JP3963418B2 - ガスセンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の利用分野】
この発明は、ヒータ兼用電極コイルの内部に中心電極を挿通したガスセンサとその製造方法とに関する。
【０００２】
【従来技術】
ヒータ兼用電極のコイルの中心に中心電極を挿通し、これらをビーズ状の金属酸化物半導体で覆ったガスセンサは古くから周知である。このガスセンサでは、中心電極の位置決めが難しいという古くからの問題がある。
【０００３】
【発明の課題】
この発明の課題は、ガスセンサでの中心電極の位置決めを容易にすることにある。
【０００４】
【発明の構成】
この発明は、金属酸化物半導体のビーズ内にヒータ兼用電極のコイルと中心電極とを埋設し、前記コイルの両端と中心電極の少なくとも一端とをリード接続部に固着したガスセンサにおいて、前記中心電極が先端に玉を設けた線材を前記コイル内に挿通した後、前記ビーズ内に埋設したものであることを特徴とする。
【０００５】
この発明はまた、ヒータ兼用電極のコイルをリード接続部に取り付けた後に、先端に玉を設けた線材を前記コイル内に挿通する挿通工程と、前記線材を前記コイルの反対側で溶断して次の玉を形成する溶断工程と、前記コイルを覆うように金属酸化物半導体のビーズを設けるビーズ成形工程、とを設けたガスセンサの製造方法にある。
好ましくは、前記線材を先端に玉を設けた状態でキャピラリーから繰り出しておき、キャピラリーをコイル側へ前進させることにより前記挿通工程を行い、線材の玉側を保持してキャピラリーを後退させることにより、キャピラリーから線材を繰り出し、その後前記溶断工程を行い、次いで前記ビーズ成形工程を行う。
【０００６】
【発明の作用と効果】
この発明では、先端に玉を設けた線材を中心電極としてコイル内に挿通させるので、線材がコイルに引っかかりにくく、滑らかにコイルを挿通できる。またこのような玉は線材の溶断で作ることができ、溶断で玉を形成すると同時に線材を切断すると、切断時に線材に癖がつかず、扱いやすい線材となる。このため癖のない線材を中心電極とできるので、コイルに対する中心電極の位置決めが容易になる。従って抵抗値のばらつきが小さい、あるいは特性のばらつきが小さいガスセンサを得ることができる（請求項１，２）。
【０００７】
好ましくは線材を先端に玉を設けた状態でキャピラリーから繰り出しておき、キャピラリーをコイル側に前進させて、線材をコイル内に挿通させる。続いて線材の玉側を溶接やチャッキング等により保持、好ましくは位置決めし、キャピラリーを後退させる。するとキャピラリーから線材を繰り出すことができ、次いで溶断で線材を切断し玉を形成する。このとき溶断箇所は、キャピラリーの先端から次に線材をコイル内に挿通させるのに必要な長さだけ繰り出した位置とする。このようにすれば極めて細い線材でも容易にキャピラリーから繰り出すことができ、線材をコイル内に挿通させることもキャピラリーの前進により行えるので、線材のハンドリングが容易になる（請求項３）。
【０００８】
さらに好ましくは、コイルから見て線材の玉側を、ハウジングに固着して位置決めする。またさらに好ましくは、コイルから見て中心電極の前記の玉側とは反対側を屈曲させて、ハウジングに固着する。このようにすると、中心電極を両側でハウジング側に固着でき、しかも屈曲部があるので、中心電極の熱膨張や落下時の衝撃等を屈曲部で吸収できる。
【０００９】
【実施例】
図１〜図５に実施例を示す。図１〜図３に、完成したガスセンサ２の構造を示す。４はＳｎＯ2等の金属酸化物半導体のビーズで、６はヒータ兼用電極のコイルで、８は中心電極である。ビーズ４は例えば直径３００μｍ程度の球形、あるいは短径が３００μｍ程度で長径が４００μｍ程度の卵形等の形状とする。コイル６や中心電極８の材料には、線径が１５〜２０μｍ程度のＰｔやＰｔ−Ｗ，Ｐｔ−Ｃｒ等を用いる。１０は樹脂製のハウジングで、１２〜１４は金属板で、もともとはリードフレームの形状をなし、樹脂製のハウジング１０と一体成形されたものである。このためハウジング１０に対して、金属板１２〜１４は同一面内で貫通し、ハウジング１０の外側でハウジング１０の表側に平行に金属板１２〜１４を折り曲げる。そして取付の便宜のため、中心電極８用の金属板１４を、コイル６用の金属板１２，１３とは逆方向に折り曲げる。
