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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-16
(45)【発行日】2024-08-26
(54)【発明の名称】ガスセンサ
(51)【国際特許分類】
G01N 27/416 20060101AFI20240819BHJP
G01N 27/419 20060101ALI20240819BHJP
【ＦＩ】
G01N27/416 331
G01N27/419 327H
G01N27/419 327G
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020171667
(22)【出願日】2020-10-12
(65)【公開番号】P2022063403
(43)【公開日】2022-04-22
【審査請求日】2023-07-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000004064
【氏名又は名称】日本碍子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100077665
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 剛宏
(74)【代理人】
【識別番号】100116676
【弁理士】
【氏名又は名称】宮寺 利幸
(74)【代理人】
【識別番号】100191134
【弁理士】
【氏名又は名称】千馬 隆之
(74)【代理人】
【識別番号】100136548
【弁理士】
【氏名又は名称】仲宗根 康晴
(74)【代理人】
【識別番号】100136641
【弁理士】
【氏名又は名称】坂井 志郎
(74)【代理人】
【識別番号】100180448
【弁理士】
【氏名又は名称】関口 亨祐
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 悠介
(72)【発明者】
【氏名】新妻 匠太郎
(72)【発明者】
【氏名】平川 敏弘
(72)【発明者】
【氏名】青田 隼実
【審査官】小澤 理
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０６５８６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２１７１６０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－１５８８０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００８／００７７０６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０９６７９２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２７／４１６
Ｇ０１Ｎ ２７／４１９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
固体電解質から成る層を少なくとも一つ以上含む積層体と、前記積層体内に形成され、基準ガスが存する基準ガス室と、
前記基準ガス室内に一部が露出している基準電極と、
を備え、
前記基準電極のうちの前記基準ガス室内に露出していない部分は、前記積層体を構成する複数の層のうちの第１層と、前記第１層に隣接する第２層との間に挟み込まれており、
前記基準電極のうちの前記第１層と前記第２層との間に挟み込まれている部分の面積を第１面積とし、前記基準電極のうちの前記基準ガス室内に露出している部分の面積を第２面積とすると、前記第１面積の前記第２面積に対する比率は、０．３以上であり、
前記第１面積は、前記基準電極のうちの前記第１層と前記第２層との間に挟み込まれている部分を前記第１層の主面に垂直な方向から前記第１層に投影した場合の投影面積であり、
前記第２面積は、前記基準電極のうちの前記基準ガス室内に露出している部分を前記第１層の主面に垂直な方向から前記第１層に投影した場合の投影面積である、ガスセンサ。
【請求項2】
請求項１に記載のガスセンサにおいて、前記基準電極のうちの前記基準ガス室内に露出している部分の少なくとも一部は、前記第１層に形成された凹部内に設けられている、ガスセンサ。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のガスセンサにおいて、前記基準電極は、前記基準ガス室の側面に接して突出する突出部を有する、ガスセンサ。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載のガスセンサにおいて、前記第１層及び前記第２層は、固体電解質から成る、ガスセンサ。
【請求項5】
請求項１～３のいずれか１項に記載のガスセンサにおいて、前記第１層は、固体電解質から成り、
前記第２層は、絶縁体から成る、ガスセンサ。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載のガスセンサにおいて、前記基準電極の平面形状は、矩形であり、
前記基準電極のうちの２辺以上が、前記第１層と前記第２層との間に挟み込まれている、ガスセンサ。
【請求項7】
請求項６に記載のガスセンサにおいて、前記基準電極のうちの３辺以上が、前記第１層と前記第２層との間に挟み込まれている、ガスセンサ。
【請求項8】
請求項７に記載のガスセンサにおいて、前記基準電極のうちの４辺が、前記第１層と前記第２層との間に挟み込まれている、ガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガスセンサに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、被測定ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）等の濃度を測定し得る積層型ガスセンサ素子が開示されている。特許文献１に開示された積層型ガスセンサ素子には、被測定ガスが導入される被測定ガス室と、被測定ガス室に面するように設けられたポンプ電極を有する酸素ポンプセルと、被測定ガス室内の特定ガス濃度を検出するセンサセルとが備えられている。また、特許文献１に開示された積層型ガスセンサ素子には、電極、即ち、基準電極が形成された基準ガス室が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００４－１５１０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来のガスセンサでは、基準電極が剥離してしまう場合があった。基準電極が剥離してしまうと、検出精度の低下を招き、更には、検出が不能となってしまうこともある。
【0005】
本発明の目的は、基準電極の剥離を抑制し得るガスセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によるガスセンサは、固体電解質から成る層を少なくとも一つ以上含む積層体と、前記積層体内に形成され、基準ガスが存する基準ガス室と、前記基準ガス室内に一部が露出している基準電極と、を備え、前記基準電極のうちの前記基準ガス室内に露出していない部分は、前記積層体を構成する複数の層のうちの第１層と、前記第１層に隣接する第２層との間に挟み込まれており、前記基準電極のうちの前記第１層と前記第２層との間に挟み込まれている部分の面積を第１面積とし、前記基準電極のうちの前記基準ガス室内に露出している部分の面積を第２面積とすると、前記第１面積の前記第２面積に対する比率は、０．３以上である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、基準電極の剥離を抑制し得るガスセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一実施形態によるガスセンサの例を示す断面図である。
【図2】一実施形態によるガスセンサの一部を示す断面図である。
【図6】一実施形態によるガスセンサの他の例を示す断面図である。
【図7】試験結果を示す表１を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明によるガスセンサについて、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。
【0010】
［一実施形態］
一実施形態によるガスセンサについて図１～図１０Ｃを用いて説明する。図１は、本実施形態によるガスセンサの例を示す断面図である。図２は、本実施形態によるガスセンサの一部を示す断面図である。
一実施形態によるガスセンサについて図１～図１０Ｃを用いて説明する。図１は、本実施形態によるガスセンサの例を示す断面図である。図２は、本実施形態によるガスセンサの一部を示す断面図である。
【0011】
図１に示すように、ガスセンサ１０には、センサ素子１２が備えられている。センサ素子１２の形状は、例えば長尺な直方体形状である。センサ素子１２の長手方向、即ち、図２の紙面左右方向を前後方向とする。センサ素子１２の厚み方向、即ち、図２の紙面上下方向を上下方向とする。センサ素子１２の幅方向、即ち、前後方向及び上下方向に垂直な方向を左右方向とする。
【0012】
ガスセンサ１０には、センサ素子１２の長手方向の一方である前端側を保護する保護カバー１４が更に備えられている。ガスセンサ１０には、セラミックハウジング１６を含むセンサ組立体２０が更に備えられている。セラミックハウジング１６には、金属端子１８が装着されている。金属端子１８は、センサ素子１２の後端部を保持するとともにセンサ素子１２に電気的に接続される。セラミックハウジング１６に金属端子１８が装着されることによって、コネクタ２４が構成されている。
