(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延び、先端部が測定対象ガスに向けられた長尺形状の検出素子と、
該検出素子の先端部および後端部を自身から突出させて当該検出素子の周囲を取り囲む主体金具と、
該検出素子と該主体金具との間に配置され、該検出素子を該主体金具に支持する支持部材と、
を有するガスセンサであって、
少なくとも前記検出素子の表面における前記支持部材との当接部位には、前記検出素子の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数を有する釉薬層が形成されており、
前記検出素子は、軸線方向後端部に外部と通電するための端子部を備えるとともに、先端部に測定対象ガス中に含まれる特定ガスを検出するための検出部を備え、
該検出部は前記検出素子の表面から露出し、前記検出素子内部に測定対象ガスの通気を許容する多孔質部を有しており、
前記釉薬層は、前記検出素子の表面における前記端子部が形成された領域を除く領域かつ前記多孔質部の表面領域を除く領域に形成されていること
を特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
多孔質状の物質より構成され、少なくとも前記検出部を覆うことにより前記検出部の被毒を防止する被毒防止層を備え、
前記釉薬層は、前記検出素子の表面における前記被毒防止層が形成された領域を除く領域に形成されていること
を特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記釉薬層は、表面粗さＲａが０．４μｍ以下に設定されていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象ガス中に含まれる特定ガスを検出するための検出素子を備えたガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、測定対象ガス中に含まれる特定ガスを検出するための検出素子を備えたガスセンサが広く知られている。
このようなガスセンサの多くは、検出素子が、水滴や油滴等の空気に対して比熱の大きな物質を含む測定対象ガス中に晒されて使用される。このため、水滴等の比熱の大きな物質が検出素子に付着すると、この物質が付着した部位と他の部位とで大きな温度差（つまり熱衝撃）が生じ、この結果、検出素子にクラック等の損傷を与える虞がある。
【０００３】
そこで、水滴等の比熱の大きな物質に起因する損傷を防止するために、例えば、アルミナ等からなる多孔質層を検出素子の表面に形成し、水滴等の比熱の大きな物質を多数の細孔に分散することにより、熱衝撃を緩和できるようにしたものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２２６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ガスセンサの検出素子には、熱衝撃による応力だけではなく、センサ使用時の振動による負荷や、センサ組み付け時（具体的には、例えば、各種支持部材を用いて検出素子を主体金具に支持する時）の負荷等においても、大きな機械的応力が与えられる。このときに検出素子に加えられる応力は、検出素子を支持する支持部材との当接部位の近傍で発生する。
【０００５】
このため、検出素子に応力が与えられることによるセンサ損傷を防止するためには、多孔質層を検出素子の周囲に形成するだけでは不十分であった。ただし、この多孔質層を支持部材との当接部位に形成したとしても、多孔質層は検出素子にかかる負荷に対しては有効に機能しないので、検出素子に衝撃等による大きな機械的応力が加えられることを防止することはできない。
【０００６】
そこで、このような問題点を鑑み、測定対象ガス中に含まれる特定ガスを検出するための検出素子を備えたガスセンサにおいて、センサ組み付け時およびセンサ使用時における検出素子の耐衝撃性を向上できるようにすることを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の発明は、軸線方向に延び、先端部が測定対象ガスに向けられた長尺形状の検出素子と、該検出素子の先端部および後端部を自身から突出させて当該検出素子の周囲を取り囲む主体金具と、該検出素子と該主体金具との間に配置され、該検出素子を該主体金具に支持する支持部材と、を有するガスセンサであって、少なくとも前記検出素子の表面における前記支持部材との当接部位には、前記検出素子の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数を有する釉薬層が形成されていることを特徴としている。
