氣體傳感器的制造方法
【專利摘要】氣體傳感器具備外殼、絕緣體、內罩及外罩。外殼的內周孔由后端側孔部和前端側孔部構成，在它們的邊界部分具有形成為傾斜狀的臺階部。內罩具有與臺階部對置的擴徑部。絕緣體具有用來在與臺階部之間夾持擴徑部的凸緣部。在擴徑部的表面設置有朝向臺階部的表面突出的飛邊。由此，能夠防止罩體相對于外殼的內周孔產生傾斜，能夠防止元件體產生損傷或破損。
【專利說明】
氣體傳感器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及在元件體與外殼的內周孔之間夾持著罩體的氣體傳感器。【背景技術】
[0002]用于測定氧濃度的氣體傳感器，在氣體傳感器元件或氣體傳感器元件所插通的元件體與外殼的內周孔之間夾持著覆蓋氣體傳感器元件的一部分的罩體。并且，廢氣被從罩體上設置的孔引導至氣體傳感器元件的元件部，由該元件部對廢氣中的氧濃度進行測定。
[0003]例如，日本特開2013-117521號公報所公開的氣體傳感器為，將具有向徑向外側突出的凸緣部的有底筒狀的元件主體插入到具有與凸緣部對置的承接面的筒狀的主體金屬件。并且，在元件主體的凸緣部與主體金屬件的承接面之間夾裝環(huán)狀的金屬部，作為防止金屬部沿徑向發(fā)生位置偏移的對策。在此，主體金屬件相當于外殼，金屬部相當于罩體。
【發(fā)明內容】

[0004]發(fā)明要解決的課題
[0005]然而，為了將罩體插入到外殼的內周孔，需要在內周孔與罩體之間設置間隙。但是，若設置該間隙，則在元件體與外殼的內周孔之間夾持罩體時，罩體的中心軸線容易相對于元件體及外殼的插入方向的中心軸線傾斜。該情況下，元件體被作用進行夾持時的負載而可能會產生損傷或破損。
[0006]本發(fā)明是鑒于該背景而做出的，目的在于提供一種氣體傳感器，能夠防止罩體相對于外殼的內周孔傾斜，能夠防止元件體產生損傷或破損。
[0007]用于解決課題的手段
[0008]本發(fā)明的一個方式涉及氣體傳感器，其特征在于，具備:
[0009]筒形狀的外殼；
[0010]元件體，插入于該外殼的內周孔，該元件體是氣體傳感器元件本身或者供該氣體傳感器元件插通的構件；以及
[0011]罩體，覆蓋上述氣體傳感器元件的一部分，被夾持在上述外殼的內周孔與上述元件體之間，
[0012]上述外殼的內周孔具有:前端側孔部，位于上述元件體的前端側;后端側孔部，位于比該前端側孔部靠后端側的位置，直徑該前端側孔部更大；以及臺階部，在該后端側孔部與上述前端側孔部的邊界部分，形成為垂直狀或傾斜狀，
[0013]上述罩體具有:筒狀部，插入于上述前端側孔部內；以及擴徑部，直徑比該筒狀部更大，與上述臺階部對置；
[0014]上述元件體具有凸緣部，該凸緣部從其外周突出，用來在與上述臺階部之間夾持上述擴徑部，
[0015]在上述臺階部與上述擴徑部對置的各自的表面的至少一方，設置有朝向另一方的表面突出的凸部。
[0016]發(fā)明效果
[0017]在上述氣體傳感器中，在外殼的內周孔的臺階部與罩體的擴徑部對置的各自的表面的至少一方，設置有朝向另一方的表面突出的凸部。
[0018]在組裝氣體傳感器時，向外殼的內周孔插入罩體，向罩體的內周側插入元件體。此時，在外殼的內周孔的前端側孔部插入著罩體的筒狀部，外殼的內周孔的臺階部與罩體的擴徑部對置。此外，罩體的擴徑部與元件體的凸緣部對置。
[0019]然后，對外殼的內周孔與元件體之間施加了用于夾持罩體的負載時，在臺階部及擴徑部的至少一方的表面上設置的凸部一邊彈性變形及塑性變形一邊咬入另一方的表面。 通過該凸部的咬入，能夠維持罩體相對于外殼的內周孔平行地插入的狀態(tài)。由此，防止了罩體的中心軸線相對于外殼的內周孔的中心軸線傾斜。
