JP4729427B2 - Manufacturing method of gas sensor - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関などから排出される排気ガスなどの被測定ガス中の酸素濃度を検出するための酸素センサ等のガスセンサ(以下、単にセンサともいう)の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a gas sensor (hereinafter also simply referred to as a sensor) such as an oxygen sensor for detecting an oxygen concentration in a gas to be measured such as exhaust gas discharged from an internal combustion engine or the like.
この種のガスセンサの代表的なものの1例としては、図6に示したような構造をなす特許文献1に記載のものがある。この酸素センサ1は、内周面(内壁面)22a及び外周面(外壁面)22bに、それぞれ内部電極(層)及び外部電極(層)を有する、先端(同図下端)が閉塞された中空軸状(筒状)の固体電解質からなる検出素子(以下、単に素子ともいう)21と、この検出素子21を内側に保持して、排気ガス管に取付けられる金具本体(主体金具ともいわれる)11等からなっている。この酸素センサ1は、金具本体11を介して内燃機関の排気ガス管に取付けられ、内部電極(基準電極)を基準ガス(大気)に、外部電極(測定電極)を排気ガスに接触させ、検出素子21の内外面の酸素濃度差に対応して両電極間に起電力を生じさせ、この起電力に基づく信号を制御回路に出力し、排気ガス中の酸素濃度を検知して空燃比制御するのに使用される。
As a typical example of this type of gas sensor, there is one described in
このようなセンサを製造する工程の最終的な組立ては、図7の左下に示したように、素子21を金具本体11内に同軸状にして固定した素子側半組立体201を製造しておく一方、同図の左上に示したように、素子21の内部電極、外部電極に接続すべき内周面用端子金具71と外周面用端子金具91(以下、各端子金具71,91ともいう)などを組み込んだ端子金具側半組立体301を製造してき、この両半組立体201,301を図7の右側に示したように、組み付けることで行われている。ここに、各端子金具71,91は、図8−A,Bに示したように、金属薄板を曲げるなどして形成されており、それぞれ先端(図示下端)側に、一側に切れ目(又はスリット)Mのある横断面がC字状をなす筒状接続部73,93を備えている。そして、各筒状接続部73,93の後端(図示上端)73a,93aから後端側に延びる中継線部74,94を備えている。すなわち、この両半組立体201,301の組み付けは、図7に示したように、素子側半組立体201の素子21の後端(図示上端)25部位に、端子金具側半組立体301における各端子金具71,91の筒状接続部73,93を位置決め(センタ出し)する。そして、両半組立体201,301を、軸線G方向に近接するように移動する。すなわち、内周面用端子金具71の筒状接続部73を素子21の後端25寄り部位の内側に、外周面用端子金具91の筒状接続部93を素子21の後端25寄り部位の外側に、それぞれが、加圧装置で同時に所定の押込み速度で一気に押込まれるようにしていた。このセンサでは、このような組立工程によって各端子金具71,91を素子21の各電極に接続することが行われていた。
In the final assembly of the process for manufacturing such a sensor, as shown in the lower left of FIG. 7, an element-
ここで、端子金具側半組立体301は、絶縁材からなる円柱状のセパレータといわれる端子金具保持部材111の先端面112に、各端子金具71,91における筒状接続部73,93をほぼ同軸状に配置し、各筒状接続部73,93の後端から延びるその中継線部74,94を端子金具保持部材111内に先後に貫通状に設けられた空孔内に通した状態としている。一方、各筒状接続部73,93は、その後端73a,93aを端子金具保持部材111の先端面112に当接するようにして配置されている。このような端子金具71,91のうち、外周面用端子金具91は、その筒状接続部93の自由状態での内径が、素子21の後端25部位の外径よりも小さくされており、素子21の後端25寄り部位に外嵌めされた際に、バネ性により拡径状に弾性変形して素子21の外周面22bを締め付けることで、その外部電極に電気的に接続されるように構成されている。このため、筒状接続部93の先端(図8下端)93bには外広がり状の例えば歯98が外嵌におけるガイドをなすように設けられており、素子21には、その後端面25と外周面22bとの角に面取り27(図6参照)が付与されており、その押込み開始の円滑化が図られている。
ところが、上記した素子側半組立体201における素子21の後端25に、各端子金具71,91における各筒状接続部73,93を位置決めして、その各筒状接続部73,93を素子21の後端25寄り部位に押込むように嵌合する際に外周面用端子金具91の嵌合(外嵌)において、次のような解決すべき問題があった。なお、この問題を説明する前に、上記した両半組立体201,301の組み付けにおいて、素子21と、外周面用端子金具91及びこれが組み込まれる端子金具保持部材111を取出して示した図9に基づいて、その押込み工程を説明する。なお、以下、本明細書において、単に「端子金具」というときは、素子21の後端25寄り部位の外周面22bに筒状接続部93が嵌合(外嵌)される外周面用端子金具91を指称するものとする。
However, the cylindrical connecting
