气体传感器以及气体传感器的制造方法与流程

文档序号:16643026发布日期:2019-01-16 07:50阅读:175来源:国知局
气体传感器以及气体传感器的制造方法与流程

本发明涉及一种具有用于检测被检测气体的浓度的传感器元件的气体传感器以及气体传感器的制造方法。



背景技术:

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的板状的传感器元件的气体传感器。

作为这种气体传感器,广泛使用如下结构的气体传感器:在板状的传感器元件的后端侧外表面设置多个电极极板(electrodepad),使端子金属件与各个上述电极极板电接触而将来自传感器元件的传感器输出信号向外部取出,或者向层叠在传感器元件上的加热器供电(专利文献1)。

在此,如图19所示,端子金属件200形成为例如将金属板切割并使其立起而成的剖面呈日文假名“コ”字形的条状,其主面200a的顶端侧部分朝向传感器元件(未图示)折回而形成与传感器元件的电极极板弹性地相连接的折回部202。另一方面,在端子金属件200的后端侧形成有用于将引线的顶端弯边(日文:加締める)的弯边部204。并且,端子金属件200自身贯穿陶瓷制的分隔件1300的贯穿孔1300h并被保持。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015-129727号公报(图5)



技术实现要素:

发明要解决的问题

另外,在折回部202与传感器元件的电极极板相接触时,折回部202自电极极板受到向径向外侧的反作用力f。因此,为了克服该反作用力f,需要使端子金属件200的主面200a与分隔件1300的贯穿孔1300h的壁面牢固地面接触。

然而,若分隔件1300自废气等接收热量并成为高温,则热量自分隔件1300经由主面200a向端子金属件200传递,有时端子金属件200也成为高温。这样的话存在如下风险:端子金属件200的折回部202软化或者发生蠕变变形导致弹性降低,从而端子金属件200与传感器元件之间的电连接的可靠性降低。

于是,本发明的目的在于提供一种气体传感器以及气体传感器的制造方法,该气体传感器能够抑制由自分隔件的传热导致的端子金属件的弹性的降低,并且将传感器元件的电极极板和端子金属件可靠地电连接。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题,本发明的气体传感器包括:传感器元件,其形成为沿着轴线方向延伸的板状,该传感器元件在后端侧的外表面具有电极极板;端子金属件,其沿着所述轴线方向延伸并与所述电极极板电连接;分隔件,其为筒状,该分隔件具有用于保持所述端子金属件的贯穿孔,并且包围所述传感器元件的后端侧部分;以及引线,其与所述端子金属件的后端侧部分相连接并向所述分隔件的后端侧引出,其中,所述端子金属件包括:引线连接部,其与所述引线相连接;主体部,其与该引线连接部的顶端侧相连且沿着所述轴线方向延伸;突出片部,其自所述主体部的顶端侧向与所述轴线方向交叉的方向突出;以及弹性部,其与所述突出片部的顶端相连结,该弹性部朝向所述传感器元件折回,并与所述电极极板弹性地相连接,将所述主体部中的、位于与所述弹性部所在侧相反的那一侧的面作为主面,将所述突出片部中的、位于与所述弹性部所在侧相反的那一侧的面作为副面,而且,将所述主面中的与所述分隔件的所述贯穿孔相对的部位作为第1相对面,将所述副面中的与所述贯穿孔相对的部位作为第2相对面,此时,所述第1相对面的面积s1大于所述第2相对面的面积s2,并且,所述第2相对面的至少一部分与所述分隔件的形成所述贯穿孔的内周面相接触,且所述第1相对面与所述贯穿孔的所述内周面隔开间隔。

采用该气体传感器,由于第2相对面的至少一部分与贯穿孔(的壁面)相接触,从而在与第2相对面相对的折回部受到来自传感器元件的电极极板的向径向外侧的反作用力f时,能够牢固地支承该反力。其结果,能够维持折回部的弹性力从而使电极极板和端子金属件稳定地电连接。

另外,由于面积s2小于面积s1,因此,在面积s2的一部分或者整个面与贯穿孔(的壁面)相接触,或者比第1相对面靠近贯穿孔(的壁面)的情况下,易于自分隔件接收热量的第2相对面的面积相对较小,能够降低自分隔件向端子金属件整体的传热。另外,也可以是,第2相对面的整个面与贯穿孔的内周面(分隔件的内周面)相接触。

另一方面,由于大面积的第1相对面与贯穿孔(分隔件的内周面)隔开间隔,因此,使与第2相对面相比面积相对较大的第1相对面比第2相对面远离贯穿孔(的壁面),能够利用空气将第1相对面与分隔件之间隔热。其结果,能够降低自分隔件向端子金属件整体的传热。

通过以上方式,能够抑制由于来自分隔件的传热导致端子金属件的折回部因发生软化或者发生蠕变变形而弹性降低,并且能够将传感器元件的电极极板和端子金属件可靠地电连接。

在本发明的气体传感器中,也可以是,所述第1相对面和所述贯穿孔之间的最小间隔d1大于所述第2相对面和所述贯穿孔之间的最大间隔d2。

采用该气体传感器,能够可靠地使与第2相对面相比面积相对较大的第1相对面比第2相对面远离贯穿孔(的壁面),从而利用空气将第1相对面和分隔件之间隔热。其结果,能够进一步降低自分隔件向端子金属件整体的传热。