【０００８】
つまり、一般的に検出素子を構成するセラミック素子や釉薬は、圧縮応力には強いが引張応力には弱いという傾向がある。そして、本発明では、検出素子の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数を有する釉薬層を形成することで、焼成後に発生するセラミック素子の収縮力により、釉薬には焼成後に発生する収縮力よりも大きな収縮力が発生する。これにより、釉薬自身の強度が向上し、さらには、検出素子全体の強度も向上するのである。
【０００９】
さらに、検出素子形成時に検出素子表面にバリやチッピングが形成されると、そのバリやチッピングが形成された部位に機械的応力がかかりやすい傾向となるが、本発明では、検出素子に釉薬層を形成するようにし、バリやチッピングを釉薬層で覆うため、バリやチッピングが形成された部位に機械的応力がかかりにくくしている。
【００１０】
また、検出素子における支持部材との当接部位は、検出素子をセンサとして組み付ける際に最も応力が加えられやすい部位である。このため本発明では、支持部材との当接部位を強化するために、少なくともこの部位に釉薬層を形成するようにしている。
【００１１】
従って、本発明のガスセンサによれば、検出素子にセンサ使用時の衝撃や組み付け時の負荷等による機械的応力が加えられたとしても、釉薬層を形成することで、ガスセンサ（検出素子）の耐衝撃性を向上させることができる。
【００１２】
なお、釉薬層に使用される釉薬とは、上薬ともいい、セラミック包囲体の機械的強度を増すためにセラミック包囲体の表面に施したガラス質のものである。具体的には、硼珪酸ガラスやアルカリ硼珪酸ガラス等である。
【００１３】
ところで、本発明のガスセンサにおいては、検出素子の先端部に測定対象ガス中に含まれる特定ガスを検出するための検出部を備えており、検出部は検出素子の表面から露出し、検出素子内部に測定対象ガスの通気を許容する多孔質部を有しており、釉薬層は、検出素子の表面における多孔質部の表面領域を除く領域に形成されている。
【００１４】
即ち、検出部においては、特定ガスの濃度変化を短時間で検出することが求められるので、本発明では、検出部近傍の測定対象ガスの移動を阻害しないように、多孔質部には釉薬層を形成しないようにしている。
【００１５】
従って、このようなガスセンサによれば、特定ガスを検出する際の応答性を維持しつつ、ガスセンサ（検出素子）の耐久性を向上させることができる。
また、本発明のガスセンサにおいて検出素子は、軸線方向後端部に外部と通電するための端子部を備え、釉薬層は、検出素子の表面における端子部が形成された領域を除く領域に形成されている。
このようなガスセンサによれば、釉薬層により端子部が覆われることがないので、端子部と検出素子の外部とを容易に通電することができる。
加えて、請求項１に記載のガスセンサにおいては、請求項２に記載のように、多孔質状の物質より構成され、少なくとも検出部を覆うことにより検出部の被毒を防止する被毒防止層を備え、釉薬層は、検出素子の表面における被毒防止層が形成された領域を除く領域に形成されていることが望ましい。
【００１６】
このようなガスセンサによれば、検出部が内燃機関の排気ガス等の被毒物質を含む測定対象ガス中に晒されたとしても、被毒防止層に被毒物質を吸着させることができるので、検出部の被毒を防止することができる。
【００１７】
また、このガスセンサにおいては、釉薬層を被毒防止層が形成された領域を除く領域に形成しているので、釉薬を塗布した際に、釉薬が被毒防止層の細孔に入り込むことにより検出ガスの検出部への移動を阻害することを防止することができる。
【００１９】
さらに、請求項１または請求項２に記載のガスセンサにおいて、釉薬層は、請求項３に記載のように、釉薬層の表面粗さＲａが０．４μｍ以下に設定されていることが望ましい。
【００２０】