【００１０】
コイル６の両端は接続部１５，１６で例えばパラレルギャップ溶接により、金属板１２，１３に取り付けてある。中心電極８の先端には溶断により設けた玉１８があり、それよりもビーズ４側で接続部１７により、金属板１４に取り付けてある。中心電極８の金属板１４への接続には、例えばパラレルギャップ溶接等を用いる。なお玉１８と接続部１７との間で、中心電極８をカットしても良い。２０はハウジング１０に設けた凹部で、ビーズ４はこの凹部２０上にあり、中心電極８の他端を凹部２０の底部へと折り曲げ、凹部２０の底部に固定部２２で固定する。
【００１１】
図２に、図１の２−２方向断面に沿って、ビーズ４を示す。コイル６は両端の高さがほぼ等しく、コイル６の巻始め部と巻終わり部の弾性のため、金属板１２，１３の表面よりコイル６の上部がやや上に浮いた状態で固着されている。このため、中心電極８をコイル６の中央部を通すと、ちょうど金属板１４の表面に中心電極８が現れる。また図２に示すように、中心電極８の他端は固定部２２側で屈曲している。
【００１２】
図３に、図１の３−３方向断面を示す。中心電極８はコイル６の中央部を貫通し、固定部２２側で屈曲させた後に固定してある。
【００１３】
図４，図５に実施例のガスセンサ２の製造工程を示す。なお図４，図５の表示は模式的なもので、サイズは実際のサイズとは比例しない。コイル６の両端を接続部１５，１６で金属板１４に溶接する。続いて先端に玉１８を設けた線材３２をキャピラリー３０から繰り出しておき、キャピラリー３０をコイル６側へ前進させる。これにより玉１８をコイル６内を挿通させ、玉１８のやや内側で金属板１４に例えばパラレルギャップ溶接する。次いでキャピラリー３０を後退させると、接続部１７で接続してあるため、線材３２が繰り出される。
【００１４】
次に溶断機３４を用いて線材３２を溶断する。これにより一対の玉１８ａ、１８ｂが形成され、玉１８ｂは次の線材の先端の玉となる。また溶断箇所は、線材３２をコイル６を挿通させるのに必要な長さだけ、キャピラリー３０の先端から繰り出された位置とする。この後例えばチャック３６を用いて玉１８ａ側を保持し、ビーズ４を形成し、乾燥させる。これによりビーズ４内での中心電極８の位置が固定されるので、チャック３６により玉１８ａ側を凹部の底面まで下ろし、線材に電流を加えて発熱させハウジングの樹脂を溶融する、あるいは接着剤で固定するなどにより、固定部２２で固定する。そして必要であれば、玉１８ａと固定部２２との間で中心電極をカットする。これらの後、ビーズ４を焼結するとガスセンサ２が得られる。
【００１５】
ここでは接続部１７で中心電極８を金属板１４に固着した後、チャック３６で他端をチャックしたが、両端ともチャックして玉１８ａ，１８ｂの形成やビーズの生成・乾燥等を行っても良い。またビーズ４の焼結は、ビーズ４の乾燥後であれば任意の時点で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例のガスセンサの平面図
【図２】 実施例のガスセンサの２−２方向要部断面図
【図３】 実施例のガスセンサの３−３方向要部断面図
【図４】 実施例のガスセンサの製造工程図
【図５】 実施例のガスセンサの製造工程図
【符号の説明】
２ ガスセンサ
４ ビーズ
６ コイル
８ 中心電極
１０ ハウジング
１２〜１４ 金属板
１５〜１７ 接続部
１８ 玉
２０ 凹部
２２ 固定部
３０ キャピラリー
３２ 線材
３４ 溶断機
【発明の利用分野】
この発明は、ヒータ兼用電極コイルの内部に中心電極を挿通したガスセンサとその製造方法とに関する。
【０００２】
【従来技術】
ヒータ兼用電極のコイルの中心に中心電極を挿通し、これらをビーズ状の金属酸化物半導体で覆ったガスセンサは古くから周知である。このガスセンサでは、中心電極の位置決めが難しいという古くからの問題がある。
【０００３】
【発明の課題】
この発明の課題は、ガスセンサでの中心電極の位置決めを容易にすることにある。
【０００４】
【発明の構成】
この発明は、金属酸化物半導体のビーズ内にヒータ兼用電極のコイルと中心電極とを埋設し、前記コイルの両端と中心電極の少なくとも一端とをリード接続部に固着したガスセンサにおいて、前記中心電極が先端に玉を設けた線材を前記コイル内に挿通した後、前記ビーズ内に埋設したものであることを特徴とする。
【０００５】
