上記固体電解質体における上記測定電極が配設された面に積層されるとともに上記被測定ガスを導入する被測定ガス室を内側に形成する拡散抵抗層と、該拡散抵抗層における上記固体電解質体が配設された面と反対側の面を覆う緻密な遮蔽層とを積層してなるガスセンサ素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記拡散抵抗層は、上記ガスセンサ素子における軸方向に直交する断面である直交断面における上記拡散抵抗層の外側面を構成する二本の輪郭線が上記基準電極から上記測定電極へと向かう方向に進むにつれて互いに近づくように研削されている。
かかるガスセンサ素子を形成するに当たっては、上記遮蔽層の角部から研削していって、上記拡散抵抗層が上記のようにテーパ形状に研削する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４９４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、かかる従来のガスセンサ素子の製造方法においては、以下のような問題点がある。すなわち、これから研削しようとするロットに含まれるガスセンサ素子の研削前の出力電流にそもそもばらつきが生じることがある。かかる場合には、同じ量だけ研削しても、ガスセンサ素子によっては、研削後における出力電流が目標とする出力電流とは大きくずれてしまうことがある。
そのため、所望の出力電流を有し、かつ、製品ばらつきの少ないガスセンサ素子の製造方法が求められていた。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡易な方法にて、所望の出力電流を有し、かつ、製品ばらつきの少ないガスセンサ素子を作製することのできるガスセンサ素子の製造方法、及びこれにより製造したガスセンサ素子、並びにこれを内蔵したガスセンサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第一の発明は、酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面及び他方の面に設けた測定電極及び基準電極と、上記固体電解質体における上記測定電極が配設された面に積層されるとともに上記被測定ガスを導入する被測定ガス室を内側に形成する拡散抵抗層と、該拡散抵抗層における上記固体電解質体が配設された面と反対側の面を覆う緻密な遮蔽層とを積層してなるガスセンサ素子を製造する方法であって、
上記ガスセンサ素子における軸方向に直交する断面である直交断面における上記拡散抵抗層の外側面を構成する二本の輪郭線が上記基準電極から上記測定電極へと向かう方向に進むにつれて互いに近づくように上記拡散抵抗層を研削するに当たって、
上記拡散抵抗層を研削する前の状態における該拡散抵抗層の外側面と上記被測定ガス室との間の最短距離である基準拡散距離をＬ１としたときの出力電流である基準出力電流Ａ１及び上記基準拡散距離Ｌ１を測定する基準測定工程と、
上記拡散抵抗層を研削した後、上記基準拡散距離Ｌ１からその研削量を引いた値であって上記輪郭線の中点と上記被測定ガス室との間の最短距離である研削後拡散距離をＬ２としたときの出力電流である研削後出力電流Ａ２及び上記研削後拡散距離Ｌ２を測定するという工程を複数回繰り返す研削後測定工程と、
上記研削後出力電流Ａ２と上記基準出力電流Ａ１との差に対する上記基準出力電流Ａ１の比の平方根である研削後ＩＬ変化率ｙと、上記基準拡散距離Ｌ１と上記研削後拡散距離Ｌ２との差に対する上記研削後拡散距離Ｌ２の比である拡散距離変化率ｘとを用いて、上記研削後ＩＬ変化率ｙと上記拡散距離変化率ｘとの関係を近似する下記の式１に表される一次関数における傾きａと切片ｂとを算出する定数算出工程と、