另外,该气体传感器示出如下方式:第2相对面具有最大间隔d2,即,并不是第2相对面的整个面与贯穿孔(的壁面)相接触,而是第2相对面的一部分与贯穿孔(的壁面)相接触。

在本发明的气体传感器中,也可以是,所述贯穿孔中的、与所述主面相对的部位位于比与所述副面相对的部位靠径向外侧的位置。

采用该气体传感器,能够进一步扩大贯穿孔和主面之间的间隔,并且能够进一步降低自分隔件向端子金属件整体的传热。

在本发明的气体传感器中,也可以是,所述端子金属件的所述主面位于比所述副面靠径向内侧的位置。

采用该气体传感器,能够进一步扩大贯穿孔和主面之间的间隔,并且能够进一步降低自分隔件向端子金属件整体的传热。

在本发明的气体传感器中,也可以是,在所述贯穿孔中的、与所述主面相对的部位和与所述副面相对的部位之间形成有第1台阶部,所述端子金属件的所述副面经由第2台阶部与所述主面相连,并且所述主面位于比所述副面靠径向外侧的位置,所述主面或者所述第2台阶部卡定于所述第1台阶部从而将所述端子金属件定位。

采用该气体传感器,由于贯穿孔中的、与主面相对的部位位于比与副面相对的部位靠径向外侧的位置,因此能够进一步扩大贯穿孔和主面之间的间隔。另外,通过将第1台阶部兼用于端子金属件的定位,从而不需要向分隔件额外设置端子金属件的定位部,能够在不使分隔件的形状复杂化的情况下提高生产率。

本发明的第1方面的气体传感器的制造方法是所述气体传感器的制造方法,所述传感器元件在表面和背面具有1对所述电极极板或者两对以上的所述电极极板,将在各个所述弹性部上具有接点部的1对所述端子金属件或者两对以上的所述端子金属件以所述接点部彼此相对的方式保持于所述分隔件的贯穿孔内,所述接点部隔着所述传感器元件分别与所述电极极板电连接,其中,该气体传感器的制造方法包括:分隔件收容工序,在该分隔件收容工序中,使用第1治具,所述第1治具具有用于沿着所述轴线方向收容所述分隔件的收容空间,在将所述分隔件以及所述端子金属件收容在所述收容空间内时,自所述收容空间的底面沿着所述分隔件的后端侧部分立起设置的规定厚度的平面部配置在与所述接点部彼此的相对面相对应的位置,自所述第1治具的后端侧收容所述分隔件,并且将所述平面部贯穿于所述分隔件的所述贯穿孔中的与所述相对面相对应的位置;端子金属件保持工序,在该端子金属件保持工序中,以在所述接点部彼此之间隔着所述平面部的方式,将各个所述端子金属件自所述分隔件的后端侧插入所述贯穿孔并保持所述端子金属件;以及治具脱离工序,在该治具脱离工序中,使所述第1治具相对于所述分隔件相对地向顶端侧脱离。

采用第1方面的气体传感器的制造方法,在以接点部彼此相对的方式将1对以上的端子金属件安装于分隔件时,由于在接点部彼此之间隔着第1治具的平面部,因此能够抑制相对的端子金属件彼此相接触并互相缠绕,能够抑制端子金属件的破损、变形,能够使操作性提高。

对于本发明的第2方面的气体传感器的制造方法而言,所述传感器元件在表面和背面具有1对所述电极极板或者两对以上的所述电极极板,将在各个所述弹性部上具有接点部的1对所述端子金属件或者两对以上的所述端子金属件以所述接点部彼此相对的方式保持于所述分隔件的贯穿孔内,所述接点部隔着所述传感器元件分别与所述电极极板电连接,其中,该气体传感器的制造方法包括:引线贯穿工序,在该引线贯穿工序中,使能与各个所述端子金属件连接的引线贯穿所述分隔件的所述贯穿孔并自所述贯穿孔的顶端侧突出;端子金属件连接工序,在该端子金属件连接工序中,将所述端子金属件分别电连接于所述引线的顶端;端子金属件收容工序,在该端子金属件收容工序中,使用第2治具,所述第2治具具有能以与所述分隔件内的所述端子金属件的保持位置相同的方式沿着所述轴线方向收容所述端子金属件的收容空间,在将所述端子金属件收容到所述收容空间时,自所述收容空间的底面沿着所述轴线方向立起设置的规定厚度的平面部配置在与所述接点部彼此的相对面相对应的位置,所述收容空间的内径小于或等于所述分隔件的顶端部的最大外径,以在所述接点部彼此之间隔着所述平面部的方式自所述第2治具的后端侧收容所述端子金属件;分隔件抵接工序,在该分隔件抵接工序中,一边将所述引线向后端侧拉拽,一边使所述分隔件的顶端抵接于所述第2治具的后端;端子金属件保持工序,在该端子金属件保持工序中,将所述端子金属件自抵接于所述第2治具的后端的所述分隔件的所述贯穿孔的顶端侧插入该贯穿孔并保持所述端子金属件;以及治具脱离工序,在该治具脱离工序中,使所述第2治具相对于所述分隔件相对地向顶端侧脱离。

采用第2方面的气体传感器的制造方法,在以接点部彼此相对的方式将1对以上的端子金属件安装于分隔件时,由于在接点部彼此之间隔着第2治具的平面部,因此能够抑制相对的端子金属件彼此相接触并互相缠绕,能够抑制端子金属件的破损、变形,能够使操作性提高。

