傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在后端部具有密封構(gòu)件，且檢測特定氣體成分的濃度的氣體傳感器及溫度傳感器等傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]作為提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的燃油利用率及進(jìn)行燃燒控制的傳感器，公知有檢測排出氣體中的氧濃度的氧傳感器及空燃比傳感器。
[0003]作為這種傳感器，一般采用將進(jìn)行特定氣體的濃度檢測的傳感器元件保持在主體配件上，并將傳感器元件的后端側(cè)用絕緣性的陶瓷制分離器來包圍的構(gòu)造(專利文獻(xiàn)I)。其中，與引線連接的端子配件與傳感器元件的各電極片分別電連接，比分離器靠后端側(cè)配置有橡膠制的索環(huán)(密封構(gòu)件)，分離器及索環(huán)被金屬制的外筒覆蓋。此外，引線通過索環(huán)的引線孔引出到外部。
[0004]并且，通過壓緊外筒的后端側(cè)，索環(huán)將分離器朝向前端側(cè)彈性地按壓，在索環(huán)與分離器的前端側(cè)的保持配件之間保持分離器。
[0005]另一方面，近年來，為了減少元件的熱容量來實(shí)現(xiàn)早期活性化，存在縮短傳感器元件長度的需求。然而，在像專利文獻(xiàn)I那樣的結(jié)構(gòu)的傳感器中，若要滿足上述需求，則需要根據(jù)傳感器元件長度將分離器配置在前端側(cè)。但是，若將分離器配置在前端側(cè)，則支撐在分離器上的索環(huán)也一起配置在前端側(cè)，因此來自暴露于高溫排出氣體的傳感器元件的熱經(jīng)由主體配件傳遞到分離器，存在成為高溫的分離器的熱傳遞到索環(huán)而加快索環(huán)劣化的可能性。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-164591號公報(bào)(圖4)
[0009]因此，考慮到通過將鎖環(huán)經(jīng)由內(nèi)筒與分離器分離來減少從分離器向索環(huán)傳遞的熱的結(jié)構(gòu)，但是若內(nèi)筒與分離器抵接，則從內(nèi)筒向索環(huán)傳遞的熱的減少不夠充分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種傳感器，能夠大幅減少從傳感器元件向密封構(gòu)件傳遞的熱量，進(jìn)一步抑制密封構(gòu)件的熱劣化。
[0011]為了解決上述課題，本發(fā)明的一種傳感器，具備:傳感器元件，在軸線方向上延伸，在前端側(cè)具有檢測部；筒狀的主體配件，包圍上述傳感器元件的外周面；筒狀的外筒，配置在上述主體配件的后端側(cè)；絕緣性的分離器，配置在上述主體配件的后端側(cè)，包圍上述傳感器元件的后端側(cè)，且固定在上述外筒的內(nèi)側(cè)；內(nèi)筒，配置在上述分離器的后端側(cè)，并且具有固定在上述外筒的內(nèi)側(cè)的筒狀部、以及從該筒狀部向徑向內(nèi)側(cè)伸出的伸出部；彈性的密封構(gòu)件，自身的朝前端面與上述內(nèi)筒的上述伸出部抵接，容納在上述外筒的后端側(cè)；引線，與上述傳感器元件電連接，且插通上述密封構(gòu)件的引線孔而向外側(cè)引出，在上述傳感器中，上述分離器與上述內(nèi)筒在上述軸線方向上分離。
[0012]根據(jù)該傳感器，能夠?qū)⒚芊鈽?gòu)件與分離器分離來抑制密封構(gòu)件的熱劣化。因此，能夠大幅減少從內(nèi)筒向密封構(gòu)件傳遞的熱量來進(jìn)一步抑制密封構(gòu)件的熱劣化。
[0013]還可以將上述分離器與上述主體配件在上述軸線方向上分離。
[0014]根據(jù)該傳感器，主體配件的熱不直接傳遞到分離器，分離器難以成為高溫，因此能夠大幅減少從內(nèi)筒向密封構(gòu)件傳遞的熱量來進(jìn)一步抑制密封構(gòu)件的熱劣化。
