(57)【要約】      （修正有）【課題】センサ素子が少なくとも片面に３つの電極パッドを有する場合に、素子のコンパクト化を実現したセンサ素子及びガスセンサを提供する。【解決手段】板状のセンサ素子１００であって、少なくとも片面に、片面当たり３つの電極パッド３０１〜３０３を有し、少なくとも片面には、幅方向に２個並ぶパッド群３０１と３０２と、パッド群の先端側又は後端側に配置される１個の単独パッド３０３が配置され、単独パッドは、パッド群間の隙間よりも広く、接続端子１６に電気的に接続する本体部３０３ｂと、センサ素子の内部に厚み方向に延びる貫通孔内に形成された導体と接続される接続部３０１ｃ〜３０３ｃであって、本体部の側面に隣接する接続部と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる板状のセンサ素子であって、自身の主面の少なくとも片面に、該片面当たり３つの電極パッドを有し、各電極パッドが接続端子に電気的に接続するセンサ素子において、
前記少なくとも片面には、幅方向に２個並ぶパッド群と、前記パッド群の先端側又は後端側に位置しつつ幅方向に見て前記パッド群と重ならない単独パッドと、が配置され、
前記単独パッドは、前記パッド群間の隙間よりも広く、前記接続端子に電気的に接続する本体部と、前記センサ素子の内部に厚み方向に延びる貫通孔内に形成された導体と接続される接続部であって、前記本体部の側面に隣接する接続部と、を有することを特徴とするセンサ素子。
【請求項２】
前記接続部は、前記本体部の側面のうち前記軸線方向の中間に位置することを特徴とする請求項１に記載のセンサ素子。
【請求項３】
前記単独パッドの前記接続部の前記幅方向の幅をＷとし、前記単独パッドの前記幅方向の幅をＷｐとしたとき、Ｗｐ＜３．１×Ｗであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ素子。
【請求項４】
前記パッド群の電極パッドのうち前記軸線方向の長さが短い方の長さをＬ１とし、前記単独パッドの前記軸線方向の長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ素子。
【請求項５】
軸線方向に延びる板状のセンサ素子であって、自身の主面の少なくとも片面に、該片面当たり３つの電極パッドを有し、各電極パッドが接続端子に電気的に接続するセンサ素子において、
前記少なくとも片面には、幅方向に２個並ぶパッド群と、前記パッド群の先端側又は後端側に位置しつつ幅方向に見て前記パッド群と重ならない単独パッドと、が配置され、
前記単独パッドは、前記パッド群間の隙間よりも広く、かつ、前記センサ素子の内部に厚み方向に延びる貫通孔内に形成された導体と接続され、
前記パッド群の電極パッドのうち前記軸線方向の長さが短い方の長さをＬ１とし、前記単独パッドの前記軸線方向の長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２であり、
前記貫通孔は、前記単独パッドの幅方向中心と重ならないことを特徴とするセンサ素子。
【請求項６】
前記貫通孔はスルーホールであり、当該スルーホール内に導体が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサ素子。
【請求項７】
前記貫通孔はヴィアホールであり、当該ヴィアホール内に導体が充填されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサ素子。
【請求項８】
センサ素子と、該センサ素子を保持する主体金具とを備えるガスセンサにおいて、
前記センサ素子は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のセンサ素子を用い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、例えば燃焼器や内燃機関等の燃焼ガスや排気ガス中に含まれる特定ガスのガス濃度を検出するのに好適に用いられるセンサ素子及びガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の排気ガス中の特定成分（酸素等）の濃度を検出するためのガスセンサが用いられている。このガスセンサとして、板状のセンサ素子を備えた構成が知られている（特許文献１）。そして、センサ素子が有する検知セルからの検出出力を取り出したり、ポンプセルのポンプ電流を制御するため、セルを構成する電極は、素子内のスルーホール導体を介して素子表面の電極パッドに接続されている。
