[go: up one dir, main page]

JP2013242231A - Method of depositing protection film of gas sensor element, and gas sensor element including protection film formed thereby - Google Patents

Method of depositing protection film of gas sensor element, and gas sensor element including protection film formed thereby Download PDF

Info

Publication number
JP2013242231A
JP2013242231A JP2012115942A JP2012115942A JP2013242231A JP 2013242231 A JP2013242231 A JP 2013242231A JP 2012115942 A JP2012115942 A JP 2012115942A JP 2012115942 A JP2012115942 A JP 2012115942A JP 2013242231 A JP2013242231 A JP 2013242231A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protective film
sensor element
gas sensor
gas
forming
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.)
Pending
Application number
JP2012115942A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruki Kondo
春樹 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2012115942A priority Critical patent/JP2013242231A/en
Publication of JP2013242231A publication Critical patent/JP2013242231A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

【課題】ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができるガスセンサ素子の保護膜の成膜方法を提供する。
【解決手段】保護膜を配設しようとするガスセンサ素子の外周面の所定の範囲において保護膜の厚みが最小となる部位(最薄部)に保護膜の材料を予め塗布してから所定の範囲の全体に保護膜の材料を改めて塗布することにより、被測定ガスがガスセンサの内部に導入される際に被測定ガスが保護膜を透過する部位(導入部位)における保護膜の厚みが必要以上に厚くなることを抑制する。
【選択図】図2
A method of forming a protective film for a gas sensor element capable of suppressing the occurrence of peeling, cracking and cracking of the protective film of the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element.
A protective film material is applied in advance to a portion (thinnest portion) where the thickness of the protective film is minimum in a predetermined range on the outer peripheral surface of a gas sensor element to which a protective film is to be disposed. By applying the protective film material over the entire surface, the thickness of the protective film at the site where the measured gas permeates the protective film (introduction site) when the measured gas is introduced into the gas sensor is more than necessary. Suppresses thickening.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、ガスセンサ素子の保護膜の成膜方法に関する。より詳しくは、本発明は、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができるガスセンサ素子の保護膜の成膜方法に関する。更に、本発明は、上記方法によって形成された保護膜を備えるガスセンサ素子にも関する。   The present invention relates to a method for forming a protective film of a gas sensor element. More specifically, the present invention relates to a method for forming a protective film of a gas sensor element that can suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film of the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. Furthermore, this invention relates also to the gas sensor element provided with the protective film formed by the said method.

従来、車両用エンジン等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれる特定のガス成分(例えば、酸素、窒素酸化物、アンモニア、水素等)の濃度を検出するガスセンサを排気ガスの流路に配設し、当該ガスセンサによる検出結果を利用して、内燃機関の燃焼制御や排ガス浄化装置の制御を行うことが知られている。かかるガスセンサにおいて用いられるガスセンサ素子としては、例えば、酸素センサやA/F(空燃比)センサの場合、平板状に形成された酸素イオン伝導性を有する固体電解質層と、当該固体電解質層の一方の表面に形成されて被測定ガスに接する被測定ガス側電極と、当該被測定ガス側電極上に形成されて被測定ガスを透過する多孔質拡散抵抗層と、上記固体電解質層の他方の表面に形成されて基準ガスに接する基準ガス側電極と、当該基準ガス側電極上に形成されて基準ガスを導入する基準ガス室を有する基準ガス室形成層と、発熱体を内部に有する絶縁性の基体とを積層してなる積層型ガスセンサ素子を挙げることができる。   Conventionally, a gas sensor for detecting the concentration of a specific gas component (for example, oxygen, nitrogen oxide, ammonia, hydrogen, etc.) contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a vehicle engine has been arranged in the exhaust gas flow path. It is known to control the combustion of the internal combustion engine and the exhaust gas purification device using the detection result of the gas sensor. As a gas sensor element used in such a gas sensor, for example, in the case of an oxygen sensor or an A / F (air-fuel ratio) sensor, a solid electrolyte layer having a flat plate-like oxygen ion conductivity and one of the solid electrolyte layers A measurement gas side electrode formed on the surface and in contact with the measurement gas; a porous diffusion resistance layer formed on the measurement gas side electrode and permeable to the measurement gas; and the other surface of the solid electrolyte layer A reference gas side electrode formed and in contact with the reference gas, a reference gas chamber forming layer having a reference gas chamber formed on the reference gas side electrode and introducing a reference gas, and an insulating base body having a heating element therein And a laminated gas sensor element.

ところで、被測定ガスとしての排気ガスには、例えば、燐(P)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、珪素(Si)等のエンジンオイルに由来する成分や、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、鉛(Pb)等のガソリン添加剤に由来する成分からなる被毒物質が含まれている。上記のような積層型ガスセンサ素子が備える被測定ガス側電極や多孔質拡散抵抗層がこれらの被毒物質によって汚染されると、ガスセンサの応答性の低下や出力異常等の問題に繋がる虞がある。また、排気ガスには水蒸気も含まれており、これが凝縮して水滴となり積層型ガスセンサ素子に付着する虞もある。   By the way, the exhaust gas as the gas to be measured includes, for example, components derived from engine oil such as phosphorus (P), calcium (Ca), zinc (Zn), silicon (Si), potassium (K), sodium ( It contains poisonous substances composed of components derived from gasoline additives such as Na) and lead (Pb). If the gas side electrode to be measured and the porous diffusion resistance layer provided in the multilayer gas sensor element as described above are contaminated by these poisonous substances, there is a risk of problems such as a decrease in response of the gas sensor and abnormal output. . Further, the exhaust gas also contains water vapor, which may condense into water droplets and adhere to the stacked gas sensor element.

加えて、上記のような積層型ガスセンサ素子においては、例えばガスセンサ素子に内蔵された発熱体等の加熱手段によって高温(例えば、700℃以上の温度)に加熱することによって活性化され、固体電解質層に特定のイオンに対するイオン伝導性を発現させる。従って、上記のように被測定ガスに含まれる水蒸気が凝結して生じた水滴がかかる積層型ガスセンサ素子に付着(被水)すると、積層型ガスセンサ素子に大きな熱衝撃が加わり、当該素子の被水割れを生ずる虞もある。   In addition, the laminated gas sensor element as described above is activated by heating to a high temperature (for example, a temperature of 700 ° C. or higher) by a heating means such as a heating element incorporated in the gas sensor element, and the solid electrolyte layer To exhibit ion conductivity with respect to specific ions. Therefore, when water droplets generated by condensation of water vapor contained in the gas to be measured adhere to (be wet with) the stacked gas sensor element as described above, a large thermal shock is applied to the stacked gas sensor element, so There is also a risk of cracking.

そこで、当該技術分野においては、ガスセンサ素子の外周面に所定の厚みを有する多孔質保護膜を形成することにより、当該多孔質保護膜内に上記被毒物質を捕獲してガスセンサ素子の誤動作を防止したり、付着した水滴を当該多孔質保護膜内に分散させて熱衝撃を緩和させて素子全体に亀裂が発生するのを防止したりすることが知られている(例えば、特許文献1及び2を参照)。   Therefore, in this technical field, by forming a porous protective film having a predetermined thickness on the outer peripheral surface of the gas sensor element, the poisoning substance is captured in the porous protective film to prevent malfunction of the gas sensor element. In other words, it is known that the adhered water droplets are dispersed in the porous protective film to reduce thermal shock and prevent the entire device from cracking (for example, Patent Documents 1 and 2). See).

上記のような多孔質保護膜は、例えば、所定の粒度分布を有するアルミナ等の耐熱性セラミック粉末を、無機バインダ及び分散剤と共に、例えば水又は有機溶媒等の分散媒に分散させてスラリー(又はペースト)を調製し、ガスセンサ素子の被測定ガスに暴露される部分を当該スラリーに浸漬(ディッピング)する等してガスセンサ素子の外周面に当該スラリー(又はペースト)の膜を形成させ、これを乾燥、焼結することによって得ることができる(例えば、特許文献1を参照)。   The porous protective film as described above is, for example, a slurry in which a heat-resistant ceramic powder such as alumina having a predetermined particle size distribution is dispersed in a dispersion medium such as water or an organic solvent together with an inorganic binder and a dispersant. A portion of the gas sensor element that is exposed to the gas to be measured is immersed in the slurry (dipping) to form a film of the slurry (or paste) on the outer peripheral surface of the gas sensor element, and this is dried. It can be obtained by sintering (see, for example, Patent Document 1).

ところで、上述のような積層型ガスセンサ素子を始めとするガスセンサ素子の断面の形状は略矩形となる場合が多い。かかる略矩形の断面を有するガスセンサ素子においても、上述のようにアルミナ等の保護膜形成材料と分散剤と無機バインダ等とが水又は有機溶剤等の分散媒に分散させてなるスラリー又はペーストを、例えばディッピング、刷毛塗り、スプレー噴霧、印刷等の湿式的手法によって塗布することにより、多孔質保護膜が形成される。   By the way, in many cases, the cross-sectional shape of the gas sensor element including the laminated gas sensor element as described above is substantially rectangular. Even in such a gas sensor element having a substantially rectangular cross section, as described above, a slurry or paste in which a protective film forming material such as alumina, a dispersant, an inorganic binder, and the like are dispersed in a dispersion medium such as water or an organic solvent, For example, a porous protective film is formed by applying by wet methods such as dipping, brushing, spraying, and printing.

しかしながら、かかる略矩形の断面を有するガスセンサ素子の場合、例えば表面張力等の影響により、(略矩形の断面を構成する個々の辺に対応する)ガスセンサ素子の外周面を構成する個々の平面において、多孔質保護膜の厚みが、それぞれの平面の中心部分で最も厚くなり、それぞれの平面が交わる稜線(略矩形の断面における角に対応)の近傍において薄くなることが知られている。   However, in the case of a gas sensor element having such a substantially rectangular cross section, for example, due to the influence of surface tension or the like, in each plane constituting the outer peripheral surface of the gas sensor element (corresponding to each side constituting the substantially rectangular cross section), It is known that the thickness of the porous protective film is the thickest at the center portion of each plane, and is thin in the vicinity of a ridge line (corresponding to a corner in a substantially rectangular cross section) where each plane intersects.

多孔質保護膜において上記のような膜厚分布が生ずると、多孔質保護膜の乾燥、焼結に伴って保護膜が収縮する際に、膜厚が大きい(厚い)部分ほど収縮量も大きくなる。その結果、膜厚が小さい(薄い)部分(例えば、稜線部分)は、厚い部分の収縮に伴う引っ張りストレスを受けることとなる。当該引っ張りストレスの強度が薄い部分の引っ張り強度を上回る場合、当該部分において保護膜の分断が生ずることとなる。このようにして多孔質保護膜の分断が生ずると、結果として、ガスセンサ素子と多孔質保護膜との密着強度が低下し、多孔質保護膜が剥離し易くなる。   When the film thickness distribution as described above occurs in the porous protective film, when the protective film contracts due to drying and sintering of the porous protective film, the shrinkage amount increases as the film thickness increases (thicker). . As a result, a portion with a small (thin) film thickness (for example, a ridge line portion) is subjected to tensile stress accompanying shrinkage of the thick portion. When the strength of the tensile stress exceeds the tensile strength of the thin portion, the protective film is divided at the portion. When the porous protective film is divided in this way, as a result, the adhesion strength between the gas sensor element and the porous protective film is lowered, and the porous protective film is easily peeled off.

そこで、当該技術分野においては、ガスセンサ端子の長手方向の端縁に沿って、少なくとも2つ以上の稜面からなる多重稜面部を設ける(換言すれば、ガスセンサ素子の断面の形状を略矩形から例えば6角形や8角形等の多角形とする)ことにより、多孔質保護膜において生ずる膜厚分布における厚みの変動幅を低減して、ガスセンサ素子の表面を覆う多孔質保護膜の剥離を抑制し、耐久性に優れたガスセンサ素子を提供することが提案されている(例えば、特許文献3を参照)。   Therefore, in this technical field, a multiple ridge surface portion including at least two ridge surfaces is provided along the longitudinal edge of the gas sensor terminal (in other words, the cross-sectional shape of the gas sensor element is changed from a substantially rectangular shape to, for example, By reducing the thickness fluctuation range in the film thickness distribution generated in the porous protective film, the peeling of the porous protective film covering the surface of the gas sensor element is suppressed. It has been proposed to provide a gas sensor element with excellent durability (see, for example, Patent Document 3).

