(57)【要約】【課題】センサ素子におけるホットスポットの発生部を固定化できるガスセンサを提供する。【解決手段】センサ素子１２を、プラス（＋）の電極側からマイナス（−）の電極側に向かって、その断面積が一様あるいは段階的に増大する形状とすることで、マイナス電極側へ移動しようとするホットスポットを低抵抗側へ誘導する。これにより、センサ素子１２の両端部に形成した一対の電極１３，１５からほぼ等しい位置をホットスポットの発生位置として、ホットスポット熱による電極部への損傷を回避する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子に電圧を印加したときの電流値または抵抗値の変化をガス濃度として検出するセラミック焼結体からなるガスセンサであって、
前記センサ素子は長手方向の両端に形成した一対の電極部の一方の電極側から他方の電極側に向かって断面積が変化する形状を有することを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記一方の電極側から前記他方の電極側に向かって前記断面積が一様にあるいは段階的に増加あるいは減少す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３】
前記センサ素子は厚さが一定であり、前記一方の電極側から前記他方の電極側に向かって幅が一様にあるいは段階的に増加あるいは減少することを特徴とする請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記センサ素子は前記一方の電極側から前記他方の電極側に向かって厚さと幅が一様にあるいは段階的に増加あるいは減少することを特徴とする請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記一対の電極部のうち前記センサ素子の断面積が大きい側に形成した電極部をマイナス電極とし、該断面積が小さい側に形成した電極部をプラス電極とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記マイナス電極と前記プラス電極は電極サイズがほぼ等しいか、あるいは該マイナス電極の電極サイズが該プラス電極の電極サイズよりも大きいことを特徴とする請求項５に記載のガスセンサ。
【請求項７】
前記マイナス電極と前記プラス電極の双方が前記センサ素子の同一面側に形成され、あるいは該マイナス電極と該プラス電極のいずれか一方が該センサ素子の上面側に形成され他方が該センサ素子の下面側に形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のガスセンサ。
【請求項８】
センサ素子に電圧を印加したときの電流値または抵抗値の変化をガス濃度として検出するセラミック焼結体からなるガスセンサの製造方法であって、
前記センサ素子の原材料を混合して形成したスラリーからグリーンシートを作製する工程と、
前記グリーンシートを打ち抜いて所定径のパンチ穴を形成したリング状の第１のグリーンシートを作製する工程と、
前記第１のグリーンシートの前記パンチ穴の周縁部と、該シートのリング外周縁部とに沿って帯状の電極を形成したリング状の第２のグリーンシートを作製する工程と、
前記第２のグリーンシートを最上層にして複数枚の前記第１のグリーンシートとともに同軸状態で積層したリング状積層体を作製する工程と、
前記リング状積層体の軸を中心に一定角度ごと円周方向に回転してできる該リング状積層体の直径方向の複数の仮想線に沿って該積層体を切断する工程と、
前記切断により個片化されたセンサ素子を焼成後、長手方向の両端部に一対の電極を形成する工程と、
を備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項９】
前記リング状積層体の切断工程では、該積層体をその軸を中心に一定角度ごと円周方向に回転し、その回転に同期させながら、該積層体の上部に配置したカッター部を垂直下方に所定距離移動して該積層体を切断するか、あるいは、前記リング状積層体を固定し、該積層体の上部に配置したカッター部を該積層体の軸を中心に一定角度ごと円周方向に回転させながら垂直下方に所定距離移動することで該積層体を切断することを特徴とする請求項８に記載のガスセンサの製造方法。
【請求項１０】
センサ素子に電圧を印加したときの電流値または抵抗値の変化をガス濃度として検出するセラミック焼結体からなるガスセンサの製造方法であって、
前記センサ素子の原材料を混合して形成したスラリーから長尺のグリーンシートを作製する工程と、
前記グリーンシートの長尺方向を横切る方向に所定間隔で該グリーンシートをジグザグ状に切断して、平面視ほぼ台形形状の個片化されたセンサ素子を作製する工程と、
