气体传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供提高分隔件尺寸精度的气体传感器及其制造方法。气体传感器具有传感器元件、端子金属件及具有元件孔的陶瓷制的分隔件，从前端侧或后端侧即特定方向观察时分隔件具有位于最靠特定方向侧的端面及比端面凹陷的凹部区域，从特定方向观察时存在第1区域和第2区域，该第1区域是从区域SA扣除传感器元件所占的区域SB之后的区域，该区域SA由短边假想线和分隔件的外缘划定，该第2区域是从区域SC扣除区域SB之后的区域且是不与第1区域重叠的区域，该区域SC由长边假想线和分隔件的外缘划定，凹部区域存在于第1区域和第2区域的所有区域，将第1区域和第2区域的合计面积设为S1，将包含元件孔在内的凹部区域的合计面积设为S2时满足S2/S1≥0.5的关系。时满足S2/S1≥0.5的关系。时满足S2/S1≥0.5的关系。

【技术实现步骤摘要】
气体传感器及其制造方法


[0001]本专利技术涉及具有用于检测待检气体的浓度的传感器元件的气体传感器及其制造方法。

技术介绍

[0002]作为用于检测汽车等的废气中的氧、NOx的浓度的气体传感器，公知有一种具有使用固体电解质做成的板状传感器元件的气体传感器。
[0003]作为该种气体传感器，广泛使用的是下述这样的气体传感器：在板状传感器元件的后端侧外表面设有多个电极焊盘，通过使端子金属件与各个该电极焊盘电气接触，从而，将来自传感器元件的传感器输出信号送到外部并且向层叠于传感器元件的加热器供电(专利文献1)。
[0004]该气体传感器中，陶瓷制筒状分隔件将传感器元件的后端侧包围并且保持端子金属件。而且，如图13A所示，分隔件是通过下述过程来制造的：将陶瓷粉末成型为分隔件形状来制作未烧成分隔件1000x，将未烧成分隔件1000x的下表面载置于烧成基台(架)120上进行烧成。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2018－9958号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的问题
[0009]然而，当对图13A中的未烧成分隔件1000x进行烧成时，图13B所示的烧成后的分隔件1000收缩，其上表面的尺寸变小。另一方面，图13A中的未烧成分隔件1000x的下表面的几乎整个面都与烧成基台120相接触，因此，当未烧成分隔件1000x欲收缩时，在未烧成分隔件1000x的下表面和烧成基台120这两者间产生图13B所示的摩擦力F抑制收缩，因此烧成后的分隔件1000的下表面的尺寸减少得较小。因此，存在这样的问题：烧成后的分隔件1000的上表面与下表面之间产生尺寸(径)差，难以获得预期的分隔件形状。
[0010]因此，本专利技术的目的在于，提供能够提高保持端子金属件的陶瓷制分隔件的尺寸精度的气体传感器及其制造方法。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]为了解决上述问题，(1)本专利技术的气体传感器具有：传感器元件，其沿轴向延伸，与该轴向垂直地剖切后得到的截面形状呈具有一对长边和一对短边的大致矩形形状，在该传感器元件的后端侧的外表面具有电极焊盘；端子金属件，其与所述电极焊盘直接相接且与所述电极焊盘电连接；及分隔件，其为陶瓷制，该分隔件具有包围所述传感器元件的后端侧且沿所述轴向贯通的元件孔，以使所述端子金属件面对所述元件孔的方式保持所述端子金属件，在沿着所述轴向，从前端侧或后端侧中的一者即特定方向观察时，所述分隔件具有位
于在所述轴向上最靠所述特定方向侧的端面、以及比所述端面凹陷且包含所述元件孔在内的凹部区域。在从所述特定方向观察所述气体传感器时，存在有一对第1区域和一对第2区域，该一对第1区域是指从区域SA中扣除所述传感器元件所占的区域SB之后的区域，该区域SA由将所述一对短边假想延长得到的短边假想线和所述分隔件的外缘划定，该一对第2区域是指从区域SC中扣除所述区域SB之后的区域且是不与所述第1区域重叠的区域，该区域SC由将所述一对长边假想延长得到的长边假想线和所述分隔件的外缘划定，所述凹部区域存在于夹着所述传感器元件的、合计为四个的所述第1区域和所述第2区域的所有区域，并且，在将所述第1区域和所述第2区域的合计面积设为S1，将包含所述元件孔在内的所述凹部区域的合计面积设为S2的情况下，满足S2/S1≥0.5的关系。
[0013]采用该气体传感器(1)，在将未烧成分隔件载置于烧成基台上进行烧成时，在未烧成分隔件的、与烧成基台相接的部分存在凹部区域，从而仅是未烧成分隔件的端面与烧成基台相接，未烧成分隔件与烧成基台的接触面积减少。因此，在烧成时，未烧成分隔件与烧成基台之间的摩擦力变小，因此，不会妨碍未烧成分隔件的下表面侧的收缩，烧成后的分隔件的上表面和下表面呈同样程度地收缩。其结果，能够抑制分隔件的上下之间产生尺寸(径)差，能够提高分隔件的尺寸精度。
[0014]在此，分隔件的被要求尺寸精度的部位为分隔件中的将传感器元件(的电极焊盘)包围的部位，该部位即为第1区域和第2区域。理由是，第1区域和第2区域的尺寸精度会影响与电极焊盘相对的端子金属件的位置精度。
