(57)【要約】  ガスセンサ素子は、素子本体と外部電極と鍔リード部とを備える。素子本体は、固体電解質体を主体として、軸線方向に延びて先端が閉じた有底筒状に形成されるとともに、径方向外側に突出する鍔部を有するように形成される。外部電極は、貴金属を含み、鍔部よりも先端側から鍔部へ向かって延びるようにして素子本体の外表面に形成される。鍔リード部は、外部電極と重なり、少なくとも鍔部において先端側に面する先端向き面上に、素子本体の周方向に沿って形成され、先端向き面上における素子本体の周方向に沿った長さが、外部電極と鍔リード部とが重なる重なり部における外部電極の周方向に沿った長さより長くなるように形成される。鍔リード部は、導電性酸化物を主成分とする。
2019150767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質体を主体として、軸線方向に延びて先端が閉じた有底筒状に形成されるとともに、径方向外側に突出する鍔部を有するように形成された素子本体と、
貴金属を含み、前記鍔部よりも先端側から前記鍔部へ向かって延びるようにして前記素子本体の外表面に形成される外部電極と、
前記外部電極と重なり、少なくとも前記鍔部において先端側に面する先端向き面上に、前記素子本体の周方向に沿って形成される鍔リード部であって、前記先端向き面上における前記素子本体の前記周方向に沿った長さが、前記外部電極と前記鍔リード部とが重なる重なり部における前記外部電極の前記周方向に沿った長さより長くなるように形成される鍔リード部と
を備えるガスセンサ素子であって、
前記鍔リード部は、導電性酸化物を主成分とするガスセンサ素子。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサ素子であって、
前記鍔リード部および前記外部電極は、前記鍔部における前記先端向き面よりも後端側の外周面である後端側外周面まで延びるように形成され、
前記鍔リード部および前記外部電極は互いに、前記後端側外周面で接触するガスセンサ素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガスセンサ素子と、前記鍔リード部と電気的に接続された状態で前記ガスセンサ素子を保持する保持部材とを備えるガスセンサ。
【請求項４】
請求項３に記載のガスセンサであって、
前記鍔リード部と前記保持部材とは、直接接触するか、前記鍔リード部と前記保持部材との間に導電部材を介することにより、互いに電気的に接続されており、
前記鍔リード部と前記保持部材とが直接接触する場合には、前記鍔リード部または前記外部電極と前記保持部材とが接触する第１接触面と、前記先端向き面との間に、前記鍔リード部の一部分および前記外部電極の一部分が配置され、
前記鍔リード部と前記保持部材との間に前記導電部材を介している場合には、前記鍔リード部または前記外部電極と前記導電部材とが接触する第２接触面と、前記先端向き面との間に、前記鍔リード部の一部分および前記外部電極の一部分が配置されるガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本国際出願は、２０１８年１月３１日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１８−１５５７３号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８−１５５７３号の全内容を参照により本国際出願に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、有底筒状に形成された素子本体を備えるガスセンサ素子およびガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１のように、固体電解質体を主体として、軸線方向に延びて先端が閉じた有底筒状に形成されるとともに、径方向外側に突出する鍔部を有するように形成された素子本体を備えるガスセンサ素子が知られている。【０００４】
