(57)【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（２）と、
該固体電解質体（２）の一方の面と他方の面とにそれぞれ設けた測定電極（３）及び基準電極（４）と、
上記測定電極（３）に接続されると共に基端側へ延びる信号リード部（５）と、
該信号リード部（５）及び上記測定電極（３）を上記固体電解質体（２）と反対側から覆う第１セラミック層（６１）と、
上記信号リード部（５）と上記固体電解質体（２）との間に介在した第２セラミック層（６２）と、を有し、
上記第１セラミック層（６１）は、上記第２セラミック層（６２）の外側面に密着しており、
上記信号リード部（５）は、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｉｒのうちの１種の金属または２種以上による合金からなり、
上記第２セラミック層（６２）には、上記信号リード部（５）側から上記金属又は合金が染み込んだ染込み部（７）が形成されており、
上記第２セラミック層（６２）の厚みは、５．２〜２００μｍであり、
上記第２セラミック層（６２）における上記信号リード部（５）側の表面からの上記染込み部（７）の深さである染込み深さ（Ｄ）は、０．２μｍ以上であり、
上記第２セラミック層（６２）と上記固体電解質体（２）との界面（１１）と、上記染込み部（７）との間の距離（Ｅ）は、５μｍ以上であることを特徴とするガスセンサ素子（１）。
【請求項２】
上記信号リード部（５）は、Ｐｔからなることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ素子（１）。
【請求項３】
上記信号リード部（５）は、めっきによって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセンサ素子（１）。
【請求項４】
上記信号リード部（５）は、該信号リード部（５）の幅方向における上記第２セラミック層（６２）の一部に形成されてい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ガスセンサ素子（１）。
【請求項５】
上記信号リード部（５）は、上記第２セラミック層（６２）と上記信号リード部（５）との積層方向の厚みとして、５〜２００μｍの厚み領域（Ｈ）にわたりうねっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの一項に記載のガスセンサ素子（１）。
【請求項６】
上記第２セラミック層（６２）の気孔率は１〜２０％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの一項に記載のガスセンサ素子（１）。
【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ガスセンサ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の内燃機関等の排気系には、排ガス等の被測定ガス中における特定ガス濃度（例えば、酸素濃度）を検出するガスセンサが配設されている。
このようなガスセンサには、酸素イオン伝導性の固体電解質体と、その固体電解質体の一方の面と他方の面とにそれぞれ設けた被測定ガス測定電極及び基準電極とを有するガスセンサ素子が内蔵されている。
【０００３】
そして、ガスセンサ素子としては、測定電極に一端が接続されて基端側へ延びる信号リード部を有するものがある（特許文献１参照）。かかるガスセンサ素子は、信号リード部を保護するために、固体電解質体と反対側から覆う第１セラミック層を有する。さらに、信号リード部と固体電解質体との間には、酸素イオン電流のリークを防ぐために、第２セラミック層が介在している。したがって、信号リード部は、第２セラミック層の表面に形成されており、白金ペーストによって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３８５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高いセンサ出力信頼性が求められる場合、白金ペーストからなる信号リード部を有するガスセンサ素子によっては、その要求に応えることが困難となるおそれがある。すなわち、白金ペーストは、白金とバインダとの混合物であるため、電気抵抗率が高く、また、バインダ等の不純物のばらつきに起因して、電気抵抗率のばらつきも大きくなりやすい。それゆえ、信号リード部の電気抵抗が高くなるとともにばらつきが大きくなるため、ガスセンサ素子のセンサ出力信頼性を高くすることは困難である。
【０００６】