发明的效果

采用该发明,能够得到如下气体传感器,其能够抑制由来自分隔件的传热导致的端子金属件的弹性的降低,并且能够将传感器元件的电极极板和端子金属件可靠地电连接。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的气体传感器的沿着轴线方向的剖视图。

图2是第1实施方式中的端子金属件的立体图。

图3是第1实施方式中的端子金属件的后视图。

图4是表示将第1实施方式中的端子金属件插入分隔件的贯穿孔并保持该端子金属件的状态的剖视图。

图5是本发明的第2实施方式中的端子金属件的立体图。

图6是表示将第2实施方式中的端子金属件插入分隔件的贯穿孔并保持该端子金属件的状态的剖视图。

图7是本发明的第3实施方式中的端子金属件的立体图。

图8是表示将第3实施方式中的端子金属件插入分隔件的贯穿孔并保持该端子金属件的状态的剖视图。

图9是传感器元件的立体图。

图10是在第1方面的实施方式中使用的第1治具的俯视图。

图11是沿着图10的a-a线的剖视图。

图12是表示将端子金属件插入被收容在第1治具中的分隔件的状态的图。

图13是第1方面的实施方式的气体传感器的制造方法的工序图。

图14是在第2方面的实施方式中使用的第2治具的俯视图。

图15是沿着图14的b-b线的剖视图。

图16是表示将端子金属件收容于第2治具的状态的图。

图17是第2方面的实施方式的气体传感器的制造方法的工序图。

图18是表示端子金属件相对于平面部沿着排列设置方向偏移后的状态的图。

图19是以往的端子金属件的立体图。

附图标记说明

1气体传感器;10传感器元件;10a气体检测部;11a、11b、12a、12b电极极板;20、30、40端子金属件;21、31、41主体部;21a、31a、41a主面;21p接点部;22、32、42突出片部;22a、32a、42a副面;22b第2台阶部(连接部);22c、32c、42c弹性部;23、33、43引线连接部;90、92分隔件(第1分隔件);90e第1台阶部;90h、92h贯穿孔(分隔件的内周面);90t第2限制构件;146引线;300第1治具;300h、400h收容空间;300b、400b收容空间的底面;300s、400s第1限制构件;312、412平面部;314、316端子金属件限制构件;400第2治具;o轴线;f1第1相对面;f2第2相对面;d1收容空间的内径;d2分隔件的顶端部的最大外径;l排列设置方向。

具体实施方式

以下,说明本发明的实施方式。

图1是本发明的第1实施方式的气体传感器(氧传感器)1的沿着轴线o方向的整体剖视图,图2是端子金属件20的立体图,图3是端子金属件20的后视图,图4是表示将端子金属件20插入第1分隔件90的贯穿孔90h并保持端子金属件20的状态的剖视图。另外,图4示出的是沿着图1的a-a线且与轴线o方向正交的剖面。

该气体传感器1是用于检测汽车、各种内燃机的废气中的氧浓度的氧传感器。

在图1中,气体传感器1包括:主体金属壳体138,其为筒状,该主体金属壳体138在外表面形成有用于将其固定于排气管的螺纹部139;传感器元件10,其形成为沿着轴线o方向(气体传感器1的长度方向:图中的上下方向)延伸的板状形状;陶瓷套筒106,其为筒状,该陶瓷套筒106以包围传感器元件10的径向周围的方式配置;第1分隔件90,其为陶瓷制且呈筒状,该第1分隔件90以在自身的顶端侧的内部空间包围传感器元件10的后端部周围的状态配置;以及4个端子金属件20(在图1中仅图示了两个),该4个端子金属件20插入贯穿孔90h并被保持,该贯穿孔90h沿着轴线o方向贯通第1分隔件90。

另外,像后述那样地,陶瓷制筒状的第2分隔件160与第1分隔件90的后端侧接触地配置。

第1分隔件90相当于技术方案中的“分隔件”。

另外,第1分隔件90的4个贯穿孔90h在第1分隔件90的顶端侧与上述内部空间相连通,各端子金属件20与传感器元件10的后端侧的外表面相对且与形成在该外表面的电极极板11a~12b电连接。

另外,对于电极极板11a~12b而言,在传感器元件10的后端侧的两个面分别沿着宽度方向排列有两个电极极板。各电极极板11a~12b能够形成为例如以pt为主体的烧结体。

另一方面,传感器元件10的顶端的气体检测部10a被氧化铝等的多孔保护层14覆盖。

主体金属壳体138由不锈钢材构成,并构成为具有沿着轴线方向贯通该主体金属壳体138的贯通孔154且具有朝向贯通孔154的径向内侧突出的凸台部152的大致筒状形状。在该贯通孔154中,以使传感器元件10的顶端部比该贯通孔154自身的顶端突出的方式配置有该传感器元件10。另外,凸台部152形成为相对于与轴线方向垂直的平面倾斜的朝向内侧的锥面。

另外,在主体金属壳体138的贯通孔154的内部,自顶端侧到后端侧以包围传感器元件10的径向周围的状态依次层叠有大致环状的氧化铝制的陶瓷保持件151、粉末填充层153(以下也称为滑石环153)以及上述的陶瓷套筒106。

另外,在陶瓷套筒106和主体金属壳体138的后端部140之间配置有弯边密封件157。另外,主体金属壳体138的后端部140以能隔着弯边密封件157向顶端侧按压陶瓷套筒106的方式弯边。

