(57)【要約】【課題】測定精度が高いガスセンサ素子を提供すること。【解決手段】固体電解質体１１と，該固体電解質体１１に設けた被測定ガス側電極１２１と基準電極１２２とを有し，上記被測定ガス側電極１２１と対面するチャンバ１４０を有し，上記チャンバ１４０とガスセンサ素子１の外部雰囲気とを結び，チャンバ１４０内から直接外部雰囲気へつながる導入孔１５０を有し，該導入孔１５０の外部雰囲気側の開口部を覆うように拡散抵抗層１６を有し，かつ上記導入孔１５０が上記チャンバ１４０に対面する開口端面１５２の面積をＳ，開口端面１５２の周長さをＬ，開口端面１５２におけるチャンバ１４０の厚みをｄとすると，これら三者の間には，Ｓ／Ｌｄ≦１．５の関係が成立する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質体と，該固体電解質体に設けた被測定ガス側電極と基準電極とを有し，
上記被測定ガス側電極と対面するチャンバを有し，
上記チャンバとガスセンサ素子の外部雰囲気とをつなぐ導入孔を有し，
かつ上記導入孔が上記チャンバに対面する開口端面の面積をＳ，
開口端面の周長さをＬ，
開口端面におけるチャンバの厚みをｄとすると，
これら三者の間には，Ｓ／Ｌｄ≦１．５の関係が成立することを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項２】
固体電解質体と，該固体電解質体に設けた被測定ガス側電極と基準電極とを有し，
上記被測定ガス側電極と対面するチャンバを有し，
上記チャンバとガスセンサ素子の外部雰囲気とをつなぐ導入孔を有し，該導入孔の外部雰囲気側の開口部を覆うように設けた多孔質材からなり，外面に拡散抵抗を備えた他の部材を持たない拡散抵抗層を有し，
上記導入孔が上記チャンバに対面する開口端面の面積をＳ，
開口端面の周長さをＬ，
開口端面におけるチャンバの厚みをｄとすると，
これら三者の間には，Ｓ／Ｌｄ≦１．５の関係が成立することを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項３】
請求項１または２において，上記Ｓ，Ｌ及びｄの間には，０．２５≦Ｓ／Ｌｄ≦１．２５の関係が成立することを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において，上記導入孔を複数備えることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において，上記ガスセンサ素子は２セル式であることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項において，上記ガスセンサ素子は，上記チャンバにおいて被測定ガス中の特定ガス濃度を測定するセンサセルと上記チャンバに対し酸素を出し入れする酸素ポンプセルとを有する２セル式であり，
上記センサセルは，固体電解質体と，該固体電解質体に設けた被測定ガス側電極と，大気を導入する基準ガス室と対面する基準電極とよりなると共に上記センサセルは上記導入孔が上記チャンバに対面する開口端面と対面する位置に設けてなり，
上記酸素ポンプセルは，固体電解質体と，該固体電解質体に設けた一対のポンプ電極とよりなると共に上記一対のポンプ電極の中の少なくとも１つは上記チャンバに対し対面することを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項７】
請求項１，３〜６のいずれか１項において，上記導入孔は外部雰囲気に開口する開口部を有し，該開口部を覆う被測定ガス側電極に含まれる被毒成分を捕獲するトラップ層を設けてなることを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項８】
請求項２〜６において，上記拡散抵抗層の外面に被測定ガス側電極に含まれる被毒成分を捕獲するトラップ層を設けてなることを特徴とするガスセンサ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，車両用内燃機関の燃焼制御などに用いることができるガスセンサ素子に関する。
