JP2012068217A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】金属のマイグレーションによる、ヒータの電極パッドと筒状のガスセンサ素子の内部電極との間に電気的な短絡の発生を抑制することができるガスセンサを提供する。
【解決手段】有底円筒状の固体電解質体と外側電極と、側電極とを有するガスセンサ素子と、円柱状に形成されたセラミック基体と、セラミック基体内に埋設された発熱抵抗体と、セラミック基体の外側に設けられ発熱抵抗体と電気的に接続された電極パッドと、電極パッドにろう付けされた電極端子とを具備し、ガスセンサ素子の内部に収容され内側電極に電気的に接続されたセンサ端子金具と電極パッドよりも先端側の接触部で接触するヒータと、を備えたガスセンサにおいて、セラミック基体の外側に少なくとも凹部又は凸部が設けられ、当該凹部又は凸部は、少なくとも一部が電極パッドよりも先端側、かつ、接触部より後端側に位置するよう配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、気体中に含まれる酸素等の被測定ガスの濃度を測定するためのガスセンサに関する。

従来から、気体中に含まれる酸素等の被測定ガスの濃度を測定するガスセンサとして、軸線方向に延び自身の先端が閉塞された有底円筒状の固体電解質体からなるガスセンサ素子と、このガスセンサ素子の内部に収容された円柱状のヒータとを具備するガスセンサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

上記ガスセンサのヒータとしては、アルミナ等のセラミック基体中にタングステンやモリブデン等の金属からなる発熱抵抗体を埋設し、セラミック基体の外側面に発熱抵抗体と電気的に接続された電極パッドを配設した構造のものが知られている。このようなヒータでは、電極パッドに、接続端子をろう付けによって固着する場合がある。

この時ろう付けに使用するろう材の中には、マイグレーションを生じやすい金属が含まれることがある。マイグレーションとは、電界の影響又は腐食の影響により、ろう材中の金属成分が移動することで、ろう材が当初配置された位置から移動してしまう現象である。特に、Ａｇ（銀）を含むろう材を用いる場合、電界の影響によるマイグレーションが生じやすいことが知られている。また、ろう材表面に水分が付着した状態でヒータを使用する場合にも、マイグレーションが生じやすい。

このようにＡｇ等のマイグレーションを生じやすい金属を含むろう材を用いた場合、ろう材に含まれるＡｇ等の金属がマイグレーションにより移動し、導体パターン間の不所望な電気的短絡が発生してガスセンサとしての機能が失われる場合がある。具体的には、筒状のガスセンサ素子の内部電極と、ヒータの電極パッドとの間における電気的短絡が生じると、被測定ガスの濃度に基づいたセンサの出力を、検出できなくなるという問題が生じる。また、３００℃以上の高温下で通電を行うと、電界によるマイグレーションが発生しやすくなるため、このような傾向が顕著になる。

特開２０１０−１２０８４０号公報

上記したとおり、ガスセンサにおいては、Ａｇ等の金属のマイグレーションにより、ヒータの電極パッドと筒状のガスセンサ素子の内部電極との間に電気的な短絡が発生してガスセンサとしての機能が失われる場合があり、ガスセンサの耐久性が低下するという問題があった。

本発明は、上記従来の事情に対処してなされたものである。本発明の目的は、金属のマイグレーションによる、ヒータの電極パッドと筒状のガスセンサ素子の内部電極（及び内部電極に接続されるセンサ端子金具）との間に電気的な短絡の発生を抑制することができ、従来に比べて耐久性の向上を図ることのできるガスセンサを提供しようとするものである。

本発明のガスセンサの一態様は、軸線方向に延び、自身の先端が閉塞された有底円筒状の固体電解質体と、前記固体電解質体の外側面上に形成された外側電極と、前記固体電解質体の内側面上に形成された内側電極とを有するガスセンサ素子と、円柱状に形成されたセラミック基体と、前記セラミック基体内に埋設された発熱抵抗体と、前記セラミック基体の外側に設けられ前記発熱抵抗体と電気的に接続された電極パッドと、前記電極パッドにろう付けされた電極端子とを具備し、前記ガスセンサ素子の内部に収容され前記内側電極に電気的に接続されたセンサ端子金具と前記電極パッドよりも先端側の接触部で接触するヒータと、を備えたガスセンサにおいて、前記セラミック基体の外側に少なくとも凹部又は凸部が設けられ、当該凹部又は凸部は、少なくとも一部が前記電極パッドよりも先端側、かつ、前記接触部より後端側に位置するよう配置されていることを特徴とする。