【0013】
ガスセンサ１０は、例えば、車両の排ガス管等の配管２６に取り付けられ得る。ガスセンサ１０は、被測定ガスである排気ガス等に含まれる特定ガスの濃度を測定するために用いられ得る。特定ガスとしては、例えば、窒素酸化物、酸素（Ｏ２）等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0014】
保護カバー１４には、内側保護カバー１４ａと、外側保護カバー１４ｂとが備えられている。内側保護カバー１４ａは、センサ素子１２の前端を覆う有底筒状の保護カバーである。外側保護カバー１４ｂは、内側保護カバー１４ａを覆う有底筒状の保護カバーである。内側保護カバー１４ａ及び外側保護カバー１４ｂには、被測定ガスを保護カバー１４内に流通させるための複数の孔が形成されている。内側保護カバー１４ａで囲まれた空間内、即ち、センサ素子室２８内に、センサ素子１２の前端が位置している。
【0015】
センサ組立体２０には、センサ素子１２を封入固定する素子封止体３０が備えられている。また、センサ組立体２０には、素子封止体３０に取り付けられたナット３２が更に備えられている。センサ組立体２０には、外筒３４と、コネクタ２４とが更に備えられている。コネクタ２４に備えられた金属端子１８は、センサ素子１２の後端の表面、即ち、センサ素子１２の後端の上面及び下面に形成された不図示の電極に接続されている。
【0016】
素子封止体３０には、筒状の主体金具４０と、筒状の内筒４２とが備えられている。主体金具４０の中心軸と内筒４２の中心軸とは一致している。主体金具４０と内筒４２とは、溶接固定されている。主体金具４０及び内筒４２の内側の貫通孔内には、セラミックスサポータ４４ａ～４４ｃと、圧粉体４６ａ、４６ｂと、メタルリング４８とが封入されている。センサ素子１２は、素子封止体３０の中心軸上に位置しており、素子封止体３０を前後方向に貫通している。内筒４２には、縮径部４２ａ、４２ｂが形成されている。縮径部４２ａは、圧粉体４６ｂを内筒４２の中心軸方向に押圧するためのものである。縮径部４２ｂは、メタルリング４８を介してセラミックスサポータ４４ａ～４４ｃ、圧粉体４６ａ、４６ｂを前方に押圧するためのものである。縮径部４２ａ、４２ｂからの押圧力によって、主体金具４０とセンサ素子１２との間、及び、内筒４２とセンサ素子１２との間で、圧粉体４６ａ、４６ｂが圧縮される。これにより、保護カバー１４内のセンサ素子室２８と外筒３４内の空間５０との間が圧粉体４６ａ、４６ｂによって封止されるとともに、センサ素子１２が固定される。
【0017】
ナット３２は、主体金具４０に固定されている。ナット３２の中心軸と主体金具４０の中心軸とは一致している。ナット３２の外周面には、雄ネジ部が形成されている。配管２６に溶接された固定用部材５２の内周面には、雌ネジ部が形成されている。ナット３２の外周面に形成された雄ネジ部は、内周面に雌ネジ部が形成された固定用部材５２内に挿入されている。これにより、保護カバー１４によって保護されたセンサ素子１２の前端が配管２６内に突出している状態で、ガスセンサ１０が配管２６に固定されている。
【0018】
外筒３４は、内筒４２、センサ素子１２、及び、コネクタ２４の周囲を覆っている。コネクタ２４に接続された複数のリード線５４が、外筒３４の後端から外部に引き出されている。リード線５４は、コネクタ２４を介してセンサ素子１２の各電極に導通している。外筒３４とリード線５４との隙間は、グロメット等によって形成された弾性絶縁部材５６によって封止されている。外筒３４内の空間５０は基準ガス、即ち、大気によって満たされている。センサ素子１２の後端は、空間５０内に位置している。
【0019】
図２に示すように、センサ素子１２は、複数の層６０、６２、６４、６６、６８、７０から成る積層体１３を有する。第１基板層６０上には、第２基板層６２が積層されている。第２基板層６２上には、固体電解質層６４が積層されている。固体電解質層６４上には、固体電解質層６６が積層されている。固体電解質層６６上には、スペーサ層６８が積層されている。スペーサ層６８上には、固体電解質層７０が積層されている。これらの層６０、６２、６４、６６、６８、７０の材料として、例えば固体電解質、より具体的には、酸素イオン伝導性の固体電解質が用いられている。酸素イオン伝導性の固体電解質としては、例えばジルコニア（ＺｒＯ２）等が挙げられ得る。これらの層６０、６２、６４、６６、６８、７０は、気密性が高い。センサ素子１２は、以下のように製造され得る。即ち、各層に対応するセラミックスグリーンシートに対して所定の加工及び所定のパターンの印刷等を行う。この後、これらのセラミックスグリーンシートを積層する。この後、焼成によってこれらのセラミックスグリーンシートを一体化する。こうして、センサ素子１２が製造され得る。なお、これらの層６０、６２、６４、６６、６８、７０の材料は、固体電解質に限定されるものではない。例えば、これらの層６０、６２、６４、６６、６８、７０のうちのいずれかが絶縁体によって構成されていてもよい。かかる絶縁体としては、例えば、絶縁セラミックス等が用いられ得る。かかる絶縁セラミックスとしては、例えばアルミナ等が挙げられ得る。
【0020】
センサ素子１２の内部には、被測定ガスが流通する被測定ガス流路７９、即ち、被測定ガス流通部が形成されている。被測定ガス流路７９における被測定ガスの流通方向は、被測定ガス流路７９の長手方向である。被測定ガス流路７９は、スペーサ層６８に形成されている。即ち、被測定ガス流路７９は、スペーサ層６８の一部をくり抜いた態様によって構成されている。被測定ガス流路７９の側面は、スペーサ層６８によって区画されている。被測定ガス流路７９の底面、即ち、下面は、固体電解質層６６の上面によって区画されている。被測定ガス流路７９の天面、即ち、上面は、固体電解質層７０の下面によって区画されている。被測定ガス流路７９の一端、即ち、図２の左側の部分は、被測定ガスが導入される導入口、即ち、ガス導入口８０である。ガス導入口８０は、センサ素子１２の長手方向の一方の側である前端側、即ち、積層体１３の長手方向の一方の側である前端側に位置している。
【0021】
被測定ガス流路７９においては、ガス導入口８０の後段に、第１拡散律速部８２が備えられている。第１拡散律速部８２には、例えば２本のスリットが備えられている。当該スリットの長手方向は、例えば、図２における紙面垂直方向である。第１拡散律速部８２の後段には、緩衝空間８４が備えられている。緩衝空間８４の後段には、第２拡散律速部８６が備えられている。第２拡散律速部８６には、例えば２本のスリットが備えられている。当該スリットの長手方向は、例えば、図２における紙面垂直方向である。第２拡散律速部８６の後段には、第１内部空所８８が備えられている。第１内部空所８８は、第２拡散律速部８６を介して緩衝空間８４に連通している。第１内部空所８８の後段には、第３拡散律速部９０が備えられている。第３拡散律速部９０には、例えば２本のスリットが備えられている。当該スリットの長手方向は、例えば、図２における紙面垂直方向である。第３拡散律速部９０の後段には、第２内部空所９２が備えられている。第２内部空所９２は、第３拡散律速部９０を介して第１内部空所８８に連通している。第２内部空所９２の後段には、第４拡散律速部９４が備えられている。第４拡散律速部９４には、例えば１本のスリットが備えられている。当該スリットの長手方向は、例えば、図２における紙面垂直方向である。第４拡散律速部９４の後段には、第３内部空所９６が備えられている。第３内部空所９６は、第４拡散律速部９４を介して第２内部空所９２に連通している。なお、第１拡散律速部８２、第２拡散律速部８６、第３拡散律速部９０、及び、第４拡散律速部９４のうちの少なくともいずれかを、多孔質体によって構成するようにしてもよい。
【0022】
センサ素子１２の内部には、基準ガス導入空間９８が形成されている。上述した被測定ガス流路７９は、センサ素子１２の長手方向における一方の側に位置しており、基準ガス導入空間９８は、センサ素子１２の長手方向における他方の側に位置している。即ち、被測定ガス流路７９は、センサ素子１２の前端側に位置しており、基準ガス導入空間９８は、センサ素子１２の後端側に位置している。基準ガス導入空間９８は、固体電解質層６６の一部をくり抜いた態様によって構成されている。基準ガス導入空間９８の側面は、固体電解質層６６によって区画されている。基準ガス導入空間９８の下面は、固体電解質層６４の上面によって区画されている。基準ガス導入空間９８の上面は、スペーサ層６８の下面によって区画されている。基準ガス導入空間９８には、基準ガスが導入され得る。空間５０（図１参照）内の雰囲気が、基準ガスとなり得る。窒素酸化物の濃度を測定する際の基準ガスは、例えば大気である。
【0023】
センサ素子１２の内部には、大気導入層１００が備えられている。大気導入層１００は、例えば、固体電解質層６４と固体電解質層６６との間に備えられている。大気導入層１００の材料としては、多孔質材料が用いられている。より具体的には、例えば、多孔質アルミナ等の多孔質セラミックスが大気導入層１００の材料として用いられ得る。大気導入層１００の一部は、基準ガス導入空間９８内に露出している。大気導入層１００には、基準ガス導入空間９８を介して基準ガスが導入され得る。大気導入層１００は、後述する基準電極１０２を被覆するように形成されている。大気導入層１００は、基準ガス導入空間９８内の基準ガスに対して所定の拡散抵抗を付与しつつ、当該基準ガスを基準電極１０２に到達させる。大気導入層１００のうちの後端部は、基準ガス導入空間９８内に露出している。大気導入層１００のうちの基準電極１０２を被覆している部分は、基準ガス導入空間９８内に露出していない。
【0024】