【０００２】
【従来技術】
車両用エンジンの排気系にＡ／Ｆセンサ素子を内蔵したガスセンサを設け，排気ガス中の酸素濃度などから空燃比を測定し，これを利用してエンジンの燃焼制御を行うことがある。
車両の排気ガス浄化に三元触媒を用いる場合，効率よく排気ガスを浄化するためには車両用エンジンの燃焼室において空燃比が特定の値を有することが重要である。
従って，Ａ／Ｆセンサ素子で精度よく空燃比の測定を行うことで，精度高い燃焼制御を実現することができ，三元触媒による排気ガスの浄化効率を高めることができる（これが排気ガス制御フィードバックシステムの原理である）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７５２１５号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２０００−６５７８２号公報
【０００５】
【特許文献３】
特許２７４８８０９号公報
【０００６】
【解決しようとする課題】
近年，排気ガスの浄化効率を一層高めることが要求され，排気ガス制御フィードバックシステムに用いるＡ／Ｆセンサ素子として，より高い測定精度を持つ素子が必要とされている。測定精度が高ければ，排気ガス制御フィードバックシステムの性能が向上する。
【０００７】
また，上記排気ガスフィードバックシステムなどで使用するガスセンサ素子としては，Ａ／Ｆの他に，排気ガス中の酸素濃度を検出する素子や排気ガス中の大気汚染物質であるＮＯｘの濃度を直接検出する素子などが知られており，これらの素子についても上記と同様の問題がある。
【０００８】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，測定精度が高いガスセンサ素子を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題の解決手段】
第１の発明は，固体電解質体と，該固体電解質体に設けた被測定ガス側電極と基準電極とを有し，
上記被測定ガス側電極と対面するチャンバを有し，
上記チャンバとガスセンサ素子の外部雰囲気とをつなぐ導入孔を有し，
かつ上記導入孔が上記チャンバに対面する開口端面の面積をＳ，
開口端面の周長さをＬ，
開口端面におけるチャンバの厚みをｄとすると，
これら三者の間には，Ｓ／Ｌｄ≦１．５の関係が成立することを特徴とするガスセンサ素子にある（請求項１）。
【００１０】
また，第２の発明は，固体電解質体と，該固体電解質体に設けた被測定ガス側電極と基準電極とを有し，
上記被測定ガス側電極と対面するチャンバを有し，
上記チャンバとガスセンサ素子の外部雰囲気とをつなぐ導入孔を有し，該導入孔の外部雰囲気側の開口部を覆うように設けた多孔質材からなり，外面に拡散抵抗を備えた他の部材を持たない拡散抵抗層を有し，
上記導入孔が上記チャンバに対面する開口端面の面積をＳ，
開口端面の周長さをＬ，
開口端面におけるチャンバの厚みをｄとすると，
これら三者の間には，Ｓ／Ｌｄ≦１．５の関係が成立することを特徴とするガスセンサ素子にある（請求項２）。
【００１１】
第１，第２の発明の作用効果につき説明する。
第１，第２の発明にかかるガスセンサ素子は被測定ガス側電極が対面するチャンバと外部雰囲気とをつなぐ導入孔を有する。第２の発明は導入孔の開口部を覆う拡散抵抗層を有する。上記導入孔が上記チャンバに対面する開口端面の面積をＳ，開口端面の周長さをＬ，開口端面におけるチャンバの厚みをｄとすると，Ｓ／Ｌｄ≦１．５の関係が成立する。
第１，第２の発明にかかるガスセンサ素子は，導入孔（第２の発明では拡散抵抗層と導入孔）を通ってチャンバに到達した被測定ガスに中の特定ガス濃度を測定する構成である。
【００１２】
