CN102565152A - 气体传感器 - Google Patents
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Abstract
一种气体传感器(1),具有:传感器元件(4),检测被测定气体中的特定气体浓度;绝缘子(3),在内侧保持金属端子(31);壳体(5),在内侧插通保持传感器元件(4);第一基端侧盖(21),覆盖绝缘子(3);以及第二基端侧盖(22),铆接固定在第一基端侧盖(21)上。第一基端侧盖(21)和第二基端侧盖(22)形成有在相互直接接触了的状态下被铆接的铆接部(23)。在铆接部(23)的内侧配置有绝缘子(3)。通过从第一基端侧盖(21)的外周面突出的外方突起部(211)和第二基端侧盖(22)的内周面的压焊来形成铆接部(23)。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体传感器,用于对被测定气体中的特定气体的浓度进行检测。
背景技术
一直以来,在汽车的内燃机等的排气系统中,配设有对废气中的氧气、氮氧化物等特定气体的浓度进行测定的气体传感器。
例如,如图14所示,气体传感器91具有:传感器元件92,对被测定气体中的特定气体浓度进行检测;和壳体93,将传感器元件92向内侧插通而保持。在该壳体93的基端侧设置有:绝缘子94;和金属端子922,保持在该绝缘子94内,并且相对于配设在传感器元件92的基端部的端子电极921电连接。
此外,在壳体93的基端侧,以覆盖绝缘子94的方式设置有金属制的第一基端侧盖95,在该第一基端侧盖95的外侧隔着过滤器98设置有金属制的第二基端侧盖96。第一基端侧盖95和第二基端侧盖96,通过在相互直接接触了的状态下进行铆接(压焊)的金属间铆接来形成铆接部97。过滤器98能够在阻止水分的透过的同时使大气向第一基端侧盖95的内侧透过(例如参照日本特开平11-72461号公报)。
但是,以往的气体传感器91存在如下的问题。
在气体传感器91中,铆接部97设置在绝缘子94的外方。因此,在对铆接部97施加的铆接力较大的情况下,有时第一基端侧盖95及第二基端侧盖96产生变形,第一基端侧盖95与配设在其内侧的绝缘子94干涉。因此,有可能经由第一基端侧盖95向绝缘子94传递铆接力,产生绝缘子94的破裂、缺口等。
另外,在日本特开2000-321236号公报记载的气体传感器中,虽然存在进行金属间铆接的铆接部,但在该铆接部的内侧未配设绝缘子。此外,在位于绝缘子外侧的铆接部,经由疏水过滤器进行铆接,所以不能够形成牢固的铆接部。因此,在需要在绝缘子的外周部分进行金属间铆接的情况下,通过日本特开2000-321236号公报记载的发明不能够解决。
发明内容
本发明是鉴于所述问题而进行的,其目的在于提供一种气体传感器,能够防止组装时的绝缘子的破损。
本发明的一个方式为一种气体传感器,其特征在于,
具备:
传感器元件,对被测定气体中的特定气体浓度进行检测;
绝缘子,将与该传感器元件的电极电连接的金属端子保持在内侧;
壳体,将上述传感器元件插通保持在内侧;
第一基端侧盖,固定在该壳体的基端侧,并且覆盖上述传感器元件的基端部及上述绝缘子;以及
第二基端制盖,从该第一基端侧盖的外周侧铆接固定在该第一基端侧盖的基端部,
在上述第一基端侧盖和上述第二基端侧盖被铆接固定的铆接部的内侧,配置有上述绝缘子,
通过对形成在上述第一基端侧盖的基端部并向外侧突出并且其轴向长度比上述铆接部长的外方突起部和上述第二基端侧盖的内周面之间、
形成在上述第二基端侧盖的基端部并向内侧突出并且其轴向长度比上述铆接部长的内方突起部和上述第一基端侧盖的外周面之间、或者
上述外方突起部和上述内方突起部之间进行压焊,
而形成上述铆接部。
在上述气体传感器中,通过上述第一基端侧盖的上述外方突起部和上述第二基端侧盖的内周面之间、上述第二基端侧盖的上述内方突起部和上述第一基端侧盖的外周面之间、或者上述外方突起部和上述内方突起部之间的压焊,能够形成上述铆接部。由此,即使在形成基于金属间铆接的牢固的铆接部时,也能够防止从上述第一基端侧盖向上述绝缘子作用力,能够防止产生上述绝缘子的破裂、缺口。
在通过上述第一基端侧盖的上述外方突起部和上述第二基端侧盖的内周面之间的压焊来形成上述铆接部的情况下,上述外方突起部陷入上述第二基端侧盖的内周面、上述第一基端侧盖的上述外方突起部被压溃地变形、或者这两种现象都产生,由此设置在上述第一基端侧盖上的上述外方突起部和上述第二基端侧盖的内周面被压焊。
