JP2006126077A - ガスセンサ素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】多孔質拡散抵抗層の内部へのスラリーの侵入を防ぎ、安定したセンサ出力を得ることができるガスセンサ素子の製造方法を提供すること。
【解決手段】固体電解質体2と被測定ガス側電極31及び基準ガス側電極32と多孔質拡散抵抗層4とを有し、多孔質拡散抵抗層4の外周面41に被毒トラップ層5を設けたガスセンサ素子1を製造する方法。被毒トラップ層5を形成するに当っては、多孔質拡散抵抗層4の外周面41から、多孔質拡散抵抗層4の微小貫通孔内に封入剤を封入する封入工程と、多孔質拡散抵抗層4の外周面41を被うように、被毒トラップ層形成用のスラリーを塗布するスラリー塗布工程と、微小貫通孔に封入した封入剤を消失させると共に、スラリーを焼結させて被毒トラップ層5を多孔質拡散抵抗層4の外周面41に固着させる消失固着工程とを行う。
【選択図】図1
【解決手段】固体電解質体2と被測定ガス側電極31及び基準ガス側電極32と多孔質拡散抵抗層4とを有し、多孔質拡散抵抗層4の外周面41に被毒トラップ層5を設けたガスセンサ素子1を製造する方法。被毒トラップ層5を形成するに当っては、多孔質拡散抵抗層4の外周面41から、多孔質拡散抵抗層4の微小貫通孔内に封入剤を封入する封入工程と、多孔質拡散抵抗層4の外周面41を被うように、被毒トラップ層形成用のスラリーを塗布するスラリー塗布工程と、微小貫通孔に封入した封入剤を消失させると共に、スラリーを焼結させて被毒トラップ層5を多孔質拡散抵抗層4の外周面41に固着させる消失固着工程とを行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両用エンジン等の内燃機関の燃焼制御等に用いることができるガスセンサ素子の製造方法に関する。
車両用エンジンの排気系にA/Fセンサのようなガスセンサを設け、排気ガス中の酸素濃度などから空燃比を検出し、これを利用してエンジンの燃焼制御を行うことがある(排気ガス制御フィードバックシステム)。
上記ガスセンサには、排気ガス中の酸素濃度を検出するガスセンサ素子が内蔵されている。該ガスセンサ素子は、例えば、酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面と他方の面とにそれぞれ設けた被測定ガス側電極及び基準ガス側電極とを有すると共に、上記被測定ガス側電極に面する被測定ガス室を有する。該被測定ガス室は、多孔質拡散抵抗層により被覆されている。そして、該多孔質拡散抵抗層を介して、被測定ガスがチャンバ空間に導入されるよう構成されている(特許文献1参照)。
上記ガスセンサには、排気ガス中の酸素濃度を検出するガスセンサ素子が内蔵されている。該ガスセンサ素子は、例えば、酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面と他方の面とにそれぞれ設けた被測定ガス側電極及び基準ガス側電極とを有すると共に、上記被測定ガス側電極に面する被測定ガス室を有する。該被測定ガス室は、多孔質拡散抵抗層により被覆されている。そして、該多孔質拡散抵抗層を介して、被測定ガスがチャンバ空間に導入されるよう構成されている(特許文献1参照)。
上記ガスセンサ素子においては、P、Ca、Zn、Si等のオイル含有成分、及びK、Na、Pb等のガソリン混合成分からなる被毒物質が付着することによって、被測定ガス側電極や多孔質拡散抵抗層が被覆されて被毒劣化するおそれがある。これにより、ガスセンサのセンサ出力の低下や応答速度の低下といったセンサ特性に異常が発生するおそれがある。
上記被毒によるセンサ特性の異常を防止する手段の一つとして、図8、図9に示すごとく、多孔質拡散抵抗層4の外周面41に、上記被毒物質を捕獲する被毒トラップ層5を形成する方法がある(特許文献2参照)。この被毒トラップ層5を形成するに当っては、焼成した後のガスセンサ素子を、アルミナ等の耐熱金属酸化物粒子51、無機バインダ及び分散剤の混合体521によって構成されるスラリー50にディッピングする。これにより、図8に示すごとく、多孔質拡散抵抗層4の外周面41にスラリー50を塗布する。その後、焼結することにより、図9に示すごとく、上記外周面41に被毒トラップ層5を形成する。
しかしながら、上記被毒トラップ層を形成したガスセンサ素子において、センサ出力が低下する現象が確認されている。