[0020]此外，對外殼的內周孔與元件體之間施加了用于夾持罩體的負載時，臺階部及擴徑部的至少一方的表面上的凸部進行彈性變形或塑性變形，由此，減少了元件體受到的反作用力。此外，通過該凸部進行彈性變形或塑性變形，使元件體受到的反作用力減少的同時，矯正了罩體的傾斜。因此，防止了罩體的擴徑部給元件體帶來不當?shù)母缮?。[0021 ]因而，根據(jù)上述氣體傳感器，能夠防止罩體相對于外殼的內周孔傾斜，能夠防止元件體產生損傷或破損?！靖綀D說明】
[0022]圖1是表示實施例的氣體傳感器的截面說明圖。
[0023]圖2是將實施例的氣體傳感器中的內罩的擴徑部的周邊擴大示出的截面說明圖。
[0024]圖3是將組裝在實施例的氣體傳感器之前的內罩的擴徑部的周邊擴大示出的截面說明圖。[〇〇25]圖4是表示實施例的內罩的內側部分的彎折起點至外罩的后端面的距離與內罩中產生的應力之間的關系的圖表。
[0026]圖5是表示實施例的凸部形成于外殼的臺階部的情況下的、與圖2相當?shù)慕孛嬲f明圖。[〇〇27]圖6是表示將實施例的氣體傳感器中的其他外殼的臺階部的周邊、以及其他內罩的擴徑部的周邊擴大示出的截面說明圖。
[0028]圖7的(a)是從內罩的中心軸線的方向觀察實施例的內罩的擴徑部的多個突起的圖，是多個突起沿徑向形成的圖，(b)是從內罩的中心軸線的方向觀察實施例的內罩的擴徑部的多個突起的圖，是多個突起沿周向形成的圖，(c)是表示從內罩的中心軸線的方向觀察實施例的內罩的擴徑部的多個突起的圖，是多個突起沿周向排列形成的圖。
[0029]圖8是將實施例的形成于外罩的擴徑部的周邊擴大示出的截面說明圖。
[0030]圖9的(a)、(b)、(c)是將實施例的形成于內罩及外罩的擴徑部的周邊擴大示出的截面說明圖?！揪唧w實施方式】[0031 ]對上述的氣體傳感器的優(yōu)選的實施方式進行說明。
[0032]在上述氣體傳感器中，也可以是，上述擴徑部在上述筒狀部的端部，形成為越靠后端側越擴徑的傾斜狀，上述臺階部形成為越靠后端側越擴徑的傾斜狀，上述凸部形成于上述臺階部的前端部的表面及上述擴徑部的后端部的表面的至少一方。
[0033]該情況下，在傾斜狀的臺階部的表面與傾斜狀的擴徑部的表面對置時，能夠容易地進行罩體相對于外殼的中心位置定位。
[0034]此外，也可以是，上述凸部從上述罩體的上述擴徑部的表面突出地形成。
[0035]該情況下，能夠容易進行凸部的咬入。
[0036]此外，也可以是，上述凸部在加工上述罩體時從該罩體的上述擴徑部的表面突出地形成。[〇〇37] 該情況下，在對罩體進行切斷加工、沖壓加工、拉深加工及減薄拉深加工等加工時，在加工部分必然會形成飛邊，能夠將該飛邊用作凸部。此外，特別是能夠將在罩體的材料被切斷時形成的飛邊用作凸部。
[0038]此外，也可以是，上述凸部從上述外殼的上述臺階部的表面突出地形成。
[0039]該情況下，能夠容易進行凸部的咬入。
[0040]此外，也可以是，上述凸部為設置于上述臺階部及上述擴徑部的至少一方的多個關起。
[0041]該情況下，能夠進行各種表面加工來在臺階部及擴徑部的至少一方的表面形成多個突起。此外，也能夠在進行外殼或罩體的成形時在臺階部的表面或者擴徑部的表面形成多個突起。[〇〇42] 實施例
[0043]以下，參照附圖對氣體傳感器的實施例進行說明。
[0044]本例的氣體傳感器1如圖1所示，具備:筒形狀的外殼2;作為元件體的絕緣體4,插入到外殼2的內周孔(也稱作內側腔室)21，并插通著氣體傳感器元件3;以及內罩51及外罩 52,覆蓋氣體傳感器元件3的一部分，被夾持在外殼2的內周孔21與絕緣體4之間。夕卜殼2的內周孔21具有:前端側孔部211，位于絕緣體4的前端側；后端側孔部212,位于比前端側孔部 211靠后端側的位置，比前端側孔部211的直徑更大；以及臺階部(也稱作內側肩部)213,在后端側孔部212與前端側孔部211的邊界部分，形成為傾斜狀。
