一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉预压装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉预压装置，包括氧传感器固定板、基座、压紧杆、轴承固定座、竖直靠板、直线轴承、垂直移动套筒、齿轮、齿条、转动轴架、转动轴、手摇杆、连接杆、弹簧和顶部盖板；氧传感器固定板上设置有装夹氧传感器的内六角凹槽，压紧杆的上端插入垂直移动套筒内，与垂直移动套筒固定联动；垂直移动套筒的后侧面固定安装有齿条，齿轮通过转动轴安装在转动轴架上，齿轮与齿条啮合；手摇杆与转动轴同轴转动，进而驱动齿轮转动。本实用新型在预压时既可以避开传感器芯片，又可以接触到陶瓷管和瓷石粉片，仅对陶瓷管和瓷石粉片进行压紧；与传统的手工按压方式相比，本实用新型的预压效果更好，工作效率更高。
【专利说明】一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉预压装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于机械工装领域，具体涉及一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉 预压装置。
【背景技术】
[0002] 氧传感器的作用是测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息，即氧气含量， 并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机计算机，使发动机能够实现以过量空气因数为 目标的闭环控制；确保三元催化转化器对排气中的碳氢化合物（HC)、一氧化碳（C0)和氮 氧化合物（Ν0Χ)三种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净 化。
[0003] 由于氧传感器位于工作环境为高温高压的汽车发动机内部，需要对其核心传感芯 片及其信号采集线路进行有效的保护，因此氧传感器芯片都需要特殊封装，包括瓷石粉密 封、不锈钢罩保护以及线束辊压保护等。为了提高氧传感器封装结构的可靠性以及封装过 程的自动化装配程度，对其进行自动化机械工装设计很有必要。
[0004] 目前有关氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉预压装置主要是靠人工装上瓷石粉 后采用手工按压，粉体填料费时，并且手工按压不易掌握施力方向，容易导致压断或者压碎 传感器芯片；如果采用瓷石粉片代替瓷石粉，则单纯人力按压难以将瓷石粉片压碎，并且难 以将芯片、瓷石粉压到合适位置。 实用新型内容
[0005] 本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种氧传感器芯片封装过程中的瓷 石粉预压装置，该瓷石粉预压装置采用了瓷石粉片的填料方式和机械定向的预压方式，过 程快速，施力方向准确，可以将瓷石粉片压碎，同时避免压断或者压碎内部芯片。
[0006] 本实用新型是通过如下技术方案实现的：
[0007] -种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉预压装置，其特征在于，包括氧传感器固 定板、基座、压紧杆、轴承固定座、坚直靠板、直线轴承、垂直移动套筒、齿轮、齿条、转动轴 架、转动轴、手摇杆、连接杆、弹簧和顶部盖板；
[0008] 所述氧传感器固定板上设置有用于装夹氧传感器的内六角凹槽，所述氧传感器固 定板固定在基座上；
[0009] 所述坚直靠板坚直固定在基座上，轴承固定座水平固定在坚直靠板上，直线轴承 安装在轴承固定座上，垂直移动套筒内部有带螺纹的通孔，安装固定有上下两个深沟球轴 承，两个深沟球轴承通过螺母紧固在垂直移动套筒上的内壁上；
[0010] 所述顶部盖板水平安装在坚直靠板的顶端，连接杆坚直设置，连接杆的顶端固定 在顶部盖板上，下端通过两个深沟球轴承与垂直移动套筒连接，使得垂直移动套筒可沿着 连接杆上下滑移；
[0011] 压紧杆的上端插入垂直移动套筒内，与垂直移动套筒固定，两者联动；压紧杆的末 端中心位置设置有用于供传感器芯片插入的轴向凹槽；
