(57)【要約】【課題】  低温期間において保護層に水が付着した場合であっても、多孔質部（拡散律速部）の目詰まりを抑制するガスセンサ素子およびガスセンサを提供する。【解決手段】  空燃比センサ１におけるガスセンサ素子７は、保護層１７と拡散律速部９５との間に空間部１８が存在しており、保護層１７が拡散律速部９５から離間して形成されるため、保護層１７と拡散律速部９５とが接しておらず、いわゆる毛細管現象によって保護層１７から拡散律速部９５に対して水が浸透することを抑制できる。よって、ガスセンサ素子７によれば、低温期間に保護層１７に水が付着した場合であっても、保護層１７を介して拡散律速部９５に水が浸透するのを抑制できるため、拡散律速部９５の目詰まりを抑制できる。【選択図】 図４
2013234896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延びる板形状を有し、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するガスセンサ素子であって、
前記長手方向の先端側に設けられ、前記測定対象ガスの導入部と、該導入部を介して前記測定対象ガスが導入される測定室と、を有する素子本体部と、
前記素子本体部の表面に設けられ、少なくとも前記測定対象ガスの導入部を覆う多孔質材料からなる保護層と、
を備えており、
前記素子本体部は、
前記導入部から前記測定室に至る前記測定対象ガスの導入経路に配置されて、前記測定室に導入される前記測定対象ガスの拡散を律速する多孔質部と、
前記測定室に面して前記特定ガスを検知するガス検知部と、
を備えており、
前記多孔質部は、少なくとも一部が前記素子本体部の前記導入部から露出しており、
前記保護層は、前記多孔質部から離間した状態で前記導入部を覆うことを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサ素子であって、
前記ガス検知部は、一対の電極と固体電解質体とを有するセルを備えており、
前記固体電解質体は、少なくとも前記導入部に隣接する導入部隣接領域にて前記素子本体部の前記表面に露出しており、
前記保護層は、少なくとも前記導入部隣接領域の前記固体電解質体と離間した状態で前記導入部を覆うことを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガスセンサ素子であって、
前記導入部は、前記素子本体部の表面において少なくとも異なる２方向に向けて形成されており、
前記多孔質部は、少なくとも異なる２方向に向けて露出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から請求項３のいずれか一項に記載のガスセンサ素子であって、
前記導入部は、前記素子本体部の表面において少なくとも異なる４方向に向けて形成されており、
前記多孔質部は、少なくとも異なる４方向に向けて露出することを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガスセンサ素子であって、
前記保護層は、前記素子本体部の表面のうち少なくとも前記導入部および前記導入部よりも先端側の領域を覆うことを特徴とするガスセンサ素子。
【請求項６】
測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するガスセンサであって、
円筒状の主体金具と、
該主体金具に保持されるガスセンサ素子と、
を備えており、
前記ガスセンサ素子は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガスセンサ素子であることを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するガスセンサ素子、およびそのようなガスセンサ素子を備えるガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するガスセンサ素子を備えるガスセンサの一例としては、内燃機関の排気系に設置されて、排気ガス中の酸素濃度を検出して内燃機関の燃焼制御に利用される酸素センサが知られている。この酸素センサは、例えば、筒状の主体金具と、その主体金具に保持された板状のガスセンサ素子を有している。
【０００３】
ガスセンサ素子は、測定対象ガスが導入される測定室を有する素子本体部を備える。そして、素子本体部は、導入部から測定室に至る測定対象ガスの導入経路に配置されて測定室に導入される測定対象ガスの拡散を律速する多孔質部（拡散律速部）と、測定室に面して特定ガスを検知するガス検知部と、を備えている。
【０００４】
ところで、一般に自動車エンジン等の内燃機関に使用される燃料やエンジンオイル中にはリンやシリコンを含むものが存在している。このような燃料やエンジンオイルを使用すると、このリンやシリコンが多孔質部（拡散律速部）の表面に付着して多孔質部（拡散律速部）の孔を塞いでしまい、多孔質部（拡散律速部）が目詰まりを起こしてしまう問題がある。その問題が生じると、多孔質部（拡散律速部）の拡散抵抗が変化してしまい、ガスセンサの空燃比の検出の精度が低下する虞がある。
【０００５】
そこで、この多孔質部（拡散律速部）の目詰まりの発生に対しては、例えば、多孔質部（拡散律速部）と外部との間にリンやシリコンからの被毒を防止する多孔質の保護層を備えることが知られている（特許文献１）。
【０００６】
つまり、特許文献１に記載のガスセンサ素子においては、保護層（多孔質部３０）を備えてリンやシリコンが多孔質部（拡散律速部１１５）に到達するのを抑制することで、多孔質部（拡散律速部１１５）での目詰まりの発生を抑制できる。これにより、多孔質部（拡散律速部）の拡散抵抗の変化を抑制し、ガスセンサの空燃比の検出の精度が低下するのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記のように、多孔質部（拡散律速部）が保護層に接する構成のガスセンサ素子においては、常温時に保護層に水が付着すると、いわゆる毛細管現象によって保護層を介して多孔質部（拡散律速部）まで水が浸透してしまい、その後に水が蒸発して析出した成分によって多孔質部（拡散律速部）の目詰まりが発生する虞がある。
【０００９】
つまり、多孔質部（拡散律速部）に浸透した水にＭｇやＳｉなどの成分が含まれている場合には、ガスセンサ素子が活性化状態（高温状態）となり多孔質部（拡散律速部）に浸透した水が蒸発すると、ＭｇやＳｉなどの成分が析出して多孔質部（拡散律速部）の目詰まりを誘発する可能性がある。
【００１０】
このような多孔質部（拡散律速部）の目詰まりが発生すると、多孔質部（拡散律速部）の拡散抵抗が変化してしまい、ガスセンサ素子のガス検出精度が低下する虞がある。