このようなガスセンサ素子では、ガスセンサ素子を保持する主体金具と電気的に接続するために、鍔部に鍔リード部が形成されている。この鍔リード部は、白金等の貴金属で形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−２０９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鍔リード部は、主体金具との電気的接続を確保するために、広範囲に形成する必要がある。このため、鍔リード部に高価な貴金属を用いると、ガスセンサ素子の製造コストが大幅に上昇してしまうという問題があった。【０００７】
本開示は、ガスセンサ素子の製造コストを低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様は、素子本体と、外部電極と、鍔リード部とを備えるガスセンサ素子である。素子本体は、固体電解質体を主体として、軸線方向に延びて先端が閉じた有底筒状に形成されるとともに、径方向外側に突出する鍔部を有するように形成される。外部電極は、貴金属を含み、鍔部よりも先端側から鍔部へ向かって延びるようにして素子本体の外表面に形成される。鍔リード部は、外部電極と重なり、少なくとも鍔部において先端側に面する先端向き面上に、素子本体の周方向に沿って形成され、先端向き面上における素子本体の周方向に沿った長さが、外部電極と鍔リード部とが重なる重なり部における外部電極の周方向に沿った長さより長くなるように形成される。そして、本開示のガスセンサ素子では、鍔リード部は、導電性酸化物を主成分とする。なお、「主成分」とは、対象となる部位を構成する全成分に対し、５０質量％を超える成分をいう。【０００９】
このように構成された本開示のガスセンサ素子は、貴金属より安価な導電性酸化物を鍔リード部の主成分とすることにより、鍔リード部における貴金属の使用量を削減し、ガスセンサ素子の製造コストを低減することができる。【００１０】
また、本開示の一態様では、鍔リード部および外部電極は、鍔部における先端向き面よりも後端側の外周面である後端側外周面まで延びるように形成され、鍔リード部および外部電極は互いに、後端側外周面で接触するようにしてもよい。【００１１】
このように構成された本開示のガスセンサ素子では、ガスセンサ素子と、ガスセンサ素子を保持する保持部材とを組み付ける製造工程時において先端向き面に荷重が掛かることに起因して、先端向き面に形成されている鍔リード部が鍔部から剥がれた場合であっても、後端側外周面で鍔リード部および外部電極が互いに接触している。これにより、本開示のガスセンサ素子は、上記の製造工程時において、鍔リード部と外部電極との導通の信頼性を向上させることができる。【００１２】
本開示の別の態様は、本開示の一態様のガスセンサ素子と、このガスセンサ素子を保持する保持部材とを備えるガスセンサである。【００１３】
このように構成された本開示のガスセンサは、本開示の一態様のガスセンサ素子を備えたガスセンサであり、本開示のガスセンサ素子と同様の効果を得ることができる。すなわち、本開示のガスセンサは、ガスセンサ素子の製造コストの低減により、ガスセンサの製造コストを低減することができる。【００１４】
また、本開示の別の態様では、鍔リード部と保持部材とは、直接接触するか、鍔リード部と保持部材との間に導電部材を介することにより、互いに電気的に接続されているようにしてもよい。そして、本開示のガスセンサは、鍔リード部と保持部材とが直接接触する場合には、鍔リード部または外部電極と保持部材とが接触する第１接触面と、先端向き面との間に、鍔リード部の一部分および外部電極の一部分が配置されるようにしてもよい。また、本開示のガスセンサは、鍔リード部と保持部材との間に導電部材を介している場合には、鍔リード部または外部電極と導電部材とが接触する第２接触面と、先端向き面との間に、鍔リード部の一部分および外部電極の一部分が配置されるようにしてもよい。【００１５】
