(57)【要約】【課題】ヒータ容量を変えずに発熱範囲をより局所的に集中化させることの可能なガスセンサを得る。【解決手段】ガス濃度を検出する検出素子２が、少なくとも基体部２ｃとこの基体部２ｃに積層されるヒータ部２ｐとを備える酸素センサ（ガスセンサ）１において、前記ヒータ部２ｐを二層構造とすることにより上記課題を解決する。【選択図】図３
2012068069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス濃度を検出する検出素子が、少なくとも基体部と当該基体部に積層されるヒータ部とを備えたガスセンサにおいて、
前記ヒータ部を、二層構造としたことを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記ヒータ部の発熱によって活性化する固体電解質層と、前記固体電解質層の外面に形成される外側電極と、前記外側電極層に対向して前記固体電解質層の内側に形成される内側電極とを有したガス濃度測定部を備え、
前記ガス濃度測定部を、前記基体部の軸方向で前記ヒータ部と重なる位置に積層させた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】
前記基体部は、円柱ロッド状に形成されており、
前記ガス濃度測定部を、前記基体部の周方向で前記ヒータ部と同じ位置に積層させた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】
前記基体部は、円柱ロッド状に形成されており、
前記ガス濃度測定部を、前記基体部の周方向で前記ヒータ部と対向する位置に積層させたことを特徴とする請求項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、ガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガスセンサとして例えば特許文献１には、母材となる略円柱状のロッド（基体部）に酸素測定部（ガス濃度測定部）とヒータ部とが積層される検出素子を備え、前記測定部をヒータ部により加熱することで、検出可能となった酸素濃度を測定部で測定するようにした酸素センサが開示されている。
【０００３】
この種の構造では、測定部を早期に活性化させる、即ち、ヒータ部により測定部を速やかに昇温させて、より早くガス濃度を検出可能な状態にすることが求められている。
【０００４】
このような要求を実現する一つの方策として、従来ではヒータ部の蛇腹状のヒータパターンの間隔を近接化することで、発熱範囲を局所的に集中化させ、測定部に伝達する熱量を高められるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４１３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ヒータ部は検出素子のロッド（基体部）に、例えばスクリーン印刷等の工法によりパターン化されて形成されるのであるが、この場合、近接部分の印刷にじみを回避する必要がある。このように、蛇腹状のヒータパターンの間隔を近接化しようとしても、近接部分の間隔を狭めるには自ずと限界があった。
【０００７】
そこで、本発明は、ヒータ容量を変えずに発熱範囲をより局所的に集中化させることの可能なガスセンサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のガスセンサにあっては、ガス濃度を検出する検出素子が、少なくとも基体部と当該基体部に積層されるヒータ部とを備えたガスセンサにおいて、前記ヒータ部を、二層構造としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のガスセンサによれば、ヒータ部を二層構造としたので、従来と同じヒータ容量で、ヒータ部の発熱範囲をより局所的に集中化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる酸素センサの断面図（軸方向に沿った断面図）である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかるヒータ部を分解した図である。