ガスセンサ素子の出力は，外部雰囲気と，センサに設けられるガス拡散抵抗部の構造より決定される。Ｓ／Ｌｄ≦１．５とすることで，導入孔とチャンバとの境界，すなわち開口端面で被測定ガスが拡散律速しないガスセンサ素子を得ることができる。
従って，第１，第２の発明にかかるガスセンサ素子は，外部雰囲気の状態を反映したセンサ出力を得ることが出来る。
【００１３】
第１の発明にかかるガスセンサ素子において，導入孔の開口部から開口端面にかかる距離の調整は容易である。例えば後述する実施例２に示す構成の素子であれば，ガスセンサ素子完成後に導入孔形成板の外面を削ればよい。第２の発明にかかるガスセンサ素子は，拡散抵抗層の外面を削ればよい。従って，Ｓ／Ｌｄが上記条件を満たす場合，ガスセンサ素子完成後のセンサ出力の調整が容易で，高い精度で調整可能な出力を得ることができる。
【００１４】
また，チャンバに入る被測定ガスの量，被測定ガスが入る速度は，上述したように，例えば後述する実施例２に示す構成の素子であれば，ガスセンサ素子完成後に導入孔形成板の外面を削ればよい。第２の発明にかかる拡散抵抗層を備えた素子は拡散抵抗層の外面を削ればよい。
チャンバに入る被測定ガスの量や速度はガスセンサ素子の出力に大きく影響するため，上述のごとくチャンバに入る被測定ガスの量や速度を容易に調整可能な第１，第２の発明にかかるガスセンサ素子は，完成後の出力調整が容易である。すなわち，出力調整により出力のばらつき抑制が容易に実現し，測定精度に優れたガスセンサ素子を得ることができる。
以上，本発明にかかる構成によれば，測定精度が高いガスセンサ素子を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
第１及び第２の発明にかかるＳ，Ｌ，ｄについて説明する。
図２（ａ），（ｂ）に示すごとく，上記導入孔１５０は上記チャンバ１４０に対して開口するが，その開口端面１５２の面積はＳである。開口端面１５０における周長さはＬで，開口端面１５０に沿ったチャンバ１４０の厚み（導入孔の側面をチャンバ１４０内に延長して得た仮想の側面１５５に沿った長さ）の平均値がｄとなる。
【００１６】
ところで，ガスセンサ素子において導入孔の径を調整することは非常に難しい。
ガスセンサ素子は，一般に所定のセラミックグリーンシートを積層圧着した後焼成することで製造する。
導入孔はピンホールを設けたセラミックグリーンシートを焼成して形成することが，ガスセンサ素子の製造法上において一般的である。すなわち，ピンホールの寸法などは焼成前に決まってしまうが，焼成によるセラミックグリーンシートの縮みは予測や調整が困難である。
また，ガスセンサ素子の製造工程の上で，ピンホールを設けたセラミックグリーンシートは他のグリーンシート等とあわせて積層圧着する。この点から鑑みても，導入孔の寸法や形状を精度よく所定の範囲に収めることは非常に困難であると考える。
【００１７】
また，ガスセンサ素子の限界電流値はチャンバの厚みｄに応じて定まるが，チャンバの厚みｄはガスセンサ素子の製造工程でばらつきが生じることが多い。
すなわち，チャンバは，該チャンバ形成用の窓部などを設けたセラミックグリーンシートを焼成して形成することが一般的で，上記導入孔の場合と同様，焼成による縮み，他のグリーンシートとの積層圧着等による変形等からチャンバの厚みｄを所定の範囲に収めることは非常に困難であると考える。
【００１８】
よって，Ｓ／Ｌｄが１．５より大である場合は，導入孔とチャンバとの境界となる開口端面で被測定ガスの拡散律速が生じるおそれがあると共に，上述したように出力ばらつきや応答性の調整が困難で素子精度を改善し難い。
なお，複数の導入孔を持つガスセンサ素子については，各導入孔についてそれぞれＳ／Ｌｄにかかる条件が成立する。
【００１９】
また，第１，第２の発明にかかるガスセンサ素子は，外部雰囲気からチャンバへと導入される被測定ガスの拡散経路が実質１本化しており（第１の発明は導入孔からのみ，第２の発明は拡散抵抗層と導入孔），過渡応答時に重畳信号が生じ難い。よって，ガスセンサ素子に高い測定精度を得ることができる。
