(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向の一方の側に底部を有し他方の側に開口を有する筒状の固体電解質体の外表面に電極を備えるとともに、該電極は、前記底部側に配置され、少なくとも一部が周方向の一部にのみ形成される検知部と該検知部から前記開口側に延びると共に前記検知部よりも幅狭なリード部とを有するガスセンサ素子の製造方法であり、
スリットを有する筒状のマスクに前記固体電解質体を挿入して、前記固体電解質体の外表面のうち前記電極を形成する電極形成箇所に前記スリットを重ねると共に、前記電極形成箇所を除いた非電極形成箇所をマスクで覆う第１工程と、
前記マスクで覆われていない前記電極形成箇所にメッキ液を供給し、該メッキ液中の金属を析出させて前記電極を形成する第２工程と、
を有するガスセンサ素子の製造方法であって、
前記マスクのスリットは、
前記メッキ液が流通することで前記検知部が形成される第１開口部と、前記第１開口部に連通するとともに、前記メッキ液が流通することで前記リード部が形成される第２開口部と、を有し、
前記軸線方向から見て、前記第１開口部を形成する両側面がなす開き角度の最大は、前記軸線と前記検知部の両端部とを結ぶ２つの直線がなす交差角度の最小より小さいことを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
【請求項２】
前記軸線方向から見て、前記両側面の開き角度は、前記両側面全体において、前記交差角度の最小より小さいことを特徴とする請求項１記載のガスセンサ素子の製造方法。
【請求項３】
前記マスクには、前記固体電解質体を前記マスクに挿入した際に、前記両側面と前記固体電解質体とをそれぞれ接続する２つの接続面を備え、
前記軸線方向から見て、前記２つの接続面の開き角度は、前記両側面の開き角度よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２記載のガスセンサ素子の製造方法。
【請求項４】
軸線方向の一方の側に底部を有し他方の側に開口を有する筒状の固体電解質体の外表面に形成される電極であり、前記底部側に配置され、少なくとも一部が周方向の一部にのみ形成された検知部と該検知部から前記開口側に延びると共に前記検知部よりも幅狭なリード部とを有する電極を、メッキ液を用いて形成する際に、前記固体電解質体を挿入して、前記固体電解質体の外表面のうち前記電極を形成する電極形成箇所に自身に形成されたスリットを重ねると共に、前記電極形成箇所を除いた非電極形成箇所を覆う筒状のマスクであって、
前記スリットは、前記メッキ液が流通することで前記検知部が形成可能な第１開口部と、前記第１開口部に連通するとともに、前記メッキ液が流通することで前記リード部が形成可能な第２開口部と、を有し、
前記軸線方向から見て、前記第１開口部を形成する両側面がなす開き角度の最大は、前記軸線と前記検知部の両端部とを結ぶ２つの直線がなす交差角度の最小より小さいことを特徴とするマスク。
【請求項５】
前記軸線方向から見て、前記両側面の開き角度は、前記両側面の全体において、前記交差角度の最小より小さいことを特徴とする請求項４記載のマスク。
【請求項６】
前記固体電解質体を前記マスクに挿入した際に、前記両側面と前記固体電解質体とをそれぞれ接続する２つの接続面を更に備え、
前記軸線方向から見て、前記２つの接続面の開き角度は、前記両側面の開き角度よりも大きいことを特徴とする請求項４または請求項５記載のマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底筒状の固体電解質体の外表面に電極を形成してなるガスセンサ素子の製造方法と、このガスセンサ素子の製造方法に用いることができるマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の内燃機関から排出される排気ガス中の酸素濃度を検出し、内燃機関に供給する混合気の空燃比を制御するものとして、酸素検出素子を内蔵する酸素センサが用いられている。酸素検出素子は、軸線方向の一端が閉塞され他端が開放されると共に、その軸線方向の略中間部に径方向外側に突出する鍔部が形成された固体電解質体（以下、基体と呼ぶ。）と、この基体の内表面及び外表面に白金からなる基準電極及び検知電極とを有している。
【０００３】
検知電極は、検知部とリード部と端子接続部とを有しており、検知部は、一般に、先端部（閉塞端部）から鍔部又はその近傍に至るまでの外表面全体に形成されている。また、リード部は、検知部から基体の後端部付近までに、軸線方向に延びる細線状を有している。さらに、端子接続部は、リード部の後端部に接続し、基体の周方向に一周して繋がるように形成されている。一方、基準電極は、基体の内表面全体に形成されている。