【図３】図３は、図２のヒータ部を組み付けた状況を示した図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態にかかる検出素子の分解斜視図である。
【図５】図５は、図４に示す検出素子の平面図である。
【図６】図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図７は、従来のヒータ部を示した図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態にかかるヒータ部の変形例を示した図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態にかかるヒータ部の変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下では、ガスセンサとして、内燃機関を搭載した自動車の排気管に装着された空燃比検出用の酸素センサを例示する。
【００１２】
図１〜図６は、本発明の一実施形態にかかる酸素センサを示した図である。まずは図１を参照して、本実施形態にかかる酸素センサの概略構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、酸素センサ１は、ロッド形状（長尺円柱状）の検出素子２と、端子部７およびリード線４が組み付けられた筒状の絶縁碍子５とを備えている。
【００１４】
検出素子２の軸方向一方側（図１中左側）には、酸素測定部（ガス濃度測定部）２ｂが形成されている一方、軸方向他方側（図中右側）には、接続端部２ａが形成されている。また、検出素子２の軸方向他方側（図１中右側）の表面としての外周面２ｘには、複数の電極部６が露出して設けられている。
【００１５】
電極部６は、酸素測定部２ｂに電気的に接続されている。電極部６は、検出素子２が備える後述する参照電極層２ｉ、検出電極層２ｊに対して一つずつ設けられるとともに検出素子２が備える後述するヒータ部２ｐに対して２つ設けられており、合計４つ設けられている。かかる構成によって、端子部７およびリード線４は２対ずつの合計４つずつ設けられている。
【００１６】
絶縁碍子５の軸方向一方側の端面５ｃには、軸方向他方側に向けて凹む凹部５ｆが形成されている。この凹部５ｆの内周面５ａに沿って、端子部７の鉤状に屈曲された部分が複数配置され、これら複数の端子部７の間に検出素子２の接続端部２ａが嵌合されるようになっている。
【００１７】
すなわち、検出素子２と絶縁碍子５とが組み付けられた状態では、端子部７の鉤状に屈曲された部分が、絶縁碍子５の凹部５ｆの内周面５ａと接続端部２ａの外周面２ｘとの間に形成される空間部Ｓに配置され、当該内周面５ａと外周面２ｘ上に露出した電極部６との間に挟持されるようになっている。
【００１８】
端子部７は、このように挟持されて生じる反発力によって電極部６に圧接され、以て、当該電極部６と電気的に接続される。そして、この端子部７は、軸方向他方側で、結合部１４を介してリード線４内の芯線４ａに電気的に接続されている。すなわち、酸素測定部２ｂは、電極部６、端子部７、および結合部１４を介して、リード線４内の芯線４ａと電気的に接続されている。
【００１９】
また、検出素子２はホルダ８の中心孔８ａに嵌挿されている。このとき、検出素子２の酸素測定部２ｂはホルダ８の一方側（図１中左側）に露出している。一方、検出素子２の接続端部２ａはホルダ８の他方側（図１中右側）に露出しており、この接続端部２ａが絶縁碍子５の凹部５ｆの底面５ｇに対して軸方向に空隙部Ｓ１をあけて挿入されるようになっている。よって、検出素子２と絶縁碍子５との組み付け時、または組み付け後に例えば車両の振動等によって検出素子２が移動した場合においても、絶縁碍子５の凹部５ｆの底面５ｇに検出素子２が接触することが無い。また、検出素子２と絶縁碍子５とが組み付けられた状態では、ホルダ８と絶縁碍子５とが軸方向に相互に突き当てられ、ホルダ８の軸方向他方側の端面８ｃと絶縁碍子５の軸方向一方側の端面５ｃとが相互に当接するようになっている。