【００２０】
第１，第２の発明にかかるガスセンサ素子は，酸素イオン導電性の固体電解質体に被測定ガス側電極と基準電極とを設け，これら固体電解質体，被測定ガス側電極，基準電極からなる電気化学セルを流れる酸素イオン電流に基づいて，被測定ガス中の特定ガス濃度を測定することができる。
【００２１】
すなわち，上記チャンバは導入孔による拡散律速を受けて（第１の発明）または拡散抵抗層と導入孔（第２の発明）による拡散律速を受けて被測定ガスが入り込む場所である。拡散律速を受けることで，上記電気化学セルには被測定ガス中の特定ガス濃度に応じた限界電流特性が生じ，これを利用して特定ガス濃度を測定することができる。
【００２２】
具体的には，第１，第２の発明にかかるガスセンサ素子では，チャンバと基準電極が対面する基準ガスとの間の特定ガス濃度差から生じる酸素イオン電流に基づいて特定ガス濃度の測定を行うことができる。
また，被測定ガス側電極が特定ガスを分解して生じた酸素イオンによる酸素イオン電流に基づいて特定ガス濃度の測定を行うことができる。
または，被測定ガス側電極と基準電極との間で特定ガス濃度に依存する電位差が発生し，該電位差を利用することで特定ガス濃度の測定を行うことができる。
【００２３】
また，第１，第２の発明にかかるガスセンサ素子は，被測定ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサ素子である。または，特定のガスを分解して酸素イオンを生成し，この酸素イオンに基づいて特定ガスの濃度を測定する構成のガスセンサ素子である。この時の特定ガスとしては例えばＮＯｘやＣＯ，ＨＣなどが例示できる。
【００２４】
さらに，第１，第２の発明にかかるガスセンサ素子の中には，内燃機関の排気系に設置し，排気ガス中の酸素濃度を測定して，その測定値に基づいて内燃機関の燃焼室における空燃比（Ａ／Ｆ）を測定するガスセンサ素子もある。
また，第１及び第２の発明にかかる導入孔は，チャンバを覆う導入孔形成板に設けたピンホールより構成することができる。
【００２５】
また，第２の発明は，拡散抵抗層を設けることで，被測定ガスの温度に依存した出力変動を防止して，より正確なセンサ出力を得ることができる。
また，拡散抵抗層を設けた後，切削加工などにより上記拡散抵抗層をトリミングすることでセンサ出力の微調整を計ることができる。この構成は外部に調整回路などを設ける必要がないため，便利である。
【００２６】
また，第２の発明にかかる拡散抵抗層の外面は他の拡散抵抗を備えた部材を設けないように構成する。これにより，外部からチャンバへと導入される被測定ガスの拡散経路が実質１本化し，過渡応答時に重畳信号が生じ難い。よって，より高い測定精度を得ることができる。
なお，拡散抵抗がない，または拡散抵抗層と比較して無視できる程度に微少な拡散抵抗を備えた後述するトラップ層のような別層を設けることは可能である。
【００２７】
また，上記Ｓ，Ｌ及びｄの間には，０．２５≦Ｓ／Ｌｄ≦１．２５の関係が成立することが好ましい（請求項３）。
これにより，より出力のばらつきが小さく，測定精度に優れたガスセンサ素子を得ることができる。
【００２８】
Ｓ／Ｌｄが０．２５未満となる場合は，限界電流が絞られ出力制御が困難となるおそれがある。また，Ｓ／Ｌｄが１．２５より大である場合，本発明にかかる優れた測定精度の高さを得ることは可能である。しかし，若干出力のばらつきが大きくなりがちであるため，１．２５未満とすることで，さらに測定精度が高い，好ましい素子を得ることができる。
【００２９】
また，上記導入孔を複数備えることが好ましい（請求項４）。
被測定ガスを導入する際の経路は導入孔及び拡散抵抗層（第２の発明の場合）である。ここで導入孔が外部雰囲気へ開口する開口端の面積が一定であれば，導入孔の数に拡散抵抗は依存しないが，導入孔を複数個設けることで，被測定ガスの経路を分散させて，より速やかに被測定ガスをチャンバに取り込み，応答性を高めることができる。
【００３０】