なお、ガスセンサ素子が活性化状態（高温状態）であれば、保護層に付着した水は多孔質部（拡散律速部）に到達する前に高温によって蒸発するため、多孔質部（拡散律速部）まで水が浸透することを抑制できる。しかし、内燃機関の始動時からガスセンサ素子が活性化状態となるまでの期間や内燃機関の停止後から次の内燃機関の始動までの期間（以下、低温期間という）には、保護層では水が蒸発しないため、上述のように多孔質部（拡散律速部）まで水が浸透することがある。
【００１１】
そこで、本発明は、低温期間において保護層に水が付着した場合であっても、多孔質部（拡散律速部）の目詰まりを抑制するガスセンサ素子およびガスセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、長手方向に延びる板形状を有し、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するガスセンサ素子であって、前記長手方向の先端側に設けられ、測定対象ガスの導入部と、該導入部を介して測定対象ガスが導入される測定室と、を有する素子本体部と、素子本体部の表面に設けられ、少なくとも測定対象ガスの導入部を覆う多孔質材料からなる保護層と、を備える。
【００１３】
素子本体部は、導入部から測定室に至る測定対象ガスの導入経路に配置されて、測定室に導入される測定対象ガスの拡散を律速する多孔質部と、測定室に面して特定ガスを検知するガス検知部と、を備える。
【００１４】
多孔質部は、少なくとも一部が素子本体部の導入部から露出しており、保護層は、多孔質部から離間した状態で導入部を覆う。
このように構成されたガスセンサ素子は、保護層が多孔質部から離間して形成されるため、保護層と多孔質部とが接しておらず、いわゆる毛細管現象によって保護層から多孔質部に対して水が浸透することを抑制できる。
【００１５】
また、多孔質部は、少なくとも一部が素子本体部の導入部から露出しているため、素子本体部の焼成後における多孔質部の拡散律速特性の調整作業が容易となる。つまり、多孔質部の少なくとも一部が導入部から露出している構成は、多孔質部が素子本体部から露出していない構成に比べて、多孔質部のトリミング作業（多孔質部へのトリミング液の塗布作業や多孔質部の削り取り作業など）が容易となる。
【００１６】
よって、本発明によれば、低温期間に保護層に水が付着した場合であっても、保護層を介して多孔質部に水が浸透するのを抑制できるため、多孔質部の目詰まりを抑制できる。また、多孔質部のトリミング作業が容易となるため、用途に応じた適切な拡散律速特性の多孔質部を備えるガスセンサ素子を得ることができる。
【００１７】
なお、保護層は、例えば、多孔質部よりも拡散抵抗が小さい多孔質材料で構成すると良い。
本発明のガスセンサ素子においては、ガス検知部は、一対の電極と固体電解質体とを有するセルを備えており、固体電解質体は、少なくとも前記導入部に隣接する導入部隣接領域にて素子本体部の前記表面に露出しており、保護層は、少なくとも導入部隣接領域の前記固体電解質体と離間した状態で導入部を覆う、という構成を採ることができる。
【００１８】
このような構成のガスセンサ素子は、保護層が導入部隣接領域の前記固体電解質体と離間して形成されるため、保護層に浸透した水が毛細管現象によって固体電解質体の導入部隣接領域に到達しがたくなり、水の付着による熱衝撃によって固体電解質体の導入部隣接領域が破損するのを抑制できる。
【００１９】
本発明のガスセンサ素子においては、導入部は、素子本体部の表面において少なくとも異なる２方向に向けて形成されており、多孔質部は、少なくとも異なる２方向に向けて露出する、という構成を採ることができる。
【００２０】
このように少なくとも異なる２方向に向けて多孔質部が露出する場合、その素子本体部は、異なる２方向から測定対象ガスを導入できるため、１方向のみから測定対象ガスを導入する構成に比べて、測定対象ガスを導入し易い構成となる。
【００２１】
よって、本発明によれば、適切に測定対象ガスを測定室に導入できるため、ガス検出精度の低下を抑制できる。
また、本発明のガスセンサ素子においては、導入部は、素子本体部の表面において少なくとも異なる４方向に向けて形成されており、多孔質部は、少なくとも異なる４方向に向けて露出する、という構成を採ることができる。
【００２２】
このように少なくとも異なる４方向に向けて多孔質部が露出する場合、その素子本体部は、異なる４方向から測定対象ガスを導入できるため、より一層、測定対象ガスを導入し易くなり、測定対象ガスの流通方向が頻繁に変化する環境下であっても、適切に測定対象ガスを測定室に導入することができる。
【００２３】
よって、本発明によれば、様々な環境下でも適切に測定対象ガスを測定室に導入できるため、より一層、ガス検出精度の低下を抑制できる。
本発明のガスセンサ素子においては、保護層は、素子本体部の表面のうち少なくとも導入部および導入部よりも先端側の領域を覆う、という構成を採ることができる。
【００２４】
このように保護層が素子本体部の表面のうち少なくとも「導入部および導入部よりも先端側の領域」を覆う場合には、測定対象ガスに含まれる水が素子本体部のうち「導入部および導入部よりも先端側の領域」に直接付着するのを防止できる。
【００２５】
よって、本発明によれば、水の付着による熱衝撃によって素子本体部が破損するのを抑制できる。
また、本発明は、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するガスセンサであって、円筒状の主体金具と、この主体金具に保持されるガスセンサ素子と、を備えており、ガスセンサ素子は、上述のいずれかのガスセンサ素子である。
【００２６】
このように、上述のいずれかのガスセンサ素子を備えるガスセンサは、低温期間にガスセンサ素子（詳細には、保護層）に水が付着した場合であっても、保護層を介して多孔質部に水が浸透するのを抑制できるため、多孔質部の目詰まりを抑制することができる。
【００２７】
よって、本発明によれば、多孔質部の目詰まりが生じがたくなり、適切に測定対象ガスを測定室に導入できるため、ガス検出精度の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態の空燃比センサを軸方向に沿って破断した状態を示す断面図である。
【図２】ガスセンサ素子を示す斜視図である。
【図３】ガスセンサ素子を分解して示す斜視図である。
【図４】ガスセンサ素子の図２におけるＡ−Ａ視端面を表す端面図である。
【図５】ガスセンサ素子の母材の製造方法に関する説明図である。
【図６】ガスセンサ素子の製造途中段階を示す説明図である。
【図７】第２ガスセンサ素子の外観を表す斜視図である。
【図８】第２ガスセンサ素子を分解して示す斜視図である。
【図９】第２ガスセンサ素子の図７におけるＢ−Ｂ視端面を表す端面図である。