上記構成の本発明のガスセンサでは、ヒータのセラミック基体の外側に凹部又は凸部が設けられ、当該凹部又は凸部は、少なくとも一部が電極パッドよりも先端側、かつ、センサ端子金具との接触部より後端側に位置するよう配置されている。この凹部又は凸部によって、電極パッドに電極端子を固着するためのろう材中に含まれるＡｇ等の金属が、セラミック基体の先端方向（センサ端子金具との接触部方向）にマイグレーションしても、凹部又は凸部により移動を妨げられることで、センサ端子に到達することを抑制することができる。これによって、金属のマイグレーションにより、センサ端子金具とヒータの電極パッドとの間における電気的な短絡が発生することを抑制することができ、従来に比べて耐久性の向上を図ることができる。

上記の凸部は、セラミック基体の外側に突出するように形成された凸状パターンから構成することができる。このように凸部を凸状パターンによって形成する場合、導体又は絶縁物のいずれによっても構成することができるが、絶縁物から構成することがより好ましい。また、凸部を凸状パターンによって形成する場合、凸状パターンの表面が研磨されている状態とし、はっ水性を高めた構成とすることが好ましい。これによって、水分が付着することにより電気的な短絡が発生することを抑制することができる。また、凸状パターンを、多孔質体から構成してもよい。この場合、多孔質体が水分を吸収することによって、表面に付着した水分により電気的な短絡が発生することを抑制することができる。

なお、凹部又は凸部が、表面研磨されている場合や、多孔質体によって形成されている場合には、凹部又は凸部に水滴が留まりにくい。そのため、仮に凹部又は凸部にまでろう材がマイグレーションによって到達（移動）したとしても、ろう材表面へ凹部又は凸部から水滴が移動する（水分が供給される）ことがないため、ろう材表面に水滴が付着する状態になりにくい。そのため、効果的にろう材のマイグレーションを防止でき、センサ端子金具とヒータの電極パッドとの間における電気的な短絡が発生することを抑制することができる。

また、上記の凹部は、セラミック基体の外側の一部を凹陥した形状とすることによって構成してもよい。

また、凹部又は凸部は、セラミック基体の周囲を１周するように配設することが好ましい。これによって、セラミック基体の周方向の各部位において、金属のマイグレーションが先端方向に向けて発生することを抑制することができる。

また、上記の凹部又は凸部は、電極パッドの周囲を囲むように配設された構成とすることができる。これによって、電極パッドの周囲から、全ての方向に対して金属のマイグレーションが発生することを抑制することができる。

本発明のガスセンサによれば、金属のマイグレーションによる、ヒータの電極パッドと筒状のガスセンサ素子の内部電極（及び内部電極に接続されるセンサ端子金具）との間に電気的な短絡の発生を抑制することができ、従来に比べて耐久性の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態のガスセンサの全体断面構成を示す図。 図１のガスセンサの要部構成を示す分解斜視図。 図１のガスセンサのヒータの製造工程を説明するための図。 図１のガスセンサのヒータの構成を示す正面図。 図４のヒータの側面図。 他の実施形態に係るガスセンサのヒータの構成を示す正面図。 図６のヒータの側面図。 他の実施形態に係るガスセンサのヒータの構成を示す正面図。 図８のヒータの側面図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１に示すように、ガスセンサ１００は、軸線ＡＸ方向に延び、自身の先端が閉じた有底円筒状のガスセンサ素子（酸素検出素子）２００と、ガスセンサ素子２００の筒部内に挿入された円柱状のヒータ１０１とを備えている。