また、ガスセンサ素子の外周面において、多孔質保護膜の厚みが最大となる箇所及び当該箇所における多孔質保護膜の厚みの範囲、並びに多孔質保護膜の厚みが最小となる箇所及び当該箇所における多孔質保護膜の厚みの範囲をぞれぞれ規定して、製造コストの増大を抑制しつつ、被水による亀裂、割れ等から多孔質保護膜やガスセンサ素子を十分に保護することも提案されている(例えば、特許文献4を参照)。   Further, on the outer peripheral surface of the gas sensor element, the location where the thickness of the porous protective film is maximized, the range of the thickness of the porous protective film at the location, and the location where the thickness of the porous protective film is minimized and the porosity at the location. It has also been proposed to sufficiently protect the porous protective film and the gas sensor element from cracks, cracks, etc. due to moisture, while prescribing the range of the thickness of the quality protective film and suppressing the increase in manufacturing cost. (For example, see Patent Document 4).

しかしながら、上述のように、ガスセンサ素子の外周面において保護膜の厚みが最小となる箇所(以降、「最薄部」と称する場合がある)における保護膜の厚みを所定の範囲に収めようとすると、当該最薄部以外の部位における保護膜の厚みが必要以上に厚くなり、ガスセンサ素子としての性能に悪影響を及ぼす場合がある。例えば、被測定ガスをガスセンサ素子の内部に導入してガスセンサ素子の検出対象となる特定のガス成分を検出する検出部位(例えば、被測定ガス側電極等)に被測定ガスを接触させる際に被測定ガスが保護膜を透過する部分に該当する導入部位における保護膜の厚みが必要以上に厚くなると、当該ガスセンサ素子の検出感度や応答速度が低下する虞がある。   However, as described above, when the thickness of the protective film on the outer peripheral surface of the gas sensor element is minimized (hereinafter, may be referred to as the “thinnest portion”), the protective film thickness is within a predetermined range. The thickness of the protective film in a portion other than the thinnest portion may be unnecessarily thick, which may adversely affect the performance as a gas sensor element. For example, when a gas to be measured is brought into contact with a detection site (for example, a gas to be measured side electrode) that detects a specific gas component to be detected by the gas sensor element by introducing the gas to be measured into the gas sensor element. If the thickness of the protective film at the introduction site corresponding to the portion where the measurement gas permeates the protective film becomes larger than necessary, the detection sensitivity and response speed of the gas sensor element may be reduced.

以上のように、当該技術分野においては、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができるガスセンサ素子の保護膜の成膜方法に対する要求が存在する。   As described above, in this technical field, formation of a protective film for a gas sensor element that can suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film for the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. There is a need for a method.

特開2006−126077号公報JP 2006-126077 A 特開2007−121323号公報JP 2007-121323 A 特開2010−107409号公報JP 2010-107409 A 特開2009−080110号公報JP 2009-080110 A

前述のように、当該技術分野においては、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができるガスセンサ素子の保護膜の成膜方法に対する要求が存在する。本発明は、かかる要求に応えるために為されたものである。即ち、本発明は、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができるガスセンサ素子の保護膜の成膜方法を提供することを1つの目的とする。   As described above, in this technical field, the formation of a protective film for a gas sensor element capable of suppressing the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film for the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. There is a need for a method. The present invention has been made to meet such a demand. That is, the present invention provides a method for forming a protective film of a gas sensor element that can suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film of the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. Is one purpose.

上記1つの目的は、
ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲に保護膜を形成する保護膜の成膜方法であって、
前記予め定められた範囲に含まれる特定部位に第1の保護膜を塗布する第1塗布工程、及び
前記第1塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布する第2塗布工程、
を含み、
前記特定部位が、前記第1塗布工程を省いて前記第2塗布工程のみによって前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布した場合に第1の保護膜の厚みが最も薄くなる部位である、
保護膜の成膜方法によって達成される。
The above one purpose is
A method of forming a protective film, which forms a protective film in a predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element,
A first application step of applying a first protective film to a specific part included in the predetermined range; and after the first application step, applying the first protective film to the entire predetermined range A second coating step,
Including
The thickness of the first protective film is the smallest when the specific portion is applied with the first protective film over the predetermined range only by the second coating process without the first coating process. A part,
This is achieved by a method for forming a protective film.

本発明によれば、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができるガスセンサ素子の保護膜の成膜方法を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a method for forming a protective film of a gas sensor element that can suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film of the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. Can do.

本発明の1つの実施態様に係る保護膜の成膜方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the film-forming method of the protective film which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の1つの実施態様に係るガスセンサ素子の構造と従来技術に係るガスセンサ素子の構造とを比較する模式図である。It is a schematic diagram which compares the structure of the gas sensor element which concerns on one embodiment of this invention, and the structure of the gas sensor element which concerns on a prior art. ガスセンサ素子の導入部位及び特定部位における保護膜の厚みを本発明の1つの実施態様に係るガスセンサ素子と従来技術に係るガスセンサ素子とで比較するグラフである。It is a graph which compares the thickness of the protective film in the introduction site | part of a gas sensor element, and the specific site | part with the gas sensor element which concerns on one embodiment of this invention, and the gas sensor element which concerns on a prior art. ガスセンサ素子の感度を本発明の1つの実施態様に係るガスセンサ素子と従来技術に係るガスセンサ素子とで比較するグラフである。It is a graph which compares the sensitivity of a gas sensor element with the gas sensor element which concerns on one embodiment of this invention, and the gas sensor element which concerns on a prior art.

前述のように、本発明の1つの目的は、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができるガスセンサ素子の保護膜の成膜方法を提供することである。本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、保護膜を配設しようとするガスセンサ素子の外周面の所定の範囲において保護膜の厚みが最小となる部位(最薄部)に保護膜の材料を予め塗布してから所定の範囲の全体に保護膜の材料を改めて塗布することにより、被測定ガスがガスセンサの内部に導入される際に被測定ガスが保護膜を透過する部位(導入部位)における保護膜の厚みが必要以上に厚くなることを抑制することができることを見出し、本発明を想到するに至ったものである。   As described above, one object of the present invention is to provide a protective film for a gas sensor element that can suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film for the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. It is to provide a film forming method. As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventor protects a portion (thinnest portion) where the thickness of the protective film is minimum within a predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element on which the protective film is to be disposed. By applying the material of the film in advance and then applying the material of the protective film again over the entire predetermined range, the measured gas passes through the protective film when the measured gas is introduced into the gas sensor ( The present inventors have found that the thickness of the protective film at the introduction site) can be suppressed from becoming unnecessarily thick, and have come up with the present invention.

即ち、本発明の第1の実施態様は、
ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲に保護膜を形成する保護膜の成膜方法であって、
前記予め定められた範囲に含まれる特定部位に第1の保護膜を塗布する第1塗布工程、及び
前記第1塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布する第2塗布工程、
を含み、
前記特定部位が、前記第1塗布工程を省いて前記第2塗布工程のみによって前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布した場合に第1の保護膜の厚みが最も薄くなる部位である、
保護膜の成膜方法である。
That is, the first embodiment of the present invention is:
A method of forming a protective film, which forms a protective film in a predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element,
A first application step of applying a first protective film to a specific part included in the predetermined range; and after the first application step, applying the first protective film to the entire predetermined range A second coating step,
Including
The thickness of the first protective film is the smallest when the specific portion is applied with the first protective film over the predetermined range only by the second coating process without the first coating process. A part,
This is a method for forming a protective film.

上記のように、本実施態様に係る保護膜の成膜方法は、ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲に保護膜を形成する保護膜の成膜方法であって、前記予め定められた範囲に含まれる特定部位に第1の保護膜を塗布する第1塗布工程、及び前記第1塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布する第2塗布工程、を含む。本実施態様に係る保護膜の成膜方法によって形成される保護膜が適用されるガスセンサ素子は、特に限定されないが、例えば、車両用エンジン等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれる特定のガス成分の濃度を検出するガスセンサ素子が挙げられる。   As described above, the method for forming a protective film according to this embodiment is a method for forming a protective film in which a protective film is formed in a predetermined range on the outer peripheral surface of the gas sensor element. A first application step of applying a first protective film to a specific part included in the range, and a second application step of applying the first protective film to the entire predetermined range after the first application step ,including. The gas sensor element to which the protective film formed by the protective film forming method according to the present embodiment is applied is not particularly limited. For example, the specific gas sensor element included in the exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a vehicle engine is used. A gas sensor element that detects the concentration of the gas component can be used.

かかるガスセンサ素子としては、前述のように、例えば、酸素センサやA/F(空燃比)センサ等を挙げることができる。また、これらのガスセンサ素子の具体例としては、酸素イオン伝導性を有する固体電解質層と、当該固体電解質層の一方の表面に形成されて被測定ガスに接する被測定ガス側電極と、当該被測定ガス側電極上に形成されて被測定ガスを透過する多孔質拡散抵抗層と、上記固体電解質層の他方の表面に形成されて基準ガスに接する基準ガス側電極と、当該基準ガス側電極上に形成されて基準ガスを導入する基準ガス室を有する基準ガス室形成層と、発熱体を内部に有する絶縁性の基体とを積層してなる積層型ガスセンサ素子等を挙げることができる。   Examples of the gas sensor element include an oxygen sensor and an A / F (air / fuel ratio) sensor as described above. Further, specific examples of these gas sensor elements include a solid electrolyte layer having oxygen ion conductivity, a measured gas side electrode formed on one surface of the solid electrolyte layer and in contact with the measured gas, and the measured A porous diffusion resistance layer formed on the gas side electrode and permeable to the gas to be measured; a reference gas side electrode formed on the other surface of the solid electrolyte layer and in contact with the reference gas; and on the reference gas side electrode Examples include a laminated gas sensor element formed by laminating a reference gas chamber forming layer having a reference gas chamber that is formed and introducing a reference gas, and an insulating substrate having a heating element therein.

ところで、被測定ガスが排気ガスである場合、前述のように、被測定ガスには、例えば燐(P)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、珪素(Si)等のエンジンオイルに由来する成分や、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、鉛(Pb)等のガソリン添加剤に由来する成分からなる被毒物質が含まれている。上記のような積層型ガスセンサ素子が備える被測定ガス側電極や多孔質拡散抵抗層がこれらの被毒物質によって汚染されると、当該ガスセンサの応答性の低下や出力異常等の問題に繋がる虞がある。また、排気ガスには水蒸気も含まれており、これが凝縮して水滴となり積層型ガスセンサ素子に付着する虞もある。   By the way, when the gas to be measured is exhaust gas, as described above, the gas to be measured is derived from engine oil such as phosphorus (P), calcium (Ca), zinc (Zn), and silicon (Si). It contains poisonous substances composed of components and components derived from gasoline additives such as potassium (K), sodium (Na), and lead (Pb). If the gas side electrode to be measured and the porous diffusion resistance layer provided in the multilayer gas sensor element as described above are contaminated by these poisonous substances, there is a possibility that it may lead to problems such as a decrease in responsiveness of the gas sensor and abnormal output. is there. Further, the exhaust gas also contains water vapor, which may condense into water droplets and adhere to the stacked gas sensor element.

加えて、上記のような積層型ガスセンサ素子においては、前述のように、例えばガスセンサ素子に内蔵された発熱体等の加熱手段によって高温(例えば、700℃以上の温度)に加熱することによって活性化され、固体電解質層に特定のイオンに対するイオン伝導性を発現させる。従って、上記のように被測定ガスに含まれる水蒸気が凝結して生じた水滴がかかる積層型ガスセンサ素子に付着(被水)すると、積層型ガスセンサ素子に大きな熱衝撃が加わり、当該素子の被水割れを生ずる虞もある。   In addition, as described above, the stacked gas sensor element as described above is activated by heating to a high temperature (for example, a temperature of 700 ° C. or higher) by a heating means such as a heating element incorporated in the gas sensor element. Then, the solid electrolyte layer is made to exhibit ion conductivity with respect to specific ions. Therefore, when water droplets generated by condensation of water vapor contained in the gas to be measured adhere to (be wet with) the stacked gas sensor element as described above, a large thermal shock is applied to the stacked gas sensor element, so There is also a risk of cracking.

上記のように被測定ガスが内燃機関から排出される排気ガスである場合に限らず、被測定ガスに含まれる被毒物質や水蒸気は、ガスセンサ素子の応答性の低下や出力異常等の問題を招いたり、被水による熱衝撃に起因するガスセンサ素子の破壊等の問題を招いたりする虞がある。そこで、当該技術分野においては、前述のように、ガスセンサ素子の外周面に多孔質保護膜を形成することにより、当該多孔質保護膜内に上記被毒物質を捕獲してガスセンサ素子の誤動作を防止したり、付着した水滴を当該多孔質保護膜内に分散させて熱衝撃を緩和させてガスセンサ素子に亀裂が発生するのを防止したりすることが知られている。   As described above, the gas to be measured is not limited to the exhaust gas exhausted from the internal combustion engine, and poisonous substances and water vapor contained in the gas to be measured may cause problems such as a decrease in responsiveness of the gas sensor element and abnormal output. There is a risk of inviting or problems such as destruction of the gas sensor element due to thermal shock due to water. Therefore, in this technical field, as described above, by forming a porous protective film on the outer peripheral surface of the gas sensor element, the poisoning substance is captured in the porous protective film to prevent malfunction of the gas sensor element. In addition, it is known to disperse the adhered water droplets in the porous protective film to reduce thermal shock and prevent the gas sensor element from cracking.