【０００４】
このような酸素検出素子は、一般には次のようにして形成されている。
まず、基体用材料（例えばＺｒＯ2）をプレス成形して成形体を作成する。次に、この成形体の外表面のうち、リード部および端子接続部が形成される部位に白金やパラジウム等を含む貴金属ペーストを印刷し、その後、成形体の焼成と同時にこの貴金属ペーストを焼成することで、リード部及び端子接続部が形成された基体（以下、素子中間体と呼ぶ。）を得る。
【０００５】
次に、上記素子中間体の外表面のうち、検知部が形成される部分に核を付着させ（核付け工程）、この付着させた核に対して無電解メッキ法を用いて貴金属を析出させ（メッキ工程）、さらにエージング処理を行う。その後、検知部が形成された素子中間体の内表面全体に、上述と同様に核付け工程及びメッキ工程を行い、さらにエージング処理を行うことで、基体に検知電極及び基準電極が形成された酸素検出素子を得る。
【０００６】
ところで、近年では、電極に使用される高価な貴金属の使用量を低減する等の目的で、各種の技術が提案されている。
例えば下記特許文献１には、酸素検出素子の先端の検知部の面積を従来より小さくし、例えば酸素検出素子の周方向の半分程度にのみに形成した形状の検知部とし、その検知部から延びるように帯状の先端側のリード部（第１リード部）を設け、この第１リード部と後端側のリード部（第２リード部）とを接続する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−２１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、この特許文献１のような、酸素検出素子の周方向の半分程度にのみに形成した検知部及び第１リード部をメッキにて同時に形成するために、核を付着させた素子中間体の表面に、検知部及び第１リード部に対応したマスクを被せてメッキを行うことが考えられる。
【０００９】
このマスクとしては、例えば図１０に示すように、素子中間体Ｐ１の先端側の一部を覆うように、開口部Ｐ２が形成された略円筒状のマスクＰ３が用いられる。詳しくは、マスクＰ３の開口部Ｐ２は、検知部Ｐ４の形状に対応した第１開口部Ｐ５（即ち軸線方向から見た場合に先端側が所定角度で開いている第１開口部Ｐ５）と、第１リード部Ｐ６の形状に対応した第２開口部Ｐ７（即ち第１開口部Ｐ５より幅が狭く軸線方向に延びる第２開口部Ｐ７）とから形成されている。
【００１０】
しかしながら、メッキを行う際には、マスクＰ３の開口部Ｐ２に沿ってメッキ液を供給するので、検知部Ｐ４と第１リード部Ｐ６とでメッキ膜厚に差が生ずることがあった。
つまり、第１開口部Ｐ５と第２開口部Ｐ７とでは、メッキ液の流入面積に大きな差があるので（即ち第１開口部Ｐ５の流入面積は第２開口部Ｐ７の流入面積より数倍程度大きいので）、メッキ液の流速の差も大きくなる。詳しくは、第１開口部Ｐ５におけるメッキ液の流速は、第２開口部Ｐ７におけるメッキ液の流速より小さく（遅くなる）ので、第１開口部Ｐ５に形成される検知部Ｐ４の膜厚は、第２開口部Ｐ７に形成される第１リード部Ｐ６の膜厚より小さくなる。
【００１１】
そのため、検知部Ｐ４の膜厚として必要な膜厚を確保するような条件にてメッキを行うと、第１リード部Ｐ６の膜厚が必要以上に大きくなって、電極を構成する貴金属が多く必要になるという問題があった。
【００１２】
この対策として、第１リード部Ｐ６の膜厚が過大とならないような条件にてメッキを行うと、逆に、検知部Ｐ４の膜厚を十分に確保できず、耐久性が低下するという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記したような課題を解決するためになされたものであって、電極材料を低減できるとともに、十分な耐久性を確保できるガスセンサ素子の製造方法とその製造方法に用いることができるマスクを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明の第１態様のガスセンサ素子の製造方法は、軸線方向の一方の側に底部を有し他方の側に開口を有する筒状の固体電解質体の外表面に電極を備えるとともに、その電極は、底部側に配置され、少なくとも一部が周方向の一部にのみ形成される検知部と検知部から開口側に延びると共に検知部より幅狭なリード部とを有するガスセンサ素子の製造方法に関するものである。
【００１５】