[0015]因而，通过在第1区域和第2区域设置凹部区域，从而，在烧成时不会妨碍第1区域和第2区域的收缩，第1区域和第2区域的尺寸精度能够提高。
[0016]而且，通过满足S2/S1≥0.5的关系，从而，第1区域和第2区域的合计面积的1/2以上的区域为凹部，因此，能够可靠地减小第1区域和第2区域同烧成基台之间的摩擦力，能够可靠地提高第1区域和第2区域的尺寸精度。
[0017]而且，凹部区域夹着传感器元件且与第1区域和第2区域重叠，沿周向相隔90度地存在有四个，从而，在未烧成分隔件的、靠烧成基台侧的面在烧成时向径向内侧收缩时，摩擦力在周向上大致均匀地减少，从而，在周向上同样程度地收缩，因此，也能够抑制产生径向尺寸(径)差，能够进一步提高分隔件的尺寸精度。
[0018](2)在上述(1)所述的气体传感器中，优选为，对于所述凹部区域中的、扣除所述元件孔的面积S3之后的面积S4，满足S4/S1≥0.5的关系。
[0019]元件孔本就为贯通孔，元件孔本身在烧成时不收缩，而是位于元件孔的径向外侧的凹部区域在烧成时收缩。因此，通过满足S4/S1≥0.5的关系，从而，第1区域和第2区域的合计面积的1/2以上的区域成为与收缩相关的凹部区域，因此，能够更可靠地提高第1区域和第2区域的尺寸精度。
[0020](3)在上述(1)或(2)所述的气体传感器中，优选为，所述凹部区域与所述分隔件的外周相连。
[0021]越靠近分隔件的外周，烧成时的收缩量就越多，因此，当凹部区域与分隔件的外周相连时，能够进一步减小未烧成分隔件与烧成基台之间的摩擦力，能够更可靠地提高第1区域和第2区域的尺寸精度。
[0022](4)在上述(1)～(3)中任一项所述的气体传感器中，优选为，在从前端侧和后端侧
这两个方向观察所述分隔件时都设有所述凹部区域。
[0023]采用该气体传感器(4)，在将未烧成分隔件载置于烧成基台上进行烧成时，可以不考虑未烧成分隔件的前端和后端的朝向，因此，生产率能够提高。
[0024](5)在上述(1)～(4)中任一项所述的气体传感器中，优选为，在以使所述端面朝向铅垂方向下方的状态将所述分隔件载置于水平面上时，所述分隔件以仅所述端面与所述水平面相接触的状态自立。
[0025]采用该气体传感器(5)，未烧成分隔件的端面也能够自立于构成水平面的烧成基台上，因此，在烧成时无需进行防止未烧成分隔件翻倒的支承，生产率能够提高。
[0026](6)本专利技术的第二方面的气体传感器的制造方法所涉及的气体传感器具有：传感器元件，其沿轴向延伸，与该轴向垂直地剖切后得到的截面形状呈具有一对长边和一对短边的大致矩形形状，在该传感器元件的后端侧的外表面具有电极焊盘；端子金属件，其与所述电极焊盘直接相接且与所述电极焊盘电连接；及分隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体传感器，其特征在于，该气体传感器具有：传感器元件，其沿轴向延伸，与该轴向垂直地剖切后得到的截面形状呈具有一对长边和一对短边的大致矩形形状，在该传感器元件的后端侧的外表面具有电极焊盘；端子金属件，其与所述电极焊盘直接相接且与所述电极焊盘电连接；及分隔件，其为陶瓷制，该分隔件具有包围所述传感器元件的后端侧且沿所述轴向贯通的元件孔，以使所述端子金属件面对所述元件孔的方式保持所述端子金属件，在沿着所述轴向，从前端侧或后端侧中的一者即特定方向观察时，所述分隔件具有位于在所述轴向上最靠所述特定方向侧的端面、以及比所述端面凹陷且包含所述元件孔在内的凹部区域，其中，在从所述特定方向观察所述气体传感器时，存在有一对第1区域和一对第2区域，该一对第1区域是指从区域SA中扣除所述传感器元件所占的区域SB之后的区域，该区域SA由将所述一对短边假想延长得到的短边假想线和所述分隔件的外缘划定，该一对第2区域是指从区域SC中扣除所述区域SB之后的区域且是不与所述第1区域重叠的区域，该区域SC由将所述一对长边假想延长得到的长边假想线和所述分隔件的外缘划定，所述凹部区域存在于夹着所述传感器元件的、合计为四个的所述第1区域和所述第2区域的所有区域，并且，在将所述第1区域和所述第2区域的合计面积设为S1，将包含所述元件孔在内的所述凹部区域的合计面积设为S2的情况下，满足S2/S1≥0.5的关系。2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，对于所述凹部区域的合计面积S2中的、扣除所述元件孔的面积S3之后的面积S4，满足S4/S1≥0.5的关系。3.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述凹部区域与所述分隔件的外周相连。4.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，在从前端侧和后端侧这两个方向观察所述分隔件时都设有所述凹部区域。5.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，在以使所述端面朝向铅垂方向下方的状态将所述分隔件载置于水平面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孙超，大场健弘，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：