しかしながら、前述のように、例えば、多孔質保護膜を構成するセラミック粒子を分散媒に分散させて得られるスラリーやペーストをガスセンサ素子の外周面に塗布する際、例えば表面張力等の影響により、ガスセンサ素子の外周面を構成する個々の平面において、多孔質保護膜の厚みが、それぞれの平面の中心部分で最も厚くなり、それぞれの平面が交わる稜線の近傍において薄くなる。このように多孔質保護膜において膜厚分布が生ずると、多孔質保護膜の乾燥、焼結に伴って保護膜が収縮する際に、膜厚が大きい(厚い)部分の収縮に伴う相対的に大きい引っ張りストレスが、膜厚が小さい(薄い)部分(例えば、稜線部分)の引っ張り強度を上回り、当該部分において保護膜の分断が生じ、結果として、ガスセンサ素子と多孔質保護膜との密着強度が低下し、多孔質保護膜が剥離し易くなる虞がある。   However, as described above, for example, when a slurry or paste obtained by dispersing ceramic particles constituting the porous protective film in a dispersion medium is applied to the outer peripheral surface of the gas sensor element, for example, due to the influence of surface tension or the like, the gas sensor In each plane constituting the outer peripheral surface of the element, the thickness of the porous protective film is the thickest at the central portion of each plane, and is thin in the vicinity of the ridgeline where each plane intersects. When the film thickness distribution occurs in the porous protective film in this way, when the protective film contracts as the porous protective film dries and sinters, the film becomes relatively thicker due to contraction of the thick (thick) part. The large tensile stress exceeds the tensile strength of the thin (thin) part where the film thickness is small (for example, the ridge line part), and the protective film is divided at the part. As a result, the adhesion strength between the gas sensor element and the porous protective film is increased. The porous protective film may be easily peeled off.

そこで、当該技術分野においては、前述のように、ガスセンサ素子の外周面において保護膜の厚みが最小となる箇所(最薄部)における保護膜の厚みを所定の範囲に収めようとする試みがなされている。しかしながら、従来技術に係る保護膜の成膜方法においては、最薄部の厚みを所定の範囲に収めると当該最薄部以外の部位(例えば、被測定ガスをガスセンサ素子の内部に導入する導入部位)における保護膜の厚みが必要以上に厚くなり、例えば、ガスセンサ素子の検出感度や応答速度が低下する虞があった。   Therefore, in this technical field, as described above, an attempt is made to keep the thickness of the protective film within a predetermined range at the position (the thinnest portion) where the thickness of the protective film is the smallest on the outer peripheral surface of the gas sensor element. ing. However, in the method for forming a protective film according to the prior art, when the thickness of the thinnest part falls within a predetermined range, a part other than the thinnest part (for example, an introduction part for introducing the gas to be measured into the gas sensor element) ) Is unnecessarily thick, and for example, the detection sensitivity and response speed of the gas sensor element may be reduced.

しかしながら、本実施態様に係る保護膜の成膜方法は、上述のように、前記予め定められた範囲に含まれる特定部位に第1の保護膜を塗布する第1塗布工程、及び前記第1塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布する第2塗布工程、を含む。ここで、前記特定部位は、前記第1塗布工程を省いて前記第2塗布工程のみによって前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布した場合に第1の保護膜の厚みが最も薄くなる部位である。   However, as described above, the method for forming the protective film according to this embodiment includes the first application step of applying the first protective film to the specific portion included in the predetermined range, and the first application. After the step, a second application step of applying a first protective film to the entire predetermined range is included. Here, the specific portion has a thickness of the first protective film when the first protective film is applied to the entire predetermined range only by the second coating process without the first coating process. This is the thinnest part.

即ち、本実施態様に係る保護膜の成膜方法においては、保護膜を配設しようとするガスセンサ素子の外周面の所定の範囲において保護膜の厚みが最小となる部位(最薄部)に保護膜の材料を予め塗布してから所定の範囲の全体に保護膜の材料を改めて塗布する。これにより、被測定ガスがガスセンサの内部に導入される際に被測定ガスが保護膜を透過する部位(導入部位)における保護膜の厚みが必要以上に厚くなることを抑制することができる。結果として、本実施態様に係る保護膜の成膜方法によれば、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができる。   In other words, in the method for forming a protective film according to the present embodiment, the protective film is protected at a portion (thinnest portion) where the thickness of the protective film is minimum within a predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element on which the protective film is to be disposed. After the film material is applied in advance, the protective film material is applied again over the entire predetermined range. Thereby, when the gas to be measured is introduced into the gas sensor, it is possible to prevent the protective film from becoming thicker than necessary at a site (introduction site) where the gas to be measured passes through the protective film. As a result, according to the method for forming a protective film according to this embodiment, it is possible to suppress the peeling, cracking, and cracking of the protective film of the gas sensor element while suppressing the decrease in detection sensitivity of the gas sensor element.

ところで、上述のように、本実施態様に係る保護膜の成膜方法によって形成しようとする保護膜は、例えば、当該保護膜を構成するセラミック粒子を分散媒に分散させて得られるスラリーやペーストをガスセンサ素子の外周面に塗布することによって成膜することができる。具体例としては、前述のように、アルミナ等の保護膜形成材料と分散剤と無機バインダ等とが水又は有機溶剤等の分散媒に分散させてなるスラリー又はペーストを、例えばディッピング、刷毛塗り、スプレー噴霧、印刷等の湿式的手法によって、ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲に塗布することにより、(多孔質)保護膜を形成することができる。より具体的には、上記のような保護膜は、例えば、所定の粒度分布を有するアルミナ等の耐熱性セラミック粉末を、無機バインダ及び分散剤と共に、例えば水又は有機溶媒等の分散媒に分散させてスラリー又はペーストを調製し、例えば、ガスセンサ素子の被測定ガスに暴露される部分等、ガスセンサ素子の外周面の所定の範囲を当該スラリーに浸漬(ディッピング)する等してガスセンサ素子の外周面に当該スラリー又はペーストの膜を形成させ、これを乾燥、焼結することによって得ることができる。   By the way, as described above, the protective film to be formed by the method for forming a protective film according to this embodiment is, for example, a slurry or paste obtained by dispersing ceramic particles constituting the protective film in a dispersion medium. It can form into a film by apply | coating to the outer peripheral surface of a gas sensor element. As a specific example, as described above, a slurry or paste in which a protective film forming material such as alumina, a dispersant, an inorganic binder, and the like are dispersed in a dispersion medium such as water or an organic solvent, for example, dipping, brushing, A (porous) protective film can be formed by applying to a predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element by a wet method such as spraying or printing. More specifically, the protective film as described above, for example, disperses heat-resistant ceramic powder such as alumina having a predetermined particle size distribution in a dispersion medium such as water or an organic solvent together with an inorganic binder and a dispersant. A slurry or paste is prepared, and a predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element, such as a portion exposed to the gas to be measured of the gas sensor element, is immersed in the slurry (dipping), for example, on the outer peripheral surface of the gas sensor element. The slurry or paste film can be formed, dried and sintered.

また、本実施態様に係る保護膜の成膜方法において、ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲に含まれる特定部位に第1の保護膜を塗布する第1塗布工程における第1の保護膜を塗布する方法は、特定の方法に限定されるものではなく、例えば、第1の保護膜の材料の性状やガスセンサ素子の形状等、種々の要因に応じて、当該技術分野において周知の種々の方法から適宜選択することができる。具体的には、第1の保護膜を塗布する方法は、例えばディッピング、刷毛塗り、スプレー噴霧、印刷等の湿式的手法とすることができる。   Moreover, in the film-forming method of the protective film according to the present embodiment, the first protective film in the first application step of applying the first protective film to a specific part included in a predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element. The method of applying is not limited to a specific method, and for example, according to various factors such as the property of the material of the first protective film and the shape of the gas sensor element, various methods well known in the art are known. The method can be appropriately selected. Specifically, the method for applying the first protective film may be a wet method such as dipping, brushing, spraying, printing, or the like.

尚、本実施態様に係る保護膜の成膜方法に含まれる第1塗布工程においては、上述のように、ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲に含まれる特定部位に第1の保護膜を塗布する。従って、第1塗布工程においては、例えばマスキング等の手法を併用して、ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲に含まれる特定部位のみに保護膜を塗布するようにしてもよい。   In the first coating step included in the method for forming a protective film according to this embodiment, as described above, the first protective film is formed at a specific portion included in a predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element. Apply. Therefore, in the first application step, for example, a protective film may be applied only to a specific portion included in a predetermined range on the outer peripheral surface of the gas sensor element by using a technique such as masking.

更に、本実施態様に係る保護膜の成膜方法においては、上述のように、前記第1塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布する第2塗布工程が実行される。第2塗布工程における第1の保護膜を塗布する方法もまた、特定の方法に限定されるものではなく、例えば、第1の保護膜の材料の性状やガスセンサ素子の形状等、種々の要因に応じて、当該技術分野において周知の種々の方法から適宜選択することができる。具体的には、第1の保護膜を塗布する方法は、例えばディッピング、刷毛塗り、スプレー噴霧、印刷等の湿式的手法とすることができる。   Furthermore, in the method for forming a protective film according to this embodiment, as described above, after the first application step, the second application step of applying the first protective film to the entire predetermined range. Is executed. The method of applying the first protective film in the second application step is not limited to a specific method, and may be caused by various factors such as the properties of the material of the first protective film and the shape of the gas sensor element. Accordingly, various methods known in the art can be selected as appropriate. Specifically, the method for applying the first protective film may be a wet method such as dipping, brushing, spraying, printing, or the like.

尚、本実施態様に係る保護膜の成膜方法に含まれる第2塗布工程においては、上述のように、ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布する。従って、第2塗布工程において、当該予め定められた範囲がガスセンサ素子の外周面の全てに該当する場合は、保護膜を塗布する範囲を限定するための特段の工夫は必要とされない。一方、第2塗布工程において、当該予め定められた範囲がガスセンサ素子の外周面の一部に該当する場合は、例えばマスキング等の手法を併用して、ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲のみに保護膜を塗布するようにしてもよい。   In the second coating step included in the method for forming a protective film according to this embodiment, as described above, the first protective film is applied to the entire predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element. . Therefore, in the second application step, when the predetermined range corresponds to all of the outer peripheral surface of the gas sensor element, no special contrivance is required to limit the range where the protective film is applied. On the other hand, in the second application step, when the predetermined range corresponds to a part of the outer peripheral surface of the gas sensor element, a predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element is used in combination with a technique such as masking. You may make it apply | coat a protective film only to.

ところで、ガスセンサ素子の外周面に形成される保護膜は複数の異なる層を含んでなる多層構造を有していてもよい。例えば、前述のような構成を有する酸素センサやA/F(空燃比)センサにおいて用いられるガスセンサの場合、例えば、被測定ガスに含まれる低分子量成分(例えば、水素等)を酸化(燃焼)する触媒を担持する触媒担持層を保護膜として配設して、ガスセンサ素子が備える多孔質拡散抵抗層における低分子量成分とその他の成分との拡散速度の違いに起因する測定値ズレが発生することを抑制することができる。加えて、かかるガスセンサ素子においては、前述のような被毒物質を捕獲するトラップ層を触媒担持層の外周面に配設して、触媒担持層やガスセンサ素子が被毒物質に汚染されることを防止することができる。   By the way, the protective film formed on the outer peripheral surface of the gas sensor element may have a multilayer structure including a plurality of different layers. For example, in the case of a gas sensor used in an oxygen sensor or an A / F (air / fuel ratio) sensor having the above-described configuration, for example, a low molecular weight component (for example, hydrogen) contained in a measurement gas is oxidized (combusted). The catalyst support layer that supports the catalyst is arranged as a protective film, and the measured value deviation due to the difference in the diffusion rate between the low molecular weight component and other components in the porous diffusion resistance layer provided in the gas sensor element occurs. Can be suppressed. In addition, in such a gas sensor element, the trap layer for capturing the poisonous substance as described above is disposed on the outer peripheral surface of the catalyst supporting layer, and the catalyst supporting layer and the gas sensor element are contaminated with the poisoning substance. Can be prevented.

