一种片式氧传感器结构及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车用气体传感器技术领域，特别是涉及一种片式氧传感器的密封结构。
【背景技术】
[0002]汽车氧传感器是应用在发动机排气管上三元催化器前和后的传感部件，它利用高温下电化学原理的固体电解质元件将排气中氧浓度转换成电信号并输入控制单元(ECU)，通过控制闭环燃油喷射修正补偿达到理想的空燃比，改善汽车排放和提高燃油经济性。
[0003]现有氧传感器的敏感元件由前端陶瓷件和后端陶瓷件以及中间的密封环夹紧固定在安装壳体内部。在安装壳体内由下而上依次具有层压的前端陶瓷件、密封环和后端陶瓷件。其中用于支撑作用的前、后端陶瓷件和预压成型的密封环在沿着敏感元件截面方面具有长方形的插入孔，在产品装配时通过对后端陶瓷件施加一个压力，使得预压好的密封环将陶瓷件、安装壳体与敏感元件三者之间的缝隙紧密填充。之后在安装壳体后端进行旋铆，以实现敏感元件固定在安装壳体中，由此密封环将废气室与传感器内部的参比气室隔离。
[0004]氧传感器性能的好坏主要取决于输出电压、绝缘性能及响应时间等性能参数，这些参数与氧传感器密封环隔离后的气密性密切相关。现有技术的这种氧传感器在装配过程中，在对安装壳体后端压铆环进行旋铆时会产生一个横向的一个旋转力，在摩擦力的作用下可能会带动后端陶瓷件在横向的一个旋转力，存在后端陶瓷件和密封环发生相对运动使得敏感元件被扭裂或扭断的风险。另外，氧传感器在使用过程中，由于高温、振动等恶劣环境的影响，也可能会存在密封环与前、后陶瓷件的相对旋转，存在氧传感器失效风险。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种片式氧传感器结构及制造方法，通过对密封装置的结构改进，一方面，能够防止装配时安装壳体后端压铆环旋铆时和使用过程产品振动所引起的密封环与陶瓷件的相对旋转，另一方面，装配时易击碎密封环以提高密封环的密封可靠性，进而降低生产成本，提高产品良率。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种片式氧传感器结构，包括敏感元件、密封装置和安装壳体；所述敏感元件通过密封装置固定在安装壳体中；所述密封装置包括前端陶瓷件、密封环和后端陶瓷件；所述敏感元件穿在顺序排列的前端陶瓷件、密封环和后端陶瓷件中，所述密封环填充在陶瓷件、安装壳体与敏感元件三者之间所围成的空间中；在前端陶瓷件、后端陶瓷件中，在与密封环相接触的对应端面处设有至少一个凸起物，且该凸起物嵌入密封环的与对应陶瓷件相接触的端面内，使陶瓷件与密封环在旋转方向上形成同步转动的整体。
[0007]所述陶瓷件设有用来适配于所述敏感元件穿过的长方形的插入孔，所述凸起物设在插入孔边。
[0008]所述凸起物为半球形或圆台。
[0009]所述凸起物为柱状，凸起物的横截面为矩形或椭圆形或圆形或三角形或多边形。
[0010]所述凸起物的边缘设有倒角或倒圆角。
[0011]所述前端陶瓷件、后端陶瓷件中，在与密封环相接触的对应端面的边缘设有倒角或倒圆角。
[0012]—种片式氧传感器结构的制造方法，是在前端陶瓷件、后端陶瓷件中，在与密封环相接触的对应端面处预置至少一个凸起物；在敏感元件、密封装置装入安装壳体时，通过施加预置压力，让前端陶瓷件、后端陶瓷件的凸起物嵌入密封环的与对应陶瓷件相接触的端面内，使密封环与陶瓷件、安装壳体及敏感元件三者之间的缝隙被紧密填充，并且使陶瓷件与密封环在旋转方向上形成同步转动的整体，以便在之后的安装壳体后端用压铆环旋铆时，防止陶瓷件与密封环之间的相对转动。
[0013]所述凸起物为半球形或圆台。
[0014]所述凸起物为柱状，凸起物的横截面为矩形或椭圆形或圆形或三角形或多边形。
[0015]所述凸起物的边缘设有倒角或倒圆角。