[0015]上述密封構(gòu)件還可以具有在軸線方向上貫通的通氣孔，在上述通氣孔中插入有防水性的通氣過濾器。
[0016]此外，上述內(nèi)筒的上述伸出部還可以具有與上述通氣孔連通的貫通孔，在上述通氣孔中還插入有筒狀的過濾器固定配件，上述貫通孔與上述過濾器固定配件的內(nèi)部空間連通，且上述過濾器固定配件的朝前端面與上述內(nèi)筒的上述伸出部抵接。
[0017]進(jìn)一步，上述通氣過濾器還可以是覆蓋上述過濾器固定配件的外側(cè)的片狀的過濾器，上述過濾器固定配件在自身的前端側(cè)具備向徑向外側(cè)突出的凸緣部，上述凸緣部的朝前端面與上述內(nèi)筒的上述伸出部抵接。
[0018]根據(jù)該傳感器，通過在通氣過濾器、過濾器固定配件、該凸緣部的朝前端面上抵接內(nèi)筒的伸出部，能夠防止密封構(gòu)件內(nèi)所配置的通氣過濾器及過濾器固定配件朝向前端側(cè)脫落。
[0019]還可以在上述內(nèi)筒的上述伸出部上形成有向后端側(cè)突出的突出部，上述突出部嵌入上述密封構(gòu)件的上述朝前端面，限制上述密封構(gòu)件在周向上的旋轉(zhuǎn)。
[0020]根據(jù)該傳感器，能夠限制密封構(gòu)件在周向上的旋轉(zhuǎn)，能夠防止多余的力施加到密封構(gòu)件的引線孔中所插通的引線上而導(dǎo)致引線損傷。
[0021]還可以在上述朝前端面上形成有限制自身在周向上的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)限制部，在上述內(nèi)筒的上述伸出部上形成有與上述旋轉(zhuǎn)限制部抵接的卡合部。
[0022]根據(jù)該傳感器，能夠限制密封構(gòu)件在周向上的旋轉(zhuǎn)，多余的力施加到密封構(gòu)件的引線孔中所插通的引線上而導(dǎo)致引線損傷。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，能夠大幅減少從傳感器元件向密封構(gòu)件傳遞的熱量，進(jìn)一步抑制傳感器中的密封構(gòu)件的熱劣化。
【附圖說明】
[0024]圖1是沿著本發(fā)明的實(shí)施方式的傳感器的軸線方向的剖視圖。
[0025]圖2是索環(huán)、內(nèi)筒及分離器的分解立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0027]參照圖1、圖2說明本發(fā)明的實(shí)施方式的氣體傳感器(氧傳感器)100。圖1是沿著氣體傳感器100的軸線O方向的剖視圖，圖2是索環(huán)(密封構(gòu)件)50、內(nèi)筒40及分離器75的分解立體圖。另外，將圖1的下側(cè)(傳感器元件10的檢測部1a所在的一側(cè))稱為“前端側(cè)”，將上側(cè)(傳感器元件10的電極取出部(電極片)1e所在的一側(cè))稱為“后端側(cè)”。
[0028]氣體傳感器100是組裝有傳感器元件10的組件。氣體傳感器100具備在軸線O方向(圖1的上下方向)上延伸的板狀的傳感器元件10、以及固定在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管上的主體配件2。主體配件2呈大致圓筒狀，用于固定到排氣管上的螺紋部24形成在外表面上，另一方面，具有內(nèi)孔25，在前端側(cè)具有從內(nèi)孔25向徑向內(nèi)側(cè)突出的架子部2p。并且，主體配件2將傳感器元件10容納在內(nèi)孔25內(nèi)，并且以使設(shè)置在傳感器元件10的前端側(cè)的檢測部1a和設(shè)置在后端側(cè)的電極片1e分別從主體配件2突出的狀態(tài)保持傳感器元件10。此外，在主體配件2的內(nèi)周面與傳感器元件10的外周面之間，從檢測部1a側(cè)依次層疊有包圍傳感器元件10的外周面的陶瓷制的環(huán)狀的保持構(gòu)件21、粉末填充材(滑石環(huán))22、23、以及陶瓷制的套管30。并且，壓緊主體配件2的后端部2a來向前端側(cè)按壓套管30，從而保持構(gòu)件21卡止于棚部2p且滑石環(huán)22、23被壓潰而填充在內(nèi)孔25內(nèi)，傳感器元件10牢固地固定在主體配件2內(nèi)的預(yù)定位置。作為滑石環(huán)22、23，可以列舉滑石(陶瓷粉末)、玻璃(硅酸玻璃或硅酸鹽玻璃等硅酸化合物)。