即ち、本発明の第2の実施態様は、
本発明の前記第1の実施態様に係る保護膜の成膜方法であって、
前記第2塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第2の保護膜を塗布する第3塗布工程、
を更に含む、
保護膜の成膜方法である。
That is, the second embodiment of the present invention is:
A method for forming a protective film according to the first embodiment of the present invention, comprising:
A third application step of applying a second protective film to the entire predetermined range after the second application step;
Further including
This is a method for forming a protective film.

上記のように、本実施態様に係る保護膜の成膜方法は、前記第2塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第2の保護膜を塗布する第3塗布工程、を更に含む、即ち、本実施態様に係る保護膜の成膜方法によってガスセンサの外周面に形成される保護膜は、少なくとも2層の異なる層を含んでなる多層構造を有する。これにより、本実施態様に係る保護膜の成膜方法が適用されるガスセンサは、例えば上述のような触媒担持層及びトラップ層に限らず、少なくとも2層の保護膜を、その外周面に備えることができる。尚、当然のことながら、かかる多層構造に含まれる保護膜の層数は2つに限定されるものではなく、ガスセンサ素子の用途や保護膜が発揮すべき機能に応じて、必要とされる数の層を配設することができることは言うまでも無い。   As described above, the method for forming a protective film according to this embodiment further includes a third coating step of coating the second protective film over the entire predetermined range after the second coating step. In other words, the protective film formed on the outer peripheral surface of the gas sensor by the protective film forming method according to the present embodiment has a multilayer structure including at least two different layers. Thereby, the gas sensor to which the method for forming a protective film according to this embodiment is applied is not limited to the catalyst support layer and the trap layer as described above, for example, and includes at least two protective films on the outer peripheral surface thereof. Can do. As a matter of course, the number of layers of the protective film included in the multilayer structure is not limited to two, and the number required depending on the use of the gas sensor element and the function to be exhibited by the protective film. It goes without saying that these layers can be provided.

ところで、前述のように、本発明に係る保護膜の成膜方法によって形成しようとする保護膜は、例えば、アルミナ等の保護膜形成材料と分散剤と無機バインダ等とが水又は有機溶剤等の分散媒に分散させてなるスラリー又はペーストを、例えばディッピング、刷毛塗り、スプレー噴霧、印刷等の湿式的手法によって、ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲に塗布する等して当該スラリー又はペーストの膜を形成させ、これを乾燥、焼結することによって得ることができる。また、本発明に係る保護膜の成膜方法によって形成しようとする保護膜が、焼結工程を経て成膜されることが一般的なセラミック膜ではなくとも、上記のような湿式的手法によってガスセンサの外周面に塗布されるものである場合、塗布された保護膜を乾燥する乾燥工程を当該保護膜の成膜方法が含むことが望ましい。   By the way, as described above, the protective film to be formed by the method for forming a protective film according to the present invention includes, for example, a protective film forming material such as alumina, a dispersant, an inorganic binder, and the like such as water or an organic solvent. The slurry or paste dispersed in the dispersion medium is applied to a predetermined range on the outer peripheral surface of the gas sensor element by a wet method such as dipping, brushing, spraying, or printing, for example, and the slurry or paste. This film can be formed, dried and sintered. In addition, even if the protective film to be formed by the method for forming a protective film according to the present invention is not a ceramic film that is generally formed through a sintering process, the gas sensor can be formed by a wet method as described above. It is desirable that the method for forming the protective film includes a drying step of drying the applied protective film.

従って、本発明の第3の実施態様は、
本発明の前記第1又は前記第2の実施態様の何れか1つに係る保護膜の成膜方法であって、
前記第1塗布工程、前記第2塗布工程、及び前記第3塗布工程のうち少なくとも何れか1つの塗布工程の後に、塗布された保護膜を乾燥する乾燥工程、
を更に含む、
保護膜の成膜方法である。
Therefore, the third embodiment of the present invention
A method for forming a protective film according to any one of the first and second embodiments of the present invention,
A drying step of drying the applied protective film after at least one of the first coating step, the second coating step, and the third coating step;
Further including
This is a method for forming a protective film.

上記のように、本実施態様に係る保護膜の成膜方法は、前記第1塗布工程、前記第2塗布工程、及び前記第3塗布工程のうち少なくとも何れか1つの塗布工程の後に、塗布された保護膜を乾燥する乾燥工程、を更に含む。これにより、本実施態様に係る保護膜の成膜方法においては、成膜しようとする保護膜が上記のような湿式的手法によってガスセンサの外周面に塗布されるものである場合、塗布された保護膜を乾燥して、保護膜の形状を迅速に安定させたり、更なる保護膜の成膜を容易にしたりすることができる。   As described above, the method for forming a protective film according to this embodiment is applied after at least one of the first application process, the second application process, and the third application process. A drying step of drying the protective film. Thus, in the method for forming a protective film according to this embodiment, when the protective film to be formed is applied to the outer peripheral surface of the gas sensor by the wet method as described above, the applied protective film is used. The film can be dried to quickly stabilize the shape of the protective film, or to facilitate the formation of a further protective film.

ところで、前述のように、本実施態様に係る保護膜の成膜方法によって形成しようとする保護膜は、例えば、当該保護膜を構成するセラミック粒子を分散媒に分散させて得られるスラリーやペーストをガスセンサ素子の外周面に塗布することによって成膜することができる。   By the way, as described above, the protective film to be formed by the protective film forming method according to the present embodiment is, for example, a slurry or paste obtained by dispersing ceramic particles constituting the protective film in a dispersion medium. It can form into a film by apply | coating to the outer peripheral surface of a gas sensor element.

即ち、本発明の第4の実施態様は、
本発明の前記第1乃至前記第3の実施態様の何れか1つに係る保護膜の成膜方法であって、
前記保護膜の材料が、セラミック粒子を含んでなるスラリー又はペーストであり、
前記保護膜が多孔質セラミック膜である、
保護膜の成膜方法である。
That is, the fourth embodiment of the present invention is
A method of forming a protective film according to any one of the first to third embodiments of the present invention,
The protective film material is a slurry or paste comprising ceramic particles,
The protective film is a porous ceramic film;
This is a method for forming a protective film.

上記のように、本実施態様に係る保護膜の成膜方法においては、前記保護膜の材料が、セラミック粒子を含んでなるスラリー又はペーストであり、前記保護膜が多孔質セラミック膜である。本実施態様に係る保護膜の成膜方法における保護膜の材料の具体例としては、前述のように、アルミナ等の保護膜形成材料と分散剤と無機バインダ等とが水又は有機溶剤等の分散媒に分散させてなるスラリー又はペーストを挙げることができる。また、かかる保護膜の材料は、例えばディッピング、刷毛塗り、スプレー噴霧、印刷等の湿式的手法によって、ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲に塗布することができる。斯くして成膜される保護膜は、多孔質セラミック膜とすることができる。   As described above, in the method for forming a protective film according to this embodiment, the material of the protective film is a slurry or paste containing ceramic particles, and the protective film is a porous ceramic film. As a specific example of the material of the protective film in the method for forming the protective film according to this embodiment, as described above, the protective film forming material such as alumina, the dispersant, the inorganic binder, and the like are dispersed in water or an organic solvent. Examples thereof include a slurry or paste dispersed in a medium. The material of the protective film can be applied to a predetermined range on the outer peripheral surface of the gas sensor element by a wet method such as dipping, brushing, spraying, or printing. The protective film thus formed can be a porous ceramic film.

ところで、前述のように、本発明に係る保護膜の成膜方法によって形成しようとする保護膜が、上記のような多孔質セラミック膜である場合、かかる保護膜は、焼結工程を経て成膜されることが一般的である。   By the way, as mentioned above, when the protective film to be formed by the method for forming a protective film according to the present invention is the porous ceramic film as described above, the protective film is formed through a sintering process. It is common to be done.

従って、本発明の第5の実施態様は、
本発明の前記第4の実施態様に係る保護膜の成膜方法であって、
前記乾燥工程のうち少なくとも何れか1つの乾燥工程の後に、乾燥された保護膜を焼成する焼成工程、
を更に含む、
保護膜の成膜方法である。
Accordingly, the fifth embodiment of the present invention provides:
A method for forming a protective film according to the fourth embodiment of the present invention, comprising:
A firing step of firing the dried protective film after at least one of the drying steps;
Further including
This is a method for forming a protective film.

上記のように、本実施態様に係る保護膜の成膜方法は、前記乾燥工程のうち少なくとも何れか1つの乾燥工程の後に、乾燥された保護膜を焼成する焼成工程、を更に含む。これにより、本実施態様に係る保護膜の成膜方法においては、保護膜の材料としてガスセンサ素子の外周面に塗布されたセラミック粒子を含んでなるスラリー又はペーストを焼成して、多孔質セラミック膜を保護膜として形成させることができる。多孔質セラミック膜は、前述のように、被毒物質を捕獲してガスセンサ素子の誤動作を防止したり、付着した水滴を内部に分散させて熱衝撃を緩和させて素子全体に亀裂が発生するのを防止したりするのに好適な保護膜である。   As described above, the method for forming a protective film according to this embodiment further includes a baking step of baking the dried protective film after at least one of the drying steps. Thereby, in the method for forming a protective film according to the present embodiment, the porous ceramic film is formed by firing a slurry or paste containing ceramic particles applied to the outer peripheral surface of the gas sensor element as a material of the protective film. It can be formed as a protective film. As described above, the porous ceramic film captures poisonous substances to prevent malfunction of the gas sensor element, or disperses the attached water droplets inside to relieve the thermal shock and cause cracks in the entire element. It is a protective film suitable for preventing the above.

ところで、これまで説明してきたように、本発明は、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができるガスセンサ素子の保護膜の成膜方法に関する。加えて、本発明は、冒頭で述べたように、上記成膜方法によって形成された保護膜を備えるガスセンサ素子にも関する。   By the way, as described so far, the present invention provides a protective film for a gas sensor element that can suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film of the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. Relates to the film forming method. In addition, as described at the beginning, the present invention also relates to a gas sensor element including a protective film formed by the film forming method.

そこで、上述の実施態様を始めとする本発明の種々の実施態様に係る保護膜の成膜方法によって形成された保護膜を備えるガスセンサ素子としての本発明の幾つかの実施態様につき、以下に列挙して説明する。但し、保護膜の成膜方法としての本発明の上述の実施態様に関する説明において既に述べた事項については、ここでは説明を繰り返さない。   Therefore, several embodiments of the present invention as a gas sensor element having a protective film formed by the method for forming a protective film according to various embodiments of the present invention including the above-described embodiments are listed below. To explain. However, the matters already described in the description of the above-described embodiment of the present invention as the method for forming the protective film will not be repeated here.

先ず、本発明の第6の実施態様は、
外周面の予め定められた範囲に形成された保護膜を備えるガスセンサ素子であって、
前記保護膜が、
前記予め定められた範囲に含まれる特定部位に第1の保護膜を塗布する第1塗布工程、及び
前記第1塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布する第2塗布工程、
を含む保護膜の成膜方法であって、
前記特定部位が、前記第1塗布工程を省いて前記第2塗布工程のみによって前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布した場合に第1の保護膜の厚みが最も薄くなる部位である、
保護膜の成膜方法によって形成された、
ガスセンサ素子である。
First, the sixth embodiment of the present invention is:
A gas sensor element comprising a protective film formed in a predetermined range of the outer peripheral surface,
The protective film is
A first application step of applying a first protective film to a specific part included in the predetermined range; and after the first application step, applying the first protective film to the entire predetermined range A second coating step,
A method for forming a protective film containing
The thickness of the first protective film is the smallest when the specific portion is applied with the first protective film over the predetermined range only by the second coating process without the first coating process. A part,
Formed by the method of forming the protective film,
It is a gas sensor element.

また、本発明の第7の実施態様は、
本発明の前記第6の実施態様に係るガスセンサ素子であって、
前記保護膜の成膜方法が、
前記第2塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第2の保護膜を塗布する第3塗布工程、
を更に含む、
ガスセンサ素子である。
In addition, the seventh embodiment of the present invention provides
A gas sensor element according to the sixth embodiment of the present invention,
The method for forming the protective film comprises:
A third application step of applying a second protective film to the entire predetermined range after the second application step;
Further including
It is a gas sensor element.