【図１０】第２ガスセンサ素子の図７におけるＣ−Ｃ視端面のうち素子本体部を表す端面図である。
【図１１】第３ガスセンサ素子のうち素子本体部の外観を示す説明図である。
【図１２】第３ガスセンサ素子の図１１におけるＤ−Ｄ視端面を表した端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
なお、以下に示す実施形態では、ガスセンサの一種である酸素センサのうち全領域空燃比センサ（以下単に、空燃比センサともいう）を例に挙げる。具体的には、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（酸素）を検出するガスセンサ素子（検出素子）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空燃比センサを例に挙げて説明する。
【００３０】
［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
本実施形態のガスセンサ素子が使用される空燃比センサの全体の構成について、図１に基づいて説明する。図１は、空燃比センサの内部構成を表す断面図である。
【００３１】
図１に示す様に、本実施形態における空燃比センサ１は、排気管に固定するためのネジ部３が外表面に形成された筒状の主体金具５と、軸線方向（空燃比センサ１の長手方向：図１の上下方向）に延びる板状形状のガスセンサ素子７と、ガスセンサ素子７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９と、軸線方向に貫通する挿通孔１１の内壁面がガスセンサ素子７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１３（セパレータ１３）と、ガスセンサ素子７とセパレータ１３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１５と、を備えている。
【００３２】
ガスセンサ素子７は、後に詳述する様に、長手方向に伸びる板状の素子部７１と、同じく長手方向に延びる板状のヒータ７３と、素子部７１およびヒータ７３の先端側（図２における下側）を覆う保護層１７と、を備える。素子部７１およびヒータ７３の先端側は、測定対象となるガスに向けられる素子本体部７０である。また、ガスセンサ素子７は、後端側（図１の上方：長手方向後端部）の外表面のうち表裏の位置関係となる第１主面２１および第２主面２３に、電極パッド２５，２７，２９，３１，３３（詳細は、図２，図３参照）が形成されている。
【００３３】
接続端子１５は、ガスセンサ素子７の電極パッド２５，２７，２９，３１，３３にそれぞれ電気的に接続されるとともに、外部からセンサの内部に配設されるリード線３５にも電気的に接続されており、リード線３５が接続される外部機器と電極パッド２５，２７，２９，３１，３３との間に流れる電流の電流経路を形成する。
【００３４】
主体金具５は、軸線方向に貫通する貫通孔３７を有し、貫通孔３７の径方向内側に突出する棚部３９を有する略筒状形状に構成されている。この主体金具５は、ガス導入部９４を貫通孔３７の先端よりも先端側に配置し、電極パッド２５，２７，２９，３１，３３を貫通孔３７の後端よりも後端側に配置する状態で、貫通孔３７に挿通されたガスセンサ素子７を保持するよう構成されている。
【００３５】
また、主体金具５の貫通孔３７の内部には、ガスセンサ素子７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４１、滑石リング４３、滑石リング４５、及び上述のセラミックスリーブ９が、この順に先端側から後端側にかけて積層されている。
【００３６】
このセラミックスリーブ９と主体金具５の後端部４７との間には、加締パッキン４９が配置され、一方、セラミックホルダ４１と主体金具５の棚部３９との間には、滑石リング４３やセラミックホルダ４１を保持するための金属ホルダ５１が配置されている。なお、主体金具５の後端部４７は、加締パッキン４９を介してセラミックスリーブ９を先端側に押し付けるように、加締められている。
【００３７】
更に、主体金具５の先端部５３の外周には、ガスセンサ素子７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５５が溶接等によって取り付けられている。
【００３８】
一方、主体金具５の後端側外周には、外筒５７が固定されている。また、外筒５７の後端側の開口部には、各電極パッド２５，２７，２９，３１，３３とそれぞれ電気的に接続される５本のリード線３５（図１では３本が図示）が挿通されるリード線挿通孔５９が形成されたグロメット６１が配置されている。
【００３９】
なお、セパレータ１３の外周には、突出部６３が形成されており、突出部６３は、保持部材６５を介して外筒５７に固定されている。
［１−２．ガスセンサ素子の構成］
次に、本実施形態の要部であるガスセンサ素子７の構成について、図２〜図４に基づいて詳細に説明する。
【００４０】
図２は、ガスセンサ素子７の外観を表す斜視図である。
図２に示す様に、ガスセンサ素子７は、長手方向（Ｙ軸方向）に延びる長尺の板材である。なお、図２において、長手方向がガスセンサの軸線方向に沿う形態となる。また図２のＺ軸方向は、長手方向に垂直な積層方向であり、Ｘ軸方向は、長手方向及び積層方向に垂直な幅方向である。
【００４１】
このガスセンサ素子７は、長手方向に伸びる板状の素子部７１と、同じく長手方向に延びる板状のヒータ７３と、素子部７１およびヒータ７３の先端側を覆う保護層１７と、を備える。素子部７１およびヒータ７３の先端側（図２における下側）は、測定対象となるガスに向けられる素子本体部７０である。
【００４２】
図３に、ガスセンサ素子７を分解した斜視図を示す。なお、図３では、保護層１７の図示を省略している。
ガスセンサ素子７は、図３に分解して示す様に、積層方向の一方の側（図３の上側）に配置されて、長手方向に伸びる板状の素子部７１と、素子部７１の反対側（裏側）に配置されて、同じく長手方向に延びる板状のヒータ７３と、を備える。
【００４３】
このうち、素子部７１は、固体電解質体７５の両側に多孔質電極７７、７９を形成した酸素濃淡電池セル８１と、同じく固体電解質体８３の両側に多孔質電極８５、８７を形成した酸素ポンプセル８９と、これらの両セル８１、８９の間に積層され、中空のガス測定室９１（ガス検出室９１）を形成するための絶縁スペーサ９３と、を備えて構成される。なお、固体電解質体７５，８３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７７，７９，８５，８７は、Ｐｔを主体に形成される。
【００４４】
また、ガス測定室９１を形成する絶縁スペーサ９３は、アルミナを主体に構成されており、中空のガス測定室９１の内側には、酸素濃淡電池セル８１の一方の多孔質電極７７と、酸素ポンプセル８９の一方の多孔質電極８７が露出するように配置されている。