因此,在铆接时,能够抑制上述第一基端侧盖的上述外方突起部以外的部分的变形。此外,轴向的上述外方突起部的长度比上述铆接部的长度大。因此,能够在上述外方突起部可靠地形成上述铆接部,并能够防止发生铆接不良。
此外,在通过上述第二基端侧盖的内方突起部和上述第一基端侧盖的外周面之间的压焊来形成上述铆接部的情况下,在将上述第一基端侧盖和第二基端侧盖进行铆接时,上述内方突起部陷入上述第一基端侧盖的外周面、上述第二基端侧盖的上述内方突起部被压溃地变形、或者这两种现象都产生,由此设置在上述第二基端侧盖上的上述内方突起部和上述第一基端侧盖的外周面被压焊。
因此,在铆接时,能够抑制上述第二基端侧盖的上述内方突起部以外的部分的变形。此外,轴向的上述内方突起部的长度比上述铆接部的长度大。因此,能够在上述内方突起部可靠形成上述铆接部,并能够防止发生铆接不良。
此外,在通过上述第一基端侧盖的上述外方突起部和上述第二基端侧盖的上述内方突起部之间的压焊来形成铆接部的情况下,上述外方突起部和上述内方突起部中的某一方陷入另一方、上述外方突起部和上述内方突起部的双方被压溃地变形、或者这些现象都产生,由此设置在上述第一基端侧盖上的上述外方突起部和设置在上述第二基端侧盖上的内方突起部被压焊。
因此,通过设置在上述第一基端侧盖上的上述外方突起部及设置在上述第二基端侧盖上的上述内方突起部中的某一方或双方的变形来形成上述铆接部,能够抑制上述第一基端侧盖的上述外方突起部以外的部分的变形。此外,上述外方突起部及上述内方突起部的轴向的长度大于上述铆接部的长度。因此,能够在上述外方突起部及上述内方突起部可靠地形成上述铆接部,并能够防止发生铆接不良。
如上所述,通过设置上述外方突起部及上述内方突起部中的某一方或双方,能够抑制上述外方突起部及上述内方突起部以外的部分的变形。结果,即使在形成基于金属间铆接的牢固的铆接部时,也能够防止从上述第一基端侧盖向上述绝缘子作用力,防止产生上述绝缘子的破裂、缺口。
如上所述,根据本发明,能够提供一种气体传感器,能够防止组装时的绝缘子的破损。
另外,在本说明书中,“前端侧”是指将气体传感器向内燃机的排气系统等中插入的一侧,将其相反侧称为“基端侧”。
此外,“铆接”是指,例如通过工具对部件彼此的嵌入接合部分的部位进行打击或紧固而将接合部牢固地固定的情况。
并且,在上述气体传感器中,配置在上述第一基端侧盖上的上述外方突起部为,可以在上述外周面上设置多个外方突起部,也可以在上述外周面整周上设置连续的1个外方突起部。此外,配置在上述第二基端侧盖上的上述内方突起部为,可以在上述内周面上设置多个内方突起部,也可以在上述内周面整周上设置连续的1个内方突起部。
此外,上述外方突起部及上述内方突起部的形状为,在与气体传感器的轴向正交的平面的截面形状中,能够成为山型形状、大致梯形形状、大致三角形状及大致矩形状等各种形状。
此外,上述第一基端侧盖的维氏硬度也可以大于上述第二基端侧盖。
此外,也可以为,第一基端侧盖和第二基端侧盖之间的维氏硬度的硬度差为HV10以上。
此外,上述外方突起部及上述内方突起部也可以为,以在周向上相互设置了成为大致一定的间隔的状态形成有3个以上。
此外,也可以为,通过上述第一基端侧盖的上述外方突起部和上述第二基端侧盖之间的压焊来形成上述铆接部,在将上述第二基端侧盖与上述第一基端侧盖进行铆接之前的状态下,对于上述外方突起部的外接圆的直径D1和上述第二基端侧盖的内周的直径D2,满足0≤D2-D1≤1.0mm。
此外,也可以为,通过上述第二基端侧盖的上述内方突起部和上述第一基端侧盖之间的压焊来形成上述铆接部,在将上述第二基端侧盖与上述第一基端侧盖进行铆接之前的状态下,对于上述内方突起部的内切圆的直径D4和上述第一基端侧盖的外周的直径D3,满足0.1≤D4-D3≤1.0mm。
此外,也可以为,上述第一基端侧盖具备上述外方突起部、上述第二基端侧盖具备上述内方突起部,在将上述第二基端侧盖与上述第一基端侧盖进行铆接之前的状态下,对于上述外方突起部的外接圆的直径D5和对于上述内方突起部的内切圆的直径D6,满足0≤D6-D5≤1.0mm。