また，上記ガスセンサ素子は２セル式に構成することができる（請求項５）。本発明にかかる構成とすることで，２セル式のガスセンサ素子で，出力のばらつきが少ないものを得ることができる。
２セル式の素子としては，例えば，後述する図５等のような，チャンバ内の酸素濃度を調節するポンプセル用の電極を備えるもの，チャンバ内の酸素濃度を監視するモニタセンサ用の電極を備えるものなどが挙げられる。
【００３１】
また，上記ガスセンサ素子は，上記チャンバにおいて被測定ガス中の特定ガス濃度を測定するセンサセルと上記チャンバに対し酸素を出し入れする酸素ポンプセルとを有する２セル式であり，
上記センサセルは，固体電解質体と，該固体電解質体に設けた被測定ガス側電極と，大気を導入する基準ガス室と対面する基準電極とよりなると共に上記センサセルは上記導入孔が上記チャンバに対面する開口端面と対面する位置に設けてなり，
上記酸素ポンプセルは，固体電解質体と，該固体電解質体に設けた一対のポンプ電極とよりなると共に上記一対のポンプ電極の中の少なくとも１つは上記チャンバに対し対面することが好ましい（請求項６）。
【００３２】
本発明にかかる構成とすることで，センサセルと酸素ポンプセルとを持つガスセンサ素子において，出力のばらつきが少ないものを得ることができる。
また，ここで示したセンサセルとは，被測定ガス中の特定ガスを分解し，この分解から生じた酸素に基づいて特定ガス濃度を測定する構成を有する。よって，酸素ポンプセルで予めチャンバ内の酸素を出し入れして，酸素濃度を調整することで，センサセルにおいて特定ガス由来の酸素イオンのみを検出し，より正確な特定ガス濃度を検出することができる。
【００３３】
上記導入孔は外部雰囲気に開口する開口部を有し，該開口部を覆う被測定ガス側電極に含まれる被毒成分を捕獲するトラップ層を設けてなることが好ましい（請求項７）。
上記拡散抵抗層の外面に被測定ガス側電極に含まれる被毒成分を捕獲するトラップ層を設けてなることが好ましい（請求項８）。
【００３４】
これにより，被毒成分をトラップ層において捕獲できるため，長期間にわたって安定したガス濃度検出を行うことができる。
上記トラップ層は，拡散抵抗層と比べて拡散抵抗が非常に小さい，または拡散抵抗を持たない層であり，被測定ガスの律速と相関が生じないよう構成されてなる。
例えば，上記トラップ層は焼結した耐熱粒子より形成する。例えば，拡散抵抗が生じない程度の気孔率（例えば５０〜９０％程度）を備えたセラミック層より形成する。
【００３５】
【実施例】
以下に，図面を用いて本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本例のガスセンサ素子１は，図１に示すごとく，固体電解質体１１と，該固体電解質体１１に設けた被測定ガス側電極１２１と基準電極１２２とを有し，上記被測定ガス側電極１２１と対面するチャンバ１４０を有し，上記チャンバ１４０とガスセンサ素子１の外部雰囲気とを結ぶ導入孔１５０を有し，該導入孔１５０の外部雰囲気側の開口部１５１を覆うように多孔質材からなる拡散抵抗層１６を有する。
そして，上記拡散抵抗層１６は直接外部雰囲気に対し露出し，その外面１６０にこれ以上他の拡散抵抗を備えた部材のないよう構成する。
【００３６】
そして，図１，図２（ａ），（ｂ）に示すごとく，上記導入孔１５０が上記チャンバ１４０に対面する開口端面１５２の面積をＳ，開口端面の周長さをＬ，開口端面におけるチャンバの厚みをｄとすると，これら三者の間には，Ｓ／Ｌｄ≦１．５の関係が成立する。
なお，図２（ａ）はチャンバ１４０と導入孔１５０を斜方向からみた説明図，図２（ｂ）はチャンバ１４０と開口端面１５２との位置関係を示す平面図である。
【００３７】
以下詳細に説明する。
本例のガスセンサ素子１は，ガスセンサに内蔵して自動車エンジンの排気系に取り付けて使用され，排気ガス制御フィードバックシステムの一部として用い，排気ガス内の酸素濃度から自動車エンジン燃焼室のＡ／Ｆを検知するよう構成した素子である。
【００３８】