[0045]如圖2所示，內罩51具有:筒狀部511，插入到前端側孔部211內；以及擴徑部513,比筒狀部511的直徑更大，與臺階部213對置。絕緣體4具有凸緣部41，該凸緣部41從絕緣體4的外周突出，用來在與臺階部213之間夾持擴徑部513。在擴徑部513的表面，設置有朝向臺階部213的表面突出的作為凸部的飛邊514。
[0046]以下，參照圖1?圖7對本例的氣體傳感器1進行詳細說明。
[0047]氣體傳感器1安裝于車輛的例如與內燃機連接的排氣管，用于測定從內燃機排出的廢氣中的氧濃度。氣體傳感器1的內罩51及外罩52配置于排氣管內。
[0048]如圖1所示，在內罩51及外罩52,形成有用于使作為被測定氣體的廢氣到達配置于內罩51內的氣體傳感器元件3的測定部位(傳感部)31的貫通孔515、525。內罩51與外罩52的內周側重疊地配置。貫通孔525在外罩52中的軸向L上的設置位置與貫通孔515在內罩51中的軸向L上的設置位置相互不同。
[0049]另外，軸向L指的是指外殼2的內周孔21的形成方向，中心軸線指的是從外殼2的內周孔21的中心穿過的假想線。
[0050]此外，前端側指的是內罩51及外罩52從外殼2突出的側，或者是氣體傳感器元件3 的測定部位31從絕緣體4突出的側，后端側指的是前端側的相反側。
[0051]如圖1所示，本例的擴徑部513在內罩51的筒狀部511的后端部，形成為越靠后端側直徑越大的傾斜狀。擴徑部513作為從與軸向L平行的筒狀部511的后端部以傾斜狀態(tài)彎折的凸緣部來形成。內罩51及外罩52形成為有底圓筒形狀，具有圓筒形狀的筒狀部511、521和形成于筒狀部511、521的前端部底部512、522。貫通孔515、525形成于筒狀部511、521及底部 512、522。[〇〇52] 在絕緣體4的中心部形成有插通孔42,氣體傳感器元件3將插通孔42插通。氣體傳感器元件3的用于測定氧濃度的測定部位31從絕緣體4向軸向L的前端側突出地配置。絕緣體4的凸緣部41以整周擴徑的狀態(tài)突出地形成。凸緣部41的前端側面411以與擴徑部513被形成的傾斜角度大致相同的傾斜角度來形成。[〇〇53]在外殼2的內周孔21的前端側孔部211中，插入配置著內罩51的筒狀部511的軸向L 的后端側部分及外罩52的筒狀部521的軸向L的后端側部分。此外，外殼2的臺階部213的表面形成為越靠后端側則直徑越大的傾斜狀。[OOM]如圖3所不，本例的在內罩51的擴徑部513的表面設置的飛邊514是在加工內罩51 時從擴徑部513的表面以前端變尖的形狀突出地形成的飛邊514。飛邊514從擴徑部513的后端部的表面向前端側突出地形成。該飛邊514可以是將內罩51的材料從母材切斷而切離時在該材料的端部形成的突起。
[0055]此外，如圖1所示，內罩51的筒狀部511與外罩52的筒狀部521通過局部地設置的焊接部6而被相互焊接。焊接部6以能夠與外殼2的前端側孔部211接觸的狀態(tài)，形成為從外罩 52的外周鼓出的形狀。焊接部6在內罩51的筒狀部511及外罩52的筒狀部521的周向的整周上繞一圈地設置。在此，所謂周向是指繞著與軸向L平行的內罩51及外罩52的中心軸線的方向。
[0056]此外，如圖3所示，在將內罩51的厚度設為t時，從擴徑部513相對于內罩51的筒狀部521彎折的內側部分的彎折起點P1起至外罩52的后端面526為止的距離B優(yōu)選為B>2t。 [〇〇57]圖4是表示距離B與內罩51中產生的應力之間的關系的圖表。根據(jù)該圖可知，隨著距離B變大，應力減少。該應力從外罩52的后端部作用到內罩51的彎折起點。并且，通過設為 B>2t，能夠減少內罩51中產生的應力。[〇〇58]接下來，對組裝本例的氣體傳感器1的方法、本例的氣體傳感器1的作用效果進行說明。
