HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
1. Bereich der Erfindung 1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor, der eine Hülle umfasst, die ein Erfassungselement hält, und ein Verfahren zur Herstellung des Sensors. The present invention relates to a sensor comprising a shell holding a detection element and a method of manufacturing the sensor.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik 2. Description of the Related Art
Ein Sensor, der ein Erfassungselement, eine Hülle, die das Erfassungselement hält, und ein Metallrohr umfasst, welches an der hinteren Endseite der Hülle angeordnet ist und einen hintern Endbereich des Erfassungselements aufnimmt, ist bekannt. A sensor including a detection element, a case holding the detection element, and a metal tube disposed on the rear end side of the case and accommodating a rear end portion of the detection element is known.
Ein derartiger Sensor umfasst Zuführungsdrähte, welche von außerhalb des Metallrohrs durch eine hintereendseitige Öffnung des Metallrohrs in das Metallrohr eingeführt sind und mit dem Erfassungselement verbunden sind, sowie einen Separator, der einen Zustand aufrecht erhält, in welchem die Zuführungsdrähte nicht miteinander im Kontakt stehen und elektrisch mit dem Erfassungselement verbunden sind (Siehe beispielsweise PTL 1). Such a sensor includes feed wires which are inserted from outside the metal pipe through a rear end side opening of the metal pipe into the metal pipe and connected to the detection element, and a separator which maintains a state in which the feed wires are not in contact with each other and electrically connected to the detection element (See, for example, PTL 1).
Zitierungsliste CITATION
Patentliteratur patent literature
-
PTL 1: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-202663 PTL 1: publication of the unaudited Japanese Patent Application No. 2014-202663
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG OVERVIEW OF THE INVENTION
Bei dem Sensor, der in PTL 1 offenbart ist, ist der Separator innerhalb des Metallrohrs in einer Art gehalten, in welcher der Separator innerhalb eines metallischen Halteelements angeordnet ist, welches röhrenförmig geformt ist, und das Halteelement mit dem Metallrohr zusammengekrimpt ist. Entsprechend ist die Achse des Separators auf Basis der Achse des Metallrohrs eingestellt und es besteht ein Problem dahingehend, dass der Grad der Übereinstimmung (Konzentrizität) zwischen der Achse des Separators und der Achse des Erfassungselements, welches von der Hülle gehalten wird, abnimmt. In the sensor disclosed in PTL 1, the separator is held inside the metal pipe in a manner in which the separator is disposed inside a metallic holding member which is tubular-shaped, and the holding member is crimped together with the metal pipe. Accordingly, the axis of the separator is set based on the axis of the metal pipe, and there is a problem that the degree of coincidence (concentricity) between the axis of the separator and the axis of the detecting element held by the casing decreases.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieses Problems getätigt, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung den Grad der Übereinstimmung zwischen der Achse des Separators und der Achse des Erfassungselements zu verbessern. The present invention has been made in view of this problem, and it is an object of the present invention to improve the degree of coincidence between the axis of the separator and the axis of the detecting element.
Ein Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung, die getätigt wurde um das oben genannte Ziel zu erreichen, umfasst ein längliches Erfassungselement, welches sich in einer axialen Richtung erstreckt, eine Hülle, einen Separator und ein Metallrohr. A sensor according to the present invention, which has been made to achieve the above object, comprises an elongate detecting element extending in an axial direction, a shell, a separator, and a metal pipe.
Die Hülle umgibt und hält das Erfassungselement, wobei ein hinteres Ende des Erfassungselements aus dieser vorsteht. Der Separator ist näher als die Hülle an einer hinteren Endseite angeordnet und umgibt einen hinteren Endbereich des Erfassungselements. Das Metallrohr ist röhrenförmig geformt, nimmt den Separator auf und erstreckt sich in der axialen Richtung zu einer Position, die der hinteren Endseite näher ist als ein hinteres Ende der Hülle, so dass ein vorderendseitiger Innenumfang des Metallrohrs einen Außenumfang der Hülle umschließt. The shell surrounds and retains the sensing element with a rear end of the sensing element projecting therefrom. The separator is disposed closer than the shell to a rear end side and surrounds a rear end portion of the detection element. The metal pipe is tubular-shaped, receives the separator, and extends in the axial direction to a position closer to the rear end side than a rear end of the shell so that a front-end-side inner circumference of the metal pipe encloses an outer periphery of the shell.
Der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Halteelement. Das Halteelement ist röhrenförmig geformt, erstreckt sich in die axiale Richtung, ist innerhalb des Metallrohrs angeordnet, ist in einem Zustand an der Hülle fixiert, in dem ein Bereich um eine vorderendseitige Öffnung, die sich in der axialen Richtung an einem vorderen Ende öffnet, mit dem Außenumfang der Hülle in Eingriff steht und den Separator umgibt und unterstützt. The sensor according to the present invention comprises a holding element. The holding member is tubular-shaped, extends in the axial direction, is disposed inside the metal pipe, is fixed to the case in a state in which a portion around a front-end side opening opening in the axial direction at a front end with engages the outer periphery of the shell and surrounds and supports the separator.
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung mit der oben genannten Struktur wird der Separator von dem Halteelement in einer Art gehalten, in welcher der Separator innerhalb des Halteelements angeordnet ist, welches röhrenförmig geformt ist. Entsprechend wird die Achse des Separators auf der Basis der Achse des Halteelements eingestellt. Da das Halteelement an der Hülle fixiert ist, wobei das Halteelement mit der Hülle im Eingriff steht, ist die Achse des Halteelements auf der Basis der Achse der Hülle eingestellt. Das heißt, dass die Achse des Separators auf Basis der Achse der Hülle eingestellt ist. Entsprechend ermöglicht es der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung, den Grad an Übereinstimmung zwischen der Achse des Separators und der Achse des Erfassungselements, welches von der Hülle gehalten wird, zu verbessern. In the sensor according to the present invention having the above-mentioned structure, the separator is held by the holding member in a manner in which the separator is disposed inside the holding member which is tubular-shaped. Accordingly, the axis of the separator is adjusted based on the axis of the holding member. Since the retainer is fixed to the shell with the retainer engaged with the shell, the axis of the retainer is adjusted based on the axis of the shell. That is, the axis of the separator is set based on the axis of the envelope. Accordingly, the sensor according to the present invention makes it possible to improve the degree of coincidence between the axis of the separator and the axis of the detection element held by the case.
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann in dem Fall, in dem der Separator einen Flanschbereich umfasst, welcher in einer radialen Richtung, welche orthogonal zur axialen Richtung ist, vorsteht, das Halteelement einen Unterstützungsbereich umfassen, welcher näher an einer vorderen Endseite angeordnet ist als der Flanschbereich des Separators, welcher von einem Endbereich auf der hinteren Endseite aus nach innen vorsteht und welcher den Flanschbereich an einer vorderen Endseite des Flanschbereichs stützt. In diesem Fall ist bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung ein vorderendseitiger Bereich des Separators innerhalb des röhrenförmig geformten Halteelements angeordnet, und der Flanschbereich wird vom Unterstützungsbereich gestützt, so dass der Separator vom Halteelement gehalten wird. In the sensor according to the present invention, in the case where the separator includes a flange portion protruding in a radial direction orthogonal to the axial direction, the holding member may include a support portion located closer to a front end side than the flange portion of the separator which projects inwardly from an end portion on the rear end side and which supports the flange portion on a front end side of the flange portion. In this case, in the sensor according to the present invention, a front-end side portion of the separator is within the arranged tubular member, and the flange portion is supported by the support portion, so that the separator is held by the holding member.
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung können der Unterstützungsbereich und ein Bereich des Separators, der näher an der vorderen Endseite als der Flanschbereich ist, in radialer Richtung voneinander getrennt sein. In diesem Fall ermöglicht es der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung, dass die Position des Separators in der radialen Richtung innerhalb des Bereichs der Strecke des Abstandes eingestellt werden kann, so dass die Achse des Separators, der vom Halteelement gehalten wird, mit der Achse des Erfassungselements übereinstimmt. In the sensor according to the present invention, the support portion and a portion of the separator, which is closer to the front end side than the flange portion, may be separated from each other in the radial direction. In this case, the sensor according to the present invention enables the position of the separator in the radial direction to be adjusted within the range of the distance of the distance such that the axis of the separator held by the holding member coincides with the axis of the detecting element matches.
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung, kann ein Abstand zwischen einem minimalen Innendurchmesser einer Innenumfangsfläche des Unterstützungsbereichs und einem maximalen Außendurchmesser eines Bereichs einer äußeren Umfangsfläche des Separators, welche der Innenumfangsfläche des Unterstützungsbereichs zuweist, 0,2 mm oder größer sein. In diesem Fall ermöglicht es der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung, dass die Position des Separators in der radialen Richtung fein eingestellt werden kann, so dass die Achse des Separators, der vom Halteelement gehalten wird, mit der Achse des Erfassungselements übereinstimmt. In the sensor according to the present invention, a distance between a minimum inner diameter of an inner peripheral surface of the support portion and a maximum outer diameter of a portion of an outer peripheral surface of the separator that assigns to the inner peripheral surface of the support portion may be 0.2 mm or larger. In this case, the sensor according to the present invention enables the position of the separator in the radial direction to be finely adjusted so that the axis of the separator held by the holding member coincides with the axis of the detecting element.
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Halteelement einen gefalteten Bereich umfassen, welcher von dem Endbereich des Halteelements auf der hinteren Endseite hin zur vorderen Endseite gefaltet ist. Ein Endbereich des gefalteten Bereichs auf der vorderen Endseite kann an einer Position mit dem Separator in Kontakt stehen, die näher an der vorderen Endseite angeordnet ist als der Flanschbereich. In diesem Fall ermöglicht es der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur, dass der Unterstützungsbereich des Halteelements den Flanschbereich stützt, sondern auch, dass der Separator von dem gefalteten Bereich, welcher näher als der Flanschbereich an der vorderen Endseite angeordnet ist, gestützt wird. Entsprechend ermöglicht es der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung, dass das Halteelement den Separator sicherer hält. In the sensor according to the present invention, the holding member may include a folded portion that is folded from the end portion of the holding member on the rear end side toward the front end side. An end portion of the folded portion on the front end side may be in contact with the separator at a position closer to the front end side than the flange portion. In this case, the sensor according to the present invention enables not only that the support portion of the holding member supports the flange portion, but also that the separator is supported by the folded portion located closer than the flange portion on the front end side. Accordingly, the sensor according to the present invention allows the holding member to hold the separator more securely.
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Flanschbereich in der axialen Richtung zwischen dem Metallrohr und dem Unterstützungsbereich angeordnet sein. In diesem Fall kann bei Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung der Flanschbereich zwischen dem Metallrohr und dem Unterstützungsbereich angeordnet sein und das Halteelement kann den Separator sicherer halten. In the sensor according to the present invention, the flange portion may be disposed in the axial direction between the metal pipe and the support portion. In this case, in the sensor according to the present invention, the flange portion may be disposed between the metal pipe and the support portion, and the holding member may hold the separator more securely.
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Dicke des Halteelements kleiner sein als eine Dicke eines Bereichs der Hülle, mit welcher das Halteelement in Eingriff steht. In diesem Fall ist es, wenn das Halteelement durch Laserstrahlschweißung an der Hülle fixiert wird, nur nötig, einen Laserstrahl von einer solchen Stärke auszusenden, dass der Laserstrahl das Halteelement durchdringt, und der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung unterdrückt das Auftreten eines Zustandes in dem der Laserstrahl die Hülle durchdringt. In the sensor according to the present invention, a thickness of the holding member may be smaller than a thickness of a portion of the casing with which the holding member is engaged. In this case, when the holding member is fixed to the case by laser beam welding, it is only necessary to emit a laser beam of such strength that the laser beam penetrates the holding member, and the sensor according to the present invention suppresses occurrence of a condition in which Laser beam penetrates the shell.
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Halteelement so angeordnet sein, dass es in einer radialen Richtung, welche orthogonal zu der axialen Richtung ist, von dem Metallrohr getrennt ist. Dies unterdrückt Wärmeleitung vom Halteelement zum Metallrohr. In the sensor according to the present invention, the holding member may be arranged so as to be separated from the metal pipe in a radial direction orthogonal to the axial direction. This suppresses heat conduction from the holding member to the metal pipe.
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Außendurchmesser des Halteelements größer als ein Außendurchmesser des Separators sein. In diesem Fall kann bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung ein Abstand zwischen dem Separator und dem Metallrohr gebildet werden. Entsprechend unterdrückt der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung das Auftreten eines Zustandes, in dem das Metallrohr mit dem Separator in Kontakt kommt, wenn das Metallrohr durch eine externe Kraft, die von außerhalb auf das Metallrohr wirkt (zum Beispiel ein fliegender Stein), verformt wird, und der Bruchschaden des Separators kann reduziert werden. In the sensor according to the present invention, an outer diameter of the holding member may be larger than an outer diameter of the separator. In this case, in the sensor according to the present invention, a distance between the separator and the metal pipe may be formed. Accordingly, the sensor according to the present invention suppresses the occurrence of a state in which the metal pipe comes into contact with the separator when the metal pipe is deformed by an external force acting on the metal pipe from outside (for example, a flying stone), and the breakage of the separator can be reduced.
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Bereich des Metallrohrs und ein Bereich des Halteelements, welche einander überlappen, über eine gesamte äußere Umfangsfläche der Hülle verschweißt sein. In diesem Fall ist es nicht nötig, dass das Metallrohr und das Halteelement einzeln an der Hülle fixiert werden, und eine einfache Sensorstruktur kann erreicht werden. Zusätzlich können das Metallrohr und das Halteelement fest an der Hülle fixiert sein. In the sensor according to the present invention, a portion of the metal pipe and a portion of the holding member which overlap each other may be welded over an entire outer peripheral surface of the case. In this case, it is not necessary that the metal tube and the holding member are individually fixed to the shell, and a simple sensor structure can be achieved. In addition, the metal tube and the holding member may be firmly fixed to the shell.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung, die getätigt wurde um die oben genannten Ziele zu erfüllen, ist ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors, welcher ein längliches Erfassungselement, das sich in einer axialen Richtung erstreckt, eine Hülle, die das Erfassungselement umgibt und hält, wobei ein hinteres Ende des Erfassungselements aus dieser heraus vorsteht, ein Separator, der näher als die Hülle an einer hinteren Endseite gelegen ist und den hinteren Endbereich des Erfassungselements umgibt, und ein Metallrohr, das näher als die Hülle zu der hinteren Endseite angeordnet ist und sich röhrenförmig geformt in die axiale Richtung erstreckt und den Separator aufnimmt, aufweist. Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt des Vorbereitens eines Halteelements, welches sich in röhrenförmiger Gestalt in die axiale Richtung erstreckt und welches eine vorderendseitige Öffnung hat, welche in der axialen Richtung an einer Vorderseite geöffnet ist und bei dem ein Bereich um die vorderendseitige Öffnung des Halteelements mit der Hülle, welche das Erfassungselement hält, in Eingriff steht, einen zweiten Schritt des Einfügens des Separators in das Halteelement von einer hinteren Endseite des Halteelements her und des Verursachens, dass das Halteelement den Separator stützt, so dass der Separator den hinteren Endbereich des Erfassungselements umgibt, und einen dritten Schritt des In-Eingriff-Bringens des Metallrohrs mit der Hülle, so dass der Separator, der von dem Halteelement gestützt wird, in dem Metallrohr aufgenommen ist. A method of manufacturing a sensor according to the present invention, which has been made to meet the above objects, is a method of manufacturing a sensor comprising an elongated detecting element extending in an axial direction, a shell surrounding the detecting element and holds, with a rear end of the detection element protruding therefrom, a separator located closer than the sheath on a rear end side and surrounding the rear end portion of the detection element, and a metal pipe disposed closer than the sheath to the rear end side is and extends tubular shaped in the axial direction and receives the separator has. The method comprises a a first step of preparing a holding member which extends in a tubular shape in the axial direction and which has a front end side opening opened in the axial direction at a front side and an area around the front end side opening of the holding member with the shell the detection member holds, engages, a second step of inserting the separator into the holding member from a rear end side of the holding member and causing the holding member to support the separator such that the separator surrounds the rear end portion of the detecting element and a third one Step of engaging the metal tube with the shell so that the separator supported by the support member is received in the metal tube.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung des Sensors wird in dem ersten Schritt die Achse des Halteelements auf der Basis der Achse der Hülle eingestellt. In dem folgenden zweiten Schritt wird die Achse des Separators auf der Basis der Achse des Halteelements eingestellt, und folglich wird die Achse des Separators auf der Basis der Achse der Hülle eingestellt. In dem dritten Schritt wird das Metallrohr mit der Hülle in Eingriff gebracht, sodass der Separator in dem Metallrohr aufgenommen ist, um den Sensor zu erhalten. Auf diese Weise kann ein Sensor mit einem verbesserten Grad an Übereinstimmung zwischen der Achse des Separators und der Achse des Erfassungselements, welches von der Hülle gehalten wird, effizient erhalten werden. According to the method of manufacturing the sensor, in the first step, the axis of the holding member is set based on the axis of the case. In the following second step, the axis of the separator is adjusted based on the axis of the holding member, and thus the axis of the separator is adjusted based on the axis of the casing. In the third step, the metal tube is engaged with the shell so that the separator is received in the metal tube to obtain the sensor. In this way, a sensor having an improved degree of coincidence between the axis of the separator and the axis of the detection element held by the case can be efficiently obtained.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist eine Schnittansicht eines Gassensors. 1 is a sectional view of a gas sensor.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Halteelements. 2 is a perspective view of a holding element.
3 ist eine Schnittansicht des Halteelements und einer näheren Umgebung davon. 3 is a sectional view of the holding member and a vicinity thereof.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Gassensor 1 gemäß der Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, eine Hülle 2, ein Gas messendes Element 3, einen Haltebereich 4, einen Protektor 5, ein Metallrohr 6, Zuführungsdrähte 7, Verbindungsanschlüsse 8, einen Separatorbereich 9, und eine Durchgangstülle 10. In 1 wird die untere Endseite des Gassensors 1 als vordere Endseite FE bezeichnet, und die obere Endseite des Gassensors 1 wird als hintere Endseite BE bezeichnet. As in 1 includes a gas sensor 1 According to the embodiment to which the present invention is applied, a sheath 2 , a gas measuring element 3 , a holding area 4 , a protector 5 a metal pipe 6 , Feed wires 7 , Connection connections 8th , a separator area 9 , and a grommet 10 , In 1 becomes the lower end side of the gas sensor 1 referred to as the front end side FE, and the upper end side of the gas sensor 1 is referred to as the rear end side BE.
Die Hülle 2 ist ein Element, welches zum Beispiel aus einem hitzebeständigen Metall, wie etwa Edelstahl, in röhrenförmig geformt ist. Die Hülle 2 weist einen Hauptkörperbereich 21 und ein Sechseck 22 auf. The case 2 is an element formed of, for example, a refractory metal such as stainless steel in a tubular shape. The case 2 has a main body area 21 and a hexagon 22 on.
Der Hauptkörperbereich 21 ist in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet, die sich in die Richtung (nachfolgend als eine axiale Richtung DA bezeichnet) einer Achse O des Gassensors 1 erstreckt. Ein Außengewinde 21a ist an dem Außenumfang des Hauptkörperbereichs 21 ausgebildet. Das Außengewinde 21a hat eine Gestalt, welche es dem Außengewinde 21a erlaubt, in einen befestigenden Schraubenbereich zu passen, welcher an einem Abgasrohr ausgebildet ist, um den Gassensor 1 an dem Abgasrohr eines Verbrennungsmotors zu montieren. Der Hauptkörperbereich 21 umfasst ein Durchgangsloch 21b, welches sich in der axialen Richtung DA durch diesen hindurch erstreckt. Ein abgestufter Bereich 21c steht in radialer Richtung nach Innen vor und ist an einer Innenumfangswand des Durchgangsbereiches 21b ausgebildet. The main body area 21 is formed in a cylindrical shape extending in the direction (hereinafter referred to as an axial direction DA) of an axis O of the gas sensor 1 extends. An external thread 21a is on the outer periphery of the main body portion 21 educated. The external thread 21a has a shape which makes it the external thread 21a allows to fit in a fastening screw portion formed on an exhaust pipe to the gas sensor 1 to be mounted on the exhaust pipe of an internal combustion engine. The main body area 21 includes a through hole 21b which extends therethrough in the axial direction DA. A graduated area 21c is in the radial direction inwardly and is on an inner peripheral wall of the passage area 21b educated.
Das Sechseck 22 ist plattenförmig mit einem sechseckigen Außenumfang ausgebildet und erstreckt sich von dem Außenumfang des Hauptkörperbereichs 21, welcher näher an dem hinteren Endseite BE angeordnet ist als das Außengewinde 21a, in der radialen Richtung nach außen. Das Sechseck 22 ist ein Bereich, an welchen mit einem Anbringungswerkzeug, wie etwa einem Sechskantschlüssel, angegriffen wird, wenn der Gassensor 1 an dem Abgasrohr befestigt wird. The hexagon 22 is formed plate-shaped with a hexagonal outer periphery and extends from the outer periphery of the main body portion 21 , which is located closer to the rear end side BE than the external thread 21a , in the radial direction to the outside. The hexagon 22 is an area to be attacked with a mounting tool such as a hex key when the gas sensor 1 is attached to the exhaust pipe.
Das Gas messende Element 3 weist einen Elementhauptkörperbereich 31 und einen schützenden Mantel 32 auf. Der Elementhauptkörperbereich 31 ist in eine längliche Plattengestalt geformt, welche sich in die axiale Richtung DA erstreckt. Ein Erfassungsbereich 31a, welcher die Konzentration eines spezifischen Gases (gemäß der Ausführungsform Sauerstoff) erfasst, welches in einem zu messenden Zielgas (gemäß der Ausführungsform Abgas eines Verbrennungsmotors) enthalten ist, welchem das Gas messende Element 3 ausgesetzt ist, ist an der vorderen Endseite FE des Elementhauptkörperbereichs 31 ausgebildet. Der schützende Mantel 32 ist aus porösem Aluminiumoxid und an der vorderen Endseite des Elementhauptkörperbereichs 31 gebildet, um wenigstens den Erfassungsbereich 31a zu bedecken. The gas measuring element 3 has an element main body portion 31 and a protective coat 32 on. The element main body portion 31 is formed into an elongated plate shape which extends in the axial direction DA. A detection area 31a which detects the concentration of a specific gas (according to the embodiment oxygen) contained in a target gas to be measured (according to the embodiment of the exhaust gas of an internal combustion engine), to which the gas sensing element 3 is exposed at the front end side FE of the element main body portion 31 educated. The protective coat 32 is made of porous alumina and on the front end side of the element main body portion 31 formed to at least the detection area 31a to cover.
Der Haltebereich 4 umfasst einen Keramikhalter 41, einen Talkumpuder 42, eine Keramikhülse 43 und eine Dichtung 44. Der Keramikhalter 41 ist ein Aluminiumoxid-Element, welches in einer im Wesentlichen zylindrischen Gestalt geformt ist, welche im Durchgangsloch 21b, des Hauptkörperbereichs 21 aufgenommen werden kann, während es von dem abgestuften Bereich 21c des Hauptkörperbereichs 21 gestützt wird. Der Keramikhalter 41 hat ein Durchgangsloch 41a, welches sich in der axialen Richtung DA durch diesen hindurch erstreckt. Das Gas messende Element 3 wird in das Durchgangsloch 41a eingesetzt. The holding area 4 includes a ceramic holder 41 , a talcum powder 42 , a ceramic sleeve 43 and a seal 44 , The ceramic holder 41 is an alumina element which is in an im Substantially cylindrical shape is formed, which in the through hole 21b , of the main body area 21 can be absorbed while it is from the graduated area 21c of the main body area 21 is supported. The ceramic holder 41 has a through hole 41a which extends therethrough in the axial direction DA. The gas measuring element 3 gets into the through hole 41a used.
Der Talkumpuder 42 ist an einer Position in das Durchgangsloch 21b, des Hauptkörperbereichs 21 gefüllt, die näher an der hinteren Endseite BE angeordnet ist als der Keramikhalter 41. The talcum powder 42 is at a position in the through hole 21b , of the main body area 21 filled, which is located closer to the rear end side BE than the ceramic holder 41 ,
Die Keramikhülse 43 ist ein Aluminiumoxid-Element, welches in eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt geformt ist, welche in dem Durchgangsloch 21b, des Hauptkörperbereichs 21 aufgenommen werden kann. Die Keramikhülse 43 weist ein Durchgangsloch 43a auf, welches sich in der axialen Richtung DA durch diese hindurch erstreckt. Das Gas messende Element 3 ist in das Durchgangsloch 43a eingesetzt. Die Keramikhülse 43 ist in dem Durchgangsloch 21b des Hauptkörperbereichs 21 aufgenommen, und zwar an einer Position, die näher an der hinteren Endseite BE angeordnet ist als der Talkumpuder 42. The ceramic sleeve 43 is an alumina element formed into a substantially cylindrical shape, which is in the through hole 21b , of the main body area 21 can be included. The ceramic sleeve 43 has a through hole 43a which extends in the axial direction DA therethrough. The gas measuring element 3 is in the through hole 43a used. The ceramic sleeve 43 is in the through hole 21b of the main body area 21 taken at a position which is located closer to the rear end side BE than the talcum powder 42 ,
Die Dichtung 44 ist ein Element, welches in einer ringförmigen Gestalt geformt ist, welche in dem Durchgangsloch 21b des Hauptkörperbereichs 21 aufgenommen werden kann. Die Dichtung 44 ist zwischen der Keramikhülse 43 und dem Endbereich 21d des Hauptkörperbereichs 21 auf der hinteren Endseite BE angeordnet. Der Endbereich 21d des Hauptkörperbereichs 21 ist so gekrimpt, dass der Endbereich 21d die Keramikhülse 43 in die Richtung zur vorderen Endseite FE presst, wobei die Dichtung 44 zwischen diesen angeordnet ist. Entsprechend wird der eingefüllte Talkumpuder komprimiert und das Halteelement 4 hält das Gas messende Element 3 in einem Zustand, in dem das Gas messende Element 3 auf der vorderen Endseite FE aus der vorderen Endseite FE der Hülle 2 heraussteht und das Gas messende Element 3 auf der hinteren Endseite BE von der hinteren Endseite BE der Hülle 2 vorsteht. The seal 44 is a member which is formed in an annular shape which is in the through hole 21b of the main body area 21 can be included. The seal 44 is between the ceramic sleeve 43 and the end area 21d of the main body area 21 arranged on the rear end side BE. The end area 21d of the main body area 21 is so crimped that the end area 21d the ceramic sleeve 43 pressed in the direction of the front end side FE, with the seal 44 is arranged between these. Accordingly, the filled talcum powder is compressed and the holding element 4 keeps the gas measuring element 3 in a state where the gas measuring element 3 on the front end side FE from the front end side FE of the case 2 stands out and the gas measuring element 3 on the rear end side BE from the rear end side BE of the case 2 protrudes.
Der Protektor 5 ist ein metallisches Element, welches in eine röhrenförmige Gestalt geformt ist, um den Endbereich des Gas messenden Elements 3 an der vorderen Endseite FE zu bedecken, der aus der Hülle 2 heraussteht. Gaseinlässe 5a sind in dem Protektor 5 ausgebildet. Der Protektor ist mit dem Außenumfang der Hülle 2 an der vorderen Endseite FE durch Schweißen verbunden. The protector 5 is a metallic member formed into a tubular shape around the end portion of the gas sensing element 3 to cover at the front end side FE, which is out of the shell 2 protrudes. gas inlets 5a are in the protector 5 educated. The protector is with the outer circumference of the shell 2 connected at the front end side FE by welding.
Der Protektor 5 weist eine Doppelstruktur auf, die einen Außenprotektor 51 und einen Innenprotektor 52 umfasst. Der Außenprotektor 51, welcher eine zylindrische Gestalt mit einem Boden hat, ist an der Außenseite angeordnet, und der Innenprotektor 52, welcher eine zylindrische Gestalt mit einem Boden hat, ist an der Innenseite angeordnet. The protector 5 has a double structure, which is an outer protector 51 and an interior protector 52 includes. The outer protector 51 which has a cylindrical shape with a bottom is disposed on the outside, and the inner protector 52 which has a cylindrical shape with a bottom is disposed on the inside.
Das Metallrohr 6 ist ein metallisches Element, welches in eine röhrenförmige Gestalt geformt ist, die sich in der axialen Richtung DA erstreckt. Das Metallrohr 6 ist mit dem Endbereich der Hülle 2 an der hinteren Endseite BE fest verbunden, welche in eine Öffnung 6a am Endbereich der Vorderseite FE eingepasst ist. The metal pipe 6 is a metallic member formed into a tubular shape extending in the axial direction DA. The metal pipe 6 is with the end of the shell 2 firmly connected to the rear end side BE, which in an opening 6a is fitted at the end of the front FE.
Das Metallrohr 6 umfasst einen vorderendseitigen röhrenförmigen Bereich 61, einen hinterendseitigen röhrenförmigen Bereich 62 und einen abgestuften Bereich 63. Der vorderendseitige röhrenförmige Bereich 61 ist ein Bereich, an welchem der Endbereich auf der vorderen Endseite mit der Hülle 2 in Eingriff steht. Der hinterendseitige röhrenförmige Bereich 62 ist ein Bereich, welcher in eine zylindrische Gestalt geformt ist, die sich in die axiale Richtung DA erstreckt, und zwar an einer Position, die näher an der hinteren Endseite BE angeordnet ist als der vorderendseitige röhrenförmige Bereich 61. Der abgestufte Bereich 63 ist ein Bereich, der in eine ringförmige Gestalt geformt ist und zwischen dem vorderendseitigen röhrenförmigen Bereich 61 und dem hinterendseitigen röhrenförmigen Bereich 62 angeordnet ist. Der abgestufte Bereich 63 verbindet den vorderendseitigen röhrenförmigen Bereich 61 mit dem hinterendseitigen röhrenförmigen Bereich 62, und zwar in einem Zustand, in dem der Außenumfang des gestuften Bereichs 63 mit einem Endbereich des vorderendseitigen röhrenförmigen Bereichs 61 verbunden ist und der Innenumfang des gestuften Bereichs 63 mit einem Endbereich des hinterendseitigen röhrenförmigen Bereichs 62 verbunden ist. The metal pipe 6 includes a front end tubular portion 61 , a rear end tubular area 62 and a graduated area 63 , The front end tubular portion 61 is an area where the end portion on the front end side with the sheath 2 engaged. The rear end tubular area 62 is a portion formed into a cylindrical shape extending in the axial direction DA at a position closer to the rear end side BE than the front end-side tubular portion 61 , The graduated area 63 is a portion formed into an annular shape and between the front end-side tubular portion 61 and the rear end tubular portion 62 is arranged. The graduated area 63 connects the front end tubular portion 61 with the rear end tubular area 62 in a state where the outer circumference of the stepped portion 63 with an end portion of the front end side tubular portion 61 is connected and the inner circumference of the stepped area 63 with an end portion of the rear end tubular portion 62 connected is.
Die Zuführungsdrähte 7 sind vorgesehen, um mit jeweiligen Elektrodenpads (nicht dargestellt), welche an der hinteren Endseite BE des Hauptkörperbereichs 31 geformt sind, zu korrespondieren, und sie sind Leitungsdrähte (1 stellt zwei Zuführungsdrähte 7 dar), welche den Elementhauptkörperbereich 31 elektrisch mit einer Sensorkontrolleinheit verbinden, die das gasfühlende Element 3 betreibt. The feeder wires 7 are provided to communicate with respective electrode pads (not shown) provided on the rear end side BE of the main body portion 31 are shaped to correspond, and they are lead wires ( 1 puts two feed wires 7 dar), which the element main body area 31 electrically connect to a sensor control unit which is the gas-sensing element 3 operates.
Die Verbindungsanschlüsse 8 sind vorgesehen, um mit den jeweiligen Zuführungsdrähten 7 zu korrespondieren und um jeweils mit einem Endbereich der korrespondierenden Zuführungsdrähte 7 (im Besonderen einem Kerndrahtbereich, der an dem Endbereich jedes mit einem Isolierkörper bedeckten Zuführungsdrahts 7 freiliegt) verbunden zu sein. The connection connections 8th are designed to work with the respective supply wires 7 to correspond and each with an end portion of the corresponding lead wires 7 (Specifically, a core wire portion provided at the end portion of each lead wire covered with an insulating body 7 exposed).
Der Separatorbereich 9 weist einen Separator 91 und ein Halteelement 92 auf. Der Separator 91 ist ein Keramikelement welches in eine zylindrische Gestalt geformt ist, die sich in der axialen Richtung DA erstreckt, und innerhalb des Metallrohres 6 angeordnet ist. Der Separator 91 hat an der Innenseite desselben einen Raum, in dem die Verbindungsanschlüsse 8 und ein Bereich des Elementhauptkörperbereichs 31 der hinteren Endseite BE aufgenommen werden können. Der Separator 91 nimmt die Verbindungsanschlüsse 8 auf und hält einen Zustand aufrecht, in dem die Verbindungsanschlüsse 8 an der hinteren Endseite BE aus dem Separator 91 an der hinteren Endseite BE herausragen und in dem die Verbindungsanschlüsse 8 nicht miteinander in Kontakt stehen. Der Separator 91 hält einen Zustand aufrecht, in dem die Verbindungsanschlüsse 8 in Kontakt mit den jeweiligen Elektrodenpads des Elementhauptkörperbereichs 31 stehen. Ein Flanschbereich 91a, der sich in der radialen Richtungen nach draußen erstreckt, ist an der Außenumfangsfläche des Separators 91 an der hinteren Endseite BE ausgebildet. The separator area 9 has a separator 91 and a holding element 92 on. The separator 91 is a ceramic member formed into a cylindrical shape extending in the axial direction DA extends, and within the metal tube 6 is arranged. The separator 91 has on the inside thereof a room in which the connection terminals 8th and a portion of the element main body portion 31 the rear end side BE can be recorded. The separator 91 takes the connection connections 8th and maintains a state in which the connection terminals 8th at the rear end side BE from the separator 91 protrude at the rear end side BE and in which the connection connections 8th not in contact with each other. The separator 91 maintains a state in which the connection terminals 8th in contact with the respective electrode pads of the element main body portion 31 stand. A flange area 91a which extends outward in the radial directions is on the outer circumferential surface of the separator 91 formed on the rear end side BE.
Das Halteelement 92 weist einen Hauptkörperbereich 92a, erste Unterstützungsbereiche 92b (siehe 1 und 2) und zweite Unterstützungsbereiche 92c (siehe 2) auf. der Hauptkörperbereich 92a, die ersten Unterstützungsbereiche 92b und die zweiten Unterstützungsbereiche 92c sind miteinander in dem Halteelement 92 integral ausgebildet, welches als ein einzelnes Element ausgebildet ist. Der Hauptkörperbereich 92a ist ein metallisches Element, welches in eine röhrenförmige Gestalt geformt ist, welche sich in die axiale Richtung DA erstreckt. Der Elementhauptkörperbereich 92a ist in einem Zustand fixiert, in dem der Endbereich des Elementhauptkörperbereichs 92a auf der vorderen Endseite FE zwischen dem Metallrohr 6 und der Hülle 2 angeordnet ist und der Endbereich der Hülle 2 auf der hinteren Endseite BE in eine Öffnung 92d an dem Endbereich des Hauptkörperbereichs 92a auf der vorderen Endseite FE eingepasst ist. The holding element 92 has a main body area 92a , first support areas 92b (please refer 1 and 2 ) and second support areas 92c (please refer 2 ) on. the main body area 92a , the first support areas 92b and the second support areas 92c are together in the holding element 92 formed integrally, which is formed as a single element. The main body area 92a is a metallic member formed into a tubular shape extending in the axial direction DA. The element main body portion 92a is fixed in a state in which the end portion of the element main body portion 92a on the front end side FE between the metal pipe 6 and the shell 2 is arranged and the end portion of the shell 2 on the rear end BE in an opening 92d at the end portion of the main body portion 92a fitted on the front end side FE.
Wie in 2 dargestellt ist, sind die ersten Unterstützungsbereiche 92b Bereiche, die sich von dem Endbereich des Hauptkörperbereichs 92a auf der hinteren Endseite BE zur Innenseite des Hauptkörperbereichs 92a erstrecken und sich in die Richtung, die orthogonal zu der Umfangsfläche des Hauptkörperbereichs 92a ist, biegen. Die zweiten Unterstützungsbereiche 92c sind Bereiche, die sich von dem Hauptkörperbereich 92a an der hinteren Endseite hin zum Inneren des Hauptkörperbereichs 92a erstrecken und sich so biegen, dass sie sich zur vorderen Endseite FE das Hauptkörperbereichs 92a erstrecken. Jeder der zweiten Unterstützungsbereiche 92c biegt sich an einer Stelle eines Bereiches, der sich zu der vorderen Endseite FE erstreckt (siehe einen Biegungsbereich CP). Somit steht der Endbereich jedes zweiten Unterstützungsbereichs 92c an der vorderen Endseite FE mit der Außenumfangsfläche des Separators 91 an der vorderen Endseite FE in Kontakt. Die ersten Unterstützungsbereiche 92b und die zweiten Unterstützungsbereiche 92c sind entlang des Umfangs der Öffnung abwechselnd angeordnet, die an der hinteren Endseite BE am Endbereich des Hauptkörperbereichs 92a ausgebildet ist. As in 2 are shown, the first support areas 92b Areas extending from the end area of the main body area 92a on the rear end side BE to the inside of the main body portion 92a extend and extend in the direction orthogonal to the peripheral surface of the main body portion 92a is, bend. The second support areas 92c are areas that are different from the main body area 92a at the rear end side toward the inside of the main body portion 92a extend and bend so as to face the main body portion toward the front end side FE 92a extend. Each of the second support areas 92c bends at a location of an area extending to the front end side FE (see a bending range CP). Thus, the end area of every other support area stands 92c at the front end side FE with the outer peripheral surface of the separator 91 in contact with the front end side FE. The first support areas 92b and the second support areas 92c are alternately arranged along the circumference of the opening, that at the rear end side BE at the end portion of the main body portion 92a is trained.
Wie in 1 dargestellt ist, ist das Halteelement 92 zwischen der Hülle 2 und dem Separator 91 an einer Position angeordnet, die näher als der Flanschbereich 91a an dem vorderendseitigen Bereich FE ist, wobei der Separator 91 in dem vorderendseitigen röhrenförmigen Bereich 61 des Metallrohrs 6 aufgenommen ist. Somit steht die Oberfläche des Flanschbereichs 91a an der hinteren Endseite BE des Separators 91 in Kontakt mit der inneren Oberfläche des abgestuften Bereichs 63 des Metallrohrs 6, und die Oberfläche des Flanschbereichs 91a an der vorderen Endseite FE des Separators 91 wird von der vorderen Endseite FE durch den ersten Unterstützungsbereich 92b gestützt. Der Endbereich an der vorderen Endseite FE jedes zweiten Unterstützungsbereich 92c drückt die Außenumfangsfläche des Separators 91 an der vorderen Endseite FE nach einwärts. Somit wird der Separator 91 durch das Halteelement 92 innerhalb des Metallrohrs 6 gehalten. As in 1 is shown, the holding element 92 between the shell 2 and the separator 91 arranged at a position closer than the flange area 91a at the front end side region FE, the separator 91 in the front end tubular portion 61 of the metal pipe 6 is included. Thus, the surface of the flange area stands 91a at the rear end side BE of the separator 91 in contact with the inner surface of the stepped portion 63 of the metal pipe 6 , and the surface of the flange area 91a at the front end side FE of the separator 91 becomes from the front end side FE through the first support area 92b supported. The end portion on the front end side FE of each second support portion 92c pushes the outer peripheral surface of the separator 91 on the front end side FE inwards. Thus, the separator 91 through the retaining element 92 inside the metal pipe 6 held.
Der vorderendseitige röhrenförmige Bereich 61 des Metallrohrs 6 und ein vorderendseitiger Bereich des Hauptkörperbereichs 92a des Halteelements 92 überlappen und stehen mit dem Endbereich an der hinteren Endseite BE der Hülle 2 in Eingriff. Diese Elemente sind über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche der Hülle 2 verschweißt (insbesondere durch Laserstrahlschweißung). Dies ermöglicht es, dass das Metallrohr 6 und das Halteelement 92 in einem luftdichten Zustand fest an der Hülle 2 fixiert sind, indem sich eine Schweißnaht W über den ganzen Umfang erstreckt, wodurch die Verlässlichkeit des Gassensors 1 verbessert wird. The front end tubular portion 61 of the metal pipe 6 and a front end side portion of the main body portion 92a of the holding element 92 overlap and stand with the end portion at the rear end side BE of the shell 2 engaged. These elements are over the entire circumference of the outer peripheral surface of the shell 2 welded (in particular by laser welding). This allows the metal tube 6 and the holding element 92 in an airtight state stuck to the shell 2 are fixed by a weld W extends over the entire circumference, whereby the reliability of the gas sensor 1 is improved.
Wie in 3 gezeigt ist, ist der Innendurchmesser D1 des vorderendseitigen röhrenförmigen Bereichs 61 des Metallrohrs 6 an jeder Position größer als der Außendurchmesser D2 des Hauptkörperbereichs 92a des Halteelements 92, außer an einer Position, an der der Endbereich an der hinteren Endseite BE der Hülle 2 daran fixiert ist. Entsprechend gibt es einen ringförmigen Raum G1 zwischen dem vorderendseitigen röhrenförmigen Bereich 61 und dem Hauptkörperbereich 92a. As in 3 is shown, the inner diameter D1 of the front-end side tubular portion 61 of the metal pipe 6 at any position greater than the outer diameter D2 of the main body portion 92a of the holding element 92 except at a position where the end portion at the rear end side BE of the case 2 is fixed on it. Accordingly, there is an annular space G1 between the front-end-side tubular portion 61 and the main body area 92a ,
Der Außendurchmesser D2 des Hauptkörperbereichs 92a des Halteelements 92 ist größer als der Außendurchmesser D3 des Flanschbereichs 91a des Separators 91. Entsprechend gibt es einen Raum G2 zwischen dem vorderendseitigen röhrenförmigen Bereich 61 und dem Flanschbereich 91a des Separators 91. The outer diameter D2 of the main body portion 92a of the holding element 92 is larger than the outer diameter D3 of the flange portion 91a of the separator 91 , Accordingly, there is a space G2 between the front-end-side tubular portion 61 and the flange area 91a of the separator 91 ,
Der Innendurchmesser D4 eines Bereichs des Halteelements 92, entlang dem die ersten Unterstützungsbereiche 92b angeordnet sind, ist größer als der Außendurchmesser D5 eines Bereichs des Separators 91, der näher als der Flanschbereich 91a an der vorderen Endseite FE angeordnet. Entsprechend gibt es einen Raum G3 zwischen den ersten Unterstützungsbereichen 92b und dem Separator 91. Der Abstand zwischen dem minimalen Innendurchmesser der inneren Umfangsfläche der ersten Unterstützungsbereiche 92b (Innendurchmesser D4 gemäß der Ausführungsform) und dem maximalen Außendurchmesser (der in 3 dargestellte Außendurchmesser D6) eines Bereichs der Außenumfangsfläche des Separators 91, die zur Innenumfangsfläche der ersten Unterstützungsbereiche 91b gewandt ist, ist 0,2mm oder mehr, insbesondere 0,6mm gemäß der Ausführungsform. Entsprechend wird der Separator 91 während der Fertigung des Gassensors 1 von den ersten Unterstützungsbereichen 92b des Halteelements 92 gestützt, während die Position des Separators 91 in der radialen Richtung fein angepasst wird und der Grad an Übereinstimmung zwischen der Achse des Separators 91 und der Achse des Gas messenden Elements 3 kann mit hoher Präzision verbessert werden. The inner diameter D4 of a region of the holding element 92 along which the first support areas 92b are larger than the outer diameter D5 of a portion of the separator 91 that is closer than the flange area 91a arranged on the front end side FE. Accordingly, there is a space G3 between the first support areas 92b and the separator 91 , The distance between the minimum inner diameter of the inner peripheral surface of the first support areas 92b (Inner diameter D4 according to the embodiment) and the maximum outer diameter (the in 3 illustrated outer diameter D6) of a portion of the outer peripheral surface of the separator 91 facing the inner peripheral surface of the first support areas 91b is 0.2 mm or more, in particular 0.6 mm according to the embodiment. Accordingly, the separator 91 during the manufacture of the gas sensor 1 from the first support areas 92b of the holding element 92 supported while the position of the separator 91 in the radial direction, and the degree of coincidence between the axis of the separator 91 and the axis of the gas measuring element 3 can be improved with high precision.
Die Dicke W1 des Hauptkörperbereichs 92a des Haltebereichs 92 ist kleiner als die Dicke W2 eines Bereichs der Hülle 2 mit welcher der Hauptkörperbereich 92a in Eingriff steht. The thickness W1 of the main body portion 92a of the holding area 92 is smaller than the thickness W2 of a portion of the sheath 2 with which the main body area 92a engaged.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Durchgangstülle 10 ein elastisches Element aus Fluor-Kautschuk, welches in säulenartiger Gestalt geformt ist, die sich in die axiale Richtung DA erstreckt. Die Durchgangstülle 10 hat Durchgangslöcher, die sich in die axiale Richtung erstrecken. Die Durchgangslöcher sind so ausgebildet, dass sie mit den jeweiligen Zuführungsdrähten 7 korrespondieren, welche in die korrespondierenden Durchgangslöcher eingefügt sind. As in 1 is shown is the grommet 10 a fluoro rubber elastic member formed in a columnar shape extending in the axial direction DA. The grommet 10 has through holes extending in the axial direction. The through holes are formed to mate with the respective lead wires 7 correspond, which are inserted in the corresponding through holes.
Die Durchgangstülle 10 ist in einer Öffnung 6b an dem Endbereich an der hinteren Endseite BE des Metallrohrs 6 angeordnet und wie das Metallrohr in radialer Richtung gekrümmt. Somit ist die Öffnung 6b an dem Endbereich an der hinteren Endseite BE geschlossen. The grommet 10 is in an opening 6b at the end portion at the rear end side BE of the metal pipe 6 arranged and curved as the metal tube in the radial direction. Thus, the opening 6b closed at the end region on the rear end side BE.
Der Gassensor 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der die oben genannte Struktur hat, umfasst das längliche Erfassungselement 3, welches sich in die axiale Richtung erstreckt, die Hülle 2, den Separator 91 und das Metallrohr 6. The gas sensor 1 According to the embodiment of the present invention having the above-mentioned structure, the elongate detecting element comprises 3 which extends in the axial direction, the shell 2 , the separator 91 and the metal tube 6 ,
Die Hülle 2 umgibt und hält das Gas messende Element 3, wobei das hintere Ende des Gas messenden Elements 3 aus dieser vorsteht. Der Separator 91 ist näher als die Hülle 2 an einer hinteren Endseite BE angeordnet und umgibt einen hinteren Endbereich des Gas messenden Elements 3. Das Metallrohr 6 ist näher an der hinteren Endseite BE als die Hülle 2 angeordnet und nimmt den Separator 91 auf. The case 2 surrounds and holds the gas measuring element 3 , wherein the rear end of the gas measuring element 3 protrudes from this. The separator 91 is closer than the shell 2 arranged on a rear end side BE and surrounds a rear end portion of the gas-measuring element 3 , The metal pipe 6 is closer to the rear end side BE than the shell 2 arranged and takes the separator 91 on.
Der Gassensor 1 weist das Halteelement 92 auf. Das Halteelement 92 ist röhrenförmig geformt, erstreckt sich in die axiale Richtung DA, ist innerhalb des Metallrohrs 6 angeordnet, ist in einem Zustand an die Hülle 2 fixiert, in dem ein Bereich um die Öffnung 92d, die an einem vorderen Ende in axialer Richtung DA geöffnet ist, mit der Hülle 2 in Eingriff steht und umgibt und stützt den Separator 91. The gas sensor 1 has the retaining element 92 on. The holding element 92 is tubular shaped, extends in the axial direction DA, is within the metal tube 6 arranged, is in a state to the shell 2 fixed in an area around the opening 92d , which is opened at a front end in the axial direction DA, with the sheath 2 engages and surrounds and supports the separator 91 ,
Somit wird bei dem Gassensor 1 der Separator 91 von dem Halteelement 92 in einer Art gehalten, in welcher der Separator 91 innerhalb des Halteelements 92 angeordnet ist, welches röhrenförmig geformt ist. Entsprechend ist die Achse des Separators 91 auf der Basis der Achse des Halteelements 92 eingestellt. Da das Halteelement 92 an der Hülle 2 fixiert ist, wobei das Halteelement 92 mit der Hülle 2 in Eingriff steht, ist die Achse des Halteelements 92 auf der Basis der Hülle 2 eingestellt. Das heißt, dass die Achse des Separators 91 auf Basis der Achse der Hülle 2 eingestellt ist. Entsprechend ermöglicht es der Gassensor 1, den Grad an Übereinstimmung zwischen der Achse des Separators 91 und der Achse des gasfühlenden Elements 3, welches von der Hülle 2 gehalten wird, zu verbessern. Entsprechend kann die Position des Kontakts zwischen den Verbindungsanschlüssen 8 und den Elektrodenpads des Elementhauptkörperbereichs 31 innerhalb des Separators 91 stabil sein, und der Gassensor 1 ermöglicht es, die Verlässlichkeit des Kontakts zwischen den Verbindungsanschlüssen 8 und den Elektrodenpads des Elementhauptkörperbereichs 31 zu verbessern. Da die Position des Kontakts zwischen den Verbindungsanschlüssen 8 und den Elektrodenpads des Elementhauptkörperbereichs 31 stabil ist, verringert sich zudem die von den Verbindungsanschlüssen 8 auf den Elementhauptkörperbereich 31 ausgeübte Last, und entsprechend ermöglicht es der Gassensor 1, den Bruch des Gas messenden Elements 3 aufgrund der Last zu reduzieren. Des Weiteren kann, da die Position des Kontakts zwischen den Verbindungsanschlüssen 8 und den Elektrodenpads des Elementhauptkörperbereichs 31 stabil ist, die Fläche jedes Elektrodenpads des Elementhauptkörperbereichs 31 verringert werden, und entsprechend ermöglicht es der Gassensor 1, die Menge an Elektrodenmaterial zu verringern. Thus, in the gas sensor 1 the separator 91 from the holding element 92 held in a manner in which the separator 91 within the retaining element 92 is arranged, which is tubular shaped. Accordingly, the axis of the separator 91 on the basis of the axis of the holding element 92 set. As the retaining element 92 on the shell 2 is fixed, wherein the retaining element 92 with the shell 2 is engaged, is the axis of the holding element 92 on the basis of the shell 2 set. That is, the axis of the separator 91 based on the axis of the shell 2 is set. Accordingly, the gas sensor allows 1 , the degree of agreement between the axis of the separator 91 and the axis of the gas sensing element 3 which of the shell 2 is kept improving. Accordingly, the position of the contact between the connection terminals 8th and the electrode pads of the element main body portion 31 inside the separator 91 be stable, and the gas sensor 1 allows the reliability of the contact between the connection terminals 8th and the electrode pads of the element main body portion 31 to improve. Because the position of the contact between the connection terminals 8th and the electrode pads of the element main body portion 31 is stable, also decreases from the connection terminals 8th on the element main body portion 31 applied load, and accordingly allows the gas sensor 1 , the fraction of the gas measuring element 3 due to reduce the load. Furthermore, since the position of the contact between the connection terminals 8th and the electrode pads of the element main body portion 31 is stable, the area of each electrode pad of the element main body portion 31 can be reduced, and accordingly, the gas sensor allows 1 to reduce the amount of electrode material.
Bei dem Gassensor 1 weist der Separator 91 einen Flanschbereich 91a auf, welcher in der radialen Richtung DA, die orthogonal zu der axialen Richtung DA steht, vorsteht. Das Halteelement 92 ist näher als der Flanschbereich 91a des Separators 91 an der vorderen Endseite FE angeordnet und umfasst die ersten Unterstützungsbereiche 92b, die von dem Endbereich an der hinteren Endseite BE nach innen vorstehen und den Flanschbereich 91a an der vorderen Endseite FE des Flanschbereichs 91a stützen. Somit wird der Separator 91 des Gassensors 1 von dem Halteelement 92 gehalten. At the gas sensor 1 points the separator 91 a flange area 91a which protrudes in the radial direction DA which is orthogonal to the axial direction DA. The holding element 92 is closer than the flange area 91a of the separator 91 arranged on the front end side FE and includes the first support areas 92b that of the End section on the rear end side BE project inwards and the flange area 91a on the front end side FE of the flange portion 91a support. Thus, the separator 91 of the gas sensor 1 from the holding element 92 held.
Bei dem Gassensor 1 sind die ersten Unterstützungsbereiche 92b und der Bereich des Separators 91, der näher an vorderen Endseite FE liegt als der Flanschbereich 91a voneinander getrennt und bilden den Raum G3 in der radialen Richtung. Somit ermöglicht es der Gassensor 1, dass die Position des Separators 91 in der radialen Richtung angepasst werden kann, und zwar in dem Bereich der Strecke des Abstandes, das heißt, in dem Bereich, in dem der Raum G3 gebildet ist, so dass die Achse des Separators 91, der von dem Halteelement 92 gehalten wird, mit der Achse des Gas messenden Elements 3 übereinstimmt. At the gas sensor 1 are the first areas of support 92b and the area of the separator 91 which is closer to the front end side FE than the flange portion 91a separated from each other and form the space G3 in the radial direction. Thus, the gas sensor makes it possible 1 that the position of the separator 91 in the radial direction, in the range of the distance of the distance, that is, in the region where the space G3 is formed, so that the axis of the separator 91 that of the retaining element 92 is held with the axis of the gas measuring element 3 matches.
Bei dem Gassensor 1 weist das Halteelement 92 die zweiten Unterstützungsbereiche 92c auf, welche zu der vorderen Endseite des Halteelements 92 hin gekrümmt sind, und der Endbereich an der vorderen Endseite FE jedes zweiten Unterstützungsbereichs 92c steht in Kontakt mit dem Separator 91, und zwar an einer Position die näher an vorderen Endseite FE gelegen ist als der Flanschbereich 91a. Somit ermöglicht es der Gassensor 1 nicht nur, dass die ersten Unterstützungsbereiche 92b den Flanschbereich 91a stützen, sondern auch, dass der Separator 91 von den zweiten Unterstützungsbereichen 92c, die näher an der vorderen Endseite FE gelegen sind als der Flanschbereich 91a, gestützt wird. Entsprechend ermöglicht es der Gassensor 1 dem Halteelement 92 den Separator 91 fester zu halten. At the gas sensor 1 has the retaining element 92 the second support areas 92c on which to the front end side of the holding element 92 are curved, and the end portion on the front end side FE of each second support area 92c is in contact with the separator 91 at a position closer to the front end side FE than the flange portion 91a , Thus, the gas sensor makes it possible 1 not only that, the first support areas 92b the flange area 91a support, but also that the separator 91 from the second support areas 92c which are located closer to the front end side FE than the flange portion 91a , is supported. Accordingly, the gas sensor allows 1 the holding element 92 the separator 91 to hold harder.
Bei dem Gassensor 1 ist die Dicke W1 des Halteelements 92 kleiner als die Dicke W2 des Bereichs der Hülle 2 mit welcher das Halteelement 92 in Eingriff steht. Folglichist es, wenn das Halteelement 92 durch Laserstrahlschweißung an der Hülle 2 fixiert wird, nur nötig, einen Laserstrahl von einer solchen Stärke auszusenden, dass der Laserstrahl das Halteelement 92 durchdringt, und der Gassensor 1 unterdrückt das Auftreten eines Zustandes, in dem der Laserstrahl die Hülle 2 durchdringt. At the gas sensor 1 is the thickness W1 of the holding element 92 smaller than the thickness W2 of the area of the shell 2 with which the retaining element 92 engaged. Consequently, when the retaining element 92 by laser welding on the shell 2 is fixed, only necessary to emit a laser beam of such strength that the laser beam, the holding element 92 permeates, and the gas sensor 1 suppresses the occurrence of a condition in which the laser beam sheath 2 penetrates.
Bei dem Gassensor 1 ist das Halteelement 92 so angeordnet, dass es, in der radialen Richtung, welche orthogonal zu der axialen Richtung DA ist, von dem Metallrohr 6 getrennt ist. Dies unterdrückt Wärmeleitung von dem Halteelement 92 zum Metallrohr 6. Entsprechend kann der Bruch (Abnutzung) der Durchgangstülle 10, die innerhalb der Öffnung 6b des Metallrohrs 6 angeordnet ist, auf Grund von Hitze von dem Metallrohr 6 reduziert werden. At the gas sensor 1 is the retaining element 92 is arranged so that, in the radial direction, which is orthogonal to the axial direction DA, from the metal pipe 6 is disconnected. This suppresses heat conduction from the holding member 92 to the metal tube 6 , Accordingly, the break (wear) of the grommet 10 that are inside the opening 6b of the metal pipe 6 is arranged due to heat from the metal pipe 6 be reduced.
Bei dem Gassensor 1 ist der Außendurchmesser D2 des Halteelements 92 größer als der Außendurchmesser D3 des Separators 91. Somit kann bei dem Gassensor 1 der Raum G2 zwischen dem Flanschbereich 91a des Separators 91 und dem Metallrohr 6 gebildet werden. Entsprechend unterdrückt der Gassensor 1 das Auftreten eines Zustandes, in dem das Metallrohr 6 mit dem Separator 91 in Kontakt kommt, wenn das Metallrohr 6 als Ergebnis einer externen Kraft, die von außerhalb des Metallrohrs aufgebracht wird, verformt wird (zum Beispiel ein fliegender Stein), und der Bruch des Separators 91 kann reduziert werden. At the gas sensor 1 is the outer diameter D2 of the holding element 92 larger than the outer diameter D3 of the separator 91 , Thus, in the gas sensor 1 the space G2 between the flange area 91a of the separator 91 and the metal tube 6 be formed. Accordingly, the gas sensor suppresses 1 the occurrence of a condition in which the metal tube 6 with the separator 91 comes into contact when the metal pipe 6 is deformed as a result of an external force applied from outside the metal tube (for example, a flying stone), and the breakage of the separator 91 can be reduced.
Bei dem Gassensor 1 ist der Flanschbereich 91a in der axialen Richtung DA zwischen dem Metallrohr 6 und den ersten Unterstützungsbereichen 92b angeordnet. Somit kann bei dem Gassensor 1 der Flanschbereich 91a zwischen dem Metallrohr 6 und den ersten Unterstützungsbereichen 92b angeordnet sein, und das Halteelement 92 kann den Separator 91 fester halten. At the gas sensor 1 is the flange area 91a in the axial direction DA between the metal pipe 6 and the first support areas 92b arranged. Thus, in the gas sensor 1 the flange area 91a between the metal tube 6 and the first support areas 92b be arranged, and the holding element 92 can the separator 91 hold tight.
Ein Verfahren zur Herstellung des Gassensors 1 gemäß der Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben. Die folgende Beschreibung umfasst Hauptprozesse gemäß der vorliegenden Erfindung, um das Verfahren zur Herstellung des Gassensors 1 zu beschreiben. A method of manufacturing the gas sensor 1 according to the embodiment will be described below. The following description includes main processes according to the present invention to the method of manufacturing the gas sensor 1 to describe.
Als erstes werden der Keramikhalter 41, der Talkumpuder 42, die Keramikhülse 43 und die Dichtung 44 in die Hülle 2 aufgenommen und das Gas messende Element 3 wird darin eingeführt, um einen Zwischenelementbereich vorzubereiten, in welchem die Hülle 2 das Gas messende Element 3 hält. Das röhrenförmige Halteelement 92, das den Hauptkörperbereich 92a, die ersten Unterstützungsbereiche 92b und die zweiten Unterstützungsbereiche 92c umfasst, wird anschließend vorbereitet. Der vordere Endbereich des Hauptkörperbereichs 92a des Halteelements wird mit dem Endbereich der Hülle 2 in Eingriff gebracht, welche auf der hinteren Endseite BE den Zwischenelementbereich bildet (korrespondierend zu einem ersten Schritt). First, the ceramic holder 41 , the talcum powder 42 , the ceramic sleeve 43 and the seal 44 in the shell 2 taken up and the gas measuring element 3 is inserted therein to prepare an intermediate element region in which the sheath 2 the gas measuring element 3 holds. The tubular holding element 92 , which is the main body area 92a , the first support areas 92b and the second support areas 92c is then prepared. The front end portion of the main body portion 92a the retaining element is connected to the end portion of the shell 2 engaged, which forms on the rear end side BE the intermediate element region (corresponding to a first step).
Der Separator 91 wird nachfolgend vorbereitet. Die Zuführungsdrähte 7, die mit den Verbindungsanschlüssen 8 verbunden sind, werden in den Separator 91 in der Richtung von der vorderen Endseite FE her zu der hinteren Endseite BE hin eingeführt, so dass die Verbindungsanschlüsse 8 im Separator 91 aufgenommen sind. Der Separator 91 in welchem die Verbindungsanschlüsse 8 aufgenommen sind, wird von einer hinteren Endseite BE des Halteelements 92 her in das Halteelement 92 eingesetzt, so dass der Flanschbereich 91a des Separators 91 von den ersten Unterstützungsbereichen 92b des Halteelements 92 gestützt wird (korrespondierend zu einem zweiten Schritt). Zu diesem Zeitpunkt stützen die zweiten Unterstützungsbereiche 92c des Halteelements 92 den Bereich des Separators 91, der näher als der Flanschbereich 91a an vorderen Endseite FE gelegen ist. Somit wird der Separator 91 dazu gebracht, den hinteren Endbereich des Gas messenden Elements 3 zu umgeben, und die Verbindungsanschlüsse 8 und die Elektrodenpads des Elementhauptkörperbereichs 31 werden so innerhalb des Separators 91 miteinander in Kontakt gebracht. The separator 91 will be prepared below. The feeder wires 7 connected to the connection terminals 8th are connected to the separator 91 inserted in the direction from the front end side FE toward the rear end side BE, so that the connection terminals 8th in the separator 91 are included. The separator 91 in which the connection terminals 8th are received is from a rear end side BE of the holding element 92 forth in the holding element 92 used, so that the flange area 91a of the separator 91 from the first support areas 92b of the holding element 92 supported (corresponding to a second step). At this time, the second support areas support 92c of the holding element 92 the area of the separator 91 that is closer than the flange area 91a located at the front end side FE. Thus, the separator 91 brought to the rear end portion of the gas measuring element 3 to surround, and the connection terminals 8th and the electrode pads of the element main body portion 31 become so within the separator 91 brought into contact with each other.
Das Metallrohr wird nachfolgend mit dem Endbereich an der hinteren Endseite BE der Hülle 2 in Eingriff gebracht (korrespondierend zu einem dritten Schritt). Somit wird der Separator 91, der vom Halteelement 92 gestützt wird, in dem Metallrohr 6 aufgenommen. Ein Teil des vorderendseitigen röhrenförmigen Bereichs 61 des Metallrohrs 6 und der vordere Endbereich des Hauptkörperbereichs 92a des Halteelements 92, die überlappen, werden durch Laserstrahlschweißung über die gesamte Außenumfangsfläche der Hülle 2 verschweißt. Das Metallrohr 6 und das Halteelement 92 werden an der Hülle 2 fixiert. Die Durchgangstülle 10 wird am hinteren Ende des Metallrohrs 6 angebracht. The metal tube is subsequently connected to the end region on the rear end side BE of the shell 2 engaged (corresponding to a third step). Thus, the separator 91 , the holding element 92 is supported in the metal tube 6 added. A part of the front-end-side tubular portion 61 of the metal pipe 6 and the front end portion of the main body portion 92a of the holding element 92 that overlap are laser-welded over the entire outer peripheral surface of the envelope 2 welded. The metal pipe 6 and the holding element 92 be on the shell 2 fixed. The grommet 10 is at the rear end of the metal tube 6 appropriate.
Der Gassensor 1 gemäß der Ausführungsform wird somit erhalten. The gas sensor 1 according to the embodiment is thus obtained.
In der obigen Ausführungsform entspricht der Gassensor 1 einem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung, das Gas messende Element 3 entspricht einem Erfassungselement gemäß der vorliegenden Erfindung, und die Öffnung 92d entspricht zu einer vorderendseitigen Öffnung gemäß der vorliegenden Erfindung. In the above embodiment, the gas sensor corresponds 1 a sensor according to the present invention, the gas sensing element 3 corresponds to a detection element according to the present invention, and the opening 92d corresponds to a front end opening according to the present invention.
Jeder erste Unterstützungsbereich 92b entspricht einem Unterstützungsbereich gemäß der vorliegenden Erfindung, und jeder zweite Unterstützungsbereich 92c entspricht einem gefalteten Bereich gemäß der vorliegenden Erfindung. Every first support area 92b corresponds to a support area according to the present invention, and every other support area 92c corresponds to a folded region according to the present invention.
Auch wenn die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und verschiedene Ausführungsformen können abgewandelt werden, ohne von dem technischen Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Although the embodiment of the present invention is described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various embodiments may be modified without departing from the technical scope of the present invention.
Zum Beispiel, obwohl der Gassensor, der das Halteelement 92 benutzt, in der Ausführungsform beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Gassensor beschränkt und könnte auf einen Sensor angewendet werden, der eine Hülle, einen Separator und ein Metallrohr aufweist (zum Beispiel einen Temperatursensor, der die Temperatur einer zu messenden Flüssigkeit erfasst, oder ein Partikelsensor, der die Menge an Partikeln in einem zu messenden Gas erfasst). In dem Fall, in dem der Sensor ein Gassensor ist, ist das Gas messende Element 3 nicht auf ein Element beschränkt, welches die Konzentration von Sauerstoff misst, und kann ein Element sein, welches die Konzentration von zum Beispiel Stickoxiden (NOx) oder Kohlenwasserstof (HC) misst. For example, although the gas sensor, the retaining element 92 used in the embodiment described, the present invention is not limited to the gas sensor and could be applied to a sensor having a shell, a separator and a metal pipe (for example, a temperature sensor that detects the temperature of a liquid to be measured, or a particle sensor that detects the amount of particles in a gas to be measured). In the case where the sensor is a gas sensor, the gas sensing element is 3 is not limited to an element that measures the concentration of oxygen, and may be an element that measures the concentration of, for example, nitrogen oxides (NOx) or hydrocarbons (HC).
Zusammengefasst umfasst ein Gassensor ein Gas messendes Element, eine Hülle einen Separator, ein Halteelement und ein Metallrohr. Der Separator ist näher an einer hinteren Endseite angeordnet als die Hülle und umgibt einen hinteren Endbereich des Gas messenden Elements. Das Halteelement ist röhrenförmig geformt, erstreckt sich in eine axiale Richtung, ist innerhalb des Metallrohrs angeordnet, ist an der Hülle in einem Zustand fixiert, in dem ein Bereich um die Öffnung, die sich an einem vorderen Ende in der axialen Richtung DA öffnet, mit dem hinteren Ende der Hülle in Eingriff steht, und umgibt und stützt den Separator. In summary, a gas sensor includes a gas sensing element, a shell includes a separator, a retainer, and a metal tube. The separator is located closer to a rear end side than the shell and surrounds a rear end portion of the gas sensing element. The support member is tubular-shaped, extends in an axial direction, is disposed inside the metal pipe, is fixed to the shell in a state in which a portion around the opening opening at a front end in the axial direction DA with engages the rear end of the shell, and surrounds and supports the separator.