この発明はまた、ヒータ兼用電極のコイルをリード接続部に取り付けた後に、先端に玉を設けた線材を前記コイル内に挿通する挿通工程と、前記線材を前記コイルの反対側で溶断して次の玉を形成する溶断工程と、前記コイルを覆うように金属酸化物半導体のビーズを設けるビーズ成形工程、とを設けたガスセンサの製造方法にある。
好ましくは、前記線材を先端に玉を設けた状態でキャピラリーから繰り出しておき、キャピラリーをコイル側へ前進させることにより前記挿通工程を行い、線材の玉側を保持してキャピラリーを後退させることにより、キャピラリーから線材を繰り出し、その後前記溶断工程を行い、次いで前記ビーズ成形工程を行う。
【０００６】
【発明の作用と効果】
この発明では、先端に玉を設けた線材を中心電極としてコイル内に挿通させるので、線材がコイルに引っかかりにくく、滑らかにコイルを挿通できる。またこのような玉は線材の溶断で作ることができ、溶断で玉を形成すると同時に線材を切断すると、切断時に線材に癖がつかず、扱いやすい線材となる。このため癖のない線材を中心電極とできるので、コイルに対する中心電極の位置決めが容易になる。従って抵抗値のばらつきが小さい、あるいは特性のばらつきが小さいガスセンサを得ることができる（請求項１，２）。
【０００７】
好ましくは線材を先端に玉を設けた状態でキャピラリーから繰り出しておき、キャピラリーをコイル側に前進させて、線材をコイル内に挿通させる。続いて線材の玉側を溶接やチャッキング等により保持、好ましくは位置決めし、キャピラリーを後退させる。するとキャピラリーから線材を繰り出すことができ、次いで溶断で線材を切断し玉を形成する。このとき溶断箇所は、キャピラリーの先端から次に線材をコイル内に挿通させるのに必要な長さだけ繰り出した位置とする。このようにすれば極めて細い線材でも容易にキャピラリーから繰り出すことができ、線材をコイル内に挿通させることもキャピラリーの前進により行えるので、線材のハンドリングが容易になる（請求項３）。
【０００８】
さらに好ましくは、コイルから見て線材の玉側を、ハウジングに固着して位置決めする。またさらに好ましくは、コイルから見て中心電極の前記の玉側とは反対側を屈曲させて、ハウジングに固着する。このようにすると、中心電極を両側でハウジング側に固着でき、しかも屈曲部があるので、中心電極の熱膨張や落下時の衝撃等を屈曲部で吸収できる。
【０００９】
【実施例】
図１〜図５に実施例を示す。図１〜図３に、完成したガスセンサ２の構造を示す。４はＳｎＯ2等の金属酸化物半導体のビーズで、６はヒータ兼用電極のコイルで、８は中心電極である。ビーズ４は例えば直径３００μｍ程度の球形、あるいは短径が３００μｍ程度で長径が４００μｍ程度の卵形等の形状とする。コイル６や中心電極８の材料には、線径が１５〜２０μｍ程度のＰｔやＰｔ−Ｗ，Ｐｔ−Ｃｒ等を用いる。１０は樹脂製のハウジングで、１２〜１４は金属板で、もともとはリードフレームの形状をなし、樹脂製のハウジング１０と一体成形されたものである。このためハウジング１０に対して、金属板１２〜１４は同一面内で貫通し、ハウジング１０の外側でハウジング１０の表側に平行に金属板１２〜１４を折り曲げる。そして取付の便宜のため、中心電極８用の金属板１４を、コイル６用の金属板１２，１３とは逆方向に折り曲げる。
【００１０】
コイル６の両端は接続部１５，１６で例えばパラレルギャップ溶接により、金属板１２，１３に取り付けてある。中心電極８の先端には溶断により設けた玉１８があり、それよりもビーズ４側で接続部１７により、金属板１４に取り付けてある。中心電極８の金属板１４への接続には、例えばパラレルギャップ溶接等を用いる。なお玉１８と接続部１７との間で、中心電極８をカットしても良い。２０はハウジング１０に設けた凹部で、ビーズ４はこの凹部２０上にあり、中心電極８の他端を凹部２０の底部へと折り曲げ、凹部２０の底部に固定部２２で固定する。
【００１１】
図２に、図１の２−２方向断面に沿って、ビーズ４を示す。コイル６は両端の高さがほぼ等しく、コイル６の巻始め部と巻終わり部の弾性のため、金属板１２，１３の表面よりコイル６の上部がやや上に浮いた状態で固着されている。このため、中心電極８をコイル６の中央部を通すと、ちょうど金属板１４の表面に中心電極８が現れる。また図２に示すように、中心電極８の他端は固定部２２側で屈曲している。
【００１２】