【００２０】
酸素測定部２ｂは、ホルダ８に溶接（９ｇ）や加締め等で固定された二重管構造に構成された有底円筒状のプロテクタ９で覆われている。
【００２１】
プロテクタ９は、例えば金属材料、セラミックス材料等によって形成された有底円筒状の内側プロテクタ９ａおよびこの内側プロテクタ９ａが挿入された円筒状の外側プロテクタ９ｂを有している。このプロテクタ９は、ホルダ８の先端側に配置され、その内周側に、ホルダ８から突出する検出素子２の突出端側が挿入されている。
【００２２】
外側プロテクタ９ｂの先端側９ｅは、内側プロテクタ９ａに向けて径方向内向きに縮径されており、この縮径部位に、内側プロテクタ９ａの外周側に隙間嵌めで嵌合される円形状の嵌合開口９ｆが設けられている。
【００２３】
このように、内側プロテクタ９ａおよび外側プロテクタ９ｂによって検出素子２の突出端側を覆うことで、酸素測定部２ｂを排気ガス中の異物等から保護することができる。
【００２４】
このプロテクタ９には、ガス流通用の流通孔９ｃが形成されている。検出ガスはその流通孔９ｃを経由してプロテクタ９内に進入して、酸素測定部２ｂの周囲に到達する。
【００２５】
また、ホルダ８の中心孔８ａの軸方向他端側（図１中右側）には拡径部１０が形成されている。この拡径部１０に設けられた充填材１１によって、検出素子２と中心孔８ａの周面との間の隙間の気密が保持されるようになっている。即ち、充填材１１がシール部として機能している。この充填材１１は、例えばステアタイトまたはタルクと呼ばれるセラミックス材料の粉体である。
【００２６】
絶縁碍子５の凹部５ｆの底部５ｂには、端子部７の固定部７ｂを挿入する取付穴１２が周方向に等間隔をもって複数（本実施形態では４箇所）形成されている。このように複数の端子部７を周方向に等分配して配置することで、これら複数の端子部７の間に挟持される検出素子２を凹部５ｆの中心に配置しやすくしている。
【００２７】
絶縁碍子５の外周は略筒状のケーシング１３で覆われている。このケーシング１３の軸方向一端（図１中左端）側の開口部１３ａは、ホルダ８の外周面に嵌着され、レーザー溶接等で一体に結合されて密閉されている（１３ｄ）。一方、ケーシング１３の他端（図１中右端）側は延長されて複数のリード線４の結合部１４を覆い、その端部はそれらリード線４を加締め部１３ｃによって気密状態で挿通するフッ素ゴム等の耐熱性のシールラバー１５を径方向内向きに縮径させることによって閉塞されている。
【００２８】
なお、絶縁碍子５と接続端部２ａとの間に設けた空間部Ｓは、充填材１１、シールラバー１５およびケーシング１３とホルダ８との嵌着部分１３ｄによってほぼ気密性が保持されるが、リード線４の芯線４ａと被覆材４ｂとの微少な隙間のみを介して外部と連通し、ケーシング１３の内部に酸素濃度検出に用いる基準大気が導入されるようになっている。
【００２９】
端子部７の一端部７ａは、結合部１４から突出するリード板１４ａにスポット溶接されている。
【００３０】
また、端子部７の軸方向他方側（図１中左側）に設けた鉤状のばね部分は、絶縁碍子５の凹部５ｆの内周面５ａと電極部６との間で挟持されて当該電極部６に圧接されており、このとき、端子部７は接触部Ｐ５で電極部６に接触している。
【００３１】
固定部７ｂは、例えば帯幅方向に拡幅して断面略Ｃ字状に丸めて形成されており、絶縁碍子５の取付穴１２に嵌挿されるようになっている。
【００３２】
上記構成の酸素センサ１は、ホルダ８の一端部に形成したねじ部８ｂを排気管１８のねじ穴１８ａに螺入することで取り付けられ、この状態で、プロテクタ９で覆われた酸素測定部２ｂがその排気管１８内に突出する。なお、ホルダ８と排気管１８の外周面との間はガスケット１６によってシールされる。