[0012] 所述垂直移动套筒的后侧面固定安装有一齿条和一用于固定弹簧的螺栓；所述 弹簧一端固定在该螺栓上，另一端固定在顶部盖板上，用于为垂直移动套筒提供回位的弹 力；
[0013] 所述齿轮通过转轴安装在转动轴架上，齿轮与齿条啮合，所述转动轴架固定在坚 直靠板上；
[0014] 手摇杆通过连接头与转动轴固定相连，使得手摇杆与转动轴同轴转动。
[0015] 本实用新型通过手摇杆驱动齿轮齿条传动机构来控制压紧杆向下运动，实现了对 氧传感器的预压；同时压紧杆末端设置轴向凹槽，使得预压时既可以避开传感器芯片，又可 以接触到陶瓷管和瓷石粉片，仅对陶瓷管和瓷石粉片进行压紧。本实用新型具有如下有益 效果：
[0016] 1、实现了一种氧传感器的芯片、瓷石粉填料和壳体之间的相对装配定位、填充预 压功能；
[0017] 2、采用了瓷石粉片代替传统的瓷石粉作为填料，装配简单快速；
[0018] 3、采用了固定施力方向的装夹工具和预压机构，施力可控，解决了内部芯片被压 断或者压碎的问题；
[0019] 4、借助机械装置施力预压，相比传统人工按压方式，大大省力，提高了劳动条件和 效率，并且解决了瓷石粉片没有被压碎以及没有将芯片、瓷石粉压到合适位置的难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为氧传感器结构示意图；
[0021] 图2为氧传感器内部结构示意图；
[0022] 图3为预压装置的结构示意图；
[0023] 图4为氧传感器固定板的结构示意图；
[0024] 图5为压紧杆的结构示意图；
[0025] 图中各标号的含义为：1-氧传感器固定板；2-基座；3-氧传感器；4-压紧杆； 5_轴承固定座；6-坚直靠板；7-直线轴承；8-垂直移动套筒；9-齿轮；10-齿条；11-转动轴 架；12-转动轴；13-手摇杆；14-连接杆；15-弹簧；16-顶部盖板；17-连接头；18-内六角 凹槽；19-轴向凹槽；21-防护管外罩；22-六角基座螺纹；23-六角基座；24-外钢罩；25-防 护管内罩；26-传感器芯片；27-短陶瓷芯；28-瓷石粉片；29-长陶瓷芯；30-内钢罩；31-保 护电极；32-卡箍；33-接线夹。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的说明。
[0027] 现有技术中的氧传感器如图1-2所示，是以内部中空的六角基座23为基础，六角 基座23的部分外壁上设置有六角基座螺纹22,防护管内罩25安装在六角基座23的底部， 防护管外罩21也安装在六角基座23的底部，并包裹防护管内罩25,传感器芯片26穿过长 陶瓷芯29、两个瓷石粉片28和短陶瓷芯27,传感器芯片26、长陶瓷芯29、瓷石粉片28和短 陶瓷芯27组成的整体坚直放置在六角基座23的内腔内，内钢罩30安装在六角基座23上 端，两个保护电极31关于传感器芯片26对称安装，并用两个卡箍32将两个保护电极31夹 紧在传感器芯片26上，保护电极31上部安装了接线夹33。外钢罩24安装在六角基座23 上，并包裹六角基座23上部。
[0028] 如图3-5所示，本实用新型提供了一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉预压装 置，包括氧传感器固定板1、基座2、压紧杆4、轴承固定座5、坚直靠板6、直线轴承7、垂直移 动套筒8、齿轮9、齿条10、转动轴架11、转动轴12、手摇杆13、连接杆14、弹簧15和顶部盖 板16。
[0029] 所述氧传感器固定板1上设置有用于装夹氧传感器3的内六角凹槽18,所述氧传 感器固定板1通过螺栓连接固定在基座2上。
[0030] 所述坚直靠板6坚直固定在基座2上，轴承固定座5通过沉头螺栓水平固定在坚 直靠板6上，直线轴承7安装在轴承固定座上5,垂直移动套筒8内部有带螺纹的通孔，安装 固定了两个深沟球轴承，上下两个轴承通过螺母锁死在垂直移动套筒8上。
[0031] 顶部盖板16水平安装在坚直靠板6的顶端，连接杆14坚直设置，连接杆14的顶 端固定在顶部盖板16上，下端通过两个深沟球轴承与垂直移动套筒8连接，使得垂直移动 套筒8可沿着连接杆14上下滑移。