このようなガスセンサによれば、釉薬層の表面粗さＲａを０．４μｍ以下に設定することで、釉薬層の表面がさらに平滑化され、釉薬層に熱衝撃が加わったときに亀裂や貫通等が起こる危険性を有効に低下させることができる。
【００２１】
なお、本発明において、表面粗さＲａは算術平均粗さＲａのことであり、算術平均粗さＲａの値は、ＪＩＳ：Ｂ０６０１（１９９４年）の３「定義された算術平均粗さの定義および表示」によって表されたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
なお、以下に示す各実施形態では、ガスセンサの一種であって、自動車や各種内燃機関における空燃比フィードバック制御に使用するために、測定対象となる排ガス中の特定ガスを検出する検出素子（ガスセンサ素子）が組み付けられるとともに、内燃機関の排気管に装着される全領域空燃比センサ２（以下、空燃比センサ２ともいう）について説明する。
【００２３】
（１）空燃比センサ全体の構成
図１は、本発明を適用した実施形態の空燃比センサ２（本発明でいうガスセンサ）の全体構成を示す断面図である。
【００２４】
空燃比センサ２は、排気管に固定するためのネジ部３９が外表面に形成された筒状の主体金具３８と、軸線方向（空燃比センサ２の長手方向：図中上下方向）に延びる板状形状をなす検出素子４と、検出素子４の径方向周囲を取り囲むように配置される筒状のセラミックスリーブ６と、軸線方向に貫通するコンタクト挿通孔６８の内壁面が検出素子４の後端部の周囲を取り囲む状態で配置される絶縁コンタクト部材６６と、検出素子４と絶縁コンタクト部材６６との間に配置される５個（図１には２個のみ図示）の接続端子１０と、を備えている。
【００２５】
検出素子４は、軸線方向に延びる板状形状をなし、測定対象となるガスに向けられる先端側（図中下方：軸線方向先端部）に多孔質層１１に覆われた検出部８が形成され、後端側（図中上方：軸線方向後端部）の外表面のうち表裏の位置関係となる第１板面２１および第２板面２３に電極端子部３０，３１，３２，３４，３６（本発明でいう端子部）が形成されている。接続端子１０は、検出素子４と絶縁コンタクト部材６６との間に配置されることで、検出素子４の電極端子部３０，３１，３２，３４，３６にそれぞれ電気的に接続される。また、接続端子１０は、外部からセンサの内部に配設されるリード線４６にも電気的に接続されており、リード線４６が接続される外部機器と電極端子部３０，３１，３２，３４，３６との間に流れる電流の電流経路を形成する。
【００２６】
主体金具３８は、軸線方向に貫通する貫通孔５４を有し、貫通孔５４の径方向内側に突出する棚部５２を有する略筒状形状に構成されている。また、主体金具３８は、検出部８を貫通孔５４の先端側外部に配置し、電極端子部３０，３１，３２，３４，３６を貫通孔５４の後端側外部に配置する状態で貫通孔５４に挿通された検出素子４を保持するよう構成されている。さらに、棚部５２は、軸線方向に垂直な平面に対して傾きを有する内向きのテーパ面として形成されている。
【００２７】
なお、主体金具３８の貫通孔５４の内部には、検出素子４の径方向周囲を取り囲む状態で、環状形状のセラミックホルダ５１、粉末充填層５３，５６（以下、滑石リング５３，５６ともいう）、および上述のセラミックスリーブ６が、この順に先端側から後端側にかけて積層されている。また、セラミックスリーブ６と主体金具３８の後端部４０との間には、加締パッキン５７が配置されており、セラミックホルダ５１と主体金具３８の棚部５２との間には、滑石リング５３やセラミックホルダ５１を保持するための金属ホルダ５８が配置されている。なお、主体金具３８の後端部４０は、加締パッキン５７を介してセラミックスリーブ６を先端側に押し付けるように、加締められている。
【００２８】
また、主体金具３８の先端部３８ａの外周には、検出素子４の突出部分を覆う金属製（例えば、ステンレスなど）の二重構造とされたプロテクタ（後述する外部プロテクタ４２および内部プロテクタ４３）が溶接等によって取り付けられている。
【００２９】
そして、主体金具３８の後端側外周には、外筒４４が固定されている。また、外筒４４の後端側（図１における上方）の開口部には、検出素子４の各電極端子部３０，３１，３２，３４，３６とそれぞれ電気的に接続される５本のリード線４６（図１では３本が図示）が挿通されるリード線挿通孔６１が形成されたグロメット５０が配置されている。
【００３０】