かかる観点において、信号リード部を純白金によって構成することにより、センサ出力信頼性を向上させることはできる。しかし、第２セラミック層の表面に純白金からなる信号リード部を形成すると、第２セラミック層に対する信号リード部の密着性を確保し難い。したがって、ガスセンサ素子の耐久性を確保することが困難となる。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、センサ出力信頼性と耐久性とに優れたガスセンサ素子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】
【０００８】
本発明の一態様は、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と他方の面とにそれぞれ設けた測定電極及び基準電極と、
上記測定電極に接続されると共に基端側へ延びる信号リード部と、
該信号リード部及び上記測定電極を上記固体電解質体と反対側から覆う第１セラミック層と、
上記信号リード部と上記固体電解質体との間に介在した第２セラミック層と、を有し、
上記第１セラミック層は、上記第２セラミック層の外側面に密着しており、
上記信号リード部は、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｉｒのうちの１種の金属または２種以上による合金からなり、
上記第２セラミック層には、上記信号リード部側から上記金属又は合金が染み込んだ染込み部が形成されており、
上記第２セラミック層の厚みは、５．２〜２００μｍであり、
上記第２セラミック層における上記信号リード部側の表面からの上記染込み部の深さである染込み深さは、０．２μｍ以上であり、
上記第２セラミック層と上記固体電解質体との界面と、上記染込み部との間の距離は、５μｍ以上であることを特徴とするガスセンサ素子にある。
【０００９】
参考態様として、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と他方の面とにそれぞれ設けた測定電極及び基準電極と、上記測定電極に接続されると共に基端側へ延びる信号リード部と、該信号リード部を上記固体電解質体と反対側から覆う第１セラミック層と、上記信号リード部と上記固体電解質体との間に介在した第２セラミック層と、を有するガスセンサ素子を製造する方法であって、
上記信号リード部を形成するにあたっては、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｉｒのうちの１種の金属または２種以上による合金を、無電解めっきにより上記第２セラミック層の外側表面に堆積させることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法がある。
【発明の効果】
【００１０】
上記ガスセンサ素子は、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｉｒ（イリジウム）のうちの１種の金属または２種以上による合金からなる信号リード部を有する。すなわち、信号リード部が、白金ペーストのような、金属又は合金と他の材料との混合物ではなく、実質的に不純物を混合しない金属又は合金によって構成されている。そのため、信号リード部の電気抵抗を小さくするとともにばらつきを小さくすることができ、その結果、ガスセンサ素子のセンサ出力信頼性を向上させることができる。
【００１１】
そして、第２セラミック層には、信号リード部側から白金が染み込んだ染込み部が形成されている。これにより、第２セラミック層に対する信号リード部の密着性を向上させることができる。すなわち、上記染込み部は、信号リード部から第２セラミック層に、信号リード部を構成する金属又は合金が染み込んだ部分であり、いわゆるアンカー効果を発揮することとなる。これにより、信号リード部と第２セラミック層との密着力を確保し、耐久性に優れたガスセンサ素子を得ることができる。
【００１２】
このように、上記ガスセンサ素子は、信号リード部の電気抵抗のばらつきの低減を、信号リード部を上記金属又は合金によって構成することで実現し、その一方で、第２セラミック層に対する信号リード部の密着力を、染込み部によるアンカー効果によって確保している。
【００１３】
また、上記ガスセンサ素子の製造方法においては、信号リード部を、無電解めっきによって形成する。すなわち、信号リード部を形成する際に、無電解めっき法を用い、固体電解質体の外表面に設けられた第２セラミック層の外側表面に、上記金属又は合金の層を堆積させる。このとき、めっき液が外側表面から第２セラミック層の細孔に染み込む。これにより、上記金属又は合金からなる信号リード部が第２セラミック層の外側表面に形成されると共に、第２セラミック層内の一部に染込み部が形成される。そして、染込み部は信号リード部のアンカーとしての役割を果たすこととなる。その結果、得られるガスセンサ素子は、耐久性を備えたものとなる。
【００１４】
