JP5938298B2 - Gas sensor element, gas sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
Gas sensor element, gas sensor and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP5938298B2 JP5938298B2 JP2012181584A JP2012181584A JP5938298B2 JP 5938298 B2 JP5938298 B2 JP 5938298B2 JP 2012181584 A JP2012181584 A JP 2012181584A JP 2012181584 A JP2012181584 A JP 2012181584A JP 5938298 B2 JP5938298 B2 JP 5938298B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas sensor
- solid electrolyte
- electrolyte body
- sensor element
- mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 88
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 75
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 31
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 94
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
本発明は、被検出ガスの濃度を検出するガスセンサ素子、ガスセンサ及びガスセンサ素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a gas sensor element that detects the concentration of a gas to be detected, a gas sensor, and a method for manufacturing the gas sensor element.
自動車等の排気ガス中の酸素濃度を検出するガスセンサとして、軸線方向に延びつつ先端が閉じた略円筒状のガスセンサ素子を、筒状の主体金具の内側に挿通して保持するものが知られている(特許文献1)。このガスセンサ素子は、筒体の固体電解質体と、固体電解質体の内外表面にそれぞれ形成された内側電極及び外側電極とを有している。
このうち、内側電極は固体電解質体の内面に白金等の貴金属を無電解めっきして形成されており、電極として機能する必要な部分のみに内側電極を形成することがコスト上からも好ましい。このようなことから、マスク治具を固体電解質体の内面に装着してめっきを行い、めっきが不要な部分をマスクする技術が開発されている(特許文献2)。このようにして形成された内側電極は、先端側に位置して周方向全周にわたって形成された内側検知部と、内側検知部から後端に向かって延びる狭幅の内側リード部とを有しており、固体電解質体の内面全体に内側電極を形成する場合に比べ、電極材料を削減することができる。
As a gas sensor for detecting an oxygen concentration in an exhaust gas of an automobile or the like, a gas sensor that extends in an axial direction and has a substantially cylindrical gas sensor element that is inserted and held inside a cylindrical metal shell is known. (Patent Document 1). This gas sensor element has a cylindrical solid electrolyte body and inner and outer electrodes formed on the inner and outer surfaces of the solid electrolyte body, respectively.
Among these, the inner electrode is formed by electroless plating of a noble metal such as platinum on the inner surface of the solid electrolyte body, and it is preferable from the viewpoint of cost to form the inner electrode only in a necessary portion functioning as an electrode. For this reason, a technique has been developed in which a mask jig is mounted on the inner surface of a solid electrolyte body to perform plating, and a portion that does not require plating is masked (Patent Document 2). The inner electrode formed in this way has an inner detection portion that is located on the front end side and formed over the entire circumference, and a narrow inner lead portion that extends from the inner detection portion toward the rear end. Therefore, the electrode material can be reduced as compared with the case where the inner electrode is formed on the entire inner surface of the solid electrolyte body.
ところで、内側電極の内側検知部から狭幅の内側リード部を設けた場合、内側検知部の後端縁が周方向に延びる一方で内側リード部が軸線方向に延び、内側検知部の後端縁の接線と内側リード部の輪郭線とが接続する接続点のなす角が直角になっている。このようなガスセンサ素子に対して、高温から100℃以下に急冷される冷熱サイクルを受けると、内側電極が接続点付近から剥離し易くなるという問題がある。これは、接続点がエッジとなって応力集中するためと考えられる。
なお、一般に固体電解質体の外表面は、外側電極を被毒等から保護するための保護層が、固体電解質体から剥離することを防止するために粗くしているので、外側電極の密着性も高くて剥離し難くなっている。一方、固体電解質体の内表面は、外表面のように、保護層を形成することはないため粗くすることはなく、さらには、固体電解質体の筒体の成型時にプレスピンを挿抜するためにピンの表面を反映した鏡面になっており、内側電極の密着性は低くて剥離し易い。そのうえ、めっき皮膜には一般に圧縮応力が働くため、固体電解質体の外表面の外側電極は、冷熱サイクルを受けたとしても剥離し難いのに対し、内側電極は、冷熱サイクルを受けると剥離が促進される傾向にある。
従って、本発明は、内側リード部を内側検知部より径方向に幅狭として内側電極の電極材料を削減できると共に、冷熱サイクルを受けても内側電極が剥離し難いガスセンサ素子、ガスセンサ及びガスセンサ素子の製造方法の提供を目的とする。
By the way, when the narrow inner lead portion is provided from the inner detection portion of the inner electrode, the rear end edge of the inner detection portion extends in the circumferential direction, while the inner lead portion extends in the axial direction, and the rear end edge of the inner detection portion. The angle formed by the connection point at which the tangent line and the contour line of the inner lead portion are connected is a right angle. When such a gas sensor element is subjected to a thermal cycle in which the gas sensor element is rapidly cooled from a high temperature to 100 ° C. or less, there is a problem that the inner electrode is easily peeled from the vicinity of the connection point. This is thought to be due to stress concentration at the connection point as an edge.
In general, the outer surface of the solid electrolyte body is roughened to prevent the protective layer for protecting the outer electrode from poisoning and the like from peeling off from the solid electrolyte body. High and difficult to peel. On the other hand, the inner surface of the solid electrolyte body does not form a protective layer unlike the outer surface, so it is not roughened. Furthermore, in order to insert and remove the press pin when molding the solid electrolyte body cylinder It has a mirror surface reflecting the surface of the pin, and the inner electrode has low adhesion and is easy to peel off. In addition, since the compressive stress generally acts on the plating film, the outer electrode on the outer surface of the solid electrolyte body is difficult to peel off even when subjected to a thermal cycle, whereas the inner electrode accelerates peeling when subjected to the thermal cycle. Tend to be.
Therefore, the present invention can reduce the electrode material of the inner electrode by making the inner lead portion narrower in the radial direction than the inner detection portion, and can reduce the electrode material of the gas sensor element, the gas sensor, and the gas sensor element in which the inner electrode is difficult to peel off even when subjected to a thermal cycle. The purpose is to provide a manufacturing method.