[0016]与现有技术相比较，本发明的有益效果是:
[0017]1、由于采用了在前端陶瓷件、后端陶瓷件中，在与密封环相接触的对应端面处设有至少一个凸起物，以在所述预置压力的作用下，嵌入密封环的与对应陶瓷件相接触的端面内，使陶瓷件与密封环在旋转方向上形成同步转动的整体。本发明的这种结构可防止陶瓷件与密封环的相对旋转，进而保护敏感元件。
[0018]2、由于采用了在前端陶瓷件、后端陶瓷件中，在与密封环相接触的对应端面处设有至少一个凸起物，在压力的作用下，由于陶瓷件上的凸起物作用面积较小，易于将密封环击碎，从而使得陶瓷件、安装壳体与敏感元件三者之间的缝隙更有效地被密封材料填充，实现可靠地密封。同时，柱状凸起物边缘可设有倒角或倒圆角，将密封材料挤向安装壳体、陶瓷件与敏感元件三者之间的缝隙中，提高密封效果。
[0019]3、由于采用了前端陶瓷件、后端陶瓷件中，在与密封环相接触的对应端面的边缘设有倒角或倒圆角，使得密封材料在压紧压力作用下更易填充陶瓷件、安装壳体与敏感元件之间的缝隙，从而提高产品密封可靠性，进而降低生产成本，提高产品良率。
[0020]以下结合实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种片式氧传感器结构不局限于实施例。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的片式氧传感器概要结构预置压力前纵截面示意图；
[0022]图2是本发明的片式氧传感器概要结构预置压力后旋铆前纵截面示意图；
[0023]图3是本发明的片式氧传感器概要结构旋铆后纵截面示意图；
[0024]图4是实施例本发明的片式氧传感器的前端陶瓷件的立体结构示意图；
[0025]图5是实施例本发明的片式氧传感器的前端陶瓷件的主视图；
[0026]图6是实施例本发明的片式氧传感器的后端陶瓷件的立体结构示意图；
[0027]图7是实施例本发明的片式氧传感器的后端陶瓷件的主视图。
【具体实施方式】
[0028]实施例
[0029]参见图1至图7所示，本发明的一种片式氧传感器结构，包括敏感元件1、密封装置和安装壳体3 ;所述敏感元件1通过密封装置固定在安装壳体3中；所述密封装置包括前端陶瓷件21、密封环22和后端陶瓷件23 ;所述敏感元件1穿在顺序排列的前端陶瓷件21、密封环22和后端陶瓷件23中，在预置压力的作用下，密封环22将陶瓷件(即前端陶瓷件21、后端陶瓷件23)、安装壳体3与敏感元件1三者之间的缝隙紧密填充，即密封环22填充在陶瓷件(即前端陶瓷件21、后端陶瓷件23)、安装壳体3与敏感元件1三者之间所围成的空间中；在前端陶瓷件21、后端陶瓷件23中，在与密封环相接触的对应端面处设有至少一个凸起物，以在所述预置压力F的作用下，嵌入密封环的与对应陶瓷件相接触的端面内，使陶瓷件与密封环在旋转方向上形成同步转动的整体。由于在后续的旋铆工艺中，会产生一个横向的一个旋转力，使后端陶瓷件和密封环发生相对运动，通过凸起物的作用，能够防止陶瓷件和密封环之间发生相对运动。
[0030]其中，安装壳体3为金属材料；密封环22为预压成型的滑石粉或氮化硼等密封材料；陶瓷件(即前端陶瓷件21、后端陶瓷件23)为电绝缘的陶瓷材料。
[0031]本实施例中，在前端陶瓷件21中，其与密封环22相接触的端面211处设有二个凸起物212，以在所述预置压力的作用下，嵌入密封环22的与陶瓷件相接触的端面内，使前端陶瓷件21与密封环22在旋转方向上形成同步转动的整体。当然，也可以是仅设有一个凸起物，或是二个以上凸起物。
[0032]同样的，在后端陶瓷件23中，其与密封环22相接触的端面231处设有二个凸起物232，以在所述预置压力的作用下，嵌入密封环22的与陶瓷件相接触的端面内，使后端陶瓷件23与密封环22在旋转方向