固体電解質層６４の上面には、基準電極１０２が形成されている。基準電極１０２の平面形状は、例えば矩形である。基準電極１０２は、固体電解質層６４上に直接形成されている。基準電極１０２の一部は、基準ガスが存する基準ガス室１８２内に露出している。基準ガス室１８２内には、大気導入層１００が存在している。なお、ここでは、基準ガス室１８２内に大気導入層１００が存在している場合を例に説明するが、基準ガス室１８２内に大気導入層１００が存在していなくてもよい。即ち、基準ガス室１８２内が空室であってもよい。大気導入層１００は、基準ガス導入空間９８に達するように形成されている。基準ガス室１８２は、大気導入層１００を介して導入される基準ガスが存し得る。基準電極１０２のうちの固体電解質層６４、６６に接している部分以外の部分は、基準ガス室１８２内に露出している。後述するように、第１内部空所８８内の酸素濃度（酸素分圧）、第２内部空所９２内の酸素濃度、及び、第３内部空所９６内の酸素濃度は、基準電極１０２を用いて測定され得る。基準電極１０２の材料としては、例えば、多孔質のサーメット（Ｃｅｒｍｅｔ）が用いられ得る。サーメットは、セラミックスと金属とを複合させた材料である。例えば、白金（Ｐｔ）とジルコニアとのサーメットが基準電極１０２の材料として用いられ得る。
【0025】
ガス導入口８０は、外部空間に対して開口している。ガス導入口８０を介して外部空間からセンサ素子１２内に被測定ガスが取り込まれ得る。第１拡散律速部８２は、ガス導入口８０から取り込まれる被測定ガスに対して、所定の拡散抵抗を付与する。緩衝空間８４は、第１拡散律速部８２より導入された被測定ガスを第２拡散律速部８６へと導く。第２拡散律速部８６は、緩衝空間８４から第１内部空所８８に導入される被測定ガスに対して、所定の拡散抵抗を付与する。ガス導入口８０を介してセンサ素子１２の内部に取り込まれる被測定ガスは、第１拡散律速部８２、緩衝空間８４、及び、第２拡散律速部８６を介して、第１内部空所８８に導入される。外部空間における圧力変動によって被測定ガスがセンサ素子１２の内部に急激に取り込まれる場合がある。被測定ガスが自動車の排気ガスである場合には、排気圧の脈動がかかる圧力変動に対応する。外部空間における圧力変動によって被測定ガスがセンサ素子１２の内部に急激に取り込まれた場合であっても、被測定ガスの濃度変動は、第１拡散律速部８２、緩衝空間８４、及び、第２拡散律速部８６を通過する際に打ち消される。濃度変動が打ち消された被測定ガスが第１内部空所８８に導入されるため、第１内部空所８８に導入される被測定ガスの濃度変動は殆ど無視し得る程度となる。第１内部空所８８は、第２拡散律速部８６を介して導入される被測定ガス中の酸素分圧を調整するための空間である。かかる酸素分圧は、後述する主ポンプセル１１０が作動することによって調整され得る。
【0026】
センサ素子１２には、主ポンプセル１１０が更に備えられている。主ポンプセル１１０は、ポンプ電極１１２と、外側ポンプ電極１１４と、ポンプ電極１１２と外側ポンプ電極１１４との間に挟み込まれた固体電解質層７０とによって構成された電気化学的ポンプセルである。ポンプ電極１１２は、被測定ガス流路７９における被測定ガスの流通方向に沿うように被測定ガス流路７９内に配されている。外側ポンプ電極１１４は、積層体１３の外側に配されている。ポンプ電極１１２は、第１内部空所８８の内面に形成されている。外側ポンプ電極１１４は、固体電解質層７０の上面に形成されている。外側ポンプ電極１１４は、ポンプ電極１１２が形成された領域に対応する領域に形成されている。外側ポンプ電極１１４は、外部空間、即ち、図１におけるセンサ素子室２８内に露出している。
【0027】
ポンプ電極１１２の平面形状は、例えば矩形である。ポンプ電極１１２は、第１内部空所８８の底面と天面とにそれぞれ形成された複数の電極によって構成され得る。即ち、ポンプ電極１１２は、天面側ポンプ電極１１２ａと、底面側ポンプ電極１１２ｂとによって構成され得る。天面側ポンプ電極１１２ａと、底面側ポンプ電極１１２ｂとは、不図示のパターン等によって電気的に接続されている。ポンプ電極１１２の長手方向の中心線は、第１内部空所８８の長手方向の中心軸と平面視において一致している。天面側ポンプ電極１１２ａは、第１内部空所８８の天面、即ち、固体電解質層７０の下面に形成されている。底面側ポンプ電極１１２ｂは、第１内部空所８８の底面、即ち、固体電解質層６６の上面に形成されている。
【0028】
ポンプ電極１１２及び外側ポンプ電極１１４の材料としては、例えば、多孔質のサーメットが用いられ得る。例えば、金（Ａｕ）を１％含む白金とジルコニアとのサーメットがポンプ電極１１２及び外側ポンプ電極１１４の材料として用いられ得る。なお、被測定ガスに接触するポンプ電極１１２としては、被測定ガス中の窒素酸化物に対する還元力が弱められた材料が用いられることが好ましい。金を１％含む白金とジルコニアとのサーメットは、被測定ガス中の窒素酸化物に対する還元力が弱められた材料である。
【0029】
主ポンプセル１１０においては、ポンプ電極１１２と外側ポンプ電極１１４との間に所望のポンプ電圧Ｖｐ０を印加すると、ポンプ電極１１２と外側ポンプ電極１１４との間に正方向又は負方向のポンプ電流Ｉｐ０が流れる。これに伴い、第１内部空所８８内の酸素が外部空間に汲み出され、又は、外部空間の酸素が第１内部空所８８内に汲み入れられ得る。
【0030】
センサ素子１２には、酸素分圧検出センサセル１２０、即ち、主ポンプ制御用酸素分圧検出センサセルが更に備えられている。酸素分圧検出センサセル１２０は、第１内部空所８８内の雰囲気中の酸素濃度（酸素分圧）を検出するための電気化学的センサセルである。酸素分圧検出センサセル１２０は、ポンプ電極１１２と、固体電解質層６６、７０と、スペーサ層６８と、基準電極１０２とによって構成されている。
【0031】
酸素分圧検出センサセル１２０における起電力Ｖ０を検出することで、第１内部空所８８内の雰囲気中の酸素濃度を把握し得る。更に、当該起電力Ｖ０が一定となるように可変電源１２２のポンプ電圧Ｖｐ０をフィードバック制御することで、ポンプ電流Ｉｐ０が制御され得る。これにより、第１内部空所８８内の酸素濃度が所定の一定値に保持され得る。
【0032】
第３拡散律速部９０は、第１内部空所８８から第２内部空所９２に導入される被測定ガスに対して所定の拡散抵抗を付与するとともに、当該被測定ガスを第２内部空所９２に導く。上述したように、第１内部空所８８の雰囲気中の酸素濃度は、主ポンプセル１１０によって制御され得る。第３拡散律速部９０は、主ポンプセル１１０によって酸素濃度が制御された被測定ガスに対して、所定の拡散抵抗を付与する。
【0033】
第２内部空所９２は、第１内部空所８８において酸素濃度が予め調整された被測定ガスに対して酸素濃度の更なる調整を行うための空間である。即ち、第３拡散律速部９０を介して第２内部空所９２に導入される被測定ガスに対して、更なる酸素濃度の調整が行われる。第２内部空所９２において行われる更なる酸素濃度の調整は、後述する補助ポンプセル１２４によって行われ得る。第２内部空所９２内の酸素濃度が高精度に一定に保たれ得るため、ガスセンサ１０は、窒素酸化物の濃度を高精度に測定し得る。
【0034】
センサ素子１２には、補助ポンプセル１２４が更に備えられている。補助ポンプセル１２４は、補助的な電気化学的ポンプセルである。補助ポンプセル１２４は、補助ポンプ電極１２６と、外側ポンプ電極１１４と、固体電解質層７０とによって構成されている。補助ポンプ電極１２６は、第２内部空所９２の内面に形成されている。なお、外側ポンプ電極１１４と別個に設けられた外側電極が補助ポンプセル１２４に用いられるようにしてもよい。
【0035】
補助ポンプ電極１２６は、筒状に形成されている。補助ポンプ電極１２６の長手方向の中心線は、第２内部空所９２の長手方向の中心軸と平面視において一致している。補助ポンプ電極１２６は、天面側電極部１２６ａと、底面側電極部１２６ｂと、不図示の側面側電極部とが一体的に形成されることによって構成されている。天面側電極部１２６ａは、第２内部空所９２の天面、即ち、固体電解質層７０の下面に形成されている。底面側電極部１２６ｂは、第２内部空所９２の底面、即ち、固体電解質層６６の上面に形成されている。側面側電極部は、第２内部空所９２の両側の側壁部、即ち、スペーサ層６８の側壁面、即ち、内面に形成されている。なお、補助ポンプ電極１２６には、ポンプ電極１１２と同様に、被測定ガス中の窒素酸化物に対する還元力が弱められた材料が用いられることが好ましい。
【0036】
補助ポンプセル１２４においては、可変電源１３２によって補助ポンプ電極１２６と外側ポンプ電極１１４との間に電圧Ｖｐ１が印加されると、補助ポンプ電極１２６と外側ポンプ電極１１４との間に正方向又は負方向のポンプ電流Ｉｐ１が流れる。これに伴い、第２内部空所９２内の酸素が外部空間に汲み出され、又は、外部空間の酸素が第２内部空所９２内に汲み入れられ得る。
【0037】
センサ素子１２には、酸素分圧検出センサセル１３０、即ち、補助ポンプ制御用酸素分圧検出センサセルが更に備えられている。酸素分圧検出センサセル１３０は、第２内部空所９２内の雰囲気中の酸素濃度を制御するための電気化学的センサセルである。酸素分圧検出センサセル１３０は、補助ポンプ電極１２６と、基準電極１０２と、固体電解質層６６、７０と、スペーサ層６８とによって構成されている。
【0038】
酸素分圧検出センサセル１３０によって検出される起電力Ｖ１に基づいて、電圧Ｖｐ１が制御される。上述したように、補助ポンプセル１２４においては、補助ポンプ電極１２６と外側ポンプ電極１１４との間に印加される電圧Ｖｐ１に応じて、補助ポンプ電極１２６と外側ポンプ電極１１４との間にポンプ電流Ｉｐ１が流れる。こうして、酸素のポンピングが行われ得る。第２内部空所９２内の雰囲気中の酸素分圧は、窒素酸化物の濃度の測定に実質的に影響がない程度にまで低く制御され得る。
【0039】