以上のごとく、本発明によれば、センサ出力信頼性と耐久性とに優れたガスセンサ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における、ガスセンサ素子の先端部の断面図。
【図２】実施例１における、第１セラミック層を取り除いた状態のガスセンサ素子の先端部の正面図。
【図３】実施例１における、信号リード部周辺のガスセンサ素子の中心軸を含む平面による断面図。
【図４】実施例１における、染込み部付近の拡大断面図。
【図５】実施例１における、図３のＶ−Ｖ線矢視断面相当の、信号リード部と第１セラミック層と第２セラミック層との断面図。
【図６】実施例１における、信号リード部及び染込み部付近の断面の電子顕微鏡写真（倍率４０００倍）。
【図７】実施例１における、信号リード部の断面の電子顕微鏡写真（倍率２００倍）。
【図８】実施例２における、ガスセンサ素子の先端部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記ガスセンサ素子は、例えば、車両用の内燃機関等の排気系に配設されるガスセンサに内蔵して用いられる。また、上記ガスセンサ素子は、被測定ガス（排ガス）中の特定ガス濃度（酸素濃度）に依存して電極間を流れる限界電流を基に内燃機関に供給される混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出するＡ／Ｆセンサ素子、被測定ガス（排ガス）と基準ガス（大気）との間の特定ガス濃度（酸素濃度）比に依存して電極間に生じる起電力を基に空燃比を検出する酸素センサ素子等に適用される。
【００１７】
また、上記ガスセンサ素子は、例えば、先端側が閉塞されると共に基端側が開放されたコップ型の上記固体電解質体を有するコップ型のガスセンサ素子であってもよいし、板状の固体電解質体の厚み方向に他のセラミック層を積層して構成された積層型のガスセンサ素子であってもよい。
なお、本明細書において、ガスセンサ素子を内蔵したガスセンサを排気系等に挿入する側を先端側、その反対側を基端側という。
【００１８】
また、上記第２セラミック層における上記信号リード部側の表面からの上記染込み部の深さである染込み深さは、０．２μｍ以上であることが好ましい。この場合には、染込み部のアンカー効果が充分に発揮され、ガスセンサ素子の耐久性を一層向上させることができる。
【００１９】
また、上記第２セラミック層と上記固体電解質体との界面と、上記染込み部との間の距離は、５μｍ以上であることが好ましい。この場合には、第２セラミック層による信号リード部と固体電解質体との間の酸素イオン電流のリーク防止効果を充分に確保することができる。したがって、高いセンサ出力信頼性を有するガスセンサ素子をより確実に得ることができる。
【００２０】
また、上記信号リード部はＰｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｉｒのうちの１種の金属または２種以上による合金からなり、他の材料と上記金属又は合金との混合物ではない。ただし、これは、信号リード部に若干の不純物が含まれることを排除するものではない。そして、上記信号リード部における上記金属又は合金の純度は、９０質量％以上であることが好ましい。この場合には、ガスセンサ素子のセンサ出力信頼性を効果的に向上させることができる。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
上記ガスセンサ素子の実施例につき、図１〜図７を用いて説明する。
本例のガスセンサ素子１は、図１に示すごとく、酸素イオン伝導性の固体電解質体２と、固体電解質体２の一方の面と他方の面とにそれぞれ設けた測定電極３及び基準電極４とを有する。さらに、ガスセンサ素子１は、測定電極３に接続されると共に基端側へ延びる信号リード部５と、信号リード部５を固体電解質体２と反対側から覆う第１セラミック層６１と、信号リード部５と固体電解質体２との間に介在した第２セラミック層６２と、を有する。
【００２２】
信号リード部５は、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｉｒのうちの１種の金属または２種以上による合金からなる。本例においては、信号リード部５はＰｔ（白金）からなる。
そして、図３に示すごとく、第２セラミック層６２には、信号リード部５側から上記金属又は合金（本例においては白金）が染み込んだ染込み部７が形成されている。
信号リード部５は、不可避的不純物以外の不純物を含まない純白金であり、信号リード部５における白金の純度は、９０質量％以上である。
【００２３】
本例において、ガスセンサ素子１は、図１、図２に示すごとく、先端が閉塞されると共に基端が開放されたコップ型の固体電解質体２を有するコップ型のガスセンサ素子である。固体電解質体２は、ジルコニア（ＺｒＯ2）を主成分としてなる。コップ型の固体電解質体２の内側面に、基準電極４が形成され、固体電解質体２の外側面に測定電極３が形成されている。また、測定電極３及び基準電極４は、何れも白金からなる。