更に、本発明の第8の実施態様は、
本発明の前記第6又は前記第7の実施態様の何れか1つに係るガスセンサ素子であって、
前記保護膜の成膜方法が、
前記第1塗布工程、前記第2塗布工程、及び前記第3塗布工程のうち少なくとも何れか1つの塗布工程の後に、塗布された保護膜を乾燥する乾燥工程、
を更に含む、
ガスセンサ素子である。
Furthermore, the eighth embodiment of the present invention provides:
A gas sensor element according to any one of the sixth and seventh embodiments of the present invention,
The method for forming the protective film comprises:
A drying step of drying the applied protective film after at least one of the first coating step, the second coating step, and the third coating step;
Further including
It is a gas sensor element.

また、本発明の第9の実施態様は、
本発明の前記第6乃至前記第8の実施態様の何れか1つに係るガスセンサ素子であって、
前記保護膜の材料が、セラミック粒子を含んでなるスラリー又はペーストであり、
前記保護膜が多孔質セラミック膜である、
ガスセンサ素子である。
The ninth embodiment of the present invention provides
A gas sensor element according to any one of the sixth to eighth embodiments of the present invention,
The protective film material is a slurry or paste comprising ceramic particles,
The protective film is a porous ceramic film;
It is a gas sensor element.

更に、本発明の第10の実施態様は、
本発明の前記第9の実施態様に係るガスセンサ素子であって、
前記保護膜の成膜方法が、
前記乾燥工程のうち少なくとも何れか1つの乾燥工程の後に、乾燥された保護膜を焼成する焼成工程、
を更に含む、
ガスセンサ素子である。
Furthermore, the tenth embodiment of the present invention provides:
A gas sensor element according to the ninth embodiment of the present invention,
The method for forming the protective film comprises:
A firing step of firing the dried protective film after at least one of the drying steps;
Further including
It is a gas sensor element.

ところで、前述のように、本発明に係る保護膜の成膜方法においては、保護膜を配設しようとするガスセンサ素子の外周面の所定の範囲において保護膜の厚みが最小となる部位(最薄部)の近傍(特定部位)に保護膜の材料を予め塗布してから所定の範囲の全体に保護膜の材料を改めて塗布する。これにより、特定部位における保護膜の厚みを十分に確保する際に被測定ガスがガスセンサの内部に導入される際に被測定ガスが保護膜を透過する部位(導入部位)における保護膜の厚みが必要以上に厚くなることを抑制することができる。結果として、本発明に係る保護膜の成膜方法によれば、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができる。   By the way, as described above, in the method for forming a protective film according to the present invention, the portion (the thinnest) in which the thickness of the protective film is the smallest in a predetermined range on the outer peripheral surface of the gas sensor element on which the protective film is to be disposed. The protective film material is applied in advance to the entire predetermined range after the protective film material is previously applied in the vicinity (specific part) of the portion. Thus, when the gas to be measured is introduced into the gas sensor when the thickness of the protective film at the specific site is sufficiently secured, the thickness of the protective film at the site (introduction site) through which the gas to be measured passes through the protective film is reduced. It can suppress becoming thicker than necessary. As a result, according to the method for forming a protective film according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film of the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element.

従って、本発明の種々の実施態様に係る保護膜の成膜方法によって形成された保護膜を備えるガスセンサ素子においては、特定部位に保護膜の材料を予め塗布してから所定の範囲の全体に保護膜の材料を改めて塗布することにより、導入部位における保護膜の厚みが必要以上に厚くなることが抑制されるので、ガスセンサ素子の検出感度の低下が抑制され且つ保護膜の剥離、亀裂、割れの発生が抑制される。   Therefore, in the gas sensor element including the protective film formed by the method for forming the protective film according to various embodiments of the present invention, the protective film material is preliminarily applied to the specific portion, and then the entire predetermined range is protected. By re-applying the material of the film, it is suppressed that the thickness of the protective film at the introduction site is unnecessarily thick, so that a decrease in the detection sensitivity of the gas sensor element is suppressed and the protective film is peeled, cracked, or cracked Occurrence is suppressed.

上記において、特定部位における保護膜の厚みは、保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制するのに必要とされる最小の厚み以上であることが望ましい。一方、導入部位における保護膜の厚みは、特定部位における保護膜の厚みと同様に、保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制するのに必要とされる最小の厚み以上であることが望ましいことに加えて、ガスセンサ素子の検出感度の低下を招く最小の厚み未満であることが望ましい(ガスセンサ素子の検出感度の低下を招かない程度に十分に薄いことが望ましい)。そこで、本発明者による鋭意研究の結果、特定部位及び導入部位における保護膜の厚みの望ましい範囲を見出すに至った。   In the above, it is desirable that the thickness of the protective film at the specific portion is equal to or greater than the minimum thickness required for suppressing the peeling, cracking and cracking of the protective film. On the other hand, the thickness of the protective film at the introduction site is preferably equal to or greater than the minimum thickness required to suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film, similarly to the thickness of the protective film at the specific site. In addition, the thickness is desirably less than the minimum thickness that causes a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element (desirably thin enough not to cause a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element). Thus, as a result of intensive studies by the present inventors, a desirable range of the thickness of the protective film at the specific site and the introduction site has been found.

即ち、本発明の第11の実施態様は、
本発明の前記第6又は前記第10の実施態様の何れか1つに係るガスセンサ素子であって、
当該ガスセンサ素子によって特定の成分の濃度を検出しようとする被測定ガスが当該ガスセンサの内部に導入される際に当該被測定ガスが前記保護膜を透過する部分である導入部位における前記保護膜の厚みが、前記特定部位における前記保護膜の厚みの1倍以上且つ2倍未満である、
ガスセンサ素子である。
That is, the eleventh embodiment of the present invention is
A gas sensor element according to any one of the sixth or tenth embodiments of the present invention,
The thickness of the protective film at the introduction site where the gas to be measured passes through the protective film when the gas to be measured whose concentration is to be detected by the gas sensor element is introduced into the gas sensor. Is at least 1 and less than 2 times the thickness of the protective film at the specific site,
It is a gas sensor element.

上記のように、本実施態様に係るガスセンサ素子においては、当該ガスセンサ素子によって特定の成分の濃度を検出しようとする被測定ガスが当該ガスセンサの内部に導入される際に当該被測定ガスが前記保護膜を透過する部分である導入部位における前記保護膜の厚みが、前記特定部位における前記保護膜の厚みの1倍以上且つ2倍未満である。ここで、前記特定部位は、前述のように、前記第1塗布工程を省いて前記第2塗布工程のみによって前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布した場合に第1の保護膜の厚みが最も薄くなる部位である。   As described above, in the gas sensor element according to the present embodiment, the gas to be measured is protected when the gas to be measured, whose concentration is to be detected by the gas sensor element, is introduced into the gas sensor. The thickness of the protective film at the introduction site, which is a part that permeates the membrane, is one or more times and less than twice the thickness of the protective film at the specific site. Here, as described above, when the first protective film is applied to the entire predetermined range only by the second application process without the first application process, the specific part is the first part. This is the region where the thickness of the protective film is the thinnest.

つまり、本実施態様に係るガスセンサ素子においては、特定部位における保護膜の厚みを十分に維持しつつ、導入部位における保護膜の厚みを、特定部位と同等か又は特定部位における厚みの2倍未満に限定する。これにより、本実施態様に係るガスセンサ素子においては、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができる。   In other words, in the gas sensor element according to the present embodiment, the thickness of the protective film at the introduction site is equal to or less than twice the thickness at the specific site while sufficiently maintaining the thickness of the protection film at the specific site. limit. Thereby, in the gas sensor element which concerns on this embodiment, peeling of a protective film of a gas sensor element, generation | occurrence | production of a crack, and a crack can be suppressed, suppressing the fall of the detection sensitivity of a gas sensor element.

尚、ガスセンサ素子の検出感度を維持する観点からは、特定部位における保護膜の厚みは、保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制するのに必要とされる最小の厚みであることが望ましい。従って、本実施態様に係るガスセンサ素子における導入部位における保護膜の厚みが特定部位における保護膜の厚み未満であると、導入部位において、保護膜の剥離、亀裂、割れの発生が懸念される場合がある。かかる観点から、本実施態様に係るガスセンサ素子における導入部位における保護膜の厚みは、特定部位における保護膜の厚みの1倍以上(即ち、同等以上)であることが望ましい。一方、導入部位における保護層の厚みが特定部位における保護膜の厚みの2倍以上であると、ガスセンサ素子の検出感度の低下等の問題を招く虞がある。従って、本実施態様に係るガスセンサ素子における導入部位における保護膜の厚みは、特定部位における保護膜の厚みの2倍未満であることが望ましい。   In addition, from the viewpoint of maintaining the detection sensitivity of the gas sensor element, the thickness of the protective film at the specific portion is desirably the minimum thickness required to suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film. . Therefore, when the thickness of the protective film at the introduction site in the gas sensor element according to the present embodiment is less than the thickness of the protective film at the specific site, there is a possibility that the protective film may be peeled off, cracked or cracked at the introduction site. is there. From this point of view, it is desirable that the thickness of the protective film at the introduction site in the gas sensor element according to the present embodiment is at least one time (that is, equal to or greater) than the thickness of the protective film at the specific site. On the other hand, when the thickness of the protective layer at the introduction site is twice or more than the thickness of the protective film at the specific site, there is a risk of problems such as a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. Therefore, the thickness of the protective film at the introduction site in the gas sensor element according to this embodiment is preferably less than twice the thickness of the protective film at the specific site.

ところで、前述のように、本発明に係るガスセンサ素子の具体例としては、例えば、酸素センサやA/F(空燃比)センサ等を挙げることができる。かかるガスセンサ素子の具体例な構成としては、酸素イオン伝導性を有する固体電解質層と、当該固体電解質層の一方の表面に形成されて被測定ガスに接する被測定ガス側電極と、当該被測定ガス側電極上に形成されて被測定ガスを透過する拡散抵抗層と、上記固体電解質層の他方の表面に形成されて基準ガスに接する基準ガス側電極と、当該基準ガス側電極上に形成されて基準ガスを導入する基準ガス室を有する基準ガス室形成層とを積層してなる構成等を挙げることができる。   As described above, specific examples of the gas sensor element according to the present invention include an oxygen sensor and an A / F (air / fuel ratio) sensor. As a specific configuration of such a gas sensor element, a solid electrolyte layer having oxygen ion conductivity, a measured gas side electrode formed on one surface of the solid electrolyte layer and in contact with the measured gas, and the measured gas A diffusion resistance layer that is formed on the side electrode and transmits the gas to be measured; a reference gas side electrode that is formed on the other surface of the solid electrolyte layer and that is in contact with the reference gas; and is formed on the reference gas side electrode. Examples include a configuration in which a reference gas chamber forming layer having a reference gas chamber into which a reference gas is introduced is laminated.

従って、本発明の第12の実施態様は、
本発明の前記第6乃至前記第11の実施態様の何れか1つに係るガスセンサ素子であって、
酸素イオン伝導性を有する固体電解質層と、
前記固体電解質層の一方の主面及び他方の主面にそれぞれ配設された被測定ガス側電極及び基準ガス側電極と、
前記被測定ガス側電極の前記固体電解質層とは反対側の主面に配設され且つ被測定ガスを透過することができる拡散抵抗層と、
前記基準ガス側電極の前記固体電解質層とは反対側の面に配設され且つ基準ガスを導入して前記基準ガス側電極と接触させる基準ガス室を形成する基準ガス室形成層と、
を備える、
ガスセンサ素子である。
Thus, the twelfth embodiment of the present invention is
A gas sensor element according to any one of the sixth to eleventh embodiments of the present invention,
A solid electrolyte layer having oxygen ion conductivity;
A measured gas side electrode and a reference gas side electrode respectively disposed on one main surface and the other main surface of the solid electrolyte layer;
A diffusion resistance layer disposed on a main surface opposite to the solid electrolyte layer of the measured gas side electrode and capable of transmitting the measured gas;
A reference gas chamber forming layer that is disposed on a surface of the reference gas side electrode opposite to the solid electrolyte layer and forms a reference gas chamber that is brought into contact with the reference gas side electrode by introducing a reference gas;
Comprising
It is a gas sensor element.