ところで、全領域空燃比センサ素子や、ＮＯｘセンサ素子の場合、２つ以上のセルを有し、さらにヒータの通電用の電極パッドも加わる。このため、図７に示すように、センサ素子１０００の表裏面に片面当たり３個の電極パッド１１００、１１１０、１１２０が形成される場合がある。
【０００３】
この場合、センサ素子１０００の片面１０００ａにおいて、３個の電極パッド１１００、１１１０、１１２０を幅方向に並べると、各電極パッドの間隔を十分に開けることができず、電極パッドに接続される接続端子同士の短絡が生じるおそれがある。そこで、２個の電極パッド１１００、１１１０を幅方向に離間して並べると共に、電極パッド１１００、１１１０の後端側に１個の電極パッド１１２０を配置している。
また、素子１０００内のスルーホール導体１２００は、各電極パッド１１００、１１１０、１１２０の接続部１１００ｃ、１１１０ｃ、１１２０ｃに重なるように接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２３２５５１号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電極パッド１１００、１１２０がセンサ素子１０００の軸線Ｏ方向に縦に並ぶことから、電極パッド１１００、１１１０、１１２０全体の長さＬｘも長くなり、素子の短小化やコンパクト化が図れないという問題がある。
具体的には、電極パッド１１２０の接続部１１２０ｃはスルーホール導体１２００上に形成されるため電極パッド１１２０の表面と段差を生じ、軸線Ｏ方向に電極パッド１１２０に対して矢印Ｆのように摺動する接続端子（図示せず）が接続部１１２０ｃで確実に接触し難く、接続部１１２０ｃは電極として有効に機能しない。このため、軸線Ｏ方向に接続部１１２０ｃの分だけ無駄なスペースが生じる。この場合、電極パッド１１２０先端の接続部１１２０ｃを、電極パッド１１００、１１１０の間に、軸線方向に重なるように前進させれば、全体の長さＬｘを短くすることができるように見える。
【０００６】
しかしながら、この場合、スルーホール導体１２００と電極パッド１１００（１１１０）との距離Ｇが近接するため、両者が短絡するおそれがある。つまり、一般にスルーホール導体１２００は、スルーホールに導体ペーストを真空引きして充填することで形成するが、その際に導体ペーストがスルーホールの周囲に飛散するので、距離Ｇが近過ぎると導体ペーストが電極パッド１１００（１１１０）と短絡する。そこで、距離Ｇを確保するため、電極パッド１１２０の先端を、電極パッド１１００、１１１０の後端と軸線方向に離間させる必要があり、長さＬｘを短くすることができなくなる。スルーホール導体１２００の代わりにヴィアホールに充填されるヴィアホール導体の場合も同様である。即ち、ヴィアホールに導体ペーストを充填する際に、導体ペーストがヴィアホールの周囲にはみ出すことで、距離Ｇが近過ぎると導体ペーストが電極パッド１１００（１１１０）と短絡する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、センサ素子が少なくとも片面に３つの電極パッドを有する場合に、素子の短小化を実現したセンサ素子及びガスセンサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点のセンサ素子は、軸線方向に延びる板状のセンサ素子であって、自身の主面の少なくとも片面に、該片面当たり３つの電極パッドを有し、各電極パッドが接続端子に電気的に接続するセンサ素子において、前記少なくとも片面には、幅方向に２個並ぶパッド群と、前記パッド群の先端側又は後端側に位置しつつ幅方向に見て前記パッド群と重ならない単独パッドと、が配置され、前記単独パッドは、前記センサ素子の内部に厚み方向に延びる貫通孔内に形成された導体と接続される接続部であって、前記本体部の側面に隣接する接続部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