これは、図8に示すごとく、上記スラリー50が、ガスセンサ素子における多孔質拡散抵抗層4の微小貫通孔42の内部に侵入し、図9に示すごとく、焼結後においても無機バインダ521bが微小貫通孔42の内部に残存して、多孔質拡散抵抗層4の拡散抵抗を増加させることによって生ずるものと考えられる。
これは、図8に示すごとく、上記スラリー50が、ガスセンサ素子における多孔質拡散抵抗層4の微小貫通孔42の内部に侵入し、図9に示すごとく、焼結後においても無機バインダ521bが微小貫通孔42の内部に残存して、多孔質拡散抵抗層4の拡散抵抗を増加させることによって生ずるものと考えられる。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、多孔質拡散抵抗層の内部へのスラリーの侵入を防ぎ、安定したセンサ出力を得ることができるガスセンサ素子の製造方法を提供しようとするものである。
本発明は、酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面と他方の面とにそれぞれ設けた被測定ガス側電極及び基準ガス側電極と、上記被測定ガス側電極を覆うと共に上記被測定ガスを透過させる多孔質拡散抵抗層とを有し、該多孔質拡散抵抗層の外周面に被毒成分を捕獲するための被毒トラップ層を設けたガスセンサ素子を製造する方法であって、
上記被毒トラップ層を形成するに当っては、
上記多孔質拡散抵抗層の外周面から、該多孔質拡散抵抗層の微小貫通孔内に封入剤を封入する封入工程と、
上記多孔質拡散抵抗層の外周面を被うように、被毒トラップ層形成用のスラリーを塗布するスラリー塗布工程と、
上記微小貫通孔に封入した上記封入剤を消失させると共に、上記スラリーを焼結させて上記被毒トラップ層を上記多孔質拡散抵抗層の外周面に固着させる消失固着工程とを行うことを特徴とするガスセンサ素子の製造方法にある(請求項1)。
上記被毒トラップ層を形成するに当っては、
上記多孔質拡散抵抗層の外周面から、該多孔質拡散抵抗層の微小貫通孔内に封入剤を封入する封入工程と、
上記多孔質拡散抵抗層の外周面を被うように、被毒トラップ層形成用のスラリーを塗布するスラリー塗布工程と、
上記微小貫通孔に封入した上記封入剤を消失させると共に、上記スラリーを焼結させて上記被毒トラップ層を上記多孔質拡散抵抗層の外周面に固着させる消失固着工程とを行うことを特徴とするガスセンサ素子の製造方法にある(請求項1)。
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記ガスセンサ素子の製造方法においては、上記スラリー塗布工程の前に上記封入工程を行う。即ち、多孔質拡散抵抗層の微小貫通孔内に上記封入剤を封入した後、多孔質拡散抵抗層の外周面を被うように上記スラリーを塗布する。そのため、該スラリーが微小貫通孔内に侵入することを防ぐことができる。
上記ガスセンサ素子の製造方法においては、上記スラリー塗布工程の前に上記封入工程を行う。即ち、多孔質拡散抵抗層の微小貫通孔内に上記封入剤を封入した後、多孔質拡散抵抗層の外周面を被うように上記スラリーを塗布する。そのため、該スラリーが微小貫通孔内に侵入することを防ぐことができる。
これにより、微小貫通孔においてスラリーが焼結されて微小貫通孔を塞いだり、狭めたりすることを防ぐことができる。
そして、微小貫通孔に封入された上記封入剤は、上記消失固着工程において消失させるため、微小貫通孔は充分に確保され、多孔質拡散抵抗層の拡散抵抗が大きくなりすぎることを防ぎ、安定したセンサ出力を確保することができる。
そして、微小貫通孔に封入された上記封入剤は、上記消失固着工程において消失させるため、微小貫通孔は充分に確保され、多孔質拡散抵抗層の拡散抵抗が大きくなりすぎることを防ぎ、安定したセンサ出力を確保することができる。
以上のごとく、本発明によれば、多孔質拡散抵抗層の内部へのスラリーの侵入を防ぎ、安定したセンサ出力を得ることができるガスセンサ素子の製造方法を提供することができる。
本発明(請求項1)において、上記消失固着工程は、封入剤の消失と被毒トラップ層の固着とを必ずしも同時に行うものではない。
また、上記被毒トラップ層形成用のスラリーは、例えば、アルミナ等の耐熱金属酸化物粒子に、無機バインダ、分散剤を加えたものを用いることができる。
また、上記被毒トラップ層形成用のスラリーは、例えば、アルミナ等の耐熱金属酸化物粒子に、無機バインダ、分散剤を加えたものを用いることができる。