此外,也可以为,上述第一基端侧盖具备上述外方突起部、上述第二基端侧盖具备上述内方突起部,上述外方突起部和上述内方突起部中某一方的周向宽度被设定为比另一方突起部的周向宽度宽。在该情况下,能够容易地进行上述第一基端侧盖和上述第二基端侧盖之间的定位,在上述外方突起部和上述内方突起部之间能够可靠地形成铆接部。
此外,也可以为,在上述第一基端侧盖和上述第二基端侧盖之间配设过滤器,该过滤器向上述第一基端侧盖的内侧导入大气,并防止从上述气体传感器的外部侵入水分,上述第一基端侧盖设置与上述第二基端侧盖的前端对置的台阶部而形成,上述铆接部形成在与上述台阶部相邻接的位置。
附图说明
图1是实施例1的气体传感器的纵截面图。
图2是将图1所示的气体传感器的主要部分放大的纵截面图。
图3A及图3B分别是实施例1的第一基端侧盖的俯视图及立面图。
图4A及图4B分别是表示实施例1的第一基端侧盖及第二基端侧盖的铆接部的截面图,分别是沿着图2的A-A线的与铆接前和铆接后相当的截面图。
图5是将实施例1的铆接前的气体传感器的主要部分放大的纵截面图。
图6是表示将实施例1的外方突起部的形状进行了变更的第一基端侧盖的立面图。
图7是表示将实施例1的外方突起部的配设位置进行了变更的第一基端侧盖的立面图。
图8A及图8B分别是实施例2的第二基端侧盖的俯视图及立面图。
图9A及图9B分别是表示实施例2的第一基端侧盖及第二基端侧盖的铆接部的截面图,分别是沿着图2的A-A线的与铆接前和铆接后相当的截面图。
图10是表示将实施例2的内方突起部的配设位置进行了变更的第二基端侧盖的立面图。
图11A及图11B分别是表示实施例3的第一基端侧盖及第二基端侧盖的铆接部的截面图,分别是沿着图2的A-A线的与铆接前和铆接后相当的截面图。
图12A及图12B分别是表示将实施例3的外方突起部及内方突起部的形状进行了变更的第一基端侧盖及第二基端侧盖的铆接部的截面图,分别是沿着图2的A-A线的与铆接前和铆接后相当的截面图。
图13A~图13E分别是表示实施例4的外方突起部及内方突起部的截面形状的截面图。
图14是将以往的气体传感器的主要部分放大的纵截面图。
具体实施方式
(实施例1)
使用图1~图5对本发明的实施例的气体传感器进行说明。
如图1及图2所示,本例的气体传感器1具有传感器元件4、绝缘子3以及壳体5。传感器元件4用于对被测定气体中的特定气体浓度进行检测。此外,绝缘子3将与传感器元件4的电极电连接的金属端子31保持在内侧。而且,壳体5将传感器元件4插通保持在内侧。
气体传感器1还具有第一基端侧盖21和第二基端侧盖22。第一基端侧盖21固定在壳体5的基端侧,并且覆盖传感器元件4的基端部及绝缘子3。此外,第二基端侧盖22从该第一基端侧盖21的外周侧铆接固定在该第一基端侧盖21的基端部。
第一基端侧盖21和第二基端侧盖22形成有在相互直接接触了的状态下被铆接的铆接部23。在该铆接部23的内侧配置有绝缘子3。通过外方突起部211和第二基端侧盖22的内周面之间的压焊来形成铆接部23,该外方突起部211从第一基端侧盖21的外周面向外侧突出并且其轴向长度比铆接部23长。
以下,进行详细说明。
气体传感器1具有传感器元件4,如图1及图2所示,该传感器元件4包括:有底圆筒形状的固体电解质体;和设置在该固体电解质体的内表面及外表面的一对电极。在传感器元件4(固体电解质体)的内侧,配设有用于对传感器元件4进行加热的加热器41。在传感器元件4的基端侧,设置有与上述一对电极分别导通的金属端子31。传感器元件4插通固定在壳体5中,二者之间被密封。
在壳体5的前端侧,以覆盖传感器元件4的方式,铆接固定有具有双重构造的被测定气体侧盖6。上述被测定气体侧盖6包括:位于接近传感器元件4的内侧的内盖61;和位于该内盖61外侧的外盖62。在内盖61及外盖62上分别设置有用于导入被测定气体的导通孔611、622。
此外,在壳体5的基端侧设置有大气侧盖2。在该大气侧盖2的内侧设置有绝缘子3,通过蝶形弹簧32从前端侧支持该绝缘子3。在该绝缘子3的内侧设置有金属端子31,该金属端子31与导线34电导通。此外,在大气侧盖2内侧的比绝缘子3靠基端侧的位置设置有弹性绝缘部件35,该弹性绝缘部件35供导线34插通并且对大气侧盖2的基端部进行密封。
大气侧盖2包括:第一基端侧盖21,覆盖传感器元件4的基端部及绝缘子3;和第二基端侧盖22,位于该第一基端侧盖21的基端部的外侧。在第一基端侧盖21上设置有与第二基端侧盖22的前端相对置的台阶部,在与上述台阶部相邻接的位置上形成有铆接部23。