上記基準拡散距離Ｌ１、及び目標とする出力電流である目標出力電流と上記基準出力電流Ａ１との差に対する上記基準出力電流Ａ１の比の平方根である目標ＩＬ変化率ｚ、並びに上記定数算出工程において算出した上記傾きａ及び上記切片ｂを下記の式２に代入し、所望の出力電流を得るための上記拡散抵抗層の研削量である目標研削量Ｍを算出する研削量算出工程と、
上記拡散抵抗層を上記目標研削量Ｍだけ研削する研削工程とを有することを特徴とするガスセンサ素子の製造方法にある（請求項１）。
ｙ＝ａｘ＋ｂ・・・（式１）
Ｍ＝Ｌ１×（１−ａ／（ｚ−ｂ＋ａ））・・・（式２）
【０００８】
本発明の作用効果について説明する。
本発明においては、上記基準拡散距離Ｌ１、及び上記目標ＩＬ変化率ｚ、並びに上記傾きａ及び上記切片ｂを用いて所定の出力電流を得るための拡散抵抗層の研削量である目標研削量Ｍを算出する。そして、それによって得られた目標研削量Ｍを用いて上記拡散抵抗層を研削する。このため、本発明によれば、簡易な方法にて、所望の出力電流を有し、かつ、製品ばらつきの少ないガスセンサ素子を提供することができる。
【０００９】
すなわち、従来においては、基準拡散距離Ｌ１における基準出力電流Ａ１にばらつきがある場合には、拡散抵抗層を同じ量だけ研削しても、ガスセンサ素子によっては、目標とする出力電流とは大きくずれてしまうことがあった。
【００１０】
これに対して、本願発明者は、研削後出力電流Ａ２と基準出力電流Ａ１との差に対する基準出力電流Ａ１の比である出力電流変化率は、拡散距離変化率ｘを変数とする二次曲線によって近似できることを見いだした。さらに、本願発明者は、鋭意研究の結果、この出力電流変化率の平方根、すなわち、研削後ＩＬ変化率を算出することによって上記二次曲線を一次関数に変換してその傾きや切片を算出することにより、これから研削しようとするガスセンサ素子の拡散抵抗層における目標研削量Ｍを容易に推定できることを見いだした。
【００１１】
そして、これをガスセンサ素子の製造方法に適用すれば、これから研削しようとするガスセンサ素子が属するロットにおいて研削前の基準出力電流Ａ１に多少のばらつきがあっても、研削後においては目標出力電流に近づけることができる。すなわち、目標研削量Ｍをあらかじめ推定してその量だけ拡散抵抗層を研削することにより、所望の出力電流を有し、かつ、製品ばらつきの少ないガスセンサ素子を容易に作製することができる。
【００１２】
また、このように研削後ＩＬ変化率ｙと拡散距離変化率ｘとの関係を一次関数にて近似することにより、本発明のガスセンサ素子の製造方法をオートメーション化するに当たって、簡易なプログラムにてその目標研削量Ｍを容易に算出することができる。したがって、本発明によれば、ロットが変わってもオートメーション化に係るプログラムの変更などに容易に対応することができる。
その結果、簡易な方法にて、上記のとおり優れた出力精度を有するガスセンサ素子を得ることができる。
【００１３】
以上のとおり、本発明によれば、簡易な方法にて、所望の出力電流を有し、製品ばらつきの少ないガスセンサ素子を容易に作製することのできるガスセンサ素子を提供することができる。
【００１４】
第二の発明は、請求項１〜４に記載のガスセンサ素子の製造方法により製造されることを特徴とするガスセンサ素子にある（請求項５）。
本発明の場合には、第一の発明にて記載したように、所望の出力電流を有し、製品ばらつきの少ないガスセンサ素子を提供することができる。
【００１５】
第三の発明は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するとともに、請求項５に記載のガスセンサ素子を内蔵することを特徴とするガスセンサにある（請求項６）。