ポンプ電流Ｉｐ１を示す信号は、酸素分圧検出センサセル１２０に入力され得る。酸素分圧検出センサセル１２０は、起電力Ｖ０を示す信号を、ポンプ電流Ｉｐ１を示す信号に基づいて制御する。第３拡散律速部９０を介して第２内部空所９２内に導入される被測定ガス中の酸素分圧の勾配が常に一定となるような制御が、このようにして行われ得る。ガスセンサ１０が窒素酸化物の濃度を測定するガスセンサである場合、第２内部空所９２内の雰囲気中における酸素濃度は、主ポンプセル１１０及び補助ポンプセル１２４の働きによって、例えば約０．００１ｐｐｍ程度の一定の値に設定され得る。
【0040】
第４拡散律速部９４は、第２内部空所９２から第３内部空所９６に導入される被測定ガスに対して所定の拡散抵抗を付与するとともに、当該被測定ガスを第３内部空所９６に導く。上述したように、第２内部空所９２の雰囲気中の酸素濃度は、補助ポンプセル１２４によって制御され得る。第４拡散律速部９４は、補助ポンプセル１２４によって酸素濃度が制御された被測定ガスに対して、所定の拡散抵抗を付与する。第４拡散律速部９４は、第３内部空所９６に流入する窒素酸化物の量を制限する役割をも担う。
【0041】
第３内部空所９６には、第２内部空所９２において酸素濃度が予め調整された被測定ガスが、第４拡散律速部９４を介して導入される。第３内部空所９６は、被測定ガス中の窒素酸化物の濃度、即ち、窒素酸化物の濃度を検出するための空間である。窒素酸化物の濃度の測定は、後述する測定用ポンプセル１４０を動作させることによって行われ得る。
【0042】
センサ素子１２には、測定用ポンプセル１４０が更に備えられている。測定用ポンプセル１４０は、第３内部空所９６内に導入された被測定ガス中の窒素酸化物の濃度の測定を行うための電気化学的ポンプセルである。測定用ポンプセル１４０は、測定電極１３４と、外側ポンプ電極１１４と、固体電解質層６６、７０と、スペーサ層６８とによって構成されている。測定電極１３４は、固体電解質層６６の上面に形成されている。測定電極１３４の材料としては、例えば多孔質のサーメットが用いられ得る。測定電極１３４は、第３内部空所９６内の雰囲気中に存在する窒素酸化物を還元する触媒として機能する。
【0043】
測定用ポンプセル１４０は、測定電極１３４の周囲の雰囲気中における窒素酸化物を分解することによって生じる酸素を汲み出す。測定用ポンプセル１４０によって汲み出される酸素量に応じたポンプ電流Ｉｐ２が検出され得る。
【0044】
センサ素子１２には、酸素分圧検出センサセル１４２、即ち、測定用ポンプ制御用酸素分圧検出センサセルが更に備えられている。酸素分圧検出センサセル１４２は、測定電極１３４の周囲の酸素分圧を検出するための電気化学的センサセルである。酸素分圧検出センサセル１４２は、固体電解質層６６と、測定電極１３４と、基準電極１０２とによって構成されている。酸素分圧検出センサセル１４２によって検出される起電力Ｖ２に基づいて可変電源１４４が制御され得る。
【0045】
第２内部空所９２内に導かれた被測定ガスは、酸素分圧が制御された状況下で、第４拡散律速部９４を通じて第３内部空所９６の測定電極１３４に到達する。測定電極１３４の周囲の被測定ガス中の窒素酸化物が測定電極１３４によって還元され（２ＮＯ→Ｎ２＋Ｏ２）、測定電極１３４の周囲において酸素が発生する。発生した酸素は、測定用ポンプセル１４０によってポンピングされる。この際、酸素分圧検出センサセル１４２によって検出される起電力Ｖ２が一定となるように、可変電源１４４の電圧Ｖｐ２が制御される。測定電極１３４の周囲において発生する酸素の量は、被測定ガス中の窒素酸化物の濃度に比例するものである。このため、測定用ポンプセル１４０におけるポンプ電流Ｉｐ２に基づいて、被測定ガス中の窒素酸化物の濃度が算出され得る。
【0046】
センサ素子１２には、センサセル１４６が更に備えられている。センサセル１４６は、固体電解質層６４、６６、７０と、スペーサ層６８と、外側ポンプ電極１１４と、基準電極１０２とによって構成された電気化学的なセンサセルである。センサセル１４６によって得られる起電力Ｖｒｅｆに基づいて、センサ素子１２の外部における被測定ガス中の酸素分圧が検出され得る。
【0047】
センサ素子１２には、基準ガス調整ポンプセル１５０が更に備えられている。基準ガス調整ポンプセル１５０は、固体電解質層６４、６６、７０と、スペーサ層６８と、外側ポンプ電極１１４と、基準電極１０２とによって構成された電気化学的なポンプセルである。基準ガス調整ポンプセル１５０は、外側ポンプ電極１１４と基準電極１０２との間に接続された可変電源１５２によって印加される電圧Ｖｐ３によって制御電流Ｉｐ３が流れることで、ポンピングを行う。基準ガス調整ポンプセル１５０は、外側ポンプ電極１１４の周囲に位置するセンサ素子室２８（図１参照）から基準電極１０２の周囲に位置する大気導入層１００に酸素の汲み入れを行い得る。可変電源１５２の電圧Ｖｐ３は、制御電流Ｉｐ３が所定の値、即ち、一定値の直流電流となるような直流電圧として、予め定められている。
【0048】
このようなガスセンサ１０においては、主ポンプセル１１０と補助ポンプセル１２４とが作動することによって、酸素分圧が一定の低い値に保たれた被測定ガスが測定用ポンプセル１４０に与えられる。即ち、窒素酸化物の濃度の測定に実質的に影響がない値に酸素分圧が保たれた被測定ガスが測定用ポンプセル１４０に与えられる。そして、被測定ガス中の窒素酸化物の濃度にほぼ比例する量の酸素が、窒素酸化物の還元によって発生する。こうして発生する酸素は、測定用ポンプセル１４０より汲み出される。測定用ポンプセル１４０によって汲み出された酸素の量に応じてポンプ電流Ｉｐ２が流れるため、当該ポンプ電流Ｉｐ２に基づいて被測定ガス中の窒素酸化物の濃度を検出することが可能である。
【0049】
センサ素子１２には、センサ素子１２を加熱して保温するヒータ部１６０が更に備えられている。ヒータ部１６０は、センサ素子１２の温度調整の役割を担う。センサ素子１２に備えられた固体電解質を加熱することにより、当該固体電解質における酸素イオン伝導性を高め得る。ヒータ部１６０には、ヒータコネクタ電極１６２と、ヒータ１６４と、スルーホール１６６と、ヒータ絶縁層１６８と、圧力放散孔１７０と、リード線１７２とが備えられている。
【0050】
ヒータコネクタ電極１６２は、例えば、第１基板層６０の下面に形成されている。ヒータコネクタ電極１６２を外部電源に電気的に接続することによって、外部電源からヒータ部１６０に対して給電が行われ得る。
【0051】
ヒータ１６４は、第２基板層６２と固体電解質層６４とによって上下から挟み込まれている。ヒータ１６４は、例えば電気抵抗体によって形成されている。ヒータ１６４は、リード線１７２及びスルーホール１６６を介してヒータコネクタ電極１６２に接続されている。ヒータ１６４は、ヒータコネクタ電極１６２を介して外部から給電されることにより発熱する。ヒータ１６４は、センサ素子１２を形成する固体電解質に対して加熱及び保温を行い得る。
【0052】
第１内部空所８８から第３内部空所９６に至る領域は、ヒータ１６４が形成された領域と平面視において重なり合っている。このため、センサ素子１２に備えられた固体電解質のうちの活性化を要する部分が、ヒータ１６４によって充分に活性化され得る。
【0053】
ヒータ絶縁層１６８は、ヒータ１６４の上面、下面及び側面を覆うように形成されている。ヒータ絶縁層１６８の材料としては、例えば絶縁体が用いられ得る。より具体的には、ヒータ絶縁層１６８の材料として、例えば多孔質アルミナ等が用いられ得る。ヒータ絶縁層１６８は、第２基板層６２とヒータ１６４との間の電気的絶縁性、及び、固体電解質層６４とヒータ１６４との間の電気的絶縁性を確保するために備えられている。
【0054】
圧力放散孔１７０は、固体電解質層６４及び大気導入層１００を貫通し、基準ガス導入空間９８に連通している。圧力放散孔１７０は、ヒータ絶縁層１６８の温度上昇に伴う内圧の上昇を緩和する目的で形成されている。
【0055】
【0056】
【0057】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの基準ガス室１８２内に露出していない部分は、積層体１３（図２参照）に埋め込まれている。即ち、基準電極１０２のうちの基準ガス室１８２内に露出していない部分は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、固体電解質層６４と固体電解質層６６とによって挟み込まれている。基準電極１０２のうちの固体電解質層６４と固体電解質層６６とによって挟み込まれた部分は、被挟持部と称される。図３Ｂに示す例においては、被挟持部１８０は、基準電極１０２のうちの前端側の辺に対応する部分１８０ａと、基準電極１０２のうちの一方の側辺に対応する部分１８０ｂと、基準電極１０２のうちの他方の側辺に対応する部分１８０ｃとを含む。即ち、図３Ｂに示す例においては、基準電極１０２のうちの３つの辺が固体電解質層６４と固体電解質層６６とによって挟み込まれている。
【0058】
本実施形態において、基準電極１０２の一部を固体電解質層６４と固体電解質層６６とによって挟み込んでいるのは、以下のような理由によるものである。即ち、ガスセンサ１０の測定精度を維持すべく、外側ポンプ電極１１４等と基準電極１０２との間に電圧を印加することにより、酸素の汲み入れが行われる場合がある。酸素の汲み入れが行われると、基準電極１０２の周辺及び基準ガス室１８２内において酸素濃度の上昇が一時的に生ずる。ガスセンサ１０が長期間に亘って繰り返し使用されるなかで、基準電極１０２に含まれている白金が酸化され、酸化白金が生成される。高温等の過酷な使用環境においては、白金はより酸化されやすく、従って、酸化白金はより生成されやすい。酸化白金は白金に比べて昇華しやすいため、基準電極１０２において酸化白金が生成されると、当該酸化白金が昇華し、基準電極１０２と固体電解質層６４との境界面において剥離が生じる場合がある。そこで、本実施形態では、基準電極１０２の剥離を防止すべく、基準電極１０２の一部を固体電解質層６４と固体電解質層６６とによって挟み込んでいる。
【0059】