【００４５】
素子部７１の側面（絶縁スペーサ９３の側面）には、排ガス（測定対象ガス）の取り込み口となる２つのガス導入部９４が形成されており、ガス導入部９４は、ガス測定室９１に連通している。２つのガス導入部９４からガス測定室９１までの各経路には、拡散律速部９５が形成されている。拡散律速部９５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測定室９１へ流入する際の律速を行う。拡散律速部９５は、その一部がガス導入部９４から露出する状態で備えられている。
【００４６】
つまり、このガスセンサ素子７においては、ガス導入部９４は、素子本体部７０の最外面において異なる２方向に向けて形成されており、拡散律速部９５は、異なる２方向に向けて露出している。
【００４７】
更に、素子部７１の第１主面２１側（図３上方）にはアルミナを主体とする絶縁基板９７が積層されており、この絶縁基板９７には、拡散律速部９５と同様に、多孔質体で構成された通気部９９が形成されている。この通気部９９は、酸素ポンプセル８９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。
【００４８】
なお、ガス測定室９１は、素子部７１のうち先端側の素子本体部７０（図３における左側）に位置するように形成されており、このガス測定室９１に面する酸素濃淡電池セル８１，酸素ポンプセル８９は、酸素を検知するためのガス検知部として備えられる。
【００４９】
一方、ヒータ７３は、アルミナを主体とする絶縁基板１０１、１０３の間に、Ｐｔを主体とする発熱抵抗体パターン１０５が挟み込まれて形成されている。
このようなガスセンサ素子７では、第１主面２１の後端側（図３における右側）に３個の電極パッド２７〜２９が形成され、第２主面２３の後端側に２個の電極パッド３１、３３が形成されている。
【００５０】
このうち、第１主面２１の１つの電極パッド２９（図２の右側電極パッド）は、図３に示すように、絶縁基板９７に設けられるスルーホール１６１、固体電解質体８３に設けられるスルーホール１６５、絶縁スペーサ９３に設けられるスルーホール１７１を介して、ガス測定室９１の内側に露出する酸素濃淡電池セル８１の一方の多孔質電極７７に電気的に接続される。また、この電極パッド２９は、絶縁基板９７に設けられるスルーホール１６１、固体電解質体８３に設けられるスルーホール１６５を介して、ガス測定室９１の内側に露出する酸素ポンプセル８９の一方の多孔質電極８７にも電気的に接続される。よって、多孔質電極７７と多孔質電極８７とは、共用する形で電気的に接続される。
【００５１】
また、他の電極パッド２７（図２の中央電極パッド）は、図３に示すように、絶縁基板９７に設けられるスルーホール１６２、固体電解質体８３に設けられるスルーホール１６６、絶縁スペーサ９３に設けられるスルーホール１７２、固体電解質体７５に設けられるスルーホール１７６を介して、酸素濃淡電池セル８１の他方の多孔質電極７９と電気的に接続される。更に他の電極パッド２５（図２の左側電極パッド）は、図３に示すように、絶縁基板９７に設けられるスルーホール１６３を介して、酸素ポンプセル８９の他方の多孔質電極８５と電気的に接続されている。
【００５２】
また、電極パッド３１、３３は、図３に示すように、絶縁基板１０３に設けられたスルーホール１８１，１８２を介して、発熱抵抗体パターン１０５の両端に、各々電気的に接続されている。
【００５３】
上述した構成のガスセンサ素子７は、長尺の略直方体形状の板材であるので、その径方向の外周側の角部には、その長手方向（図２のＹ方向）に沿って伸びる４つの辺（長手稜線）Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４を備えている。
【００５４】
詳しくは、ガスセンサ素子７は、ガスセンサ素子７の長手方向に沿って延びる４つの外周壁として、第１主面２１および第２主面２３と、第１主面２１および第２主面２３に連接された第１側面１１１および第２側面１１３と、を備えている。また、第１主面２１と第１側面１１１との間の稜線である第１辺Ｈ１と、第１主面２１と第２側面１１３との間の稜線である第２辺Ｈ２と、第２主面２３と第２側面１１３との間の稜線である第３辺Ｈ３と、第２主面２３と第１側面１１１との間の稜線である第４辺Ｈ４とを備えている。
【００５５】
第１辺Ｈ１，第２辺Ｈ２，第３辺Ｈ３，第４辺Ｈ４には、それぞれＣ面取り量０．２ｍｍのＣ面取りが施されて形成された第１長辺面取り部１２１，第２長辺面取り部１２３，第３長辺面取り部，第４長辺面取り部が設けられている。なお、図２では、第３長辺面取り部および第４長辺面取り部が現れないため、これらについての符号による図示は省略している。
【００５６】
ガスセンサ素子７の後端側（図２の上方）は、その中央に（長手方向と垂直な）後端面１２９を残す様にして、後端面１２９の周囲の四方の稜線に対してＣ面取りを施すことで、後端側Ｃ面取り部１３１が形成されている。
【００５７】
さらに、本実施形態では、ガスセンサ素子７の第１側面１１１と第２側面１１３を覆う様に、ガラス製の第１側面被覆部１３３および第２側面被覆部１３５が形成されている。詳しくは、ガスセンサ素子７のうち、素子部７１およびヒータ７３における幅方向の両側面（即ち、固体電解質体７５、８３の側方の端面が露出する部分）の一部を覆う様に、第１側面被覆部１３３および第２側面被覆部１３５が形成されている。
【００５８】
次に、ガスセンサ素子７のうち素子本体部７０の内部構成について説明する。
図４に、ガスセンサ素子７の図２におけるＡ−Ａ視端面を表す端面図を示す。
図４に示すように、ガスセンサ素子７の素子本体部７０は、排ガス（測定対象ガス）が導入されるガス測定室９１を有しており、素子本体部７０の表面に設けられたガス導入部９４から排ガスを導入し、その排ガスを拡散律速部９５を介してガス測定室９１に取り込むように構成されている。このうち拡散律速部９５は、少なくとも一部が素子本体部７０のガス導入部９４から露出する状態で備えられる。
【００５９】
保護層１７は、多孔質状のアルミナで構成されており、拡散律速部９５から離間した状態でガス導入部９４を覆うように形成されている。具体的には、保護層１７は、素子本体部７０に対向する内面のうちガス導入部９４に対向する部分に、空間部１８を備えている。これにより、保護層１７と拡散律速部９５との間に空間部１８が存在することになり、保護層１７と拡散律速部９５とは互いに離間した状態となる。
【００６０】
このような構成のガスセンサ素子７は、排ガス（測定対象ガス）が保護層１７および空間部１８を介してガス導入部９４に到達したあと、その排ガスが拡散律速部９５を介してガス測定室９１に導入されるよう構成されている。