上記課題を解決するため、本発明のガスセンサ素子は、軸線方向に延びつつ先端が閉じた有底筒状に形成された固体電解質体と、該固体電解質体の内周面に設けられたメッキ層からなる内側電極と、前記固体電解質体の外周面に設けられた外側電極と、を有するガスセンサ素子であって、前記内側電極は、先端側に位置する内側検知部と、該内側検知部から後端側に向かって延び、前記内側検知部より周方向に幅狭の1本の内側リード部とを有し、前記内側検知部は、前記固体電解質体の前記内表面に、周方向全体にわたって形成されており、前記内側リード部の輪郭線と前記内側検知部の後端縁とが接続する接続点を通り、前記内側リード部の輪郭線と、前記内側検知部の後端縁の接線、とのなす前記内側リード部の周方向外側にできる角が鈍角であり、前記接続点から離れるに従って前記内側検知部の前記後端縁が先端に向かって立ち下がる。
このガスセンサ素子によれば、内側リード部を内側検知部より径方向に幅狭としているので、内側電極の電極材料を削減することができる。そして、内側リード部の輪郭線と内側検知部の後端縁の接線とのなす角(内側リード部の周方向外側にできる角)が鈍角であるので、接続点への応力集中が低減され、ガスセンサ素子が高温から100℃以下に急冷される冷熱サイクルを受けても、内側電極が接続点付近から剥離し難くなる。特に、固体電解質体の内面は鏡面になっており、内側電極の密着性が低く、さらに、めっき皮膜には一般に圧縮応力が働くため、内側電極の剥離が生じやすい傾向であるが、上記角を鈍角とすることで、内側電極の剥離を抑制できる。
In order to solve the above problems, a gas sensor element of the present invention includes a solid electrolyte body formed in a bottomed cylindrical shape extending in the axial direction and having a closed tip, and a plating layer provided on an inner peripheral surface of the solid electrolyte body an inner electrode made of, a gas sensor element having an outer electrode provided on the outer peripheral surface of the solid electrolyte body, the inner electrode includes an inner detection portion located distally, after the inner sensing unit One inner lead portion extending toward the end side and narrower in the circumferential direction than the inner detection portion, and the inner detection portion is formed on the inner surface of the solid electrolyte body over the entire circumferential direction. are, through the connection point with the contour of the inner lead and the rear edge of the inner detection unit is connected, the contour of the inner lead portion, the tangent of the rear edge of the inner detection unit, and The angle formed on the outside in the circumferential direction of the inner lead Obtuse der is, the rear edge of the inner detection portion with distance from the connection point that is under stood toward the tip.
According to this gas sensor element, since the inner lead portion is narrower in the radial direction than the inner detection portion, the electrode material of the inner electrode can be reduced. And since the angle formed by the contour line of the inner lead part and the tangent of the rear edge of the inner detection part (the angle formed on the outer side in the circumferential direction of the inner lead part) is an obtuse angle, stress concentration at the connection point is reduced, Even if the gas sensor element is subjected to a cooling cycle in which the gas sensor element is rapidly cooled from a high temperature to 100 ° C. or less, the inner electrode is difficult to peel from the vicinity of the connection point. In particular, the inner surface of the solid electrolyte body is a mirror surface, the adhesion of the inner electrode is low, and the plating film generally has a compressive stress, and therefore the inner electrode tends to peel off. By making the obtuse angle, peeling of the inner electrode can be suppressed.
なお、本発明は、接続点が2つ(つまり、内側リード部の周方向両側の輪郭線に接続点が接続される)形成される内側電極に限られることなく、接続点が1つ形成される内側電極に適用されるものであってもよい。なお接続点が1つの場合、接続点が形成されない側の内側リード部の輪郭線は、内側検知部の輪郭線と直線にて接続されている形態を指す。また、接続点が2つ形成される内側電極の場合、両側の接続点にて、角が鈍角になっているものに限られることなく、片側の接続点にて、角が鈍角になっていてもよい。 The present invention is not limited to the inner electrode formed with two connection points (that is, the connection points are connected to the contour lines on both sides in the circumferential direction of the inner lead portion), and one connection point is formed. It may be applied to the inner electrode. When there is one connection point, the contour line of the inner lead portion on the side where the connection point is not formed indicates a form in which the contour line is connected to the contour line of the inner detection portion. In addition, in the case of the inner electrode formed with two connection points, the corners are obtuse at the connection points on one side, not limited to those having obtuse angles at the connection points on both sides. Also good.
また、内側リード部が滲み、輪郭線にうねりや微小な波形が生じる場合においても、本発明においては、直線近似を行い上述の定義に当てはめるものとする。また、内側リード部の輪郭線は、軸線方向に平行な直線状であってもよいし、軸線方向の後端側に向かって傾斜(より詳細には、内側リード部の幅が後端側に向かって幅狭になる)していてもよい。 Even in the case where the inner lead portion bleeds and a waviness or a minute waveform occurs in the contour line, in the present invention, linear approximation is performed and the above definition is applied. Further, the contour line of the inner lead portion may be a straight line parallel to the axial direction, or inclined toward the rear end side in the axial direction (more specifically, the width of the inner lead portion toward the rear end side). It may be narrower).
さらに、本発明では、前記内側リード部の輪郭線が前記軸線方向に平行な直線状であると、内側リード部の幅をどの位置でも細くすることができ、内側リード部の電極材料の使用量を低減することができる。 Furthermore, in the present invention, when the contour line of the inner lead part is a straight line parallel to the axial direction, the width of the inner lead part can be reduced at any position, and the amount of electrode material used in the inner lead part Can be reduced.
さらに、本発明では、前記外側電極は、先端側に位置する外側検知部と、該外側検知部から後端側に向かって延び、前記外側検知部より周方向に幅狭の外側リード部とを有し、前記外側検知部は、前記内側リード部が形成された前記固体電解質体の内表面とは反対側に設けられた固体電解質体の外表面上に、周方向の一部にわたって設けられていることを特徴とする。これにより、外側電極においても、電極材料の使用量を低減することができる。 Furthermore, in the present invention, before Kisotogawa electrode includes an outer sensing portion located on the distal end side extends toward the rear end side from the outer detection unit, and the width from the outer sensing portion in the circumferential direction narrow outer lead portions The outer side detection unit is provided over a part of the circumferential direction on the outer surface of the solid electrolyte body provided on the side opposite to the inner surface of the solid electrolyte body on which the inner lead portion is formed. It is characterized by. Thereby, the usage-amount of electrode material can be reduced also in an outer electrode.
さらに、本発明では、前記外側検知部の後端縁は、前記内側検知部の後端縁よりも先端側に形成されてなることを特徴とする。これにより、外側及び内側電極が確実に対向し、被測定ガス中の特定ガス成分を良好に測定することができる。
なお、内側検知部の後端縁とは、この後端縁が軸線方向と垂直でない場合には、後端縁のうち最も先端側をいう。又、外側検知部の後端縁とは、この後端縁が軸線方向と垂直でない場合には、後端縁のうち最も後端側をいう。
Further, the present invention is characterized in that the rear end edge of the outer side detection unit is formed on the front side of the rear end edge of the inner side detection unit. Thereby, an outer side and an inner side electrode can oppose reliably, and the specific gas component in to-be-measured gas can be measured favorably.