このような素子21の後端25寄り部位の外周面22bに、端子金具91の筒状接続部93を嵌合(外嵌)するため、筒状接続部93を素子21の後端部位に押込む際には、まず、図9−Aに示したように、素子21と端子金具91の筒状接続部93とを互いの軸線Gが一致するように図示しない位置決めジグを用いて上下に離間した状態で位置決めする。なお、端子金具91の筒状接続部93の後端(図示上端)93aは、円筒状の端子金具保持部材111の先端面112に同心で当接状に支持されているものとする。次に、図示しない加圧装置(プレス装置)を用いて、端子金具保持部材111を下に押して筒状接続部93を端子金具保持部材111と共に、素子21の後端部位に所定の荷重、速度で、所定のストロークを一度に押込む。こうすることで、図9−Bに示したように押込まれながら、最終的に図9−Cに示したように、筒状接続部93は素子21の後端25寄り部位に所定のストローク(挿入量)S押込まれて外嵌される。なお、本明細書において、筒状接続部93を素子21の後端25(後端25寄り部位)に押込む、ということは、固定された素子21に対して筒状接続部93を移動して押込むというだけでなく、固定された筒状接続部93に対して素子21を移動して押込むことと、その双方を移動して押込む場合のいずれをも含むものとする。
In order to fit (externally fit) the cylindrical connecting
次に、この押し込みにおいて解決すべき問題について説明する。このような押込みによる場合には、その押込み後(嵌合後)においては、図9−Cに示したように、筒状接続部93は、その先端93b側、つまり素子21の後端25寄り部位が押込まれ始める際の入口側に位置する先端93b側が拡がる一方で、端子金具保持部材111の先端面112側に位置する後端93aが拡がらずに、その筒状接続部93が縦断面において見ると、「く」字形に変形(塑性変形)した状態、ないし筒状接続部93が縦断面において「ハ」字形で嵌合される。つまり、嵌合後においては図9−Cに示したように、素子21の後端25寄り部位の外周面22bと筒状接続部93の先端93b寄り部位に空隙Kが発生する、ということがあった。このため、外部電極に筒状接続部93の内周面が正しく押付けられず、したがって、所望とする電気的接続が得られず、接合不良(接触不良)を招いてしまうということがあった。
Next, problems to be solved in this pushing will be described. In the case of such pushing, after the pushing (after fitting), as shown in FIG. 9-C, the cylindrical connecting
こうした中、本願発明者らは、その押込み工程を分析することで次のようなことを知るに至った。端子金具91の押し込みが開始され、筒状接続部93の先端93bの内側が素子21の後端25の外側に当ると、それと同時に、その筒状接続部93の後端93aが端子金具保持部材111の先端面112に急激に強く押付けられることになる。したがって、以後の押し込みは、このように筒状接続部93の後端93aが端子金具保持部材111の先端面112に強く押付けられている状態の下で行われる。すなわち、その押込み途中において筒状接続部93は、素子21の後端の角27(図6参照)によって、その切れ目Mを押し広げる形で押込まれる。このとき、筒状接続部93の先端93b寄り部位は自由端であるから容易に拡径(変形)することができるから、筒状接続部93はその後端93aを小径とする円錐台(テーパ)状に変形する。一方、筒状接続部93の後端93a寄り部位は、先端93b寄り部位が拡径(変形)する反動によって、縮径するように変形すると同時に、その後端93aは端子金具保持部材111の先端面112に強く押付けられるため、容易に拡径することは困難である。すなわち、その押込み途中において、筒状接続部93の後端93aは、端子金具保持部材111の先端面112に強く押付けられるか、食い付き状になりがちのため、押込み完了に至るまでに、その面112に沿って外方に自由にスライドすることはできない。これが、従来の押込み工程による場合に、筒状接続部93が縦断面において、「く」字形等にいわば座屈を起こして変形(以下、異常変形ともいう)して嵌合される理由である。
Under these circumstances, the present inventors have come to know the following by analyzing the indentation process. When the pushing of the
本発明は、こうした問題を解消することを目的としてなされたもので、センサの組立てにおいて、外周面用端子金具における筒状接続部が素子の後端に押込みによって嵌合される場合において、その筒状接続部が異常変形を起こすことなく嵌合することのできる製法を提供することをその目的とする。 The present invention has been made for the purpose of solving such a problem. In the assembly of the sensor, when the cylindrical connection portion of the terminal fitting for the outer peripheral surface is fitted to the rear end of the element by pressing, the cylinder It is an object of the present invention to provide a manufacturing method in which the connecting portion can be fitted without causing abnormal deformation.