ガスセンサ素子２００は、ジルコニア等を主体とする酸素イオン伝導性の固体電解質体１からなり、その先端部３側（図中下側）が検知部とされ、検知部の後端側（図中上側）には、径方向外側に突出する鍔部２が形成されている。なお、本実施形態における検知部とは、排気ガス等の気体中に含まれる酸素の濃度を、測定する箇所のことを示している。この検知部では、固体電解質体１の内側と外側との酸素濃度差に応じて、外部に電気的出力を行う。

また、図２に示すように、固体電解質体１の外側４には、例えばＰｔあるいはＰｔ合金からなり、無電解めっきなどのめっきによって形成された外側電極が形成され、この外側電極は、検知部の略全面を覆うように形成された検知部電極５と、この検知部電極５と電気的に接続され、後端側に電極を引き出すための縦リード部電極６と、縦リード部電極６の後端側にリング状に形成されたリングリード部電極７とから構成されている。また、固体電解質体１の内側には、上記外側電極と同様に例えばＰｔあるいはＰｔ合金などからなる内側電極８が形成されている。なお、検知部電極５の外側には、スピネル等のセラミック溶射層からなる保護層が形成されている。

図１に示すように、ガスセンサ素子２００のうち鍔部２は、絶縁性セラミックからなるホルダ１０２に係合され、ガスセンサ素子２００は、鍔部２の後端側に配置されたタルクから形成されたセラミック粉末１０４およびセラミック粉末１０４の後端側に配置されたスリーブ１０３により、筒状の主体金具１０５に気密に保持されている。なお、本明細書においては、ガスセンサ素子２００の軸（軸線ＡＸ）に沿う方向（図１中、上下方向）のうち、先端部３側（図１中、下方）に向かう側を「先端側」とし、これと反対方向（図１中、上方）に向かう側を「後端側」ということとする。

主体金具１０５は、ガスセンサ１００を排気管等の取付部に取り付けるためのねじ部１０６や工具係合部１０７を有し、プロテクタ１０８がプロテクタ接続部１０９にレーザ溶接で接続されている。このプロテクタ１０８は、主体金具１０５の先端側開口部から突出するガスセンサ素子２００の先端部３を覆うように取り付けられている。このガスセンサ１００はねじ部１０６より先端側が排気管等のエンジン内に位置し、それより後端側は外部の大気中に位置して使用される。プロテクタ１０８には、排気ガスを透過させる複数のガス透過口１８０が形成されている。

一方、主体金具１０５の後端部１１０は、スリーブ１０３との間にリングパッキン１１１を介してかしめられて気密保持されている。また工具係合部１０７の後端側の接続部１１２には、筒状の金属外筒１１３の先端部１１４が外側からレーザ溶接により固着されている。これらの主体金具１０５と金属外筒１１３とによって、ガスセンサ１００におけるハウジングの主要部が構成されている。

また、上記金属外筒１１３の後端側開口、つまり実質的にハウジングの後端側開口は、封止部材、例えばゴム等で構成されたグロメット１２０を嵌入させ、金属外筒１１３の後端側のかしめ部１５５においてかしめることにより封止されている。

グロメット１２０の中心部には、大気を金属外筒１１３内に導入する一方、水分の進入を防ぐフィルタ２１０が配置されている。またこのグロメット１２０の先端側には、絶縁性のアルミナセラミックからなるセパレータ１２２が設けられている。そして、セパレータ１２２およびグロメット１２０を貫通してセンサ出力リード線１３０、１３１およびヒータリード線１３２、１３３が配置されている。

セパレータ１２２は、図２に示すように、後端側部１２３、先端側部１２４、およびこれらの間に位置し、これらよりも大径の鍔部１２５を有する。鍔部１２５のうち、後端側部１２３との間には、先端側（図中下方）ほど拡径してテーパ面をなす外筒当接面１２６が形成されている。一方、先端側部１２４との間は、階段状の段差をなす先端側面１２７が形成されている。

また、このセパレータ１２２には、各リード線１３０、１３１、１３２、１３３を挿通するためのリード線挿通孔２３０、２３１が軸方向に貫通して形成されている。また、後端側の端面には、通気溝２３２が４個のリード線挿通孔２３０、２３１と干渉しない位置に十字形態で軸線ＡＸと直交する方向に形成されている。また、セパレータ１２２の先端面に開口する有底状の保持孔２３４が軸線方向に形成されている。