図１に示すごとく，本例のガスセンサ素子１は，板状で酸素イオン導電性のジルコニアよりなる固体電解質体１１と，該固体電界質体１１の両面にそれぞれ設けた被測定ガス側電極１２１と基準電極１２２とよりなり，被測定ガス側電極１２１は固体電解質体１１とスペーサ１４，導入孔形成板１５により区切られた空間であるチャンバ１５０に対面し，基準電極１２２は固体電解質体１１とスペーサ１３とにより区切られた空間である基準ガス室１３０に対面する。
【００３９】
スペーサ１３には通電により発熱する発熱体１９０を設けたヒータ基板１９が設けてある。この発熱体１９０に本例のガスセンサ素子１使用時に通電して，ガスセンサ素子１を活性化温度となす。
【００４０】
導入孔１５０を設けた導入孔形成板１５に多孔質セラミックよりなる拡散抵抗層１６を積層する。そして，拡散抵抗層１６により導入孔１５の開口部１５１を含む導入孔形成板１５の全面が覆われる。また拡散抵抗層１６は直接素子の外部に露出しており，その外面１６０に被測定ガスの流通を阻害する別の部材がない。そのため，外部雰囲気からチャンバ１４０に被測定ガスである排気ガスを導入すると，排気ガスは拡散抵抗層１６と導入孔１５０において拡散律速を受け，ガスセンサ素子１の出力に限界電流特性（電圧を上げても電流値が変化しない領域が電圧−電流特性において生じ，変化しない時の電流値が限界電流値となる。）が発現する。
【００４１】
そして，図２（ａ），（ｂ）に示すごとく，上記導入孔１５０のチャンバ１４０に開口する開口端面１５２の面積をＳ，その周長さをＬ，そして開口端面１５２でのチャンバ１４０の厚みをｄとする。本例にかかるガスセンサ素子１は，Ｓ＝０．１ｍｍ２，Ｌ＝１．１ｍｍ，ｄ＝０．０９ｍｍである。
【００４２】
次に，本例にかかる構成のガスセンサ素子で，チャンバ厚みｄを一定（０．０９ｍｍ）として導入孔の径を変えたものをいくつか準備した。導入孔の径が変化することで開口端面の面積Ｓや周長さのＬも変化する。これら各ガスセンサ素子について，大気雰囲気下で限界電流値を測定し，図３に記載した。
【００４３】
図３より明らかであるが，Ｓ／Ｌｄが１．５を越えると限界電流値の出力がばらつくようになり，精度の高い測定が困難となることが分かった。しかしながら，拡散抵抗層を削って薄くすることで，被測定ガスが拡散抵抗層を通る距離が短くなることから限界電流値の調整が可能である。
なお，図示は省略したが，上記測定においてＳ／Ｌｄが０．２５未満となると限界電流値が絞られいくのか，導入孔の径を変えても限界電流の値が変わり難くなった。
【００４４】
本例にかかる作用効果につき説明する。
本例のガスセンサ素子１はチャンバ１４０と外部雰囲気とを結ぶ導入孔１５０を有する。上記導入孔１５０が上記チャンバ１４０に対面する開口端面１５２の面積をＳ，開口端面１５２の周長さをＬ，開口端面１５２におけるチャンバ１４０の厚みをｄとすると，Ｓ／Ｌｄ≦１．５の関係が成立する。
【００４５】
Ｓ／Ｌｄ≦１．５とすることで開口端面１５２で被測定ガスが拡散律速しない。従って，ガスセンサ素子１の応答性は拡散抵抗層１６の外面から開口部１５１を経由した開口端面１５２までの距離に依存する。
ガスセンサ素子１において，拡散抵抗層１６の外面から開口部１５１を経由した開口端面１５２までの距離の調整は容易である。
なぜなら，素子の外部に露出した拡散抵抗層１６を切削等して厚みを薄くする作業は容易であり，上記拡散抵抗層１６の外面から開口部１５１を経由した開口端面１５２までの距離を短くすることができるためである。
この点でＳ／Ｌｄが上記条件を満たすことで，応答性に優れた素子を得ることが容易となる。
【００４６】
また，拡散抵抗層を削ることでガスセンサ素子の出力のばらつきを抑制することができ，測定精度に優れたガスセンサ素子１を得ることができる。
このため，本例にかかる構成によれば，測定精度が高いガスセンサ素子を提供することができる。
【００４７】