另一方面,如图1所示,在主体金属壳体138的顶端侧(图1中的下方)外周,通过焊接等方式安装有覆盖传感器元件10的突出部分并且具有多个孔部的金属制(例如不锈钢材等)的双重的保护件即外部保护件142及内部保护件143。

并且,在主体金属壳体138的后端侧外周固定有外筒144。另外,在外筒144的后端侧(图1中的上方)的开口部配置有橡胶制的垫圈170,在该垫圈170中形成有供4根引线146(在图1中仅图示了两根)贯穿的引线贯穿孔(未图示),4根引线146分别与传感器元件10的4个端子金属件20(在图1中仅图示了两个)电连接。

引线146自端子金属件20的后端侧向第1分隔件90的后端侧引出,进一步经由第2分隔件160的贯穿孔(未图示)以及垫圈170而向气体传感器1的外部引出。

另外,在比主体金属壳体138的后端部140突出的传感器元件10的后端侧(图1中的上方)配置有第1分隔件90,该第1分隔件90具有自外表面朝向径向外侧突出的凸缘部90p。凸缘部90p借助保持构件169与外筒144相抵接,从而将第1分隔件90保持于外筒144的内部。

另外,在垫圈170和第1分隔件90之间配置有第2分隔件160,在垫圈170的弹性力的作用下使第2分隔件160向顶端侧推压第1分隔件90。由此,凸缘部90p被压向保持构件169侧,从而将第1分隔件90以及第2分隔件160保持于外筒144的内部。

图2示出端子金属件20的立体图。另外,在本实施方式中,气体传感器1具有4个端子金属件20,但是如图4所示,这4个端子金属件20均是使在第1分隔件90内相邻的端子金属件20彼此线对称的形状,因此使用其中1个端子金属件20(图4的左上的位置ⅰ)来进行说明。

另外,图4的左下的位置ⅱ的端子金属件20以沿着传感器元件10的面方向的线为轴线相对于位置ⅰ的端子金属件20线对称。图4的右下的位置ⅲ的端子金属件20以与传感器元件10的面方向垂直的线为轴线相对于位置ⅱ的端子金属件20线对称。图4的右上的位置ⅳ的端子金属件20以与传感器元件10的面方向垂直的线为轴线相对于位置ⅰ的端子金属件20线对称。

如图2所示,端子金属件20整体沿着轴线o方向延伸并一体地具有:引线连接部23,其能与引线146(参照图1)相连接;主体部21,其与引线连接部23的顶端侧相连且沿着轴线o方向延伸;突出片部22,其自主体部21的顶端向与轴线o方向交叉的方向(图1的宽度方向)突出;弹性部22c,其与突出片部22的顶端相连结,该弹性部22c朝向传感器元件10折回,并与电极极板弹性地相连接。将弹性部22c中的、与电极极板直接接触的突部作为接点部21p。

将主体部21中的、位于与弹性部22c所在侧相反的那一侧的面作为主面21a,将突出片部22中的、位于与弹性部22c所在侧相反的那一侧的面作为副面22a。

端子金属件20例如能够通过将1个金属板(因科镍合金(注册商标)等)冲切后将其弯折成规定形状来制造,但是不限定于此。

引线连接部23是公知的形成为筒状的压接端子部,通过将引线146的被剥掉了覆盖物而使导线露出的部分插入该筒内并压接,从而将引线146与该引线连接部23电连接。

主体部21的剖面呈l字形,将主面21a的宽度方向上的一侧(与副面22a相反的这一侧)的外侧部分折回90度从而形成引导部21b。并且,在主面21a的后端侧一体地连接有引线连接部23。从这一点来说,主体部21中的、没有连接引线连接部23的面即引导部21b不与“主面”相当。另外,引导部21b成为端子金属件20插入第1分隔件90的贯穿孔90h时的引导件。另外,主体部21作为端子金属件20的基部来确保端子金属件20的强度。

主面21a的宽度方向上的另一侧(与引导部21b相反的这一侧)的外侧部分形成有向与引导部21b相同的朝向折回并与副面22a一体地相连的连接部22b,副面22a平行于主面21a。另外,突出片部22具有弹性部22c,该弹性部22c自副面22a的顶端朝向传感器元件10地向后端侧折回,并与电极极板11a(参照图1、图9)弹性地相连接。弹性部22c相对于副面22a沿着径向弹性地挠曲。

另外,如图9所示,传感器元件10形成为沿着轴线o方向延伸的板状,顶端部10s成为用于检测氧浓度的气体检测部10a,气体检测部10a被多孔保护层14覆盖。另外,传感器元件10自身是公知的结构,虽然未图示,但是其具有:气体检测部,其包括1对电极和具有氧离子透过性的固体电解质体;以及加热部,其对气体检测部进行加热并保持恒定温度。

并且,在传感器元件10的一主面(表面)10a的后端侧,沿着宽度w的方向排列有两个电极极板11a、11b,来自气体检测部的传感器输出信号经由引线部(未图示)而自这些电极极板11a、11b输出。另外,在与主面10a相对地设置的另一主面(背面)10b的后端侧,沿着宽度方向排列有两个电极极板12a、12b,并且经由引线部(未图示)向加热部供给电力。

各电极极板11a、11b、12a、12b形成为在轴线o方向上较长的矩形形状,能够形成为例如以pt为主体的烧结体。另外,在本实施方式中,配置在传感器元件10的各面上的电极极板11a、11b和电极极板12a、12b隔着传感器元件10彼此相对且分别成对,具体而言,成为1对的电极极板11a和电极极板12a相对,成为另外1对的电极极板11b和电极极板12b相对。即,在本实施方式中,具有合计两对的电极极板11a、11b、12a、12b。