このように構成された本開示のガスセンサは、上記の製造工程時において第１，２接触面の先端側端部よりも先端側で鍔リード部が剥がれた場合であっても、第１，２接触面の先端側端部よりも後端側において鍔リード部の一部分と外部電極の一部分とが接触した状態を維持することができる。なお、上記の製造工程時において、第１，２接触面の先端側端部より先端側は、第１，２接触面の先端側端部より後端側と比較して、鍔リード部の剥離が発生し易い。これにより、本開示のガスセンサは、上記の製造工程時において、鍔リード部と外部電極との導通の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ガスセンサを軸線方向に切断した状態を示す図である。
【図２】ガスセンサ素子の正面図である。
【図３】ガスセンサ素子の断面図である。
【図４】素子鍔部の周辺における環状リード部、縦リード部およびパッキンの断面図である。
【図５】環状リード部におけるクラック発生箇所を示す図である。
【図６】素子鍔部の周辺における環状リード部、縦リード部およびプロテクタの断面図である。
【図７】別の実施形態の素子鍔部の断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
３…ガスセンサ素子、２１…素子本体、２３…素子鍔部、２３ｂ…先端向き面、２７…外側電極、２８…環状リード部、２９…縦リード部
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
【００１９】
本実施形態のガスセンサ１は、例えば自動車およびオートバイ等の車両の排気管に取り付けられ、排気管内の排気ガスに含まれる酸素濃度を検出する。
【００２０】
ガスセンサ１は、図１に示すように、ガスセンサ素子３、セパレータ５、閉塞部材７、端子金具９およびリード線１１を備える。さらにガスセンサ１は、主体金具１３と、プロテクタ１５と、外筒１６とを備えている。主体金具１３、プロテクタ１５および外筒１６は、ガスセンサ素子３、セパレータ５および閉塞部材７の周囲を覆うように配置される。なお、外筒１６は、内側外筒１７および外側外筒１９を備えている。
【００２１】
ガスセンサ１は、ガスセンサ素子３を加熱するためのヒータを備えていない。すなわち、ガスセンサ１は、排気ガスの熱を利用してガスセンサ素子３を活性化して酸素濃度を検出する。
【００２２】
ガスセンサ素子３は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体を用いて形成されている。ガスセンサ素子３は、図２に示すように、先端部２５が閉塞された有底筒形状であり、軸線Ｏの方向（以下、軸線方向）に延びる円筒状の素子本体２１を有している。この素子本体２１の外周には、周方向に沿って径方向外向きに突出した素子鍔部２３が形成されている。
【００２３】
なお、素子本体２１を構成する固体電解質体は、ジルコニア（ＺｒＯ２）に安定化剤としてイットリア（Ｙ２Ｏ３）またはカルシア（ＣａＯ）を添加してなる部分安定化ジルコニア焼結体を用いて構成されている。素子本体２１を構成する固体電解質体は、これらに限られることはなく、「アルカリ土類金属の酸化物とＺｒＯ２との固溶体」、「希土類金属の酸化物とＺｒＯ２との固溶体」などを用いてもよい。さらには、これらにＨｆＯ２が含有された固体電解質体を、素子本体２１を構成する固体電解質体として用いてもよい。
【００２４】
ガスセンサ素子３の先端部２５には、素子本体２１の外周面に外側電極２７が形成されている。外側電極２７は、ＰｔあるいはＰｔ合金を多孔質に形成した電極である。
【００２５】
素子鍔部２３の表面は、頂面２３ａと、先端向き面２３ｂと、後端向き面２３ｃとにより形成されている。
【００２６】
頂面２３ａは、素子鍔部２３において径方向の最も外側に位置し、軸線方向に対して平行な面である。先端向き面２３ｂは、頂面２３ａの先端を起点として素子本体２１の先端に向かって頂面２３ａから遠ざかるにつれて軸線Ｏに近付くように傾斜した面である。後端向き面２３ｃは、頂面２３ａの後端を起点として素子本体２１の後端に向かって頂面２３ａから遠ざかるにつれて軸線Ｏに近付くように傾斜した面である。