また、主体金具３８の後端部４０より突出された検出素子４の後端側（図１における上方）には、絶縁コンタクト部材６６が配置される。なお、この絶縁コンタクト部材６６は、検出素子４の後端側の表面に形成される電極端子部３０，３１，３２，３４，３６の周囲に配置されている。そして、この絶縁コンタクト部材６６には、突出部６７が形成されており、突出部６７は、保持部材６９を介して、外筒４４に固定されている。
【００３１】
なお、セラミックスリーブ６、セラミックホルダ５１、および滑石リング５３，５６は、本発明でいう支持部材に相当する。
（２）検出素子４の構成
ここで、検出素子４の概略構造を表す斜視図を、図２に示す。なお、図２では、軸線方向における中間部分を省略して検出素子４を表している。
【００３２】
検出素子４は、軸線方向（図２における左右方向）に延びる板状形状に形成された素子部２２と、同じく軸線方向に延びる板状形状に形成されたヒータ２０とが積層されて、長方形状の軸断面を有する板状形状の本体部２５を形成している。なお、空燃比センサ２として用いられる検出素子４は従来公知のものであるため、その内部構造等の詳細な説明は省略するが、その概略構成は以下のようである。
【００３３】
まず、素子部２２は、固体電解質基板の両側に多孔質電極を形成した酸素濃淡電池素子と、同じく固体電解質基板の両側に多孔質電極を形成した酸素ポンプ素子と、これらの両素子の間に積層され、中空の測定ガス室を形成するためのスペーサとから構成される。この固体電解質基板は、イットリアを安定化剤として固溶させたジルコニアから形成され、多孔質電極は、Ｐｔを主体に形成される。
【００３４】
また、測定ガス室を形成するスペーサは、アルミナを主体に構成されており、中空の測定ガス室の内側には、酸素濃淡電池素子の一方の多孔質電極と、酸素ポンプ素子の一方の多孔質電極が露出するように配置されている。
【００３５】
また、図２に示すように、素子部２２の側面には、測定ガス室と素子部２２の外部とを連通する拡散律速部１５が形成されている。この拡散律速部１５は、例えば、アルミナ等からなる多孔質体で構成されており、測定対象ガスがガス検出室へ流入する際の律速を行う。
【００３６】
また、図２に示すように、素子部２２の第２板面２３には、拡散律速部１５と同様に、多孔質体で構成された通気部２７が形成されている。この通気部２７は、酸素ポンプ素子の駆動により移動する酸素を通過させるために使用される。
【００３７】
なお、測定ガス室は、素子部２２の先端側に位置するように形成されており、拡散律速部１５、通気部２７等、測定対象ガスを素子部２２に出入りさせるための多孔質部や、測定ガス室等が形成される部分が検出部８に相当する。
【００３８】
ついで、ヒータ２０は、アルミナを主体とする絶縁基板の間に、Ｐｔを主体とする発熱抵抗体パターンが挟み込まれて形成されている。
このような検出素子４では、図２に示すように、第１板面２１の後端側（図２における右側）に３個の電極端子部３０，３１，３２が形成され、第２板面２３の後端側に２個の電極端子部３４，３６が形成されている。電極端子部３０，３１，３２は、素子部２２に形成されるものであり、１つの電極端子部は、測定ガス室の内側に露出する酸素濃淡電池素子の一方の多孔質電極と酸素ポンプ素子の一方の多孔質電極と共用する形で電気的に接続される。また、電極端子部３０，３１，３２のうち残りの２つの電極端子部は、酸素濃淡電池素子の他方の多孔質電極と酸素ポンプ素子の他方の多孔質電極と各々電気的に接続されている。また、電極端子部３４，３６は、ヒータ２０に形成されるものであり、ヒータの厚さ方向に横切るビア（図示せず）を介して発熱抵抗体パターンの両端に各々接続されている。
【００３９】
ここで、図２に示すように、検出素子４のうち検出部８が形成される先端側の表面には、全周にわたって被毒防止用の多孔質層１１（本発明でいう被毒防止層）が形成されている。なお、この多孔質層１１については後に説明する。
【００４０】
また、検出素子４の表面において、検出部８および電極端子部３０，３１，３２，３４，３６が形成された領域を除く領域の全面には、全周にわたって釉薬層１３が形成されている。
【００４１】