【００３３】
そして、排気管１８内を流通する被測定ガスとしての排気ガスがプロテクタ９の流通孔９ｃから内部に流入すると、そのガス中の酸素濃度が酸素測定部２ｂによって電気信号として検出され、その電気信号の情報が２対のうちの１対の電極部６、端子部７、結合部１４、およびリード線４を介して外部に取り出される。なお、残りの１対の電極部６、端子部７、結合部１４、およびリード線４はヒータ部２ｐの加熱用として用いられる。
【００３４】
また、接続端部２ａと絶縁碍子５とを組み付けるにあたっては、それら接続端部２ａと絶縁碍子５とを検出素子２の軸方向に相互に近接する方向に、絶縁碍子５の端面５ｃがホルダ８の端面８ｃに突き当たる組付位置（図１）まで相対移動させる。このとき接続端部２ａは、凹部５ｆ内に挿入されるとともに、当該凹部５ｆの内周面５ａに沿って配置された複数（本実施形態では検出素子２の周方向に９０°おきに配置された四つ）の端子部７によって挟持されることになる。
【００３５】
なお、本実施形態では、検出素子２の接続端部２ａの先端にはその全周に亘って面取り２ｙが施されている。これにより、接続端部２ａの先端と端子部７との接触角度が浅くなって、当該先端あるいは端子部７の損傷が抑制される。
【００３６】
また、本実施形態では、図１に示すように、ケーシング１３と絶縁碍子５との間に、弾性部材１７を介在させている。弾性部材１７は、本実施形態では、円環状に形成されたＯリングであり、絶縁碍子５にその外周を取り囲むようにして嵌着される。弾性部材１７の断面形状は、略Ｃ字状となっている。なお、弾性部材１７は、Ｏリングに限ることなく、例えばＣリング等であっても良い。
【００３７】
この弾性部材１７は、絶縁碍子５とケーシング１３との間に挟持されて弾性的または弾塑性的な反発力を生じさせ、絶縁碍子５をケーシング１３に対してホルダ８側、すなわち軸方向一方側（図１中左側）に押し付ける力を生じさせている。これにより、絶縁碍子５はホルダ８の端面８ｃに強固に固定されている。
【００３８】
また、この弾性部材１７は、絶縁碍子５の外周とケーシング１３の内周との間に挟持されているため、絶縁碍子５の中心軸の直交方向（図１中上下方向）への振動を抑制することができる。排気管１８から伝達される振動のレベルが大きい場合、特に２輪車のような高周波の振動が生じる場合には、絶縁碍子５および端子部７の変位が増大し、端子部７がへたり易くなる虞があるが、本実施形態では、この弾性部材１７によって、絶縁碍子５の振動を抑制するとともに端子部７による絶縁碍子５の振動抑制効果と協働して、より端子部７のへたりを抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、絶縁碍子５の外周の、軸方向一方側の端面５ｃと他方側の端面５ｄの間となる位置に、ホルダ８側とは反対側（軸方向他方側、図１中右側）に向けて小径となる段差部５ｅを設けてある。そして、ケーシング１３にも、ホルダ８とは反対側に向けて小径となる段差部１３ｂを設け、段差部５ｅに弾性部材１７を装着して、当該段差部５ｅと段差部１３ｂとによって弾性部材１７を挟持するようにしてある。
【００４０】
酸素センサ１は、ホルダ８の一端部に形成したねじ部８ｂを排気管１８のねじ穴１８ａに螺入することで取り付けられる。酸素センサ１が車両の排気管１８に搭載された場合、排気管１８から伝達される振動の振幅は排気管１８から離間するほど（すなわちリード線４側ほど）大きくなって、排気管１８に近付くほど（固定端ほど）小さくなる。本実施形態では、段差部５ｅを設けて弾性部材１７を排気管１８側により近付けて配置することができる分、振幅がより小さい位置で振動の抑制を図ることができるため、振動抑制効果をより増大させることができ、弾性部材１７もより小型化したものを使用することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、弾性部材１７を、複数の端子部７を取り囲むように、これら端子部７に対して検出素子２の中心軸の径方向外側に配置している。