【００２７】
そして、素子鍔部２３の頂面２３ａと先端向き面２３ｂには、環状の環状リード部２８が形成されている。
【００２８】
環状リード部２８は、以下の組成式（１）を満たすペロブスカイト型酸化物結晶構造を有する結晶相（すなわち、ペロブスカイト相）を含有する導電性酸化物を主成分として含んでいる。
【００２９】
ＬａａＭｂＮｉｃＯｘ    ・・・（１）
ここで、元素ＭはＣｏとＦｅとＣｕのうちの一種以上を表し、ａ＋ｂ＋ｃ＝１であり、１．２５≦ｘ≦１．７５である。係数ａ，ｂ，ｃはそれぞれ、以下の関係式（２ａ），（２ｂ），（２ｃ）を満たす。
【００３０】
０．４５９≦ａ≦０．５３５    ・・・（２ａ）
０．２００≦ｂ≦０．４７５    ・・・（２ｂ）
０．０２５≦ｃ≦０．３５０    ・・・（２ｃ）
素子本体２１の外周面のうち外側電極２７と環状リード部２８との間には、Ｐｔ等で形成された縦リード部２９が軸線方向に延びるように形成されている。縦リード部２９は、素子鍔部２３の頂面２３ａまで延びる。縦リード部２９は、外側電極２７と環状リード部２８とを電気的に接続している。図２において破線で示す矩形の重複領域ＲＯは、縦リード部２９と環状リード部２８とが重なる領域である。
【００３１】
また、図１に示すように、ガスセンサ素子３の内周面には、内側電極３０が形成されている。内側電極３０は、Ｐｔ、Ｐｔ合金あるいは酸化物導電体を多孔質に形成した電極である。ガスセンサ素子３の先端部２５において、外側電極２７が排気ガスに晒され、内側電極３０が基準ガスに晒されることで、ガスセンサ素子３は、排気ガス中の酸素濃度を検出している。本実施形態では、基準ガスは大気である。
【００３２】
セパレータ５は、電気絶縁性を有する材料（例えばアルミナ）で形成された円筒形状の部材である。セパレータ５は、その軸中心に、リード線１１が挿入される貫通孔３５が形成されている。セパレータ５は、その外周側を覆う内側外筒１７との間に空隙１８が設けられるように配置されている。
【００３３】
閉塞部材７は、電気絶縁性を有する材料（例えばフッ素ゴム）で形成された円筒形状のシール部材である。閉塞部材７は、その後端に径方向外向きに突出する突出部３６を備える。閉塞部材７は、その軸中心にリード線１１が挿入されるリード線挿入孔３７を備えている。閉塞部材７の先端面９５は、セパレータ５の後端面９７に密着し、閉塞部材７のうち突出部３６よりも先端側の側方外周面９８は、内側外筒１７の内面に密着している。すなわち、閉塞部材７は、外筒１６の後端側を閉塞している。
【００３４】
閉塞部材７の後端向き面９９と、外側外筒１９の縮径部１９ｇの先端向き面１９ａとの間で、リード線保護部材８９の鍔部８９ｂが挟まれた状態で、リード線保護部材８９が支持される。
【００３５】
このうち、縮径部１９ｇは、閉塞部材７よりも後端側にて、径方向内側に延びており、縮径部１９ｇの先端向き面１９ａは、ガスセンサ１の先端側に向く面として形成されている。縮径部１９ｇの中央領域には、リード線１１およびリード線保護部材８９を挿入するためのリード線挿入部１９ｃが形成されている。
【００３６】
リード線保護部材８９は、リード線１１を収容可能な内径寸法を有する筒状部材であり、可撓性、耐熱性および絶縁性を有する材料（例えば、ガラスチューブおよび樹脂チューブなど）で構成されている。リード線保護部材８９は、リード線１１を外部からの飛来物（例えば、石や水など）から保護するために取り付けられる。
【００３７】
リード線保護部材８９は、先端側端部８９ａにおいて、軸線方向の垂直方向における外向きに突出する板状の鍔部８９ｂを備える。鍔部８９ｂは、リード線保護部材８９の周方向の一部ではなく、全周にわたり形成されている。
【００３８】
リード線保護部材８９の鍔部８９ｂは、外側外筒１９の縮径部１９ｇの先端向き面１９ａと閉塞部材７の後端向き面９９との間に挟まれている。
【００３９】