図３に、図１の３−３方向断面を示す。中心電極８はコイル６の中央部を貫通し、固定部２２側で屈曲させた後に固定してある。
【００１３】
図４，図５に実施例のガスセンサ２の製造工程を示す。なお図４，図５の表示は模式的なもので、サイズは実際のサイズとは比例しない。コイル６の両端を接続部１５，１６で金属板１４に溶接する。続いて先端に玉１８を設けた線材３２をキャピラリー３０から繰り出しておき、キャピラリー３０をコイル６側へ前進させる。これにより玉１８をコイル６内を挿通させ、玉１８のやや内側で金属板１４に例えばパラレルギャップ溶接する。次いでキャピラリー３０を後退させると、接続部１７で接続してあるため、線材３２が繰り出される。
【００１４】
次に溶断機３４を用いて線材３２を溶断する。これにより一対の玉１８ａ、１８ｂが形成され、玉１８ｂは次の線材の先端の玉となる。また溶断箇所は、線材３２をコイル６を挿通させるのに必要な長さだけ、キャピラリー３０の先端から繰り出された位置とする。この後例えばチャック３６を用いて玉１８ａ側を保持し、ビーズ４を形成し、乾燥させる。これによりビーズ４内での中心電極８の位置が固定されるので、チャック３６により玉１８ａ側を凹部の底面まで下ろし、線材に電流を加えて発熱させハウジングの樹脂を溶融する、あるいは接着剤で固定するなどにより、固定部２２で固定する。そして必要であれば、玉１８ａと固定部２２との間で中心電極をカットする。これらの後、ビーズ４を焼結するとガスセンサ２が得られる。
【００１５】
ここでは接続部１７で中心電極８を金属板１４に固着した後、チャック３６で他端をチャックしたが、両端ともチャックして玉１８ａ，１８ｂの形成やビーズの生成・乾燥等を行っても良い。またビーズ４の焼結は、ビーズ４の乾燥後であれば任意の時点で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例のガスセンサの平面図
【図２】 実施例のガスセンサの２−２方向要部断面図
【図３】 実施例のガスセンサの３−３方向要部断面図
【図４】 実施例のガスセンサの製造工程図
【図５】 実施例のガスセンサの製造工程図
【符号の説明】
２ ガスセンサ
４ ビーズ
６ コイル
８ 中心電極
１０ ハウジング
１２〜１４ 金属板
１５〜１７ 接続部
１８ 玉
２０ 凹部
２２ 固定部
３０ キャピラリー
３２ 線材
３４ 溶断機
Claims (3)
- 金属酸化物半導体のビーズ内にヒータ兼用電極のコイルと中心電極とを埋設し、前記コイルの両端と中心電極の少なくとも一端とをリード接続部に固着したガスセンサにおいて、前記中心電極が先端に玉を設けた線材を前記コイル内に挿通した後、前記ビーズ内に埋設したものであることを特徴とするガスセンサ。
- ヒータ兼用電極のコイルをリード接続部に取り付けた後に、先端に玉を設けた線材を前記コイル内に挿通する挿通工程と、前記線材を前記コイルの反対側で溶断して次の玉を形成する溶断工程と、前記コイルを覆うように金属酸化物半導体のビーズを設けるビーズ成形工程、とを設けたガスセンサの製造方法。
- 前記線材を先端に玉を設けた状態でキャピラリーから繰り出しておき、キャピラリーをコイル側へ前進させることにより前記挿通工程を行い、線材の玉側を保持してキャピラリーを後退させることにより、キャピラリーから線材を繰り出し、その後前記溶断工程を行い、次いで前記ビーズ成形工程を行うようにしたことを特徴とする、請求項２のガスセンサの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000271094A JP3963418B2 (ja) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | ガスセンサ及びその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000271094A JP3963418B2 (ja) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | ガスセンサ及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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