このセンサ素子によれば、電極パッドがセンサ素子の軸線Ｏ方向に縦に並んでも、単独パッドのうち、センサ素子の貫通孔内に形成された導体と接続される接続部が本体部の側面に隣接するので、電極として有効に機能しない接続部が本体部の先後にはみ出して軸線方向に無駄なスペースが生じることを抑制し、センサ素子の短小化やコンパクト化を図ることができる。
【００１０】
本発明のセンサ素子において、前記接続部は、前記本体部の側面のうち前記軸線方向の中間に位置してもよい、
接続部はセンサ素子の貫通孔内に形成された導体と接続されるため、接続部が本体部の側面のうち軸線方向の中間に位置していると、接続部が本体部の先端面又は後端面に位置する場合に比べ、多少接続部が位置ずれしても導体と接続し易い。
【００１１】
本発明のセンサ素子において、前記単独パッドの前記接続部の前記幅方向の幅をＷとし、前記単独パッドの前記幅方向の幅をＷｐとしたとき、Ｗｐ＜３．１×Ｗであってもよい。
このセンサ素子によれば、Ｗｐ＜３．１×Ｗとすることで、Ｗに比べてＷｐを相対的に小さくし、その分だけ単独パッドに使用するＰｔ等の使用量を削減し、コストをさらに低減できる。
【００１２】
本発明のセンサ素子において、前記パッド群の電極パッドのうち前記軸線方向の長さが短い方の長さをＬ１とし、前記単独パッドの前記軸線方向の長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２であってもよい。
このセンサ素子によれば、Ｌ１＞Ｌ２とすることで、電極パッドがセンサ素子の軸線Ｏ方向に縦に並んでも、電極パッド全体の長さがＬ１＝Ｌ２の場合に比べて短くなり、センサ素子の短小化やコンパクト化をより一層図ることができる。
【００１３】
又、本発明の第２の観点のセンサ素子は、軸線方向に延びる板状のセンサ素子であって、自身の主面の少なくとも片面に、該片面当たり３つの電極パッドを有し、各電極パッドが接続端子に電気的に接続するセンサ素子において、前記少なくとも片面には、幅方向に２個並ぶパッド群と、前記パッド群の先端側又は後端側に位置しつつ幅方向に見て前記パッド群と重ならない単独パッドと、が配置され、前記単独パッドは、前記パッド群間の隙間よりも広く、かつ、前記センサ素子の内部に厚み方向に延びる貫通孔内に形成された導体と接続され、前記パッド群の電極パッドのうち前記軸線方向の長さが短い方の長さをＬ１とし、前記単独パッドの前記軸線方向の長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２であり、前記貫通孔は、前記単独パッドの幅方向中心と重ならないことを特徴とする。
【００１４】
このセンサ素子によれば、電極パッドがセンサ素子の軸線Ｏ方向に縦に並んでも、単独パッドのうち、センサ素子の貫通孔内に形成された導体と接続される部位が単独パッドに内包されるので、電極として有効に機能しない導体との接続部位が単独パッドの先後にはみ出して軸線方向に無駄なスペースが生じることを抑制し、センサ素子の短小化やコンパクト化を図ることができる。
又、貫通孔が単独パッドの幅方向中心と重ならないようにすれば、幅方向中心付近の単独パッドの表面では導体との接続部位が介在せず、単独パッドのすべてを接続端子と確実に接触する有効長さとして利用でき、その分、Ｌ２を小さくできる。
【００１５】
本発明のセンサ素子において、前記貫通孔はスルーホールであり、当該スルーホール内に導体が形成されていてもよい。
【００１６】
本発明のセンサ素子において、前記貫通孔はヴィアホールであり、当該ヴィアホール内に導体が充填されていてもよい。
【００１７】