【００６１】
ガスセンサ素子７は、保護層１７と拡散律速部９５とが互いに離間した状態で構成されるため、保護層１７に水が付着した場合に、いわゆる毛細管現象によって保護層１７から拡散律速部９５に対して水が浸透することを抑制できる。
【００６２】
なお、保護層１７は、拡散律速部９５よりも拡散抵抗が小さい多孔質材料で構成されている。
また、保護層１７は、素子本体部７０の表面のうち少なくとも「ガス導入部９４およびガス導入部９４よりも先端側の領域」を覆う、という構成である。より詳しくは、保護層１７は、素子本体部７０の最外面のうち「ガス測定室９１の形成領域、ガス導入部９４およびガス導入部９４よりも先端側の領域」を覆うように形成されている。
【００６３】
［１−３．ガスセンサの製造方法］
本実施形態の空燃比センサ１の製造方法について、図５〜図６に基づいて説明する。
図５は、ガスセンサ素子の母材の製造方法に関する説明図であり、図６は、ガスセンサ素子の製造途中段階を示す説明図である。
【００６４】
ガスセンサ素子７を製造する場合、まず、ガスセンサ素子７の材料となる各種積層材料、即ち、素子部７１の固体電解質体７５、８３となる未焼成固体電解質シートや、ヒータ７３などの絶縁基板９７、１０１、１０３となる未焼成絶縁シートなどを積層状態とし、未圧着積層体を得る。なお、この未圧着積層体には、電極パッド２５，２７，２９，３１，３３となる未焼成電極パッドなどが形成されている。
【００６５】
これらのうち、例えば、未焼成固体電解質シートを形成する場合、まず、ジルコニアを主体とするセラミック粉末に対して、アルミナ粉末やブチラール樹脂などを加えて、さらに混合溶媒（トルエン及びメチルエチルケトン）を混合して、スラリーを生成する。そして、このスラリーをドクターブレード法によりシート状とし、混合溶媒を揮発させることで未焼成固体電解質シートが作製される。
【００６６】
また、未焼成絶縁シートを形成する場合、まず、アルミナを主体とするセラミック粉末に対して、ブチラール樹脂とジブチルフタレートとを加えて、更に混合溶媒（トルエン及びメチルエチルケトン）を混合して、スラリーを生成する。そして、このスラリーをドクターブレード法によりシート状とし、混合溶媒を揮発させることで未焼成絶縁シートが作製される。
【００６７】
さらに、未焼成の拡散律速部を形成する場合、まず、アルミナ粉末１００質量％及び可塑剤を湿式混合により分散したスラリーを生成する。可塑剤はブチラール樹脂及びＤＢＰからなる。このスラリーを用い、焼成後に拡散律速部９５や通気部９９となる部位に、未焼成の拡散律速部を形成する。
【００６８】
そして、この未圧着積層体を１ＭＰａで加圧することにより、図５に示す様な圧着された成形体１４１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、一般的なガスセンサ素子の製造方法と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００６９】
そして、加圧により得られた成形体１４１を、所定の大きさで切断することにより、ガスセンサ素子７の素子部７１およびヒータ７３と大きさが略一致する複数（例えば１０個）の未焼成積層体を得る。
【００７０】
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℃にて、１時間で本焼成して、図６に示す様な焼成積層体１４３を得る。この焼成積層体１４３が、ガスセンサ素子７の素子部７１およびヒータ７３である。
【００７１】
このようにして焼成積層体１４３を得た後、拡散律速部９５の拡散抵抗（拡散律速特性）を所定の目標値となるように調整するためのトリミング作業を行う。トリミング作業としては、具体的には、多孔質部へのトリミング液の塗布作業や多孔質部の削り取り作業などを行う。
【００７２】
次に、この焼成積層体１４３の長手方向に伸びる４辺（第１辺Ｈ１，第２辺Ｈ２，第３辺Ｈ３，第４辺Ｈ４）に対して面取りを行い、第１長辺面取り部１２１，第２長辺面取り部１２３，第３長辺面取り部，第４長辺面取り部を形成する（図２参照）。具体的には、焼成積層体１４３の長手方向に伸びる４辺（第１辺Ｈ１，第２辺Ｈ２，第３辺Ｈ３，第４辺Ｈ４）を回転砥石に当接して、周知のＣ面取りを行う。
【００７３】
このあと、焼成積層体１４３の側面に、第１側面被覆部１３３および第２側面被覆部１３５を形成する。具体的には、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2 からなるガラス材料に、バインダ及び溶剤等を加えて絶縁ペーストを作成し、この絶縁ペーストを、Ｃ面取り後の焼成積層体１４３の側面に塗布する。
【００７４】
その後、絶縁ペーストを塗布したＣ面取り後の焼成積層体１４３を、ガラスの軟化点（例えば９５０℃）以上かつ焼成温度以下の１０５０℃で加熱して焼き付けする。これにより、Ｃ面取り後の焼成積層体１４３の側面に、第１側面被覆部１３３および第２側面被覆部１３５を形成した積層体が得られる。
【００７５】
このようにして焼成積層体１４３を得た後、この焼成積層体１４３の先端側の周囲に、焼成後に空間部１８を有する保護層１７（図２，図４参照）となる未焼成保護層を形成する。
【００７６】
具体的には、まず、拡散律速部９５が露出するガス導入部９４を覆うように、カーボンを主体とするペーストを印刷する。つまり、焼成後に空間部１８となる部位に対して、カーボンを主体とするペーストを印刷する。
【００７７】
そのあと、スピネル粉末とチタニア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、未焼成保護層を焼成積層体１４３の先端側に全周に渡って形成する。このときの形成手段としては、スプレーや塗布等を用いる。
【００７８】
その後、この未焼成保護層が形成された焼成積層体１４３を、焼成温度１０００℃、焼成時間３時間で熱処理を行い、カーボンが揮発することで、空間部１８を有する保護層１７が形成されたガスセンサ素子７を得る。
【００７９】
このようにしてガスセンサ素子７を得た後、ガスセンサ素子７を主体金具５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ガスセンサ素子７を金属ホルダ５１に挿入し、さらにガスセンサ素子７をセラミックホルダ４１、滑石リング４３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５に固定し、ガスセンサ素子７の軸線方向後端部側を滑石リング４５、セラミックスリーブ９に挿通させつつ、これらを主体金具５に挿入する。
【００８０】
そして、主体金具５の後端部４７にてセラミックスリーブ９を加締め、下部組立体を作製する。なお、下部組立体には、あらかじめプロテクタ５５が取付けられている。