本発明の場合には、第二の発明にて記載したように、所望の出力電流を有し、製品ばらつきの少ないガスセンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本明細書において、上記ガスセンサ素子としては、自動車エンジン等の各種車両用内燃機関の排気管に設置して、排気ガスフィードバックシステムに使用する空燃比センサに内蔵する空燃比センサ素子、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサ素子、また排気管に設置する三元触媒の劣化検知等に利用するＮＯｘ等の大気汚染物質濃度を調べるＮＯｘセンサ素子等がある。
【００１７】
また、これから研削しようとするガスセンサ素子である被加工物に先行して少なくとも上記基準測定工程と上記研削後測定工程と上記定数算出工程と上記研削量算出工程とを行ったガスセンサ素子によって得られた目標研削量Ｍを用いて、上記被加工物に対して上記研削工程を行うことが好ましい（請求項２）。
この場合には、あらかじめ算出したデータに基づく目標研削量Ｍだけ上記被加工物を研削することができる。そのため、出力電流のばらつきが少ないガスセンサ素子を容易に得ることができる。
【００１８】
また、これから研削しようとするガスセンサ素子である被加工物に対して上記基準測定工程と上記研削後測定工程と上記定数算出工程と上記研削量算出工程と上記研削工程とを行うこともできる（請求項３）。
この場合には、上記被加工物自身のデータに基づく目標研削量Ｍだけ上記被加工物を研削することができるようになる。そのため、ガスセンサ素子の出力電流のずれを確実に防止することができる。その結果、出力電流のばらつきがほとんどないガスセンサ素子を容易に作製することができる。
【００１９】
また、上記基準拡散距離Ｌ１から上記目標研削量Ｍを引いた値である目標研削距離Ｌ３が、上記基準拡散距離Ｌ１の値の２０〜５０％となるガスセンサ素子を製造する場合に適用することが好ましい（請求項４）。
この場合には、本発明の作用効果を顕著に発揮することができる。
すなわち、少しの研削量で出力電流が大きく変化してしまうようなガスセンサ素子にあっては、その目標研削量Ｍを十分精緻に算出する必要がある。そこで、上記のように研削量の大きいガスセンサ素子に本発明を適用することにより、本発明の作用効果を顕著に発揮することができる。
【実施例】
【００２０】
本発明のガスセンサ素子、これを内蔵したガスセンサ、及びガスセンサ素子の製造方法に係る実施例について、図１〜図５とともに説明する。
本例のガスセンサ素子２は、図１に示すように、酸素イオン伝導性の固体電解質体２１と、該固体電解質体２１の一方の面及び他方の面に設けた測定電極２２及び基準電極２３とを有する。
【００２１】
また、ガスセンサ素子２は、固体電解質体２１における測定電極２２が配設された面に積層されるとともに被測定ガスを導入する被測定ガス室２４０を内側に形成する拡散抵抗層２４と、拡散抵抗層２４における固体電解質体２１が配設された面と反対側の面を覆う緻密な遮蔽層２５と有する。
そして、図１に示すようにこれらが積層されることによりガスセンサ素子２が形成されている。
以下、詳細に説明する。
【００２２】
まず、上記ガスセンサ素子２を内蔵してなる本例のガスセンサ１について、図２とともに説明する。
ガスセンサ１は、ガスセンサ素子２のほか、図２に示すように、以下のハウジング１１と、素子カバー１２と、大気側カバー１３と、素子側絶縁碍子１４と、大気側絶縁碍子１５と、ブッシュ１６と、リード線１７とを有する。
【００２３】
ハウジング１１は、例えば金属からなり、後述する素子側絶縁碍子１４を自身の内側に挿通保持する。
素子カバー１２は、ハウジング１１の先端側に固定され、ガスセンサ素子２の先端側を保護する。本例においては、素子カバー１２は二重構造であり、外側カバー１２１及び内側カバー１２２はともに、被測定ガスを導入するガス導入穴１２３をそれぞれの底面及び側面に有している。
【００２４】