また，拡散抵抗層１６を設けることで，被測定ガスの温度に依存した出力変動を防止して，より正確なセンサ出力を得ることができる。さらに，拡散抵抗層１６は直接外部雰囲気に対し露出し，その外面にこれ以上他の拡散抵抗を備えた部材のないよう構成したため，チャンバ１４０へと導入される被測定ガスの拡散経路が実質１本化し，過渡応答時に重畳信号が生じ難く，より高い測定精度を得ることができる。
【００４８】
（実施例２）
本例は図４に示すごとく，拡散抵抗層を持たないガスセンサ素子１である。
このガスセンサ素子１は固体電解質体１１と，該固体電解質体１１に設けた被測定ガス側電極１２１と基準電極１２２とを有する。上記被測定ガス側電極１２１と対面するチャンバ１４０を有し，上記チャンバ１４０とガスセンサ素子１の外部雰囲気とを結び，チャンバ１４０内から直接外部雰囲気へ直接開口する導入孔１５０を有する。外部雰囲気からチャンバ１４０に導入される被測定ガスは，上記導入孔１５０において拡散律速を受けて，ガスセンサ素子１の出力に限界電流特性が発現する。
その他詳細な構成は実施例１と同様であり，作用効果も実施例１と同様である。
【００４９】
（実施例３）
本例は，図５に示すごとく２セル式のガスセンサ素子１である。
このガスセンサ素子１は実施例１と同様の構成であるが，導入孔形成板１５を固体電解質体で構成し，導入孔１５０を取り囲むように一対の電極１２３，１２４を設ける。この電極１２３，１２４と導入孔形成板１５によってチャンバ１４０内の酸素濃度を一定に保持するポンプセルを構成する。
その他詳細な構成は実施例１と同様であり，作用効果も実施例１と同様である。
【００５０】
（実施例４）
本例は図６に示すごとく多数の導入孔１５０を有するガスセンサ素子１である。
このガスセンサ素子１は実施例１と同様の構成であるが，素子の長手方向に一列に沿って５つの導入孔１５０を有する。その他詳細な構成は実施例１と同様である。
【００５１】
被測定ガスを導入する際の経路は導入孔１５０及び拡散抵抗層１６である。ここで導入孔１５０が外部雰囲気へ開口する開口部１５１の面積が一定であれば，導入孔１５０の数に寄らず拡散抵抗が定まるが，導入孔１５０を複数個設けることで，被測定ガスの経路を分散させて，より速やかに被測定ガスをチャンバ１４０に取り込み，応答性を高めることができる。
その他詳細は実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５２】
（実施例５）
図７に示される本例のガスセンサ素子１は，実施例１と同様の構成の素子における拡散抵抗層１６の外面１６０にトラップ層１７を設けてなる。
このトラップ層１７は多数のセラミック粒子により形成された多孔体で，粒子は熱的に安定で連続的に結合してトラップ層１７を形成している。ここにセラミック粒子は，各種のアルミナ，スピネル等よりなる。
【００５３】
また，上記トラップ層１７の気孔率は１５％程度であり，上記トラップ層１７における拡散抵抗は無視できるほど小さい。従って，本例のガスセンサ素子１は，外面１６０に拡散抵抗を備えた他の部材を持たない拡散抵抗層１６を有し，かつ該拡散抵抗層１６の外面を覆うようにトラップ層１７を設けて，ここで被測定ガス中の被毒物をトラップし，拡散抵抗層１６や被測定ガス側電極１２１の劣化を生じ難くする。
その他詳細な構成や作用効果は実施例１と同様である。
【００５４】
（実施例６）
図８に示される本例のガスセンサ素子１は，実施例３と同様の構成の素子における拡散抵抗層１６の外面１６０にトラップ層１７を設けてなる。
本例のガスセンサ素子１は，チャンバ１４０において被測定ガス中の特定ガス濃度を測定するセンサセルと上記チャンバ１４０に対し酸素を出し入れする酸素ポンプセルとを有する２セル式である。
【００５５】
上記センサセルは，固体電解質体１１と，該固体電解質体１１に設けた被測定ガス側電極１２１と，大気を導入する基準ガス室１３０と対面する基準電極１２２とよりなると共に上記センサセルは上記導入孔１５０が上記チャンバ１４０に面する開口端面１５２と対面する位置に設けてある。
【００５６】