一方、外筒５７、セパレータ１３、グロメット６１などを組みつけ、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１を得る。
【００８１】
［１−４．効果］
以上説明したように、本実施形態の空燃比センサ１におけるガスセンサ素子７は、保護層１７と拡散律速部９５との間に空間部１８が存在しており、保護層１７が拡散律速部９５から離間して形成されるため、保護層１７と拡散律速部９５とが接しておらず、いわゆる毛細管現象によって保護層１７から拡散律速部９５に対して水が浸透することを抑制できる。
【００８２】
また、拡散律速部９５は、少なくとも一部が素子本体部７０のガス導入部９４から露出しているため、素子本体部７０の焼成後における拡散律速部９５の拡散律速特性の調整作業が容易となる。つまり、拡散律速部９５の少なくとも一部がガス導入部９４から露出している構成は、拡散律速部９５が素子本体部７０から露出していない構成に比べて、拡散律速部９５のトリミング作業（拡散律速部９５へのトリミング液の塗布作業や多孔質部の削り取り作業など）が容易となる。
【００８３】
よって、本実施形態のガスセンサ素子７によれば、低温期間に保護層１７に水が付着した場合であっても、保護層１７を介して拡散律速部９５に水が浸透するのを抑制できるため、拡散律速部９５の目詰まりを抑制できる。また、拡散律速部９５のトリミング作業が容易となるため、用途に応じた適切な拡散律速特性の拡散律速部９５を備えるガスセンサ素子を得ることができる。
【００８４】
また、保護層１７は、拡散律速部９５よりも拡散抵抗が小さい多孔質材料で構成されている。これにより、排ガス（測定対象ガス）のガス測定室９１への導入量が、保護層１７によって制限されるのを抑制できる。
【００８５】
本実施形態のガスセンサ素子７は、ガス導入部９４が素子本体部７０の表面において少なくとも異なる２方向に向けて形成されており、拡散律速部９５が少なくとも異なる２方向に向けて露出する、という構成である。
【００８６】
このように少なくとも異なる２方向に向けて拡散律速部９５が露出する場合、その素子本体部７０は、排ガス（測定対象ガス）を異なる２方向から導入できるため、１方向のみから排ガス（測定対象ガス）を導入する構成に比べて、排ガス（測定対象ガス）を導入し易い構成となる。
【００８７】
よって、本実施形態のガスセンサ素子７によれば、適切に排ガス（測定対象ガス）をガス測定室９１に導入できるため、ガス検出精度の低下を抑制できる。
本実施形態のガスセンサ素子７は、保護層１７が、素子本体部７０の表面のうち「ガス導入部９４およびガス導入部９４よりも先端側の領域」を覆う、という構成である。
【００８８】
このように保護層１７が素子本体部７０の最外面のうち「ガス導入部９４およびガス導入部９４よりも先端側の領域」を覆う場合には、排ガス（測定対象ガス）に含まれる水が素子本体部７０のうち「ガス導入部９４およびガス導入部９４よりも先端側の領域」に直接付着するのを防止できる。
【００８９】
よって、本実施形態によれば、水の付着による熱衝撃によって素子本体部７０が破損するのを抑制できる。
また、本実施形態の空燃比センサ１は、低温期間にガスセンサ素子７（詳細には、保護層１７）に水が付着した場合であっても、保護層１７を介して拡散律速部９５に水が浸透するのを抑制できるため、拡散律速部９５の目詰まりを抑制することができる。
【００９０】
よって、本実施形態の空燃比センサ１によれば、拡散律速部９５の目詰まりが生じがたくなり、適切に測定対象ガスをガス測定室９１に導入できるため、ガス検出精度の低下を抑制できる。
【００９１】
［１−５．特許請求の範囲との対応関係］
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。
ガス導入部９４が導入部の一例に相当し、ガス測定室９１が測定室の一例に相当し、拡散律速部９５が多孔質部の一例に相当し、酸素濃淡電池セル８１および酸素ポンプセル８９がガス検知部の一例に相当する。
【００９２】
［２．第２実施形態］
第２実施形態として、４方向から測定対象ガスを取り入れる拡散律速部を有する第２ガスセンサ素子２０４を備えて構成される空燃比センサについて説明する。
【００９３】
第２実施形態の空燃比センサは、第１実施形態の空燃比センサ１におけるガスセンサ素子７を第２ガスセンサ素子２０４に置き換えて構成される。
なお、以下の説明では、第２実施形態の構成のうち第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一を付して説明を省略し、第２実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９４】
図７は、第２ガスセンサ素子２０４の外観を表す斜視図である。なお、図７では、保護層３３０の内部構成を点線で表している。
図８は、第２ガスセンサ素子２０４を分解して示す斜視図である。なお、下記説明の関係上、図８では、保護層３３０の図示を省略している。
【００９５】
図９は、第２ガスセンサ素子２０４の図７におけるＢ−Ｂ視端面を表す端面図であり、図１０は、第２ガスセンサ素子２０４の図７におけるＣ−Ｃ視端面のうち素子本体部５０１を表す端面図である。
【００９６】
第２ガスセンサ素子２０４は、図７に示すように、軸線方向（図７の左右方向）に延びる板状形状の酸素ポンプセル５００と、同じく軸線方向に延びる板状形状のヒータ４００と、酸素ポンプセル５００およびヒータ４００の先端側（図７の左方：長手方向先端部）を覆う保護層３３０と、を備えている。酸素ポンプセル５００およびヒータ４００の先端側は、測定対象となるガスに向けられる素子本体部５０１である。
【００９７】
素子本体部５０１は、排ガス（測定対象ガス）を導入するためのガス導入部３２２（図９、１０参照）を備える。素子本体部５０１は、その内部に、ガス導入部３２２を介して排ガスが導入されるガス測定室３１６（図９，図１０参照）を備えている。
【００９８】
第２ガスセンサ素子２０４は、図８に示すように、遮蔽層３１２，拡散律速部３１５，酸素ポンプセル５００，絶縁層３０７，ヒータ４００が積層されて構成されている。
ヒータ４００は、アルミナを主体とする第１基体３０１および第２基体３０３と、第１基体３０１と第２基体３０３とに挟まれた白金を主体とする発熱体３０２と、を有している。発熱体３０２は、先端側に位置する発熱部３０２ａと、発熱部３０２ａから第１基体３０１の長手方向に沿って延びる一対のヒータリード部３０２ｂと、を有している。そして、ヒータリード部３０２ｂの端末は、第１基体３０１に設けられるヒータ側スルーホール３０１ａを介して電極端子部３２０と電気的に接続している。
【００９９】