本発明のガスセンサは、センサ素子と、該センサ素子を保持する主体金具とを備えるガスセンサにおいて、前記センサ素子は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のセンサ素子を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、センサ素子が少なくとも片面に３つの電極パッドを有する場合に、素子の短小化を実現すると共に、電極パッドと接続端子との電気的接続の信頼性を確保し、電極パッド同士の短絡を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の観点の実施形態に係るセンサ素子を備えたガスセンサ（酸素センサ）の軸線方向に沿う断面図である。
【図２】センサ素子の軸線方向に沿う断面図である。
【図３】電極パッドにスルーホール導体が接続される形態を示す模式斜視図である。
【図４】センサ素子の主面の両面の電極パッドを示す平面図である。
【図５】センサ素子の片面の３つの電極パッドを示す平面図である。
【図６】本発明の第２の観点の実施形態に係るセンサ素子における電極パッドの形態を示す平面図である。
【図７】従来のセンサ素子の片面の３つの電極パッドを示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の実施形態に係るガスセンサ（ＮＯｘセンサ）１の長手方向（軸線Ｏ方向）に沿う断面図、図２はセンサ素子１００の軸線Ｏ方向に沿う断面図である。
【００２１】
図１に示すように、ガスセンサ１は、センサ素子（ＮＯｘセンサ素子）１００、センサ素子１００等を内部に保持する主体金具３０、主体金具３０の先端部に装着されるプロテクタ２４等を有している。センサ素子１００は軸線Ｏ方向に延びるように配置されている。
【００２２】
主体金具３０は、ＳＵＳ４３０製のものであり、ガスセンサを排気管に取り付けるための雄ねじ部３１と、取り付け時に取り付け工具をあてがう六角部３２とを有している。また、主体金具３０には、径方向内側に向かって突出する金具側段部３３が設けられており、この金具側段部３３はセンサ素子１００を保持するための金属ホルダ３４を支持している。
そしてこの金属ホルダ３４の内側にはセラミックホルダ３５、滑石３６が先端側から順に配置されている。この滑石３６は金属ホルダ３４内に配置される第１滑石３７と金属ホルダ３４の後端に渡って配置される第２滑石３８とからなる。
金属ホルダ３４内で第１滑石３７が圧縮充填されることによって、センサ素子１００は金属ホルダ３４に対して固定される。また、主体金具３０内で第２滑石３８が圧縮充填されることによって、センサ素子１００の外面と主体金具３０の内面との間のシール性が確保される。
【００２３】
そして第２滑石３８の後端側には、アルミナ製のスリーブ３９が配置されている。このスリーブ３９は多段の円筒状に形成されており、軸線に沿うように軸孔３９ａが設けられ、内部にセンサ素子１００を挿通している。そして、主体金具３０の後端側の加締め部３０ａが内側に折り曲げられており、ステンレス製のリング部材４０を介してスリーブ３９が主体金具３０の先端側に押圧されている。
【００２４】
また、主体金具３０の先端側外周には、主体金具３０の先端から突出するセンサ素子１００の先端部を覆うと共に、複数のガス取り入れ孔２４ａを有する金属製のプロテクタ２４が溶接によって取り付けられている。このプロテクタ２４は、二重構造をなしており、外側には一様な外径を有する有底円筒状の外側プロテクタ４１、内側には後端部４２ａの外径が先端部４２ｂの外径よりも大きく形成された有底円筒状の内側プロテクタ４２が配置されている。
【００２５】
一方、主体金具３０の後端側には、ＳＵＳ４３０製の外筒２５の先端側が挿入されている。この外筒２５は先端側の拡径した先端部２５ａを主体金具３０にレーザ溶接等により固定している。外筒２５の後端側内部には、セパレータ５０が配置され、セパレータ５０と外筒２５の隙間に保持部材５１が介在している。この保持部材５１は、後述するセパレータ５０の突出部５０ａに係合し、外筒２５を加締めることにより外筒２５とセパレータ５０とにより固定されている。
【００２６】