【００４２】
また、本実施形態では、段差部５ｅに、軸方向に対して傾斜する傾斜面（軸方向一方側へ向かうほど拡径されるテーパ面）を設け、この傾斜面に弾性部材１７を装着してある。このため、弾性部材１７によって、絶縁碍子５に軸方向ならびに径方向の双方に弾性力を作用させることができ、比較的簡素な構成によって絶縁碍子５のホルダ８への押し付けと振動抑制との双方の効果を得ることができる。
【００４３】
次に、本発明の特徴部分である検出素子２について説明する。
【００４４】
図２〜図６に示すように、検出素子２は、母材となる細長い円柱ロッド状の基体部２ｃと、この基体部２ｃに積層されるヒータ部２ｐおよび酸素測定部２ｂによって概ね構成されている。検出素子２は、このようにロッド状に形成されることにより、酸素センサ１をよりコンパクトな構成とすることができるとともに、取り付け時の方向やガスの流れ方向等による影響を受けなくすることができる。
【００４５】
基体部２ｃは、絶縁材料であるアルミナ等のセラミック材料により形成されており、本実施形態では、中実ロッド状となっている。そして、本実施形態では、この基体部２ｃに二層構造のヒータ部２ｐが積層されるようになっている。
【００４６】
具体的には、ヒータ部２ｐは、基体部２ｃの表面２ｊ上に積層される第１のヒータパターン２ｄと、この第１のヒータパターン２ｄに絶縁層２ｒを介して積層される第２のヒータパターン２ｅとを備えている。
【００４７】
一対のヒータパターン２ｄ、２ｅは、例えばアルミナを混合した白金等の発熱性導体材料からなり、基体部２ｃの外周側に曲面印刷等の手段を用いて形成される。これら一対のヒータパターン２ｄ、２ｅには、基体部２ｃの先端側（検出素子２の軸方向一端側）に、後述する酸素測定部（ガス濃度測定部）２ｂを局所的に温めるための蛇腹状のパターン２ｋが形成される一方で、このパターン２ｋの基端部２ｍから基体部２ｃの基端側（検出素子２の軸方向他端側）に向けて延びるリード部２ｓが形成されている。そして、これら一対のリード部２ｓ、２ｓの基端部が電極部６となっており、これらの電極部６が図１に示すように各端子部７に接続される。そして、一対のヒータパターン２ｄ、２ｅは、外部のヒータ電源（図示せず）から各リード部２ｓを介して給電されることにより、例えば約７２０〜８００℃程度の温度に基体部２ｃを含めた全体を発熱させるようになっている。
【００４８】
また、図４に示すように、一対のヒータパターン２ｄ、２ｅのうちの蛇腹状のパターン２ｋが設けられる部位には、絶縁層２ｒが介在される。この絶縁層２ｒは、例えばアルミナ等のセラミックス材料を曲面印刷等の手段で基体部２ｃの外周側に厚膜印刷することにより形成される。本実施形態では、同一形状の一対のヒータパターン２ｄ、２ｗを左右対称に印刷することによって、一対のリード部２ｓ、２ｓが重なり合わないようにしつつ、絶縁層２ｒを一対の蛇腹状のパターン２ｋ間に印刷することで、これら一対のヒータパターン２ｄ、２ｅを絶縁保護している。なお、一対のヒータパターン２ｄ、２ｅは、蛇腹状のパターン２ｋの先端部２ｎ同士を接続することで、導通を図ることができる。
【００４９】
また、図４に示すように、基体部２ｃの外周側には前述のヒータ部２ｐの基体部２ｃに対する投影面と重畳する位置（即ち、基体部２ｃの軸方向でヒータ部２ｐと重なる位置）に絶縁層２ｔ、空気通過層２ｆならびに酸素測定部２ｂ等が曲面印刷等の手段を用いて形成される。
【００５０】
絶縁層２ｔは、前述の絶縁層２ｒと同じ材料（例えばアルミナ等のセラミックス材料）のものが用いられており、蛇腹状のパターン２ｋを外側から被覆して保護するようになっている。また、本実施形態では、基体部２ｃの外周側に積層される絶縁層２ｒが、酸素測定部２ｂの対向した基体部２ｃ側において、第２のヒータパターン２ｅを被覆する絶縁層２ｔから露出されている。
