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公開番号2025128638
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025425
出願日2024-02-22
発明の名称センサ素子
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類G01N 27/41 20060101AFI20250827BHJP(測定;試験)
要約【課題】保護層の耐衝撃性を向上させることができるセンサ素子を提供すること。
【解決手段】ガスセンサに用いられるセンサ素子1は、素子本体2と、多孔質の保護層3と、を備える。素子本体2における先端側Z1の端部には、ガス検知部4が設けられている。保護層3は、素子本体2における先端側Z1の端部の外側面を層状に覆っている。保護層3は、内側層31と、複数の外側層32と、を有する。外側層32は、内側層31よりも気孔率が高い。内側層31を直接覆う外側層32を中間層33としたとき、中間層33の外側面331は、他の外側層32によって覆われている。また、保護層3は、素子本体2の先端面21を覆う先端覆い部301を有する。先端覆い部301における中間層33の外側面331は、素子本体2の先端面21側に凹んだ凹部332を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ガスセンサ（１０）に用いられるセンサ素子（１）であって、
長板状の素子本体（２）と、前記素子本体の外側面を覆う多孔質の保護層（３）と、を備え、
前記素子本体における、長手方向（Ｚ）の一方側である先端側（Ｚ１）の端部には、ガス検知部（４）が設けられており、
前記保護層は、前記素子本体における前記先端側の端部の前記外側面を層状に覆っており、
前記保護層は、前記素子本体の前記外側面を覆う内側層（３１）と、前記内側層よりも外側に設けられると共に前記内側層よりも気孔率が高い複数の外側層（３２）と、を有し、
前記内側層を直接覆う前記外側層を中間層（３３）としたとき、前記中間層の外側面（３３１）は、他の前記外側層によって覆われており、
前記保護層は、前記素子本体における前記先端側の端面である先端面（２１）を覆う先端覆い部（３０１）を有し、
前記先端覆い部における前記中間層の前記外側面は、前記素子本体の前記先端面側に凹んだ凹部（３３２）を有する、センサ素子。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記先端覆い部における前記内側層の外側面（３１１）は、前記素子本体の前記先端面側に凹んだ凹部（３１２）を有する、請求項１に記載のセンサ素子。
【請求項３】
前記先端覆い部において、前記中間層の厚みは、前記内側層の厚みよりも薄い、請求項２に記載のセンサ素子。
【請求項４】
前記先端覆い部における前記中間層の厚みは、２００μｍ以下である、請求項２に記載のセンサ素子。
【請求項５】
前記内側層の気孔率は、１０～４０体積％であり、前記外側層の気孔率は、３０体積％よりも高く、かつ９０体積％以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載のセンサ素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ素子に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載されているように、自動車等の内燃機関の排ガスに含まれる酸素やＮＯｘ等の濃度を測定するガスセンサが知られている。特許文献１に記載のガスセンサが備えるガスセンサ素子は、水滴や被毒物質から素子本体を保護するため、素子本体の外側面を覆う多孔質の保護層を有する。特許文献１に記載のガスセンサ素子において、保護層は、素子本体における長手方向の一方側の端面を覆う端面部と、素子本体の側面を覆う側面部と、を有し、さらに端面部と側面部とを接続する角部を有する。特許文献１に記載のガスセンサ素子は、角部に近づくほど保護層の厚みを厚くすることにより、被水による保護層の剥がれを抑制し、耐被水性を向上させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－３９６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のセンサ素子は、保護層の耐衝撃性については充分に考慮されていない。つまり、例えば、センサ素子の応答性を向上させるため、多孔質の保護層の気孔率を高くした場合、特許文献１に記載のセンサ素子は、保護層の耐衝撃性を充分に確保できないおそれがある。そのため、特許文献１に記載のセンサ素子は、保護層の耐衝撃性を向上させる観点から、さらなる改善の余地があるといえる。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、保護層の耐衝撃性を向上させることができるセンサ素子を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、ガスセンサ（１０）に用いられるセンサ素子（１）であって、
長板状の素子本体（２）と、前記素子本体の外側面を覆う多孔質の保護層（３）と、を備え、
前記素子本体における、長手方向（Ｚ）の一方側である先端側（Ｚ１）の端部には、ガス検知部（４）が設けられており、
前記保護層は、前記素子本体における前記先端側の端部の前記外側面を層状に覆っており、
前記保護層は、前記素子本体の前記外側面を覆う内側層（３１）と、前記内側層よりも外側に設けられると共に前記内側層よりも気孔率が高い複数の外側層（３２）と、を有し、
前記内側層を直接覆う前記外側層を中間層（３３）としたとき、前記中間層の外側面（３３１）は、他の前記外側層によって覆われており、
前記保護層は、前記素子本体における前記先端側の端面である先端面（２１）を覆う先端覆い部（３０１）を有し、
前記先端覆い部における前記中間層の前記外側面は、前記素子本体の前記先端面側に凹んだ凹部（３３２）を有する、センサ素子にある。
【発明の効果】
【０００７】
上記センサ素子において、先端覆い部における中間層の外側面は、素子本体の先端面側に凹んだ凹部を有する。それゆえ、外側層の気孔率を高くした場合であっても、中間層の外側面を覆う外側層を、中間層に強固に固定させることができる。その結果、保護層の耐衝撃性を向上させることができる。
【０００８】
以上のごとく、上記態様によれば、保護層の耐衝撃性を向上させることができるセンサ素子を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態１における、センサ素子を備えたガスセンサの、長手方向に沿った断面図。
実施形態１における、センサ素子の先端部の、長手方向及び積層方向の双方に沿った断面図であって、図３のII－II線矢視断面図。
実施形態１における、先端覆い部の長手方向に直交する断面図であって、図２のIII－III線矢視断面図。
実施形態１における、先端覆い部の長手方向に直交する断面図であって、図２のIV－IV線矢視断面図。
実施形態１における、凹部の積層方向の長さ等を示す断面図。
実施形態１における、保護層の製造工程を示すフロー図。
実施形態２における、センサ素子の先端部の、長手方向及び積層方向の双方に沿った断面図。
実施形態３における、センサ素子の先端部の、長手方向及び積層方向の双方に沿った断面図。
実施形態４における、センサ素子の先端部の、長手方向及び積層方向の双方に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態１）
センサ素子に係る実施形態について、図１～図６を参照して説明する。
本形態のセンサ素子１は、図１に示すごとく、ガスセンサ１０に用いられる。センサ素子１は、図１、２に示すごとく、長板状の素子本体２と、素子本体２の外側面を覆う多孔質の保護層３と、を備える。素子本体２における、長手方向Ｚの一方側である先端側Ｚ１の端部には、ガス検知部４が設けられている。保護層３は、素子本体２における先端側Ｚ１の端部の外側面を層状に覆っている。
（【００１１】以降は省略されています）

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