大気側カバー１３は、ハウジング１１の基端側に固定されている。そして、大気側カバー１３自身の基端部には、大気を導入するための大気導入孔１３０が形成されている。
素子側絶縁碍子１４は、筒状に形成されるとともに、ガスセンサ素子２を自身の内側に挿通保持する。
【００２５】
大気側絶縁碍子１５は、大気側カバー１３の内側にあって、ガスセンサ素子２の基端側を後述するリード線１７と電気的に接続された金属端子１８にて挟み込んだ状態で保持している。
ブッシュ１６は、大気側カバー１３の基端部に配設され、外部の電源とガスセンサ素子２とを電気的に接続するためのリード線１７を保持している。
【００２６】
次に、本例のガスセンサ素子２について、図１とともに説明する。
ガスセンサ素子２としては、自動車エンジン等の各種車両用内燃機関の排気管に設置して、排気ガスフィードバックシステムに使用する空燃比センサに内蔵する空燃比センサ素子、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサ素子、また排気管に設置する三元触媒の劣化検知等に利用するＮＯｘ等の大気汚染物質濃度を調べるＮＯｘセンサ素子等がある。
【００２７】
また、ガスセンサ素子２は、前述したとおり、固体電解質体２１と、測定電極２２と、基準電極２３と、被測定ガス室２４０と、拡散抵抗層２４と、遮蔽層２５とを有するほか、以下の構成要素を有する。
【００２８】
すなわち、ガスセンサ素子２は、固体電解質体２１における測定電極２２が配された面に積層される基準ガス室形成層２６と、基準ガス室形成層２６と固体電解質体２１とに囲まれて形成される基準ガス室２６０と、ガスセンサ素子２を加熱するためのヒータ２７とを有する。
そして、ヒータ２７は、通電により発熱する発熱部２７２と、これを保持するセラミック製のヒータ基板２７１とを有する。
【００２９】
なお、本例のガスセンサ素子２は、図１に示すように、このガスセンサ素子２の軸方向に直交する断面である直交断面において、例えば、高さｈが１．３９〜１．４１ｍｍ、幅ｗが３．０８〜３．４８ｍｍの小型なものである。
【００３０】
次に、本例のガスセンサ素子２の製造方法について、図３、図４とともに詳細に説明する。
本例の製造方法は、図４に示すように、上記直交断面における、拡散抵抗層２４の外側面２４１を構成する二本の輪郭線ｎが基準電極２３から測定電極２２へと向かう方向に進むにつれて互いに近づくように拡散抵抗層２４を研削していくものである。
【００３１】
そして、本例の製造方法においては、後述する基準測定工程（ステップＳ１）と、研削後測定工程（ステップＳ２）と、定数算出工程（ステップＳ３）と、研削量算出工程（ステップＳ４）と、研削工程（ステップＳ５）とを有する。
以下、それぞれの工程について具体的に説明する。
【００３２】
なお、以下では、これから研削しようとするガスセンサ素子２である被加工物が属するロット全体に対して基準測定工程（ステップＳ１）を行った後、当該ロットに含まれる任意のガスセンサ素子２に研削後測定工程（ステップＳ２）と、定数算出工程（ステップＳ３）と、研削量算出工程（ステップＳ４）と、研削工程（ステップＳ５）とを行って得られたデータを用いて、上記被加工物に対して研削工程（ステップＳ５）を行うものを紹介する。
また、本例のガスセンサ素子２は、後述する基準拡散距離Ｌ１から目標研削量Ｍを引いた値である目標拡散距離Ｌ３が、基準拡散距離Ｌ１の値の２０〜５０％となるものである。
【００３３】
（基準測定工程）
まず、基準測定工程（ステップＳ１）においては、拡散抵抗層２４を研削する前の状態における拡散抵抗層２４の外側面２４１と被測定ガス室２４０との最短距離である基準拡散距離をＬ１としたときの出力電流である基準出力電流Ａ１及び基準拡散距離Ｌ１を測定する。
本例において、基準拡散距離Ｌ１は、例えば、９８０〜１１４０μｍである。
【００３４】