また、上記ガスセンサ素子としては、例えば、自動車エンジン等の各種車両用内燃機関の排気管に設置して、排気ガスフィードバックシステムに使用する空燃比センサ素子(A/Fセンサ素子)、排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサ素子、また排気管に設置する三元触媒の劣化検知等に利用するNOx等の大気汚染物質濃度を調べるNOxセンサ素子等がある。
また、上記ガスセンサ素子は、固体電解質体を有底筒状のコップ型に形成したコップ型のガスセンサ素子や、平板状の固体電解質体を用いた積層型のガスセンサ素子等とすることができる。
また、上記ガスセンサ素子は、固体電解質体を有底筒状のコップ型に形成したコップ型のガスセンサ素子や、平板状の固体電解質体を用いた積層型のガスセンサ素子等とすることができる。
また、上記封入剤は、上記消失固着工程の終了後において、残留物を形成しないことが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記多孔質拡散抵抗層の微小貫通孔を狭めることを確実に防ぐことができる。
この場合には、上記多孔質拡散抵抗層の微小貫通孔を狭めることを確実に防ぐことができる。
また、上記封入剤は、上記封入工程における粘度が0.1mPa・s〜0.1Pa・sであることが好ましい(請求項3)。
この場合には、上記封入剤を容易に多孔質拡散抵抗層の内部に封入することができる。
上記粘度が0.1Pa・sを超える場合には、その粘性によって封入剤を多孔質拡散抵抗層に封入することが困難となるおそれがある。一方、上記粘度が0.1mPa・s未満の場合には、封入剤と拡散抵抗層の相互作用が小さく、封入剤が容易に蒸散してしまうことから、封入剤を多孔質拡散抵抗層の内部に保持することが困難となるおそれがある。
なお、上記粘度は、例えば、温度25℃において、B型粘度計を用いて測定した値とすることができる。
この場合には、上記封入剤を容易に多孔質拡散抵抗層の内部に封入することができる。
上記粘度が0.1Pa・sを超える場合には、その粘性によって封入剤を多孔質拡散抵抗層に封入することが困難となるおそれがある。一方、上記粘度が0.1mPa・s未満の場合には、封入剤と拡散抵抗層の相互作用が小さく、封入剤が容易に蒸散してしまうことから、封入剤を多孔質拡散抵抗層の内部に保持することが困難となるおそれがある。
なお、上記粘度は、例えば、温度25℃において、B型粘度計を用いて測定した値とすることができる。
また、上記封入剤は、水、有機物、又はこれらの混合物からなることが好ましい(請求項4)。
この場合には、上記消失固着工程において、上記封入剤を、蒸散や焼失等によって、容易に消失させることができる。
この場合には、上記消失固着工程において、上記封入剤を、蒸散や焼失等によって、容易に消失させることができる。
また、上記封入剤は、大気雰囲気中において不揮発性の物質であることが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記封入工程終了後、スラリー塗布工程を行うまでの間に、微小貫通孔に封入した封入剤が蒸発等によって失われることを防ぐことができる。
この場合には、上記封入工程終了後、スラリー塗布工程を行うまでの間に、微小貫通孔に封入した封入剤が蒸発等によって失われることを防ぐことができる。
また、上記スラリー塗布工程における上記封入剤の粘度は、上記封入工程における上記封入剤の粘度よりも大きいことが好ましい(請求項6)。
この場合には、封入工程においては、上記封入剤を容易に微小貫通孔に侵入させることができ、スラリー塗布工程においては、スラリーが封入剤に拡散混合することを抑制することができ、スラリーの微小貫通孔内への侵入をより効果的に防ぐことができる。
この場合には、封入工程においては、上記封入剤を容易に微小貫通孔に侵入させることができ、スラリー塗布工程においては、スラリーが封入剤に拡散混合することを抑制することができ、スラリーの微小貫通孔内への侵入をより効果的に防ぐことができる。
(実施例1)
本発明の実施例にかかるガスセンサ素子の製造方法につき、図1〜図7を用いて説明する。
本例の製造方法により得られるガスセンサ素子1は、図1に示すごとく、酸素イオン伝導性の固体電解質体2と、該固体電解質体2の一方の面と他方の面とにそれぞれ設けた被測定ガス側電極31及び基準ガス側電極32と、上記被測定ガス側電極31を覆うと共に被測定ガスを透過させる多孔質拡散抵抗層4とを有する。そして、該多孔質拡散抵抗層4の外周面41に被毒成分を捕獲するための被毒トラップ層5が設けてある。