在第一基端侧盖21及第二基端侧盖22上,在比铆接部23靠基端侧的位置上,分别设置有用于导入大气的导通孔212、222,在该导通孔212、222之间配设有阻止水分的透过的过滤器24。通过在导通孔222的前端侧及基端侧的2处的过滤器铆接部251、252对第二基端侧盖22进行铆接,由此固定该过滤器24。
即,在导通孔222的前端侧的过滤器铆接部251中,通过第二基端侧盖22和第一基端俩盖21夹持过滤器24。此外,在导通孔222的基端侧的过滤器铆接部252中,过滤器24被夹持在第二基端侧盖22和弹性绝缘部件35之间。从导通孔222导入大气,在通过过滤器24时,大气所含的水分被除去。然后,除去了水分的大气从导通孔212向大气侧盖2内部导入。
如图3A及图3B所示,第一基端侧盖21具备外方突起部211。如该图所示,铆接前的外方突起部211为,从第一基端侧盖21的外周面以相互的间隔成为大致一定的状态、朝向外侧突出形成有6个。
外方突起部211向径向的突出高度例如能够成为0.4~1.4mm。在外方突起部211的突出高度小于0.4mm的情况下,有可能得不到充分的该外方突起部211的效果。此外,在外方突起部211的突出高度超过1.4mm的情况下,外方突起部211的成型有可能变得困难。
此外,第一基端侧盖21的维氏硬度大于第二基端侧盖22,而两者的硬度差为HV10以上。具体而言,例如将第一基端侧盖21的维氏硬度设为HV230±40,将第二基端侧盖22的维氏硬度设为HV140±40。
此外,外方突起部211的轴向长度比铆接部23长。如图3B所示,铆接前的外方突起部211朝向外周侧一致地突出。此外,如图2所示,铆接后的外方突起部211具备向外周侧突出的部分和向内周侧凹陷并形成铆接部23的部分。
第一基端侧盖21及第二基端侧盖22例如由不锈钢等金属形成,两者虽然可以为相同材料,但要使其维氏硬度如上述那样不同。此外,通过对第一基端侧盖21的一部分进行冲压加工等,由此能够通过进行变形加工来形成外方突起部211。在该情况下,第一基端侧盖21由于加工硬化而维氏硬度比其他部位进一步提高。
如图4B所示,第一基端侧盖21和第二基端侧盖22,通过外方突起部211和第二基端侧盖22的内周面之间的压焊来形成铆接部23。在此,如图4A所示,在将第一基端侧盖21和第二基端侧盖22进行铆接之前的状态下,对于外方突起部211的外接圆的直径D1和第二基端侧盖22的内周的直径D2,满足0≤D2-D1≤1.0mm。通过从该状态起使第二基端侧盖22的一部分的内周以缩径为小于D1的方式变形,由此如图4B所示,将第一基端侧盖21和第二基端侧盖22压焊而形成铆接部23。
使用图4及图5对大气侧盖2的组装方法进行说明。
首先,如图4A所示,将第二基端侧盖22配置在第一基端侧盖21的外周。此时,使第二基端侧盖22的前端部与第一基端侧盖21的台阶部抵接。接着,如图5所示,在第一基端侧盖21和第二基端侧盖22之间,向缩径部223的前端侧插入圆筒状的过滤器24。在第二基端侧盖22上,在成为铆接部23的部分设置缩径部223,使过滤器24的前端部与缩径部223的基端部抵接。
之后,将缩径部223向径向内侧加压,并如图4B所示,将缩径部223与第一基端侧盖21铆接。由此,形成将第一基端侧盖21的外方突起部211和第二基端侧盖22的内侧面直接抵接的金属间铆接。
此外,在其他部位也将第二基端侧盖22的内侧面向径向内侧适当加压而使其变形,由此在夹入过滤器24的同时铆接固定到第一基端侧盖21上。
以下,对本例的作用效果进行说明。
在本例的气体传感器1中,通过从第一基端侧盖21的外周面向外侧突出的6个外方突起部211和第二基端侧盖22的内周面之间的压焊,来形成铆接部23。因此,如图4B所示,在对第一基端侧盖21和第二基端侧盖22进行铆接时,外方突起部211陷入第二基端侧盖22的内周面、或者第一基端侧盖21的外方突起部211被压溃地变形。或者,这两种现象都产生,由此第一基端侧盖21和第二基端侧盖22的内周面被压焊。
因此,在铆接时,能够抑制第一基端侧盖21的外方突起部211以外的部分的变形。结果,即使在形成基于金属间铆接的牢固的铆接部23时,也能够防止从第一基端侧盖21向绝缘子3作用力,能够防止发生绝缘子3的破裂、缺口。
此外,外方突起部211的轴向的长度大于铆接部23的长度。因此,能够在外方突起部211上可靠地形成铆接部23,能够防止发生铆接不良。