前記個片化されたセンサ素子を焼成し、長手方向の両端部に一対の電極を形成する工程と、
を備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定雰囲気中のガス濃度、例えば酸素濃度を検知するガスセンサとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸素濃度を検知する検出素子として種々の材料からなる酸素センサが知られている。例えば、セラミック焼結体を用いた酸素センサの材料組成として、ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δとＬｎ2ＢａＣｕＯ5（Ｌｎは希土類元素）とを混合した複合セラミックスを用いた酸素センサが知られている（特許文献１）。
【０００３】
セラミック焼結体を用いた酸素センサは、電圧を印加すると線状材（センサ素子）の一部が赤熱するホットスポット現象を用いて酸素濃度を検出している。このようなホットスポット式の酸素センサでは、酸素センサ素子の結晶構造中に取り込まれたＯ2-イオンがプラス電極側へ移動する特性がある。一方、このときに発生するホットスポットは、Ｏ2-イオンが減少したマイナス電極側へ移動する特性がある。
【０００４】
上記の特性があることから、酸素センサ素子におけるホットスポットの発生位置を制御できないが、特許文献２では、線状体等からなるセンサ素子に設けたくびれ部をホットスポット部として、それによりセンサ素子の特定位置にホットスポットを発生させている。また、特許文献３は、素子の中央部をくびれ状にして、その部分の断面積を小さくすることで他の部分よりも抵抗値を大きくして、そのくびれ部にホットスポットを出現させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８５８１６号（特許第４７１４８６７号）公報
【特許文献２】特開平１０−７３５４９号公報
【特許文献３】特開２０００−１９１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来のホットスポット式酸素センサは、断面積が一様な細長い直方体形状、あるいは、素子の中央部にくびれ部を有する細長い直方体状の形状を有する。このようなセンサ素材において、高熱を発するホットスポットがマイナス電極に近い位置に発生すると、その電極材料を著しく劣化させるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２，３のように素子の特定位置にホットスポットを発生させたり、あるいは、ホットスポットの出現を確実にするため素子にくびれ部を設けることは、線状体であるセンサ素子に脆弱部を形成することになり、センサ素子の強度が低下する。さらに、くびれ部を設けることはセンサ素子の製造工程を複雑にするだけでなく、そのセンサ素子を使用した酸素センサの劣化、耐久性の低下の原因となる。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、脆弱部を形成することなく、ホットスポットの発生部を固定化できるガスセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本発明は、センサ素子に電圧を印加したときの電流値または抵抗値の変化をガス濃度として検出するセラミック焼結体からなるガスセンサであって、前記センサ素子は長手方向の両端に形成した一対の電極部の一方の電極側から他方の電極側に向かって断面積が変化する形状を有することを特徴とする。
【００１０】
例えば、前記一方の電極側から前記他方の電極側に向かって前記断面積が一様にあるいは段階的に増加あるいは減少することを特徴とする。例えば、前記センサ素子は厚さが一定であり、前記一方の電極側から前記他方の電極側に向かって幅が一様にあるいは段階的に増加あるいは減少することを特徴とする。また、例えば、前記センサ素子は前記一方の電極側から前記他方の電極側に向かって厚さと幅が一様にあるいは段階的に増加あるいは減少することを特徴とする。例えば、前記一対の電極部のうち前記センサ素子の断面積が大きい側に形成した電極部をマイナス電極とし、該断面積が小さい側に形成した電極部をプラス電極とすることを特徴とする。さらに例えば、前記マイナス電極と前記プラス電極は電極サイズがほぼ等しいか、あるいは該マイナス電極の電極サイズが該プラス電極の電極サイズよりも大きいことを特徴とする。