[发明专利]气体传感器及其制造方法

说明书

本发明的目的在于提供一种热应力得到缓和并且耐热循环性强，能够长时间稳定地使用的气体传感器。作为实现上述目的方法，提供一种基于被施加电压时的电流值或者电阻值检测出氧浓度的氧传感器1，其中，在配置于元件主体10的电极12a、12b的边缘部和元件的面与面相接的棱线之间，形成有间隙D1～D6。由于这些间隙成为与传感器主体的热膨胀·收缩伴随的电极材料的膨胀·收缩的释放部，因此能够避免元件主体10的棱部分处的热应力的集中，在氧传感器中能够缓和热应力。由此，能够抑制元件中产生裂纹，能够长期稳定地使用气体传感器。

技术领域

本发明，涉及一种对被测气氛中的气体浓度、例如氧浓度进行检测的气体传感器及其制造方法。

背景技术

作为检测氧浓度的检测元件，已知存在由各种材料构成的氧传感器。作为使用陶瓷烧结体的氧传感器的材料组成，例如专利文献1中公开了一种使用将LnBa₂Cu₃O_7-δ与Ln₂BaCuO₅(Ln为稀土类元素)进行混合得到的复合陶瓷的氧传感器。

氧传感器中使用的陶瓷烧结体，其组分是多孔的，其在特性上，比铝基板材更脆弱。另外，具有线状体的元件形状的氧传感器，具有对该元件的两端部进行涂覆形成为帽状的端面电极。因此，在元件形状为棱柱状的情况下，例如如图15所示，端面电极是在元件的两端部各自的5个面(a1～a5、b1～b5)上进行涂覆而成的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－85816号(专利第4714867号)公报

发明内容

发明要解决的技术问题

使用陶瓷烧结体的氧传感器，使用当被施加电压时线状材料的一部分会发红发热的热点现象来检测氧浓度。因此，在像上述那样采用在元件端部的5个面上设置端面电极的结构的情况下，工作时的发热导致的在电极部处产生的热应力无处释放，在电极部处元件恶化快速进展，存在在电极部容易产生裂纹、电极剥离等问题。

即，如图15中用虚线箭头F示意性地表示的，在元件的轴方向以及与轴方向正交的方向上，电极材料会膨胀和收缩，特别地，在设置于元件端部的5个面的端面电极彼此相接的部分(图15的用粗线表示的部分，也称作棱部)施加有应力，这些棱部处的热应力的载荷变大。因此，存在裂纹集中于端面电极的棱部产生的问题。

另外，现有的氧传感器，其电极的制作方法，采用将线状元件的端部浸入电极糊料中而对电极材料进行涂覆的浸入方法，该方法不仅生产性差，并且为了充分确保元件与引线(导线)相接的面积，需要在浸渍液中较深或者范围较大地浸渍，容易产生不均匀，并且控制也容易变得复杂。因此，存在将传感器元件固定在中空的管内时，无法获得中空结构的稳定性的问题。

可以认为，上述问题点，对于不是棱柱状的传感器元件，例如圆柱状的传感器元件也同样适用，在以覆盖圆柱状的元件的侧面端部和端面的方式涂覆电极材料从而设置端面电极的情况下，在该侧面端部和端面相接的棱部处，也容易产生裂纹。

本发明，为了解决上述技术问题而提出，其目的在于，在氧传感器等气体传感器中，防止在电极部产生裂纹、电极剥离等。

解决技术问题的方法

作为实现了上述目的，并解决了上述技术问题的一方面，具有如下结构。即，本发明的气体传感器，检测出当在传感器元件上施加电压时电流值或电阻值的变化作为气体浓度，并且由陶瓷烧结体形成，其特征在于，在所述传感器元件的轴方向上的两端设置有一对电极部，该一对电极部避开所述传感器元件的相邻的面彼此相接的部位而形成。