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、先端が閉じた中空軸状をなす検出素子の内周面及び外周面に形成された各電極に、それぞれ内周面用端子金具および外周面用端子金具が電気的に接続されてなるガスセンサであって、
その外周面用端子金具は、一側に切れ目を有する筒状接続部を備えており、この筒状接続部はその内側に前記検出素子の後端部位が押込まれた際には自身のバネ性によって拡径状に弾性変形するように形成され、
しかも、該筒状接続部は、絶縁材からなる端子金具保持部材の先端面に該筒状接続部自身の後端が当接するようにして支持され、該筒状接続部の先端側から内側に前記検出素子の後端部位を押込む押込む工程により、該外周面用端子金具が、該検出素子の外周面に形成された電極に接続されてなるガスセンサを製造する方法において、
押込みが開始された後、該筒状接続部の後端が前記端子金具保持部材の先端面に押付けられ、該筒状接続部の先端側が拡径状に変形しているその押込み工程の途中に、少なくとも1回、その押込みを停止する押込み停止工程をいれることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
The outer peripheral terminal fitting has a cylindrical connecting portion having a cut on one side, and this cylindrical connecting portion has its own spring property when the rear end portion of the detection element is pushed inside. It is formed so as to elastically deform into an expanded diameter by
In addition, the cylindrical connection portion is supported so that the rear end of the cylindrical connection portion itself contacts the front end surface of the terminal metal fitting holding member made of an insulating material, and is inward from the front end side of the cylindrical connection portion. In a method of manufacturing a gas sensor in which the outer peripheral surface terminal fitting is connected to an electrode formed on the outer peripheral surface of the detection element by a pressing process of pressing the rear end portion of the detection element,
After the pushing is started, the rear end of the cylindrical connecting portion is pressed against the front end surface of the terminal metal fitting holding member, and the front end side of the cylindrical connecting portion is deformed to have an enlarged diameter. In addition, a pushing stop process for stopping the pushing is performed at least once.
請求項2に記載の発明は、押込み停止工程を、押込み開始後、押込みのストロークの30%を超え、70%を超えるまでの間に入れることを特徴とする、請求項1に記載のガスセンサの製造方法である。そして、請求項3に記載の発明は、請求項1において、その押込みを停止する押込み停止工程をいれること、に代えて、その押込みを停止すると共に、前記筒状接続部の後端が前記端子金具保持部材の先端面に押付けられている状態を解放する押込み解放工程をいれることを特徴とするガスセンサの製造方法である。さらに、請求項4に記載の発明は押込み解放工程を、押込み開始後、押込みのストロークの30%を超え、70%を超えるまでの間に入れることを特徴とする、請求項3に記載のガスセンサの製造方法である。
The invention according to claim 2 is characterized in that the indentation stopping step is inserted between 30% and 70% of the indentation stroke after the initiation of indentation. It is a manufacturing method. And, in the invention described in claim 3, in place of inserting a pushing stop step of stopping the pushing in
本発明の製法においては、従来のように、端子金具を素子に対して1回押し、つまり1回の押込み工程によって、所定の速度で一度(一気)に押込んでその押込みを終えるというものではなく、その押込み工程(ストローク)の途中で、少なくとも1回、その押込みを停止する押込み停止工程をいれている。すなわち、筒状接続部の後端が端子金具保持部材の先端面に押付けられている状態では、その筒状接続部はその先端がその切れ目(スリット)があることによってそのバネ性によって拡径状(縦断面ハ字形)に弾性変形するものの、この押込み工程の途中において押込みを停止したときは、筒状接続部の後端が端子金具保持部材の先端面に押付けられている状態が一時的に解放される。この押付けの解放により、端子金具保持部材の先端面に押付けられていた筒状接続部の後端は、先端側に比べて拡径していない状態から、拡径している先端寄り部位の拡径変形にならうように自身のバネ性によって弾性変形することができる。つまり、この押付けの解放により、筒状接続部は、後端側も先端側と同様に拡径変形できるため、その先後(長手方向)にわたって全体が同様に拡径するように変形し、平行な筒形状に近づく。したがって、例えば、このような状態になった筒状接続部に、その押込みの停止後、素子の後端部位を押込んでその押込みを完了した場合には、従来のように押込み停止工程をいれることなく、1回押しで押込む場合に比べると、筒状接続部に異常変形(塑性変形)を発生させ難くすることができる。 