另外,在分隔件90的贯穿孔90h中保持有上述的4个端子金属件20(端子金属件20a、20b、20c、20d),其中,隔着传感器元件10相对的端子金属件20a和端子金属件20c、以及隔着传感器元件10相对的端子金属件20b和端子金属件20d分别相当于“1对端子金属件”(参照图4)。即,在本实施方式中,具有合计成为两对的端子金属件20a、20b、20c、20d。

图3表示端子金属件20的后视图。将主面21a中的、与第1分隔件90的贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)相对的部位作为第1相对面f1,将第1相对面f1的面积设为s1(图3的阴影部位)。在此,引线连接部23朝向第1分隔件90的后端侧露出,面积s1是主面21a中的存在于第1分隔件90的内部的区域。因此,将主面21a中的与引线连接部23相邻的部分自s1中排除。

另外,将副面22a中的、与贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)相对的部位作为第2相对面f2,将第2相对面f2的面积设为s2(图3的阴影部位)。在此,面积s2是副面22a中的存在于第1分隔件90的内部的部位且是与弹性部22c在宽度方向上重叠的部位。因此,将副面22a和主面21a之间的连接部22b自s2中排除。

在此,面积s1大于面积s2。另外,如图4所示,第2相对面f2的至少一部分与贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)相接触,并且第1相对面f1与贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)隔开间隔。

像这样地,通过使第2相对面f2的至少一部分与贯穿孔90h相接触,从而在与第2相对面f2相对的弹性部22c自传感器元件10的电极极板11a受到朝向径向外侧的反作用力f时,能够牢固地支承该反作用力f。其结果,能够维持弹性部22c的弹性力从而将电极极板11a和端子金属件20稳定地电连接。

另外,由于面积s2小于面积s1,因此,在面积s2的一部分或者整个面与贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)相接触,或者比第1相对面f1靠近贯穿孔90h(的壁面)的情况下,易于自第1分隔件90接收热量的第2相对面f2的面积相对较小,能够降低自第1分隔件90向端子金属件20整体的传热。

另一方面,由于大面积的第1相对面f1与贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)隔开间隔,因此,使与第2相对面f2相比面积相对较大的第1相对面f1离开贯穿孔90h(的壁面),从而能够利用空气将第1分隔件90和第1相对面f1之间隔热。其结果,能够降低自第1分隔件90向端子金属件20整体的传热。

通过以上方式,能够抑制由于来自第1分隔件90的传热导致端子金属件20的弹性部22c因发生软化或者发生蠕变变形而弹性降低,并且能够将传感器元件10的电极极板11a和端子金属件20可靠地电连接。

另外,如图4所示,在第1实施方式中,第1相对面f1和贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)之间的最小间隔d1比第2相对面f2和贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)之间的最大间隔d2大。由此,能够可靠地使与第2相对面f2相比面积相对较大的第1相对面f1比第2相对面f2远离贯穿孔90h,从而能够利用空气将第1分隔件90和第1相对面f1之间隔热。其结果,能够进一步降低自第1分隔件90向端子金属件20整体的传热。

另外,如图4所示,在第1实施方式中,在第1分隔件90的贯穿孔90h中的、与主面21a相对的部位和与副面22a相对的部位之间,以与主面21a相对的部位位于比与副面22a相对的部位靠径向外侧的位置的方式形成有第1台阶部90e。

另一方面,端子金属件20的副面22a经由连接部22b与主面21a相连,并且主面21a位于比副面22a靠径向外侧的位置。并且,主面21a的宽度方向上的端面卡定于第1台阶部90e从而将端子金属件20定位。另外,连接部22b相当于技术方案中的“第2台阶部”。

像这样地,通过使与主面21a相对的部位位于比与副面22a相对的部位靠径向外侧的位置,从而能够进一步扩大贯穿孔90h和主面21a之间的间隔,通过上述的空气隔热的效果,能够进一步降低自第1分隔件90向端子金属件20整体的传热。另外,通过将第1台阶部90e兼用于端子金属件20的定位,从而不需要额外向第1分隔件90设置端子金属件20的定位部,能够在不使第1分隔件90的形状复杂化的情况下提高生产率。

另外,也可以使连接部22b的形状沿着第1台阶部90e,并且使连接部22b卡定于第1台阶部90e从而将端子金属件20定位。

接着,参照图5、图6来说明本发明的第2实施方式的气体传感器。另外,由于本发明的第2实施方式的气体传感器除了端子金属件30的形状与第1实施方式的气体传感器不同之外其他结构与第1实施方式的气体传感器相同,因此对与第1实施方式的气体传感器相同的结构部分标注相同的附图标记并省略说明。

图5是端子金属件30的立体图,图6是表示将端子金属件30插入第1分隔件90的贯穿孔90h并保持端子金属件30的状态的剖视图。另外,图6表示与图4同样的剖面。

如图5所示,端子金属件30整体沿着轴线o方向延伸并一体地具有:引线连接部33;主体部31,其与引线连接部33的顶端侧相连;突出片部32,其自主体部31的顶端侧向与轴线o方向交叉的方向突出;以及弹性部32c,其与突出片部32的顶端相连结,该弹性部32c朝向传感器元件10折回,并与电极极板弹性地相连接。