本発明の実施例にかかるガスセンサ素子の製造方法につき、図1〜図7を用いて説明する。
本例の製造方法により得られるガスセンサ素子1は、図1に示すごとく、酸素イオン伝導性の固体電解質体2と、該固体電解質体2の一方の面と他方の面とにそれぞれ設けた被測定ガス側電極31及び基準ガス側電極32と、上記被測定ガス側電極31を覆うと共に被測定ガスを透過させる多孔質拡散抵抗層4とを有する。そして、該多孔質拡散抵抗層4の外周面41に被毒成分を捕獲するための被毒トラップ層5が設けてある。
被毒トラップ層5を形成するに当っては、以下の封入工程、スラリー塗布工程、及び焼失固着工程を行う。
上記封入工程においては、図2、図3に示すごとく、上記多孔質拡散抵抗層4の外周面41から、該多孔質拡散抵抗層4の微小貫通孔42内に封入剤6を封入する。
上記スラリー塗布工程においては、図3、図4に示すごとく、上記多孔質拡散抵抗層4の外周面41を被うように、被毒トラップ層形成用のスラリー50を塗布する。
上記消失固着工程においては、図4、図5に示すごとく、上記微小貫通孔42に封入した封入剤6を消失させると共に、上記スラリー50を焼結させて被毒トラップ層5を多孔質拡散抵抗層4の外周面41に固着させる。
上記封入工程においては、図2、図3に示すごとく、上記多孔質拡散抵抗層4の外周面41から、該多孔質拡散抵抗層4の微小貫通孔42内に封入剤6を封入する。
上記スラリー塗布工程においては、図3、図4に示すごとく、上記多孔質拡散抵抗層4の外周面41を被うように、被毒トラップ層形成用のスラリー50を塗布する。
上記消失固着工程においては、図4、図5に示すごとく、上記微小貫通孔42に封入した封入剤6を消失させると共に、上記スラリー50を焼結させて被毒トラップ層5を多孔質拡散抵抗層4の外周面41に固着させる。
上記封入剤6は、上記消失固着工程の終了後において、残留物を形成しないもの、例えば、水、有機物、又はこれらの混合物からなるものを用いる。上記有機物としては、例えばエタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類やベンゼン等といったものがあげられる。
また、上記封入剤6は、大気雰囲気中において不揮発性の物質であることが好ましく、例えば、ステアリン酸等の油脂を用いることができる。
また、上記封入剤6は、大気雰囲気中において不揮発性の物質であることが好ましく、例えば、ステアリン酸等の油脂を用いることができる。
また、上記封入剤6は、封入工程における粘度が0.1mPa・s〜0.1Pa・sである。
そして、スラリー塗布工程における封入剤6の粘度を、封入工程における封入剤6の粘度よりも大きくなるようにすることが好ましい。例えば、封入剤6として、室温でグリス状となる上述の油脂を用い、封入工程前にそのグリス状の油脂(封入剤6)を加熱して液化して多孔質拡散抵抗層4内に進入させ、然る後に室温放置によって封入剤6を多孔質拡散抵抗層4内で固化させてもよい。
そして、スラリー塗布工程における封入剤6の粘度を、封入工程における封入剤6の粘度よりも大きくなるようにすることが好ましい。例えば、封入剤6として、室温でグリス状となる上述の油脂を用い、封入工程前にそのグリス状の油脂(封入剤6)を加熱して液化して多孔質拡散抵抗層4内に進入させ、然る後に室温放置によって封入剤6を多孔質拡散抵抗層4内で固化させてもよい。
また、図1に示すごとく、上記ガスセンサ素子1は、上記多孔質拡散抵抗層4における、固体電解質体2と反対側の面に緻密な遮蔽層12を設けてなる。また、多孔質拡散抵抗層4と固体電解質体2との間には、スペーサ11を介在させて被測定ガス室161を形成している。該被測定ガス室161に被測定ガス側電極31が配設されている。
そして、スペーサ11と遮蔽層12とにより挟まれた多孔質拡散抵抗層4の側端部である外周面41から、被測定ガスが多孔質拡散抵抗層4を通過して被測定ガス室161に導入される。多孔質拡散抵抗層4の外周面41は、斜面状にトリミングして被測定ガスの導入量を調整してある。