この基準拡散距離Ｌ１は、本例では、すべてのロットにおけるすべてのガスセンサ素子２について一定とした。したがって、本例の基準測定工程（ステップ１）では、これから研削しようとするロットに含まれるすべてのガスセンサ素子２の基準出力電流Ａ１のみを測定すればよい。
【００３５】
また、基準測定工程（ステップＳ１）の段階で、後述する研削後測定工程（ステップＳ２）において使用するサンプルを４つ選別しておく。
上記４つのサンプルとしては、上記基準測定工程（ステップＳ１）において測定した、そのロットに含まれるガスセンサ素子２の基準出力電流Ａ１の上限値、下限値、平均値などとなるガスセンサ素子２を選別することが好ましい。
【００３６】
なお、上記基準拡散距離Ｌ１は、上記被加工物が属するロットに含まれる任意のガスセンサ素子２のデータを、ロットが変わるたびに毎回測定することもできる。この場合には、仮にロットによって基準拡散距離Ｌ１が変わっていても、それによって影響を受けることがない。そして、そのガスセンサ素子２が属するロットのトレンドをより良く反映させることができる。
【００３７】
（研削後測定工程）
次いで、研削後測定工程（ステップＳ２）においては、上記被加工物が属するロットから選んだ４つのサンプルの拡散抵抗層２４を研削した後、上記直交断面における輪郭線ｎの中点Ｍと被測定ガス室２４０との最短距離である研削後拡散距離をＬ２としたときの出力電流である研削後出力電流Ａ２及び研削後拡散距離Ｌ２を測定するという工程を複数回繰り返す。
【００３８】
すなわち、後述する研削後ＩＬ変化率ｙをより正確に算出するために、研削後出力電流Ａ２及び研削後拡散距離Ｌ２の測定を２回以上、つまり、２つ以上のガスセンサ素子２を用いてそれぞれＡ２及びＬ２を測定する必要がある。本例では、研削後ＩＬ変化率ｙは、前述したとおり上記被加工物が属するロットに含まれる４つのサンプルであるガスセンサ素子２からそれぞれ１点ずつ、計４点算出した。
【００３９】
具体的には、後述する一次関数における傾きａ及び切片ｂとして、上記被加工物が属するロットよりも以前に研削したロットにおけるデータを用いて、後述する研削量算出工程（ステップＳ４）に従って目標研削量Ｍを算出する。
次いで、その目標研削量Ｍだけ上記４つのサンプルの拡散抵抗層２４を研削する。
そして、上記４つのサンプルを研削した後に、その研削後出力電流Ａ２及び研削後拡散距離Ｌ２を測定する。
【００４０】
また、かかる研削後測定工程（ステップＳ２）においては、上記とは異なり、これから研削しようとする上記被加工物の拡散抵抗層２４を研削することにより算出した研削後拡散距離Ｌ２及び上記研削後出力電流Ａ２を用いて傾きａと切片ｂとを算出することもできる。この場合には、自身の基準拡散距離Ｌ１としては、定数としてあらかじめ他のガスセンサ素子２で測定した値を用いればよい。
【００４１】
（定数算出工程）
次いで、定数算出工程（ステップＳ３）においては、研削後出力電流Ａ２と基準出力電流Ａ１との差に対する基準出力電流Ａ１の比の平方根である研削後ＩＬ変化率ｙと、基準拡散距離Ｌ１と研削後拡散距離Ｌ２との差に対する研削後拡散距離Ｌ２の比である拡散距離変化率ｘとを用いて、研削後ＩＬ変化率ｙと研削後拡散距離変化率ｘとの関係を近似する下記の式１に表される一次関数における傾きａと切片ｂとを算出する。
ｙ＝ａｘ＋ｂ・・・（式１）
【００４２】
具体的には、上記のとおり、これから研削しようとするロットよりも以前に研削したロットの研削後拡散距離Ｌ２及び研削後出力電流Ａ２を用いて算出した目標研削量Ｍだけ上記４つのサンプルにおける拡散抵抗層２４を研削する。そして、研削した上記４つのサンプルによって得られたデータからさらに得られた研削後拡散距離Ｌ２及び研削後出力電流Ａ２を用いて、再度、上記傾きａ及び切片ｂを求める手順を行う。このときの傾きａ及び切片ｂが、これから研削しようとするロットを研削する際の定数となる。
【００４３】
（研削量算出工程）