上記のように、本実施態様に係るガスセンサ素子は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質層と、前記固体電解質層の一方の主面及び他方の主面にそれぞれ配設された被測定ガス側電極及び基準ガス側電極と、前記被測定ガス側電極の前記固体電解質層とは反対側の主面に配設され且つ被測定ガスを透過することができる拡散抵抗層と、前記基準ガス側電極の前記固体電解質層とは反対側の面に配設され且つ基準ガスを導入して前記基準ガス側電極と接触させる基準ガス室を形成する基準ガス室形成層と、を備える。かかる構成を有する本実施態様に係るガスセンサ素子は、被測定ガス側電極及び基準ガス側電極のぞれぞれが接触するガス(それぞれ、被測定ガス及び基準ガス)における検出対象となる特定成分(酸素)の濃度の違いに応じて被測定ガス側電極と基準ガス側電極との間に生ずる起電力に基づいて、被測定ガス(例えば、内燃機関から排出される排気ガス)に含まれる特定成分(酸素)の濃度を検出することができる。   As described above, the gas sensor element according to this embodiment includes a solid electrolyte layer having oxygen ion conductivity, and a gas side electrode to be measured disposed on one main surface and the other main surface of the solid electrolyte layer, respectively. And a reference gas side electrode, a diffusion resistance layer disposed on the main surface of the measurement gas side electrode opposite to the solid electrolyte layer and capable of transmitting the measurement gas, and the reference gas side electrode A reference gas chamber forming layer disposed on a surface opposite to the solid electrolyte layer and forming a reference gas chamber for introducing a reference gas and bringing it into contact with the reference gas side electrode. The gas sensor element according to the present embodiment having such a configuration has a specific component (a measurement target gas and a reference gas) to be detected in the gas to which the measurement gas side electrode and the reference gas side electrode are in contact (respectively, Specific component contained in the gas to be measured (for example, exhaust gas discharged from the internal combustion engine) based on the electromotive force generated between the gas side electrode to be measured and the reference gas side electrode in accordance with the difference in the concentration of oxygen) The concentration of (oxygen) can be detected.

ところで、上記のように検出対象となる特定成分(酸素)の濃度の違いに応じて固体電解質層を挟んで配設された一対の電極間に生ずる起電力に基づいて被測定ガスに含まれる特定成分の濃度を検出するガスセンサ素子においては、前述のように、例えばガスセンサ素子に内蔵された発熱体等の加熱手段によって固体電解質層を高温(例えば、700℃以上の温度)に加熱することによって活性化され、固体電解質層に特定のイオン(酸素イオン)に対するイオン伝導性を発現させるのが一般的である。従って、上記のような構成を有する本実施態様に係るガスセンサ素子は、当該ガスセンサ素子、特に固体電解質層を加熱する加熱手段を更に備えることが望ましい。   By the way, the identification contained in the gas to be measured based on the electromotive force generated between the pair of electrodes arranged with the solid electrolyte layer sandwiched according to the difference in the concentration of the specific component (oxygen) to be detected as described above. As described above, the gas sensor element that detects the concentration of the component is activated by heating the solid electrolyte layer to a high temperature (for example, a temperature of 700 ° C. or higher) by heating means such as a heating element built in the gas sensor element. In general, the solid electrolyte layer is made to exhibit ion conductivity with respect to specific ions (oxygen ions). Therefore, it is desirable that the gas sensor element according to this embodiment having the above-described configuration further includes heating means for heating the gas sensor element, particularly the solid electrolyte layer.

従って、本発明の第13の実施態様は、
本発明の前記第12の実施態様に係るガスセンサ素子であって、
当該ガスセンサ素子を加熱する加熱手段、
を更に備える、
ガスセンサ素子である。
Accordingly, the thirteenth embodiment of the present invention provides:
A gas sensor element according to the twelfth embodiment of the present invention,
Heating means for heating the gas sensor element;
Further comprising
It is a gas sensor element.

上記のように、本実施態様に係るガスセンサ素子は、本発明の前記第12の実施態様に係るガスセンサ素子が備える構成要素に加えて、当該ガスセンサ素子を加熱する加熱手段、を更に備える。これにより、本実施態様に係るガスセンサ素子においては、高温(例えば、700℃以上の温度)に加熱することによって固体電解質層を活性化し、固体電解質層に特定のイオン(酸素イオン)に対するイオン伝導性を発現させることができる。尚、上記加熱手段の構成は、当該ガスセンサ素子、特に固体電解質層を加熱することが可能である限り、如何なるものであってもよい。例えば、上記加熱手段は、発熱体を内部に有する絶縁性の基体として構成され、基準ガス室形成層に積層されていてもよい。   As described above, the gas sensor element according to this embodiment further includes a heating unit that heats the gas sensor element in addition to the components included in the gas sensor element according to the twelfth embodiment of the present invention. Thereby, in the gas sensor element according to the present embodiment, the solid electrolyte layer is activated by heating to a high temperature (for example, a temperature of 700 ° C. or more), and the ion conductivity of the solid electrolyte layer with respect to specific ions (oxygen ions). Can be expressed. The configuration of the heating means may be any as long as the gas sensor element, particularly the solid electrolyte layer can be heated. For example, the heating means may be configured as an insulating substrate having a heating element therein, and may be laminated on the reference gas chamber forming layer.

ところで、前述のように、酸素イオン伝導性を有する固体電解質層と、当該固体電解質層の一方の表面に形成されて被測定ガスに接する被測定ガス側電極と、当該被測定ガス側電極上に形成されて被測定ガスを透過する拡散抵抗層と、上記固体電解質層の他方の表面に形成されて基準ガスに接する基準ガス側電極と、当該基準ガス側電極上に形成されて基準ガスを導入する基準ガス室を有する基準ガス室形成層とを積層してなる酸素センサやA/F(空燃比)センサ等においては、被測定ガスは、拡散抵抗層を介して、当該被測定ガス側電極に導かれる。従って、かかるガスセンサ素子においては、被測定ガスが当該ガスセンサの内部に導入される際に保護膜を透過する部分である導入部位は、拡散抵抗層と保護膜とが接触する部分に該当することとなる。   By the way, as described above, a solid electrolyte layer having oxygen ion conductivity, a measured gas side electrode formed on one surface of the solid electrolyte layer and in contact with the measured gas, and the measured gas side electrode A diffusion resistance layer that is formed and permeates the gas to be measured; a reference gas side electrode that is formed on the other surface of the solid electrolyte layer and is in contact with the reference gas; and a reference gas that is formed on the reference gas side electrode is introduced In an oxygen sensor, an A / F (air / fuel ratio) sensor, or the like formed by laminating a reference gas chamber forming layer having a reference gas chamber to be measured, the measured gas passes through the diffusion resistance layer and the measured gas side electrode Led to. Therefore, in such a gas sensor element, the introduction portion, which is a portion that passes through the protective film when the gas to be measured is introduced into the gas sensor, corresponds to a portion where the diffusion resistance layer and the protective film are in contact with each other. Become.

即ち、本発明の第14の実施態様は、
本発明の前記第12又は前記第13の実施態様の何れか1つに係るガスセンサ素子であって、
前記導入部位が、前記拡散抵抗層と前記保護膜とが接触する部分に該当する、
ガスセンサ素子である。
That is, the fourteenth embodiment of the present invention is
A gas sensor element according to any one of the twelfth and thirteenth embodiments of the present invention,
The introduction portion corresponds to a portion where the diffusion resistance layer and the protective film are in contact with each other;
It is a gas sensor element.

上記のように、本実施態様に係るガスセンサ素子においては、前記導入部位が、前記拡散抵抗層と前記保護膜とが接触する部分に該当する。即ち、本実施態様に係るガスセンサ素子においては、当該ガスセンサ素子の周囲にある被測定ガスは、保護膜を透過し、保護膜と拡散抵抗層とが接触する部分に該当する導入部位を介して拡散抵抗層に入り、拡散抵抗層を介して、被測定ガス側電極に導かれる。   As described above, in the gas sensor element according to this embodiment, the introduction site corresponds to a portion where the diffusion resistance layer and the protective film are in contact with each other. That is, in the gas sensor element according to the present embodiment, the gas to be measured around the gas sensor element permeates the protective film and diffuses through the introduction portion corresponding to the portion where the protective film and the diffusion resistance layer are in contact with each other. It enters the resistance layer and is led to the measurement gas side electrode through the diffusion resistance layer.

尚、上述のような構成を有する酸素センサやA/F(空燃比)センサ等においては、拡散抵抗層の主面と鈍角をなす切欠面が拡散抵抗層の両端部に形成されているのが一般的であり、当該切欠面を構成する拡散抵抗層の断面と保護膜との接触面が上記導入部位に該当する。但し、拡散抵抗層、保護膜、及び導入部位等に関する上記説明はあくまでも例示に過ぎず、本実施態様に係るガスセンサ素子の構成が上記説明に限定されるものと解釈されるべきではない。   In an oxygen sensor, an A / F (air-fuel ratio) sensor, or the like having the above-described configuration, notched surfaces that form an obtuse angle with the main surface of the diffusion resistance layer are formed at both ends of the diffusion resistance layer. Generally, a contact surface between the cross section of the diffusion resistance layer constituting the cutout surface and the protective film corresponds to the introduction portion. However, the above description regarding the diffusion resistance layer, the protective film, the introduction site, and the like is merely an example, and the configuration of the gas sensor element according to the present embodiment should not be construed as being limited to the above description.

ところで、上記のように、一般的な酸素センサやA/F(空燃比)センサ等においては、拡散抵抗層の主面と鈍角をなす切欠面が拡散抵抗層の両端部に形成されている。また、拡散抵抗層は、保護膜と同様に、多孔質セラミック膜として形成されることが多い。その結果、拡散抵抗層の両端部の近傍においては、かかる切欠面が形成されず、また保護膜と同様の材料では形成されない場合が多い前記基準ガス室形成層(及び、存在する場合は、加熱手段)が配設される側のガスセンサ素子の角部(稜線部)と比較して、より厚い保護膜が形成される傾向がある。換言すれば、一般的な酸素センサやA/F(空燃比)センサ等においては、基準ガス室形成層の基準ガス側電極とは反対側の主面の周縁部において、保護膜の厚みが最も薄くなりがちである。   As described above, in general oxygen sensors, A / F (air-fuel ratio) sensors, and the like, notched surfaces that form an obtuse angle with the main surface of the diffusion resistance layer are formed at both ends of the diffusion resistance layer. In addition, the diffusion resistance layer is often formed as a porous ceramic film, like the protective film. As a result, in the vicinity of both ends of the diffusion resistance layer, such a notch surface is not formed, and the reference gas chamber forming layer (and, if present, is often not formed of the same material as the protective film) There is a tendency that a thicker protective film is formed as compared with the corner (ridge line portion) of the gas sensor element on the side where the means is disposed. In other words, in a general oxygen sensor, A / F (air-fuel ratio) sensor, etc., the thickness of the protective film is the largest at the peripheral portion of the main surface of the reference gas chamber forming layer opposite to the reference gas side electrode. It tends to be thin.

即ち、本発明の第15の実施態様は、
本発明の前記第12乃至前記第14の実施態様の何れか1つに係るガスセンサ素子であって、
前記特定部位が、前記基準ガス室形成層の前記基準ガス側電極とは反対側の主面の周縁部に該当する、
ガスセンサ素子である。
That is, the fifteenth embodiment of the present invention is
A gas sensor element according to any one of the twelfth to fourteenth embodiments of the present invention,
The specific portion corresponds to a peripheral portion of a main surface of the reference gas chamber forming layer opposite to the reference gas side electrode;
It is a gas sensor element.

上記のように、本実施態様に係るガスセンサ素子においては、前記特定部位が、前記基準ガス室形成層の前記基準ガス側電極とは反対側の主面の周縁部に該当する。しかしながら、前述のように、本発明に係るガスセンサ素子においては、特定部位に保護膜の材料を予め塗布してから所定の範囲の全体に保護膜の材料を改めて塗布して、保護膜が形成される。これにより、特定部位における保護膜の厚みが十分に確保されるので、保護膜の剥離、亀裂、割れの発生が抑制される。   As described above, in the gas sensor element according to this embodiment, the specific portion corresponds to the peripheral portion of the main surface of the reference gas chamber forming layer opposite to the reference gas side electrode. However, as described above, in the gas sensor element according to the present invention, after the protective film material is applied in advance to a specific portion, the protective film material is applied again over the predetermined range to form the protective film. The Thereby, since the thickness of the protective film in a specific site | part is fully ensured, peeling of a protective film, a crack, and generation | occurrence | production of a crack are suppressed.

本発明の幾つかの実施態様に関して、添付図面等を参照しつつ以下に説明する。但し、以下に述べる説明はあくまでも例示を目的とするものであり、本発明の範囲が以下の説明に限定されるものと解釈されるべきではない。   Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the following description is for illustrative purposes only, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following description.

1.本発明に係る保護膜の成膜方法
ここでは、図1を参照しながら、本発明の1つの実施態様に係る保護膜の成膜方法について説明する。図1は、前述のように、本発明の1つの実施態様に係る保護膜の成膜方法を説明する模式図である。
1. Method for Forming Protective Film According to the Present Invention Here, a method for forming a protective film according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a method of forming a protective film according to one embodiment of the present invention as described above.