また、固体電解質体2における基準ガス側電極32が配設された面には、セラミックヒータ15が積層されている。該セラミックヒータ15は、ヒータ基板151と該ヒータ基板151の内部に形成された発熱体152とからなる。ヒータ基板151は凹部を設けており、該凹部と固体電解質体2との間に、基準ガスを導入する基準ガス室162が形成されている。該基準ガス室162に基準ガス側電極32が形成されている。
また、図2に示すごとく、多孔質拡散抵抗層4は、多数の金属酸化物粒子49から構成されており、該金属酸化物粒子49の間に、微小貫通孔42が形成されている。
また、図2に示すごとく、多孔質拡散抵抗層4は、多数の金属酸化物粒子49から構成されており、該金属酸化物粒子49の間に、微小貫通孔42が形成されている。
次に、上記被毒トラップ層5の形成方法の一例を説明する。
まず、図6に示すごとく、被毒トラップ層5の形成前のガスセンサ素子1を、液状の封入剤6にディップする。これにより、図3に示すごとく、封入剤6を多孔質拡散抵抗層4の外周面41から微小貫通孔42内に封入する(封入工程)。このとき、封入剤6は、多孔質拡散抵抗層4の内部の全体に封入されてもよいが、外周面41に面する部分にのみ封入されてもよい。
まず、図6に示すごとく、被毒トラップ層5の形成前のガスセンサ素子1を、液状の封入剤6にディップする。これにより、図3に示すごとく、封入剤6を多孔質拡散抵抗層4の外周面41から微小貫通孔42内に封入する(封入工程)。このとき、封入剤6は、多孔質拡散抵抗層4の内部の全体に封入されてもよいが、外周面41に面する部分にのみ封入されてもよい。
次に、図7に示すごとく、平均粒径4μmの耐熱金属酸化物粒子51に、無機バインダ及び分散剤の混合体521を加えると共に、更に水を加えて粘度10〜100mPa・s(25℃、B型粘度計)としたスラリー50にディップする(スラリー塗布工程)。耐熱金属酸化物51としてはγ−Al2O3、θ−Al2O3、α−Al2O3、ムライト、MgO・Al2O3スピネル、TiO2等を用いることができる。なお、上記混合体521は、アルミナゾル、硝酸アルミニウムより構成される。
なお、スラリー50の塗布時においては、例えばマグネチックスラスター等によってスラリー50を攪拌し、スラリー50内での粒子分布を均一化する。
その後、ガスセンサ素子1に塗布したスラリー50を、1時間自然乾燥し、更に120℃で30分間乾燥する。
その後、ガスセンサ素子1に塗布したスラリー50を、1時間自然乾燥し、更に120℃で30分間乾燥する。
これにより1層目のスラリー50を塗布したガスセンサ素子1を、更に、平均粒径20μmの耐熱金属酸化物粒子53を用いたスラリー50に、上記と同様の方法でディップする。この2層目のスラリー50は、耐熱金属酸化物粒子53の平均粒径以外については、上記1層目のスラリー50と同様である。その後、同様に、1時間自然乾燥し、更に120℃で30分間乾燥する。
これにより、図4に示すごとく、上記スラリー50は、多孔質拡散抵抗層4の外周面41に塗布される。
これにより、図4に示すごとく、上記スラリー50は、多孔質拡散抵抗層4の外周面41に塗布される。
次いで、900℃にて1時間、熱処理することにより、図5に示すごとく、耐熱金属酸化物粒子51をガスセンサ素子1の表面(多孔質拡散抵抗層4の外周面41)に焼き付けて被毒トラップ層5を形成すると同時に封入剤6を焼失させる(消失固着工程)。
被毒トラップ層5は、多数の耐熱金属酸化物粒子51が無機バインダ521bによって多孔質拡散抵抗層4の外周面41に固着した状態で形成される。
被毒トラップ層5は、多数の耐熱金属酸化物粒子51が無機バインダ521bによって多孔質拡散抵抗層4の外周面41に固着した状態で形成される。
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記ガスセンサ素子の製造方法においては、上記スラリー塗布工程(図4)の前に上記封入工程(図3)を行う。即ち、多孔質拡散抵抗層4の微小貫通孔42内に上記封入剤6を封入した後、図4に示すごとく、多孔質拡散抵抗層4の外周面41を被うように上記スラリー50を塗布する。そのため、該スラリー50が微小貫通孔42内に侵入することを防ぐことができる。
上記ガスセンサ素子の製造方法においては、上記スラリー塗布工程(図4)の前に上記封入工程(図3)を行う。即ち、多孔質拡散抵抗層4の微小貫通孔42内に上記封入剤6を封入した後、図4に示すごとく、多孔質拡散抵抗層4の外周面41を被うように上記スラリー50を塗布する。そのため、該スラリー50が微小貫通孔42内に侵入することを防ぐことができる。