In addition, the rear end edge of the inner side detection unit means the front end side of the rear end edges when the rear end edge is not perpendicular to the axial direction. Further, the rear end edge of the outer side detection unit means the rear end side of the rear end edge when the rear end edge is not perpendicular to the axial direction.
本発明のガスセンサ素子の製造方法は、軸線方向に延びる有底筒状の固体電解質体の内表面に核を付着させる核付け工程と、前記核が触媒として作用するメッキ液を用いて、前記メッキ液中の金属を前記固体電解質体の内表面に析出させるメッキ工程と、を経て、前記固体電解質体の内表面に、前記金属からなる内側電極を形成するガスセンサ素子の製造方法であって、前記メッキ工程に先立って、前記固体電解質体の内表面のうち前記内側電極を形成する予定の電極予定部とは異なるマスク部に、マスク治具を装着するマスク治具装着工程と、前記電極予定部に前記金属を析出させる前記メッキ工程と、を備え、前記マスク治具は、前記軸線方向に沿って延びる切れ込み部を有すると共に、該切れ込み部から先端縁に向かって立ち下がっており、当該マスク治具を前記マスク部に装着したときに前記マスク部と接するマスク外面を有する円筒形状を有し、且つ、前記マスク外面における、前記切れ込み部の輪郭線と前記マスク治具の先端縁とが接続する接続点を通り、前記切れ込み部の輪郭線と、前記先端縁の接線と、のなす前記切れ込み部の周方向外側にできる角が鈍角であり、前記マスク治具装着工程では、前記マスク治具の径が縮小する方向に前記マスク治具を弾性変形させつつ、前記マスク治具を前記固体電解質体の内側に挿入し、前記マスク治具の弾性復元力により、前記マスク外面を前記マスク部に接触させる。
このガスセンサ素子の製造方法によれば、マスク治具として、軸線方向の沿って延びる切れ込み部を有しているため、形成される内側電極には、検知部よりも幅狭なリード部が設けられる。よって、内側電極の電極材料を削減することができる。そして、マスク治具のうち、切れ込み部の輪郭線と先端縁の接線とのなす角(切れ込み部の周方向外側にできる角)が鈍角であるので、形成される内側電極では、リード部の輪郭線と検知部の後端縁の接線とのなす角(リード部の周方向外側にできる角)が鈍角となる。その結果、接続点への応力集中が低減され、ガスセンサ素子が高温から100℃以下に急冷される冷熱サイクルを受けても、内側電極が接続点付近から剥離し難くなる。特に、固体電解質体の内面は鏡面になっており、内側電極の密着性が低く、さらに、めっき皮膜には一般に圧縮応力が働くため、内側電極の剥離が生じやすい傾向であるが、上記角を鈍角とすることで、内側電極の剥離を抑制できる。
The method for producing a gas sensor element of the present invention includes a nucleation step of attaching nuclei to an inner surface of a bottomed cylindrical solid electrolyte body extending in an axial direction, and a plating solution in which the nuclei act as a catalyst. A plating process for depositing a metal in a liquid on the inner surface of the solid electrolyte body, and a method for producing a gas sensor element, wherein an inner electrode made of the metal is formed on the inner surface of the solid electrolyte body, Prior to the plating step, a mask jig mounting step for mounting a mask jig on a mask portion different from a planned electrode portion on which the inner electrode is to be formed on the inner surface of the solid electrolyte body, and the planned electrode portion and a said plating step of depositing said metal, the mask jig, which has a slit extending along the axial direction, falls toward the leading edge from the cut portion Ri has a cylindrical shape with a mask outer surface in contact with the mask portion when wearing the mask jig to the mask portion, and, in the mask outer surface, a distal end of the mask jig and contour of the cut portion The angle formed on the outer side in the circumferential direction of the cut portion formed by the contour line of the cut portion and the tangent line of the tip edge is an obtuse angle through the connection point to which the edge is connected, and in the mask jig mounting step, The mask jig is inserted inside the solid electrolyte body while elastically deforming the mask jig in a direction in which the diameter of the mask jig is reduced, and the outer surface of the mask is moved by the elastic restoring force of the mask jig. Contact the mask portion.
According to this method of manufacturing a gas sensor element, the mask jig has a cut portion extending along the axial direction, and thus the inner electrode to be formed is provided with a lead portion narrower than the detection portion. . Therefore, the electrode material for the inner electrode can be reduced. In the mask jig, the angle formed by the contour line of the cut portion and the tangent line of the tip edge (the angle formed on the outer side in the circumferential direction of the cut portion) is an obtuse angle. The angle formed by the line and the tangent line of the rear end edge of the detection portion (the angle formed on the outer side in the circumferential direction of the lead portion) is an obtuse angle. As a result, stress concentration at the connection point is reduced, and even when the gas sensor element is subjected to a thermal cycle in which the gas sensor element is rapidly cooled from a high temperature to 100 ° C. or less, the inner electrode is difficult to peel off from the vicinity of the connection point. In particular, the inner surface of the solid electrolyte body is a mirror surface, the adhesion of the inner electrode is low, and the plating film generally has a compressive stress, and therefore the inner electrode tends to peel off. By making the obtuse angle, peeling of the inner electrode can be suppressed.
この発明によれば、内側リード部を内側検知部より径方向に幅狭として内側電極の電極材料を削減できると共に、冷熱サイクルを受けても内側電極が剥離し難いガスセンサ素子が得られる。 According to the present invention, the inner lead portion is narrower in the radial direction than the inner detection portion, so that the electrode material of the inner electrode can be reduced, and a gas sensor element in which the inner electrode is not easily peeled even when subjected to a thermal cycle can be obtained.