先ず、図1(a)に示すように、本実施例に係る保護膜の成膜方法によって保護膜を形成するガスセンサ素子としては、酸素イオン伝導性を有する固体電解質層、当該固体電解質層の一方の表面(図1における向かって上側)に形成されて被測定ガスに接する被測定ガス側電極、及び上記固体電解質層の他方の表面に形成されて基準ガスに接する基準ガス側電極からなる検出手段(斜線部)と、上記被測定ガス側電極上(図1における向かって上側)に形成されて被測定ガスを透過する多孔質拡散抵抗層と、上記基準ガス側電極上(図1における向かって下側)に形成されて基準ガスを導入する基準ガス室を有する基準ガス室形成層と、上記基準ガス室形成層上(図1における向かって下側)に形成されて発熱体を内部に有する絶縁性の基体と、を積層してなる積層型ガスセンサ素子等を採用した。   First, as shown in FIG. 1 (a), as a gas sensor element for forming a protective film by the method for forming a protective film according to this example, a solid electrolyte layer having oxygen ion conductivity, one of the solid electrolyte layers A measuring gas side electrode formed on the surface (upper side in FIG. 1) and in contact with the gas to be measured, and a reference gas side electrode formed on the other surface of the solid electrolyte layer and in contact with the reference gas (Shaded portion), a porous diffusion resistance layer that is formed on the measured gas side electrode (upper side in FIG. 1) and transmits the measured gas, and on the reference gas side electrode (upward in FIG. 1) A reference gas chamber forming layer having a reference gas chamber for introducing a reference gas formed on the lower side, and a heating element formed on the reference gas chamber forming layer (lower side in FIG. 1). Insulating substrate , Was adopted a formed by laminating multilayered gas sensing element.

図1(a)に示すように、多孔質拡散抵抗層の両端部には切欠面が形成されており、当該切欠面を構成する多孔質拡散抵抗層の断面が導入部位に該当する(図1(a)におけるA部及びB部)。一方、基準ガス室形成層の基準ガス側電極とは反対側の主面の周縁部(両端部)においては、それぞれ複数の切欠面からなる多重稜面部が形成されている(図1(a)におけるC部及びD部)。しかしながら、従来技術に係る保護膜の成膜方法によって当該ガスセンサ素子に保護膜を形成した場合、C部及びD部における保護膜の厚みが最も薄くなり、これらの部位において十分な厚みを有する保護膜を形成させると、導入部位であるA部及びB部における保護膜の厚みが過大となる。即ち、C部及びD部は前述の特定部位に該当する。   As shown in FIG. 1A, notched surfaces are formed at both ends of the porous diffusion resistance layer, and the cross section of the porous diffusion resistance layer constituting the notch surface corresponds to the introduction site (FIG. 1). (A part and B part in (a)). On the other hand, multiple ridge surface portions each formed of a plurality of cutout surfaces are formed at the peripheral edge portion (both end portions) of the main surface opposite to the reference gas side electrode of the reference gas chamber forming layer (FIG. 1A). C part and D part). However, when the protective film is formed on the gas sensor element by the protective film forming method according to the prior art, the protective film in the C part and the D part has the smallest thickness, and the protective film having a sufficient thickness in these parts When the is formed, the thickness of the protective film in the A part and the B part as the introduction site becomes excessive. That is, the C part and the D part correspond to the specific part described above.

しかしながら、本実施例に係る保護膜の成膜方法は、特定部位(図1(a)におけるC部及びD部)に第1の保護膜を塗布する第1塗布工程(図1における白抜きの矢印(1)によって示す)、第1塗布工程の後にガスセンサ素子の外周面の全体に第1の保護膜を塗布する第2塗布工程(図1における白抜きの矢印(2)によって示す)、及び第2塗布工程の後にガスセンサ素子の外周面の全体に第2の保護膜を塗布する第3塗布工程(図1における白抜きの矢印(3)によって示す)を含む。   However, the method for forming the protective film according to the present embodiment is the first coating process (the white area in FIG. 1) in which the first protective film is applied to a specific portion (C part and D part in FIG. 1A). (Shown by an arrow (1)), a second coating step (shown by a hollow arrow (2) in FIG. 1) for applying a first protective film to the entire outer peripheral surface of the gas sensor element after the first coating step, and After the second application step, a third application step (indicated by a white arrow (3) in FIG. 1) for applying the second protective film to the entire outer peripheral surface of the gas sensor element is included.

上記により、本実施例に係る保護膜の成膜方法によれば、導入部位であるA部及びB部における保護膜の厚みが過大となること無く、特定部位であるC部及びD部における保護膜の厚みを十分に確保することができる。その結果、図1(d)における破線の矢印によって表すように、導入部位であるA部及びB部における被測定ガスのガスセンサ素子の内部への導入が妨げられない。即ち、本実施例に係る保護膜の成膜方法によれば、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができるガスセンサ素子を提供することができる。   As described above, according to the method for forming the protective film according to the present embodiment, the protective film in the specific portions C and D is protected without excessively increasing the thickness of the protective film in the portions A and B that are the introduction portions. A sufficient film thickness can be secured. As a result, as represented by the dashed arrows in FIG. 1D, the introduction of the gas to be measured into the gas sensor element in the A part and the B part which are the introduction parts is not hindered. That is, according to the method for forming a protective film according to the present embodiment, the gas sensor element capable of suppressing the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film of the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. Can be provided.

2.本発明に係るガスセンサ素子の構造
次に、図2を参照しながら、本発明の1つの実施態様に係るガスセンサ素子の構造について説明する。図2は、前述のように、本発明の1つの実施態様に係るガスセンサ素子の構造と従来技術に係るガスセンサ素子の構造とを比較する模式図である。尚、図2(a)は、例えば、図1を参照しながら説明した成膜方法によって形成された保護膜を備える、本実施例に係るガスセンサ素子を表し、図2(b)は従来技術に係るガスセンサ素子を表す。
2. Structure of Gas Sensor Element According to the Present Invention Next, the structure of the gas sensor element according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram comparing the structure of the gas sensor element according to one embodiment of the present invention and the structure of the gas sensor element according to the prior art as described above. FIG. 2A shows a gas sensor element according to the present embodiment including a protective film formed by the film forming method described with reference to FIG. 1, for example, and FIG. Such a gas sensor element is represented.

図2(a)に示すように、本実施例に係るガスセンサ素子においては、導入部位であるA部及びB部における保護膜の厚みが過大となること無く、特定部位であるC部及びD部における保護膜の厚みが十分に確保されている。その結果、図2(a)に示す本実施例に係るガスセンサ素子においては、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができる。   As shown in FIG. 2 (a), in the gas sensor element according to the present embodiment, the thicknesses of the protective films in the A part and the B part that are the introduction parts are not excessive, and the C part and the D part that are the specific parts. The thickness of the protective film is sufficiently secured. As a result, in the gas sensor element according to the present embodiment shown in FIG. 2A, it is possible to suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film of the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. it can.

一方、図2(b)に示すように、従来技術に係るガスセンサ素子においては、特定部位であるC部及びD部における保護膜の厚みを十分に確保すると、その結果として、導入部位であるA部及びB部における保護膜の厚みが過大となる。その結果、図2(b)に示す従来技術に係るガスセンサ素子においては、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することはできるものの、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制することはできない。   On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the gas sensor element according to the related art, when the thickness of the protective film in the C part and the D part which are specific parts is sufficiently secured, as a result, A which is the introduction part. The thickness of the protective film in the part and the part B becomes excessive. As a result, in the gas sensor element according to the prior art shown in FIG. 2 (b), the protective film of the gas sensor element can be prevented from peeling, cracking, and cracking, but the detection sensitivity of the gas sensor element is prevented from being lowered. It is not possible.

3.本発明に係るガスセンサ素子が備える保護膜の厚み
次に、図3を参照しながら、本発明の1つの実施態様に係るガスセンサ素子が備える保護膜の厚みについて説明する。図3は、前述のように、ガスセンサ素子の導入部位及び特定部位における保護膜の厚みを本発明の1つの実施態様に係るガスセンサ素子と従来技術に係るガスセンサ素子とで比較するグラフである。より詳しくは、図3は、図2(a)に示した本実施例に係るガスセンサ素子(斜線)並びに図2(b)に示した従来技術に係るガスセンサ素子(グレー)のそれぞれの導入部位(A部及びB部)並びに特定部位(C部及びD部)における保護膜の厚みを表すグラフである。
3. Next, the thickness of the protective film provided in the gas sensor element according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph comparing the thickness of the protective film at the introduction part and the specific part of the gas sensor element between the gas sensor element according to one embodiment of the present invention and the gas sensor element according to the prior art as described above. More specifically, FIG. 3 shows the respective introduction sites (gray) of the gas sensor element (shaded line) according to the present embodiment shown in FIG. 2A and the gas sensor element (gray) according to the prior art shown in FIG. It is a graph showing the thickness of the protective film in A part and B part) and a specific site | part (C part and D part).

図3に示すように、従来技術に係るガスセンサ素子(グレー)においては、導入部位(A部及びB部)における保護膜の厚みは、特定部位(C部及びD部)における保護膜の厚みと比較して著しく厚い。一方、本実施例に係るガスセンサ素子(斜線)においては、導入部位(A部及びB部)における保護膜の厚みは、特定部位(C部及びD部)における保護膜の厚みと比較して若干厚いものの、ほぼ同等である。   As shown in FIG. 3, in the gas sensor element (gray) according to the prior art, the thickness of the protective film in the introduction part (A part and B part) is the same as the thickness of the protective film in the specific part (C part and D part). It is remarkably thick compared. On the other hand, in the gas sensor element (shaded line) according to the present embodiment, the thickness of the protective film at the introduction site (A portion and B portion) is slightly larger than the thickness of the protective film at the specific site (C portion and D portion). Although it is thick, it is almost the same.

上記のように、本実施例に係るガスセンサ素子においては、導入部位における保護膜の厚みが過大となること無く、特定部位における保護膜の厚みを十分に確保することができる。次に、斯くして得られた適切な厚みを有する保護膜を備える本実施例に係るガスセンサ素子の検出感度について以下に説明する。   As described above, in the gas sensor element according to the present embodiment, the thickness of the protective film at the specific portion can be sufficiently ensured without the protective film at the introduction portion being excessively thick. Next, the detection sensitivity of the gas sensor element according to the present embodiment provided with the protective film having an appropriate thickness thus obtained will be described below.

4.本発明に係るガスセンサ素子の検出感度
次に、図4を参照しながら、本発明の1つの実施態様に係るガスセンサ素子の検出感度について説明する。図4は、前述のように、ガスセンサ素子の感度を本発明の1つの実施態様に係るガスセンサ素子と従来技術に係るガスセンサ素子とで比較するグラフである。尚、本実施例においては、多気筒エンジンにおいてインバランスが発生している状態での酸素濃度に対応して変動する検出信号の最大傾斜を検出感度の指標として採用した。
4). Detection Sensitivity of Gas Sensor Element According to the Present Invention Next, the detection sensitivity of the gas sensor element according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph comparing the sensitivity of the gas sensor element between the gas sensor element according to one embodiment of the present invention and the gas sensor element according to the prior art as described above. In the present embodiment, the maximum inclination of the detection signal that fluctuates corresponding to the oxygen concentration in the state where imbalance occurs in the multi-cylinder engine is adopted as an index of detection sensitivity.

図4に示すように、本発明の1つの実施態様に係るガスセンサ素子は、従来技術に係るガスセンサ素子と比較して、著しく高い検出感度を示した。これは、上述のように、本実施例に係るガスセンサ素子においては、導入部位における保護膜の厚みが過大となること無く、特定部位における保護膜の厚みを十分に確保することができたことに起因するものと考えられる。即ち、本発明によれば、ガスセンサ素子の検出感度の低下を抑制しつつ、ガスセンサ素子の保護膜の剥離、亀裂、割れの発生を抑制することができるガスセンサ素子の保護膜の成膜方法を提供することができることが、本実施例からも明確に示唆された。   As shown in FIG. 4, the gas sensor element according to one embodiment of the present invention showed significantly higher detection sensitivity than the gas sensor element according to the prior art. This is because, as described above, in the gas sensor element according to the present example, the thickness of the protective film at the specific site can be sufficiently secured without the protective film thickness at the introduction site being excessive. It is thought to be caused. That is, according to the present invention, there is provided a method for forming a protective film of a gas sensor element that can suppress the occurrence of peeling, cracking, and cracking of the protective film of the gas sensor element while suppressing a decrease in detection sensitivity of the gas sensor element. This example clearly suggested that this can be done.