酸素ポンプセル５００は、第１固体電解質体３０９と、その第１固体電解質体３０９の両面に形成された第１電極３０８，第２電極３１０と、を備えて形成されている。第１電極３０８は、第１電極部３０８ａと、この第１電極部３０８ａから第１固体電解質体３０９の長手方向に沿って延びる第１リード部３０８ｂと、を備えて形成されている。第２電極３１０は、第２電極部３１０ａと、この第２電極部３１０ａから第１固体電解質体３０９の長手方向に沿って延びる第２リード部３１０ｂと、を備えて形成されている。そして、第１リード部３０８ｂの端末は、第１固体電解質体３０９に設けられる第１スルーホール３０９ａを介して電極端子部３２１と電気的に接続する。
【０１００】
第１固体電解質体３０９は、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）に安定化剤としてイットリア（Ｙ2Ｏ3）又はカルシア（ＣａＯ）を添加してなる部分安定化ジルコニア焼結体から構成されている。
【０１０１】
発熱体３０２、第１電極３０８、第２電極３１０、電極端子部３２０および電極端子部３２１は、白金族元素で形成することができる。これらを形成する好適な白金族元素としては、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ等を挙げることができ、これらはその一種を単独で使用することもできるし、又二種以上を併用することもできる。
【０１０２】
そして、ヒータ４００と酸素ポンプセル５００との間に、絶縁層３０７が形成されている。絶縁層３０７は、絶縁部３０７ａと大気導入部３０７ｂとからなる。この大気導入部３０７ｂは、絶縁層３０７の後端側で外部と連通している。絶縁層３０７は、絶縁性を有するセラミック焼結体であれば特に限定されなく、例えば、アルミナやムライト等の酸化物系セラミックを挙げることができる。
【０１０３】
また、第１固体電解質体３０９の表面には、第２電極３１０の第２電極部３１０ａを覆うにしてガス測定室３１６（図９，図１０参照）が設けてあり、ガス測定室３１６は、拡散律速部３１５により覆われている。さらに、拡散律速部３１５の表面のうち第１固体電解質体３０９とは反対側の面には遮蔽層３１２が積層されている。
【０１０４】
拡散律速部３１５は、アルミナからなる多孔質体であり、遮蔽層３１２および第１固体電解質体３０９には接しない４つの側面が外部に露出している。拡散律速部３１５におけるこの露出部分が、第２ガスセンサ素子２０４の素子本体部５０１のうち排ガス（測定対象ガス）を導入するためのガス導入部３２２となる。
【０１０５】
つまり、第２ガスセンサ素子２０４の素子本体部５０１におけるガス導入部３２２は、異なる４方向に向けて形成されている。
素子本体部５０１のうち遮蔽層３１２やガス導入部３２２（拡散律速部３１５）の外側には、多孔質状のアルミナで形成された保護層３３０が設けられている。
【０１０６】
保護層３３０は、拡散律速部３１５から離間した状態でガス導入部３２２を覆うように形成されている。具体的には、保護層３３０は、素子本体部５０１に対向する内面のうちガス導入部３２２に対向する部分に、空間部３２３を備えている。これにより、保護層３３０と拡散律速部３１５との間に空間部３２３が存在することになり、保護層３３０と拡散律速部３１５とは互いに離間した状態となる。
【０１０７】
つまり、第２ガスセンサ素子２０４は、排ガス（測定対象ガス）が保護層３３０および空間部３２３を介してガス導入部３２２に到達した後、その排ガスが拡散律速部３１５を介してガス測定室３１６に導入されるよう構成されている。
【０１０８】
また、第２ガスセンサ素子２０４は、保護層３３０と拡散律速部３１５との間に空間部３２３が存在しており、保護層３３０と拡散律速部３１５とが互いに離間した状態で構成されるため、保護層３３０に水が付着した場合に、いわゆる毛細管現象によって保護層３３０から拡散律速部３１５に対して水が浸透することを抑制できる。
【０１０９】
なお、保護層３３０は、拡散律速部３１５よりも拡散抵抗が小さい多孔質材料で構成されている。
また、保護層３３０は、素子本体部５０１の表面のうち少なくとも「ガス導入部３２２およびガス導入部３２２よりも先端側の領域」を覆う、という構成である。より詳しくは、保護層３３０は、素子本体部５０１の最外面のうち「ガス測定室３１６の形成領域、ガス導入部３２２およびガス導入部３２２よりも先端側の領域」を覆うように形成されている。
【０１１０】
以上説明したように、第２実施形態の空燃比センサにおける第２ガスセンサ素子２０４は、保護層３３０と拡散律速部３１５との間に空間部３２３が存在しており、保護層３３０が拡散律速部３１５から離間して形成される。このため、保護層３３０と拡散律速部３１５とが接しておらず、いわゆる毛細管現象によって保護層３３０から拡散律速部３１５に対して水が浸透することを抑制できる。
【０１１１】
また、拡散律速部３１５は、少なくとも一部が素子本体部５０１のガス導入部３２２から露出しているため、素子本体部５０１の焼成後における拡散律速部３１５の拡散律速特性の調整作業が容易となる。つまり、拡散律速部３１５の少なくとも一部がガス導入部３２２から露出している構成は、拡散律速部３１５が素子本体部５０１から露出していない構成に比べて、拡散律速部３１５のトリミング作業（拡散律速部３１５へのトリミング液の塗布作業や多孔質部の削り取り作業など）が容易となる。
【０１１２】
よって、第２実施形態の第２ガスセンサ素子２０４によれば、低温期間に保護層３３０に水が付着した場合であっても、保護層３３０を介して拡散律速部３１５に水が浸透するのを抑制できるため、拡散律速部３１５の目詰まりを抑制できる。また、拡散律速部３１５のトリミング作業が容易となるため、用途に応じた適切な拡散律速特性の拡散律速部３１５を備えるガスセンサ素子を得ることができる。
【０１１３】
また、保護層３３０は、拡散律速部３１５よりも拡散抵抗が小さい多孔質材料で構成されている。これにより、排ガス（測定対象ガス）のガス測定室３１６への導入量が、保護層３３０によって制限されるのを抑制できる。
【０１１４】
第２実施形態の第２ガスセンサ素子２０４は、ガス導入部３２２が素子本体部５０１の最外面において少なくとも異なる４方向に向けて形成されており、拡散律速部３１５が少なくとも異なる４方向に向けて露出する、という構成である。
【０１１５】
このように少なくとも異なる４方向に向けて拡散律速部３１５が露出する場合、その素子本体部５０１は、排ガス（測定対象ガス）を異なる４方向から導入できるため、１方向あるいは２方向から排ガス（測定対象ガス）を導入する構成に比べて、排ガス（測定対象ガス）を導入し易い構成となる。
【０１１６】
よって、第２実施形態の第２ガスセンサ素子２０４によれば、適切に排ガス（測定対象ガス）をガス測定室３１６に導入できるため、ガス検出精度の低下を抑制できる。
ここで、特許請求の範囲と第２実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。