図１および図２に示すように、この保持孔２３４およびリード線挿入孔２３０、２３１には、各リード線１３０、１３１、１３２、１３３が挿通され、第１、第２センサ端子金具１４０、２４０のコネクタ部１４１、２４１、およびヒータ端子部材３４０、３４１が互いに絶縁されつつセパレータ１２２内に保持される。

図２に示すように、第１センサ端子金具１４０は、一体に成形されたコネクタ部１４１、セパレータ当接部１４２、挿入部１４３を有する。このうち、コネクタ部１４１は、センサ出力リード線１３０の芯線を把持して、第１センサ端子金具１４０とセンサ出力リード線１３０とを電気的に接続する。

また、セパレータ当接部１４２は、セパレータ１２２の保持孔２３４に弾性的に当接して、第１センサ端子金具１４０をセパレータ１２２内に保持する。また、挿入部１４３は、固体電解質体１の筒部内に挿入されて、内側電極（基準電極）８と導通する。

また、この挿入部１４３は、下方押圧部１４４および上方押圧部１４５を含み、この挿入部１４３が固体電解質体１の筒部内に挿入されることにより、挿入部１４３が包囲するヒータ１０１と接触部において接触し、ヒータ１０１を押圧して、ヒータ１０１の軸線がガスセンサ素子２００（固体電解質体１）の中心軸線に対して偏心して、発熱部１６１がガスセンサ素子２００の筒部の内壁に接触するように、ヒータ１０１の姿勢を調整する。また、挿入部１４３の後端側には、挿入部１４３がガスセンサ素子１の筒部内に没入するのを防ぐため、鍔部１４６が設けられている。

なお、ヒータ１０１に形成される発熱部１６１が偏心して、ガスセンサ素子２００の筒部の内壁に接することで、より小さな容積に熱エネルギーを集中することになり、ガスセンサ１００の活性化時間を短縮する上で効果的である。

一方、第２センサ端子金具２４０は、一体に形成されたコネクタ部２４１、セパレータ当接部２４２、把持部２４３を有する。このうち、コネクタ部２４１は、センサ出力リード線１３１の芯線を把持して、第２センサ端子金具２４０とセンサ出力リード線１３１を電気的に接続する。また、セパレータ当接部２４２は、セパレータ１２２の保持孔２３４に弾性的に当接して、第２センサ端子金具２４０をセパレータ１２２内に保持する。また、把持部２４３は、固体電解質体１の後端付近の外周を弾性的に把持する。

さらに、把持部２４３の先端側には、把持部２４３内にガスセンサ素子２００の後端部を圧入する際に、挿入しやすくするため、先端側が外周方向に拡径するように拡がった鍔部２４４が設けられている。

ヒータ１０１は円柱状のセラミックヒータであり、アルミナを主成分とするセラミック基体１０２の先端側に、抵抗発熱体（図３参照）を有する発熱部１６１が形成されている。電極パッド１６３、１６４には、ヒータ端子金具３４０、３４１がろう付けによって固着されている。ヒータ端子金具３４１には、ヒータリード線１３３の芯線を把持して、このヒータ端子金具３４１とヒータリード線１３３を電気的に接続するコネクタ部３４３を有している。なお、図５に示すように、ヒータ端子金具３４０も同様にヒータリード線１３２の芯線を把持するコネクタ部３４２を有している。

ヒータ１０１は、円柱状（丸棒状）（本実施形態では、φ３ｍｍ、全長５０ｍｍ）のセラミック基体１０２の外側表面に形成された電極パッド１６３，１６４に、ヒータ端子金具３４０、３４１を固定することによって構成されている。

図３に示すように、セラミック基体１０２は、丸棒状（円柱形状）のアルミナセラミック製の碍管１７０の外周に絶縁性の高いアルミナセラミック製のグリーンシート１７１，１７２が巻き付けられ、これらを焼成することにより製造される。