[0059]如圖1、圖2所示，在組裝氣體傳感器1時，向外殼2的內周孔21插入內罩51及外罩 52,向內罩51的內周側插入絕緣體4。此時，在外殼2的內周孔21的前端側孔部211插入著內罩51的筒狀部511，內罩51的擴徑部513對置于外殼2的內周孔21的臺階部213。此外，絕緣體 4的凸緣部41的前端側面411對置于內罩51的擴徑部513的后端側面。
[0060]此外，在外殼2的內周孔21插入了內罩51、夕卜罩52及絕緣體4的狀態(tài)下，在外殼2的內周孔21的后端側孔部212與絕緣體4的外周之間填充有滑石等絕緣性粉末23。在后端側孔部212與絕緣體4的外周之間的、絕緣性粉末23的后端側，配置有絕緣子24。然后，將形成于外殼2的后端部的鉚接部22向前端側鉚接，由此，在絕緣體4的凸緣部41的后端側面412與鉚接部22之間夾入絕緣性粉末23及絕緣子24,并且在外殼2的臺階部213與絕緣體4的凸緣部41的前端側面411之間夾持內罩51的擴徑部513。[0061 ]在進行該鉚接時，作用將擴徑部513向臺階部213按壓的力，在擴徑部513的后端部的表面設置的飛邊514—邊進行彈性變形及塑性變形一邊咬入臺階部213的表面。通過該飛邊514的咬入，能夠維持內罩51及外罩52相對于外殼2的內周孔21平行插入的狀態(tài)。由此，防止了內罩51及外罩52的中心軸線相對于外殼2的內周孔21的中心軸線傾斜。
[0062]此外，通過飛邊514的咬入，能夠防止內罩51及外罩52繞著其中心軸線旋轉。
[0063]此外，在進行上述鉚接時，擴徑部513的飛邊514進行彈性變形或塑性變形，由此減少絕緣體4受到的反作用力。此外，通過該飛邊514進行彈性變形或塑性變形，減少了絕緣體 4受到的反作用力的同時，矯正了內罩51及外罩52的傾斜。因此，防止了內罩51的擴徑部513 給絕緣體4帶來不當?shù)母缮妗?br>[0064]因而，根據(jù)本例的氣體傳感器1，能夠防止內罩51及外罩52相對于外殼2的內周孔 21傾斜，能夠防止絕緣體4產生損傷或破損。
[0065]此外，在外殼2的臺階部213和內罩5的擴徑部513中的至少一方形成的凸部，除了設為加工內罩51時形成的飛邊514之外，還能夠設為下面的各種構成。
[0066]例如圖5所示，還能夠形成從外殼2的臺階部213的前端部的表面突出的前端變尖的形狀的凸部214。
[0067]此外，如圖6所示，凸部也可以設為對內罩51的擴徑部513進行加工而形成的多個突起514A。此外，作為凸部的多個突起214A也可以形成于外殼2的臺階部213的表面。該情況下，可以對外殼2的臺階部213的表面進行加工來形成多個突起214A。[〇〇68] 而且，如圖6、圖7(a)所示，多個突起514A可以設為沿內罩51的擴徑部513的徑向反復形成凹凸的形狀。此外，如圖7(b)所示，多個突起514B也可以設為沿內罩51的擴徑部513 的周向反復形成凹凸的形狀。此外，如圖7(c)所示，多個突起514C也可以設為沿內罩51的擴徑部513的周向排列的、多個窩狀的突起(多個獨立的島形狀的突起)。此外，在圖7(b)、圖7 (c)的情況下，也可以在外殼2的臺階部213的表面形成作為凸部的多個突起。另外，在圖7 (a)?(c)中，由符號516來表示凹部。
[0069]在圖7(a)?(c)的情況下，在進行上述鉚接時，當作用了將內罩51的擴徑部513向外殼2的臺階部213按壓的力時，在擴徑部513的多個突起514B、514C與臺階部213接觸的部分，形成面壓較高的部分。由此，對內罩51施加按壓力時，使得內罩51不易向內周側偏移，而且不易繞著中心軸線旋轉。