これにより、微小貫通孔42においてスラリー50が焼結されて微小貫通孔42を塞いだり、狭めたりすることを防ぐことができる。
そして、微小貫通孔42に封入された上記封入剤6は、図5に示すごとく、上記消失固着工程において消失させるため、微小貫通孔42は充分に確保され、多孔質拡散抵抗層4の拡散抵抗が大きくなりすぎることを防ぎ、安定したセンサ出力を確保することができる。
そして、微小貫通孔42に封入された上記封入剤6は、図5に示すごとく、上記消失固着工程において消失させるため、微小貫通孔42は充分に確保され、多孔質拡散抵抗層4の拡散抵抗が大きくなりすぎることを防ぎ、安定したセンサ出力を確保することができる。
また、上記封入剤6は、消失固着工程の終了後において、残留物を形成しないため、上記多孔質拡散抵抗層4の微小貫通孔42を狭めることを確実に防ぐことができる。
また、封入剤6は、封入工程における粘度が0.1mPa・s〜0.1Pa・sであるため、封入剤6を容易に多孔質拡散抵抗層4の内部に封入することができる。
また、封入剤6は、封入工程における粘度が0.1mPa・s〜0.1Pa・sであるため、封入剤6を容易に多孔質拡散抵抗層4の内部に封入することができる。
また、封入剤6は、水、有機物、又はこれらの混合物からなるため、消失固着工程において、蒸散や焼失等によって、容易に消失させることができる。
また、封入剤6として、大気雰囲気中において不揮発性の物質を用いることにより、封入工程終了後、スラリー塗布工程を行うまでの間に、微小貫通孔42に封入した封入剤6が蒸発等によって失われることを防ぐことができる。
また、封入剤6として、大気雰囲気中において不揮発性の物質を用いることにより、封入工程終了後、スラリー塗布工程を行うまでの間に、微小貫通孔42に封入した封入剤6が蒸発等によって失われることを防ぐことができる。
また、スラリー塗布工程における封入剤6の粘度を、封入工程における封入剤6の粘度よりも大きくすることもできる。これにより、封入工程においては、封入剤6を容易に微小貫通孔42に侵入させることができ、スラリー塗布工程においては、スラリー50が封入剤6に拡散混合することを抑制することがでる。これにより、スラリー50の微小貫通孔42内への侵入をより効果的に防ぐことができる。
以上のごとく、本例によれば、多孔質拡散抵抗層の内部へのスラリーの侵入を防ぎ、安定したセンサ出力を得ることができるガスセンサ素子の製造方法を提供することができる。
(実施例2)
本例は、実施例1に示した製造方法により得られたガスセンサ素子(A/Fセンサ素子)における、被毒トラップ層形成前後のセンサ出力の変動を、従来の製造方法により得られたものと比較した例である。
従来の製造方法とは、封入工程を行うことなく被毒トラップ層を形成する方法である。
また、被毒トラップ層形成前後のセンサ出力の変動は、同じ条件でセンサ出力を測定したときに、被毒トラップ層形成前のガスセンサ素子のセンサ出力に対して、被毒トラップ層形成後のガスセンサ素子のセンサ出力がどの程度低下したかにより評価した。
本例は、実施例1に示した製造方法により得られたガスセンサ素子(A/Fセンサ素子)における、被毒トラップ層形成前後のセンサ出力の変動を、従来の製造方法により得られたものと比較した例である。
従来の製造方法とは、封入工程を行うことなく被毒トラップ層を形成する方法である。
また、被毒トラップ層形成前後のセンサ出力の変動は、同じ条件でセンサ出力を測定したときに、被毒トラップ層形成前のガスセンサ素子のセンサ出力に対して、被毒トラップ層形成後のガスセンサ素子のセンサ出力がどの程度低下したかにより評価した。
測定の結果、従来方法にて製造したガスセンサ素子は、センサ出力の変動が10%前後あったのに対し、実施例1の方法にて製造したガスセンサ素子は、センサ出力の変動が2%以内と小さかった。
従って、本発明によれば、安定したセンサ出力を得ることができるガスセンサ素子を製造することができることが分かる。
従って、本発明によれば、安定したセンサ出力を得ることができるガスセンサ素子を製造することができることが分かる。
なお、実施例1においては、平板状の固体電解質体を用いた積層型のガスセンサ素子の例を示したが、本発明は、これに限らず、例えば、固体電解質体を有底筒状のコップ型に形成したコップ型のガスセンサ素子とすることもできる。
1 ガスセンサ素子
2 固体電解質体
31 被測定ガス側電極
32 基準ガス側電極