In the manufacturing method of the present invention, as in the prior art, the terminal fitting is not pushed once against the element, that is, it is pushed once (at once) at a predetermined speed by one pushing step to finish the pushing. In the middle of the pushing process (stroke), a pushing stop process for stopping the pushing is performed at least once. That is, in a state where the rear end of the cylindrical connecting portion is pressed against the front end surface of the terminal metal fitting holding member, the cylindrical connecting portion has a diameter-expanded shape due to its spring property due to the slit (slit) at the front end. Although it is elastically deformed to a vertical cross section, when the pushing is stopped in the middle of this pushing process, the state where the rear end of the cylindrical connecting portion is pressed against the tip surface of the terminal fitting holding member is temporarily To be released. With this release of the pressing, the rear end of the cylindrical connecting portion pressed against the front end surface of the terminal metal fitting holding member is not expanded compared to the front end side, and the expanded portion near the front end where the diameter has been expanded. It can be elastically deformed by its own spring property so as to follow radial deformation. In other words, by releasing the pressing, the cylindrical connecting portion can be deformed to expand its diameter on the rear end side in the same manner as the front end side. It approaches a cylindrical shape. Therefore, for example, in the case where the pushing end is pushed into the cylindrical connecting portion in such a state, and the pushing is completed by pushing the rear end portion of the element, the pushing stopping process can be performed as in the conventional case. In addition, it is possible to make it difficult to cause abnormal deformation (plastic deformation) in the cylindrical connecting portion as compared with the case where the tube is pushed once.
すなわち、本発明の製法で製造されたガスセンサにおいては、外周面用端子金具における筒状接続部の素子の後端に対する押込みによる嵌合において、その筒状接続部に異常変形(塑性変形)が発生することが有効に防止される。その結果、端子金具と電極との接続不良(接触不良)の発生の低減が図られるため、信頼性の高いセンサとなすことができる。 That is, in the gas sensor manufactured by the manufacturing method of the present invention, abnormal deformation (plastic deformation) occurs in the cylindrical connection portion when the cylindrical connection portion of the outer peripheral surface terminal fitting is fitted to the rear end of the element by pressing. Is effectively prevented. As a result, the occurrence of poor connection (contact failure) between the terminal fitting and the electrode is reduced, so that a highly reliable sensor can be obtained.
なお、請求項1に記載の発明では、その押込みが開始された後、該筒状接続部の後端が前記端子金具保持部材の先端面に押付けられ、該筒状接続部の先端側が拡径状に変形しているその押込み工程の途中で、少なくとも1回、その押込みを停止する押込み停止工程をいれて、その押込みを完了することでよい。すなわち、押込み停止工程は、1回でもよいが、複数回としてもよい(1押込みストロークを3回以上に分けて押込むようにしてもよい)。押込み停止工程を1回とし、その停止の後、一気に押込むことでは異常変形が防止できない場合には、押込み停止工程を複数回とすればよいのであって、これは、筒状接続部の長さや、押込みにおける該筒状接続部の拡径の度合いに応じて、異常変形が生じないように適宜にその回数(押込み停止の回数)を設定すればよい。 In the first aspect of the present invention, after the pushing is started, the rear end of the cylindrical connection portion is pressed against the front end surface of the terminal metal fitting holding member, and the front end side of the cylindrical connection portion is enlarged in diameter. In the middle of the pushing process that is deformed into a shape, a pushing stop process that stops the pushing is performed at least once to complete the pushing. That is, the pressing stop process may be performed once, but may be performed a plurality of times (a single pressing stroke may be divided into three or more times). If the pressing stop process is set to one time, and abnormal deformation cannot be prevented by pressing at once after the stop, the pressing stop process may be performed multiple times. In addition, the number of times (the number of times of pressing stop) may be set appropriately so that abnormal deformation does not occur in accordance with the degree of diameter expansion of the cylindrical connecting portion during pressing.