基準電極１０２の３つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配する場合の例が図３Ｂには示されているが、これに限定されるものではない。例えば、基準電極１０２の１つの辺に対応する部分に被挟持部１８０が設けられるようにしてもよい。また、基準電極１０２の２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０が設けられるようにしてもよい。
【0060】
基準電極１０２のうちの固体電解質層６４、６６によって挟み込まれていない部分は、大気導入層１００に接している。大気導入層１００は、多孔質材料によって形成されている。多孔質材料は、緻密ではなく、気密性が低いため、酸化白金の昇華を抑制し得ない。即ち、基準電極１０２を覆っている大気導入層１００は、基準電極１０２の剥離の防止には寄与しない。
【0061】
基準電極１０２の剥離を防止するためには、被挟持部１８０の面積をある程度確保することが好ましい。具体的には、基準電極１０２のうちの固体電解質層６４と固体電解質層６６とによって挟み込まれている部分の面積を第１面積Ｓ１とし、基準電極１０２のうちの基準ガス室１８２内に露出している部分の面積を第２面積Ｓ２とすると、以下のようにすることが好ましい。即ち、第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３以上とすることが好ましい。
【0062】
【0063】
図４Ａ及び図４Ｂに示す例においては、基準電極１０２のうちの基準ガス室１８２内に露出している部分に対応するように、固体電解質層６４に凹部１８４が形成されている。基準電極１０２のうちの基準ガス室１８２内に露出している部分の少なくとも一部は、凹部１８４内に設けられている。基準電極１０２の一部が凹部１８４内に設けられているため、基準電極１０２と積層体１３との接触面積が大きくなっている。基準電極１０２と積層体１３との接触面積が大きくなっているため、図４Ａ及び図４Ｂに示す例においては、基準電極１０２の剥離がより抑制され得る。
【0064】
【0065】
図５Ａ及び図５Ｂに示す例においては、基準電極１０２に突出部１８６が形成されている。突出部１８６を有する基準電極１０２は、例えば印刷法によって形成され得る。突出部１８６は、基準ガス室１８２の側面に接するとともに、基準ガス室１８２内に突出している。基準ガス室１８２の側面に接する突出部１８６が基準電極１０２に形成されているため、図５Ａ及び図５Ｂに示す例においては、基準電極１０２と積層体１３との接触面積が大きくなっている。基準電極１０２と積層体１３との接触面積が大きくなっているため、図５Ａ及び図５Ｂに示す例においては、基準電極１０２の剥離がより抑制され得る。
【0066】
【0067】
図６に示す例においては、複数の層２００、２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４によって積層体１３Ａが構成されている。第１基板層２００上には、第２基板層２０２が積層されている。第２基板層２０２上には、固体電解質層２０４が積層されている。固体電解質層２０４上には、絶縁体層２０６が積層されている。絶縁体層２０６上には、固体電解質層２０８が積層されている。固体電解質層２０８上には、スペーサ層２１０が形成されている。スペーサ層２１０上には、固体電解質層２１２が積層されている。固体電解質層２１２上には、キャップ層２１４が形成されている。層２００、２０２、２０６、２１０、２１４の材料としては、例えば絶縁体が用いられ得る。絶縁体としては、例えば多孔質アルミナ等の多孔質セラミックスが用いられ得る。層２０４、２０８、２１２の材料としては、例えばジルコニア等の固体電解質が用いられ得る。
【0068】
スペーサ層２１０には、被測定ガス流路７９が形成されている。被測定ガス流路７９においては、ガス導入口８０の後段に、拡散律速部８２Ａが備えられている。拡散律速部８２Ａの材料としては、例えば多孔質アルミナ等の多孔質セラミックスが用いられ得る。
【0069】
拡散律速部８２Ａの後段には、内部空所８８Ａが備えられている。被測定ガスは、拡散律速部８２Ａを介して内部空所８８Ａ内に流入し得る。
【0070】
内部空所８８Ａ内には、ポンプ電極１１２が形成されている。ポンプ電極１１２は、固体電解質層２１２の下面に形成されている。固体電解質層２１２の上面には、外側ポンプ電極１１４が形成されている。外側ポンプ電極１１４は、キャップ層２１４に形成された開口部１８８内に埋め込まれた多孔質層１９０によって覆われている。多孔質層１９０の材料としては、例えば多孔質アルミナ等の多孔質セラミックスが用いられ得る。ポンプ電極１１２と固体電解質層２１２と外側ポンプ電極１１４とによりポンプセル１１０Ａが構成されている。
【0071】
内部空所８８Ａ内には、電極１２７が形成されている。電極１２７は、固体電解質層２０８の上面に形成されている。電極１２７は、ポンプ電極１１２に対して下流側に位置している。
【0072】
内部空所８８Ａの後段には、拡散律速部９４Ａが備えられている。拡散律速部９４Ａの材料としては、例えば多孔質アルミナ等の多孔質セラミックスが用いられ得る。拡散律速部９４Ａの後段には、内部空所９６Ａが備えられている。被測定ガスは、拡散律速部９４Ａを介して内部空所９６Ａ内に流入し得る。
【0073】
内部空所９６Ａ内には、測定電極１３４Ａが形成されている。測定電極１３４Ａは、固体電解質層２０８の上面に形成されている。
【0074】
絶縁体層２０６には、基準ガス室１８２、即ち、基準酸素室が形成されている。基準ガス室１８２の天面、即ち、固体電解質層２０８の下面には、基準電極１０２が形成されている。基準電極１０２は、基準ガス室１８２内に露出している。このように、基準ガス室１８２の天面に基準電極１０２が形成されていてもよい。基準電極１０２と固体電解質層２０８と電極１２７とによって基準セル１９６が構成されている。
【0075】
基準ガス室１８２の底面には、電極１９２が形成されている。電極１９２は、例えば多孔質材料から成る絶縁保護層１９４によって覆われている。電極１９２と固体電解質層２０８と測定電極１３４Ａとにより測定用ポンプセル１４０Ａが構成されている。
【0076】
図６に示す例においては、基準電極１０２のうちの４つの辺が積層体１３Ａに埋め込まれている。より具体的には、基準電極１０２のうちの４つの辺が、固体電解質層２０８と絶縁体層２０６との間に挟み込まれている。このように、基準電極１０２のうちの４つの辺、即ち、基準電極１０２の全周が積層体１３Ａに埋め込まれるようにしてもよい。
【実施例】
【0077】
実施例１～１２及び比較例１～７について、基準電極１０２に対する剥離試験を行った。基準電極１０２の形状は、平面視において長方形状、即ち、矩形とした。試験結果を図７の表１に示す。図７は、試験結果を示す表１を示す図である。図８Ａ～図１０Ｃは、剥離試験を行った際のレイアウトの例を示す図である。
【0078】
図８Ａに示すレイアウトは、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分を固体電解質層６４と固体電解質層６６との間に挟み込んだレイアウト、即ち、タイプＡのレイアウトである。図８Ａに示すレイアウトにおいては、１つの短辺を固体電解質層６４と固体電解質層６６との間に挟み込んだ。図８Ｂに示すレイアウトは、基準電極１０２のうちの２つの辺に対応する部分を固体電解質層６４と固体電解質層６６との間に挟み込んだレイアウト、即ち、タイプＢのレイアウトである。図８Ｂに示すレイアウトにおいては、互いに対向する２つの短辺を固体電解質層６４と固体電解質層６６との間に挟み込んだ。図８Ｃに示すレイアウトは、基準電極１０２のうちの３つの辺に対応する部分を固体電解質層６４と固体電解質層６６との間に挟み込んだレイアウト、即ち、タイプＣのレイアウトである。図８Ｃに示すレイアウトにおいては、１つの長辺と、互いに対向する２つの短辺とを、固体電解質層６４と固体電解質層６６との間に挟み込んだ。図８Ｄに示すレイアウトは、基準電極１０２のうちの４つの辺に対応する部分を固体電解質層６４と固体電解質層６６との間に挟み込んだレイアウト、即ち、タイプＤのレイアウトである。図８Ｅに示すレイアウトは、基準電極１０２のうちの４つの辺に対応する部分のいずれをも固体電解質層６４と固体電解質層６６との間に挟み込まないレイアウト、即ち、タイプＥのレイアウトである。
【0079】
【0080】
【0081】
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
基準電極１０２に対する剥離試験は、以下のようにして実行した。即ち、室温の大気雰囲気下にガスセンサ１０を配置し、７０秒間のオン状態と、当該オン状態に続く５０秒間のオフ状態とを１つの試験サイクルとして、１０００００回の試験サイクルを繰り返した。オン状態においては、ガスセンサ１０の各部に所定の電圧を印加した。オフ状態においては、ガスセンサ１０の各部に電圧を印加しなかった。オン状態においては、ヒータ１６４に対する電力供給を行った。また、オン状態においては、ガスセンサ１０に対する信号の送受信を行った。オフ状態においては、ヒータ１６４に対する電力供給を停止した。また、オフ状態においては、ガスセンサ１０に対する信号の送受信を停止した。剥離試験の最中において、主ポンプセル１１０は作動させ続けた。即ち、ポンプ電流Ｉｐ０を１５μＡに維持し続けた。剥離試験が完了した後、ポンプ電極１１２に対する観察を行った。ポンプ電極１１２に対する観察の際には、Ｘ線ＣＴを用いた。また、ポンプ電極１１２の観察の際には、必要に応じて、ポンプ電極１１２を切断した。
【0086】
基準電極１０２に対する剥離試験の結果の評価基準は、以下の通りである。
Ａ：試験後における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積が、試験前における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積の９０％以上である。