グリーンシート１７１上には、発熱抵抗体１６０（ヒータパターン）が形成されている。発熱抵抗体１６０は、発熱部１６１と、発熱部１６１の両端にそれぞれ接続される一対のリード部１６２（陽極と陰極）とを備える。発熱抵抗体１６０の材料としては、タングステンやモリブデン等の種々の導電材料を採用可能である。グリーンシート１７１の後端側には、各リード部１６２毎に２個のスルーホール１７３が設けられている。これらのスルーホール１７３の内部には導電性ペーストが充填される。このスルーホール１７３内の導電性ペーストを介して、ヒータ１０１の外側表面に形成された電極パッド１６３、１６４は、リード部１６２と、電気的に接続されている。

グリーンシート１７２は、グリーンシート１７１の発熱抵抗体１６０が形成された面に圧着されている。グリーンシート１７２の、この圧着面と反対側の面には、アルミナペーストが塗布され、この塗布面を内側にしてグリーンシート１７１，１７２が碍管１７０に巻き付けられて外周から内向きに押圧されることにより、セラミックヒータ成形体が形成される。その後、セラミックヒータ成形体が焼成されることにより、セラミック基体１０２が形成される。

図４は、ヒータ１０１の電極パッド１６３が形成された面側から見た外観構成を示しており、図５は、図４の状態からヒータ１０１を軸線の周りに９０°回転させた方向から見た外観構成を示している。これらの図４、図５に示すように、ヒータ１０１の電極パッド１６３には、ヒータ端子金具３４０が、電極パッド１６４には、ヒータ端子金具３４１がろう付けによるろう材１６５によって固着されている。また、電極パッド１６３、１６４よりも先端側（電極パッド１６３、１６４の先端側端部よりも先端側（図４，５の下側））のセラミック基体１０２の外側表面には、凸部１７５が形成されている。この凸部１７５は、図２に示した第１センサ端子金具１４０とヒータ１０１（セラミック基体１０２）とが接触する接触部より後端側に位置するように形成されている。なお、上記接触部となるヒータ１０１（セラミック基体１０２）の軸方向位置を、図４，５中に点線で囲んだ領域Ａとして示してある。

図４，５に示す実施形態において、凸部１７５は、セラミック基体１０２の表面の一部に凸部を設けることによって形成されており、凸部１７５は、セラミック基体１０２の周方向に沿って、セラミック基体１０２の周囲を一周するように配設されている。なお、セラミック基体１０２の周囲を一周するように配設されている凸部１７５は、２重、３重、又はそれ以上に設けてもよい。

このような構造の凸部１７５は、セラミック基体１０２の外側に突出するように凸状パターン、例えば、絶縁性セラミック等からなる絶縁パターンを形成すること等によって構成することができる。凸部１７５を構成する絶縁パターンの高さは、例えば３０μｍ〜１００μｍ程度、凸部１７５の幅は、例えば２００μｍ〜１０００μｍ程度とすることが好ましい。

このように、セラミック基体１０２に凸部１７５が形成されていることにより、電極パッド１６３、１６４にヒータ端子金具３４０、３４１をろう付けするためのろう材１６５中に含まれている銀等の金属がセラミック基体１０２の先端側にマイグレーションすることを抑制することができる。

すなわち、セラミック基体１０２の表面に凸部１７５が形成されていないと、表面が平滑で金属の移動を妨げるものがないため、マイグレーションが短時間で進行してしまう。これに対して、本実施形態のように、セラミック基体１０２に凸部１７５が形成されていると、凸部１７５の部分で金属の移動が妨げられ、マイグレーションの進行を抑制することができる。

図２に示したように、ヒータ１０１の外側には、第１センサ端子金具１４０が設けられており、第１センサ端子金具１４０とヒータ１０１とは接触部を有する。このため、電極パッド１６３、１６４にヒータ端子金具３４０、３４１をろう付けするためのろう材１６５中に含まれている銀等の金属がセラミック基体１０２の先端側にマイグレーションすると、第１センサ端子金具１４０と電極パッド１６３、１６４との間等で電気的短絡が発生する可能性がある。このように第１センサ端子金具１４０に、他の部位との電気的短絡が発生すると、ガスセンサとしての機能が失われてしまう。

本実施形態のガスセンサ１００では、凸部１７５によって銀等の金属がセラミック基体１０２の先端側にマイグレーションすることを抑制することができるので、第１センサ端子金具１４０等の電気的短絡の発生によって、短期間でガスセンサとしての機能が失われてしまうことを防止することができる。すなわち、ガスセンサの耐久性を向上させることができる。