此外,第一基端侧盖21的维氏硬度大于第二基端侧盖22,而两者的硬度差为HV10以上。因此,与第二基端侧盖22相比,第一基端侧盖21难以变形。由此,能够进一步抑制铆接导致的第一基端侧盖21的变形。因此,能够使外方突起部211更可靠地陷入第二基端侧盖22。因此,能够使铆接部23更牢固,并且能够更可靠地抑制第一基端侧盖21的变形。
此外,外方突起部211以相互的间隔成为大致一定的状态形成有3个以上,在本实施例中形成有6个。因此,能够使铆接部23的铆接力平衡良好地分散到外方突起部211。因此,能够防止铆接力的不均导致的铆接不良。
此外,如图4A所示,在将第二基端侧盖22与第一基端侧盖21铆接之前的状态下,对于外方突起部211的外接圆的直径D1和第二基端侧盖22的内周的直径D2,满足0≤D2-D1≤1.0mm。因此,能够将第二基端侧盖22容易且可靠地铆接固定到第一基端侧盖21上。
此外,如图5所示,在第一基端侧盖21和第二基端侧盖22之间配设有过滤器24,该过滤器24使向第一基端侧盖21的内侧导入的大气、在除去该大气所含的水分的同时通过;第一基端侧盖21设置与第二基端侧盖22的前端相对置的台阶部而形成,铆接部23形成在与上述台阶部相邻接的位置。因此,通过使第二基端侧盖22的前端部与第一基端侧盖21的台阶部抵接,由此能够容易地决定气体传感器1的轴向上的、第二基端侧盖22相对于第一基端侧盖21的位置。
并且,由于将铆接部23形成在与上述台阶部相邻接的位置上,所以在向第一基端侧盖21和第二基端侧盖22之间配置过滤器24时,通过使过滤器24的前端部与设置在第二基端侧盖22上的缩径部223的基端部抵接,由此能够容易地决定气体传感器1的轴向上的、过滤器24相对于第二基端侧盖22的位置。因此,能够容易地配设第二基端侧盖22和过滤器24,能够提高生产效率。
如上所述,根据本例,能够提供一种气体传感器,能够防止组装时的绝缘子的破损。
另外,在本例中,在第一基端侧盖21上设置有6个外方突起部211,但其数量不特别限定。但是,在设定多个外方突起部211的情况下,优选为3个以上、并优选在3个~8个之间适当设定。此外,如图6所示,还能够在第一基端侧盖21的外周面整周上连续地形成外方突起部211。
此外,如图7所示,外方突起部211的形成位置,只要在比导通孔212、222靠前端侧、且配设第二基端侧盖22的范围A之间,则能够自由设定。
(实验例1)
在本例中,关于实施例1所示的气体传感器1,评价了对于外方突起部211的外接圆的直径D1和第二基端侧盖22的内周的直径D2之间的尺寸关系、对第一基端侧盖21和第二基端侧盖22之间的嵌合容易度以及在铆接部23产生的折皱的影响。其结果在表1中表示。
[表1]
D2-D1 | 嵌合容易度 | 产生折皱 | 评价 |
-0.2 | × | - | × |
-0.1 | △ | 无 | × |
0 | ○ | 无 | ○ |
0.1 | ○ | 无 | ○ |
0.2 | ○ | 无 | ○ |
0.3 | ○ | 无 | ○ |
0.4 | ○ | 无 | ○ |
0.5 | ○ | 无 | ○ |
0.6 | ○ | 无 | ○ |
0.7 | ○ | 无 | ○ |
0.8 | ○ | 无 | ○ |
0.9 | ○ | 无 | ○ |
1.0 | ○ | 无 | ○ |
1.1 | ○ | 有 | × |
评价如下地进行:使用使D2-D1在-0.2mm~1.1mm之间每次变化0.1mm的第一基端侧盖21和第二基端侧盖22,使其嵌合并铆接。另外,在表1中,在“嵌合容易度”的评价栏中记载的○及×记号为,○表示良好(容易嵌合),△表示困难(难以嵌合),×表示不良(不能够嵌合)。此外,在评价栏中,将嵌合容易度为良好且不产生折皱的情况作为合格(○),除此以外的情况作为不合格(×)。
上述评价的结果为,在D2-D1为-0.1mm以下的情况下,第一基端侧盖21和第二基端侧盖22不能嵌合或者难以嵌合。此外,在D2-D1为1.1mm的情况下,在铆接部23、在第二基端侧盖22上产生了折皱。此外,在D2-D1为0.0mm~1.0mm之间,都容易嵌合、也不产生折皱。
根据本例的结果可知,通过设为0≤D2-D1≤1.0mm,由此在铆接部23不会产生折皱,而能够将第二基端侧盖22容易且可靠地与第一基端侧盖21铆接固定。
(实施例2)