以下、本発明のガスセンサの製造方法を実施するための最良の形態について、図1〜図6に基づいて詳細に説明する。ただし、本形態では、上記した従来の製法において製造した、ガスセンサ(排気ガス中の酸素濃度を検出する全領域空燃比センサを製造する場合で説明するが、その前に、素子側半組立体201及び端子金具側半組立体301について詳細に説明する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the method for producing a gas sensor of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. However, in the present embodiment, a gas sensor (a full-range air-fuel ratio sensor for detecting the oxygen concentration in exhaust gas) manufactured in the above-described conventional manufacturing method will be described. The terminal
素子側半組立体201は次のように構成されている(図1の左図参照)。段付円筒状をなす金具本体11の内側に、内、外周面22a,22bにそれぞれ電極(層)(図示せず)を有し先端が閉塞された筒状(中空円軸状)の検出素子21が気密を保持して固定されている。素子21は、中間部に外径が大径とされた大径部23を備えており、先端は金具本体11の先端から突出している。この素子21は、金具本体11の内側の段部にワッシャ51を介して絶縁リング52を配置し、この絶縁リング52の図示上部内周縁の凹部に、その大径部23を板パッキン(図示せず)を介して受けさせ、さらにシール材(滑石)53、及び押圧用リング54等を介在させ、シール材53を圧縮して気密状に金具本体11内に固定されている。この固定は、本体11の後端(図示上端)の内側において、押圧用リング54の後端に平ワッシャ55を配置し、本体11の後端の薄肉筒部18の端部を内側に曲げて先端側に圧縮するようにかしめることによっている。
The element-
なお、本体11は、図示上下方向の中間部位の外周にねじ込み用多角形部12を備えており、それより先端側には、排気管へのねじ込み用のねじ部14、小径筒部16を順次一体的に備えており、この小径筒部16には、突出する素子21の先端を保護する通気孔付の保護カバー20が取り付けられている。また、多角形部12と後端の薄肉円筒部18との間には厚肉円筒部17を備えており、厚肉円筒部17には、後述する端子金具側半組立体301を構成するケーシングをなす保護筒31の先端側の大径部32が外嵌されるようにされている。なお、検出素子21の内側である中空部は、横断面が円形で先端に向かって若干縮径するテーパ状とされ、本体11の軸線Gと同心とされている。また、検出素子21の後端25と、内外周面22a、22bとの各角には面取り26、27が付けられており、内周面用端子金具71,外周面用端子金具91を同後端25に内嵌又は外嵌して組立てる際のガイドをなすようにされている。なお、本体11のねじ込み用多角形部12とねじ部14との間には、シール用ワッシャー9が嵌められている。
The
次に、端子金具側半組立体301について同図右側に基づいて説明する。このものは、素子21の内、外周面22a,22bの電極に接続すべき内周面用端子金具71、外周面用端子金具91を組み込んでいる。同図右側に示したように、端子金具側半組立体301は、径違い筒状(段付き円筒状)の保護筒31内に、絶縁材からなる端子金具保持部材(各端子金具を絶縁を保持して位置決めするもので、セパレータともいわれている)111を備えている。この端子金具保持部材111は、略円柱状をなし、その先端面112に端子金具71,91の筒状接続部73,93がそれぞれ同心で、各後端73a,93aを当接して支持するようにして配置されている。各端子金具71,91は、上記もしたが、図8に示したものと同じであり、その筒状接続部73,93の各後端73a,93aから後方に延びる中継線部74,94を端子金具保持部材111に先後に貫通するように設けられた空孔を通し、位置決め保持されている。各中継線部74,94の後端(図1上端)の接続端部(コネクタ部)75,95には、それぞれリード線41が接続されている。なお、筒状接続部73の外径は、素子21の内径より自由状態では大きくされ、筒状接続部93の内径は、素子21の後端寄り部位の外径より自由状態では小さくされており、いずれもそれら自身のバネ性より縮形状に、又は各形状に弾性変形して、素子21の後端25寄り部位の内、外周面に押付けられるように形成されている。そして、保護筒31の後端(図示上端)寄り部位の内側であって、端子金具保持部材111の後端にはシール材131が嵌め込まれており、リード線41はそのシール材131を貫通するようにして外方(図示上方)に引出されている。なお、シール材131の中央には通気部材102が嵌め込まれている。
Next, the terminal metal