【００５１】
空気通過層２ｆは、例えばアルミナの粉体（所定重量％のジルコニアの粉体を混合してもよい）からなるペースト状物を曲面印刷等の手段を用いて厚膜印刷することにより形成される。この空気通過層２ｆは、酸素測定部２ｂが備える固体電解質層２ｈに向けて基準ガスである外気（大気）を導くものである。
【００５２】
そして、空気通過層２ｆは連続気泡からなる空孔を有して多孔質構造に形成され、検出素子２の周囲を流れる被測定ガスの一部を、図４に示す基端側の端面から先端側へと空気通過層２ｆの内部に拡散させつつ、この被測定ガスを酸素測定部２ｂに向けて透過させる機能を有している。
【００５３】
酸素測定部２ｂは、ヒータ部２ｐの発熱により活性化する酸素イオン伝導性の固体電解質層２ｈと、この固体電解質層２ｈの内側に位置する参照電極層２ｇと、この参照電極層２ｇに対して固体電解質層２ｈの外側に位置する検出電極層２ｉとを備えている。
【００５４】
参照電極層２ｇおよび検出電極層２ｉは、それぞれが白金等からなる導電性で、かつ酸素が通過できる材料により形成される。そして、参照電極層２ｇおよび検出電極層２ｉにはそれぞれリード部２ｘ、２ｙが一体的に延設されており、これらのリード部２ｘ、２ｙによって参照電極層２ｇと検出電極層２ｉとの間に現れた出力電圧を検出できるようになっている。詳細には、それぞれのリード部２ｘ、２ｙの先端側が参照電極（内側電極）２ｖおよび検出電極（外側電極）２ｗとなっており、基端側が各端子部７に接続される電極部６となっている。
【００５５】
そして、本実施形態では、図４〜図６に示すように、酸素測定部（濃度測定部）２ｂを構成する前述の参照電極（内側電極）２ｖ、固体電解質層２ｈ、検出電極（外側電極）２ｗを、一対の蛇腹状のパターン２ｋ（ヒータ部２ｐ）の面積範囲内に積層させるようにしている。
【００５６】
固体電解質層２ｈは、例えばジルコニアの粉体中に所定重量％のイットリアの粉体を混合させてペースト状物により形成される。そして、固体電解質層２ｈは、参照電極層２ｇと検出電極層２ｉとの間で、周囲の酸素濃度差に応じた起電力を発生させ、その厚さ方向に酸素イオンを輸送する。これにより、固体電解質層２ｈと一対の電極である参照電極層２ｇおよび検出電極層２ｉとによって、酸素濃度を電気信号として取り出す酸素測定部２ｂを形成している。
【００５７】
このようにして構成された本実施形態の酸素センサ１では、まずはヒータ部２ｐの発熱により酸素測定部２の固体電解質層２ｈを活性化して酸素濃度を検出可能な状態する。そして、排気管１８内を流通する被測定ガスとしての排気ガスがプロテクタ９の流通孔９ｃから内部に流入すると、そのガス内の酸素が検出素子２の酸素測定部２ｂに入り込む。すると、酸素測定部２ｂがガスの酸素濃度を測定し、この測定した酸素濃度を電気信号に変換した後、この電気信号の情報が電極部６、端子部７、結合部１４、およびリード線４を介して外部に取り出される。
【００５８】
以上の構成により、本実施形態のガスセンサとしての酸素センサ１では、ヒータ部２ｐを二層構造としたので、従来と同じヒータ容量でヒータ部２ｐの発熱範囲をより局所的に集中化させることができる。
【００５９】
つまり、従来のヒータ部１０２ｐでは、図７に示すように、蛇腹状のパターン１０２ｋの印刷にじみａ、ｂによって、これ以上、発熱範囲を狭めて局所的に集中化させることはできなかった。すなわち、従来のヒータ部１０２ｐでは、印刷方向Ｂ、Ｃのどちら側から印刷したとしても蛇腹状のパターン１０２ｋの印刷時に、図７に示すように、印刷方向Ｂ、Ｃに印刷にじみａ、ｂが形成される恐れがあった。この時に、蛇腹状のパターン１０２ｋどうしの間隔が狭いと、印刷にじみａ、ｂによってパターン１０２ｋどうしが短絡してしまうため、ある程度の幅をとらなければならず、発熱範囲を狭めることができなかった。なお、同図中、符号１０２ｓはリード部、１０６は電極部である。