上記のように、絶縁パターン等によって凸部を形成して凸部１７５を配設した場合、図４，５に示すように、頂部が高く、裾部分に向かうに従って徐々に高さが低くなる形状とすることが好ましい。これによって凸部１７５の部分に水分が留まり難くすることができ、表面に付着した水分により電気的な短絡が発生することを抑制することができる。また、表面に付着した水分により電気的な短絡が発生することを抑制するためには、凸部１７５の表面を研磨した状態とし、表面のはっ水性を高めることが好ましい。さらに、表面に付着した水分により電気的な短絡が発生することを抑制するためには、凸部１７５を、多孔質体から構成してもよい。この場合、多孔質体が水分を吸収することによって、表面に水分が留まり難くなり、水分により電気的な短絡が発生することを抑制することができる。

図１に示すように、金属外筒１１３は、金属製で略円筒形状をなしている。この金属外筒１１３は、先端側（図中下側）に位置し、その先端側の先端部１１４が主体金具１０５と接合される第１外筒部１１５と、これよりも後端側に位置し第１外筒部１１５よりも小径の第２外筒部１１６とを有している。第２外筒部１１６の軸方向中間部分には、周方向に均等に４箇所、径方向内側に凸部頂面が四角形状となって突出する内側凸部１１７が形成されている。内側凸部１１７の凸部頂面より先端側には、斜面をなす鍔部当接面１１８が形成されている。この鍔部当接面１１８は、セパレータ１２２の外筒当接面１２６と当接する。

さらに、セパレータ１２２の先端側部１２４の周囲には、付勢金具１５０が装着されている。この付勢金具１５０は、円筒状の金属筒部１５１のほか、この金属筒部１５１の後端部に、金属筒部１５１と一体に形成されたＪ型弾性保持部１５２を有する。

上記構成のガスセンサ１００は、ねじ部１０６より先端側（図１において下側）が排気管内等に位置し、それより後端側（図１において上側）が外部の大気中に位置した状態で使用される。ガスセンサ素子２００は、その内側に配置されたヒータ１０１で加熱され活性化される。そして、基準ガスとしての大気は、フィルタ２１０から金属外筒１１３内に導入され、ガスセンサ素子１の内側に導入される。一方、ガスセンサ素子２の外側にはプロテクタ１０８のガス透過口１８０を介して排気ガスが導入される。

これによって、ガスセンサ素子２００には、その内外面の酸素濃度差に応じて酸素濃淡電池起電力が生じる。そして、この酸素濃淡電池起電力を、排気ガス中の酸素濃度の検出信号として取り出すことにより、排気ガス中の酸素濃度を検出する。

上記実施形態では、凸部１７５を、セラミック基体１０２の表面の一部に凸部を形成することによって構成し、セラミック基体１０２の周方向に沿って、セラミック基体１０２の周囲を一周するように配設した場合について説明したが、凸部１７５は、かかる形状のものに限定されるものではなく、各種の変形が可能である。

図６、７は、他の実施形態に係るヒータ１０１の構成を示すものである。この実施形態は、凸部１７５の換わりに凹部１７６を配設したものである。このように、凸部１７５ではなく、凹部１７６を設けてもよく、凸部又は凹部の少なくとも１つが配設されていればよい。凹部１７６は、セラミック基体１０２の表面の一部を凹陥した形状とすることによって形成されており、セラミック基体１０２の周方向に沿って、セラミック基体１０２の周囲を一周するように配設されている。このような構成の凹部１７６を形成するには、セラミック基体１０２の表面を削り取る方法、又は、図３に示した発熱抵抗体１６０をグリーンシート１７２側に形成し、グリーンシート１７１を長手方向に２つに分割してこれらの間に間隔を設ける方法等を用いることができる。後者の方法を使用した場合、凹部１７６の底部でリード部１６２が露出した状態となるが、リード部１６２の表面にニッケルメッキ等を施せば、リード部の酸化防止となり、ニッケルメッキ自身が酸化した場合には、酸化したニッケルメッキによりリード部が外部から絶縁された状態とすることができる。