ここで、この釉薬層１３は、例えば、ＳｉＯ2：７７．５ｗｔ％、Ａｌ2Ｏ3：１２．１ｗｔ％、ＭｇＯ：３．４ｗｔ％、Ｋ2Ｏ：５．４ｗｔ％、Ｎａ2Ｏ：１．４ｗｔ％、ＣａＯ：０．１ｗｔ％、Ｆｅ2Ｏ3：０．１ｗｔ％が含有する釉薬を使用している。そして、釉薬層１３の表面粗さＲａは０．４μｍとなっている。また、釉薬層１３の膜厚は、２０μｍとなっている。そして、この釉薬層１３の熱膨張率（例えば、４．５×１０-6）は、検出素子４の本体部２５（ヒータ２０および素子部２２）の熱膨張率（例えば、８．０×１０-6）よりも小さな値に設定されている。
【００４２】
なお、表面粗さＲａは算術平均粗さＲａのことであり、算術平均粗さＲａの値は、ＪＩＳ：Ｂ０６０１（１９９４年）の３「定義された算術平均粗さの定義および表示」によって表されたものである。
【００４３】
また、本実施形態における釉薬層１３の厚みは、任意の厚みを採り得るが、検出素子４を主体金具３８等と組み付ける際に、支障が出ない程度の厚み（本実施形態においては、検出素子４の本体部２５と支持部材（セラミックスリーブ６等）とのクリアランスが１５０μｍに設定されているので、釉薬層１３の厚みの上限は７５μｍ）に設定されていればよい。
【００４４】
（３）検出素子４の製造方法（主に多孔質層１１および釉薬層１３の形成方法）
検出素子４は、検出素子４の材料となる各種積層材料（詳細は省略）を積層状態とし、未圧着積層体を得る。そして、この未圧着積層体を１ＭＰａで加圧することにより、圧着された成形体を得る。なお、加圧前の未圧着積層体を得るまでの製造方法については、一般的な検出素子の製造方法と同様であるため説明を省略する。
【００４５】
そして、加圧により得られた成形体を、所定の大きさで切断することにより、検出素子４の大きさと略一致する複数（例えば１０個）の未焼成積層体を得る。
その後、この未焼成積層体を樹脂抜きし、さらに焼成温度１５００℃、１時間で本焼成して排気ガス中の酸素濃度を検出する焼成後積層体（つまり、検出素子４の本体部２５）を得る。
【００４６】
そして、この焼成後積層体の先端側（検出部８）の周囲に未焼成多孔質部（焼成前の多孔質層１１）を形成する。具体的には、スピネル粉末６５質量％とチタニア質量２２ｗｔ％と残部がアルミナゾルで作成されたスラリーを作製し、そのスラリーを用いて、未焼成多孔質層を焼成後積層体の先端側に全周に渡って形成する。なお、未焼成多孔質部を形成するための手段としては、スプレーや塗布等により形成することができる。その後、この未焼成多孔質部が形成された焼成後積層体を、焼成温度１０００℃、焼成時間１時間で熱処理を行い、多孔質層１１が形成された検出素子４を得る。
【００４７】
このように、焼成後積層体に未焼成多孔質層を形成し、焼成温度よりも低温で熱処理を行うことで、粒の粒径が細かい多孔質層１１を作製することができる。これにより、多孔質層１１は、リンやシリコンを効率よく吸着することができ、作製された検出素子４は、拡散律速部１５の目詰まりの発生をさらに抑制して、測定対象気体の拡散抵抗の変化による空燃比の検出の精度を向上させることができる
そして、多孔質層１１が形成された焼成後積層体に対して、次のようにして釉薬層１３を形成する。
【００４８】
即ち、上述の成分を有する釉薬を水又は溶媒中に溶かし込んだ釉薬スラリーを噴霧ノズルから焼成後積層体の表面（検出素子４の表面において、検出部８および電極端子部３０，３１，３２，３４，３６が形成された領域を除く領域の全周）に噴霧する方法を用い、焼成後積層体の表面に塗布する。この方法を用いることで、焼成後の釉薬層１３が焼成後積層体の外周面を平滑化させることができ、空燃比センサ２を使用に供したときに外部に露出する部位（検出素子４の検出部８を除く領域）に、被水による熱衝撃の応力の集中を抑制することができる。なお、上記方法以外にも、上記釉薬スラリーが表面に塗布された回転体に焼成後積層体を接触させつつ、焼成後積層体と回転体を逆方向に回転させる方法等があるが、上記方法を用いることでより良い効果を得ることができる。その後、その焼成後積層体を、焼成温度９００℃、焼成時間０．５時間で焼成することにより、釉薬層１３を形成する。
【００４９】
ここで、検出素子４に釉薬層１３を形成するのは、上記のように熱衝撃による応力の集中を防止すること以外にも、以下のような効果が期待できるからである。
即ち、この釉薬層１３の熱膨張率は、前述のように、検出素子４の本体部２５（ヒータ２０および素子部２２）の熱膨張率よりも小さな値に設定されている。このため、釉薬層１３が焼成され、その後、釉薬層１３がガラス化しながら冷却されると、検出素子４の収縮力により、釉薬層１３には焼成後に発生する収縮力よりも大きな収縮力が発生する。これにより、釉薬層１３自身の強度が向上し、さらには、検出素子４全体の強度も向上するのである。