端子金具９は、センサ出力を外部に取り出すために、導電性材料で形成される筒状部材である。端子金具９は、リード線１１に電気的に接続されるとともに、ガスセンサ素子３の内側電極３０に電気的に接触するように配置されている。端子金具９は、その後端側に径方向（すなわち、軸線方向に対して垂直の方向）の外向きに突出するフランジ部７７を備えている。フランジ部７７は、３枚の板状のフランジ片７５を備えている。
【００４０】
リード線１１は、芯線６５と、芯線６５の外周を覆う被覆部６７とを備えている。
【００４１】
主体金具１３は、金属材料（例えば鉄またはＳＵＳ４３０）で形成された円筒状の部材である。主体金具１３には、内周面において径方向内側に向かって張り出した段部３９が形成されている。段部３９は、ガスセンサ素子３の素子鍔部２３を支持するために形成されている。
【００４２】
主体金具１３のうち先端側の外周面には、ガスセンサ１を排気管に取付けるためのネジ部４１が形成されている。主体金具１３のうちネジ部４１の後端側には、ガスセンサ１を排気管に着脱する際に取付工具を係合させる六角部４３が形成されている。さらに、主体金具１３のうち六角部４３の後端側には、筒状部４５が設けられている。
【００４３】
プロテクタ１５は、金属材料（例えばＳＵＳ３１０Ｓ）で形成されており、ガスセンサ素子３の先端側を覆う保護部材であり、複数個形成されたガス流通孔を介して排気ガスをガスセンサ素子３に対して導入する。プロテクタ１５は、その後端縁が、導電性材料で形成されたパッキン８８を介して、ガスセンサ素子３の素子鍔部２３と主体金具１３の段部３９との間に挟まれるようにして固定されている。
【００４４】
ガスセンサ素子３のうち素子鍔部２３の後端側領域においては、主体金具１３とガスセンサ素子３との間に、先端側から後端側にかけて、滑石で形成されたセラミック粉末４７と、アルミナで形成されたセラミックスリーブ４９とが配置されている。
【００４５】
さらに、主体金具１３の筒状部４５の後端部５１の内側には、金属材料（例えばＳＵＳ４３０）で形成された金属リング５３と、金属材料（例えばＳＵＳ３０４Ｌ）で形成された内側外筒１７の先端部５５とが配置されている。内側外筒１７の先端部５５は、径方向外向きに広がる形状に形成されている。つまり、筒状部４５の後端部５１が加締められることで、内側外筒１７の先端部５５が、金属リング５３を介して筒状部４５の後端部５１とセラミックスリーブ４９との間に挟まれて、内側外筒１７が主体金具１３に固定される。
【００４６】
また、内側外筒１７の外周には、樹脂材料（例えばＰＴＦＥ）で形成された筒状のフィルタ５７が配置されるとともに、フィルタ５７の外周には、例えばＳＵＳ３０４Ｌで形成された外側外筒１９が配置されている。フィルタ５７は、通気は可能であるが水分の侵入は抑制できる。
【００４７】
そして、外側外筒１９の加締め部１９ｂが外周側から径方向内向きに加締められることにより、内側外筒１７とフィルタ５７と外側外筒１９とが一体に固定される。また、外側外筒１９の加締め部１９ｈが外周側から径方向内向きに加締められることにより、内側外筒１７と外側外筒１９とが一体に固定され、閉塞部材７の側方外周面９８が、内側外筒１７の内面に密着することとなる。
【００４８】
なお、内側外筒１７および外側外筒１９は、それぞれ通気孔５９および通気孔６１を備えている。すなわち、通気孔５９，６１とフィルタ５７を介して、ガスセンサ１の内部と外部との通気が可能である。
【００４９】
図３に示すように、外側電極２７と内側電極３０は、ガスセンサ素子３の先端部２５において、素子本体２１を挟み込むように配置されている。素子本体２１および一対の電極（すなわち、外側電極２７および内側電極３０）は、酸素濃淡電池を構成して、排気ガス中の酸素濃度に応じた起電力を発生させる。つまり、ガスセンサ素子３の先端部２５において、外側電極２７が排気ガスに晒され、内側電極３０が基準ガスに晒されることで、ガスセンサ素子３は、排気ガス中の酸素濃度を検出する。
【００５０】
外側電極２７は、上述の通り、縦リード部２９を介して環状リード部２８に電気的に接続されている。環状リード部２８は、導電性材料で形成されたパッキン８８およびプロテクタ１５を介して、主体金具１３に電気的に接続されている。なお、外側電極２７の形状および配置は単なる一例であり、これ以外の種々の形状および配置を採用可能である。