このガスセンサ素子の製造方法では、スリットを有する筒状のマスクに固体電解質体を挿入して、固体電解質体の外表面のうち電極を形成する電極形成箇所にスリットを重ねると共に、電極形成箇所を除いた非電極形成箇所を、マスクで覆う第１工程と、マスクで覆われていない電極形成箇所にメッキ液を供給し、メッキ液中の金属を析出させて電極を形成する第２工程と、を有している。
【００１６】
上述したメッキの際に用いられるマスクのスリットは、メッキ液が流通することで検知部が形成可能な第１開口部と、第１開口部に連通するとともに、メッキ液が流通することでリード部が形成可能な第２開口部と、を有している。
【００１７】
その上、軸線方向から見て、第１開口部を形成する両側面がなす開き角度の最大は、軸線と検知部の両端部とを結ぶ２つの直線がなす交差角度の最小より小さくしている。つまり、両側面の開き角度の最大は、交差角度の最小より狭い範囲に設定されている。
【００１８】
従って、前記第１工程にて、上述した構成のマスクを固体電解質体に被せ、前記第２工程にて、固体電解質体の露出部分であるマスクの第１開口部及び第２開口部にメッキ液を流通させて、固体電解質体上に検知部及びリード部を有する電極を形成する際には、検知部とリード部とにおける（メッキによって形成される）金属の膜厚を、従来より均一化することができる。
【００１９】
つまり、検知部に対応する第１開口部を形成する両側面は、従来のように開き角度が大きく広がっておらず、角度が規制されて狭くなっているので、メッキの際には、第１開口部と第２開口部とを流通するメッキ液の流速の差が小さくなる。そのため、検知部とリード部とにおける金属の膜厚を、従来より均一化することができる。
【００２０】
よって、検知部として耐久性に必要な膜厚を確保するためにメッキを行っても、リード部の膜厚が必要以上に大きくなることを抑制できる。その結果、電極材料を低減できるとともに、十分な耐久性を確保できるガスセンサ素子を製造することができるという顕著な効果を奏する。
【００２１】
なお、「第１開口部を形成する両側面がなす開き角度の最大」とは、第１開口部の両側面が軸線方向に延びると共に軸線方向から見て交差するように延びる場合において、最も角度が大きくなる開き角度を指す。また、「交差角度の最小」とは、検知部の両端部が軸線方向に延びる共に軸線方向から見て交差するように延びる場合において、最も角度が小さくなる交差角度を指す。
【００２２】
（２）本発明の第２態様のガスセンサ素子の製造方法では、両側面の開き角度は、軸線方向から見て、両側面の全体において前記交差角度の最小よりも小さくしている。
本第２態様は、第１開口部を形成する両側面の好ましい形態を例示している。これにより、メッキの際には、第１開口部と第２開口部とを流通するメッキ液の流速の差がより小さくなる。そのため、検知部とリード部とにおける金属の膜厚を、より均一化することができる。
【００２３】
（３）本発明の第３態様のガスセンサ素子の製造方法では、マスクには、固体電解質体をマスクに挿入した際に、両側面と固体電解質体とをそれぞれ接続する２つの接続面を備え、２つの接続面の開き角度は、両側面の開き角度よりも大きくしている。
【００２４】
軸線方向から見た場合に、第１開口部を形成する両側面が、直接、固体電解質体に接続している場合（即ちメッキ液の流路がいきなり狭くなっている場合）には、メッキ液を供給する際に第１開口部が広がる方向（周方向）に大きな力がかかる。そのため、第１開口部を形成する両側面と固体電解質体との接触部分のシール性が低下して、メッキによるにじみが発生することがある。
【００２５】
それ対して、本第３態様では、両側面と固体電解質体との間に、両側面の開き角度よりも大きい２つの接続面を有している。これにより、第１開口部の周方向かかる力が両側面を直接固体電解質体に接触させる場合に比べて小さいので、十分なシール力を確保でき、メッキ滲みを抑制することができる。
【００２６】
これにより、メッキ厚のばらつきを低減できるので、電極（特に検知部）の耐久性を向上でき、電極（特に検知部）の幅を目的の寸法とすることも可能である。その結果、高いセンサ特性を実現できる。
【００２７】
（４）本発明の第４態様のマスクは、軸線方向の一方の側に底部を有し他方の側に開口を有する筒状の固体電解質体の外表面に形成される電極であり、底部側に配置され、少なくとも一部が周方向の一部にのみ形成された検知部と検知部から開口側に延びると共に検知部よりも幅狭なリード部とを有する電極を、メッキ液を用いて形成する際に、固体電解質体を挿入して、固体電解質体の外表面のうち電極を形成する電極形成箇所に自身に形成されたスリットを重ねると共に、電極形成箇所を除いた非電極形成箇所を覆う筒状のマスクに関するものである。
【００２８】