【０１１７】
ガス導入部３２２が導入部の一例に相当し、ガス測定室３１６が測定室の一例に相当し、拡散律速部３１５が多孔質部の一例に相当し、酸素ポンプセル５００がガス検知部の一例に相当する。
【０１１８】
［３．その他の実施形態］
以上、本発明の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るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【０１１９】
例えば、ガスセンサ素子の保護層の内側における空間部については、上記実施形態におけるガスセンサ素子の空間部よりも大きく形成しても良い。
そこで、第１実施形態のガスセンサ素子７よりも大きい空間部７１８を備える第３ガスセンサ素子７０７について説明する。
【０１２０】
図１１は、第３ガスセンサ素子７０７のうち、先端部分である素子本体部７０の外観を示す説明図である。なお、図１１では、第３ガスセンサ素子７０７のうち、保護層１７および空間部７１８を点線で示している。
【０１２１】
図１２は、第３ガスセンサ素子７０７の内部構造を表した端面図であり、第３ガスセンサ素子７０７の図１１におけるＤ−Ｄ視端面を表した端面図である。
なお、以下の説明では、第３実施形態の構成のうち第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一を付して説明を省略し、第３実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１２２】
第３実施形態の空燃比センサは、第１実施形態の空燃比センサ１におけるガスセンサ素子７を第３ガスセンサ素子７０７に置き換えて構成されている。
図１１および図１２に示すように、第３ガスセンサ素子７０７の保護層１７の内部に備えられる空間部７１８は、素子本体部７０の積層方向における長さ寸法Ｌ１が、第１実施形態のガスセンサ素子７の空間部１８に比べて大きく形成されている。具体的には、空間部７１８は、ガス導入部９４（拡散律速部９５）を覆うとともに、さらに、固体電解質体７５，８３も覆うように形成されている。
【０１２３】
図１１および図１２に示すように、第３ガスセンサ素子７０７の固体電解質体７５，８３は、素子本体部７０の表面で露出している。そして、素子本体部７０の表面から露出する固体電解質体７５，８３のうち、ガス導入部９４に隣接する導入部隣接領域Ｘ１において、保護層１７と固体電解質体７５，８３とが離間した状態でガス導入部９４を覆う。なお、この導入部隣接領域Ｘ１は、素子本体部７０の長手方向におけるガス導入部９４と同位置の領域である。
【０１２４】
なお、図１１に示す素子本体部７０における長手方向（図１１の左右方向）の領域のうち、ガス測定室９１の形成領域が測定室領域Ｘ２であり、保護層１７の形成領域が保護層領域Ｘ３であり、空間部１８の形成領域が空間部領域Ｘ４である。また、図１１に示す素子本体部７０における長手方向（図１１の左右方向）の領域のうち、「ガス導入部９４およびガス導入部９４よりも先端側の領域」が導入部先端側領域Ｘ５であり、「ガス測定室９１およびガス測定室よりも先端側の領域」が測定室先端側領域Ｘ６である。
【０１２５】
このような構成の第３ガスセンサ素子７０７は、保護層１７が少なくとも固体電解質体７５，８３の露出部分のうち、導入部隣接領域Ｘ１の前記固体電解質体７５，８３と離間して形成される。このため、保護層１７に浸透した水が毛細管現象によって固体電解質体７５，８３の露出部分のうち導入部隣接領域Ｘ１の前記固体電解質体７５，８３には到達しがたくなり、水の付着による熱衝撃によって固体電解質体７５，８３の露出部分のうち導入部隣接領域Ｘ１の前記固体電解質体７５，８３が破損するのを抑制できる。
【０１２６】
また、第３ガスセンサ素子７０７は、空間部領域Ｘ４が導入部隣接領域Ｘ１のみならず測定室領域Ｘ２も包含する構成であるため、水の付着による熱衝撃によって固体電解質体７５，８３の露出部分のうち測定室領域Ｘ２の前記固体電解質体７５，８３が破損するのを抑制できる。つまり、固体電解質体７５，８３のうちガス測定室９１の近傍領域が、水の付着による熱衝撃によって破損するのを抑制できる。
【０１２７】
さらに、第３ガスセンサ素子７０７は、空間部領域Ｘ４が導入部隣接領域Ｘ１のみならず導入部先端側領域Ｘ５も包含する構成であることから、水の付着による熱衝撃によって固体電解質体７５，８３の導入部先端側領域Ｘ５が破損するのを抑制できる。つまり、固体電解質体７５，８３のうち「ガス導入部９４およびガス導入部９４よりも先端側」の近傍領域が、水の付着による熱衝撃によって破損するのを抑制できる。
【０１２８】
なお、保護層１７の形成領域は、図１１に示す空間部領域Ｘ４に限られることはなく、例えば、「ガス測定室９１およびガス測定室よりも先端側の領域」である測定室先端側領域Ｘ６としてもよい。あるいは、保護層１７の形成領域は、測定室先端側領域Ｘ６に加えて、素子本体部７０の先端側領域まで拡張してもよい。
【０１２９】
ここで、特許請求の範囲と第３実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。導入部隣接領域Ｘ１が導入部隣接領域の一例に相当する。
【符号の説明】
【０１３０】
１…空燃比センサ、５…主体金具、７…ガスセンサ素子、１７…保護層、１８…空間部、７０…素子本体部、７１…素子部、７３…ヒータ、７５…固体電解質体、７７…多孔質電極、７９…多孔質電極、８１…酸素濃淡電池セル、８３…固体電解質体、８５…多孔質電極、８７…多孔質電極、８９…酸素ポンプセル、９１…ガス測定室（ガス検出室）、９４…ガス導入部、９５…拡散律速部、２０４…第２ガスセンサ素子、３０８…第１電極、３０９…第１固体電解質体、３１０…第２電極、３１５…拡散律速部、３１６…ガス測定室、３２２…ガス導入部、３２３…空間部、３３０…保護層、５００…酸素ポンプセル、５０１…素子本体部、７０７…第３ガスセンサ素子、７１８…空間部、Ｘ１…導入部隣接領域。
【図１】
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【図３】
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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２】
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【図４】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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