【００２４】
基準電極４は、固体電解質体２の内側面の略全面に形成されている。一方、測定電極３は、固体電解質体２における先端部付近の一部に設けられている。ただし、本例においては、測定電極３の先端は、固体電解質体２の先端よりも基端側に位置する。また、測定電極３は、周方向の全体に形成されている。
【００２５】
そして、図２に示すごとく、測定電極３の基端部から基端側へ延びるように、固体電解質体２の外側面に信号リード部５が形成されている。図２、図５に示すごとく、信号リード部５は、該信号リード部５の幅方向における第２セラミック層６２の一部に形成されている。すなわち、信号リード部５は、固体電解質体２の周方向の一部にのみ形成されている。また、第１セラミック層６１および第２セラミック層６２は、固体電解質体２の全周にわたって形成されている。それゆえ、図５に示すごとく、信号リード部５が形成されていない部位において、第１セラミック層６１と第２セラミック層６２とは互いに密着している。
【００２６】
また、固体電解質体２と信号リード部５との間に設けられた第２セラミック層６２は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）またはスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）を主成分とした緻密なセラミック層である。第２セラミック層６２の気孔率は１〜２０％である。第２セラミック層６２は、測定電極３よりも基端側における固体電解質体２の外側面の略全面に配設されている。また、第２セラミック層６２の厚みは、５．２〜２００μｍ程度である。
【００２７】
また、第１セラミック層６１は、信号リード部５と測定電極３とを外側から覆うように、固体電解質体２の外側面の略全体に、形成されている。第１セラミック層６１もアルミナを主成分としてなる。第１セラミック層６１は、測定電極３を覆うように形成されているが、ガスセンサ素子１の周囲の被測定ガスは、第１セラミック層６１を透過して、測定電極３に到達するよう構成されている。第２セラミック層６２の気孔率は１〜２０％である。
第１セラミック層６１は、測定電極３への被測定ガスの供給を遮蔽することなく、測定電極３及び信号リード部５を、被測定ガスの熱等から保護すると共に、測定電極３及び信号リード部５を構成する白金の凝集を防いでいる。
【００２８】
図１、図３に示すごとく、第２セラミック層６２の外側表面６２１に信号リード部５が設けられている。そして、図４に示すごとく、第２セラミック層６２における信号リード部５側の表面（外側表面６２１）からの染込み部７の深さである染込み深さＤは、０．２μｍ以上である。また、第２セラミック層６２と固体電解質体２との界面１１と、染込み部７との間の距離Ｅは、５μｍ以上である。
【００２９】
染込み部７は、第２セラミック層６２の外側表面６２１から、第２セラミック層６２における細孔に白金が染み込んだ状態となって形成されている。すなわち、図６に示すごとく、ガスセンサ素子１を、第２セラミック層６２と信号リード部５との積層方向に平行な平面においてクロスカットしてその断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したとき、第２セラミック層６２の外側表面６２１に近い位置に、多数の白金が存在する様子が観察できる。この白金が存在する部分が、染込み部７である。
【００３０】
図６、図７に示すごとく、第２セラミック層６２の外側表面６２１は凹凸形状を有し、信号リード部５は厚み方向にうねっている。そして、図６に示すごとく、上記染込み深さＤは、信号リード部５（外側表面６２１）の各部における垂線方向へ向かう深さとして定義され、必ずしも固体電解質体２と第２セラミック層６２と信号リード部５との積層方向（図７の上下方向）への深さと一致するわけではない。
【００３１】
また、図７に示すごとく、上記の信号リード部５のうねりは、固体電解質体２と第２セラミック層６２と信号リード部５との積層方向の厚みとして、５〜２００μｍの厚み領域Ｈにわたりうねっている。このうねりによって、第２セラミック層６２と第１セラミック層６１との間に信号リード部５が高い密着力にて挟持され、信号リード部５を構成する金属（白金）の凝集が抑制されている。
【００３２】
また、信号リード部５は、めっきによって形成されている。すなわち、信号リード部５を形成する際には、無電解めっき法を用い、固体電解質体２の外表面に設けられた第２セラミック層６２の外側表面６２１に、白金の層を堆積させる。このとき、めっき液が外側表面６２１から第２セラミック層６２の細孔に染み込む。これにより、白金からなる信号リード部５が第２セラミック層６２の外側表面６２１に形成されると共に、第２セラミック層６２内の一部に染込み部７が形成される。それゆえ、染込み部７を構成する白金は、信号リード部５を構成する白金と繋がっており、染込み部７は信号リード部５のアンカーとしての役割を果たすこととなる。