将主体部31中的、位于与弹性部32c所在侧相反的那一侧的面作为主面31a,将突出片部32中的、位于与弹性部32c所在侧相反的那一侧的面作为副面32a。

引线连接部33与第1实施方式中的引线连接部23大致相同。

主体部31的剖面呈l字形,将主面31a的宽度方向上的一侧(与副面32a相反的这一侧)的外侧部分折回90度从而形成引导部31b。并且,在主面31a的后端侧连接有引线连接部33。

主面31a的宽度方向上的另一侧(与引导部31b相反的这一侧)的外侧部分直接(没有隔有连接部22b等)与副面32a相连成一个面。另外,突出片部32具有弹性部32c,该弹性部32c自副面32a朝向传感器元件10折回,并与电极极板11a(参照图1)弹性地相连接。

另外,主面31a和副面32a之间的分界线在图5中以虚线示出。

像这样地,由于主面31a和副面32a是一个面,因此若贯穿孔90h中的与主面31a和副面32a相对的部位是一个面,则无法使第2相对面f2的至少一部分与贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)相接触并且使第1相对面f1与贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)隔开间隔。于是,贯穿孔90h中的与主面31a相对的部位位于比与副面32a相对的部位靠径向外侧的位置。

由此,能够使第2相对面f2的至少一部分与贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)相接触并且使第1相对面f1与贯穿孔90h(第1分隔件90的内周面)隔开间隔,能够降低自第1分隔件90向端子金属件30整体的传热。另外,由于主面31a和副面32a是一个面,因此能够在不使端子金属件30的形状复杂化的情况下提高生产率。

另外,若主面31a和副面32a是一个面,则与像第1实施方式那样地使主面21a位于比副面22a靠径向外侧的位置的情况相比,能够进一步扩大贯穿孔90h和主面31a之间的间隔,从而能够进一步降低自第1分隔件90向端子金属件30整体的传热。

接着,参照图7、图8来说明本发明的第3实施方式的气体传感器。另外,由于本发明的第3实施方式的气体传感器除了端子金属件40及第1分隔件92的形状与第1实施方式的气体传感器不同之外其他结构与第1实施方式的气体传感器相同,因此对与第1实施方式的气体传感器相同的结构部分标注相同的附图标记并省略说明。

图7是端子金属件40的立体图,图8是表示将端子金属件40插入第1分隔件92的贯穿孔92h并保持端子金属件40的状态的剖视图。另外,图8表示与图4同样的剖面。

如图7所示,端子金属件40整体沿着轴线o方向延伸并一体地具有:引线连接部43;主体部41,其与引线连接部43的顶端侧相连;突出片部42,其在主面41a的宽度方向上的外侧具有与主面41a相连的副面42a;弹性部42c,其与突出片部42的顶端相连结,该弹性部42c朝向传感器元件10折回,并与电极极板弹性地相连接。

将主体部41中的、位于与弹性部42c所在侧相反的那一侧的面作为主面41a,将突出片部42中的、位于与弹性部42c所在侧相反的那一侧的面作为副面42a。

引线连接部43与第1实施方式中的引线连接部23大致相同。

主体部41的剖面呈l字形,将主面41a的宽度方向上的一侧(与副面42a相反的这一侧)的外侧部分折回90度从而形成引导部41b。并且,在主面41a的后端侧连接有引线连接部43。

将主面41a的宽度方向上的另一侧(与引导部41b相反的这一侧)的外侧部分向与引导部41b相反的朝向折回从而形成与副面42a相连的连接部42b,副面42a平行于主面41a。另外,突出片部42具有弹性部42c,该弹性部42c自副面42a朝向传感器元件10折回,并与电极极板11a(参照图1)弹性地相连接。

另一方面,第1分隔件92的贯穿孔92h中的、与主面41a相对的部位和与副面42a相对的部位成为一个面。

在第3实施方式中,通过使端子金属件40的主面41a位于比副面42a靠径向内侧的位置,从而能够进一步扩大贯穿孔92h和主面41a之间的间隔,能够降低自第1分隔件92向端子金属件40整体的传热。另外,例如,即使将第1分隔件92的贯穿孔92h中的、与主面41a相对的部位和与副面42a相对的部位形成为一个面,也能够使第2相对面f2的至少一部分与贯穿孔92h(第1分隔件92的内周面)相接触并且使第1相对面f1与贯穿孔92h(第1分隔件92的内周面)隔开间隔。另外,由于第1分隔件92的贯穿孔92h中的、与主面41a相对的部位和与副面42a相对的部位是一个面,因此能够在不使贯穿孔92h的形状复杂化的情况下提高生产率。

接着,参照图10~图13来说明本发明的第1方面的实施方式的气体传感器的制造方法。

图10是在第1方面的实施方式中使用的第1治具300的俯视图,图11是沿着图10的a-a线的剖视图,图12是表示将端子金属件20a、20b、20c、20d插入被收容在第1治具300中的分隔件(第1分隔件)90的状态的图,图13是第1方面的实施方式的气体传感器的制造方法的工序图。

如图10、图11所示,第1治具300形成为有底圆筒状,其在中央具有朝向上表面开口的圆筒状的收容空间300h。另外,自收容空间300h的底面300b的中央朝向上方突出有俯视呈大致h形的突出部310。该突出部310形成于与分隔件90的中央的贯穿孔90h相对应的位置。