以上のように、本発明によれば、ガスセンサ素子において、被測定ガスに含まれる被毒物質による汚染や水蒸気の凝結水による被水に起因する検出感度の低下やガスセンサ素子の破損を有効に抑制することができる。尚、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施態様について説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施態様に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることができることは言うまでも無い。   As described above, according to the present invention, in the gas sensor element, it is possible to effectively suppress degradation of detection sensitivity and damage to the gas sensor element due to contamination by poisonous substances contained in the gas to be measured and water exposure due to condensed water of water vapor. can do. For the purpose of illustrating the present invention, several embodiments having specific configurations have been described. However, the scope of the present invention is not limited to these exemplary embodiments, and patents Needless to say, modifications can be made as appropriate within the scope of the claims and the description of the specification.

Claims (15)

ガスセンサ素子の外周面の予め定められた範囲に保護膜を形成する保護膜の成膜方法であって、
前記予め定められた範囲に含まれる特定部位に第1の保護膜を塗布する第1塗布工程、及び
前記第1塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布する第2塗布工程、
を含み、
前記特定部位が、前記第1塗布工程を省いて前記第2塗布工程のみによって前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布した場合に第1の保護膜の厚みが最も薄くなる部位である、
保護膜の成膜方法。
A method of forming a protective film, which forms a protective film in a predetermined range of the outer peripheral surface of the gas sensor element,
A first application step of applying a first protective film to a specific part included in the predetermined range; and after the first application step, applying the first protective film to the entire predetermined range A second coating step,
Including
The thickness of the first protective film is the smallest when the specific portion is applied with the first protective film over the predetermined range only by the second coating process without the first coating process. A part,
A method for forming a protective film.
請求項1に記載の保護膜の成膜方法であって、
前記第2塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第2の保護膜を塗布する第3塗布工程、
を更に含む、
保護膜の成膜方法。
It is the film-forming method of the protective film of Claim 1, Comprising:
A third application step of applying a second protective film to the entire predetermined range after the second application step;
Further including
A method for forming a protective film.
請求項1又は2の何れか1項に記載の保護膜の成膜方法であって、
前記第1塗布工程、前記第2塗布工程、及び前記第3塗布工程のうち少なくとも何れか1つの塗布工程の後に、塗布された保護膜を乾燥する乾燥工程、
を更に含む、
保護膜の成膜方法。
A method for forming a protective film according to any one of claims 1 and 2,
A drying step of drying the applied protective film after at least one of the first coating step, the second coating step, and the third coating step;
Further including
A method for forming a protective film.
請求項1乃至3の何れか1項に記載の保護膜の成膜方法であって、
前記保護膜の材料が、セラミック粒子を含んでなるスラリー又はペーストであり、
前記保護膜が多孔質セラミック膜である、
保護膜の成膜方法。
A method for forming a protective film according to any one of claims 1 to 3,
The protective film material is a slurry or paste comprising ceramic particles,
The protective film is a porous ceramic film;
A method for forming a protective film.
請求項4に記載の保護膜の成膜方法であって、
前記乾燥工程のうち少なくとも何れか1つの乾燥工程の後に、乾燥された保護膜を焼成する焼成工程、
を更に含む、
保護膜の成膜方法。
It is the film-forming method of the protective film of Claim 4, Comprising:
A firing step of firing the dried protective film after at least one of the drying steps;
Further including
A method for forming a protective film.
外周面の予め定められた範囲に形成された保護膜を備えるガスセンサ素子であって、
前記保護膜が、
前記予め定められた範囲に含まれる特定部位に第1の保護膜を塗布する第1塗布工程、及び
前記第1塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布する第2塗布工程、
を含む保護膜の成膜方法であって、
前記特定部位が、前記第1塗布工程を省いて前記第2塗布工程のみによって前記予め定められた範囲の全体に第1の保護膜を塗布した場合に第1の保護膜の厚みが最も薄くなる部位である、
保護膜の成膜方法によって形成された、
ガスセンサ素子。
A gas sensor element comprising a protective film formed in a predetermined range of the outer peripheral surface,
The protective film is
A first application step of applying a first protective film to a specific part included in the predetermined range; and after the first application step, applying the first protective film to the entire predetermined range A second coating step,
A method for forming a protective film containing
The thickness of the first protective film is the smallest when the specific portion is applied with the first protective film over the predetermined range only by the second coating process without the first coating process. A part,
Formed by the method of forming the protective film,
Gas sensor element.
請求項6に記載のガスセンサ素子であって、
前記保護膜の成膜方法が、
前記第2塗布工程の後に、前記予め定められた範囲の全体に第2の保護膜を塗布する第3塗布工程、
を更に含む、
ガスセンサ素子。
The gas sensor element according to claim 6,
The method for forming the protective film comprises:
A third application step of applying a second protective film to the entire predetermined range after the second application step;
Further including
Gas sensor element.
請求項6又は7の何れか1項に記載のガスセンサ素子であって、
前記保護膜の成膜方法が、
前記第1塗布工程、前記第2塗布工程、及び前記第3塗布工程のうち少なくとも何れか1つの塗布工程の後に、塗布された保護膜を乾燥する乾燥工程、
を更に含む、
ガスセンサ素子。
The gas sensor element according to any one of claims 6 and 7,
The method for forming the protective film comprises:
A drying step of drying the applied protective film after at least one of the first coating step, the second coating step, and the third coating step;
Further including
Gas sensor element.
請求項6乃至8の何れか1項に記載のガスセンサ素子であって、
前記保護膜の材料が、セラミック粒子を含んでなるスラリー又はペーストであり、
前記保護膜が多孔質セラミック膜である、
ガスセンサ素子。
A gas sensor element according to any one of claims 6 to 8,
The protective film material is a slurry or paste comprising ceramic particles,
The protective film is a porous ceramic film;
Gas sensor element.
請求項9に記載のガスセンサ素子であって、
前記保護膜の成膜方法が、
前記乾燥工程のうち少なくとも何れか1つの乾燥工程の後に、乾燥された保護膜を焼成する焼成工程、
を更に含む、
ガスセンサ素子。
The gas sensor element according to claim 9, wherein
The method for forming the protective film comprises:
A firing step of firing the dried protective film after at least one of the drying steps;
Further including
Gas sensor element.
請求項6乃至10の何れか1項に記載のガスセンサ素子であって、
当該ガスセンサ素子によって特定の成分の濃度を検出しようとする被測定ガスが当該ガスセンサの内部に導入される際に当該被測定ガスが透過する部分である導入部位における前記保護膜の厚みが、前記特定部位における前記保護膜の厚みの1倍以上且つ2倍未満である、
ガスセンサ素子。
The gas sensor element according to any one of claims 6 to 10,
The thickness of the protective film at the introduction site, which is a portion through which the gas to be measured permeates when the gas to be measured for detecting the concentration of the specific component by the gas sensor element is introduced into the gas sensor, 1 or more times and less than 2 times the thickness of the protective film at the site,
Gas sensor element.
請求項6乃至11の何れか1項に記載のガスセンサ素子であって、
酸素イオン伝導性を有する固体電解質層と、
前記固体電解質層の一方の主面及び他方の主面にそれぞれ配設された被測定ガス側電極及び基準ガス側電極と、
前記被測定ガス側電極の前記固体電解質層とは反対側の主面に配設され且つ被測定ガスを透過することができる拡散抵抗層と、
前記基準ガス側電極の前記固体電解質層とは反対側の面に配設され且つ基準ガスを導入して前記基準ガス側電極と接触させる基準ガス室を形成する基準ガス室形成層と、
を備える、
ガスセンサ素子。
The gas sensor element according to any one of claims 6 to 11,
A solid electrolyte layer having oxygen ion conductivity;
A measured gas side electrode and a reference gas side electrode respectively disposed on one main surface and the other main surface of the solid electrolyte layer;
A diffusion resistance layer disposed on a main surface opposite to the solid electrolyte layer of the measured gas side electrode and capable of transmitting the measured gas;
A reference gas chamber forming layer that is disposed on a surface of the reference gas side electrode opposite to the solid electrolyte layer and forms a reference gas chamber that is brought into contact with the reference gas side electrode by introducing a reference gas;
Comprising
Gas sensor element.
請求項12に記載のガスセンサ素子であって、
当該ガスセンサ素子を加熱する加熱手段、
を更に備える、
ガスセンサ素子。
The gas sensor element according to claim 12,
Heating means for heating the gas sensor element;
Further comprising
Gas sensor element.
請求項12又は13の何れか1項に記載のガスセンサ素子であって、
前記導入部位が、前記拡散抵抗層と前記保護膜とが接触する部分に該当する、
ガスセンサ素子。
The gas sensor element according to any one of claims 12 and 13,
The introduction portion corresponds to a portion where the diffusion resistance layer and the protective film are in contact with each other;
Gas sensor element.
請求項12乃至14の何れか1項に記載のガスセンサ素子であって、
前記特定部位が、前記基準ガス室形成層の前記基準ガス側電極とは反対側の主面の周縁部に該当する、
ガスセンサ素子。
The gas sensor element according to any one of claims 12 to 14,
The specific portion corresponds to a peripheral portion of a main surface of the reference gas chamber forming layer opposite to the reference gas side electrode;
Gas sensor element.
JP2012115942A 2012-05-21 2012-05-21 Method of depositing protection film of gas sensor element, and gas sensor element including protection film formed thereby Pending JP2013242231A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012115942A JP2013242231A (en) 2012-05-21 2012-05-21 Method of depositing protection film of gas sensor element, and gas sensor element including protection film formed thereby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012115942A JP2013242231A (en) 2012-05-21 2012-05-21 Method of depositing protection film of gas sensor element, and gas sensor element including protection film formed thereby

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013242231A true JP2013242231A (en) 2013-12-05

Family

ID=49843244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012115942A Pending JP2013242231A (en) 2012-05-21 2012-05-21 Method of depositing protection film of gas sensor element, and gas sensor element including protection film formed thereby

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013242231A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114426692A (en) * 2020-10-15 2022-05-03 中国石油化工股份有限公司 Method for forming polyvinyl alcohol solid with ultralow alcoholysis degree

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63139413A (en) * 1987-11-21 1988-06-11 Tdk Corp Ceramic filter
JP2007121323A (en) * 2002-02-28 2007-05-17 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor
JP2008216241A (en) * 2007-02-05 2008-09-18 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor and method of manufacturing same
JP2010107409A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Denso Corp Gas sensor element
JP2012093330A (en) * 2010-09-27 2012-05-17 Denso Corp Gas sensor element, and gas sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63139413A (en) * 1987-11-21 1988-06-11 Tdk Corp Ceramic filter
JP2007121323A (en) * 2002-02-28 2007-05-17 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor
JP2008216241A (en) * 2007-02-05 2008-09-18 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor and method of manufacturing same
JP2010107409A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Denso Corp Gas sensor element
JP2012093330A (en) * 2010-09-27 2012-05-17 Denso Corp Gas sensor element, and gas sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114426692A (en) * 2020-10-15 2022-05-03 中国石油化工股份有限公司 Method for forming polyvinyl alcohol solid with ultralow alcoholysis degree
CN114426692B (en) * 2020-10-15 2024-02-09 中国石油化工股份有限公司 Forming method of polyvinyl alcohol solid with ultralow alcoholysis degree

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5496983B2 (en) Gas sensor element and gas sensor
JP5390682B1 (en) Gas sensor element and gas sensor
JP5024243B2 (en) Gas concentration detecting element and manufacturing method thereof
WO2013084097A2 (en) Gas sensor element, and gas sensor
JP5056723B2 (en) Gas sensor element
JP5218477B2 (en) Gas sensor element and manufacturing method thereof
US12345674B2 (en) Gas sensor and method of manufacture thereof
US11327043B2 (en) Sensor element for gas sensor
US20220260518A1 (en) Sensor element of gas sensor and method for forming protective layer of sensor element
US20210389271A1 (en) Sensor element of gas sensor
JP2013242231A (en) Method of depositing protection film of gas sensor element, and gas sensor element including protection film formed thereby
US12135307B2 (en) Sensor element of gas sensor
CN113614523B (en) Sensor elements for gas sensors
JP2020165816A (en) Sensor element of gas sensor
US11592419B2 (en) Sensor element for gas sensor
JP5035078B2 (en) Gas sensor element
JP7360311B2 (en) Gas sensor sensor element
KR101727078B1 (en) Porous material for gas sensor, method for manufacturing thereof, and gas sensor comprising the porous material
US20210199617A1 (en) Sensor element for gas sensor
US20160116372A1 (en) Thermal shock resistant coated exhaust sensor
WO2020195692A1 (en) Sensor element of gas sensor
JP2002357579A (en) Humidify sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150106

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150602

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160106