【００３３】
また、信号リード部５の厚みは、０．５〜１０μｍである。また、第２セラミック層６２の厚みは５．２〜１００μｍである。
【００３４】
また、ガスセンサ素子１は、ガスセンサに内蔵され、内燃機関の排気系に設置されて用いられる（図示略）。また、本例のガスセンサ素子１は、測定電極３と基準電極４との間に所定の電圧を印加することにより、被測定ガス（排ガス）中の特定ガス濃度（酸素濃度）に依存した限界電流値を出力する限界電流式のガスセンサ素子である。
【００３５】
また、ガスセンサ素子１は、例えば、内燃機関の排気系における触媒フィルタよりも下流側に設置されるリア用ガスセンサに内蔵されるものとすることができる。すなわち、ガスセンサ素子１を内蔵したガスセンサは、自動車エンジンの排気系において、排ガスを浄化する触媒フィルタの下流側に配置されるものとすることができる。この場合、触媒フィルタを通過した後の排ガス中の酸素濃度に依存した限界電流値を出力する。そして、得られた限界電流値に基づいて、内燃機関に供給された混合気における空燃比を算出して、エンジン制御システムにフィードバックするよう構成することができる。ただし、本発明のガスセンサ素子１は、これに限定されるものではなく、種々の態様にて使用することができる。
【００３６】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記ガスセンサ素子１は、白金からなる信号リード部５を有する。すなわち、信号リード部５が、白金ペーストのような、白金等と他の材料（バインダ等）との混合物ではなく、実質的に不純物を含まない白金によって構成されている。そのため、信号リード部５の電気抵抗を小さくすることができ、その結果、ガスセンサ素子１のセンサ出力信頼性を向上させることができる。
【００３７】
すなわち、従来のように信号リード部を白金ペーストによって構成した場合、信号リード部５の電気抵抗率が例えば１５〜２５μΩ・ｃｍとなるところ、本例のように信号リード部５を白金によって構成した場合、電気抵抗率を例えば９〜１１μΩ・ｃｍと低減することができるとともにそのばらつきを低減することができる。よって、信号リード部５の電気抵抗を低減し、またバラツキを小さくした結果、センサ出力精度を向上させることができる。
【００３８】
そして、第２セラミック層６２には染込み部７が形成されているため、第２セラミック層６２に対する信号リード部５の密着性を向上させることができる。すなわち、染込み部７は、信号リード部５から第２セラミック層６２に白金が染み込んだ層であり、いわゆるアンカー効果を発揮することとなる。これにより、信号リード部５と第２セラミック層６２との密着力を確保し、耐久性に優れたガスセンサ素子１を得ることができる。
【００３９】
このように、ガスセンサ素子１は、信号リード部５の電気抵抗のばらつきの低減を、信号リード部５を白金によって構成することで実現し、その一方で、第２セラミック層６２に対する信号リード部５の密着力を、染込み部７によるアンカー効果によって確保している。
【００４０】
また、染込み部７の染込み深さＤが０．２μｍ以上であるため、染込み部７のアンカー効果が充分に発揮され、ガスセンサ素子１の耐久性を一層向上させることができる。
また、第２セラミック層６２と固体電解質体２との界面１１と、染込み部７との間の距離Ｅは、５μｍ以上である。これにより、第２セラミック層６２による信号リード部５と固体電解質体２との間の酸素イオン電流のリーク防止効果を充分に確保することができる。したがって、高いセンサ出力信頼性を有するガスセンサ素子１をより確実に得ることができる。
【００４１】
以上のごとく、本例によれば、センサ出力信頼性と耐久性とに優れたガスセンサ素子及びその製造方法を提供することができる。
【００４２】
（実施例２）
本例は、図８に示すごとく、固体電解質体２の先端部に、第３セラミック層６３を設けた例である。
第３セラミック層６３は、第２セラミック層６２と同様の構造、材質、厚み等を有する。そして、第３セラミック層６３は、固体電解質体２の外表面における、測定電極３よりも先端側の領域に形成されている。
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００４３】
本例の場合には、固体電解質体２への測定電極３の形成をより正確に行うことができる。すなわち、測定電極３の形成にあたって、固体電解質体２の外表面に、第２セラミック層６２と共に第３セラミック層６３を形成する。その後、固体電解質体２の外表面における第２セラミック層６２と第３セラミック層６３とに囲まれた領域に測定電極３を形成する。これにより、測定電極３を、固体電解質体２における所定の位置に精度よく形成することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４４】