Ｂ：試験後における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積が、試験前における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積の７０％以上、９０％未満である。即ち、基準電極１０２のうちの剥離した部分の面積が、基準電極１０２の面積の３０％未満である。
Ｃ：試験後における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積が、試験前における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積の３０％以上、７０％未満である。
Ｄ：試験後における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積が、試験前における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積の３０％未満である。即ち、ＮＧである。
Ａ：試験後における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積が、試験前における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積の９０％以上である。
Ｂ：試験後における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積が、試験前における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積の７０％以上、９０％未満である。即ち、基準電極１０２のうちの剥離した部分の面積が、基準電極１０２の面積の３０％未満である。
Ｃ：試験後における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積が、試験前における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積の３０％以上、７０％未満である。
Ｄ：試験後における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積が、試験前における基準電極１０２と固体電解質層６４との接着面積の３０％未満である。即ち、ＮＧである。
【0087】
［実施例１］
実施例１において、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。第１面積Ｓ１は、上述したように、基準電極１０２のうちの固体電解質層６４と固体電解質層６６とによって挟み込まれている部分の面積である。第２面積Ｓ２は、上述したように、基準電極１０２のうちの基準ガス室１８２内に露出している部分の面積である。図９Ａに示すように、凹部１８４は形成しなかった。また、図９Ａに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｃであった。
実施例１において、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。第１面積Ｓ１は、上述したように、基準電極１０２のうちの固体電解質層６４と固体電解質層６６とによって挟み込まれている部分の面積である。第２面積Ｓ２は、上述したように、基準電極１０２のうちの基準ガス室１８２内に露出している部分の面積である。図９Ａに示すように、凹部１８４は形成しなかった。また、図９Ａに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｃであった。
【0088】
［実施例２］
実施例２においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。図９Ｅに示すように、凹部１８４は形成しなかった。また、図９Ｅに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｂであった。
実施例２においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。図９Ｅに示すように、凹部１８４は形成しなかった。また、図９Ｅに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｂであった。
【0089】
［実施例３］
実施例３においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。図９Ｃに示すように、凹部１８４を形成した。図９Ｃに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
実施例３においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。図９Ｃに示すように、凹部１８４を形成した。図９Ｃに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
【0090】
［実施例４］
実施例４においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。図９Ｅに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｅに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｂであった。
実施例４においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。図９Ｅに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｅに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｂであった。
【0091】
［実施例５］
実施例５においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。図９Ｄに示すように、凹部１８４を形成した。図９Ｄに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
実施例５においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。図９Ｄに示すように、凹部１８４を形成した。図９Ｄに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
【0092】
［実施例６］
実施例６においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＤとした。即ち、図８Ｄに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のすべてに対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
実施例６においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＤとした。即ち、図８Ｄに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のすべてに対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
【0093】
［実施例７］
実施例７においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．５とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｂであった。
実施例７においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．５とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｂであった。
【0094】
［実施例８］
実施例８においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．８とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
実施例８においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．８とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
【0095】
［実施例９］
実施例９においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．８とした。図９Ｄに示すように、凹部１８４を形成した。図９Ｄに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
実施例９においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．８とした。図９Ｄに示すように、凹部１８４を形成した。図９Ｄに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
【0096】
［実施例１０］
実施例１０においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＣとした。即ち、図８Ｃに示すように、基準電極１０２のうちの３つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、１．０とした。図９Ｆに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｆに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