このマスクのスリットは、メッキ液が流通することで検知部が形成される第１開口部と、第１開口部に連通するとともに、メッキ液が流通することでリード部が形成される第２開口部と、を有している。
【００２９】
さらに、軸線方向から見て、第１開口部を形成する両側面がなす開き角度の最大は、軸線と検知部の両端部とを結ぶ２つの直線がなす交差角度の最小より小さく設定されている。
【００３０】
このマスクを用いてメッキを行うことによって、前記第１態様と同様な効果を奏する。
（５）本発明の第５態様のマスクでは、両側面の開き角度は、軸線方向から見て、両側面の全体において、前記交差角度の最小より小さく設定されている。
【００３１】
このマスクを用いてメッキを行うことによって、前記第２態様と同様な効果を奏する。
（６）本発明の第６態様のマスクは、固体電解質体をマスクに挿入した際に、両側面と固体電解質体とをそれぞれ接続する２つの接続面を更に備え、軸線方向から見て、２つの接続面の開き角度は、両側面の開き角度よりも大きくされている。
【００３２】
このマスクを用いてメッキを行うことによって、前記第３態様と同様な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態のガスセンサ素子の製造方法で製造されたガスセンサ素子を示し、（ａ）はガスセンサ素子の軸線方向先端側から見た平面図、（ｂ）はガスセンサ素子の正面図、（ｃ）はガスセンサ素子の側面図。
【図２】第１実施形態のガスセンサ素子の製造方法で用いられるマスクを示し、（ａ）はマスクの軸線方向先端側から見た平面図、（ｂ）はマスクの正面図、（ｃ）はマスクの側面図。
【図３】（ａ）はマスクを拡大して示す平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部分を拡大して示す図。
【図４】ガスセンサ素子の製造途中の素子中間体を示す正面図。
【図５】マスクを素子中間体に被せた組付体を示し、（ａ）は組付体の軸線方向先端側から見た平面図、（ｂ）は組付体の正面図、（ｃ）は組付体の側面図。
【図６】組付体をマスク固定板の固定孔に固定した状態を示す断面図。
【図７】組付体の素子中間体の表面にメッキした状態を示し、（ａ）はメッキ後の組付体の軸線方向先端側から見た平面図、（ｂ）はメッキ後の組付体の正面図、（ｃ）はメッキ後の組付体の側面図。
【図８】ガスセンサ素子が組み付けられた酸素センサを軸線方向に沿って破断した断面図。
【図９】（ａ）は第２実施形態のマスクを拡大して示す平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ部分を拡大して示す図。
【図１０】従来技術のメッキ後の組付体を示し、（ａ）は組付体の軸線方向先端側から見た平面図、（ｂ）は組付体の正面図、（ｃ）は組付体の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明のガスセンサ素子の製造方法及びその製造方法に用いられるマスクの実施形態について説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．ガスセンサ素子］
まず、第１実施形態のガスセンサ素子の製造方法によって製造されるガスセンサ素子の構成について説明する。
【００３５】
図１に示すように、ガスセンサ素子１は、酸素センサ７１（図８参照）の検出素子として用いられるものであり、ジルコニアを主成分とする固体電解質体からなる基体５を備えている。
【００３６】
基体５は、軸線Ｏの方向（軸線方向：図１（ｂ）の上下方向）に延びる略円筒形状の部材であり、軸線方向の一方（図１（ｂ）の上方）に閉塞された底部７を有するとともに、他方（図１（ｂ）の下方）に開放された開口９を有している。
【００３７】
基体５の外周面には、軸線方向の略中央部において、基体５の周方向の全周にわたって基体５から径方向外側に突出する環状の鍔部１１が設けられている。
なお、以下では、基体５の底部７側を先端側と称し、開口９側を後端側と称する。また、基体５のうち、鍔部１１より先端側を先端部１３と称し、鍔部１１より後端側を後端部１５と称する。
【００３８】
また、基体５の外周面には、例えばＰｔからなる外側電極（検知電極）１７が形成されるとともに（図１のハッチング部分）、内周面には、例えばＰｔからなる内側電極（基準電極）１９が形成されている。
【００３９】
検知電極１７は、先端部１３の先端側に形成された検知部２１と、検知部２１から軸線方向に沿って後端側に延びるリード部２３と、リード部２３に接続されるとともに基体５の周方向に形成された端子接続部２５とからなる。
【００４０】
このうち、検知部２１は、図１（ａ）に示すように、軸線方向から見て、軸線Ｏを中心として周方向に所定の角度（交差角度α１）となるように、即ち扇形となるように形成されている。