また、例えば、前記マイナス電極と前記プラス電極の双方が前記センサ素子の同一面側に形成され、あるいは該マイナス電極と該プラス電極のいずれか一方が該センサ素子の上面側に形成され他方が該センサ素子の下面側に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るガスセンサの製造方法は、センサ素子に電圧を印加したときの電流値または抵抗値の変化をガス濃度として検出するセラミック焼結体からなるガスセンサの製造方法であって、前記センサ素子の原材料を混合して形成したスラリーからグリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートを打ち抜いて所定径のパンチ穴を形成したリング状の第１のグリーンシートを作製する工程と、前記第１のグリーンシートの前記パンチ穴の周縁部と、該シートのリング外周縁部とに沿って帯状の電極を形成したリング状の第２のグリーンシートを作製する工程と、前記第２のグリーンシートを最上層にして複数枚の前記第１のグリーンシートとともに同軸状態で積層したリング状積層体を作製する工程と、前記リング状積層体の軸を中心に一定角度ごと円周方向に回転してできる該リング状積層体の直径方向の複数の仮想線に沿って該積層体を切断する工程と、前記切断により個片化されたセンサ素子を焼成後、長手方向の両端部に一対の電極を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
例えば、前記リング状積層体の切断工程では、該積層体をその軸を中心に一定角度ごと円周方向に回転し、その回転に同期させながら、該積層体の上部に配置したカッター部を垂直下方に所定距離移動して該積層体を切断するか、あるいは、前記リング状積層体を固定し、該積層体の上部に配置したカッター部を該積層体の軸を中心に一定角度ごと円周方向に回転させながら垂直下方に所定距離移動することで該積層体を切断することを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係るガスセンサの製造方法は、センサ素子に電圧を印加したときの電流値または抵抗値の変化をガス濃度として検出するセラミック焼結体からなるガスセンサの製造方法であって、前記センサ素子の原材料を混合して形成したスラリーから長尺のグリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートの長尺方向を横切る方向に所定間隔で該グリーンシートをジグザグ状に切断して、平面視ほぼ台形形状の個片化されたセンサ素子を作製する工程と、前記個片化されたセンサ素子を焼成し、長手方向の両端部に一対の電極を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガスセンサにおけるホットスポットの発生位置を固定して、ホットスポットによる電極部の劣化等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態例に係る酸素センサの外観斜視図である。
【図２】本実施の形態例に係る酸素センサの製造工程を時系列で示すフローチャートである。
【図３】図２の各製造工程に対応する部材の加工の様子等を示す図である。
【図４】図２の各製造工程に対応する部材の加工の様子等を示す図である。
【図５】変形例１に係るセンサ素子の作製例を示す図である。
【図６】変形例２に係るセンサ素子の外観斜視図である。
【図７】変形例３に係るセンサ素子を平面視して示す図である。
【図８】変形例３に係るセンサ素子をグリーンシートから打ち抜くパターンの一例を示す図である。
【図９】変形例４に係るセンサ素子の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施の形態例について添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、ガスセンサとして酸素センサを例に挙げて説明する。図１は、本発明の実施の形態例に係る酸素センサの外観斜視図である。なお、酸素センサは、耐熱ガラスからなる円筒形のガラス管等の管状体内部にセンサ素子を収容した構成をとるが、ここでは、管状体を省略している。
【００１７】
図１に示す本実施の形態例に係る酸素センサ１０は、センサ素子１２と、そのセンサ素子１２の長手方向両端部に対向して形成された一対の電極１３，１５と、電極１３，１５それぞれに接続されたリード線１７，１９とを備える。
【００１８】
センサ素子１２は、一方の電極側の素子断面積と他方の電極側の素子断面積とが異なる形状を有する。具体的には、プラス（＋）側の電極１３からマイナス（−）側の電極１５に向かって、センサ素子１２の断面積が一様に増大する形状を有する。
【００１９】
ここでは、図１のＡ−Ａ´矢視線に沿ってセンサ素子１２を切断したマイナス側の断面積Ｓ１と、矢視Ｂ−Ｂ´矢視線に沿ってセンサ素子１２を切断したプラス側の断面積Ｓ２との比率を、例えば、１．５：１〜２：１とする。
【００２０】