突出部310包括:中央的棱柱部314;板状的两个平面部312,该两个平面部312自棱柱部314的相对面分别沿着相反的方向在相同面上延伸;以及两个侧壁部316,该两个侧壁部316自各平面部312的两端与各平面部312垂直地延伸,且两个侧壁部316自身的两端处于棱柱部314的另外的相对面上。棱柱部314及侧壁部316自平面部312的板面突出。两个平面部312分别形成于与1对端子金属件20a、20c的接点部21p彼此的相对面相对应的位置、以及与另外1对端子金属件20b、20d的各接点部21p彼此的相对面(参照图12)相对应的位置。另外,突出部310突出到比第1治具300的上表面302靠上方的位置。

另外,收容空间300h的周缘的一部分形成直线部300s,来防止后述的分隔件90的周向上的旋转。

棱柱部314及侧壁部316相当于“端子金属件限制构件”,直线部300s相当于“第1限制构件”。

第1治具300及突出部310能够由例如不锈钢等金属制成。

如图12所示,在第1方面的实施方式的气体传感器的制造方法的端子金属件保持工序中,将端子金属件20a、20b、20c、20d分别插入收容在第1治具300中的分隔件90的4个端子收纳孔90a~90d,该点会在后面详细叙述。这时,由于棱柱部314及侧壁部316与各端子金属件20a、20b、20c、20d的侧面(与弹性部22c的面相交叉的面)相接触,限制各端子金属件向宽度方向的移动,因此能够防止分隔件90内(第1治具300内)的各端子金属件的错位。

接着,参照图13来说明第1方面的实施方式的气体传感器的制造方法的详细内容。另外,在图13中仅图示了1对端子金属件20b、20d,但是另1对端子金属件20a、20c同样如此,其只是隐藏于图13的纸面的深处。

首先,自第1治具300的后端侧(上侧)沿着轴线方向收容分隔件90,将平面部312贯穿于分隔件90的贯穿孔90h中的与上述相对面相对应的位置(图13的(a)、图13的(b):分隔件收容工序)。

接着,以使平面部312隔在接点部21p彼此之间(上述相对面)的方式将端子金属件20b、20d自分隔件90的后端侧插入贯穿孔90h并保持端子金属件20b、20d(图13的(b)、图13的(c):端子金属件保持工序)。在此,预先将引线146压接于端子金属件20b、20d的引线连接部23。

接着,使第1治具300相对于分隔件90相对地向顶端侧(下侧)脱离(图13的(d):治具脱离工序)。

像这样地,在第1方面的实施方式中,在以接点部21p彼此相对的方式将1对以上的端子金属件20a、20c(或者20b、20d)安装于分隔件90时,由于第1治具300的平面部312隔在接点部21p彼此之间,因此能够抑制相对的端子金属件20a、20c(或者20b、20d)彼此相接触并互相缠绕,能够抑制端子金属件的破损、变形,能够使操作性提高。

另外,在本实施方式中,在图13的(b)的分隔件收容工序中,在将分隔件90收容在第1治具300中时,平面部312突出到比分隔件90的后端靠后端侧的位置。由此,在接下来的端子金属件保持工序中,从端子金属件20a、20c(或者20b、20d)插入贯穿孔90h的最初,相对的端子金属件(接点部21p彼此)就由平面部312分开,因此能够可靠地抑制端子金属件彼此相接触并互相缠绕。

另外,如图10、图12所示,在本实施方式中,第1治具300具有直线部300s,并且分隔件90具有能与直线部300s卡合的第2直线部(第2限制构件)90t。由此,能够防止分隔件90在第1治具300内沿着周向旋转,能够抑制由于分隔件90的旋转而使端子金属件彼此相接触并互相缠绕。

另外,在本实施方式中,平面部312的厚度小于传感器元件10的、处于表背面的1对电极极板11a、12a(或者11b、12b)之间的部分的厚度。由此,能够抑制发生如下情况:平面部312使相对的端子金属件(接点部21p彼此)之间的间隔扩大,并使端子金属件发生塑性变形,之后端子金属件与传感器元件10的电极极板11a、12a(或者11b、12b)之间的抵接压力降低,导致电连接的可靠性降低。

接着,参照图14~图18来说明本发明的第2方面的实施方式的气体传感器的制造方法。

图14是在第2方面的实施方式中使用的第2治具400的俯视图,图15是沿着图14的b-b线的剖视图,图16是表示在第2治具400中收容有端子金属件20a、20b、20c、20d的状态的图,图17是第2方面的实施方式的气体传感器的制造方法的工序图,图18是表示端子金属件20a~20d相对于平面部412沿着排列设置方向偏移后的状态的图。

如图14、图15所示,第2治具400形成为有底圆筒状,其在中央具有朝向上表面开口的圆筒状的收容空间400h。另外,自收容空间400h的底面400b的中央朝向上方突出有板状的平面部412。该平面部412形成于与分隔件90的中央的贯穿孔90h相对应的位置。平面部412至少形成于分别与1对端子金属件20a、20c的各接点部21p彼此的相对面、以及另1对端子金属件20b、20d的各接点部21p彼此的相对面(参照图16)相对应的位置。

另外,平面部412突出到比第2治具400的上表面402靠上方的位置。

另外,收容空间400h的周缘的一部分与直线部300s同样地形成直线部400s,该直线部400s成为防止分隔件90在周向上旋转的“第1限制构件”。另外,在分隔件90中也同样地设置有上述的第2直线部(第2限制构件)90t。