【００４１】
詳しくは、検知部２１は、リード部２３の形成されている側（図１（ａ）の下方）から見て、軸線Ｏと左側の検知部端部とを繋ぐ左辺２１Ｌと軸線Ｏと右側の検知部端部とを繋ぐ右辺２１Ｒとの間の交差角度α１が、例えば９０°〜１８０°の範囲に設定されている。
【００４２】
リード部２３は、図１（ｂ）に示すように、検知部２１よりも幅狭に形成されており、検知部２１から軸線方向に沿って鍔部１１の中央部２７まで伸びる第１リード部２９と、第１リード部２９より幅が狭く鍔部１１の中央部２７から後端側に延びる第２リード部３１とから構成されている。なお、第１リード部２９と第２リード部３１とは、鍔部１１の中央部２７にて重なって電気的に接続されている。
【００４３】
端子接続部２５は、第２リード部３１の後端側に接続されており、第２リード部３１に対して垂直に形成された環状の電極である。
［１−２．ガスセンサ素子の製造方法］
次に、本第１実施形態のガスセンサ素子１の製造方法を説明する。
【００４４】
＜マスクの構造＞
最初に、後述するメッキ工程にて使用されるマスク４１の構造について説明する。
図２に示すように、本第１実施形態で使用されるマスク４１は、基体５の先端部１３から鍔部１１を経て後端部１５の一部（鍔部１１に隣接する先端部分）に到る範囲を覆う円筒形状のメッキマスクであり、伸縮自在の弾性を有するゴム部材からなる。
【００４５】
詳しくは、マスク４１は、軸線方向に伸びるとともに基体５の外形形状に対応した形状の中空部４３と、中空部４３に連通するスリット４８とを有している。このスリット４８は、メッキ液が流通することで検知部２１を形成する第１開口部４５と、第１開口部４５に連通するとともに第１開口部４５より周方向の幅が狭く且つメッキ液が流通することで第１リード部２９を形成する第２開口部４７とを有している。
【００４６】
図２（ａ）に示すように、第１開口部４５は、軸線Ｏを中心として、検知部２１と同じ交差角度α１にて扇形となるように開口している。なお、第１開口部４５の後端側（図２（ｂ）の下方）は、軸線方向と垂直の平面となっており、第２開口部４７を挟む図２（ｂ）の左右の壁部４６Ｌ、４６Ｒの左右の先端面４６Ｌａ、４６Ｒａが第１開口部４５に露出している。
【００４７】
また、マスク４１は、第１開口部４５を形成する一対の底面４９を有している。具体的には、図２（ｂ）に示すように、軸線方向の先端側に、軸線Ｏを中心として交差角度α１に形成された（図２（ａ）参照）一対の底面４９（左側底面４９Ｌ、右側底面４９Ｒ）を有している。
【００４８】
更に、マスク４１のスリット４８には、第１開口部４５を形成する両側面５７（左側面５７Ｌ、右側面５７Ｒ）が形成されている。
また、マスク４１のスリット４８には、この両側面５７と底面４９とを接続するようにして、第１開口部４５を形成する一対の接続面５５（左側接続面５５Ｌ、右側接続面５５Ｒ）が形成されている。
【００４９】
つまり、右側底面４９Ｒの右端部５１Ｒに、右側接続面５５Ｒ、右側面５７Ｒが連接されている。同様に、左側底面４９Ｌの左端部５１Ｌに、左側接続面５５Ｌ、左側面５７Ｌが連接されている。
【００５０】
そして、図３（ａ）に拡大して示すように、軸線方向から見て、両側面５７がなす角度（開き角度α２）は、交差角度α１より小さく設定されている（例えば、０°を超えて９０°以下）。
【００５１】
なお、両側面５７のなす開き角度α２は、軸線方向から見て、両側面５７の全体において、交差角度α１の最小よりも小さく設定されている。
一方、一対の接続面５５のなす角度（開き角度α３）は、検知部２１の交差角度α１以下で（第１実施形態では交差角度α１より小さい）、しかも、両側面５７のなす開き角度α２より大きく設定されている（例えば、０°を超えて１８０°以下）。
【００５２】
なお、図３（ｂ）に更に拡大して示すように（ハッチング部分はスリット４８に対応した部分）、一対の接続面５５（例えば左側接続面５５Ｌ）は、一対の底面４９（例えば左側底面４９Ｌ）に対して、第４角度α４傾斜しており、両側面５７（例えば左側面５７Ｌ）は、一対の接続面５５（例えば左側接続面５５Ｌ）に対して、第５角度α５傾斜している。
【００５３】
＜ガスセンサ素子の製造手順＞
次に、前記マスク４１を用いて行われるガスセンサ素子１の製造手順について説明する。
【００５４】
まず、鍔部１１を備えた基体５を作製するために、従来と同様に、セラミック材料（例えばジルコニアを主体とした固体電解質体の材料）を型に入れて、公知のプレス成型法によって所定の成形体を作製する。
【００５５】