【００５１】
また、ガスセンサ素子３の素子本体２１の内周面には、内側電極３０が形成されている。内側電極３０は、内側検知電極部３０ａと、内側リード部３０ｂとを備える。
【００５２】
内側検知電極部３０ａは、素子本体２１の先端部２５の内表面を覆うように形成されている。内側リード部３０ｂは、内側検知電極部３０ａ上に接触し、端子金具９と電気的に接続される。内側検知電極部３０ａおよび内側リード部３０ｂは、全体として素子本体２１の内面の全面を覆うように形成されている。
【００５３】
つまり、ガスセンサ素子３の素子本体２１は、先端側領域Ｆ１に外側電極２７および内側検知電極部３０ａが形成され、後端側領域Ｆ２に内側リード部３０ｂが形成されている。素子本体２１の先端側領域Ｆ１は、素子本体２１の先端部２５に相当する。
【００５４】
図４に示すように、環状リード部２８とパッキン８８とが接触する接触面ＰＣ１と、先端向き面２３ｂとの間に環状リード部２８の一部分および縦リード部２９の一部分が配置される。「接触面ＰＣ１と先端向き面２３ｂとの間に環状リード部２８の一部分および縦リード部２９の一部分が配置される」とは、接触面ＰＣ１から先端向き面２３ｂに向かって延びるとともに接触面ＰＣ１に対して垂直な直線（すなわち、接触面ＰＣ１の法線）が環状リード部２８および縦リード部２９を通過することに相当する。
【００５５】
次に、ガスセンサ素子３の製造方法を説明する。
【００５６】
第１工程では、未焼結成形体を作製する。具体的には、まず、素子本体２１の材料である固体電解質体の粉末として、ジルコニア（ＺｒＯ２）に安定剤としてイットリア（Ｙ２Ｏ３）を５ｍｏｌ％添加した粉末（以下、５ＹＳＺともいう）に対して、さらにアルミナ粉末を添加した粉末を用意する。素子本体２１の材料粉末全体を１００質量％としたとき、５ＹＳＺの含有量は９９．６質量％であり、アルミナ粉末の含有量は０．４質量％である。この粉末をプレス加工した後に、筒形となるように切削加工を実施することで、未焼結成形体を得る。
【００５７】
次に、第２工程では、外側電極２７、縦リード部２９および内側電極３０のそれぞれの形成位置に対して、白金（Ｐｔ）およびジルコニアを含有するスラリーを塗布する。このとき、外側電極２７、縦リード部２９を形成するためのスラリーは、白金に対して１５質量％の単斜晶ジルコニアを添加したスラリーを用いる。内側電極３０を形成するためのスラリーは、白金に対して、「９９．６質量％の５ＹＳＺ／０．４質量％アルミナの混合粉末」（すなわち、素子本体２１と同じ組成）を１５質量％添加したスラリーを用いる。
【００５８】
次に、第３工程では、環状リード部２８のスラリーを作製する。環状リード部２８のスラリーの作製においては、まず、導電性酸化物の原料粉末を秤量した後、湿式混合して乾燥することにより、原料粉末混合物を調整し、７００〜１３００℃で１〜５時間仮焼して仮焼粉末を作製する。そして、この仮焼粉末を、湿式ボールミル等による粉砕を行い所定の粒度に調整する。このとき、ペロブスカイト相の原料粉末としては、例えば、Ｌａ（ＯＨ）３又はＬａ２Ｏ３、並びに、Ｃｏ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、及びＮｉＯを用いることができる。そして、所定の粒子サイズに調整された仮焼粉末を、湿式ボールミル等により混合し、ターピネオールやブチルカルビトール等の溶媒に、エチルセルロース等のバインダとともに溶解することにより、スラリーを作製する。
【００５９】
次に、第４工程では、環状リード部２８の形成位置に対して、環状リード部２８のスラリーを塗布する。
【００６０】
次の第５工程では、各スラリーが塗布された未焼結成形体について、乾燥を行った後、所定の焼成温度で焼成する。この焼成温度は、例えば、１２５０℃以上であり且つ１４５０℃以下であり、１３５０±５０℃が好ましい。
【００６１】
上記の各工程を実施することで、ガスセンサ素子３を製造することができる。
【００６２】