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るガスセンサ素子3を有するガスセンサ100を軸線O方向に沿う面で切断した断面構造を示す。この実施形態において、ガスセンサ100は自動車の排気管内に挿入されて先端が排気ガス中に曝され、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサになっている。ガスセンサ素子3は、酸素イオン伝導性の固体電解質体に一対の電極を積層した酸素濃淡電池を構成し、酸素量に応じた検出値を出力する公知の酸素センサ素子である。
なお、図1の下側をガスセンサ100の先端側とし、図1の上側をガスセンサ100の後端側とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a cross-sectional structure in which a
In addition, let the lower side of FIG. 1 be the front end side of the
ガスセンサ100は、先端が閉じた略円筒状(中空軸状)のガスセンサ素子(この例では酸素センサ素子)3を、筒状の金具本体(主体金具)20の内側に挿通して保持するよう組み付けられている。センサ素子3は、先端に向かってテーパ状に縮径する筒状の固体電解質体3sと、固体電解質体の内周面と外周面にそれぞれ形成された内側電極50(図2参照)及び外側電極450(図2参照)とからなる。又、ガスセンサ素子3の中空部には丸棒状のヒータ15が挿入され、固体電解質体3sを活性化温度に昇温するようになっている。
金具本体20の後端部には、ガスセンサ素子3の後端側に設けられたリード線や端子(後述)を保持し、センサ素子3の後端部を覆う筒状の外筒40が接合されている。さらに、ガスセンサ素子3の後端側の外筒40内側には、絶縁性で円柱状のセパレータ121が加締め固定されている。一方、ガスセンサ素子3先端の検出部はプロテクタ7で覆われている。そして、このようにして製造されたガスセンサ100の金具本体20の雄ねじ部20dを排気管等のネジ孔に取付けることで、ガスセンサ素子3先端の検出部を排気管内に露出させて被検出ガス(排気ガス)を検知している。なお、金具本体20の中央付近には、六角レンチ等を係合するための多角形の鍔部20cが設けられ、鍔部20cと雄ねじ部20dとの間の段部には、排気管に取付けた際のガス抜けを防止するガスケット14が嵌挿されている。
The
A cylindrical
ガスセンサ素子3の中央側に鍔部3aが設けられ、金具本体20の先端寄りの内周面には内側に縮径する段部が設けられている。又、段部の後端向き面にワッシャ12を介して筒状のセラミックホルダ5が配置されている。そして、ガスセンサ素子3が金具本体20及びセラミックホルダ5の内側に挿通され、セラミックホルダ5に後端側からワッシャ13を介してガスセンサ素子3の鍔部3aが当接している。
さらに、鍔部3aの後端側におけるガスセンサ素子3と金具本体20との径方向の隙間に、筒状の滑石粉末6、及び筒状のセラミックスリーブ10が配置されている。そして、セラミックスリーブ10の後端側に金属リング30を配し、金具本体20後端部を内側に屈曲して加締め部20aを形成することにより、セラミックスリーブ10が先端側に押し付けられる。これにより滑石リング6を押し潰し、セラミックスリーブ10及び滑石粉末6が加締め固定されるとともに、ガスセンサ素子3と金具本体20の隙間がシールされている。
A flange portion 3 a is provided at the center side of the
Furthermore, a
ガスセンサ素子3の後端側に配置されたセパレータ121には、挿通孔(この例では4個)が設けられ、そのうち2個の挿通孔にそれぞれ内側端子金具71、外側端子金具91の板状基部74、94が挿入されて固定されている。各板状基部74、94の後端にはそれぞれコネクタ部75、95が形成され、コネクタ部75、95にそれぞれリード線41、41が加締め接続されている。又、セパレータ121の図示しない2個の挿通孔(ヒータリード孔)に、ヒータ15から引き出されたヒータリード線43(図1では1個のみ図示)が挿通されている。
セパレータ121の後端側の外筒40内側には筒状のグロメット131が加締め固定され、グロメット131の4個の挿通孔からそれぞれ2個のリード線41、及び2個のヒータリード線43が外部に引き出されている。
なお、グロメット131の中心には貫通孔131aが形成され、ガスセンサ素子3の内部空間に連通している。そして、グロメット131の貫通孔131aに撥水性の通気フィルタ140が介装され、外部の水を通さずにガスセンサ素子3の内部空間に基準ガス(大気)を導入するようになっている。
The
A
A through hole 131 a is formed at the center of the
一方、金具本体20の先端側には筒状のプロテクタ7が外嵌され、金具本体20から突出するガスセンサ素子3の先端側がプロテクタ7で覆われている。プロテクタ7は、複数の孔部(図示せず)を有する有底筒状で金属製(例えば、ステンレスなど)二重の外側プロテクタ7bおよび内側プロテクタ7aを、溶接等によって取り付けて構成されている。
On the other hand, a
次に、図2、図3を参照して外側電極450及び内側電極50の構成について説明する。図2に示すように、内側電極50は固体電解質体3sの内周面に形成され、先端側に位置して周方向全周にわたって形成された内側検知部51と、内側検知部51から後端に向かって延びると共に周方向の一部に形成され、内側検知部51より径方向に幅狭の細長い内側リード部52と、内側リード部52より後端側に内側リード部52と同じ幅で延びる内側端子接続部53とを一体に有している。なお、この例では、内側検知部51は固体電解質体3sの内周面の底部にも形成されている。又、内側端子接続部53は内側リード部52より幅広でもよく、周方向全周にわたって形成されていてもよい。
Next, the configuration of the
一方、外側電極450は固体電解質体3sの外周面に形成され、先端側に位置して周方向の一部にわたって形成された外側検知部451と、外側検知部451から後端に向かって延びると共に周方向の一部に形成され、外側検知部451より径方向に幅狭の細長い外側リード部452と、外側リード部452より後端側に外側リード部452と同じ幅で延びる外側端子接続部453とを一体に有している。なお、この例では、外側検知部451は固体電解質体3sの内周面の底部にも一部形成されている。又、外側端子接続部453は外側リード部452より幅広でもよく、周方向全周にわたって形成されていてもよい。
On the other hand, the
この内側検知部51は、ガスセンサ素子3の内部空間に導入される基準ガス雰囲気に曝される。一方、ガスセンサ素子3の外面に形成された外側電極450は被検出ガスに曝され、固体電解質体3sを介して内側電極50(の内側検知部51)と外側電極450(の外側検知部451)との間でガスの検知を行うようになっている。
内側端子接続部53は、固体電解質体3sの開口部に挿入された内側端子金具71に電気的に接続され、ガスセンサ素子3の検出出力を内側端子金具71から外部に取り出すようになっている。また、外側端子接続部453は、固体電解質体3sに嵌めこまれた外側端子金具91に電気的に接続され、ガスセンサ素子3の検出出力を内側端子金具91から外部に取り出すようになっている。
This inner
The inner
ここで、図3に示すように、内側リード部52の輪郭線gと内側検知部51の後端縁51eとが接続する接続点Cを通る、内側リード部52の輪郭線gと、内側検知部51の後端縁51eの接線tと、のなす内側リード部52の周方向外側にできる角θが鈍角である。角θが鈍角(θ>90度)であると、接合部の端縁Cへの応力集中が低減されるので、ガスセンサ素子が高温から100℃以下に急冷される冷熱サイクルを受けても、内側電極50が接続点C付近から剥離し難くなる。
特に、固体電解質体3sの内面は、固体電解質体3sの筒体の成型時にプレスピンを挿抜するためにピンの表面を反映した鏡面になっており、内側電極50の密着性が低くなるので、θ>90度とすることが有利である。さらに、めっき皮膜には一般に圧縮応力が働くため、内側電極50の剥離が促進される傾向にあることからも、θ>90度とすることが有利である。
Here, as shown in FIG. 3, the contour line g of the
In particular, the inner surface of the