また、セパレータ５０には、センサ素子１００の６本のリード線１１を挿入するための挿通孔５０ｂが先端側から後端側にかけて貫設されている（なお、図１では４本のリード線１１のみ表示）。挿通孔５０ｂ内には、リード線１１と、センサ素子１００の電極パッド３０１〜３０６（図４参照）とを接続する接続端子１６が収容されている。各リード線１１は、外部において、図示しないコネクタに接続されるようになっている。このコネクタを介してＥＣＵ等の外部機器と各リード線１１とは電気信号の入出力が行われることになる。また、各リード線１１は詳細に図示しないが、導線を樹脂からなる絶縁皮膜にて披覆した構造を有しており、絶縁皮膜を剥いたリード線の先端が接続端子１６の後端に圧着されている。
【００２７】
さらに、セパレータ５０の後端側には、外筒２５の後端側の開口部２５ｂを閉塞するための略円柱状のゴムキャップ５２が配置されている。このゴムキャップ５２は、外筒２５の後端内に装着された状態で、外筒２５の外周を径方向内側に向かって加締めることにより、外筒２５に固着されている。ゴムキャップ５２にも、リード線１１をそれぞれ挿入するための挿通孔５２ａが先端側から後端側にかけて貫設されている。
【００２８】
図２に示すように、ＮＯｘセンサ素子）１００は細長で長尺な板状をなし、３層の板状の固体電解質体１０９，１０５，１５１を、これらの間にアルミナ等からなる絶縁体１８０，１８５をそれぞれ挟んで層状に形成した構造を有し、これらの積層構造が検出素子部３００を構成する。また、固体電解質体１５１側の外層（図２における下方側）には、アルミナを主体とするシート状の絶縁層１０３，１０１を積層し、その間にＰｔを主体とするヒータパターンからなる発熱部１０２を埋設したヒータ部２００が設けられている。
【００２９】
検出素子部３００は、以下の酸素ポンプセル（Ｉｐ１セル）１４０、酸素濃度検出セル（Ｖｓセル）１３０、第２ポンプセル（Ｉｐ２セル）１５０を備える。
酸素ポンプセル１４０は、第２固体電解質体１０９とその両面に形成された第３電極１０８と第４電極１１０から形成されている。酸素濃度検出セル１３０は、第１固体電解質体１０５とその両面に形成された第１電極１０４と第２電極１０６から形成されている。また、固体電解質体１０９と固体電解質体１０５との間には小空間としての中空の測定室１０７が形成されており、第２電極１０６及び第３電極１０８が測定室１０７内に配置されている。測定室１０７は先端側で外部と連通しており、該連通部分には、拡散律速部１１５が配置されている。
【００３０】
また、第２固体電解質体１０９の表面には、第４電極１１０を挟み込むようにして、保護層１１１が形成されている。又、保護層１１１のうち第４電極１１０を覆う部分がくり抜かれて多孔質の電極保護部１１３が埋め込まれている。
酸素濃度検出セル１３０は、測定室１０７と後述する基準酸素室１７０との間の酸素分圧差に応じて起電力を発生する。酸素ポンプセル１４０は、測定室１０７内に酸素を汲み出し又は汲み入れる。
【００３１】
さらに、測定室１０７のセンサ素子１００における後端側には、第２測定室（ＮＯｘ測定室）１６０と測定室１０７との仕切りとして、ガスの拡散を調整する第２拡散抵抗部１１７が設けられている。そして、第３固体電解質体１５１、第５電極１５２、第６電極１５３から第２ポンプセル１５０が形成されている。
ここで、第３固体電解質体１５１は、絶縁体１８５を挟んで固体電解質体１０５と対向するように配置されている。又、第５電極１５２が形成された位置には絶縁体１８５が配置されておらず、独立した空間としての基準酸素室１７０が形成されている。この基準酸素室１７０内には、酸素濃度検出セル１３０の第１電極１０４も配置されている。尚、基準酸素室１７０内には、セラミック製の多孔質体が充填されている。
【００３２】
また、第６電極１５３が形成された位置にも絶縁体１８５が配置されておらず、基準酸素室１７０との間に絶縁体１８５を隔て、独立した小空間としての中空の第２測定室１６０が形成されている。そして、この第２測定室１６０に連通するように、固体電解質体１０５および絶縁体１８０のそれぞれに開口部１２５，１８１が設けられており、前述したように、測定室１０７と開口部１８１とが、これらの間に第２拡散抵抗部１１７を挟んで接続されている。
第２ポンプセル１５０は、絶縁体１８５により隔てられた基準酸素室１７０と第２測定室１６０との間で酸素のポンピング（汲み出し）を行うことができる。
【００３３】