また、本形態では、端子金具側半組立体301の先端側の中心に、素子21内に挿入される棒状のヒータ61を備えている。そして、ヒータ61の後端寄り部位が、端子金具71の筒状接続部73の内側を通され、筒状接続部73の先端の若干小径に絞られたヒータ把持部88にて把持されるようにして、端子金具保持部材111の先端面112の中央に軸線Gに沿って設けられた空孔に内挿されている。そして、このヒータ61の後端寄り部位に設けられた端子64にリード線41を接続して、前記したリード線41と同様に、詳しくは図示しないが端子金具保持部材111に設けられた空孔及びシール材131を通して外部に引出されている。また、端子金具保持部材111の外周面にはフランジ122が設けられており、保護筒31の小径部33において内側に突出するように形成された内向き凸部36の先端向き面で、保護筒31内における軸線方向の位置決めがなされている。また、そのフランジ122の先端向き面側には、後端において内向きに折り返し状に曲げられた円筒部材141が介装され、この円筒部材141の外周面を保護筒31の小径部33が覆う形でその内側に端子金具保持部材111を備えている。
In this embodiment, a rod-shaped
なお、図2は、端子金具側半組立体301の組立て途中を示した縦断面図であり、この状態において、リード線41を保護筒31の後端(図示上端)から引出すようにすることで、端子金具71,91における各筒状接続部73、93の後端が端子金具保持部材111の先端面112に当接するように支持された状態となり、そして、シール材131を保護筒31の小径部33の後端の内側に押込むようにすることで、図1の右側に示した端子金具側半組立体301となる。なお、本形態では、端子金具71,91における各中継線部74,94に板バネ状の突出片77,97が設けられており、これらが端子金具保持部材111内に設けられた各空孔の内壁面に押付けられ、それによって各筒状接続部73、93が端子金具保持部材111の先端面112において同心状に位置決めされるように設定されている。図3は、外周面用端子金具91の筒状接続部93が端子金具保持部材111の先端面112において配置されている位置関係を示した先端側から見た図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the terminal
さて次にこのような素子側半組立体201と、端子金具側半組立体301とを組み付けてセンサを製造する工程について説明すると、上記した従来の製法において説明したように(図7の左図参照)、両半組立体201,301の軸線Gが一致するように図示しない位置決めジグを用いて上下に離間した状態で位置決めする。そして、図7の右図に示したように、図示しない加圧装置(プレス装置)を用いて、保護筒31の大径部32と小径部33の境界に位置する肩部を矢印で示したように図示下に押し、端子金具保持部材111と共に、筒状接続部73、93が素子21の後端25寄り部位の内外周面にそれぞれ嵌合し、保護筒31の大径部32が本体11の厚肉円筒部17に外嵌するようにし、押込む。ただし、この押込み工程では、一気に押込むのではなく、外周面用端子金具91における筒状接続部93の内側に、検出素子21の後端部位が押込まれて、設定上の押込み量Sの例えば半分程度(40%〜60%)の押込み量となるところで、一旦、その押込みを停止し、短時間後に再度押込むことで、その押込みを完了する。
Next, a process for manufacturing the sensor by assembling such an
かくして、本発明のセンサの製造方法では、従来のように、端子金具保持部材111の先端面112に該筒状接続部93自身の後端93aが当接するようにして支持された状態とされて、その状態の下で、該筒状接続部93の先端93b側から内側に検出素子21の後端25寄り部位を一気に押込むことによって、該外周面用端子金具を、該検出素子の外周面に嵌合して、その電極に接続するものではなく、その押込む工程において、その押込みが開始された後、該筒状接続部93の後端93aが端子金具保持部材111の先端面112に押付けられ、筒状接続部93の先端93b側が拡径状に変形しているその押込み工程の途中で、その押込みを停止する押込み停止工程をいれている。これにより、筒状接続部93に異常変形が生じるのが防止される。
Thus, in the sensor manufacturing method of the present invention, as in the prior art, the
すなわち、この押込み工程を、素子21と、外周面用端子金具91及びこれが組み込まれる端子金具保持部材111を取出して示した図4に基づいて説明すると、両半組立体201,301の軸線Gが一致するように位置決めし、図4−Aに示したように、端子金具保持部材111と共に、外周面用端子金具91の筒状接続部93が素子21の後端25寄り部位に同心状とし、そして押込みを開始して図4−Bに示したように、筒状接続部93が素子21の後端25寄り部位に嵌合するようにして、筒状接続部93の内側に素子21の後端25寄り部位を設定上の押込み量Sの半分程度となるまで一気に押込んで、その押込みを停止する。このように押込んで停止する過程においては、筒状接続部93の後端93aが端子金具保持部材111の先端面112に押付けられると同時に、その筒状接続部93はその先端93bがその切れ目(スリット)Mがあることによってバネ性によって拡径状に弾性変形することから、筒状接続部93は図4−Bに示したように縦断面ハ字形になる。
That is, the pushing process will be described with reference to FIG. 4 showing the