4 多孔質拡散抵抗層
41 外周面
42 微小貫通孔
5 被毒トラップ層
50 スラリー
6 封入剤
2 固体電解質体
31 被測定ガス側電極
32 基準ガス側電極
4 多孔質拡散抵抗層
41 外周面
42 微小貫通孔
5 被毒トラップ層
50 スラリー
6 封入剤
Claims (6)
- 酸素イオン伝導性の固体電解質体と、該固体電解質体の一方の面と他方の面とにそれぞれ設けた被測定ガス側電極及び基準ガス側電極と、上記被測定ガス側電極を覆うと共に上記被測定ガスを透過させる多孔質拡散抵抗層とを有し、該多孔質拡散抵抗層の外周面に被毒成分を捕獲するための被毒トラップ層を設けたガスセンサ素子を製造する方法であって、
上記被毒トラップ層を形成するに当っては、
上記多孔質拡散抵抗層の外周面から、該多孔質拡散抵抗層の微小貫通孔内に封入剤を封入する封入工程と、
上記多孔質拡散抵抗層の外周面を被うように、被毒トラップ層形成用のスラリーを塗布するスラリー塗布工程と、
上記微小貫通孔に封入した上記封入剤を消失させると共に、上記スラリーを焼結させて上記被毒トラップ層を上記多孔質拡散抵抗層の外周面に固着させる消失固着工程とを行うことを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。 - 請求項1において、上記封入剤は、上記消失固着工程の終了後において、残留物を形成しないことを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
- 請求項1又は2において、上記封入剤は、上記封入工程における粘度が0.1mPa・s〜0.1Pa・sであることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記封入剤は、水、有機物、又はこれらの混合物からなることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
- 請求項1〜4において、上記封入剤は、大気雰囲気中において不揮発性の物質であることを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
- 請求項1〜5において、上記スラリー塗布工程における上記封入剤の粘度は、上記封入工程における上記封入剤の粘度よりも大きいことを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004316634A JP2006126077A (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | ガスセンサ素子の製造方法 |
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JP2006126077A true JP2006126077A (ja) | 2006-05-18 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011252894A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Denso Corp | ガスセンサ素子及びその製造方法 |
JP2012127728A (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Denso Corp | ガスセンサ素子の製造方法 |
US8372256B2 (en) | 2008-12-22 | 2013-02-12 | Nippon Soken | Gas sensor element and gas sensor equipped with the same |
-
2004
- 2004-10-29 JP JP2004316634A patent/JP2006126077A/ja not_active Withdrawn
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A621 | Written request for application examination |
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A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090702 |