[0032] 压紧杆4的上端插入垂直移动套筒8内，与垂直移动套筒8固定，两者联动。压紧 杆4的末端中心位置设置有轴向凹槽19,压紧杆4与氧传感器3的安装方位应使得：当压 紧杆4向下运动时，传感器芯片26恰好插入压紧杆4的轴向凹槽19内，且两者不接触。轴 向凹槽19的设置使得压紧杆4既可以避开传感器芯片26,又可以接触到长陶瓷芯29和瓷 石粉片28。
[0033] 所述垂直移动套筒8的后侧面固定安装有一齿条10和一用于固定弹簧的螺栓；所 述弹簧15 -端固定在该螺栓上，另一端固定在顶部盖板16上，用于为垂直移动套筒8提供 回位的弹力。
[0034] 所述齿轮9通过转轴12安装在转动轴架11上，齿轮9与齿条10啮合，所述转动 轴架11固定在坚直靠板6上。
[0035] 手摇杆13通过连接头17与转动轴12固定相连，使得手摇杆13与转动轴12同轴 转动。转动轴12可带动齿轮9转动，齿轮9与齿条10啮合，进而实现齿条10带动垂直移 动套筒8整体下移。当作用在手摇杆13上的外力消除后后，在弹簧15作用下，垂直移动套 筒8复位。
[0036] 坚直靠板6的背面还设置有加强筋，用于固定坚直靠板6。
[0037] 上述氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉预压装置的工作原理为：
[0038] 在预压之前，需要先手工将传感器芯片26前端依次穿过长陶瓷芯29、两个瓷石粉 片28和短陶瓷芯27,然后整体放入六角基体24中，之后将其整体放入氧传感器固定板1上 的内六角凹槽18内（注意转动压杆避开芯片）。
[0039] 之后用手按住手摇杆13,缓慢下压，此时在齿轮9和齿条10的作用下，垂直移动 套筒8带动压紧杆4向下运动，稍微使力压碎瓷石粉片28。压实后，松开手摇杆13,在弹簧 15的作用下，手摇杆自动复位。
[0040] 本实用新型可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不 认为脱离本实用新型的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括 在本权利要求的范围之内。
【权利要求】
1. 一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉预压装置，其特征在于，包括氧传感器固定 板（1)、基座（2)、压紧杆（4)、轴承固定座（5)、坚直靠板（6)、直线轴承（7)、垂直移动套筒 (8)、齿轮（9)、齿条（10)、转动轴架（11)、转动轴（12)、手摇杆（13)、连接杆（14)、弹簧（15) 和顶部盖板（16); 所述氧传感器固定板（1)上设置有用于装夹氧传感器（3)的内六角凹槽（18)，所述氧 传感器固定板（1)固定在基座（2)上； 所述坚直靠板（6)坚直固定在基座（2)上，轴承固定座（5)水平固定在坚直靠板（6) 上，直线轴承（7)安装在轴承固定座上（5)，垂直移动套筒（8)内部有带螺纹的通孔，安装 固定有上下两个深沟球轴承，两个深沟球轴承通过螺母紧固在垂直移动套筒（8)上的内壁 上； 所述顶部盖板（16)水平安装在坚直靠板（6)的顶端，连接杆（14)坚直设置，连接杆 (14)的顶端固定在顶部盖板（16)上，下端通过两个深沟球轴承与垂直移动套筒（8)连接， 使得垂直移动套筒（8)可沿着连接杆（14)上下滑移； 压紧杆（4)的上端插入垂直移动套筒（8)内，与垂直移动套筒（8)固定，两者联动；压 紧杆（4)的末端中心位置设置有用于供传感器芯片插入的轴向凹槽（19); 所述垂直移动套筒（8)的后侧面固定安装有一齿条（10)和一用于固定弹簧的螺栓； 所述弹簧（15) -端固定在该螺栓上，另一端固定在顶部盖板（16)上，用于为垂直移动套筒 (8)提供回位的弹力； 所述齿轮（9)通过转轴（12)安装在转动轴架（11)上，齿轮（9)与齿条（10)啮合，所 述转动轴架（11)固定在坚直靠板（6)上； 手摇杆（13)通过连接头（17)与转动轴（12)固定相连，使得手摇杆（13)与转动轴（12) 同轴转动。
【文档编号】B25B27/00GK203831328SQ201420223380
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】魏鑫磊, 曹宇, 李峰平, 蔡丰勇, 胡雪林, 张正亚, 王丰, 陆金花 申请人:温州大学