次いで、研削量算出工程（ステップＳ４）においては、基準拡散距離Ｌ１、及び目標とする出力電流である目標出力電流と基準出力電流Ａ１との差に対する基準出力電流Ａ１の比の平方根である目標ＩＬ変化率ｚ、並びに定数算出工程（ステップＳ３）においてこれから研削しようとするロットの４つのサンプルから得られた値によって算出し直した傾きａ、切片ｂ、を下記の式２に代入し、これから研削しようとするロットの所望の出力電流を得るための拡散抵抗層２４の研削量である目標研削量Ｍを算出し直す。
Ｍ＝Ｌ１×（１−ａ／（ｚ−ｂ＋ａ））・・・（式２）
本例においては、目標研削量Ｍは、例えば、２００〜６００μｍとなる。
【００４４】
（研削工程）
次いで、研削工程においては、上記被加工物における拡散抵抗層２４を、上記のとおり算出し直した目標研削量Ｍだけ研削する。
なお、実際には、本例のガスセンサ素子２には遮蔽層２５が設けられているため、その遮蔽層２５の研削量（図４（ｃ）における符号Ｌｓ参照）についても拡散抵抗層２４を研削するに当たっては考慮する必要がある。
【００４５】
以上の手順により、基準拡散距離Ｌ１から目標研削量Ｍだけ研削された拡散抵抗層２４を有するガスセンサ素子２を得ることができる。
【００４６】
なお、本例においては、拡散抵抗層２４の主面と研削された後の外側面２４１との角度である研削角度（図４（ｃ）における符号θ参照）は４５°としたが、かかる研削角度θは、これに限定されるものではない。すなわち、研削角度θは例えば４０〜６０°とすることができる。そして、本例のガスセンサ素子２の製造方法においては、上記のような研削角度θとすることで、ガスセンサ素子２におけるダクト部の断面積の減少を最小限に抑制して素子折れに対するガスセンサ素子２の強度を確保することができる。また、拡散抵抗層２４を覆っている遮蔽層２５の面積の減少も最小限にすることができるという利点を得ることができる。
【００４７】
また、拡散抵抗層２４の厚みや気孔率が種々変わっても、本発明を十分に適用することができる。そして、この場合でも、本発明の作用効果を十分に発揮することができる。
【００４８】
以下に、本例の作用効果について説明する。
本例においては、基準拡散距離Ｌ１、及び目標ＩＬ変化率ｚ、並びに傾きａ及び切片ｂを用いて所定の出力電流を得るための拡散抵抗層２４の研削量である目標研削量Ｍを算出する。そして、それによって得られた目標研削量Ｍを用いて拡散抵抗層を２４研削する。このため、本例によれば、簡易な方法にて、所望の出力電流を有し、かつ、製品ばらつきの少ないガスセンサ素子２を提供することができる。
【００４９】
すなわち、従来においては、基準拡散距離Ｌ１における基準出力電流Ａ１にばらつきがある場合には、拡散抵抗層２４を同じ量だけ研削しても、ガスセンサ素子によっては、目標とする出力電流とは大きくずれてしまうことがあった。
【００５０】
これに対して、本願発明者は、研削後出力電流Ａ２と基準出力電流Ａ１との差に対する基準出力電流Ａ１の比である出力電流変化率は、拡散距離変化率ｘを変数とする二次曲線によって近似できることを見いだした。さらに、本願発明者は、鋭意研究の結果、この出力電流変化率の平方根、すなわち、研削後ＩＬ変化率を算出することによって上記二次曲線を一次関数に変換してその傾きａや切片ｂを算出することにより、これから研削しようとするガスセンサ素子２の拡散抵抗層２４における目標研削量Ｍを容易に推定できることを見いだした（図５参照）。
【００５１】
そして、これをガスセンサ素子２の製造方法に適用すれば、これから研削しようとするガスセンサ素子２が属するロットにおいて研削前の基準出力電流Ａ１に多少のばらつきがあっても、研削後においては目標出力電流に近づけることができる。すなわち、目標研削量Ｍをあらかじめ推定してその量だけ拡散抵抗層２４を研削することにより、所望の出力電流を有し、製品ばらつきの少ないガスセンサ素子２を容易に作製することができる。