なお、図3の例では、内側リード部52の輪郭線gが軸線O方向に平行な直線状であると共に、内側検知部51の後端縁51eは同一面S1上にある。ここで、面S1は水平よりも傾いている。そのため、図4に示すように、輪郭線gと接線tはいずれも直線状であり、接合点Cを通らない部分の輪郭線gと接線tとのなす角もθに等しくなるが、例えば、図5に示すように、接合部の端縁Cから離れるに従って内側検知部51の後端縁51eが先端に向かって立ち下がる場合等、輪郭線gや接線tが直線状でない場合を考慮し、輪郭線g及び接線tとしては接続点Cを通るものを採用する。
なお、内側リード部52の輪郭線gが軸線O方向に平行な直線状であると、内側リード部52の幅をどの位置でも細くすることができ、内側リード部52の電極材料の使用量を低減することができる。
In the example of FIG. 3, the outline g of the
If the contour line g of the
また、図2に示すように、外側検知部451は、内側リード部52が形成された固体電解質体3sの内表面とは反対側に設けられた固体電解質体3sの外表面上に、周方向の一部にわたって設けられている。これにより、外側電極450においても、電極材料の使用量を低減することができる。その上、外側検知部451の後端縁は、内側検知部51の後端縁よりも先端側に形成されてなる。これにより、被測定ガス中の特定ガス成分を良好に測定することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the outer
次に、図6、図7を参照し、本発明の実施形態に係るガスセンサ素子の製造方法について説明する。
図6(a)は、固体電解質体3s内面に内側電極50を形成する際に用いるマスク治具60の構成を示す斜視図である。マスク治具60は固体電解質体3s内面に装着され、内側電極を形成する必要のない部位(マスク部)を非メッキ部としてマスクする部材である。
マスク治具60は軸線O方向に沿って平行な切れ込み部60cを有している。そして、マスク部と接するマスク外面60sは、軸線O方向に直交する方向(径方向)に切断した断面において円弧をなすようになっている。又、マスク治具60の先端縁60eは径方向と角度を持って斜めになっており、先端縁60eは切れ込み部60cから最先端60tに向かって立ち下がっている(側面図6(b)参照)。マスク治具60の材質は特に限定されないが、例えば、弾性を有する樹脂(例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、PET)を用いることができる。又、マスク治具60は径が拡縮する方向に弾性変形可能とされている。
一方、マスク治具60の後端部60hはマスク外面60sよりテーパ状に拡径し、さらに後端部60hから径方向外側にフランジ部60fが延びている。
Next, with reference to FIG. 6, FIG. 7, the manufacturing method of the gas sensor element which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 6A is a perspective view showing a configuration of a
The
On the other hand, the
さらに、切れ込み部60cの輪郭線60gとマスク治具60の先端縁60eとが接続する接続点Dを通り、切れ込み部60cの輪郭線60gと、先端縁60eの接線txとのなす角θが鈍角である。従って、後述するように、このマスク治具を用いて内側電極50を形成すると、切れ込み部60cに内側リード部52及び内側端子接続部53がメッキされ、マスク治具60より先端側に内側検知部51がメッキされる。そして、マスク治具60の上記した角θが内側リード部52の輪郭線gと内側検知部51の後端縁51eの接線tとが接続する接続点Dのなす角θとなる(図3参照)。
なお、この実施形態では、マスク治具60が切れ込み部60cから先端縁60tに向かって立ち下がっているので、マスク治具60を固体電解質体3s内面に挿入する際、先細りになった先端縁60tがガイドとなり、マスク治具60を挿入し易いという利点がある。
Further, the angle θ formed by the
In this embodiment, since the
次に、マスク治具60を用いたガスセンサ素子の製造方法について説明する。
まず、公知の手法(例えば、特開2007−248123号参照)を用いて、マスク治具60を装着する前の固体電解質体3sの外表面に外側電極450を形成する。
次いで、核付け工程において、固体電解質体3sの内表面に核を付着させる(特許文献2参照)。具体的には、注液装置を用いて、固体電解質体3sの内部空間に、塩化白金酸水溶液(例えば、白金濃度;0.5g/L)を注入する。このときの注入量は、液面が端子接続部53の後端縁になるように調整すればよい。次に、塩化白金酸水溶液を加熱し、固体電解質体3sの内表面に塩化白金酸の水溶液の塗膜を形成する。その後、上記注液装置を用いて、固体電解質体3sの内部空間に注入した塩化白金酸水溶液を、固体電解質体3sの外部に排出する。
次いで、上記注液装置を用いて、固体電解質体3sの内部空間にヒドラジン水溶液(例えば、濃度;5質量%)を注入する。その後、注入したヒドラジン水溶液を加熱し、75℃とした状態で30分間放置する。これにより、固体電解質体3sの内表面に白金の核を析出させることができる。その後、上記注液装置を用いて、固体電解質体3sの内部空間に注入したヒドラジン水溶液を、固体電解質体3sの外部に排出する。
Next, a method for manufacturing a gas sensor element using the
First, the
Next, in the nucleation step, nuclei are attached to the inner surface of the
Next, an aqueous hydrazine solution (for example, concentration: 5% by mass) is injected into the internal space of the
次に、図7(a)に示すように、マスク治具装着工程に進み、固体電解質体3sの後端開口からマスク治具60を挿入すると、マスク治具60の後端部60hが固体電解質体3sの後端開口部の逆テーパ面に密着すると共に、フランジ部60fの先端向き面が固体電解質体3sの後端面に係止し、マスク治具60の挿入深さを位置決めすることができる。
なお、固体電解質体3sに装着する前のマスク外面60sの曲率半径が、マスク部(つまり、固体電解質体3s内周面)の曲率半径よりも大きいため、マスク治具60の径が縮小するようにマスク治具60を弾性変形して縮径させつつ固体電解質体3sに挿入する。固体電解質体3s内では、マスク治具60の弾性復元力によりマスク外面60sがマスク部に接触する。このため、マスク部とマスク外面60sとの間に隙間が生じず、後のメッキ工程においてメッキ液がこの隙間に流れ込んでマスク部に不要なメッキが施されることを防止できる。
Next, as shown in FIG. 7A, the process proceeds to the mask jig mounting step, and when the
Since the curvature radius of the mask
次に、図7(b)に示すように、メッキ工程に進み、固体電解質体3sの内表面に析出させた核が触媒として作用するメッキ液80を用いて、メッキ液80中の貴金属(白金)を、固体電解質体3sの内表面のうち電極予定部(検知予定部51x、リード予定部52x、及び端子接続予定部53x)に析出させる。具体的には、注液装置81を用いて、固体電解質体3sの内部空間にメッキ液80を注入する。このときメッキ液80の注入量は、液面Lが端子接続予定部53xの後端縁になるように調整すればよい。なお、メッキ液80として、例えば、白金錯塩水溶液(白金濃度;15g/L)とヒドラジンの水溶液(濃度;85質量%)とを混合して調整した組成を用いることができる。
次いで、固体電解質体3sの内部空間内に注入したメッキ液80を加熱し、その後、所定時間放置する。これにより、メッキ液80中の白金を、固体電解質体3sの内表面(上記電極予定部)に析出させることができる。その後、注液装置81を用いて、固体電解質体3sの内部空間に注入したメッキ液80を、固体電解質体3sの外部に排出する。
従って、このマスク治具60を用いて内側電極50を形成すると、切れ込み部60cに位置するリード予定部52x及び端子接続予定部53xに、それぞれリード部52及び端子接続部53がメッキされる。又、マスク治具60より先端側に位置する検知予定部51xに検知部51が形成される。そして、マスク治具60の上記した角θがリード部52と検知部51との接続点Cのなす角θとなるので(図3参照)、接続点Cへの応力集中が低減され、ガスセンサ素子が冷熱サイクルを受けても内側電極50が接続部付近から剥離し難くなるという上述の効果が生じる。
Next, as shown in FIG. 7 (b), the process proceeds to a plating step, and a