このように構成されたガスセンサ素子３は、素子本体２１と、外側電極２７および縦リード部２９と、環状リード部２８とを備える。
【００６３】
素子本体２１は、固体電解質体を主体として、軸線方向に延びて先端が閉じた有底筒状に形成されるとともに、径方向外側に突出する素子鍔部２３を有するように形成される。縦リード部２９は、貴金属を含み、素子鍔部２３よりも先端側から素子鍔部２３へ向かって延びるようにして素子本体２１の外表面に形成される。環状リード部２８は、縦リード部２９と重なり、少なくとも素子鍔部２３において先端側に面する先端向き面２３ｂ上に、素子本体２１の周方向に沿って形成される。また環状リード部２８は、先端向き面２３ｂ上における素子本体２１の周方向に沿った長さが、縦リード部２９と環状リード部２８とが重なる重複領域ＲＯにおける縦リード部２９の周方向に沿った長さより長くなるように形成される。そしてガスセンサ素子３では、環状リード部２８は、導電性酸化物を主成分とする。なお、「主成分」とは、対象となる部位（すなわち、環状リード部２８）を構成する全成分に対し、５０質量％を超える成分をいう。
【００６４】
このようにガスセンサ素子３は、貴金属より安価な導電性酸化物を環状リード部２８の主成分とすることにより、環状リード部２８における貴金属の使用量を削減し、ガスセンサ素子３の製造コストを低減することができる。
【００６５】
また、環状リード部２８および縦リード部２９は、素子鍔部２３における先端向き面２３ｂよりも後端側の頂面２３ａまで延びるように形成され、環状リード部２８および縦リード部２９は互いに、頂面２３ａで接触する。
【００６６】
これにより、ガスセンサ素子３では、ガスセンサ素子３と、ガスセンサ素子３を保持する主体金具１３およびプロテクタ１５とを組み付ける製造工程（以下、組付工程）時において先端向き面２３ｂに荷重が掛かることに起因して、先端向き面２３ｂに形成されている環状リード部２８が素子鍔部２３から剥がれた場合であっても、頂面２３ａで環状リード部２８および縦リード部２９が互いに接触している。このため、ガスセンサ素子３は、上記の組付工程時において、環状リード部２８と縦リード部２９との導通の信頼性を向上させることができる。なお、上記の組付工程時において、環状リード部２８が素子鍔部２３から剥がれるのは、環状リード部２８の主成分である導電性酸化物が、白金等の貴金属と異なり、延性を有していないためである。
【００６７】
またガスセンサ１は、ガスセンサ素子３と、このガスセンサ素子３を保持する主体金具１３およびプロテクタ１５とを備える。このようにガスセンサ１は、ガスセンサ素子３を備えているため、ガスセンサ素子３と同様の効果を得ることができる。すなわち、ガスセンサ１は、ガスセンサ素子３の製造コストの低減により、ガスセンサ１の製造コストを低減することができる。
【００６８】
またガスセンサ１では、環状リード部２８と主体金具１３およびプロテクタ１５とは、環状リード部２８と主体金具１３およびプロテクタ１５との間にパッキン８８を介することにより、互いに電気的に接続されている。そしてガスセンサ１は、環状リード部２８とパッキン８８とが接触する接触面ＰＣ１と、先端向き面２３ｂとの間に、環状リード部２８の一部分および縦リード部２９の一部分が配置される。
【００６９】
このように構成されたガスセンサ１は、上記の組付工程時において接触面ＰＣ１の先端側端部よりも先端側（すなわち径方向内側）で環状リード部２８が剥がれた場合であっても、接触面ＰＣ１の先端側端部よりも後端側（すなわち径方向外側）において環状リード部２８の一部分と縦リード部２９の一部分とが接触した状態を維持することができる。なお、上記の組付工程時において、接触面ＰＣ１の先端側端部より先端側は、接触面ＰＣ１の先端側端部より後端側と比較して、環状リード部２８の剥離が発生し易い。図５は、環状リード部２８を先端側から見た図であって、環状リード部２８において、パッキン８８が接触した領域ＲＣの径方向内側端部ＥＦより径方向内側にクラックＣＲが発生している状態を示している。これにより、ガスセンサ１は、上記の組付工程時において、環状リード部２８と縦リード部２９との導通の信頼性を向上させることができる。