また，上記酸素ポンプセルは，導入孔形成板１５である固体電解質体と，該固体電解質体に導入孔を取り囲むように設けた一対のポンプ電極１２３，１２４とよりなると共に上記ポンプ電極１２４は上記チャンバ１４０に対し対面する
この電極１２３，１２４と導入孔形成板１５によってチャンバ１４０内の酸素濃度を一定に保持するポンプセルを構成する。
【００５７】
そして，上記導入孔形成板１５に拡散抵抗層１６が積層され，更にその外面１６０にトラップ層１７が設けてある。従って，本例のガスセンサ素子１は，外面１６０に拡散抵抗を備えた他の部材を持たない拡散抵抗層１６を有し，かつ該拡散抵抗層１６の外面を覆うようにトラップ層１７を設けて，ここで被測定ガス中の被毒物をトラップし，拡散抵抗層１６や被測定ガス側電極１２１の劣化を生じ難くする。
その他詳細な構成や作用効果は実施例１，３，４と同様である。
【００５８】
（実施例７）
本例は図９に示すごとく素子の長手方向に一列に沿って設けた５つの導入孔１５０を有し，該導入孔１５０を覆うように拡散抵抗層１６を積層し，更に外面１６０にトラップ層１７を設けたガスセンサ素子１である。導入孔１５０が多いことと，トラップ層１７を設けた以外は実施例１と同様の構成である。
【００５９】
従って，本例のガスセンサ素子１は，外面１６０に拡散抵抗を備えた他の部材を持たない拡散抵抗層１６を有し，かつ該拡散抵抗層１６の外面を覆うようにトラップ層１７を設けて，ここで被測定ガス中の被毒物をトラップし，拡散抵抗層１６や被測定ガス側電極１２１の劣化を生じ難くする。
その他詳細な構成や作用効果は実施例１，４，６と同様である。
【００６０】
（比較例）
図１０に示すごとく，ガスセンサ素子９０は，図１に示した本発明のガスセンサ素子１と同様の構成であり，拡散抵抗層１６の積層方向と直交する外面に対し，拡散抵抗を有するピンホール９２０を設けた板９２を設けた素子である（実公平７−２３７３５号）。
このガスセンサ素子９０においては，ピンホール９２０と拡散抵抗層１６の側面１６９との双方から被測定ガスが導入され，過渡応答時に２系統の重畳信号が出力される。従って，測定精度や応答性が悪化することがあった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，ガスセンサ素子の断面説明図。
【図２】実施例１における，チャンバと開口端面との関係，開口端面の面積Ｓ，開口端面の周長さＬ，開口端面におけるチャンバの厚みｄとを示す線図。
【図３】実施例１における，限界電流値とＳ／Ｌｄとの関係を示す線図。
【図４】実施例２における，拡散抵抗層を持たないガスセンサ素子の断面説明図。
【図５】実施例３における，２セル式のガスセンサ素子の断面説明図。
【図６】実施例４における，５つの導入孔を有するガスセンサ素子の説明図。
【図７】実施例５における，トラップ層を設けたガスセンサ素子の断面説明図。
【図８】実施例６における，トラップ層を設けた２セル式のガスセンサ素子の断面説明図。
【図９】実施例７における，５つの導入孔を有し，該導入孔を覆うように拡散抵抗層，更にその外面にトラップ層を設けた場合の説明図。
【図１０】比較例における，拡散抵抗層に拡散抵抗を有するピンホールを備えた板を積層したガスセンサ素子の説明図。
【符号の説明】
１．．．ガスセンサ素子，
１１．．．固体電解質体，
１２１．．．被測定ガス側電極，
１２２．．．基準電極，
１４０．．．チャンバ，
１５０．．．導入孔，
１６．．．拡散抵抗層，
１７．．．トラップ層，
【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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【図９】
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【図１０】
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