一方、ヒータ部２００は、アルミナを主体とする第１基体１０１及び第２基体１０３と、第１基体１０１と第２基体１０３とに挟まれ、白金を主体とする発熱体１０２を有している。発熱体１０２は、先端側に位置する発熱部と、発熱部から第１基体の長手方向に沿って延びる一対のヒータリード部とを有している（図示せず）。そして、ヒータリード部の端末は、第１基体に設けられるスルーホール導体を介して電極パッド３０４，３０５（図４参照）と電気的に接続している。
【００３４】
ＮＯｘセンサ素子１００では、酸素濃度検出セル１３０の出力電圧が一定値となるように酸素ポンプセル１４０に流す電流を制御してポンピングを行う。このように酸素濃度が調整された排気ガスは、第２拡散抵抗部１１７を介し、第２測定室１６０内に導入され、第２ポンプセル１５０に一定の電圧を印加しときに第２ポンプセルを流れる電流を測定することにより、ＮＯｘ濃度を検出している。
【００３５】
具体的には、第２測定室１６０内の排気ガスは、第２ポンプセル１５０の第６電極１５３を触媒としてＮ２とＯ２に分解（還元）される。そして分解された酸素は、第６電極１５３から電子を受け取り、酸素イオンとなって第３固体電解質体１５１内を流れ、第５電極１５２に移動する。このとき、測定室１０７で汲み残された残留酸素も同様に、Ｉｐ２セル１５０によって基準酸素室１７０内に移動する。このため、Ｉｐ２セル１５０を流れる電流は、ＮＯｘ由来の電流および残留酸素由来の電流となる。
ここで、測定室１０７で汲み残された残留酸素の濃度は上記のように所定値に調整されているため、その残留酸素由来の電流は略一定とみなすことができ、ＮＯｘ由来の電流の変動に対し影響は小さく、Ｉｐ２セル１５０を流れる電流はＮＯｘ濃度に比例することとなる。
【００３６】
次に、図３〜図５を参照し、本発明の特徴部分である、センサ素子１００の電極パッド３０１〜３０６について説明する。
図３は、電極パッド３０１にスルーホール導体４０１が接続される形態を示す模式斜視図、図４はセンサ素子１００の主面１００ａ、１００ｂの両面の電極パッド３０１〜３０６を示す平面図、図５はセンサ素子１００の片面１００ａの３つの電極パッド３０１〜３０３を示す平面図である。
なお、スルーホール導体は、センサ素子１００の内部に厚み方向に延びる貫通孔内に形成されている。
【００３７】
図３に示すように、第４電極１１０から後端側に沿ってリード部１１０Ｌが延びている。リード部１１０Ｌの端末は、保護層１１１の内部に厚み方向（積層方向）に延びるスルーホール導体４０１に接続され、スルーホール導体４０１は保護層１１１の表面まで延びている。そして、スルーホール導体４０１に重なるようにして保護層１１１の表面に電極パッド３０１が形成されている。
電極パッド３０１のうち、スルーホール導体４０１と重なる部位が接続部３０１ｃとなっている。
なお、電極パッド３０１は、例えばＰｔを含む導電ペーストを保護層１１１の所定位置に印刷した後、焼成して形成することができる。
【００３８】
他の各電極１０４、１０６、１０８、１５２、１５３、及び一対のヒータリード部についても、同様にそれぞれのリード部にスルーホール導体を介して対応する電極パッド３０２〜３０６が接続される。
なお、図４に示すように、本実施形態では、センサ素子１００の片面１００ａにおいては、各電極１１０、１０４がそれぞれスルーホール導体４０１，４０３を介して対応する電極パッド３０１、３０３に接続される。
又、各電極１０８、１０６がそれぞれスルーホール導体４０２を介して共通の電極パッド（アース電極パッド）３０２に接続される。
【００３９】
又、センサ素子１００の反対面１００ｂにおいては、電極１５２がスルーホール導体４０６を介して対応する電極パッド３０６に接続される。
又、電極１５３がスルーホール導体４０２を介して共通の電極パッド（アース電極パッド）３０２に接続される。
一方、発熱体１０からの一対のヒータリード部がそれぞれスルーホール導体４０４、４０５を介して対応する電極パッド３０４，３０５に接続される。
各電極パッド３０１〜３０６の接続部３０１ｃ〜３０６ｃは、対応するスルーホール導体４０１〜４０６との重なり部分である。
【００４０】
次に、図５に示すセンサ素子１００の片面１００ａを例にして、３つの電極パッド３０１〜３０３について説明する。