如图8及图9所示,本例是在第二基端侧盖22上设置内方突起部221的例子。在第二基端侧盖22上设置有从其内周面向内侧突出的6个内方突起部221,该内方突起部221以相互的间隔成为大致一定的状态形成。此外,内方突起部221的轴向的长度比铆接部23长。而且,能够通过对第二基端侧盖22的一部分进行冲压加工等,来形成内方突起部221。
本例的气体传感器1的铆接部23,是通过设置在第二基端侧盖22上的内方突起部221和第一基端侧盖21的外周面之间的压焊来形成的。而且,第一基端侧盖21的维氏硬度大于第二基端侧盖22。此外,两者的硬度差为HV10以上。此外,在将第二基端侧盖22与第一基端侧盖21进行铆接之前的状态下,对于内方突起部221的内切圆的直径D4和第一基端侧盖21的外周的直径D3,满足0.1≤D4-D3≤1.0mm。
其他与实施例1相同。
在本例的气体传感器1中,通过从上述第一基端侧盖的外周面向外侧突出的外方突起部和从上述第二基端侧盖的内周面向内侧突出的内方突起部之间的压焊,来形成铆接部。因此,如图9B所示,在将第一基端侧盖21和第二基端侧盖22进行铆接时,内方突起部221陷入第1基端侧盖21的外周面、第二基端侧盖22的内方突起部221被压溃地变形、或者这两种现象都产生,由此第二基端侧盖22和第一基端侧盖21的外周面被压焊。
因此,在铆接时,能够抑制第二基端侧盖22的内方突起部221以外的部分的变形。结果,即使在形成基于金属间铆接的牢固的铆接部23时,也能够防止从第一基端侧盖21向绝缘子3作用力,能够防止绝缘子3的破裂、缺口。
此外,内方突起部221的轴向的长度大于铆接部23的长度。因此,能够在内方突起部221上可靠地形成铆接部23,能够防止发生铆接不良。
此外,第一基端侧盖21的维氏硬度大于第二基端侧盖22,而两者的硬度差为HV10以上。因此,与第二基端侧盖22相比,第一基端侧盖21难以变形。由此,能够进一步抑制铆接导致的第一基端侧盖21的变形。因此,能够通过使内方突起部221变形来形成铆接部23,能够更可靠地抑制第一基端侧盖21的变形。
此外,内方突起部221以相互的间隔成为大致一定的状态形成有6个。因此,能够将由于铆接而产生的铆接力平衡良好地分散到内方突起部221。因此,能够防止铆接力的不均导致的铆接不良。
此外,如图9A所示,在将第二基端侧盖22与第一基端侧盖21进行铆接之前的状态下,对于内方突起部221的内切圆的直径D4和第一基端侧盖21的外周的直径D3,满足0.1≤D4-D3≤1.0mm。因此,能够将第二基端侧盖22容易且可靠地与第一基端侧盖21铆接固定。
除此之外,具有与实施例1相同的作用效果。
另外,在本例中,在第二基端侧盖22上设置有3个以上、在本实施例中为6个的内方突起部221,但其数量不特别限定。但是,在设定多个内方突起部221的情况下,优选为3个以上、并优选在3个~8个之间适当设定。此外,如图10所示,内方突起部221的形成位置,只要在比导通孔212、222靠前端侧、且到第二基端侧盖22的前端侧的端部为止的范围B之间,则能够自由设定。
(实验例2)
在本例中,关于实施例2所示的气体传感器1,评价了第一基端侧盖21的外周面的直径D3和内方突起部221的内切圆的直径D4之间的尺寸关系、对第一基端侧盖21和第二基端侧盖22的嵌合容易度以及在铆接部23产生的折皱的影响。其结果在表2中表示。
[表2]
D4-D3 | 嵌合容易度 | 产生折皱 | 评价 |
-0.2 | × | - | × |
-0.1 | × | 无 | × |
0 | △ | 无 | × |
0.1 | ○ | 无 | ○ |
0.2 | ○ | 无 | ○ |
0.3 | ○ | 无 | ○ |
0.4 | ○ | 无 | ○ |
0.5 | ○ | 无 | ○ |
0.6 | ○ | 无 | ○ |
0.7 | ○ | 无 | ○ |
0.8 | ○ | 无 | ○ |
0.9 | ○ | 无 | ○ |
1.0 | ○ | 无 | ○ |
1.1 | ○ | 有 | × |
评价如下地进行:使用使D4-D3在-0.2mm~l.1mm之间每次变化0.1mm的第一基端侧盖21和第二基端侧盖22,使其嵌合并铆接。另外,在表2中,在“嵌合容易度”的评价栏中记载的○及×记号为,○表示良好(容易嵌合),△表示困难(难以嵌合),×表示不良(不能够嵌合)。此外,在评价栏中,将嵌合容易度为良好且不产生折皱的情况下作为合格(○),除此之外的情况作为不合格(×)。