センサ素子１２は、例えばＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δとＬｎ2ＢａＣｕＯ5とを混合したセラミック焼結体からなる。この組成式においてＬｎは希土類元素（例えば、Ｓｃ（スカンジウム）、Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユウロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｔｍ（ツリウム）、Ｙｂ（イッテルビウム）、Ｌｕ（ルテチウム）等）である。また、δは酸素欠陥（０〜１）を表している。
【００２１】
次に、本実施の形態例に係る酸素センサと、プラス電極側からマイナス電極側に至る断面積が一様で、細長い直方体形状のセンサ素子からなる従来の酸素センサとを対比した結果を説明する。対比の際には、両端に銅（Ｃｕ）等からなる金属製の導電キャップ（口金）が嵌着された、耐熱ガラスからなる円筒形のガラス管の内部に酸素センサを収容し、導電キャップに電源に接続してセンサ素子に電流を流し、ホットスポット発現の様子を観察した。
【００２２】
上記観察の結果、従来の酸素センサでは、ホットスポットがセンサ素子のマイナス側の電極付近に発生したが、本実施の形態例に係る酸素センサでは、センサ素子の中央部にホットスポットが発生することが分かった。
【００２３】
よって、本実施の形態例に係る酸素センサでは、ホットスポットの発生位置を、センサ素子両端部に形成した一対の電極からほぼ等しい距離にある位置とすることができる。これにより、ホットスポット熱による電極部への損傷を回避できる。また、ホットスポットの発生位置を制御するために、従来のようにセンサ素子にくびれ部を設ける必要がないため、センサ素子に脆弱部が形成されることも回避できる。
【００２４】
次に、本実施の形態例に係る酸素センサの製造方法について説明する。図２は、本実施の形態例に係る酸素センサの製造工程を時系列で示すフローチャートであり、ここでは、プラス電極からマイナス電極方向に向かってセンサ素子の断面積が一様に増加する素子構造を持つ、図１に示す酸素センサの製造方法を説明する。また、図３および図４は、図２に示す酸素センサの各製造工程に対応する部材の加工の様子等を示す。
【００２５】
図２のステップＳ１では、酸素センサのセンサ素子の原材料の混合・粉砕を行う。具体的には、酸素センサ素子の材料としてＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δとＬｎ2ＢａＣｕＯ5と（Ｌｎは希土類元素）を混合し、その混合原料をボールミル等で粉砕して粒を揃える。
【００２６】
ステップＳ２において、上記の工程で得られた材料に対して、例えば９００〜１０００℃による熱処理（仮焼き）を行う。ステップＳ３では、仮焼きした原料をボールミル等により粉砕して粒を揃えた後、スラリーを作製する。ここでは、仮焼した材料にバインダ樹脂（例えば、ブチラール樹脂（ＰＶＢ樹脂）、分散剤（例えば、トリオレイン酸ソルビタン）、可塑剤（例えば、フタル酸ビス（２−エチルヘキシル）、ＤＯＰ）、希釈溶剤（例えば、２−エチルヘキサノール等）を混合する。
【００２７】
ステップＳ４では、ドクターブレードにより成膜して、例えば１０〜１００μｍ程度のグリーンシートを作製する。続くステップＳ５において、例えば、図３（ａ）に示すように、メカニカルパンチ等によりグリーンシート２０に中心円２１ａ〜２１ｄを打ち抜く。
【００２８】
ステップＳ６は、後述する積層体の最上層に位置するリング状グリーンシート２７aと、その下層に積層されるリング状グリーンシート２７ｂ〜２７ｄを同一シートに形成し、電極を印刷する工程である。具体的には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、積層体の最上層のリング状グリーンシート２７aの中心円に対応する中心円２１ａの内周縁部に沿って、例えば銀（Ａｇ）ペーストからなる電極材をリング状にスクリーン印刷してプラス電極２５を形成する。
【００２９】
プラス電極の形成と同時に、中心円２１ａの中心からリング状グリーンシート２７aの半径（つまり、センサ素子の長軸方向の長さ）に合わせた距離にある外周部２２aに沿ってリング状に電極材をスクリーン印刷して、マイナス電極２３を形成する。他の中心円２１ｂ〜２１ｄについては電極を形成せず、打ち抜いたままにしておく。
【００３０】
ステップＳ７では、中心円２１ａ〜２１ｄの中心からリング状グリーンシートの半径（センサ素子の長さ）に合わせて規定した外周部２２ａ〜２２ｄ（中心円２１ａについては、外周部２２ａはマイナス電極２３の外周縁となる。）に沿って、グリーンシート２０をメカニカルパンチ等により打ち抜く。図３（ｃ）は、グリーンシート２０より打ち抜かれ、リング状に成形されたグリーンシート（リング状グリーンシート）２７ａ〜２７ｄを示している。
【００３１】