３つの電極パッド３０１〜３０３は、幅方向に２個並ぶパッド群３０１，３０２と、パッド群３０１，３０２の後端３０１ｅと隙間Ｄを介して配置される１個の単独パッド３０３からなる。単独パッド３０３は、パッド群３０１，３０２の後端側に配置され、パッド群３０１，３０２と軸線Ｏ方向に隙間Ｄを有する。
パッド群３０１，３０２において、各電極パッド３０１、３０２は軸線Ｏ方向に長い略矩形をなし、スルーホール導体４０１、４０２は各電極パッド３０１、３０２の先端側に配置されている。従って、接続部３０１ｃ、３０２ｃも各電極パッド３０１、３０２の先端側に形成されている。
一方、単独パッド３０３は軸線Ｏ方向にやや長い略矩形をなす本体部３０３ｂと、スルーホール導体４０３と接続され、本体部３０３ｂの右側面に隣接する接続部３０３ｃとを有する。
本体部３０３ｂの幅は、パッド群３０１，３０２間の隙間よりも広い。
接続部３０３ｃは、スルーホール導体４０３を内包するようにして、本体部３０３ｂの側面のうち軸線Ｏ方向に見て中央近傍（中間）に本体部３０３ｂと一体に形成されている。ここで、本体部３０３ｂと接続部３０３ｃの境界は、軸線Ｏ方向に平行な線分が単独パッド３０３の幅方向の最も内側でスルーホール導体４０３と接する位置（図５の線分ＡＸ）とする。なお、本実施形態では、パッド群３０１，３０２の本体部と単独パッド３０３の本体部３０３ｂは略同面積となるように形成されている。
又、本実施形態では、単独パッド３０３の幅方向に見て、スルーホール導体４０３及び接続部３０３ｃは、センサ素子１００の幅方向中心Ｃｅと重ならない、つまり、接続部３０３ｃは幅方向中心Ｃｅよりも幅方向端部側に位置する。
【００４１】
さらに、本実施形態では、、パッド群３０１，３０２のうち、軸線Ｏ方向の長さが短い方の長さをＬ１とし、単独パッド３０３の軸線Ｏ方向の長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２である。長さＬ１、Ｌ２は接続部を含む電極パッドの全長である。
又、図５の例では、電極パッド３０１、３０２の軸線Ｏ方向の長さは同一である。
【００４２】
このように、電極パッド３０１、３０３がセンサ素子の軸線Ｏ方向に縦に並んでも、単独パッド３０３のうち、センサ素子１００の貫通孔内に形成されたスルーホール導体４０３と接続される接続部３０３ｃが本体部３０３ｂの側面に隣接するので、電極として有効に機能しない接続部３０３ｃが本体部３０３ｂの先後にはみ出して軸線Ｏ方向に無駄なスペースが生じることを抑制し、センサ素子１００の短小化やコンパクト化を図ることができる。
【００４３】
又、図５に示すように、本実施形態では、単独パッド３０３のうち、接続部３０３ｃは、本体部３０３ｂの側面のうち軸線Ｏ方向の中間に位置している。
接続部３０３ｃはスルーホール導体４０３と接続されるため、接続部３０３ｃが本体部３０３ｂの側面のうち軸線Ｏ方向の中間に位置していると、接続部３０３ｃが本体部３０３ｂの先端面又は後端面に位置する場合に比べ、多少接続部３０３ｃが位置ずれしてもスルーホール導体４０３と接続し易い。又、上述のように接続部３０３ｃは電極として有効に機能しないので、接続部３０３ｃと軸線Ｏ方向に重なる部分が切り欠き３０３ｎとなって単独パッド３０３の面積を低減することで、単独パッド３０３に使用するＰｔ等の使用量を削減し、コストを低減できる。
なお、切り欠き３０３ｎは、少なくとも接続部３０３ｃと軸線Ｏ方向に重なる先後のいずれかに設けられてもよい。
【００４４】
又、図５に示すように、単独パッド３０３の接続部３０３ｃの幅方向の幅をＷとし、単独パッド３０３の幅方向の全幅をＷｐとしたとき、Ｗｐ＜３．１×Ｗであってもよい。
Ｗｐ＜３．１×Ｗとすると、Ｗに比べてＷｐを相対的に小さくし、その分だけ単独パッド３０３に使用するＰｔ等の使用量を削減し、コストをさらに低減できる。
さらに、本実施形態では、Ｌ１＞Ｌ２とすることで、電極パッド３０１，３０３がセンサ素子１００の軸線Ｏ方向に縦に並んでも、電極パッド３０１，３０３全体の長さがＬ１＝Ｌ２の場合に比べて短くなり、センサ素子１００の短小化やコンパクト化をより一層図ることができる。
【００４５】