第2治具400以及平面部412能够由例如不锈钢等金属制成。

如图16所示,在第2方面的实施方式的气体传感器的制造方法的端子金属件收容工序中,将端子金属件20a、20b、20c、20d分别插入第2治具400的收容空间400h,该点会在后面详细叙述。这时,将平面部412插入各端子金属件20a~20d的各接点部21p彼此的相对面之间。

在此,如图16所示,沿着平面部412的主面方向l排列有端子金属件20a、20b,在平面部412的相反面上同样地排列有端子金属件20c、20d。并且,将各端子金属件20a~20d的接点部21p处的部分的宽度设为w1,将平面部412的主面的宽度设为w2。

这时,如图18所示,若各端子金属件20c、20d(或者20a、20b)的排列方向(排列设置方向)l上的合计宽度(2×w1)<w2,则即使各端子金属件20c、20d沿着排列设置方向l偏移,也能够可靠地抑制端子金属件20c、20d越过平面部412与位于相反侧的相对的端子金属件20a、20b相接触并互相缠绕。

另外,如图16的下图所示,在将分隔件90的贯穿孔90h的排列设置方向l上的最大宽度设为w3时,若满足式1:gl+gr=w3-w2、gl<w1且gr<w1,则即使各端子金属件20c、20d沿着排列设置方向l偏移,也能够可靠地抑制端子金属件20c、20d越过平面部412与位于相反侧的相对的端子金属件20a、20b相接触并互相缠绕。其原因是,式1的gl、gr表示平面部412的两端(右侧以及左侧)与贯穿孔90h的两端(右侧以及左侧)之间的间隙,若该间隙gl、gr小于w1,则各端子金属件20c、20d无法进入平面部412的相反面。另外,在此记载了将端子金属件20c、20d的宽度都设为w1的情况,但是在端子金属件的宽度不同的情况下,也可以是各间隙gl、gr的宽度分别比最接近各间隙gl、gr的端子的宽度小。

接着,参照图17来说明第2方面的实施方式的气体传感器的制造方法的详细内容。另外,在图17中仅图示了1对端子金属件20b、20d,但是另1对端子金属件20a、20c同样如此,其只是隐藏于图17的纸面的深处。

首先,使分别与端子金属件20b、20d相连接的引线146贯穿分隔件90的贯穿孔90h并自贯穿孔90h的顶端侧突出(引线贯穿工序)。接着,将端子金属件20b、20d的引线连接部23分别压接(电连接)于引线146的顶端(图17的(a):端子金属件连接工序)。

接着,以与分隔件90内的端子金属件20b、20d的保持位置相同的方式,将端子金属件20b、20d自第2治具400的后端侧收容于收容空间400h,并且使平面部插入(隔在)接点部21p彼此之间(图17的(b):端子金属件收容工序)。

接着,一边将引线146向后端侧拉拽,一边使分隔件90的顶端抵接于第2治具400的后端(上表面)402(图17的(c):分隔件抵接工序)。在此,如图17的(c)所示,收容空间400h的内径d1小于或等于分隔件90的顶端部的最大外径d2。

接着,将端子金属件20b、20d自抵接在第2治具400的后端的分隔件90的贯穿孔90h的顶端侧插入贯穿孔90h并保持端子金属件20b、20d(图17的(d):端子金属件保持工序)。

接着,使第2治具400相对于分隔件90相对地向顶端侧(下侧)脱离(图17的(e):治具脱离工序)。

像这样地,在第2方面的实施方式中,在以接点部21p彼此相对的方式将1对以上的端子金属件20a、20c(或者20b、20d)安装于分隔件90时,由于在接点部21p彼此之间隔着第2治具400的平面部412,因此能够抑制相对的端子金属件20a、20c(或者20b、20d)相接触并互相缠绕,能够抑制端子金属件的破损、变形,能够使操作性提高。

另外,在本实施方式中,在图17的(d)的分隔件抵接工序中,平面部412突出到比接点部靠后端侧的位置。由此,在将各端子金属件保持在分隔件90的贯穿孔90h内时,由于相对的端子金属件(接点部21p彼此)由平面部412分开,因此能够可靠地抑制端子金属件彼此相接触并互相缠绕。

另外,在本实施方式中也能够像上述那样地防止分隔件90在第2治具400内沿着周向旋转,能够抑制由于分隔件90的旋转而导致端子金属件彼此相接触并互相缠绕。

本发明不限定于上述实施方式,当然也包括在本发明的思想和范围中含有的各种各样的变形以及等价物。

例如,端子金属件、第1分隔件的贯穿孔的形状等不限定于上述实施方式。

另外,作为气体传感器,除了氧传感器、全区域气体传感器之外,还能够列举nox传感器。

另外,在上述实施方式中,在端子金属件20的引线连接部23直接连接(弯边)有引线,但是不限定于此,也可以是例如如下方式:以弯边等方式将引线直接连接于其他零件,并以嵌插等方式将该其他零件与端子金属件20的后端侧相连接。在该情况下,与其他零件相连接的端子金属件20的连接部相当于“引线连接部”,引线连接部借助其他零件间接地与引线相连接。

没有限定第1治具或者所述第2治具、分隔件、端子金属件的形状。另外,端子金属件可以是1对,也可以是两对以上。

另外,作为防止分隔件在周向上旋转的第1限制构件,也可以将用于定位的销设置于分隔件顶端面的一部分或者分隔件的端子收容空间,也可以设置多个第1限制构件。

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