そして、この押込みを停止したことで、筒状接続部93の後端93aが端子金具保持部材111の先端面112に押付けられている状態が一時的に解放されることから、その停止状態においては、図4−Cに示したように、端子金具保持部材111の先端面112に押付けられていた筒状接続部93の後端93aは、先端93b側に比べて拡径していない状態から、自身のバネ性によって、拡径している先端93b寄り部位の拡径変形にならうように変形(弾性変形)することができる。すなわち、この押付けの解放により、筒状接続部93は、後端93a側も先端93b側と同様に拡径変形できるため、その先後(長手方向)にわたって全体が同様に拡径するように変形し、平行な筒形状に近づく。そして、本形態では、このような押込み停止工程の後で、図4−Dに示したように、その筒状接続部93に、再度、素子21の後端部位が押込まれて、その押込みが完了していることから、押込み停止工程をいれることなく、1回押しで、すなわち一度に押込んでいた従来技術に比べると、筒状接続部93に異常変形(塑性変形)が生じ難い。したがって、従来のように、素子21の外周面の電極と筒状接続部93との間に間隙が発生するといった問題が解消される。
And since the state where the
なお、センサは、このような押込み工程の完了後において、本体11の厚肉円筒部17に外嵌された保護筒31の大径部32を、その周囲において径方向にカシメさらに溶接すると共に、小径部33における後端寄り部位のシール材131に対応する部位と、円筒部材141に対応する部位をそれぞれ径方向に圧縮するようにカシメることで完成する。図5は、その完成後のセンサ1を示したものである。かくして、得られたガスセンサ1においては、外周面用端子金具91における筒状接続部93の素子21の後端に対する押込みによる嵌合において、その筒状接続部93と電極(外部電極)との接続不良(接触不良)の発生の低減が図られるため、信頼性の高いセンサとなすことができる。
The sensor, after completion of such a pressing process, caulks and welds the large-
なお、上記形態では、押込み停止工程を1回とした場合で説明したが、1回の停止の後、一気に押込むことでは異常変形が解決されない場合には、押込み停止工程は複数回いれればよい。その回数は、筒状接続部の長さや、押込みにおける筒状接続部の拡径の度合いに応じて適宜に設定すればよい。なお、押込み停止工程を1回とする場合には、一般的には、その押込み停止を、押込み開始後、押込み終了に至るまでの中間位置、或いは、押込みのストロークの30%を超え、70パーセントを超えるまでの間に入れるのが好ましい。 In addition, in the said form, although the case where the pushing stop process was made into 1 time was demonstrated, when abnormal deformation | transformation is not solved by pushing at a stretch after one stop, the pushing stop process should just be performed in multiple times. . What is necessary is just to set the frequency | count suitably according to the length of the cylindrical connection part, and the degree of the diameter expansion of the cylindrical connection part in pushing. When the pushing stop process is performed once, generally, the pushing stop is performed at an intermediate position from the start of pushing to the end of pushing, or more than 30% of the pushing stroke, 70% It is preferable to put in between.
また、押込み停止工程においては、押込みの停止と同時に、又は停止後、押込み荷重を一旦、ゼロにする(荷重を解放する)か、或いは、微量、押込みストロークが戻るようにしてもよい。例えば、プレス装置において、可動盤を駆動して押込む場合には、可動盤を単に停止するだけでなく、微量、後退させ、その後で再度、押込むようにしてもよい。 In the indentation stop step, the indentation load may be once reduced (release the load) at the same time or after the indentation is stopped, or the indentation stroke may be returned by a small amount. For example, in the press apparatus, when the movable platen is driven and pushed in, the movable platen may not only be stopped, but may be moved backward by a small amount and then pushed in again.