実施例１０においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＣとした。即ち、図８Ｃに示すように、基準電極１０２のうちの３つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、１．０とした。図９Ｆに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｆに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
【0097】
［実施例１１］
実施例１１においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＤとした。即ち、図８Ｄに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のすべてに対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、１．２とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
実施例１１においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＤとした。即ち、図８Ｄに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のすべてに対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、１．２とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
【0098】
［実施例１２］
実施例１２においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＤとした。即ち、図８Ｄに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のすべてに対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、１．５とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
実施例１２においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＤとした。即ち、図８Ｄに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のすべてに対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、１．５とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ａであった。
【0099】
［比較例１］
比較例１においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＥとした。即ち、図８Ｅに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のいずれに対応する部分にも被挟持部１８０を配さなかった。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０とした。図１０Ａに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図１０Ａに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
比較例１においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＥとした。即ち、図８Ｅに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のいずれに対応する部分にも被挟持部１８０を配さなかった。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０とした。図１０Ａに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図１０Ａに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
【0100】
［比較例２］
比較例２においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＥとした。即ち、図８Ｅに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のいずれに対応する部分にも被挟持部１８０を配さなかった。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０とした。図１０Ｂに示すように、凹部１８４を形成した。図１０Ｂに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
比較例２においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＥとした。即ち、図８Ｅに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のいずれに対応する部分にも被挟持部１８０を配さなかった。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０とした。図１０Ｂに示すように、凹部１８４を形成した。図１０Ｂに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
【0101】
［比較例３］
比較例３においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．２５とした。図９Ａに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ａに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
比較例３においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．２５とした。図９Ａに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ａに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
【0102】
［比較例４］
比較例４においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．２５とした。図９Ｅに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｅに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
比較例４においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．２５とした。図９Ｅに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｅに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
【0103】
［比較例５］
比較例５においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．２５とした。図１０Ｃに示すように、凹部１８４を形成した。図１０Ｃに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
比較例５においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＡとした。即ち、図８Ａに示すように、基準電極１０２のうちの１つの辺に対応する部分にのみ被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．２５とした。図１０Ｃに示すように、凹部１８４を形成した。図１０Ｃに示すように、突出部１８６を形成した。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
【0104】
［比較例６］
比較例６においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．２５とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
比較例６においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＢとした。即ち、図８Ｂに示すように、基準電極１０２のうちの互いに対向する２つの辺に対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．２５とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
【0105】
［比較例７］
比較例７においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＤとした。即ち、図８Ｄに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のすべてに対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．２５とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