【００５０】
さらに、検出素子４形成時に検出素子４表面にバリやチッピングが形成されると、そのバリやチッピングが形成された部位に機械的応力がかかりやすい傾向となるが、本発明では、検出素子４に釉薬層１３を形成するようにし、バリやチッピングを釉薬層１３で覆うため、バリやチッピングが形成された部位に機械的応力がかかりにくくしている。
【００５１】
つまり、検出素子４の本体部２５を構成する無機材料（いわゆるセラミックス）は、一般的に圧縮応力よりも引張応力に弱い性質を有するため、予め圧縮応力（プレストレス）を加えておくことにより、引張応力が加えられ難いように構成しているのである。
【００５２】
このため、後述する組付工程にて検出素子４に負荷が加えられた場合や、センサ使用時に振動等による負荷が加えられた場合等においても、センサ製造時の歩留まり、およびセンサ使用時の耐久性を向上させることができる。
【００５３】
その後、検出素子４を主体金具３８に組み付ける組付工程を行う。即ち、この工程では、上記製造方法で作製された検出素子４を金属ホルダ５８に挿入し、さらに検出素子４をセラミックホルダ５１、滑石リング５３で固定し、組み立て体を作製する。その後、この組み立て体を主体金具３８に固定し、検出素子４の軸線方向後端部側を滑石リング５６、セラミックスリーブ６に挿通させつつ、これらを主体金具３８に挿入する。そして、主体金具３８の後端部４０にてセラミックスリーブ６を加締め、下部組立体を作製する。なお、下部組立体には、あらかじめ外部プロテクタ４２、内部プロテクタ４３が取付けられている。
【００５４】
一方、外筒４４、絶縁コンタクト部材６６、グロメット５０等を組みつけ、上部組立体を作製する。そして、下部組立体と上部組立体と接合し、空燃比センサ２を得る。
（４）本実施形態の効果
以上のように詳述した空燃比センサ２は、軸線方向に延び、先端部が測定対象ガスに向けられた長尺形状の検出素子４と、この検出素子４の先端部および後端部を自身から突出させて検出素子４の周囲を取り囲む主体金具３８と、検出素子４と該主体金具３８との間に配置され、検出素子４を主体金具３８に支持する支持部材（セラミックスリーブ６、セラミックホルダ５１、滑石リング５３，５６）と、を備えている。そして、この空燃比センサ２には、検出素子４における支持部材との当接部位とその周囲に、検出素子４の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数を有する釉薬層１３が形成されている。
【００５５】
つまり、空燃比センサ２においては、検出素子４に釉薬層１３を形成することで、焼成後に発生する検出素子４の収縮力により、釉薬層１３には焼成後に発生する収縮力よりも大きな収縮力が発生する。これにより、釉薬層１３自身の強度が向上し、さらには、検出素子４全体の強度も向上するのである。
【００５６】
さらに、検出素子４形成時に検出素子４表面にバリやチッピングが形成されると、そのバリやチッピングが形成された部位に機械的応力がかかりやすい傾向となるが、本発明では、検出素子４に釉薬層１３を形成するようにし、バリやチッピングを釉薬層１３で覆うため、バリやチッピングが形成された部位に機械的応力がかかりにくくしている。
【００５７】
また、検出素子４における支持部材との当接部位は、検出素子４をセンサとして組み付ける際に最も応力が加えられやすい部位であるため、空燃比センサ２においては、検出素子４の支持部材との当接部位を強化するために、この部位とその周囲に釉薬層１３を形成するようにしている。
【００５８】
従って、本発明の空燃比センサ２によれば、検出素子４にセンサ使用時の衝撃や組み付け時の負荷等による機械的応力が加えられたとしても、検出素子４の釉薬層１３が形成さられているので、空燃比センサ２（検出素子４）の耐衝撃性を向上させることができる。
【００５９】
また、本実施形態の空燃比センサ２においては、検出素子４の先端部に測定対象ガス中に含まれる特定ガスを検出するための検出部８を備えており、検出部８は検出素子４の表面から露出し、検出素子４内部に測定対象ガスの通気を許容する拡散律速部１５を有しており、釉薬層１３は、検出素子４の表面における拡散律速部１５の表面領域を除く領域に形成されている。