次に、この成形体の表面に、周知のように、白金ペーストを用いた印刷により、第２リード部３１及び端子接続部２５となるパターンを形成する。
その後、これを例えば１５００℃にて２時間程度焼成して、図４に示すように、第２リード部３１及び端子接続部２５を備えた基体５（即ち素子中間体６１）を製造する。
【００５６】
或いは、セラミック材料を型に入れて基体５の母材を作製した後に、その母材の表面を切削して、鍔部１１を備えた基体５の形状とし、第２リード部３１及び端子接続部２５となるパターンを形成した後に、焼成して素子中間体６１を製造することができる。
【００５７】
次に、素子中間体６１の外表面のうち、先端部１３と鍔部１１の中央部２７より先端側とに対して（図４のドット部分）、メッキの前処理として周知の核付けを行う。
例えば、素子中間体６１の核付け部分を、白金錯塩水溶液（例えば、４価白金アンミン水溶液や２価白金アンミン水溶液）（白金濃度；４５ｇ／ｍ3）に浸漬する。さらに、この素子中間体６１を浸漬させた白金錯塩水溶液を６０℃に加熱し、水素化硼素ナトリウムの水溶液を添加する。そして、この混合液である核付与液中で、素子中間体６１を１０分間、揺動しながら放置し、半素子６１の外表面に白金の核を析出させる。
【００５８】
次に、図５に示すように、前記マスク４１を、素子中間体６１の先端側より被せる。詳しくは、マスク４１の中空部４３の後端側の後端開口部４３ａを、素子中間体６１の先端に合わせてから、マスク４１を図５（ｂ）の上方から下方に押し込む。
【００５９】
なお、押し込む際には、マスク４１の第２開口部４７の周方向における中央と第２リード部３１との位置を一致させるようにする。
このマスク４１の中空部４３は、素子中間体６１の外形形状と一致するように形成されているので、マスク４１を素子中間体６１に被せると、マスク４１は素子中間体６１の表面に密着する。
【００６０】
また、マスク４１には、図５（ｂ）に示すように、上述した第１開口部４５及び第２開口部４７からなるスリット４８が形成されているので、このスリット４８の部分では素子中間体６１が露出している。詳しくは、第２開口部４７の中央に、第２リード部３１が見えている状態となっている。
【００６１】
なお、マスク４１は、素子中間体６１の後端部１５のうち、先端側のみを覆っているだけなので、それより後端側では半素子６１は露出している。
次に、図６に示すように、マスク４１を素子中間体６１とともにマスク固定板６３の固定孔６５に押し込んで固定する。
【００６２】
この状態（即ちマスク４１を素子中間体６１に被せた組付体の状態）で、周知の方法によって、素子中間体６１の核付けした表面にメッキを行う。
例えばメッキ工程では、素子中間体６１及びマスク４１を一体的に固定したマスク固定板６３を、白金錯塩水溶液（例えば、４価白金アンミン水溶液や２価白金アンミン水溶液）（白金濃度；６００ｇ／ｍ3）に浸漬し、加熱する。そして、この素子中間体６１を浸漬した白金錯塩水溶液に、核が付着した部位以外に白金が析出しない程度の還元力を有するヒドラジン水溶液（濃度；８５質量％）を添加し、これらの混合液であるメッキ液中で素子中間体６１を２時間程度揺動しながら放置し、素子中間体６１の外表面に付着している核に対して白金を析出させる。
【００６３】
このメッキ工程では、図７に示すように、素子中間体６１の外表面のうち、マスク４１が装着されていない箇所（電極形成箇所４２）、即ち検知部２１に対応した第１開口部４５にて露出している箇所と第１リード部２９に対応した第２開口部４７にて露出している箇所のうち、核付けがなされている箇所（左斜めのハッチング箇所）に、白金が析出する。
【００６４】
このようにしてメッキ工程が終わったら、マスク固定板６３からマスク４１が装着された素子中間体６１を取り外し、さらに素子中間体６１からマスク４１を取り外す。その後、素子中間体６１の外表面を水で洗浄し、乾燥させる。
【００６５】
そして、素子中間体６１の外表面における白金の核を成長させた部分に対し、周知のエージング処理を行って、ガスセンサ素子１を完成する。
なお、ガスセンサ素子１の検知部２１の表面を保護するために、プラズマ溶射法によってスピネル粉末を溶射し、電極保護層（図示せず）を形成する。
【００６６】
また、ガスセンサ素子１の内表面に対しても、同様なメッキ処理によって基準電極１９を形成するが、従来と同様な方法であるので、その説明は省略する。
［１−３．酸素センサ］
次に、上述したガスセンサ素子１を備えたガスセンサである酸素センサ７１について説明する。なお、以下の「上」、「下」は、図８における「上」、「下」を示している。
【００６７】