（実験例１）
本例は、表１に示すごとく、染込み部７の染込み深さＤと、信号リード部の耐久性との関係を検証した例である。
試験に際しては、染込み深さＤの異なる複数のガスセンサ素子をそれぞれ備えたガスセンサを用意した。また、染込み部７のないガスセンサ素子についても、同様に評価した。また、各水準につき、４つの試料を用意した。ガスセンサ素子の基本構成は、実施例１のガスセンサ素子と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００４５】
そして、ガソリンエンジンの排気管に、各ガスセンサを設置して、アクセル全開状態とアイドル状態とを、１０分毎に繰り返して、約３０００時間の耐久試験を行った。なお、アクセル全開状態においてはガスセンサ素子の温度が１０００℃となり、アイドル状態においてはガスセンサ素子の温度が３００℃となるように、ヒータにて調整した。
【００４６】
上記の耐久試験の前後において、各ガスセンサ素子の信号リード部５の電気抵抗をそれぞれ測定し、電気抵抗の変化率を評価した。その結果を、下記表１に示す。
【００４７】
【表１】
0006596809.tif 000002
【００４８】
表１において、「Ａ」は、電気抵抗変化率が１０％未満であったものを示し、充分な耐久性を備えていると評価される。一方、「Ｂ」は、電気抵抗変化率が１０％以上のものを示す。表１から分かるように、染込み部７がないもの（染込み深さＤが０μｍのもの）は、４つの試料の何れについても電気抵抗変化が１０％以上となっている。一方、染込み部７の存在するものについては、電気抵抗変化率の改善がみられ、特に染込み深さＤが０．２μｍ以上であるものについては、すべての試料において電気抵抗変化率が１０％未満に抑制されており、信号リード部５の耐久性に優れていることが分かる。
【００４９】
（実験例２）
本例は、表２に示すごとく、第２セラミック層６２と固体電解質体２との界面１１と、染込み部７との間の距離Ｅと、信号リード部５と固体電解質体２との間の酸素イオン電流のリークとの関係を検証した例である。
【００５０】
試験に際しては、距離Ｅの異なる複数のガスセンサ素子をそれぞれ備えたガスセンサを用意した。また、染込み部７が界面１１まで達しているガスセンサ素子（Ｅ＝０）についても、同様に評価した。また、各水準につき、４つの試料を用意した。ガスセンサ素子の基本構成は、実施例１のガスセンサ素子と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００５１】
試験にあたっては、空燃比（Ａ／Ｆ）１３〜１８の間の複数種類の排ガスを、それぞれガスセンサによって測定したときに、センサ出力として得られる限界電流値を測定した。そして、各空燃比の排ガスに対して本来得られるべき限界電流値に対する誤差の大小を評価した。この誤差が大きいと（ストイキ精度が低いと）、信号リード部５と固体電解質体２との間の酸素イオン電流のリークが生じていると考えられる。つまり、リークが生じていると、その分、測定される限界電流値が大きくなる。評価結果を、下記表２に示す。
【００５２】
【表２】
0006596809.tif 000003
【００５３】
表２において、「Ａ」は、誤差が１０％未満であったものを示し、充分な出力信頼性を備えていると評価される。一方、「Ｂ」は、誤差が１０％を以上のものを示す。表２から分かるように、距離Ｅが５μｍ以上であるものについては、すべての試料において上記誤差が１０％未満に抑制されており、信号リード部５と固体電解質体２との間の酸素イオン電流のリークを充分に防ぐことができていることが分かる。
【００５４】
なお、上記実施例においては、有底筒状のコップ型のガスセンサ素子につき説明したが、板棒状の固体電解質体に他の層を積層してなるガスセンサ素子に、本発明を適用することもできる。
また、上記実施例においては、信号リード部を白金によって構成した例を示したが、信号リード部は白金に限らず、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｉｒのうちの１種の金属または２種以上による合金からなるものであれば、他の材料とすることもできる。
【符号の説明】
【００５５】
１  ガスセンサ素子
２  固体電解質体
３  測定電極
４  基準電極
５  信号リード部
６１  第１セラミック層
６２  第２セラミック層
６３  第３セラミック層
７  染込み部
【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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