Next, the
Therefore, when the
次に、マスク治具取り外し工程に進み、メッキ済みの固体電解質体3sから、マスク治具60を取り外す。マスク治具60は、自身の弾性復元力によって固体電解質体3s内のマスク部に固定されているだけなので、容易に取り外すことができる。
その後、還元処理工程に進み、メッキ済みの固体電解質体3sを、例えば750℃の還元雰囲気で加熱処理する。これにより、内側電極(白金メッキ)の表面に吸着している酸素を取り除くと共に、内側電極(白金メッキ)を固体電解質体3sの内表面に焼き付けて、所定の特性を付与することができる。このようにして、ガスセンサ素子3が完成する。
さらに、ガスセンサ素子3は、公知の組立方法(例えば、特開2004−053425号参照)により、ガスセンサ100(図1参照)に組み付けることができる。
Next, the process proceeds to a mask jig removing step, and the
Thereafter, the process proceeds to a reduction treatment step, and the plated
Further, the
次に、図8〜図10を参照し、本発明の第2の実施形態に係るガスセンサ素子について説明する。なお、第2の実施形態に係るガスセンサ素子は、内側電極150の構成が異なること以外は、第1の実施形態に係るガスセンサ素子と同様であるので、同一部分についての図示及び説明を省略する。
図8、図9に示すように、内側電極150は固体電解質体3sの内周面に形成され、先端側に位置して周方向全周にわたって形成された検知部151と、検知部151から後端に向かって延びると共に周方向の一部に形成され、検知部151より径方向に幅狭の細長いリード部152と、リード部152より後端側に位置してリード部152より幅広に形成された端子接続部153とを一体に有している。
ここで、リード部152の輪郭線gは先端側へ向かって径方向に広がるハの字状をなし、検知部151の後端縁151eは水平な同一面S2上にある。従って、第2の実施形態においても、リード部152の輪郭線gと検知部151の後端縁151eの接線tとが接続する接続点Cを通り、リード部152の輪郭線gと、検知部151の後端縁151eの接線tと、のなす角θが鈍角である。このため、ガスセンサ素子が冷熱サイクルを受けても、接合部の端縁Cへの応力集中が低減され、内側電極150が接続部付近から剥離し難くなるのは第1の実施形態と同様である。
Next, a gas sensor element according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the gas sensor element according to the second embodiment is the same as the gas sensor element according to the first embodiment except that the configuration of the
As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the
Here, the outline g of the
図10(a)は、固体電解質体3s内面に内側電極150を形成する際に用いるマスク治具62の構成を示す斜視図である。このマスク治具62も固体電解質体3s内面に装着され、内側電極を形成する必要のない部位(マスク部)を非メッキ部としてマスクする部材である。
マスク治具62は軸線O方向に沿って切れ込み部62cを有している。そして、マスク部と接するマスク外面62sは、軸線O方向に直交する方向(径方向)に切断した断面において円弧をなすようになっている。又、マスク治具62の先端縁62eは径方向と平行になっている。
一方、マスク治具62の後端部62hはマスク外面62sよりテーパ状に拡径し、さらに後端部62hから径方向外側にフランジ部62fが延びている。
さらに、切れ込み部62cの後端側がさらに径方向に段状に拡がって拡幅部62dを形成している。このため、切れ込み部62cをメッキすると、段部より後端側の拡幅部62dに、リード部152より幅広の端子接続部153を形成することができる。
FIG. 10A is a perspective view showing the configuration of the
The
On the other hand, the
Further, the rear end side of the
図10(b)に示すように、切れ込み部62cが先端側へ向かって径方向に広がるハの字状をなしている。このため、先端縁62eが水平であるにも関わらず、切れ込み部62cとマスク治具62の先端縁62eとの接合部の端縁Dをそれぞれ通る、切れ込み部62cの輪郭線62gと、先端縁62eの接線txとのなす角θが鈍角になる。従って、このマスク治具62を用いて内側電極150を形成すると、切れ込み部62cにリード部152がメッキされ、マスク治具62より先端側に検知部151がメッキされる。
従って、図7と同様に、マスク治具62を装着した固体電解質体3sの内周面にメッキすると、マスク治具62の上記した角θがリード部152の輪郭線gと検知部151の後端縁151eの接線tとのなす角θとなるので(図8参照)、接合部の端縁Cへの応力集中が低減され、ガスセンサ素子が冷熱サイクルを受けても内側電極150が接続部付近から剥離し難くなるという上述の効果が同様に生じる。
As shown in FIG. 10 (b), the
Accordingly, when the inner peripheral surface of the
次に、図11を参照し、本発明の第3の実施形態に係るガスセンサ素子について説明する。なお、第3の実施形態に係るガスセンサ素子は、内側電極250の構成が異なること以外は、第1の実施形態に係るガスセンサ素子と同様であるので、同一部分についての図示及び説明を省略する。
図11に示すように、内側電極250は固体電解質体3sの内周面に形成され、先端側に位置して周方向全周にわたって形成された検知部251と、検知部251から後端に向かって延びると共に周方向の一部に形成され、検知部251より径方向に幅狭の細長いリード部252と、リード部252より後端側に位置する端子接続部(図示せず)とを一体に有している。端子接続部は第1の実施形態と同一の形状を有する。
ここで、リード部252の輪郭線gは軸線O方向に平行な直線状であると共に、検知部251の後端縁251eは水平に延びている。一方、リード部252と検知部251との接合部の端縁(隅部)は、斜めになっている。従って、この斜め部分が検知部251に含まれるとみなせば、当該斜め部分とリード部252との境界部分が接続点C1となり、接続点C1を通り、リード部152の輪郭線g1と、検知部251の後端縁の接線t2(=上記斜め部分)とのなす角θ1が鈍角となる。一方、斜め部分がリード部252に含まれるとみなせば、当該斜め部分と検知部251との境界部分が接続点C2となり、接続点C2を通り、リード部152の輪郭線g2(=上記斜め部分)と、検知部251の後端縁251eの接線t1とのなす角θ2が鈍角となる。このように、いずれにせよ角θ1及びθ2が鈍角となるので、ガスセンサ素子が冷熱サイクルを受けても、接合部の端縁C1又はC2への応力集中が低減され、内側電極250が接続部付近から剥離し難くなるのは第1の実施形態と同様である。
Next, a gas sensor element according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the gas sensor element according to the third embodiment is the same as the gas sensor element according to the first embodiment except that the configuration of the
As shown in FIG. 11, the
Here, the outline g of the
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。例えば、内側電極の形状は上記に限定されない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but extends to various modifications and equivalents included in the spirit and scope of the present invention. For example, the shape of the inner electrode is not limited to the above.