このように、セラミック基体１０２の表面の一部に凹部を形成することによって凹部１７６を配設しても、凸部１７５を配設した場合と同様な効果を得ることができる。なお、図６、７において、他の部分は図４、５に示したヒータと同様に構成されているので、対応する部分には同一の符号を付して重複した説明は省略する。

図８、９は、他の実施形態に係るヒータ１０１の構成を示すものである。この実施形態では、凸部１７７を、電極パッド１６３、１６４の周囲を囲む形状に形成したものである。図８、９に示す実施形態では、凸部１７７を設けた場合について示してあるが、電極パッド１６３、１６４の周囲を囲む形状の凹部を配設してもよい。このように、凸部（又は凹部）１７７を、電極パッド１６３、１６４の周囲を囲む形状としても、上述した実施形態と同様な効果を得ることができる。なお、図８、９において、他の部分は図４、５に示したヒータと同様に構成されているので、対応する部分には同一の符号を付して重複した説明は省略する。

なお、図４〜図７のように、電極パッド１６３，１６４の先端側（且つ接触部の後端側）に凸部１７５，凹部１７６を設けることで、内側電極（センサ端子金具）と電極パッド１６３，１６４との電気的短絡を防ぐことができるが、図８，９のように、電極パッド１６３，１６４の周囲を囲む形状で凸部（又は凹部）１７７を形成すると、電極パッド１６３，１６４間の短絡も防止できる点で好ましい。電極パッド間での短絡が生じると、ガスセンサの出力を検出する事は可能だが、ヒータの昇温能力が低下するため、検出が可能となるまでに時間がかかるという問題点もあるほか、センサ素子（固体電解質体）を適切な温度に管理するのが難しくなる。

１０１……ヒータ、１０２……セラミック基体、１６３，１６４……電極パッド、１６５……ろう材、１７５……凸部、１７６……凹部、１７７……凸部、３４０，３４１……ヒータ端子金具。

Claims (8)

1. 軸線方向に延び、自身の先端が閉塞された有底円筒状の固体電解質体と、前記固体電解質体の外側面上に形成された外側電極と、前記固体電解質体の内側面上に形成された内側電極とを有するガスセンサ素子と、
   円柱状に形成されたセラミック基体と、前記セラミック基体内に埋設された発熱抵抗体と、前記セラミック基体の外側に設けられ前記発熱抵抗体と電気的に接続された電極パッドと、前記電極パッドにろう付けされた電極端子とを具備し、前記ガスセンサ素子の内部に収容され前記内側電極に電気的に接続されたセンサ端子金具と前記電極パッドよりも先端側の接触部で接触するヒータと、
   を備えたガスセンサにおいて、
   前記セラミック基体の外側に少なくとも凹部又は凸部が設けられ、当該凹部又は凸部は、少なくとも一部が前記電極パッドよりも先端側、かつ、前記接触部より後端側に位置するよう配置されている
   ことを特徴とするガスセンサ。
2. 請求項１記載のガスセンサであって、
   前記凸部は、前記セラミック基体の外側に突出するように形成された凸状パターンから構成されている
   ことを特徴とするガスセンサ。
3. 請求項２記載のガスセンサであって、
   前記凸状パターンが絶縁物から構成されている
   ことを特徴とするガスセンサ。
4. 請求項２又は３記載のガスセンサであって、
   前記凸状パターンの表面が研磨されている
   ことを特徴とするガスセンサ。
5. 請求項２又は３記載のガスセンサであって、
   前記凸状パターンが多孔質体から構成されている
   ことを特徴とするガスセンサ。
6. 請求項１記載のガスセンサであって、
   前記凹部は、前記セラミック基体の外側の一部を凹陥した形状とすることによって構成されている
   ことを特徴とするガスセンサ。
7. 請求項１〜６いずれか１項記載のガスセンサであって、
   前記凹部又は凸部は、前記セラミック基体の周囲を一周するように配設されている
   ことを特徴とするガスセンサ。
8. 請求項１〜６いずれか１項記載のガスセンサであって、
   前記凹部又は凸部は、前記電極パッドの周囲を囲むように配設されている
   ことを特徴とするガスセンサ。

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