又、軸線Ｏ方向のパッド群３０１，３０２と単独パッド３０３との距離、つまり、図５に示すパッド群３０１，３０２の後端３０１ｅと単独パッド３０３の先端との隙間Ｄが、単独パッド３０３のスルーホール導体４０３の円相当径×０．２より大きいとよい。
このようにすると、製造時にスルーホール導体４０３がスルーホールの周囲に飛散しても、スルーホール導体４０３がパッド群３０１，３０２と短絡することをより一層抑制できる。
なお、円相当径は、単独パッド３０３が形成される素子表面のスルーホール導体４０３の円相当径であり、素子内部のスルーホール導体４０３は対象としない。
【００４６】
次に、図６を参照し、本発明の第２の観点の実施形態に係るセンサ素子について説明する。但し、本発明の第２の観点の実施形態に係るセンサ素子は、単独パッド３１３の形状が異なること以外は、第２の観点の実施形態に係るセンサ素子と同一であるので、単独パッド３１３以外の説明を省略する。
図６に示すように、単独パッド３１３は軸線Ｏ方向に長い略矩形をなし、その右側の軸線Ｏ方向中央付近でスルーホール導体４１３を内包するようにして、スルーホール導体４１３と接続されている。
そして、パッド群３０１，３０２の電極パッドのうち軸線Ｏ方向の長さが短い方の長さをＬ１とし、単独パッド３１３の軸線Ｏ方向の長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２であり、貫通孔（スルーホール導体４１３）は、単独パッド３１３の幅方向中心と重ならない。
【００４７】
本発明の第２の観点の実施形態に係るセンサ素子においても、電極パッド３０１，３０３がセンサ素子１００の軸線Ｏ方向に縦に並んでも、単独パッド３１３のうち、センサ素子１００の貫通孔内に形成されたスルーホール導体４１３と接続される部位が単独パッド３１３に内包されるので、電極として有効に機能しないスルーホール導体４１３との接続部位が単独パッド３１３の先後にはみ出して軸線Ｏ方向に無駄なスペースが生じることを抑制し、センサ素子１００の短小化やコンパクト化を図ることができる。
又、貫通孔（スルーホール導体４１３）が単独パッド３１３の幅方向中心と重ならないようにすれば、幅方向中心付近の単独パッド３１３の表面ではスルーホール導体４１３との接続部位が介在せず、単独パッド３１３のすべてを接続端子１６と確実に接触する有効長さとして利用でき、その分、Ｌ２を小さくできる。
【００４８】
本発明は上記実施形態に限定されず、少なくとも片面に３つの電極パッドを有するセンサ素子を有するあらゆるガスセンサ（センサ素子）に適用可能であり、例えば酸素ポンプセルと酸素濃度検出セルとヒータとを本実施の形態の酸素センサ（酸素センサ素子）に適用することができるが、これらの用途に限られず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。例えば、被測定ガス中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ（ＮＯｘセンサ素子）等に本発明を適用してもよい。
単独パッドは、パッド群と、前記パッド群の先端側に該パッド群と離間して配置されてもよい。単独パッド及びパッド群の形状、単独パッドにおける接続部（スルーホール導体等）の位置も限定されない。スルーホール導体等の断面形状も限定されない。
スルーホール導体１２００の代わりにヴィアホールに充填されるヴィアホール導体の場合も同様である。
【符号の説明】
【００４９】
１    ガスセンサ
１６    接続端子
３０    主体金具
１００    センサ素子
１００ａ、１００ｂ    センサ素子の主面
３０１〜３０６    電極パッド
３０１と３０２、３０４と３０５    パッド群
３０３、３０６，３１３    単独パッド
３０３ｂ、３０６ｂ    本体部
３０１ｃ〜３０６ｃ、３１３ｃ    接続部
４０１〜４０６、４１３    （スルーホール）導体
Ｏ    軸線
Ｃｅ    センサ素子の幅方向中心
【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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