本発明の製法は、上記した構造のセンサに限られることなく具体化又は適用できることはいうまでもない。すなわち、上記においては、ヒータつきのセンサで具体化したが、本発明はその有無に関係なく具体化できるのは当然であるし、酸素センサ以外のガスセンサにおいても同様の構造を有し、同様の押込み工程を経て製造されるものにおいて広く具体化できる。 Needless to say, the manufacturing method of the present invention is not limited to the sensor having the above-described structure but can be embodied or applied. That is, in the above, the sensor with a heater is embodied, but it is natural that the present invention can be embodied regardless of the presence or absence, and the gas sensor other than the oxygen sensor has the same structure and the same push-in. It can be widely embodied in what is manufactured through the process.
さらに、上記においては、素子側半組立体201と、端子金具側半組立体301とを、それぞれ別途に図示したように組立てた後で、その両半組立体を組み付けてセンサを製造する場合で説明したが、本発明は、必ずしもこのような両半組立体とした後で、外周面用端子金具における筒状接続部の先端側から内側に検出素子の後端部位を押込む場合のみに限定されるものではない。すなわち、外周面用端子金具における筒状接続部が、絶縁材からなる端子金具保持部材の先端面に、該筒状接続部自身の後端が当接するようにして支持された状態とされて、その状態の下で、該筒状接続部の先端側から内側に前記検出素子の後端部位を押込むことによって、該外周面用端子金具が、該検出素子の外周面に形成された電極に接続されてなるガスセンサを製造する方法において広く適用できる。
Furthermore, in the above, after assembling the
1 ガスセンサ
21 検出素子
22a 検出素子の内周面
22b 検出素子の外周面
71 内周面用端子金具
91 外周面用端子金具
93 筒状接続部
93a 筒状接続部の後端
93b 筒状接続部の先端
111 端子金具保持部材
112 端子金具保持部材の先端面
201 素子側半組立体
301 端子金具側半組立体
M 切れ目
G 軸線
DESCRIPTION OF
112
Claims (4)
その外周面用端子金具は、一側に切れ目を有する筒状接続部を備えており、この筒状接続部はその内側に前記検出素子の後端部位が押込まれた際には自身のバネ性によって拡径状に弾性変形するように形成され、
しかも、該筒状接続部は、絶縁材からなる端子金具保持部材の先端面に該筒状接続部自身の後端が当接するようにして支持され、該筒状接続部の先端側から内側に前記検出素子の後端部位を押込む押込む工程により、該外周面用端子金具が、該検出素子の外周面に形成された電極に接続されてなるガスセンサを製造する方法において、
押込みが開始された後、該筒状接続部の後端が前記端子金具保持部材の先端面に押付けられ、該筒状接続部の先端側が拡径状に変形しているその押込み工程の途中に、少なくとも1回、その押込みを停止する押込み停止工程をいれることを特徴とする、ガスセンサの製造方法。 A gas sensor in which a terminal fitting for an inner peripheral surface and a terminal fitting for an outer peripheral surface are electrically connected to respective electrodes formed on an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of a detection element having a hollow shaft shape with a closed tip. And
The outer peripheral terminal fitting has a cylindrical connecting portion having a cut on one side, and this cylindrical connecting portion has its own spring property when the rear end portion of the detection element is pushed inside. It is formed so as to elastically deform into an expanded diameter by
In addition, the cylindrical connection portion is supported so that the rear end of the cylindrical connection portion itself contacts the front end surface of the terminal metal fitting holding member made of an insulating material, and is inward from the front end side of the cylindrical connection portion. In a method of manufacturing a gas sensor in which the outer peripheral surface terminal fitting is connected to an electrode formed on the outer peripheral surface of the detection element by a pressing process of pressing the rear end portion of the detection element,
After the pushing is started, the rear end of the cylindrical connecting portion is pressed against the front end surface of the terminal metal fitting holding member, and the front end side of the cylindrical connecting portion is deformed to have an enlarged diameter. A method for manufacturing a gas sensor, comprising a step of stopping the pressing at least once.
その押込みを停止すると共に、前記筒状接続部の後端が前記端子金具保持部材の先端面に押付けられている状態を解放する押込み解放工程をいれることを特徴とするガスセンサの製造方法。 In claim 1, in place of inserting a pushing stop step for stopping the pushing,
A method for manufacturing a gas sensor, comprising: a step of releasing the pressing, and a step of releasing the state where the rear end of the cylindrical connecting portion is pressed against the front end surface of the terminal fitting holding member.
4. The method of manufacturing a gas sensor according to claim 3, wherein the indentation releasing step is performed between 30% and 70% of the indentation stroke after the initiation of indentation.
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