図6のマスク治具60の先端縁60eの切り落とし角度を変えることで、図3の内側電極50の角θを種々変えたガスセンサ素子3を製造した。固体電解質体としてはYb203が固溶したZrO2を用い、内側電極50及び外側電極はそれぞれ厚み1μmのPtを無電解めっきして形成した。そして、このガスセンサ素子3を組み付けて図1に示すガスセンサ100を得た。
このガスセンサ100を、図12に示す冷熱サイクルで所定時間加熱及び冷却を繰り返し、試験後にガスセンサ素子3を切断し、内側電極50の接続点Cの剥離状態を電子顕微鏡で観察した。なお、冷熱サイクルは、100℃以下から15分加熱して最高到達温度を650℃以上とした後、加熱を止めて15分空冷して最低到達温度を100℃以下とする合計30分の1サイクルを繰り返した。
得られた結果を表1に示す。なお、表の○は剥離無し、×は剥離あり、を示す。
The
The
The obtained results are shown in Table 1. In addition, (circle) of a table | surface shows no peeling and x shows peeling.
表1から明らかなように、角θが鈍角である実施例1〜3の場合、冷熱サイクルを300時間以上繰り返しても接続点Cにて内側電極が固体電解質体から剥離しなかった。一方、角θが鋭角(90度)である比較例の場合、冷熱サイクルを300時間以上繰り返すと、接続点Cが剥離した。 As is clear from Table 1, in Examples 1 to 3 where the angle θ is an obtuse angle, the inner electrode did not peel from the solid electrolyte body at the connection point C even when the cooling cycle was repeated for 300 hours or more. On the other hand, in the case of the comparative example in which the angle θ is an acute angle (90 degrees), the connection point C peeled off when the cooling / heating cycle was repeated for 300 hours or more.
3 ガスセンサ素子
3s 固体電解質体
20 主体金具
50、150、250 内側電極
51、151、251 内側検知部
51e、151e、251e 内側検知部の後端縁
52、152、252 内側リード部
60、62 マスク治具
60s、62s マスク外面
60c、62c 切れ込み部
60e、62e マスク治具の先端縁
60g、62g 切れ込み部の輪郭線
80 メッキ液
100 ガスセンサ
450 外側電極
451 外側検知部
452 外側リード部
C、C1、C2 接続点
D 接続点
g、g2 接合部の端縁を通るリード部の輪郭線
t、t2 接合部の端縁を通る検知部の後端縁の接線
θ、θ1、θ2 リード部の輪郭線と検知部の後端縁の接線とのなす角、切れ込み部の輪郭線とマスク治具の先端縁先端縁の接線とのなす角
O 軸線方向
3
Claims (6)
前記内側電極は、先端側に位置する内側検知部と、該内側検知部から後端側に向かって延び、前記内側検知部より周方向に幅狭の1本の内側リード部とを有し、
前記内側検知部は、前記固体電解質体の前記内表面に、周方向全体にわたって形成されており、
前記内側リード部の輪郭線と前記内側検知部の後端縁とが接続する接続点を通り、前記内側リード部の輪郭線と、前記内側検知部の後端縁の接線と、のなす前記内側リード部の周方向外側にできる角が鈍角であり、
前記接続点から離れるに従って前記内側検知部の前記後端縁が先端に向かって立ち下がるガスセンサ素子。 A solid electrolyte body formed in a bottomed cylindrical shape extending in the axial direction and closed at the tip, an inner electrode made of a plating layer provided on the inner surface of the solid electrolyte body, and provided on the outer surface of the solid electrolyte body A gas sensor element having an outer electrode formed,
The inner electrode has an inner detection portion located on the front end side, and one inner lead portion extending from the inner detection portion toward the rear end side and narrower in the circumferential direction than the inner detection portion,
The inner detector is formed over the entire circumferential direction on the inner surface of the solid electrolyte body,
The inner side formed by the contour line of the inner lead part and the tangent line of the rear end edge of the inner detection part passing through a connection point where the contour line of the inner lead part and the rear edge of the inner detection part are connected. Ri corner obtuse der possible in the circumferential direction outwardly of the lead portion,
The trailing edge sensor element under standing toward the tip that the inner sensing portion with distance from the connection point.
前記外側検知部は、前記内側リード部が形成された前記固体電解質体の内表面とは反対側に設けられた固体電解質体の外表面上に、周方向の一部にわたって設けられている請求項1又は請求項2に記載のガスセンサ素子。 Before Kisotogawa electrode has an outer sensing portion located on the distal end side extends toward the rear end side from the outer sensing portion, and said width than the outer sensing portion in the circumferential direction narrow outer lead portion,
The outer detection section is provided over a part in the circumferential direction on the outer surface of the solid electrolyte body provided on the opposite side to the inner surface of the solid electrolyte body on which the inner lead portion is formed. The gas sensor element according to claim 1 or 2.