ステップＳ８では、図３（ｄ）に示すように、電極を設けていないリング状グリーンシート２７ｂ〜２７ｄの最上部に、内外の周縁部に電極部２３，２５が形成されたリング状グリーンシート２７ａを載置し、これらのリング状グリーンシートの中心穴に棒状ピン３１を挿通して位置合わせしながら積層する。そして、リング状グリーンシートの積層物を、例えば一軸プレス機で加圧して、図３（ｅ）に示す所定厚の積層体３３を作製する。
【００３２】
ここでは、リング状グリーンシート２７ａと、その下層に３枚のリング状グリーンシート２７ｂ〜２７ｄを積層して積層体を作製したが、積層枚数はこれに限定されず、作製する積層体の厚さに合わせて必要な枚数のリング状グリーンシートを積層する。
【００３３】
また、ここでは同一のシートに各層のリング状グリーンシートを形成する方法を記載したが、同一のシートに最上層となる複数のリング状グリーンシート２７aをまとめて形成する方法であってもよい。
【００３４】
ステップＳ９において、製品（センサ素子）のサイズに合わせて積層体３３を切断（ダイシング）する。ここでは、図４（ａ）に示すように、積層体３３をギロチンステージ３５に吸着して固定し、そのギロチンステージ３５を、積層体３３の円中心を軸として一定角度（例えば、１０度ずつ）回転させながら、カッター３７を垂直下方に所定距離移動して、積層体３３を切断する。
【００３５】
ステップＳ１０では、上記のダイシング工程で切断され、図４（ｂ）に示すように個片化されたセンサ素子３２を大気中で、例えば、９２０℃で１０時間、焼成する。なお、焼成前の積層体に対して脱バインダーを行い、焼成後の積層体にアニール処理をしてもよい。
【００３６】
ステップＳ１１では、図４（ｃ）に示すように、焼成後のセンサ素子４２のプラス電極４３とマイナス電極４５それぞれに、例えば導電ペースト等によりリード線４７，４９を取り付ける。リード線の取付け法は、上記に限定されず、例えば、パルスヒート電源を用いて接合部を瞬時加熱してはんだ付け、あるいは溶接してもよいし、超音波振動あるいは熱圧着によるワイヤーボンディングを使用してもよい。
【００３７】
上記のように個片化され、焼成されたセンサ素子は、例えば長さが５ｍｍであり、酸素センサの外形寸法（サイズ）は、例えばガラス管の直径が５ｍｍ、長さが２０ｍｍ、通気孔の径が２．５ｍｍである。よって、センサ素子を上記の寸法とすることで、酸素センサにおいて、例えばガラス管の通気孔を介してセンサ素子の交換が可能となる。
【００３８】
なお、図１に示す酸素センサ１０では、センサ素子１２の長手方向の同一面（上面）側両端部に一対の電極１３，１５を形成しているが、これに限定されず、例えば、センサ素子１２の一方端の上面側と他方端の下面側に一対の電極を形成してもよい。
【００３９】
また、図１の酸素センサ１０の軸方向の両側面が、プラス電極とマイナス電極間において平面視直線状に延びているが、これに限定されない。センサ素子の両電極間において断面積が一様に増大するという要件を満たす限り、プラス電極とマイナス電極間の両側面が平面視曲線状に変化しても、あるいは一方側面が平面視曲線状に変化し、他方側面が平面視直線状に変化する形状であってもよい。
【００４０】
上述したように、ホットスポット式のセンサ素子においてはＯ2-イオンの移動方向と逆方向側、つまり、Ｏ2-イオンの減少したマイナス電極側の抵抗値が高くなることから、本実施の形態例に係る酸素センサでは、プラス（＋）の電極側からマイナス（−）の電極側に向かってセンサ素子の断面積が一様に増大する形状としたことで、マイナス電極側へ移動しようとするホットスポットを低抵抗側へ誘導できる。
【００４１】
その結果、センサ素子の両端部に形成した一対の電極からほぼ等しい位置をホットスポットの発生位置とすることができ、電極部にホットスポットが近づいてホットスポット熱により電極が損傷を受けたり、熱膨張による熱応力によってセンサ素子等にクラックが発生するのを防止できる。
【００４２】
また、センサ素子の断面積がプラス側の電極からマイナス側の電極に向かって一様に増大する形状としたことにともない、マイナス側の電極サイズをプラス側よりも大きくすることができる。これにより、センサ素子内のＯ2-イオン濃度が変わってホットスポットがマイナス電極側へ移動しようとした場合においても、センサ素子のマイナス側でより効果的な放熱が促進される。そして、このような放熱効果により、ホットスポットの発生位置をマイナス電極側から遠ざけ、両電極からほぼ等しい位置とすることができる。
【００４３】
本発明に係る酸素センサは、上記の実施の形態例に限定されず、種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
【００４４】
＜変形例１＞
上記の実施の形態例では、リング状に成形されたグリーンシートをダイシング（切断）して、個片化されたセンサ素子を得ているが、切断前のグリーンシートの形状はリング状に限定されない。変形例１として、図５（ａ），（ｂ）は、形状が帯状のグリーンシートをダイシングしてセンサ素子を作製する例を示している。
【００４５】
すなわち、図５（ａ），（ｂ）に示す例では、センサ素子の長手方向の寸法（長軸方向の長さ）に合わせた幅Ｗを有する長尺グリーンシート５０を準備し、長尺グリーンシート５０を、その幅方向の切断線に沿って切断する。
【００４６】
図５（ａ）では、長尺グリーンシート５０の幅方向に走る切断線５１ａと、幅方向に斜めに走る切断線５１ｂとに沿って長尺グリーンシート５０をダイシングする。これにより、一方端側の幅Ｗ１が他方端側の幅Ｗ２よりも小さく、その断面積が一方端から他方端に向かって一様に増大する形状のセンサ素子５２ａ〜５２ｆを作製できる。
【００４７】
一方、図５（ｂ）は、長尺グリーンシート５０の幅方向に斜めに走る２本の切断線５３ａ，５３ｂに沿って長尺グリーンシート５０をダイシングする例を示している。これにより、一方端側の幅Ｗ３が他方端側の幅Ｗ４よりも小さく、その断面積が一方端から他方端に向かって一様に増大する形状のセンサ素子５４ａ〜５４ｆを作製できる。
【００４８】
＜変形例２＞
センサ素子の断面積が一方端から他方端に向かって一様に増大する形状を有するとの要件を満たす限り、図１等に示すセンサ素子のように全体形状が平板状である例に限定されない。変形例２として、例えば、図６（ａ）に示すセンサ素子６２は、一方端底面が他方端底面より面積が小さく、全体が角錐状の形状を有している。この例では、一方端底面と他方端底面に配置した電極（不図示）それぞれにリード線６３，６５が取り付けられている。
【００４９】
図６（ｂ）に示すセンサ素子６４は、一方端底面が他方端底面より面積が小さく、全体形状が円錐状の形状を有している。この例においても、一方端底面と他方端底面それぞれに配置した不図示の電極にリード線６７，６９が取り付けられている。
【００５０】
＜変形例３＞
変形例３として、センサ素子の断面積が段階的に増大する例を説明する。図７（ａ）は、平面視したときのセンサ素子７２の形状がＴ字状の例である。センサ素子７２では、リード線７３が取り付けられた側からリード線７５が取り付けられた側に向かう断面積が段階的に増大している。
【００５１】
図７（ｂ）は、平面視したときのセンサ素子７４の形状がＬ字状の例であり、この例においても、リード線７７が取り付けられた側からリード線７９が取り付けられた側に向かう断面積が段階的に増大する。
【００５２】
なお、図８（ａ）は、１枚のグリーンシート７０から、図７（ａ）のＴ字状センサ素子７２を多数個、打ち抜く場合の打抜きパターンの一例を示している。また、図８（ｂ）は、１枚のグリーンシート８０から、図７（ｂ）のＬ字状センサ素子７４を多数個、打ち抜く場合の打抜きパターンの例である。いずれの例でも、１枚のグリーンシートにおけるセンサ素子の取り数を最大化できる。
【００５３】
＜変形例４＞
変形例３では、平板状のセンサ素子の断面積を段階的に増大させる例を説明したが、変形例４として、断面積が段階的に増大する立体的形状を有するセンサ素子について説明する。例えば、図９（ａ）のセンサ素子８２は、断面積の異なる２個の直方体を接続してなる形状を有する。また、センサ素子８２の両端面には、リード線８３，８５が取り付けられている。
【００５４】
一方、図９（ｂ）のセンサ素子８４は、断面積の異なる２個の円柱を接続した形状を有する。センサ素子８４においても、その両端面にリード線８７，８９が取り付けられている。よって、図９（ａ）のセンサ素子８２、図９（ｂ）のセンサ素子８４のいずれも、センサ素子の断面積が一方端から他方端に向かって段階的に増大している。
【符号の説明】
【００５５】
１０  酸素センサ
１２，４２，５２ａ〜５２ｆ，５４ａ〜５４ｆ，６２，６４，７２，７４，８２，８４  センサ素子
１３，１５，４３，４５  電極
１７，１９，４７，４９，６３，６５，６７，６９，７３，７５，８７，８９  リード線
２１ａ〜２１ｄ  中心円
２２ａ〜２２ｄ  外周部
２３  マイナス電極
２５  プラス電極
２７ａ〜２７ｄ  リング状グリーンシート
３１  棒状ピン
３３  積層体
５０  長尺グリーンシート
７０，８０  グリーンシート
【図１】
2019168367.tif 000003
【図２】
2019168367.tif 000004
【図３】
2019168367.tif 000005
【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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【図９】
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