【００６０】
従って、このような空燃比センサ２によれば、検出部８近傍の測定対象ガスの移動を阻害しないように、検出部８には釉薬層１３を形成しないようにしているので、特定ガスの濃度変化を検出する際の応答性を維持しつつ、空燃比センサ２（検出素子４）の耐久性を向上させることができる。
【００６１】
さらに、本実施形態の空燃比センサ２においては、多孔質状の物質より構成され、少なくとも検出部８を覆うことにより検出部８の被毒を防止する多孔質層１１を備え、釉薬層１３は、検出素子４の表面における多孔質層１１が形成された領域を除く領域に形成されている。
【００６２】
従って、このような空燃比センサ２によれば、検出部８が内燃機関の排気ガス等の被毒物質を含む測定対象ガス中に晒されたとしても、多孔質層１１に被毒物質を吸着させることができるので、検出部８の被毒を防止することができる。
【００６３】
また、この空燃比センサ２においては、釉薬層１３を多孔質層１１が形成された領域を除く領域に形成しているので、釉薬を塗布した際に、釉薬が多孔質層１１の細孔に入り込むことにより検出ガスの検出部８への移動を阻害することを防止することができる。
【００６４】
さらに、本実施形態の空燃比センサ２において、検出素子４は、軸線方向後端部に外部と通電するための電極端子部３０，３１，３２，３４，３６を備え、釉薬層１３は、検出素子４の表面における電極端子部３０，３１，３２，３４，３６が形成された領域を除く領域に形成されている。
【００６５】
従って、このような空燃比センサ２によれば、釉薬層１３により電極端子部３０，３１，３２，３４，３６が覆われることがないので、電極端子部３０，３１，３２，３４，３６と検出素子４の外部とを容易に通電することができる。
【００６６】
また、空燃比センサ２において、釉薬層１３は、釉薬層１３の表面粗さＲａが０．４μｍ以下に設定されている。
従って、このような空燃比センサ２によれば、釉薬層１３の表面粗さＲａを０．４μｍ以下に設定することで、釉薬層１３の表面がさらに平滑化され、釉薬層１３に熱衝撃が加わったときに亀裂や貫通等が起こる危険性を有効に低下させることができる。
【００６７】
（５）その他の実施形態
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００６８】
例えば、本実施形態においては、検出素子４の本体部２５を焼成する工程、多孔質層１１を焼成する工程、および釉薬層１３を焼成する工程を、別の工程として検出素子４を製造する製造方法を採用したが、例えば、検出素子４の本体部２５と釉薬層１３とを同時に焼成するなど、可能であれば複数の工程を１つの工程にまとめてもよい。このようにすれば、製造工程を少なくすることができるので、より安価な検出素子４を提供することができる。
【００６９】
さらに、本実施形態においては、全領域空燃比センサ２に本発明を適用したが、例えば、Ｏ2センサ、ＮＯｘセンサ、ＨＣセンサ等のガスセンサであれば、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】空燃比センサの全体構成を示す断面図である。
【図２】検出素子の概略構造を表す斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
２…空燃比センサ、４…検出素子、６…セラミックスリーブ、８…検出部、１０…接続端子、１１…多孔質層、１３…釉薬層、１５…拡散律速部、２０…ヒータ、２１…第１板面、２２…素子部、２３…第２板面、２５…本体部、２７…通気部、３０…電極端子部、３４…電極端子部、３８…主体金具、３８ａ…先端部、３９…ネジ部、４０…後端部、４２…外部プロテクタ、４３…内部プロテクタ、４４…外筒、４６…リード線、５０…グロメット、５１…セラミックホルダ、５２…棚部、５３…滑石リング、５３…粉末充填層、５４…貫通孔、５６…滑石リング、５７…加締パッキン、５８…金属ホルダ、６１…リード線挿通孔、６６…絶縁コンタクト部材、６８…コンタクト挿通孔。
【図１】
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【図２】
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