[0070]此外，元件體除了設為絕緣體4之外，還能夠設為構成氣體傳感器元件的固體電解質體。該固體電解質體設為，形成為有底圓筒形狀，具有形狀與絕緣體4的凸緣部41相同的凸緣部。在該固體電解質體的內周面及外周面，設置有用于測定廢氣中的氧濃度的一對電極。
[0071]此外，如圖8所示，也可以是，在內罩51不形成擴徑部513,而在外罩52形成擴徑部 523。該情況下，在外罩52的擴徑部523設置有凸部524。此外，在氣體傳感器1中，除了采用內罩51和外罩52的雙重構造之外，還能夠采用一重構造的罩體。該情況下，可以在一重構造的卓體的后端部形成擴徑部513。[〇〇72] 此外，如圖9(a)?(c)所示，還可以在內罩51及外罩52分別形成擴徑部513A、523A， 該擴徑部513A、523A相互重疊。該情況下，如圖9(a)所示，擴徑部513A、523A的前端部可以彼此對齊。此外，如圖9(b)所示，也可以使擴徑部523A的前端部比擴徑部513A的前端部向外周側突出。而且，如圖9(c)所示，也可以使擴徑部513A的前端部比擴徑部523A的前端部向外周側突出。
【主權項】
1.一種氣體傳感器(1)，其特征在于，具備:筒形狀的外殼(2);元件體(4)，插入到該外殼(2)的內周孔(21)，該元件體(4)是氣體傳感器元件(3)本身 或者供該氣體傳感器元件(3)插通的構件；以及罩體(51、52)，覆蓋上述氣體傳感器元件(3)的一部分，被夾持在上述外殼(2)的內周孔 (21)與上述元件體(4)之間，上述外殼(2)的內周孔(21)具有:前端側孔部(211)，位于上述元件體(4)的前端側；后 端側孔部(212)，位于比該前端側孔部(211)靠后端側的位置，直徑比該前端側孔部(211)更 大；以及臺階部(213)，在該后端側孔部(212)與上述前端側孔部(211)的邊界部分，形成為 垂直狀或傾斜狀；上述罩體(51、52)具有:筒狀部(511、521 )，插入到上述前端側孔部(211)內；以及擴徑 部(513、523)，直徑比該筒狀部(511、521)更大，與上述臺階部(213)對置；上述元件體(4)具有凸緣部(41)，該凸緣部(41)從其外周突出，用來在與上述臺階部 (213)之間夾持上述擴徑部(513、523)，在上述臺階部(213)與上述擴徑部(513、523)對置的各自的表面的至少一方，設置有朝 向另一方的表面突出的凸部(214、514、524)。2.如權利要求1記載的氣體傳感器(1 )，其特征在于，上述擴徑部(513、523)在上述筒狀部(511、521)的端部，形成為越靠后端側越擴徑的傾 斜狀，上述臺階部(213)形成為越靠后端側越擴徑的傾斜狀，上述凸部(214、514、524)形成于上述臺階部(213)的前端部的表面及上述擴徑部(513、 523)的后端部的表面中的至少一方。3.如權利要求1或2記載的氣體傳感器(1 )，其特征在于，上述凸部(514、524)從上述罩體(51、52)的上述擴徑部(513、523)的表面突出地形成。4.如權利要求1或2記載的氣體傳感器(1 )，其特征在于，上述凸部(214)從上述外殼(2)的上述臺階部(213)的表面突出。5.如權利要求1記載的氣體傳感器(1 )，其特征在于，上述凸部(214、514、524)是在上述臺階部(213)及上述擴徑部(513、523)中的至少一方 設置的多個突起(214A、514A)。
【文檔編號】G01N27/409GK105992947SQ201580007769
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年4月23日
【發(fā)明人】中村正毅
【申請人】株式會社電裝