【００５２】
また、このように研削後ＩＬ変化率ｙと拡散距離変化率ｘとの関係を一次関数にて近似することにより、本例のガスセンサ素子２の製造方法をオートメーション化するに当たって、簡易なプログラムにてその目標研削量Ｍを容易に算出することができる。したがって、本発明によれば、ロットが変わってもオートメーション化に係るプログラムの変更などに容易に対応することができる。
その結果、簡易な方法にて、上記のとおり優れた出力精度を有するガスセンサ素子２を得ることができる。
【００５３】
また、本例においては、これから研削しようとするガスセンサ素子である被加工物に先行して基準測定工程（ステップＳ１）と研削後測定工程（ステップＳ２）と定数算出工程（ステップＳ３）と研削量算出工程（ステップＳ４）とを行ったガスセンサ素子２によって得られた目標研削量Ｍを用いて、上記被加工物に対して上記研削工程を行われる。そのため、あらかじめ算出したデータに基づく目標研削量Ｍだけ上記被加工物を研削することができる。そのため、出力電流のばらつきが少ないガスセンサ素子２を容易に得ることができる。
【００５４】
また、本例の製造方法は、基準拡散距離Ｌ１から目標研削量Ｍを引いた値である目標拡散距離Ｌ３の値が基準拡散距離Ｌ１の値の２０〜５０％となるガスセンサ素子２を製造する場合に適用されているため、本発明の作用効果を顕著に発揮することができる。
すなわち、上記のように少しの研削量で出力電流が大きく変化してしまうようなガスセンサ素子２にあっては、その目標研削量Ｍを十分精緻に算出する必要がある。そこで、このようがガスセンサ素子２に本発明を適用することにより、本発明の作用効果を顕著に発揮することができる。
【００５５】
また、本例のガスセンサ１は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するとともに、上記ガスセンサ素子２を内蔵するため、所望の出力電流を得ることのできる、製品ばらつきが少ないガスセンサ１とすることができる。
【００５６】
以上のとおり、本例によれば、簡易な方法にて、所望の出力電流を有し、かつ、製品ばらつきの少ないガスセンサ素子を作製することのできるガスセンサ素子、及びこれを内蔵したガスセンサ、並びにガスセンサ素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施例１における、直交断面のガスセンサ素子の断面図。
【図２】実施例１における、ガスセンサの縦断面図。
【図３】実施例１における、ガスセンサ素子の製造方法についてのフローチャート。
【図４】実施例１における、（ａ）拡散抵抗層を研削する前の状態を示す説明図、（ｂ）拡散抵抗層を研削している状態を示す説明図、（ｃ）拡散抵抗層を研削した後の状態を示す説明図。
【図５】実施例１における、（ａ）研削後出力電流と基準出力電流との差に対する基準出力電流の比と、研削量との関係を示すプロット図、（ｂ）研削後出力電流と基準出力電流との差に対する基準出力電流の比の平方根である研削後ＩＬ変化率との関係を示すプロット図。
【符号の説明】
【００５８】
１  ガスセンサ
２  ガスセンサ素子
２１  固体電解質体
２２  測定電極
２３  基準電極
２４  拡散抵抗層
２４０  被測定ガス室
２４１  外側面
２５  遮蔽層
Ａ１  基準出力電流
Ａ２  研削後出力電流
ａ  傾き
ｂ  切片
Ｌ１  基準拡散距離
Ｌ２  研削後拡散距離
Ｍ  目標研削量
ｘ  拡散距離変化率
ｙ  研削後ＩＬ変化率
ｚ  目標ＩＬ変化率
【図１】
2010112717.tif 000003
【図２】
2010112717.tif 000004
【図３】
2010112717.tif 000005
【図４】
2010112717.tif 000006
【図５】
2010112717.tif 000007