図８に示すように、酸素センサ７１は、軸線方向（同図上下方向）に延びて先端側（図８の下方）が閉じた有底筒状の前記ガスセンサ素子１と、ガスセンサ素子１の内部に配置されてガスセンサ素子１を加熱する棒状のセラミックヒータ７５と、酸素センサ７１の内部構造物を収容するとともに酸素センサ７１を排気管等の取付部に固定するケーシング７７などを備えている。
【００６８】
これらのうち、ケーシング７７は、ガスセンサ素子１を保持するとともに、その先端部１３の検知部２１を排気管等の内部に突出させる主体金具８１と、主体金具８１の後端側（図８の上方）に延設されてガスセンサ素子１との間で基準ガス空間を形成する金属製の外筒８３などを備えている。
【００６９】
また、主体金具８１は、ガスセンサ素子１を下方から支持するセラミックからなる円筒状のホルダ８５と、ホルダ８５の上部に充填される滑石粉末からなる円筒状の充填部材８７と、充填部材８７を上方から押圧するセラミックからなる円筒状のスリーブ８９などを、内部に収容する。
【００７０】
即ち、主体金具８１の下端側の内周には、内向きに突出した段部９１が設けられており、この段部９１に金属製のパッキン９３を介してホルダ８５が係止されることにより、ガスセンサ素子１の鍔部１１が下方から支持されている。
【００７１】
そして、ホルダ８５の上側における主体金具８１の内周面とガスセンサ素子１の外周面との間に充填部材８７が配設され、さらに、この充填部材８７の上側にスリーブ８９及び金属製のパッキン９５が順次同軸状に内挿された状態で、主体金具８１の上端部が内方（下方）に加締められることで、充填部材８７が加圧充填される。それにより、ガスセンサ素子１が主体金具８１に対してしっかりと固定されている。
【００７２】
また、主体金具８１の下端側外周には、ガスセンサ素子１の突出部分（先端部１３）を覆うとともに、複数の孔部を有する金属製の二重のプロテクタ９７が溶接によって取り付けられている。
【００７３】
一方、主体金具８１の上部開口部を覆うように、外筒８３の下部開口端部が当該主体金具８１に外挿された後、この下部開口端部に外方から溶接が施され、外筒８３が主体金具８１に装着されている。
【００７４】
また、外筒８３における上部開口部の近傍には、電気絶縁性を有するセラミックからなる円筒状のセパレータ９９が内挿されている。
セパレータ９９は、その軸方向中央付近の外周面に、径方向外側に突出したフランジ部１０１を有している。このセパレータ９９は、フランジ部１０１に係止する金属製の筒状の保持部材１０３を介して、外筒８３の内部に保持されている。
【００７５】
また、セパレータ９９は、自身の後端面１０５から先端面１０７に向けて貫通する複数の挿通孔１０９と、セラミックヒータ７５の後端部１１１を収容可能に先端面１０７に形成された凹部１１３とを備えている。
【００７６】
そして、セパレータ９９は、外側電極用端子１１５と内側電極用端子１１７との後端側を、それぞれ異なる挿通孔１０９の内部に収容して、外側電極用端子１１５と内側電極用端子１１７との絶縁性、外側電極用端子１１５と外筒８３との絶縁性、および内側電極用端子１１７と外筒８３との絶縁性を保持している。
【００７７】
外側電極用端子１１５は、ガスセンサ素子１の外周面に配置された検知電極１７とリード線１２１とを電気的に接続するように配置されており（ガスセンサ素子１の端子接続部２５に接触しており）、内側電極用端子１１７は、ガスセンサ素子１の内周面に配置された基準電極１９とリード線１２５とを電気的に接続するように配置されている。
【００７８】
また、外筒８３の上部開口部は、フッ素系樹脂製のグロメット１２９により閉塞されており、このグロメット１２９を貫いて、リード線１２１、１２３やセラミックヒータ７５に接続されたリード線１２５、１２７が配置されている。
【００７９】
なお、このリード線１２１、１２３、１２５、１２７は、酸素センサ７１とは離れた位置に設けられる図示外のセンサ制御装置あるいは自動車の電子制御装置（ＥＣＵ）と電気的に接続されている。
【００８０】
［１−４．効果］
本第１実施形態では、メッキの際に用いられるマスク４１のスリット４８は、メッキ液が流通することで検知部２１が形成可能な第１開口部４５と、第１開口部４５に連通するとともにメッキ液が流通することで第１リード部２９が形成可能な第２開口部４７と、を有している。
【００８１】
さらに、軸線方向から見て、第１開口部４５を形成する両側面５７がなす開き角度α２は、軸線Ｏと検知部２１の各端部５１（左端部５１Ｌ、右端部５１Ｒ）とを結ぶ直線２１Ｌ、２１Ｒ（図２（ａ）参照）がなす交差角度α１より小さく設定されている。
【００８２】