【００６０】
これに対し、本実施形態の酸素センサ１では、ヒータ部２ｐを二層構造としたことで、図３に示すように、一対の蛇腹状のパターン２ｋを重ね合わせることができるようになる。これにより、ヒータ容量を変えずに発熱範囲を狭めてより局所的に集中化させることができる。例えば、本実施形態の場合には、図７に示すパターン１０２ｋと比べて、一対の蛇腹状のパターン２ｋの軸方向の長さが約１／２となるようにしている。また、パターン２ｋの発熱範囲が、基体部２ｃ外周の１／２以下となるようにしている。したがって、酸素測定部２ｂに伝達する熱量をより高めることができるようになり、酸素測定部２ｂを速やかに昇温して、より早く酸素濃度を検出可能な状態にすることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、参照電極（内側電極）２ｖ、固体電解質層２ｈ、検出電極（外側電極）２ｗで構成される酸素測定部（濃度測定部）２ｂを、基体部２ｃの軸方向でヒータ部２ｐ（一対の蛇腹状のパターン２ｋ）と重なる位置に積層させるようにしている。そのため、ヒータ部２ｐの熱量を酸素測定部２ｂに伝達し易くすることができる。
【００６２】
さらにまた、本実施形態では、一対の蛇腹状のパターン２ｋ間には絶縁層２ｒが介在されるが、この絶縁層２ｒは電熱性の高いアルミナ等のセラミックス材料により形成されている。そのため、酸素測定部２ｂに対する熱量の伝達を阻害することがない。
【００６３】
また、本実施形態では、図３に示すように、一対の蛇腹状のパターン２ｋの帯板２ｌ、２ｌを基体部２ｃの軸方向で一致させているが、図８に示すように、一方のパターン２ｋの帯板２ｌ間に他方のパターン２ｋの帯板２ｌが入り込むようにして、互い違いに重ね合わせるようにしてもよい。こうすれば、ヒータ部２ｐのスクリーン曲面印刷作業をより簡素に行うことができる。
【００６４】
さらにまた、本実施形態では、基体部２ｃが円柱ロッド状に形成されており、酸素測定部２ｂを、基体部２ｃの周方向でヒータ部２ｐ（一対の蛇腹状のパターン２ｋ）と同じ位置に積層させている。そのため、酸素測定部２ｂが基体部２ｃを挟んでヒータ部２ｐと対向して設けられる場合と比べて、ヒータ部２ｐの熱量を酸素測定部２ｂに伝達し易くすることができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、酸素測定部２ｂをヒータ部２ｐと同じ位置に積層させるようにしたが、図９に示すように、酸素測定部２ｂを基体部２ｃの周方向でヒータ部２ｐ（一対の蛇腹状のパターン２ｋ）と対向する位置に積層させるようにしてもよい。この場合、ヒータ部２ｐの熱量は、対向部の中心Ｘからその径外側に向かって次第に熱量が減少する分布を表示するので、この場合にあっても、ヒータ部２ｐを二層構造としたことによる効果は得ることができる。なお、酸素測定部２ｂとヒータ部２ｐ（一対の蛇腹状のパターン２ｋ）との相対位置は、これに限定されず、例えば基体部２ｃの周方向で互いにずらして配置するようにしてもよい。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ガスセンサとして酸素センサを例示したが、これに限らず、例えばＮＯｘやＨＣ等の他のガス成分濃度を検出できるガスセンサにあっても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１    酸素センサ（ガスセンサ）
２    検出素子
２ｂ  酸素測定部（濃度測定部）
２ｃ  基体部
２ｄ  第１のヒータパターン
２ｅ  第２のヒータパターン
２ｈ  固体電解質層
２ｐ  ヒータ部
２ｖ  参照電極（内側電極）
２ｗ  検出電極（外側電極）
【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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