【００７０】
以上説明した実施形態において、素子鍔部２３は鍔部に相当し、外側電極２７および縦リード部２９は外部電極に相当し、環状リード部２８は鍔リード部に相当し、頂面２３ａは後端側外周面に相当する。
【００７１】
また、主体金具１３およびプロテクタ１５は保持部材に相当し、パッキン８８は導電部材に相当し、接触面ＰＣ１は第２接触面に相当する。
【００７２】
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
【００７３】
例えば上記実施形態では、縦リード部２９の上に環状リード部２８が配置されている形態を示したが、環状リード部２８の上に縦リード部２９が配置されるようにしてもよい。但し、縦リード部２９は薄いため、環状リード部２８の上に縦リード部２９が配置されていると、縦リード部２９において断線が発生し易くなる。このため、縦リード部２９の上に環状リード部２８が配置されるのが望ましい。
【００７４】
また上記実施形態では、環状リード部２８が導電性酸化物を主成分として含んでいる形態を示したが、導電性酸化物以外の成分（例えば、希土類添加セリア）を含むようにしてもよい。
【００７５】
また上記実施形態では、素子鍔部２３に形成されるリード部（すなわち、鍔リード部）が環状である形態を示したが、縦リード部２９と環状リード部２８とが重なる領域において素子本体２１の周方向に沿った長さが縦リード部２９より長い有端環状または円弧状であってもよい。また、上記の組付工程時において、鍔リード部とパッキン８８との接触を確保するために、鍔リード部における軸線方向の長さを、パッキン８８における軸線方向の長さより長くすることが望ましい。
【００７６】
また上記実施形態では、環状リード部２８が先端向き面２３ｂ上の全体に形成されている形態を示したが、先端向き面２３ｂの一部の上に形成されるようにしてもよい。
【００７７】
また上記実施形態では、環状リード部２８とプロテクタ１５との間にパッキン８８を介することにより、互いに電気的に接続される形態を示したが、図６に示すように、パッキン８８を介することなく、環状リード部２８とプロテクタ１５とが直接接触するようにしてもよい。この場合には、環状リード部２８とプロテクタ１５とが接触する接触面ＰＣ２と、先端向き面２３ｂとの間に環状リード部２８の一部分および縦リード部２９の一部分が配置される。「接触面ＰＣ２と先端向き面２３ｂとの間に環状リード部２８の一部分および縦リード部２９の一部分が配置される」とは、接触面ＰＣ２から先端向き面２３ｂに向かって延びるとともに接触面ＰＣ２に対して垂直な直線（すなわち、接触面ＰＣ２の法線）が環状リード部２８および縦リード部２９を通過することに相当する。なお、接触面ＰＣ２は第１接触面に相当する。
【００７８】
また上記実施形態では、素子鍔部２３の表面が頂面２３ａと先端向き面２３ｂとの境界で屈曲している形態を示した。しかし、図７に示すように、素子鍔部２３において径方向の最も外側に位置する最外点ＰＯで湾曲しているようにしてもよい。この場合には、先端向き面２３ｂの後端側端部は最外点ＰＯである。なお、先端向き面２３ｂの先端側端部から後端側へ向かうにつれて、先端向き面２３ｂの法線ベクトルＶＮと軸線Ｏとの成す角度θは徐々に９０°に近付いていく。そして、この角度θが９０°未満から９０°に変化した箇所が先端向き面２３ｂの後端側端部となる。最外点ＰＯにおける法線ベクトルＶＮ１と軸線Ｏとの成す角θは９０°である。
【００７９】
上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【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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【国際調査報告】
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