従って、上述した構成のマスク４１を基体５（詳しくは素子中間体６１）に被せて、素子中間体６１の露出部分であるマスク４１の第１開口部４５及び第２開口部４７からメッキ液を供給して、素子中間体６１上に検知部２１及び第１リード部２９を有する電極を形成することにより、検知部２１と第１リード部２９とにおける（メッキによって形成される）金属の膜厚を、従来より均一化することができる。
【００８３】
つまり、検知部２１に対応する第１開口部４５を形成する両側面５７は、従来のように大きく広がっておらず、角度が規制されて狭くなっているので、メッキの際には、第１開口部４５と第２開口部４７とを流れるメッキ液の流速の差が小さくなる。そのため、検知部２１と第１リード部２９とにおける金属の膜厚を、従来より均一化することができる。
【００８４】
よって、検知部２１として耐久性に必要な膜厚を確保するためにメッキを行っても、第１リード部２９の膜厚が必要以上に大きくなることはない。その結果、電極材料を低減できるとともに、十分な耐久性を確保できるガスセンサ素子１を製造することができるという顕著な効果を奏する。
【００８５】
しかも、本第１実施形態では、マスク４１には、固体電解質体（基体５、素子中間体６１）にマスク４１を挿入した際に、両側面５７と固体電解質体とをそれぞれ接続する２つの接続面５５であり、開き角度α３が開き角度α２よりも大きくなる２つの接続面５５が設けられているので、シール力を確保でき、メッキ滲みを抑制することができる。
【００８６】
これにより、メッキ厚のばらつきを低減できるので、電極（特に検知部２１）の耐久性を向上できるとともに、電極（特に検知部２１）の幅も目的とする大きさにでき、高いセンサ特性を実現することができる。
【００８７】
［２．他の実施形態］
次に、他の実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様な構成には、同様な番号を使用して説明する。
【００８８】
図９（ａ）に示すように、第２実施形態では、第１実施形態と同様なメッキ工程で使用されるマスク１３１の形状が異なっている。
本第２実施形態で使用されるマスク１３１は、第１実施形態と同様に、軸線方向の先端側に、軸線Ｏを中心として交差角度α１に形成された一対の底面４９（左側底面４９Ｌ、右側底面４９Ｒ）を有している。
【００８９】
また、一対の底面４９の一対の端部５１（左端部５１Ｌ、右端部５１Ｒ）より径方向に延びるように、両側面１３３（左側面１３３Ｌ、右側面１３３Ｒ）が連接されている。
本第２実施形態では、前記第１実施形態と同様な一対の接続面が形成されておらず、両側面１３３全体が、一対の第１端部５１から折れ曲がるようにして、図９（ａ）の上下方向に延びている。
【００９０】
詳しくは、図９（ｂ）に示すように、両側面１３３（例えば左側面１３３Ｌ）は、一対の底面４９（例えば左側底面４９Ｌ）に対して、（前記第４角度α４と第５角度α４とを合計した）第６角度α６傾斜している。
【００９１】
本第２実施形態においても、検知部２１と第１リード部２９との膜厚を均一化できるという効果がある。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
【００９２】
例えば、第１実施形態、第２実施形態のガスセンサ素子１では、検知部２１の全体（先端から後端に亘って）が、軸線方向から見て、軸線Ｏを中心として周方向に所定の角度となるように基体５に形成されていたが、これに限られず、検知部の先端側が、基体の先端側の周方向の全周に設けられており、この全周に設けられた検知部の先端側に接続するようにして、検知部の後端側が周方向に所定の角度となるように基体に設けられていても良い。この場合においても、検知部の後端側にのみに第１実施形態や第２実施形態のマスクを配置することで、本発明を達成することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１…ガスセンサ素子
５…基体（固体電解質体）
１７…検知電極（外側電極）
２１…検知部
２３…リード部
２９…第１リード部
３１…第２リード部
４１、１３１…マスク
４２…電極形成箇所
４５…第１開口部
４７…第２開口部
５５…接続面
５７、１３３…側面
【図１】
0006514055.tif 000002
【図２】
0006514055.tif 000003
【図３】
0006514055.tif 000004
【図４】
0006514055.tif 000005
【図５】
0006514055.tif 000006
【図６】
0006514055.tif 000007
【図７】
0006514055.tif 000008
【図８】
0006514055.tif 000009
【図９】
0006514055.tif 000010
【図１０】
0006514055.tif 000011