上述评价的结果为,在D4-D3为0.0mm以下的情况下,第一基端侧盖21和第二基端侧盖22不能嵌合或者难以嵌合。此外,在D4-D3为1.1mm的情况下,在铆接部23、在第二基端侧盖22上产生了折皱。此外,在D4-D3为0.1mm~1.0mm之间,都容易嵌合、也不产生折皱。
根据本例的结果可知,通过设为0.1≤D4-D3≤1.0mm,由此在铆接部23不会产生折皱,而能够将第二基端侧盖22容易且可靠地与第一基端侧盖21铆接固定。
(实施例3)
如图11所示,本例是在第一基端侧盖21上设置外方突起部211、在第二基端侧盖22设置内方突起部221的例子。在第一基端侧盖21上设置有从其外周面向外侧突出的3个以上、在本实施例中为6个的外方突起部21,该外方突起部211以相互的周向的间隔成为大致一定的状态形成。此外,外方突起部211的轴向的长度比铆接部23的长度长。而且,能够通过对第一基端侧盖21的一部分进行冲压加工等,来形成外方突起部211。
此外,在第二基端侧盖22上设置有从其内周面向内侧突出的3个以上、在本实施例中为6个的内方突起部221,该内方突起部221以相互的周向的间隔成为大致一定的状态形成。如图11所示,本例的内方突起部221具有大致梯形的截面形状,在其前端部形成有第二平面部224,此外,内方突起部221的轴向的长度比铆接部23的长度长。而且,能够通过对第二基端侧盖22的一部分进行冲压加工等,来形成内方突起部221。
外方突起部211及内方突起部221被配置为,在气体传感器1的轴线方向及周向上成为大致相同位置、即在径向上重叠,本例的气体传感器1中的铆接部23,是通过设置在第一基端侧盖21上的外方突起部211和设置在第二基端侧盖22上的内方突起部221之间的压焊来形成的。
而且,第一基端侧盖21的维氏硬度大于第二基端侧盖22,而两者的硬度差为HV10以上。
此外,在将第二基端侧盖22与第一基端侧盖21进行铆接之前的状态下,对于内方突起部221的内切圆的直径D6和对于外方突起部211的外接圆的直径D5,满足0.1≤D6-D5≤1.0mm。
除此之外的构成,与实施例1及实施例2相同。
在本例的气体传感器1中,通过从第一基端侧盖21的外周面向外侧突出的外方突起部211和从第二基端侧盖22的内周面向内侧突出的外方突起部221之间的压焊,来形成铆接部23。因此,在将第一基端侧盖21和第二基端侧盖22进行铆接时,外方突起部211和内方突起部221中的某一方陷入另一方、外方突起部211和内方突起部221的双方被压溃地变形、或者这些现象都产生,由此设置在第一基端侧盖21上的外方突起部211和设置在第二基端侧盖22上的外方突起部221被压焊。
因此,通过设置在第一基端侧盖21上的外方突起部211及设置在第二基端侧盖22上的内方突起部221中的某一方或双方的变形,来形成铆接部23,能够抑制第一基端侧盖21的外方突起部211以外的部分的变形。结果,即使在形成基于金属间铆接的牢固的铆接部23时,也能够防止从第一基端侧盖21向绝缘子3作用力,能够防止产生绝缘子3的破裂、缺口。
此外,外方突起部211及内方突起部221的轴向的长度大于铆接部23的长度。因此,能够在外方突起部211及内方突起部221上可靠地形成铆接部23,能够防止发生铆接不良。
此外,外方突起部211及内方突起部221以相互的间隔成为大致一定的状态形成有3个以上、在本实施例中为6个。因此,能够将由于铆接而产生的铆接力平衡良好地分散到外方突起部211及内方突起部221上。因此,能够防止铆接力的不均导致的铆接不良。
此外,如图11A所示,在将第二基端侧盖22与第一基端侧盖21进行铆接之前的状态下,对于内方突起部221的内切圆的直径D6和对于外方突起部211的外接圆的直径D5,满足0.1≤D6-D5≤1.0mm。因此,能够将第二基端侧盖22容易且可靠与第一基端侧盖21铆接固定。
除此之外,具有与实施例1相同的作用效果。
另外,在本例中,将设置在第二基端侧盖22上的内方突起部221的周向的宽度设定为较大,但是也能够如图12所示,使第一基端侧盖21的外方突起部成为大致梯形的截面形状,并在前端部形成第一平面部214。在该情况下,也能够得到相同的作用效果。
(实施例4)
如图13所示,本例是外方突起部211及内方突起部221的截面形状的变更的例子。