[0029]另外，保持構(gòu)件21及滑石環(huán)22經(jīng)由金屬罩20容納在主體配件2的內(nèi)孔25內(nèi)。
[0030]此外，在主體配件2的前端側(cè)外周，安裝有包圍傳感器元件10的檢測部1a的金屬制的外部保護(hù)件4及內(nèi)部保護(hù)件3。
[0031]另外，在該例子中，傳感器元件10為在固體電解質(zhì)層表面配置有一對電極的結(jié)構(gòu)的氧傳感器元件，此外層疊有用于使單體活性化的加熱器、用于保護(hù)固體電解質(zhì)層的絕緣層(鋁等)。進(jìn)一步，多孔質(zhì)保護(hù)層12覆蓋傳感器元件10的檢測部1a的表面。
[0032]另一方面，傳感器元件10的后端側(cè)、及傳感器元件10的后端側(cè)的兩個(gè)板面上分別設(shè)置的電極片1e (該例子中，在各面上各有2個(gè)，共計(jì)4個(gè))被圓筒狀的陶瓷制分離器75包圍。如后所述，分離器75在中心具有傳感器元件10的插通孔75h，并且具有與該插通孔75h連通且分別容納多個(gè)端子配件60 (該例子中為4個(gè))的空孔75k(參照圖2，該例子中為4個(gè))。并且，各端子配件60確保絕緣地分別插通在分別隔開的空孔75k中，端子配件60與傳感器元件10的各電極片1e分別電連接。
[0033]分離器75內(nèi)所保持的各端子配件60在前端向內(nèi)側(cè)折回，折回部分與傳感器元件10的各電極片1e電連接。另一方面，各端子配件60的后端側(cè)成為從分離器75的后端突出的壓接部65。壓接部65在自身的內(nèi)側(cè)壓緊地連接引線68。各引線68經(jīng)過后述的內(nèi)筒40的外側(cè)貫通孔41h(參照圖2)及索環(huán)50的引線孔51h被引出到外部。
[0034]在分離器75的后端，與分離器75分離地配置有圓筒狀且橡膠等彈性的密封構(gòu)件(索環(huán))50，分離器75和索環(huán)50被金屬制的外筒90覆蓋。此外，在外筒90的內(nèi)側(cè)的索環(huán)50與分離器75之間，配置有金屬制且后端側(cè)封閉的有底圓筒狀的內(nèi)筒40，內(nèi)筒40和分離器75也在軸線O方向上分離。內(nèi)筒40具有在軸線方向上延伸的筒狀部、以及從該筒狀部向徑向內(nèi)側(cè)伸出的伸出部40a(參照圖2)。
[0035]在外筒90的軸線O方向的比中央靠前端側(cè)，壓緊地固定有從前端側(cè)保持分離器75的金屬制且大致圓筒狀的固定配件80，形成壓緊部90t。進(jìn)一步，外筒90的比上述壓緊部90t靠后端部朝向后端側(cè)比分離器75的外徑縮徑，形成內(nèi)側(cè)凸部90a。如圖2所示，固定配件80由金屬制成且呈大致圓筒狀，在周向上以等間隔具有多個(gè)(該例子中為6個(gè))從其后端緣朝向內(nèi)表面具有折回面80b的長片80s。此外，在軸線O方向上，固定配件80的朝前端面位于與主體配件2的后端部2a大致相同的位置。
[0036]并且，外筒90的后端側(cè)被壓緊，索環(huán)50被保持在外筒90內(nèi)，并且在內(nèi)筒40的筒狀部的位置，外筒90向徑向內(nèi)側(cè)壓緊而形成壓緊部90s，內(nèi)筒40被固定在外筒90內(nèi)。此夕卜，由此索環(huán)50的朝前端面50a被內(nèi)筒40的伸出部40a按壓。
[0037]此外，在固定配件80的折回面80b嵌入分離器75的朝前端面75b的狀態(tài)下，使分離器75的朝后端面75a卡止于內(nèi)側(cè)凸部90a的朝前端面，在固定配件80的側(cè)面將外筒90向徑向