前記検知素子として、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のガスセンサ素子を備えるガスセンサ。 A gas sensor comprising a sensing element that detects a specific gas in a gas to be measured, and a metal shell that holds the gas sensor element,
A gas sensor comprising the gas sensor element according to claim 1 as the detection element.
前記核が触媒として作用するメッキ液を用いて、前記メッキ液中の金属を前記固体電解質体の内表面に析出させるメッキ工程と、を経て、
前記固体電解質体の内表面に、前記金属からなる内側電極を形成するガスセンサ素子の製造方法であって、
前記メッキ工程に先立って、前記固体電解質体の内表面のうち前記内側電極を形成する予定の電極予定部とは異なるマスク部に、マスク治具を装着するマスク治具装着工程と、
前記電極予定部に前記金属を析出させる前記メッキ工程と、を備え、
前記マスク治具は、前記軸線方向に沿って延びる切れ込み部を有すると共に、該切れ込み部から先端縁に向かって立ち下がっており、当該マスク治具を前記マスク部に装着したときに前記マスク部と接するマスク外面を有する円筒形状を有し、
且つ、前記マスク外面における、前記切れ込み部の輪郭線と前記マスク治具の先端縁とが接続する接続点を通り、前記切れ込み部の輪郭線と、前記先端縁の接線と、のなす前記切れ込み部の周方向外側にできる角が鈍角であり、
前記マスク治具装着工程では、
前記マスク治具の径が縮小する方向に前記マスク治具を弾性変形させつつ、前記マスク治具を前記固体電解質体の内側に挿入し、前記マスク治具の弾性復元力により、前記マスク外面を前記マスク部に接触させるガスセンサ素子の製造方法。 A nucleation step of attaching nuclei to the inner surface of a bottomed cylindrical solid electrolyte body extending in the axial direction;
Using a plating solution in which the nucleus acts as a catalyst, a plating step of depositing a metal in the plating solution on the inner surface of the solid electrolyte body,
A gas sensor element manufacturing method for forming an inner electrode made of the metal on the inner surface of the solid electrolyte body,
Prior to the plating step, a mask jig mounting step of mounting a mask jig on a mask portion different from an electrode planned portion that is to form the inner electrode on the inner surface of the solid electrolyte body,
The plating step of depositing the metal on the planned electrode portion, and
The mask jig has a cut portion extending along the axial direction, and falls from the cut portion toward a leading edge, and when the mask jig is attached to the mask portion, It has a cylindrical shape with the mask outer surface in contact,
In addition, the cut portion formed by the contour line of the cut portion and the tangent line of the tip edge passes through a connection point where the contour line of the cut portion and the tip edge of the mask jig are connected on the outer surface of the mask. The angle that can be made outside in the circumferential direction is an obtuse angle,
In the mask jig mounting step,
The mask jig is inserted inside the solid electrolyte body while elastically deforming the mask jig in a direction in which the diameter of the mask jig is reduced, and the outer surface of the mask is moved by the elastic restoring force of the mask jig. A method for manufacturing a gas sensor element to be brought into contact with the mask portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012181584A JP5938298B2 (en) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | Gas sensor element, gas sensor and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012181584A JP5938298B2 (en) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | Gas sensor element, gas sensor and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014038061A JP2014038061A (en) | 2014-02-27 |
JP5938298B2 true JP5938298B2 (en) | 2016-06-22 |
Family
ID=50286309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012181584A Active JP5938298B2 (en) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | Gas sensor element, gas sensor and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5938298B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6809355B2 (en) | 2017-04-18 | 2021-01-06 | 株式会社デンソー | Gas sensor |
WO2019172330A1 (en) * | 2018-03-08 | 2019-09-12 | 日本特殊陶業株式会社 | Gas sensor element and gas sensor |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0635178Y2 (en) * | 1988-03-11 | 1994-09-14 | 日本特殊陶業株式会社 | Oxygen detector |
JP3003957B2 (en) * | 1991-03-25 | 2000-01-31 | 日本特殊陶業株式会社 | Oxygen sensor |
JP3196996B2 (en) * | 1995-01-30 | 2001-08-06 | 株式会社ユニシアジェックス | Manufacturing method of oxygen concentration detecting element |
JP3605984B2 (en) * | 1997-01-23 | 2004-12-22 | 株式会社デンソー | Method and apparatus for manufacturing oxygen sensor element |
JPH11153571A (en) * | 1997-11-20 | 1999-06-08 | Denso Corp | Oxygen sensor element |
JP3694618B2 (en) * | 1999-07-26 | 2005-09-14 | 京セラ株式会社 | Heater integrated oxygen sensor element |
JP4198386B2 (en) * | 2002-04-30 | 2008-12-17 | 日本特殊陶業株式会社 | Oxygen sensor |
JP5216047B2 (en) * | 2010-05-24 | 2013-06-19 | 日本特殊陶業株式会社 | Gas sensor element manufacturing method and gas sensor manufacturing method |
CN102918386B (en) * | 2010-05-24 | 2015-01-07 | 日本特殊陶业株式会社 | Gas sensor |
-
2012
- 2012-08-20 JP JP2012181584A patent/JP5938298B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014038061A (en) | 2014-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9354142B2 (en) | Gas sensor | |
US8623188B2 (en) | Gas sensor | |
US10520463B2 (en) | Gas sensor | |
JP2017116273A (en) | Sensor | |
JP5938298B2 (en) | Gas sensor element, gas sensor and manufacturing method thereof | |
US9857343B2 (en) | Gas sensor with a ribbed protective cover | |
JP2006308328A (en) | Gas sensor | |
US10031047B2 (en) | Gas sensor | |
JP2008170398A (en) | Sensor | |
JP5216046B2 (en) | Gas sensor element manufacturing method and gas sensor manufacturing method | |
JP5925089B2 (en) | Gas sensor | |
CN109211986A (en) | The manufacturing method of gas sensor | |
JP5216047B2 (en) | Gas sensor element manufacturing method and gas sensor manufacturing method | |
JP6385719B2 (en) | Gas sensor | |
JP6268077B2 (en) | Gas sensor | |
JP6220283B2 (en) | Gas sensor | |
JP2016017896A (en) | Sensor | |
JP6475145B2 (en) | Gas sensor | |
JP4934072B2 (en) | Gas sensor | |
JP6885822B2 (en) | Metal terminals for sensors and sensors | |
JP5099786B2 (en) | Gas sensor | |
JP2010256144A (en) | Temperature sensor, and method for manufacturing the same | |
JP7023159B2 (en) | Manufacturing method of sensor element, gas sensor and gas sensor | |
JP6876552B2 (en) | Gas sensor | |
JP6796403B2 (en) | Sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141029 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150904 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150924 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151105 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160516 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5938298 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |