JP2007304020A - Manufacturing method of sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通気フィルタを通して自身の内外の気体を流通可能としてなるセンサの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a sensor that allows a gas inside and outside thereof to flow through a ventilation filter.
従来より、通気フィルタを通して自身の内外の気体を流通可能としてなるセンサとして、例えば、混合ガス中から特定のガス成分の濃度を検出するガスセンサ等が挙げられ、さらにこのガスセンサとして、酸素センサ、HCセンサやNOxセンサ等種々のものが知られている。例えば、特許文献1に記載のガスセンサでは、外気をセンサ内部に導入する貫通孔を、ガスセンサの一方側に設けられたシール部材の中央部分に、軸方向に貫通する形態に形成している。この貫通孔に用いる通気フィルタは、シート状で、通気性と防水性とを有している。そして、この貫通孔内には、シート状で通気性及び防止性を有し、貫通孔を閉塞する通気フィルタと、この通気フィルタを貫通孔内に固定する筒状挿入部材を有している。このガスセンサでは、通気フィルタの通気部を筒状挿入部材に被せた状態で、この筒状挿入部材と共に、シール部材の貫通孔内に圧入することで、通気フィルタの周囲部の一部が貫通孔の内周面と筒状挿入部材の外周面との間で挟持される。
Conventionally, examples of a sensor that enables a gas inside and outside to flow through a ventilation filter include a gas sensor that detects a concentration of a specific gas component from a mixed gas, and further examples of the gas sensor include an oxygen sensor and an HC sensor. Various types such as NOx sensors and the like are known. For example, in the gas sensor described in
しかしながら、このセンサの製法では、筒状挿入部材と共に通気フィルタを貫通孔内に押し込む。このため、挿入の途中では、シール部材の貫通孔のうち、挿入側の開口縁付近で、通気フィルタの周囲部がほぼ90度に折り曲げられた状態とされつつ、貫通孔内に引き込まれるように移動するので、通気フィルタに生じる抵抗が大きく、通気フィルタのうち、貫通孔内に既に挿入された部分と未だ挿入されていない部分との間など、各部に過度な引っ張り応力がかかる場合がある。これにより、通気フィルタに破れや亀裂が生じたり、あるいは、貫通孔を閉塞する部分における通気性の低下を招く虞がある。 However, in this sensor manufacturing method, the ventilation filter is pushed into the through hole together with the cylindrical insertion member. For this reason, in the middle of insertion, in the vicinity of the opening edge on the insertion side in the through hole of the seal member, the peripheral part of the ventilation filter is bent into approximately 90 degrees and is drawn into the through hole. Since it moves, resistance generated in the ventilation filter is large, and excessive tensile stress may be applied to each part such as between a part already inserted in the through hole and a part not yet inserted in the ventilation filter. As a result, the ventilation filter may be broken or cracked, or the air permeability may be lowered at the portion where the through hole is blocked.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、通気フィルタを通して自身の内外間で気体を流通可能としてなるセンサにおいて、通気フィルタの損傷及び通気性低下を抑制しつつ、簡単かつ安価に、フィルタ保持部材への通気フィルタの組み付けが可能なセンサの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in a sensor that allows gas to flow between the inside and outside of the sensor through the ventilation filter, the present invention is simple while suppressing damage to the ventilation filter and lowering the air permeability. Another object of the present invention is to provide a sensor manufacturing method capable of assembling a ventilation filter to a filter holding member at low cost.
その解決手段は、通気フィルタを通して自身の内外の気体を流通可能としてなるセンサであって、通気性と撥水性を有するシート状の上記通気フィルタと、上記センサの内部及び外部にそれぞれ連通する保持孔を含むフィルタ保持部材と、上記フィルタ保持部材の上記保持孔内に配置され、両端が開放された筒形状を有する孔内配置部を含み、上記通気フィルタを上記保持孔内に固定する固定部材と、を備え、上記通気フィルタは、その一部である通気部を通じて通気可能としつつ、上記保持孔を閉塞してなり、上記固定部材の上記孔内配置部の外周面と、上記フィルタ保持部材の上記保持孔の内壁面との間に、上記通気フィルタのうち、上記通気部以外の部分の少なくとも一部を挟持して、上記通気フィルタを上記保持孔内に固定してなるセンサの製造方法であって、シート状の上記通気フィルタのうち、上記通気部が上記固定部材の上記孔内配置部の一端を閉塞し、上記通気部の周囲に位置する周囲部が上記孔内配置部の上記外周面に沿った挿入前形態に、上記通気フィルタを変形させたのち、これに続いて、上記通気フィルタ及び上記固定部材を、上記通気部側から上記フィルタ保持部材の上記保持孔内に挿入し、または、上記通気フィルタを変形させつつ、上記通気フィルタのうち変形させた部分及び上記固定部材を、上記通気部側から上記フィルタ保持部材の上記保持孔内に挿入し、上記通気フィルタで上記保持孔を閉塞すると共に、この上記通気フィルタを上記保持孔内に固定する変形挿入工程を有するセンサの製造方法である。 The solution is a sensor that enables the inside and outside gas to flow through the ventilation filter, the sheet-like ventilation filter having air permeability and water repellency, and holding holes communicating with the inside and outside of the sensor, respectively. And a fixing member that is disposed in the holding hole of the filter holding member and has an in-hole arrangement portion having a cylindrical shape that is open at both ends, and that fixes the ventilation filter in the holding hole. The ventilation filter is configured to block the holding hole while allowing ventilation through a ventilation portion that is a part of the ventilation filter, and the outer peripheral surface of the in-hole arrangement portion of the fixing member, and the filter holding member. At least a part of the ventilation filter other than the ventilation part is sandwiched between the inner wall surface of the holding hole and the ventilation filter is fixed in the holding hole. In the sheet manufacturing method, in the sheet-like ventilation filter, the ventilation portion closes one end of the fixing member in the hole, and a peripheral portion located around the ventilation portion is in the hole. After the ventilation filter is deformed into the pre-insertion configuration along the outer peripheral surface of the arrangement portion, subsequently, the ventilation filter and the fixing member are connected to the holding hole of the filter holding member from the ventilation portion side. While inserting or deforming the ventilation filter, the deformed portion of the ventilation filter and the fixing member are inserted into the holding hole of the filter holding member from the ventilation portion side, and the ventilation filter is inserted. The sensor manufacturing method includes a deformation insertion step of closing the holding hole with a filter and fixing the ventilation filter in the holding hole.
本発明のセンサの製造方法では、変形挿入工程において、通気フィルタを、そのうちの通気部が固定部材の孔内配置部の一端を閉塞し、周囲部を孔内配置部の外周面に沿った挿入前形態に変形させたのち、これに続いて、一連の動作により、通気フィルタ及び固定部材を、通気部側からフィルタ保持部材の保持孔内に挿入する。
または、通気フィルタを挿入前形態に変形させつつ、この通気フィルタのうち既に変形させた部分及び固定部材を保持孔内に挿入する。そして、この通気フィルタで保持孔を閉塞すると共に、この通気フィルタを保持孔内に固定する。
このため、通気フィルタを固定部材の孔内配置部と共に保持孔内へ挿入する際には、通気部は挿入前形態とされているから、挿入にあたり変形に伴う抵抗が少なく、通気フィルタの各部に過度な引っ張り応力がかからないため、通気フィルタにおける破れや亀裂の発生を防止できる。また、通気フィルタのうち、通気部などにおける通気性の低下も防止できる。
In the sensor manufacturing method of the present invention, in the deformation insertion step, the ventilation filter is inserted with the ventilation portion closing one end of the in-hole arrangement portion of the fixing member and the peripheral portion along the outer peripheral surface of the in-hole arrangement portion. After the deformation to the front form, subsequently, the ventilation filter and the fixing member are inserted into the holding hole of the filter holding member from the ventilation portion side by a series of operations.
Alternatively, while the ventilation filter is deformed to the pre-insertion configuration, the already deformed portion of the ventilation filter and the fixing member are inserted into the holding hole. The holding hole is closed with the ventilation filter, and the ventilation filter is fixed in the holding hole.
For this reason, when the ventilation filter is inserted into the holding hole together with the in-hole arrangement portion of the fixing member, since the ventilation portion is in a pre-insertion configuration, there is little resistance due to deformation during insertion, and each portion of the ventilation filter is not inserted. Since excessive tensile stress is not applied, it is possible to prevent the ventilation filter from being broken or cracked. In addition, it is possible to prevent a decrease in air permeability in a ventilation portion of the ventilation filter.
また、通気フィルタを予め別途、有底筒状に成形しておき、この成形された通気フィルタを挿入するのではないから、このような成形のコストも不要である。
なお、通気フィルタとしては、可撓性のあるシート状の形態からなり、撥水性及び通気性を有するものであれば良く、例えば、多孔質繊維構造を有する樹脂シート(例えば、商標名ゴアテックス(ジャパンゴアテックス(株)製)等、ペーパフィルタ、綿、合成繊維等からなる繊維フィルタ等が挙げられる。
In addition, since the ventilation filter is separately formed into a bottomed cylindrical shape and the formed ventilation filter is not inserted, the cost of such molding is not necessary.
In addition, as a ventilation filter, what consists of a flexible sheet-like form and has water repellency and breathability should just be sufficient, for example, the resin sheet (For example, brand name Gore-Tex (for example, brand name Gore-Tex ( Japan Gore-Tex Co., Ltd.) and other paper filters, cotton, fiber filters made of synthetic fibers, and the like.
さらに、上記センサの製造方法であって、前記変形挿入工程では、前記フィルタ保持部材の前記保持孔よりも大きな径を有し、自身の径大端から径小端に向けて徐々に径小となるテーパ状のテーパ挿入変形路を構成可能としてなるフィルタ変形具を用い、または、自身の径大端から径小端に向けて徐々に径小となるテーパ状のテーパ部と、このテーパ部に続いて配置され、上記径小端と同径で、かつ、上記保持孔と同径または大きな径をなす筒状の筒状部と、を有する二部挿入変形路を構成可能としてなるフィルタ変形具を用い、シート状の前記通気フィルタの前記通気部の周縁に、前記固定部材の前記孔内配置部の一端を当接させた状態で、上記通気部を先頭にして、上記通気フィルタ及び上記固定部材の上記孔内配置部を、上記テーパ挿入変形路内に上記径大端側から上記径小端側に向けて挿入して、または、上記二部挿入変形路のうち上記テーパ部を通じて上記筒状部内に挿入して、上記通気フィルタを前記挿入前形態に変形させるセンサの製造方法とすると良い。 Furthermore, in the method for manufacturing the sensor, in the deformation insertion step, the filter holding member has a diameter larger than the holding hole, and gradually decreases from a large diameter end toward a small diameter end. Use a filter deformable tool that makes it possible to configure a tapered insertion deformation path, or a tapered tapered portion that gradually decreases in diameter from the large diameter end toward the small diameter end. A filter deformation tool that can be configured to form a two-part insertion deformation path that is subsequently disposed and has a cylindrical cylindrical portion that has the same diameter as the small end and a diameter that is the same as or larger than the holding hole. In the state where one end of the in-hole arrangement portion of the fixing member is brought into contact with the periphery of the ventilation portion of the sheet-like ventilation filter, the ventilation filter and the fixing are fixed with the ventilation portion at the top. Insert the taper into the hole in the hole. The ventilation filter is inserted into the deformation path from the large-diameter end side toward the small-diameter end side, or inserted into the cylindrical portion through the tapered portion of the two-part insertion deformation path. A method for manufacturing a sensor that is deformed to a pre-insertion configuration is preferable.
本発明のセンサの製造方法では、変形挿入工程において、テーパ挿入変形路または二部挿入変形路を構成可能とされたフィルタ変形具を用いる。
そして、シート状の通気フィルタのうち、通気部の周縁に、固定部材の孔内配置部の一端を当接させた状態で、通気部を先頭にして、通気フィルタ及び固定部材の孔内配置部を、テーパ挿入変形路内に径大端から径小端に向けて挿入して、通気フィルタを挿入前形態に変形させる。または、通気フィルタ及び固定部材の孔内配置部を、二部挿入変形路のうちテーパ部を通じて筒状部内に挿入して、通気フィルタを挿入前形態に変形させる。
このようにテーパ状のテーパ挿入変形路を通じて、あるいはテーパ部を通じて筒状部内に通気フィルタを挿入することにより、通気フィルタが変形路内に挿入される際、通気フィルタが変形路内を進むにつれて徐々に縮径するように変形が進むので、スムーズに挿入前形態に変形させることができる。また、挿入前形態に変形させる時点で、通気フィルタの各所にかかる応力をも低減することができる。
In the sensor manufacturing method of the present invention, a filter deformable tool capable of forming a taper insertion deformation path or a two-part insertion deformation path is used in the deformation insertion step.
In the sheet-like ventilation filter, the ventilation filter and the fixing member in-hole arrangement portion with the ventilation portion at the head in a state where one end of the fixing member in-hole arrangement portion is brought into contact with the periphery of the ventilation portion. Is inserted into the taper insertion deformation path from the large diameter end toward the small diameter end, and the ventilation filter is deformed to the pre-insertion configuration. Alternatively, the in-hole arrangement portion of the ventilation filter and the fixing member is inserted into the cylindrical portion through the tapered portion of the two-part insertion deformation path, and the ventilation filter is deformed to the pre-insertion configuration.
As described above, when the ventilation filter is inserted into the deformation path through the taper-shaped tapered insertion deformation path or through the taper portion, the ventilation filter is gradually inserted into the deformation path as the ventilation filter advances in the deformation path. Since the deformation proceeds so as to reduce the diameter, it can be smoothly deformed to the pre-insertion configuration. Moreover, the stress applied to various portions of the ventilation filter can be reduced at the time of deformation to the pre-insertion configuration.
なお、テーパ挿入変形路あるいは二部挿入変形路のテーパ部としては、フィルタ保持部材の保持孔よりも大きな径を有し、自身の径大端から径小端に向けて徐々に径小となるテーパ形状とした形態であれば良い。さらに、テーパ形状としては、径大端から径小端に向かうにつれ一定割合で縮径する円錐台のテーパ面や、変形路側に凸となるR面状のテーパ面を形成するのが特に好ましい。この面に沿って通気フィルタを移動させることで、これをよりスムーズに変形させうるからである。
また、フィルタ変形具としては、テーパ挿入変形路または二部挿入変形路をなす貫通孔を有するもののほか、移動可能な複数の部材を組み合わせることでこれらを構成可能としてなるフィルタ変形具が挙げられる。
The tapered portion of the taper insertion deformation path or the two-part insertion deformation path has a larger diameter than the holding hole of the filter holding member, and gradually decreases in diameter from the large diameter end toward the small diameter end. Any form having a tapered shape may be used. Furthermore, as the taper shape, it is particularly preferable to form a tapered surface of a truncated cone that decreases in diameter at a constant rate from the large diameter end toward the small diameter end, or an R-surface tapered surface that protrudes toward the deformation path. This is because by moving the ventilation filter along this surface, it can be deformed more smoothly.
Further, examples of the filter deformation tool include a filter deformation tool that can be configured by combining a plurality of movable members in addition to a through hole that forms a taper insertion deformation path or a two-part insertion deformation path.
さらに、請求項2に記載のセンサの製造方法であって、前記フィルタ変形具のうち、前記テーパ挿入変形路、または、前記二部挿入変形路をなす面は、前記フィルタ保持部材の前記保持孔の前記内壁面よりも、前記通気フィルタが滑り易くされてなるセンサの製造方法とすると良い。
Furthermore, it is a manufacturing method of the sensor of
本発明のセンサの製造方法では、テーパ挿入変形路をなす面は、または、二部挿入変形路をなす面は、フィルタ保持部材の保持孔の内壁面より、通気フィルタが滑りやすくされてなるフィルタ変形具を用いる。
これにより、通気フィルタを挿入前形態に変形させる際において、通気フィルタと、このフィルタ変形具のうち、テーパ挿入変形路をなす面、または二部挿入変形路をなす面との間で起こる摩擦力をより小さくできる。このため、通気フィルタを挿入前形態に変形させるにあたり、通気フィルタの各所に生じる応力をさらに低減させることができる。
なお、テーパ挿入変形路をなす面や二部挿入変形路をなす面が、通気フィルタが滑りやすくされてなるフィルタ変形具としては、例えば、これら挿入変形路をなす面の面粗度を、保持孔の内壁面の面粗度より小さく仕上げてなるフィルタ変形具や、挿入変形路をなす面に摩擦係数を低下させる滑剤を付着させてなるフィルタ変形具が挙げられる。
In the sensor manufacturing method of the present invention, the surface of the taper insertion deformation path or the surface of the two-part insertion deformation path is a filter in which the ventilation filter is made more slippery than the inner wall surface of the holding hole of the filter holding member. Use a deforming tool.
Thus, when the ventilation filter is deformed to the pre-insertion configuration, the frictional force generated between the ventilation filter and the surface of the filter deformation tool that forms the tapered insertion deformation path or the surface that forms the two-part insertion deformation path. Can be made smaller. For this reason, when the ventilation filter is deformed to the pre-insertion configuration, it is possible to further reduce the stress generated in various parts of the ventilation filter.
In addition, as a filter deformation tool in which the surface that forms the taper insertion deformation path and the surface that forms the two-part insertion deformation path is made slippery, the surface roughness of the surface that forms these insertion deformation paths is maintained, for example. Examples thereof include a filter deforming tool finished to be smaller than the surface roughness of the inner wall surface of the hole, and a filter deforming tool in which a lubricant that lowers the friction coefficient is attached to the surface forming the insertion deformation path.
さらに、上述のいずれか1項に記載のセンサの製造方法であって、前記通気フィルタは、多孔質繊維構造を有する樹脂シートからなるセンサの製造方法とすると良い。 Furthermore, it is a manufacturing method of the sensor according to any one of the above, wherein the ventilation filter is a manufacturing method of a sensor made of a resin sheet having a porous fiber structure.
本発明のセンサの製造方法で用いる通気フィルタは、多孔質繊維構造を有する樹脂シートである。このように、本発明の製造方法では、通気フィルタの各所に生じる応力を低減しているので、この通気フィルタが多孔質繊維構造を有しているものであっても、通気フィルタの破れや亀裂の発生、通気部における通気性の低下を適切に回避して、保持孔に固定することができる。 The ventilation filter used in the method for producing a sensor of the present invention is a resin sheet having a porous fiber structure. As described above, in the manufacturing method of the present invention, the stress generated in various portions of the ventilation filter is reduced. Therefore, even if the ventilation filter has a porous fiber structure, the ventilation filter is broken or cracked. It is possible to appropriately avoid the occurrence of the above and the deterioration of the air permeability in the ventilation portion, and fix to the holding hole.
さらに、上述のいずれか1項に記載のセンサの製造方法であって、前記センサは、被測定気体中の特定ガス成分についての存比、濃度、濃度変化の少なくともいずれかを検知するガスセンサであって、前記通気フィルタを通じて外気を上記ガスセンサ内に取り入れて基準ガスとするガスセンサであるセンサの製造方法とすると良い。 Furthermore, in the sensor manufacturing method according to any one of the above, the sensor is a gas sensor that detects at least one of a ratio, a concentration, and a concentration change with respect to a specific gas component in a gas to be measured. Thus, it is preferable to use a method for manufacturing a sensor which is a gas sensor that takes outside air into the gas sensor through the ventilation filter and uses it as a reference gas.
本発明のセンサの製造方法におけるセンサは、通気フィルタを通じて外気をガスセンサ内に取り入れて基準ガスとするガスセンサである。
本発明では、通気フィルタをフィルタ保持部材の保持孔内に固定する際に、通気フィルタに生じる破れや亀裂の発生、通気部での通気性の低下を抑制できるので、通気フィルタの通気部を介して外気をガスセンサ内に適切に取り入れることができる。
したがって、これにより製造されたガスセンサは、被測定気体中の特定ガス成分についての存比、濃度、濃度変化の少なくともいずれかについて、正確に検知できる。
The sensor in the sensor manufacturing method of the present invention is a gas sensor that takes outside air into the gas sensor through a ventilation filter and uses it as a reference gas.
In the present invention, when fixing the ventilation filter in the holding hole of the filter holding member, it is possible to suppress the generation of tears and cracks that occur in the ventilation filter and the decrease in air permeability in the ventilation part. Thus, outside air can be appropriately taken into the gas sensor.
Therefore, the gas sensor manufactured thereby can accurately detect at least one of the ratio, concentration, and concentration change of the specific gas component in the gas to be measured.
(実施形態)
以下、本発明を具体化した酸素センサ1の製造方法の一実施の形態について、図1〜図7を参照して説明する。本実施形態では、通気フィルタを通して自身の内外で気体を流通可能としてなるセンサのうち、ガスセンサ、さらに具体的には、酸素センサ1の製造方法を例示して詳述する。本実施形態に係る酸素センサ1は、車両の排気ガス中の酸素濃度を計測するセンサである。図1は、本実施形態に係る酸素センサ1の形態及び構造を示す断面図である。図2は、図1の酸素センサ1のうち、外筒42の基端開口部422に嵌挿する前のシールユニット5を拡大して示す拡大断面図である。
なお、以下、本実施形態の酸素センサ1及び各部品の説明では、図1において軸線AXに沿う方向(軸線方向)のうち、図1中上方を基端側とし、図1中下方を先端側とする。
(Embodiment)
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing an
Hereinafter, in the description of the
図1に示すように、酸素センサ1は、軸線AXに沿って延び、先端部21を閉塞した有底円筒状に形成された酸素検出素子2、この酸素検出素子2内に配置された軸状のセラミックヒータ3、この酸素検出素子2を収容するケース4等から構成されている。
この酸素検出素子2は、ZrO2を主成分とした、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体からなる。この酸素検出素子2の先端部21で、酸素検出素子2の外周面2aには、外側電極(図示せず)が形成されている。この外側電極は、PtあるいはPt合金からなる多孔質の被膜であり、外部電極用端子部材11を経て、リード線111と電気的に接続されている。
一方、酸素検出素子2の先端部21で、酸素検出素子2の内周面2bにも、内側電極(図示せず)が形成されている。この内側電極も、PtあるいはPt合金からなる多孔質の被膜であり、内部電極用端子部材12を経て、リード線121と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
The
On the other hand, an inner electrode (not shown) is also formed on the inner
酸素センサ1のうちケース4は、酸素センサ1を排気管等の取付部に固定すると共に、酸素検出素子2を内部に収容しつつ、その先端部21を排気管等の内部に突出させて保持する主体金具41を含む。また、この主体金具41の基端側に延設され、酸素センサ1の基端側から酸素検出素子2の内部に大気を導入するための外筒42を含む。
The case 4 of the
主体金具41は、金属からなり、筒状に形成されている。この主体金具41の先端側には、プロテクタ43が設けられている。プロテクタ43は、金属製で有底筒状に形成され、排気管内の排気ガスを酸素検出素子2に接触させるためのガス導入口を複数有している。
一方、主体金具41の基端側には、径方向内側に延出した先端縁を有する加締部411が形成されている。また、主体金具41の内周面には、先端側に向かって縮径するテーパ形状の内周受け部412が、径方向内側に突出する形態で周設されている。
The
On the other hand, a
酸素検出素子2は、その鍔部22がセラミックホルダ6を介して主体金具41内の内周受け部412に支持された状態に、配置されている。さらに主体金具41と酸素検出素子2との間には、セラミックホルダ7、セラミック粉末8及びリング9が配置され、主体金具41の基端に位置する加締部411で、このリング9を介してセラミックホルダ7、セラミック粉末8を押圧している。これにより、酸素検出素子2を主体金具41内に固定している。
さらに、主体金具41には、基端側から外筒42の先端部421が嵌合して、溶接されている。一方、この外筒42のうち基端側に開口する基端開口部422には、この基端開口部422を閉塞してケース4及び酸素検出素子2の内部に基準ガス空間GSを形成すべく、円柱状のシールユニット5が嵌挿されている。但し、このシールユニット5には、その中央を貫通する通気経路75を介して基準ガス空間GSに外気(酸素)が導入されるようになっている。また、後述するように、このシールユニット5のうち、グロメット50には複数の挿通孔55,56が形成されており、酸素検出素子2と電気的に導通するリード線111,121がこの挿通孔55,56に挿通され、セラミックヒータ3と電気的に導通するリード線13が図示しない挿通孔に挿通されている。
The
Furthermore, the
次に、酸素センサ1に組付ける前の状態のシールユニット5の詳細構造について、図2〜図5に基づいて説明する。なお、図3は、図1の酸素センサ1のうち、シールユニット5に用いるグロメット50を示す断面図である。図4は、シールユニット5に用いた固定部材70を示す断面図である。図5は、シールユニット5に用いる通気フィルタ90であり、後述する挿入形態前とする前の状態を示す斜視図である。
Next, the detailed structure of the
シールユニット5は、フッ素ゴムからなる円柱状のグロメット50と、このグロメット50の中央を軸線方向に貫通する通気孔51に嵌挿可能な孔内配置部71を有する固定部材70と、これらグロメット50の通気孔51の内壁面53aと固定部材70の外周面71aとの間に挟持されて固定されるシート状の通気フィルタ90とから構成されている(図2参照)。
The
グロメット50の通気孔51は、図3に示すように、外側面50a側に位置するフィルタ閉塞側部52、センサ内側面50b側に位置するフィルタ挿入側部54、及びフィルタ閉塞側部52とフィルタ挿入側部54との中間に位置する円筒状のフィルタ固定部53からなる。このうち、フィルタ閉塞側部52はフィルタ固定部53より径大な円板状に凹設されている。また、外側面50aに放射状に凹設された溝がこのフィルタ閉塞側部52の内周面に届く形態に形成されている。また、フィルタ挿入側部54は、フィルタ固定部53からセンサ内側面50b側に向けて拡径するテーパ形状となっている。
As shown in FIG. 3, the
また、グロメット50には、軸線方向に貫通する複数のリード線挿通孔55,56(図1及び図2では2つ図示)が、通気孔51の径方向外側に位置し、軸線AXを中心とする所定径の仮想円上に、それぞれ等間隔で形成されている。上述したように、このリード線挿通孔55,56には、リード線111,121が挿通される。なお、グロメット50は、本発明のフィルタ保持部材に対応する。
Also, the
固定部材70は、ステンレスからなり、図4に示すように、その両端を開口した形態で、外形、略シルクハット形状に形成されている。この固定部材70は、酸素センサ1において、先端側に配置される鍔部73と、基端側に配置される折り返し部74と、鍔部73及び折り返し部74の中間の位置にする孔内配置部71と、を有する。この固定部材70の孔内配置部71は、グロメット50の通気孔51のフィルタ固定部53と嵌合可能な円筒状に形成されている。
The fixing
具体的には、この孔内配置部71の先端には、この孔内配置部71から径方向外側に拡がる鍔部73が周設されている。一方、孔内配置部71の基端部分には、筒内に向けてR形状に折り返された折り返し部74が形成されている。シールユニット5では、孔内配置部71のうち、最も基端側に位置するフィルタ当接部位72が、次述する通気フィルタ90の通気周縁部92と当接する。なお、フィルタ当接部位72は、本発明の孔内配置部の一端に対応する。
Specifically, a
通気フィルタ90は、可撓性のあるシート状の樹脂フィルタであり、図5に示すように、シールユニット5に組み付ける前の形態(以下、「組付け前形態」という)は円形状とされている。この通気フィルタ90は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の未焼成成形体を、PTFEの融点より低い加熱温度で一方向に延伸することにより得られる多孔質繊維構造体を有し、水滴等の水を主体とする液体の透過を阻止すると共に、空気等の気体の透過を許容する通気フィルタとして構成されている。さらに具体的には、商標名ゴアテックス(ジャパンゴアテックス(株)製)の通気フィルタを用いる。
なお、このような通気性及び撥水性に加え、撥油性を有した通気フィルタとして、商標名オレオベントフィルタ(ジャパンゴアテックス(株)製)の通気フィルタ等を用いることもできる。この通気フィルタを酸素センサ1に用いる場合には、外気を酸素センサ1内に導入する際、通気フィルタに付着した油分が気化して、酸素センサ1内に侵入する危険性をより低くすることができる。
The
In addition to such breathability and water repellency, as a breathable filter having oil repellency, a breathing filter of a trade name Oleovent filter (manufactured by Japan Gore-Tex Co., Ltd.) or the like can also be used. When this ventilation filter is used for the
この通気フィルタ90のうち、ほぼ中央に位置する円環状の通気周縁部92は、シールユニット5に組み付けられたとき、固定部材70のフィルタ当接部位72と当接する部分となる。また、この通気周縁部92に囲まれた部分が、孔内配置部71の基端側に位置する通気部91となる。この通気部91は、固定部材70の孔内配置部71の基端を閉塞しつつ、外気を固定部材70の通気経路75を経て酸素センサ1内に導入可能する部分となる。また、通気周縁部92の径方向外側に位置する周囲部93は、グロメット50のうちフィルタ固定部53の内壁面53aと固定部材70の孔内配置部71の外周面71aとの間に挟持され、通気フィルタ90を、固定部材70と共にグロメット50内に固定する部位となる。
Of the
上述したように、このシールユニット5では、通気フィルタ90は、その通気部91がグロメット50のフィルタ閉塞側部52に位置し、周囲部93がグロメット50の通気孔51の内壁面53aと固定部材70の孔内配置部71の外周面71aとの間に挟持された状態で、固定部材70と共にグロメット50の通気孔51内に固定される。固定部材70は、その鍔部73とグロメット50のフィルタ挿入側部54とが係合することにより、軸線方向の位置決めがなされている。
As described above, in the
次に、本実施形態に係る酸素センサ1の製造方法について説明する。ただし、この酸素センサ1において、通気フィルタ90及び固定部材70のグロメット50内への組み付け以外は、公知の手法によれば良いので、シールユニット5を外筒42の基端開口部422に嵌挿する前の状態におけるシールユニット5の組み付けを中心に説明し、その他は簡略に説明する。
このシールユニット5は、図6及び図7に示すように、以下に説明する挿入装置100を用いて、グロメット50の通気孔51内に通気フィルタ90及び固定部材70の孔内配置部71を挿入して形成する。そこで、まず挿入装置100について簡単に説明した後、これらを用いたシールユニット5の組み付けについて説明する。
なお、図6は、シールユニット5の組み付け工程のうち、組付前形態の通気フィルタ90が挿入前形態に変形される前の状態を示す断面説明図である。図7は、同じく、通気フィルタ90を挿入前形態に変形しつつ、グロメット50内に挿入している状態を示す断面説明図である。また、以下、シールユニット5の組み付け工程の説明では、図6及び図7において軸線Pに沿う方向(軸線方向)のうち、図6,図7における上方を軸線上方とし、図6,図7における下方を軸線下方とする。
Next, a method for manufacturing the
As shown in FIGS. 6 and 7, the
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing a state before the
この挿入装置100は、昇降ヘッド250、台座230及びフィルタ変形具200を備える。このうち昇降ヘッド250は、軸線方向(図6中上下方向)に移動可能とされ、固定部材70の孔内配置部71の内周に挿入可能な径を有する棒状のロッド部251を軸線下方に備えている。このロッド部251は、孔内配置部71内に挿入した状態で、固定部材70を仮保持可能である一方、この孔内配置部71をグロメット50の通気孔51内に挿入した後は、固定部材70の保持を解除可能な形態とされている。この挿入装置100は、ロッド部251に固定部材70を保持した昇降ヘッド250を下降させて、通気フィルタ90及び固定部材70と共にグロメット50の通気孔51内に挿入するのに足りる押圧力を発生するように構成されている。
The
台座230は、グロメット保持台231及び支持具234からなる。グロメット保持台231は、金属からなり、図6及び図7に示すように、その中央、軸線上方に位置する収容孔232と、この収容孔232に連通して軸線下方に位置する支持具収容孔233とを有する。このうち収容孔232は、グロメット50を収容可能な円筒状の凹部で、グロメット50の外周面50cに当接する内周面232aを有している。一方、支持具収容孔233は、この収容孔232より径小な円筒状の孔であり、円柱状の支持具234が嵌挿されている。
The
支持具収容孔233内に嵌挿された支持具234は、金属からなり、図6及び図7に示すように、その上端の支持面234a中央部に円筒状の逃し孔235を凹設した略円柱状とされている。逃し孔235はグロメット50の通気孔51よりやや径大とされ、リング状の支持面234aは、グロメット保持台231の収容孔232内に位置し、グロメット50を支持する。
なお、逃し孔235は、昇降ヘッド250のロッド部251をグロメット50の通気孔51内に挿入したとき、通気フィルタ90や固定部材70が支持具234に衝突するのを回避するために設けてある。
The
The
また、フィルタ変形具200は、それぞれ金属からなり、図6及び図7に示すように、それぞれの側部に略半円柱状の凹部が形成された部分変形具201,211の2つの部材からなる。この部分変形具201,211は、両者を互いに突き合わせて、両者の側面間に貫通孔(フィルタ変形孔202)が形成されるようにして用いる。この部分変形具201,211は左右対称(図6,図7中左右)に形成された一対の部材である。この部分変形具201,211は、両者を互いに突き合わせたとき、互いに最も近接し、厚み(軸線方向の寸法)が薄くされた変形部201F,211Fと、この変形部201F,211Fよりも軸線Pからグロメット50の半径分以上離れて位置する摺動部201S,211Sと、を含む。
Further, the
部分変形具201,211は、その摺動部201S,211Sの摺動部下端面201Sa,211Saがグロメット保持台231の軸線上方の摺動面231aに当接した状態に配置される。この部分変形具201,211は、その摺動部201S,211Sが台座230のグロメット保持台231の上を摺動することにより、軸線Pを中心として変形部201F,211Fが互いに近接する方向及び遠ざかる方向(図6,図7の左右方向)の双方向に移動可能とされている。
The
前述したように、このフィルタ変形具200では、部分変形具201と部分変形具211とを互いに突き合わせた状態にすると、対向する変形部201Fと変形部211Fとの間には、これらを軸線P方向に貫通するフィルタ変形孔202が形成される。
本実施形態では、このフィルタ変形孔202は、このうち軸線上方側に位置し、軸線上方の径大端203Lから軸線下方の径小端203Nに向かって徐々に縮径するテーパ状のテーパ部203と、このテーパ部203に続いて軸線下方に位置する円筒状の円筒部204とからなる。このうちテーパ部203は、部分変形具201,211の変形部201F,211Fにそれぞれ形成されたテーパ面203a,203bにより構成されている。また、円筒部204は、部分変形具201,211の変形部201F,211Fにそれぞれ形成された半円筒状の半円筒面204a,204bにより構成されている。このテーパ部203の径小端203N及び円筒部204の内径は、同径であり、いずれもグロメット50の通気孔51におけるフィルタ固定部53の内径よりも径大とされている。
なお、本実施形態では、フィルタ変形孔202が本発明の二部挿入変形路に、テーパ部203がテーパ部に、また円筒部204が筒状部に対応する。
As described above, in the
In the present embodiment, the
In this embodiment, the
フィルタ変形孔202をなす変形部201F,211Fのうち、テーパ面203a,203b及び半円筒面204a,204bは、グロメット50の内壁面53aより通気フィルタ90が滑り易い状態とされている。
具体的には、本実施形態では、テーパ面203a,203b及び半円筒面204a,204bの面粗度を、内壁面53aの面粗度よりも小さくしてある。例えば、内壁面53aの面粗度RaがRa=0.82(μm)であるのに対し、テーパ面203a,203b及び半円筒面204a,204bにおけるこれらの面粗度Raの平均値は、Ra=0.22(μm)とされている。
なお、二部挿入変形路あるいは後述するテーパ挿入変形路をなす面を、通気フィルタが滑りやすくするには、挿入変形路の面粗度を下げるほか、この面に摩擦係数を低下させる滑剤を付着させる手法が挙げられる。
Of the
Specifically, in this embodiment, the surface roughness of the tapered
In addition, in order to make the ventilation filter slip easily on the surface that forms the two-part insertion deformation path or the taper insertion deformation path described later, in addition to reducing the surface roughness of the insertion deformation path, a lubricant that reduces the friction coefficient is attached to this surface. The technique to make is mentioned.
また、フィルタ変形具200のうち、変形部201F,211Fの軸線上方には、これらを突き合わせた状態において、組付け前形態の通気フィルタ90(図5参照)を載置するためのフィルタ載置凹部205が凹設されている。このフィルタ載置凹部205をなす変形部201Fの載置面201Fa及び変形部211Fの載置面211Faは、組付け前形態の通気フィルタ90を載置すると、その通気部91及びその近傍でフィルタ変形孔202のうち径大端203Lを塞ぐ形態とされている。
一方、この変形部201F,211Fのうち、軸線下方に位置する下端面201Fb,211Fbは、摺動部下端面201Sa,211Saより軸線上方に位置している。なお、グロメット50を台座230の収納孔232内に配置したとき、グロメット50のセンサ内側面50bと変形部201F,211Fの下端面201Fb,211Fbとの間隔が、固定部材70の孔内配置部71の軸線方向長さよりも短くなるようにされている。
In addition, in the
On the other hand, of the
次いで、シールユニット5の組み付け工程について説明する。
当初、部分変形具201,211を、互いに、かつ軸線Pから離間した位置に、また、昇降ヘッド250を、台座230及び部分変形具201,211より軸線上方に位置させておく。グロメット50の外側面50aを軸線下方に向け、そのセンサ内側面50bがグロメット保持台231の摺動面231aよりも軸線上方に位置するようにして、このグロメット50をグロメット保持台231の収容孔232内に挿入する。収容孔232内に挿入されたグロメット50を、その外側面50aが支持具234の支持面234aで支持された状態とする。次いで、部分変形具201,211をそれぞれ互いに近づく方向に移動させ突き合わせる。さらに、フィルタ変形具200のフィルタ載置凹部205に組付け前形態の通気フィルタ90を載置する。これにより、この通気フィルタ90のうち通気部91でフィルタ変形孔202の軸線上方を塞ぐ。一方、昇降ヘッド250のロッド部251に固定部材70の孔内配置部71を被せ、このロッド部251で固定部材70を保持させる。
Next, the assembly process of the
Initially, the
次に、昇降ヘッド250を軸線下方に移動させて、ロッド部251で保持された固定部材70を軸線下方に向けて移動させる。すると、その孔内配置部71のフィルタ当接部位72が、フィルタ載置凹部205に配置された通気フィルタ90の通気周縁部92と当接し、通気部91が、固定部材70の孔内配置部71の一端であるフィルタ当接部位72を閉塞する。
Next, the elevating
昇降ヘッド250をさらに軸線下方に移動させると、通気フィルタ90の通気部91を先頭にして、通気フィルタ90及び固定部材70の孔内配置部71が、フィルタ変形孔202内にテーパ部203側から挿入される。すると、この通気フィルタ90の周囲部93は、テーパ部203をなすテーパ面203a,203bに沿って移動し、さらに円筒部204内に引き込まれる。これにより、引き込まれた周囲部93は、固定部材70の孔内配置部71の外周面71aと円筒部204の半円筒面204a,204bとの間に挟まれて、孔内配置部71の外周面71aを覆った形態に変形される。
このようにして、組付け前形態(シート状)の通気フィルタ90を部分変形具201,211のフィルタ変形孔202内に挿通すると、通気フィルタ90は、通気部91かつ固定部材70の孔内配置部71の一端を閉塞し、周囲部93が孔内配置部71の外周面71aを沿った形態、すなわち挿入前形態94に変形される(図7参照)。
When the elevating
In this way, when the pre-assembly form (sheet-like)
しかも、上述したように、組付け前形態の通気フィルタ90を挿入前形態94に変形させる際、この通気フィルタ90がテーパ部203内から円筒部204内へと進むにつれて徐々に縮径するように変形が進むので、スムーズに挿入前形態94に変形させることができる。
したがって、挿入前形態94に変形させる時点で、通気フィルタ90の各所にかかる応力をも低減することができる。
Moreover, as described above, when the
Therefore, the stress applied to various portions of the
さらに、図7に示すように、通気フィルタ90を挿入前形態に変形させつつ、通気フィルタ90の通気部91と周囲部93の一部、及び固定部材70の孔内配置部71の一部をグロメット50の通気孔51内に挿入する。本実施形態では、通気フィルタ90の通気部91及び固定部材70の孔内配置部71が、グロメット50の通気孔51内に挿入されはじめたところで、部分変形具201,211をそれぞれ軸線Pから遠ざかる方向(図7中左右方向)に移動させる。なお、この部分変形具201,211の移動量は、昇降ヘッド250、固定部材70、及び通気フィルタ90が部分変形具201,211同士の間を挿通可能となる量で足りる。部分変形具201,211の移動後、昇降ヘッド250を、固定部材70の鍔部73がグロメット50のうちフィルタ挿入側部54に係合するまで下降させ、固定部材70の孔内配置部71と共に挿入前形態94とした通気フィルタ90をグロメット50の通気孔51内に挿入する。これにより、この通気部91はフィルタ閉塞側部52に配置される。
Further, as shown in FIG. 7, while the
その後、昇降ヘッド250を軸線上方に反転移動させ、固定部材70を残したまま、ロッド部251を通気孔51内から引き抜く。かくして、シールユニット5の組み付けは完了する(図2参照)。
組み付けが完了したシールユニット5では、通気フィルタ90の周囲部93がグロメット50の内壁面53aと固定部材70の孔内配置部71の外周面71aとの間で挟持され、この通気孔51内に通気フィルタ90及び固定部材70は固定される。
Thereafter, the lifting
In the
上述したシールユニット5を組み付けによれば、通気孔51内に挿入する前に、通気フィルタ90を挿入前形態94とするので、通気孔51内への挿入の際に通気フィルタ90をあまり変形させなくて済むため、挿入に伴う抵抗が少なく、通気フィルタ90の各部に過度な引っ張り応力がかからない。このため、通気フィルタ90における破れや亀裂の発生を防止できる。また、通気フィルタ90のうち、通気部91などにおける通気性の低下も防止できる。
According to the assembly of the
また、通気フィルタ90をグロメット50の通気孔51内に組み付けるにあたり、通気フィルタ90をグロメット50の通気孔51内に挿入する直前に、組付け前形態の通気フィルタ90が挿入前形態94に変形される。このため、組付け前形態の通気フィルタ90を予め別途、有底筒状に成形しておき、この成形された通気フィルタを挿入するのではないから、このような成形のコストも不要である。
Further, when the
特に、本実施形態では、部分変形具201,211のうち、フィルタ変形孔202をなすテーパ面203a,203b及び半円筒面204a,204bの面粗度を、グロメット50の内壁面53aの面粗度よりも小さくしてある。
これにより、組付け前形態の通気フィルタ90を挿入前形態94に変形させる際において、この通気フィルタ90の周囲部93と、テーパ面203a,203b及び半円筒面204a,204bとの間で起こる摩擦力をより小さくできる。このため、通気フィルタ90の各所に生じる応力をさらに低減させることができる。
In particular, in the present embodiment, the surface roughness of the tapered
As a result, when the
続いて、酸素センサ1の製造について説明する。
別途、公知の手法により、酸素センサ1のうち、シールユニット5を除いた残余の部分を組み付けておく。さらに、リード線111,121,13をグロメット50のリード線挿通孔55,56等にそれぞれ挿通する。そして、このシールユニット5を外筒42の基端開口部422内に嵌挿し、外筒42と共にこのシールユニット5を径方向内側に加締めて、このシールユニット5を外筒42に固定して酸素センサ1を完成させる(図1参照)。
Subsequently, production of the
Separately, the remaining part of the
かくして、通気フィルタ90をグロメット50の通気孔51内に固定する際に、通気フィルタ90の破れや亀裂の発生、通気部91における通気性の低下を抑制できるので、本実施形態に係る酸素センサ1の実使用において、この通気部91を介して外気を酸素センサ1の基準ガス空間GSに適切に取り入れることができる。
Thus, when the
ここで、酸素センサ1を用いて排気ガス中の酸素濃度を計測する原理ついて、簡単に説明する。
酸素検出素子2のうち、その外周面2aに測定ガスとしての排気ガスを接触させ、その内周面2bに基準ガスとしての大気を接触させる。すると、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体からなる酸素検出素子2は、その内外周面2a,2bの酸素濃度差に応じて酸素濃淡電池起電力が発生する。
酸素検出素子2のうち、外周面2aの電位は、外周面2aに形成された外部電極(図示せず)、外部電極用端子部材11、リード線111を経て、外部に取り出される。また、内周面2bの電位は、内周面2bに形成された内部電極(図示せず)、内部電極用端子部材12、リード線121を経て、外部に取り出される。
かくして、本実施形態に係る酸素センサ1では、リード線111,121間の電圧を測定することにより、排気ガスの酸素濃度を検出することができる。なお、本実施形態の酸素センサ1では、酸素検出素子2をセラミックヒータ3で加熱することにより、酸素検出素子2の早期活性化を図っている。
Here, the principle of measuring the oxygen concentration in the exhaust gas using the
In the
In the
Thus, the
(変形形態1)
次いで、上記実施形態の変形形態に係り、フィルタ変形具200に代えてフィルタ変形具400を有する挿入装置300を用いた例について、図8を参照して説明する。
本変形形態1で用いる挿入装置300は、上述の実施形態で用いた挿入装置100とは、フィルタ変形具400のフィルタ変形孔の部分で変形具200とその形態が異なるが、それ以外の部分では挿入装置100と同様のものである。したがって、同様な部分の説明は省略あるいは簡素化し、異なる部分を中心に説明することとする。
(Modification 1)
Next, an example in which the
The
フィルタ変形具400をなす部分変形具401,411は、その摺動部401S,411Sの摺動部下端面401Sa,411Saがグロメット保持台231の軸線上方の摺動面231aに当接した状態に配置される。この部分変形具401,411は、その摺動部401S,411Sが台座230のグロメット保持台231の上を摺動することにより、軸線Pを中心として変形部401F,411Fが互いに近接する方向及び遠ざかる方向(図8の左右方向)の双方向に移動可能とされている。
The
このフィルタ変形具400では、部分変形具401と部分変形具411とを互いに突き合わせた状態にすると、対向する変形部401Fと変形部411Fとの間には、これらを軸線P方向に貫通するフィルタ変形孔402が形成される。
このフィルタ変形孔402は、グロメット50の通気孔51よりも大きな径を有し、軸線上方の径大端402Lから軸線下方の径小端402Nに向かって徐々に縮径するテーパ状のテーパ挿入変形路を構成してなる。このフィルタ変形孔402は、部分変形具401,411の変形部401F,411Fにそれぞれ形成されたテーパ面401a,401bにより構成されている。このフィルタ変形孔402のうち最小径となる径小端402Nの内径は、グロメット50の通気孔51におけるフィルタ固定部53の内径よりも径大とされている。なお、フィルタ変形孔402は、本発明のテーパ挿入変形路に対応する。
In the
This
また、フィルタ変形具400のうち、変形部401F,411Fの軸線上方には、これらを突き合わせた状態において、組付け前形態の通気フィルタ90(図5参照)を載置するためのフィルタ載置凹部405が凹設されている。このフィルタ載置凹部405をなす変形部401Fの載置面401Fa及び変形部411Fの載置面411Faは、組付け前形態の通気フィルタ90を載置すると、その通気部91及びその近傍でフィルタ変形孔402の径大端402Lを塞ぐ形態とされている。
一方、この変形部401F,411Fのうち、軸線下方に位置する下端面401Fb,411Fbは、摺動面401Sa,411Saより軸線上方に位置している。
なお、グロメット50を台座230の収納孔232内に配置したとき、グロメット50のセンサ内側面50bと変形部401F,411Fの下端面401Fb,411Fbとの間隔が、固定部材70の孔内配置部71の軸線方向長さよりも短くなるようにされている。
In addition, in the
On the other hand, of the
When the
このフィルタ変形具400を用いたシールユニット5の組み付け工程では、ロッド部251で保持された固定部材70を軸線下方に移動させて、固定部材70のフィルタ当接部位72を、フィルタ載置凹部405に配置された組付け前形態の通気フィルタ90の通気周縁部92と当接させる。これにより、この通気フィルタ90の通気部91が、固定部材70の孔内配置部71の一端であるフィルタ当接部位72を閉塞する。
さらに、昇降ヘッド250を下降させると、通気部91を先頭にして、通気フィルタ90及び固定部材70を、フィルタ変形具400のフィルタ変形孔402内にその径大端402L側から挿入される。すると、この通気フィルタ90の周囲部93が、テーパ面401a,401bに沿って徐々にフィルタ変形孔402内に引き込まれる。
In the assembling process of the
When the elevating
これにより、この通気フィルタ90がフィルタ変形孔402内を径大端402Lから径小端402Nへと進むにつれて徐々に縮径するように変形が進み、通気フィルタ90は、変形部401F,411Fの径小端402Nで、周囲部93から固定部材70の孔内配置部71の外周面71aを沿う挿入前形態94(図7参照)にスムーズに変形される。
また、挿入前形態94に変形させる時点で通気フィルタ90の各所にかかる応力をも、低いものとすることができる。
As a result, the
Further, the stress applied to various portions of the
特に、本変形形態でも、部分変形具401,411のうち、フィルタ変形孔402をなすテーパ面401a,401bの面粗度を、グロメット50の内壁面53aの面粗度よりも小さくしてある。これにより、組付け前形態の通気フィルタ90を挿入前形態94に変形させる際において、この通気フィルタ90の周囲部93と、テーパ面401a,401bとの間で起こる摩擦力をより小さくできる。このため、通気フィルタ90の各所に生じる応力をさらに低減させることができる。
In particular, also in the present modified embodiment, the surface roughness of the tapered
(変形形態2)
次いで、上記実施形態の変形形態2に係るシールユニット5の組み付け工程について、図9を参照して説明する。
上記実施形態及び上記変形形態1に係るシールユニット5の組み付け工程では、通気フィルタ90をグロメット50の通気孔51内に挿入する際、組付け前形態の通気フィルタ90を挿入前形態94に変形させつつ、通気フィルタ90の通気部91及び周囲部93の一部を、固定部材70と共に通気孔51内に挿入した。
これに対し、本変形形態2に係るシールユニット5の組み付け工程では、通気フィルタ90をグロメット50の通気孔51内に挿入する際に、組付け前形態の通気フィルタ90を挿入前形態94に変形させたのち、これに続いて、一連の動作により、通気フィルタ90及び固定部材70を通気孔51内に挿入する。
本変形形態2に用いる挿入装置500は、上述の実施形態に用いた挿入装置100及び変形形態1に用いた挿入装置300とは、台座の形態と動作、及び台座とフィルタ変形具との配置関係が異なるが、それ以外は挿入装置100,300と同様の構成となっている。したがって、本変形形態2において上記実施形態及び上記変形形態1と同様な部分の説明は省略あるいは簡素化し、異なる部分を中心に説明する。
(Modification 2)
Next, an assembly process of the
In the assembly process of the
On the other hand, in the assembly process of the
The
本変形形態2の挿入装置500で用いるフィルタ変形具400の形態は、上記変形形態1に用いたものと同様である。但し、フィルタ変形具400をなす部分変形具401,411のうち、変形部401F,411Fの軸線下方の部分を、これらを突き合せた状態において、次述する台座630を一時挿入する台座挿入凹部406として用いる。
The form of the
一方、台座630は、グロメット保持台631及び支持具234からなる。グロメット保持台631は、金属からなり、図9に示すように、その中央、軸線上方に位置する収容孔632と、この収容孔632に連通して軸線下方に位置する支持具収容孔633とを有する。このうち収容孔632は、グロメット50を収容可能な円筒状の凹部で、グロメット50の外周面50cに当接する内周面632aを有している。また、支持具収容孔633は、この収容孔632より径小な円筒状の孔であり、円柱状の支持具234が嵌挿されている。この台座630は、このうち支持具234の支持面234aで支持されたグロメット50を保持しながら、軸線方向に(図9中上下方向)に移動可能とされている。台座630のうちグロメット保持台631の外周面631aは、この台座挿入凹部406の内周面401Fc,411Fcより径小とされている。
On the other hand, the
変形形態1に係る図8と対比すると容易に理解できるように、この台座630とフィルタ変形具400とは、変形形態1とは違い部分変形具401,411の摺動部下端面401Sa,411Saは、グロメット保持台631の軸線上方に位置する上端面631aと離間されて、フィルタ変形具400が台座630よりも軸線上方の位置に配置されている。
なお、この台座630とフィルタ変形具400との軸線方向(図9中上下方向)の間隔は、フィルタ変形具400により組付け前形態の通気フィルタ90を挿入前形態94に変形させてから、この挿入前形態94を維持しつつ、これに続いて固定部材70と共にグロメット50の通気孔51内に挿入可能となるように、台座630とフィルタ変形具400との相対位置を考慮したものである。
As can be easily understood when compared with FIG. 8 according to the first modification, the
The interval between the
次いで、シールユニット5の組み付け工程について説明する。
当初、部分変形具401,411を、互いに、かつ軸線Pから離間した位置に、また、昇降ヘッド250を部分変形具401,411より軸線上方に位置に、台座630を部分変形具401,411より軸線下方に位置させておく。グロメット50の外側面50aを軸線下方に向け、そのセンサ内側面50bがグロメット保持台631の摺動面631aよりも軸線上方に位置するようにして、このグロメット50をグロメット保持台631の収容孔632内に挿入する。収容孔632内に挿入されたグロメット50を、その外側面50aが支持具234の支持面234aで支持された状態とする。次いで、部分変形具401,411をそれぞれ互いに近づく方向に移動させ突き合わせる。さらに、フィルタ変形具400のフィルタ載置凹部405に組付け前形態の通気フィルタ90を載置する。これにより、この通気フィルタ90のうち通気部91及びその近傍でフィルタ変形孔402の径大端402Lを塞ぐ。一方、昇降ヘッド250のロッド部251に固定部材70の孔内配置部71を被せ、このロッド部251で固定部材70を保持させる。
Next, the assembly process of the
Initially, the
次に、昇降ヘッド250を軸線下方に移動させて、ロッド部251で保持された固定部材70を軸線下方に向けて移動させる。すると、その孔内配置部71のフィルタ当接部位72が、フィルタ載置凹部205に配置された通気フィルタ90の通気周縁部92と当接し、通気部91が、固定部材70の孔内配置部71の一端であるフィルタ当接部位72を閉塞する。
Next, the lifting
昇降ヘッド250をさらに軸線下方に下降させると、通気フィルタ90の通気部91を先頭にして、通気フィルタ90及び固定部材70の孔内配置部71が、フィルタ変形具400のフィルタ変形孔402に径大端402Lから挿入される。すると、この通気フィルタ90の周囲部93は、フィルタ変形孔402をなすテーパ面401a,401bに沿って移動する。この通気フィルタ90がフィルタ変形孔402内を軸線上方の径大端402Lから軸線下方の径小端402Nへと進むにつれて徐々に縮径するように変形が進み、孔内配置部71の外周面71aを覆った挿入前形態94に変形される。
When the elevating
次いで、図9に示すように、通気フィルタ90が挿入前形態94に変形されたところで、昇降ヘッド250の下降を停止させ、この挿入前形態94の状態を、変形部401F,411Fの径小端402N及びその近傍で周囲部93を保持することにより維持させる。昇降ヘッド250の停止後、台座630を上昇させ、固定部材70の孔内配置部71と共に挿入前形態94とした通気フィルタ90を、グロメット50の通気孔51内に挿入する。なお、挿入途中で、部分変形具401,411をそれぞれ軸線Pから遠ざかる方向(図9中左右方向)に移動させる。この部分変形具401,411の移動量は、台座630が部分変形具401,411同士の間を挿通可能となる量で足りる。
部分変形具401,411の移動後、台座630を、固定部材70の鍔部73がグロメット50のうちフィルタ挿入側部54に係合するまで上昇させ、固定部材70の孔内配置部71と共に挿入前形態94とした通気フィルタ90をグロメット50の通気孔51内に挿入する。これにより、この通気部91はフィルタ閉塞側部52に配置される。
Next, as shown in FIG. 9, when the
After the
その後、昇降ヘッド250を軸線上方に反転移動させ、固定部材70を残したまま、ロッド部251を通気孔51内から引き抜く。かくして、シールユニット5の組み付けは完了する。
上述したシールユニット5を組み付けによれば、通気孔51内に挿入する前に、通気フィルタ90を挿入前形態94とするので、通気孔51内への挿入の際に通気フィルタ90をあまり変形させなくて済むため、挿入に伴う抵抗が少なく、通気フィルタ90の各部に過度な引っ張り応力がかからない。このため、通気フィルタ90における破れや亀裂の発生を防止できる。また、通気フィルタ90のうち、通気部91などにおける通気性の低下も防止できる。
Thereafter, the lifting
According to the assembly of the
また、通気フィルタ90をグロメット50の通気孔51内に組み付けるにあたり、通気フィルタ90をグロメット50の通気孔51内に挿入する直前に、組付け前形態の通気フィルタ90が挿入前形態94に変形される。このため、組付け前形態の通気フィルタ90を予め別途、有底筒状に成形しておき、この成形された通気フィルタを挿入するのではないから、このような成形のコストも不要である。
Further, when the
以上において、本発明を実施形態及び変形形態1,2に即して説明したが、本発明は、実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態及び変形形態1,2では、酸素センサ1の製造方法について説明したが、本発明に係るセンサの製造方法は、酸素センサ1のみならず、通気フィルタを通して自身の内外で気体を流通可能としてなるセンサに適用することができる。
また、実施形態及び変形形態1,2では、フィルタ変形具200におけるフィルタ変形孔202のテーパ部203、及びフィルタ変形具400におけるフィルタ変形孔402を、径大端から径小端に向かうにつれ一定割合で縮径する円錐台のテーパ面とした。
しかしながら、フィルタ変形具に形成される二部挿入変形路のテーパ部やテーパ挿入変形路のテーパ形状としては、変形路側に凸となるR面状のテーパ面としても良い。この面に沿って通気フィルタを移動させることで、これをよりスムーズに変形させうるからである。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment and the first and second modifications. However, the present invention is not limited to the embodiment and the like, and is appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. Needless to say, it can be done.
For example, in the embodiment and the first and second modifications, the method for manufacturing the
Further, in the embodiment and the first and second modifications, the
However, the tapered portion of the two-part insertion deformation path formed in the filter deformation tool or the taper shape of the taper insertion deformation path may be an R-surface taper surface that protrudes toward the deformation path. This is because by moving the ventilation filter along this surface, it can be deformed more smoothly.
1 酸素センサ(センサ)
51 通気孔(保持孔)
53a (保持孔の)内壁面
70 固定部材
71 孔内配置部
71a (孔内配置部の)外周面
72 フィルタ当接部位(孔内配置部の一端)
90 通気フィルタ
91 通気部
92 通気周縁部
93 (通気フィルタの)周囲部
94 挿入前形態
200,400 フィルタ変形具
201,211,401,411 部分変形具
202 フィルタ変形孔(二部挿入変形路)
402 フィルタ変形孔(テーパ挿入変形路)
402L 径大端
402N 径小端
203 テーパ部(径大部)
203L 径大端
203N 径小端
203a,203b (テーパ部の)テーパ面
401a,401b (テーパ部の)テーパ面
204 円筒部(筒状部)
1 Oxygen sensor (sensor)
51 Ventilation hole (holding hole)
53a (inside of holding hole)
90
402 Filter deformation hole (taper insertion deformation path)
402L
203L
Claims (5)
通気性と撥水性を有するシート状の上記通気フィルタと、
上記センサの内部及び外部にそれぞれ連通する保持孔を含むフィルタ保持部材と、
上記フィルタ保持部材の上記保持孔内に配置され、両端が開放された筒形状を有する孔内配置部を含み、上記通気フィルタを上記保持孔内に固定する固定部材と、を備え、
上記通気フィルタは、その一部である通気部を通じて通気可能としつつ、上記保持孔を閉塞してなり、
上記固定部材の上記孔内配置部の外周面と、上記フィルタ保持部材の上記保持孔の内壁面との間に、上記通気フィルタのうち、上記通気部以外の部分の少なくとも一部を挟持して、上記通気フィルタを上記保持孔内に固定してなる
センサの製造方法であって、
シート状の上記通気フィルタのうち、上記通気部が上記固定部材の上記孔内配置部の一端を閉塞し、上記通気部の周囲に位置する周囲部が上記孔内配置部の上記外周面に沿った挿入前形態に、上記通気フィルタを変形させたのち、これに続いて、上記通気フィルタ及び上記固定部材を、上記通気部側から上記フィルタ保持部材の上記保持孔内に挿入し、または、上記通気フィルタを変形させつつ、上記通気フィルタのうち変形させた部分及び上記固定部材を、上記通気部側から上記フィルタ保持部材の上記保持孔内に挿入し、
上記通気フィルタで上記保持孔を閉塞すると共に、この上記通気フィルタを上記保持孔内に固定する変形挿入工程を有する
センサの製造方法。 A sensor that allows the gas inside and outside to flow through a ventilation filter,
A sheet-like ventilation filter having breathability and water repellency;
A filter holding member including holding holes communicating with the inside and outside of the sensor;
A fixing member that is disposed in the holding hole of the filter holding member and includes an in-hole arrangement portion having a cylindrical shape with both ends open, and fixing the ventilation filter in the holding hole;
The ventilation filter is configured to block the holding hole while allowing ventilation through a ventilation portion that is a part of the ventilation filter.
Between the outer peripheral surface of the in-hole arrangement portion of the fixing member and the inner wall surface of the holding hole of the filter holding member, at least a part of the ventilation filter other than the ventilation portion is sandwiched. A method for manufacturing a sensor in which the ventilation filter is fixed in the holding hole,
Of the sheet-like ventilation filter, the ventilation portion closes one end of the fixing portion in the hole, and a peripheral portion located around the ventilation portion extends along the outer peripheral surface of the hole arrangement portion. After the air filter is deformed to the form before insertion, the air filter and the fixing member are subsequently inserted into the holding hole of the filter holding member from the air vent side, or While deforming the ventilation filter, insert the deformed portion of the ventilation filter and the fixing member into the holding hole of the filter holding member from the ventilation portion side,
A method for producing a sensor, comprising: a step of closing the holding hole with the ventilation filter, and a step of deforming and inserting the ventilation filter into the holding hole.
前記変形挿入工程では、
前記フィルタ保持部材の前記保持孔よりも大きな径を有し、自身の径大端から径小端に向けて徐々に径小となるテーパ状のテーパ挿入変形路を構成可能としてなるフィルタ変形具を用い、または、
自身の径大端から径小端に向けて徐々に径小となるテーパ状のテーパ部と、このテーパ部に続いて配置され、上記径小端と同径で、かつ、上記保持孔と同径または大きな径をなす筒状の筒状部と、を有する二部挿入変形路を構成可能としてなるフィルタ変形具を用い、
シート状の前記通気フィルタの前記通気部の周縁に、前記固定部材の前記孔内配置部の一端を当接させた状態で、
上記通気部を先頭にして、上記通気フィルタ及び上記固定部材の上記孔内配置部を、上記テーパ挿入変形路内に上記径大端側から上記径小端側に向けて挿入して、または、上記二部挿入変形路のうち上記テーパ部を通じて上記筒状部内に挿入して、上記通気フィルタを前記挿入前形態に変形させる
センサの製造方法。 A method for manufacturing a sensor according to claim 1, comprising:
In the deformation insertion step,
A filter deformation tool having a diameter larger than the holding hole of the filter holding member, and capable of constituting a tapered insertion insertion path that gradually decreases in diameter from the large diameter end toward the small diameter end. Use or
A tapered portion that gradually decreases in diameter from the large-diameter end toward the small-diameter end, and is arranged following the tapered portion, has the same diameter as the small-diameter end, and is the same as the holding hole. Using a filter deformable tool that makes it possible to configure a two-part insertion deformation path having a cylindrical part having a diameter or a large diameter,
In a state where one end of the in-hole arrangement portion of the fixing member is brought into contact with the periphery of the ventilation portion of the sheet-like ventilation filter,
Inserting the in-hole arrangement portion of the ventilation filter and the fixing member from the large-diameter end side toward the small-diameter end side into the tapered insertion deformation path, with the vent portion at the head, or A method for manufacturing a sensor, wherein the ventilation filter is inserted into the cylindrical portion through the tapered portion of the two-part insertion deformation path to deform the ventilation filter into the pre-insertion configuration.
前記フィルタ変形具のうち、
前記テーパ挿入変形路、または、前記二部挿入変形路をなす面は、前記フィルタ保持部材の前記保持孔の前記内壁面よりも、前記通気フィルタが滑り易くされてなる
センサの製造方法。 A method of manufacturing a sensor according to claim 2,
Among the filter deformation tools,
The method of manufacturing a sensor, wherein the taper insertion deformation path or the surface forming the two-part insertion deformation path is made more slippery than the inner wall surface of the holding hole of the filter holding member.
前記通気フィルタは、
多孔質繊維構造を有する樹脂シートからなる
センサの製造方法。 It is a manufacturing method of the sensor given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
The ventilation filter is
A method for producing a sensor comprising a resin sheet having a porous fiber structure.
前記センサは、被測定気体中の特定ガス成分についての存比、濃度、濃度変化の少なくともいずれかを検知するガスセンサであって、前記通気フィルタを通じて外気を上記ガスセンサ内に取り入れて基準ガスとするガスセンサである
センサの製造方法。 It is a manufacturing method of the sensor given in any 1 paragraph of Claims 1-4,
The sensor is a gas sensor that detects at least one of an abundance ratio, a concentration, and a concentration change with respect to a specific gas component in a gas to be measured, and a gas sensor that takes outside air into the gas sensor through the ventilation filter and serves as a reference gas A method for manufacturing a sensor.
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