图13A是在上述实施例1~实施例3所示的外方突起部211或内方突起部221中、与气体传感器1的轴向正交的平面的截面形状,但作为外方突起部211或内方突起部221的截面形状,还能够成为图13B~图13E所示的形状。
图13B所示的外方突起部211或内方突起部221的截面形状是大致梯形形状,其顶部构成平坦面。此外,图13C所示的外方突起部211或内方突起部221的截面形状为大致三角形状,其顶部的曲率半径极小。此外,图13D所示的外方突起部211或内方突起部221的截面形状由大致矩形形状形成。此外,图13E所示的外方突起部211或内方突起部221的截面形状为大致平行四边形,是相对于第一基端侧盖21或第二基端侧盖22的径向倾斜地突出的形状。
另外,本例表示外方突起部211及内方突起部221的截面形状的一例,但只要形成突起形状,则能够使用除上述以外的各种截面形状。此外,作为外方突起部211及内方突起部221的截面形状,优选图13A所示的形状。该突起形状的成型性良好,能够容易地形成外方突起部211及内方突起部221。
符号的说明
1气体传感器
2大气侧盖
21第一基端侧盖
211外方突起部
214第一平面部
22第二基端侧盖
221内方突起部
223缩径部
224第二平面部
23铆接部
3绝缘子
4传感器元件
5壳体
Claims (9)
1.一种气体传感器,其特征在于,
具备:
传感器元件,对被测定气体中的特定气体浓度进行检测;
绝缘子,将与该传感器元件的电极电连接的金属端子保持在内侧;
壳体,将上述传感器元件插通保持在内侧;
第一基端侧盖,固定在该壳体的基端侧,并且覆盖上述传感器元件的基端部及上述绝缘子;以及
第二基端制盖,从该第一基端侧盖的外周侧铆接固定在该第一基端侧盖的基端部,
在上述第一基端侧盖和上述第二基端侧盖被铆接固定的铆接部的内侧,配置有上述绝缘子,
通过对形成在上述第一基端侧盖的基端部并向外侧突出并且其轴向长度比上述铆接部长的外方突起部和上述第二基端侧盖的内周面之间、
形成在上述第二基端侧盖的基端部并向内侧突出并且其轴向长度比上述铆接部长的内方突起部和上述第一基端侧盖的外周面之间、或者
上述外方突起部和上述内方突起部之间进行压焊,
而形成上述铆接部。
2.根据权利要求1所述的气体传感器,其特征在于,
上述第一基端侧盖的维氏硬度大于上述第二基端侧盖。
3.根据权利要求2所述的气体传感器,其特征在于,
上述第一基端侧盖和上述第二基端侧盖之间的维氏硬度的硬度差为HV10以上。
4.根据权利要求1所述的气体传感器,其特征在于,
上述外方突起部及上述内方突起部,以在周向上相互设置了成为大致一定的间隔的状态形成有3个以上。
5.根据权利要求1所述的气体传感器,其特征在于,
通过上述第一基端侧盖的上述外方突起部和上述第二基端侧盖之间的压焊来形成上述铆接部,在将上述第二基端侧盖与上述第一基端侧盖进行铆接之前的状态下,对于上述外方突起部的外接圆的直径D1和上述第二基端侧盖的内周的直径D2,满足0≤D2-D1≤1.0mm。
6.根据权利要求1所述的气体传感器,其特征在于,
通过上述第二基端侧盖的上述内方突起部和上述第一基端侧盖之间的压焊来形成上述铆接部,在将上述第二基端侧盖与上述第一基端侧盖进行铆接之前的状态下,对于上述内方突起部的内切圆的直径D4和上述第一基端侧盖的外周的直径D3,满足0.1≤D4-D3≤1.0mm。
7.根据权利要求1所述的气体传感器,其特征在于,
上述第一基端侧盖具备上述外方突起部、上述第二基端侧盖具备上述内方突起部,在将上述第二基端侧盖与上述第一基端侧盖进行铆接之前的状态下,对于上述外方突起部的外接圆的直径D5和对于上述内方突起部的内切圆的直径D6,满足0≤D6-D5≤1.0mm。
8.根据权利要求1所述的气体传感器,其特征在于,
上述第一基端侧盖具备上述外方突起部、上述第二基端侧盖具备上述内方突起部,上述外方突起部和上述内方突起部中某一方的周向宽度被设定为比另一方突起部的周向宽度宽。
9.根据权利要求1所述的气体传感器,其特征在于,
在上述第一基端侧盖和上述第二基端侧盖之间配设过滤器,该过滤器向上述第一基端侧盖的内侧导入大气,并防止从上述气体传感器的外部侵入水分,上述第一基端侧盖设置与上述第二基端侧盖的前端对置的台阶部而形成,上述铆接部形成在与上述台阶部相邻接的位置。
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