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公開番号2024129194
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023038228
出願日2023-03-13
発明の名称センサ素子およびガスセンサ
出願人日本碍子株式会社
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類G01N 27/416 20060101AFI20240919BHJP(測定;試験)
要約【課題】水が外側リード部の内部を移動してコネクタ電極に到達するのを抑制する。
【解決手段】被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子20は、長手方向に沿った両端である前端および後端、長手方向に沿った表面である第1面60aを有し前端側が被測定ガスに晒される素子本体60と、第1面60aの前端側に配設された外側電極64と、第1面60aの後端側に配設され且つ外部と電気的に導通するための上側コネクタ電極71と、第1面60aに配設され且つ外側電極64と上側コネクタ電極71とを電気的に導通する外側リード線75とを備える。外側リード線75の導通経路の長さL1と外側リード線75の長手方向における長さL2との長さ比R(=L1/L2)は、1.05以上である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子であって、
長手方向に沿った両端である前端および後端、前記長手方向に沿った表面である側面を有し、前記前端側が前記被測定ガスに晒される素子本体と、
前記側面の前記前端側に配設された外側電極と、
前記側面の前記後端側に配設され、外部と電気的に導通するためのコネクタ電極と、
前記側面に配設され、前記外側電極と前記コネクタ電極とを電気的に導通する外側リード部と、
を備え、
前記外側リード部の導通経路の長さＬ１と前記外側リード部の前記長手方向における長さＬ２との長さ比Ｒ（＝Ｌ１／Ｌ２）は、１．０５以上である、
センサ素子。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
請求項１記載のセンサ素子であって、
前記長さ比Ｒは、１．１０以上である、
センサ素子。
【請求項３】
請求項１または２記載のセンサ素子であって、
前記外側リード部は、局所的に肥大化した肥大部を有する、
センサ素子。
【請求項４】
請求項３記載のセンサ素子であって、
前記肥大部は、前記外側リード部のうち、直線状に延在する直線部、曲線状に延在する曲線部、屈曲する屈曲部の劣角側、前記屈曲部の優角側、のうちの少なくとも１つに設けられている、
センサ素子。
【請求項５】
請求項１または２記載のセンサ素子であって、
前記外側リード部は、劣角側の角度が９０度以下の屈曲部を有する、
センサ素子。
【請求項６】
請求項１または２記載のセンサ素子であって、
前記外側リード部は、前記外側電極から前記コネクタ電極に向かって前記導通経路を辿ったときに、前記長手方向における前記前端側から前記後端側に向かって延在する第１延在部と、前記長手方向における前記後端側から前記前端側に向かって延在する第２延在部とを有する、
センサ素子。
【請求項７】
請求項１または２記載のセンサ素子であって、
前記素子本体は、前記側面を複数有し、
前記外側電極、前記コネクタ電極、前記外側リード部は、前記複数の側面のうち同一の側面に配設されている、
センサ素子。
【請求項８】
請求項１または２記載のセンサ素子を備えるガスセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ素子およびガスセンサに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の排気ガスなどの被測定ガスにおけるＮＯｘなどの特定ガスの濃度を検出するセンサ素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のセンサ素子は、素子本体と外側電極とコネクタ電極と外側リード部とを備えている。素子本体の前端側は、被測定ガスに晒される。外側電極は、素子本体の側面の前端側に配設されている。コネクタ電極は、素子本体の側面の後端側に配設されており、コネクタの接触部と電気的に導通する。外側リード部は、素子本体の側面に配設されており、外側電極とコネクタ電極とを電気的に導通する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１９／１５５８６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のようなセンサ素子では、被測定ガス中の水蒸気（水蒸気や水蒸気に溶けた硫酸など）が液化し、液体の水が外側リード部の内部を毛細管現象によりコネクタ電極側に移動する場合がある。この水がコネクタ電極に到達すると、コネクタ電極やコネクタの接触部に錆や腐食が発生し、検出値が異常値となる懸念がある。
【０００５】
本発明のセンサ素子およびガスセンサは、水が外側リード部の内部を移動してコネクタ電極に到達するのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のセンサ素子およびガスセンサは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
［１］本発明のセンサ素子は、
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するためのセンサ素子であって、
長手方向に沿った両端である前端および後端、前記長手方向に沿った表面である側面を有し、前記前端側が前記被測定ガスに晒される素子本体と、
前記側面の前記前端側に配設された外側電極と、
前記側面の前記後端側に配設され、外部と電気的に導通するためのコネクタ電極と、
前記側面に配設され、前記外側電極と前記コネクタ電極とを電気的に導通する外側リード部と、
を備え、
前記外側リード部の導通経路の長さＬ１と前記外側リード部の前記長手方向における長さＬ２との長さ比Ｒ（＝Ｌ１／Ｌ２）は、１．０５以上である、
ことを要旨とする。
【０００８】
本発明のセンサ素子では、外側リード部の導通経路の長さＬ１と外側リード部の長手方向における長さＬ２との長さ比Ｒ（＝Ｌ１／Ｌ２）は、１．０５以上である。すなわち、外側リード部の導通経路の長さＬ１は、長さ比Ｒが１．０５未満である場合、例えば、外側リード部が全体として略直線状で延在する場合に比して長くなっている。これにより、センサ素子（素子本体）の前端側が被測定ガスに晒された場合に、被測定ガス中の水蒸気（水蒸気や水蒸気に溶けた硫酸など）が液化し、液体の水が外側リード部の内部を毛細管現象によりコネクタ電極側に移動しても、その水がコネクタ電極に到達するのを抑制できる。発明者らは、このことを実験や解析により確認した。
【０００９】
［２］上述したセンサ素子（［１］に記載のセンサ素子）において、前記長さ比Ｒは、１．１０以上であるものとしてもよい。こうすれば、液体の水がコネクタ電極に到達するのをより抑制できる。
【００１０】
［３］上述したセンサ素子（［１］または［２］に記載のセンサ素子）において、前記外側リード部は、局所的に肥大化した肥大部を有するものとしてもよい。こうすれば、肥大部に液体の水が貯留されたり、肥大部による外側リード部の断面積の増加により水の移動速度が遅くなったりして、水がコネクタ電極に到達するのをより抑制できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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