比較例７においては、被挟持部１８０のレイアウトは、タイプＤとした。即ち、図８Ｄに示すように、基準電極１０２のうちの４つの辺のすべてに対応する部分に被挟持部１８０を配した。第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．２５とした。図９Ｂに示すように、凹部１８４は形成しなかった。図９Ｂに示すように、突出部１８６は形成しなかった。基準電極１０２の剥離試験の評価結果は、Ｄであった。
【0106】
このように、第１面積Ｓ１の第２面積Ｓ２に対する比率を０．３以上とすることにより、基準電極１０２の剥離を防止し得る。第１面積Ｓ１は、上述したように、基準電極１０２のうちの固体電解質層６４と固体電解質層６６とによって挟み込まれている部分の面積である。第２面積Ｓ２は、上述したように、基準電極１０２のうちの基準ガス室１８２内に露出している部分の面積である。
【0107】
また、基準電極１０２のうちの基準ガス室１８２内に露出している部分の少なくとも一部を、固体電解質層６４に形成された凹部１８４内に設けることにより、基準電極１０２の剥離をより確実に防止し得る。
【0108】
また、基準ガス室１８２の側面に接するとともに基準ガス室１８２内に突出する突出部１８６を基準電極１０２に形成することにより、基準電極１０２の剥離をより確実に防止し得る。
【0109】
このように、本実施形態によれば、基準電極１０２の剥離を抑制し得るガスセンサ１０を提供することができる。
【0110】
本発明についての好適な実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
【0111】
上記実施形態をまとめると以下のようになる。
【0112】
ガスセンサ（１０）は、固体電解質から成る層を少なくとも一つ以上含む積層体（１３、１３Ａ）と、前記積層体内に形成され、基準ガスが存する基準ガス室（１８２）と、前記基準ガス室内に一部が露出している基準電極（１０２）と、を備え、前記基準電極のうちの前記基準ガス室内に露出していない部分は、前記積層体を構成する複数の層のうちの第１層（６４、２０８）と、前記第１層に隣接する第２層（６６、２０６）との間に挟み込まれており、前記基準電極のうちの前記第１層と前記第２層との間に挟み込まれている部分の面積を第１面積（Ｓ１）とし、前記基準電極のうちの前記基準ガス室内に露出している部分の面積を第２面積（Ｓ２）とすると、前記第１面積の前記第２面積に対する比率（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３以上である。このような構成によれば、基準電極のうちの充分な部分が第１層と第２層との間に挟み込まれているため、基準電極が剥がれるのを抑制することができる。このため、このような構成によれば、信頼性の良好なガスセンサを提供することができる。
【0113】
前記基準電極のうちの前記基準ガス室内に露出している部分の少なくとも一部は、前記第１層に形成された凹部（１８４）内に設けられているようにしてもよい。このような構成によれば、基準電極と積層体との接触面積が大きくなるため、基準電極の剥離をより確実に抑制することができる。
【0114】
前記基準電極は、前記基準ガス室の側面に接して突出する突出部（１８６）を有するようにしてもよい。このような構成によれば、基準電極と積層体との接触面積が大きくなるため、基準電極の剥離をより確実に抑制することができる。
【0115】
前記第１層（６４）及び前記第２層（６６）は、固体電解質から成るようにしてもよい。
【0116】
前記第１層（２０８）は、固体電解質から成り、前記第２層（２０６）は、絶縁体から成るようにしてもよい。
【0117】
前記基準電極の平面形状は、矩形であり、前記基準電極のうちの２辺以上が、前記第１層と前記第２層との間に挟み込まれているようにしてもよい。このような構成によれば、基準電極がより確実に固定されるため、基準電極の剥離をより確実に抑制することができる。
【0118】
前記基準電極のうちの３辺以上が、前記第１層と前記第２層との間に挟み込まれているようにしてもよい。このような構成によれば、基準電極がより確実に固定されるため、基準電極の剥離をより確実に抑制することができる。
【0119】
前記基準電極のうちの４辺が、前記第１層と前記第２層との間に挟み込まれているようにしてもよい。このような構成によれば、基準電極がより確実に固定されるため、基準電極の剥離をより確実に抑制することができる。
【符号の説明】
【0120】
１０：ガスセンサ １２：センサ素子
１３、１３Ａ：積層体 １４：保護カバー
１４ａ：内側保護カバー １４ｂ：外側保護カバー
１６：セラミックハウジング １８：金属端子
２０：センサ組立体 ２４：コネクタ
２６：配管 ２８：センサ素子室
３０：素子封止体 ３２：ナット
３４：外筒 ４０：主体金具
４２：内筒 ４２ａ、４２ｂ：縮径部
４４ａ～４４ｃ：セラミックスサポータ
４６ａ、４６ｂ：圧粉体 ４８：メタルリング
５０：空間 ５２：固定用部材
５４、１７２：リード線 ５６：弾性絶縁部材
６０、２００：第１基板層 ６２、２０２：第２基板層
６４、６６、７０、２０４、２０８、２１２：固体電解質層
６８、２１０：スペーサ層 ７９：被測定ガス流路
８０：ガス導入口 ８２：第１拡散律速部
８２Ａ、９４Ａ：拡散律速部 ８４：緩衝空間
８６：第２拡散律速部 ８８：第１内部空所
８８Ａ、９６Ａ：内部空所 ９０：第３拡散律速部
９２：第２内部空所 ９４：第４拡散律速部
９６：第３内部空所 ９８：基準ガス導入空間
１００：大気導入層 １０２：基準電極
１１０：主ポンプセル １１０Ａ：ポンプセル
１１２：ポンプ電極 １１２ａ：天面側ポンプ電極
１１２ｂ：底面側ポンプ電極 １１４：外側ポンプ電極
１２０：主ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル、酸素分圧検出センサセル
１２２、１３２、１４４、１５２：可変電源
１２４：補助ポンプセル １２６：補助ポンプ電極
１２６ａ：天面側電極部 １２６ｂ：底面側電極部
１２７、１９２：電極
１３０：補助ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル、酸素分圧検出センサセル
１３４、１３４Ａ：測定電極 １４０、１４０Ａ：測定用ポンプセル
１４２：測定用ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル、酸素分圧検出センサセル
１４６：センサセル １５０：基準ガス調整ポンプセル
１６０：ヒータ部 １６２：ヒータコネクタ電極
１６４：ヒータ １６６：スルーホール
１６８：ヒータ絶縁層 １７０：圧力放散孔
１８０：被挟持部 １８０ａ～１８０ｃ：部分
１８２：基準ガス室 １８４：凹部
１８６：突出部 １８８：開口部
１９０：多孔質層 １９６：基準セル
２０６：絶縁体層 Ｉｐ０、Ｉｐ１、Ｉｐ２：ポンプ電流
Ｉｐ３：制御電流 Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖｒｅｆ：起電力
Ｖｐ０：ポンプ電圧 Ｖｐ１～Ｖｐ３：電圧
１３、１３Ａ：積層体 １４：保護カバー
１４ａ：内側保護カバー １４ｂ：外側保護カバー
１６：セラミックハウジング １８：金属端子
２０：センサ組立体 ２４：コネクタ
２６：配管 ２８：センサ素子室
３０：素子封止体 ３２：ナット
３４：外筒 ４０：主体金具
４２：内筒 ４２ａ、４２ｂ：縮径部
４４ａ～４４ｃ：セラミックスサポータ
４６ａ、４６ｂ：圧粉体 ４８：メタルリング
５０：空間 ５２：固定用部材
５４、１７２：リード線 ５６：弾性絶縁部材
６０、２００：第１基板層 ６２、２０２：第２基板層
６４、６６、７０、２０４、２０８、２１２：固体電解質層
６８、２１０：スペーサ層 ７９：被測定ガス流路
８０：ガス導入口 ８２：第１拡散律速部
８２Ａ、９４Ａ：拡散律速部 ８４：緩衝空間
８６：第２拡散律速部 ８８：第１内部空所
８８Ａ、９６Ａ：内部空所 ９０：第３拡散律速部
９２：第２内部空所 ９４：第４拡散律速部
９６：第３内部空所 ９８：基準ガス導入空間
１００：大気導入層 １０２：基準電極
１１０：主ポンプセル １１０Ａ：ポンプセル
１１２：ポンプ電極 １１２ａ：天面側ポンプ電極
１１２ｂ：底面側ポンプ電極 １１４：外側ポンプ電極
１２０：主ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル、酸素分圧検出センサセル
１２２、１３２、１４４、１５２：可変電源
１２４：補助ポンプセル １２６：補助ポンプ電極
１２６ａ：天面側電極部 １２６ｂ：底面側電極部
１２７、１９２：電極
１３０：補助ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル、酸素分圧検出センサセル
１３４、１３４Ａ：測定電極 １４０、１４０Ａ：測定用ポンプセル
１４２：測定用ポンプ制御用酸素分圧検出センサセル、酸素分圧検出センサセル
１４６：センサセル １５０：基準ガス調整ポンプセル
１６０：ヒータ部 １６２：ヒータコネクタ電極
１６４：ヒータ １６６：スルーホール
１６８：ヒータ絶縁層 １７０：圧力放散孔
１８０：被挟持部 １８０ａ～１８０ｃ：部分
１８２：基準ガス室 １８４：凹部
１８６：突出部 １８８：開口部
１９０：多孔質層 １９６：基準セル
２０６：絶縁体層 Ｉｐ０、Ｉｐ１、Ｉｐ２：ポンプ電流
Ｉｐ３：制御電流 Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖｒｅｆ：起電力
Ｖｐ０：ポンプ電圧 Ｖｐ１～Ｖｐ３：電圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】