JP4881405B2 - Gas sensor manufacturing apparatus and gas sensor manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、被測定ガス中の所定ガス成分の濃度を測定するためのガスセンサの製造装置およびガスセンサの製造方法に関する。 The present invention relates to a gas sensor manufacturing apparatus and a gas sensor manufacturing method for measuring the concentration of a predetermined gas component in a gas to be measured.
従来、被測定ガス中の所望のガス成分の濃度を知るために、各種の測定装置が用いられている。例えば、燃焼ガス等の被測定ガス中のNOx濃度を測定する装置として、ジルコニア(ZrO2)等の酸素イオン伝導性を有する固体電解質の層上にPt電極およびRh電極を形成したセンサ素子を有するガスセンサ(NOxセンサ)が公知である(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, various measuring devices are used to know the concentration of a desired gas component in the gas to be measured. For example, as a device for measuring the NOx concentration in a gas to be measured such as combustion gas, it has a sensor element in which a Pt electrode and an Rh electrode are formed on a solid electrolyte layer having oxygen ion conductivity such as zirconia (ZrO 2 ). Gas sensors (NOx sensors) are known (see, for example, Patent Document 1).
上述のようなガスセンサのセンサ素子は、電圧の印加、検出信号の取り出し、およびヒーター部への電力の供給等のために、通常、表面に複数の電極端子を有している。また、ガスセンサは、金属端子から成る複数の接点部材と、接点部材に接続され、センサ素子と外部との電気的導通を図る複数のリード線と、センサ素子を内側の挿入口に挿入し、接点部材を介してセンサ素子を保持するハウジングとを有するコンタクト部材を備える。ガスセンサにおいては、センサ素子が挿入口に挿入された状態で、金属端子と電極端子とが接触するようにコンタクト部材がセンサ素子を保持することで、センサ素子と外部との電気的導通を得ている。 The sensor element of the gas sensor as described above usually has a plurality of electrode terminals on the surface for application of voltage, extraction of detection signals, supply of electric power to the heater unit, and the like. In addition, the gas sensor includes a plurality of contact members made of metal terminals, a plurality of lead wires connected to the contact member for electrical continuity between the sensor element and the outside, and the sensor element inserted into the inner insertion port, A contact member having a housing for holding the sensor element via the member; In the gas sensor, the contact member holds the sensor element so that the metal terminal and the electrode terminal are in contact with each other in a state where the sensor element is inserted into the insertion port, thereby obtaining electrical continuity between the sensor element and the outside. Yes.
ガスセンサの製造工程において、センサ素子をハウジングの挿入口に挿入する際には、センサ素子の軸線とハウジングの挿入口の軸線とが一致している必要がある。仮に、センサ素子に曲がり等の原因が生じていることにより、両者の軸線が位置ずれしたままセンサ素子が挿入されてしまうと、センサ素子が欠損あるいは折損することがある。また、手作業による挿入は、確実性は高いが効率が悪いという問題もある。 In the manufacturing process of the gas sensor, when the sensor element is inserted into the insertion slot of the housing, the axis of the sensor element needs to coincide with the axis of the insertion slot of the housing. If the sensor element is inserted while the axis of the sensor element is displaced due to a cause such as bending of the sensor element, the sensor element may be lost or broken. In addition, manual insertion has a problem of high reliability but low efficiency.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、センサ素子の欠損や折損の生じにくいガスセンサを製造することができる製造装置および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 the above problems, and an object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of manufacturing a gas sensor in which a sensor element is not easily damaged or broken.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、ガスセンサの製造装置であって、センサ素子を備えるガスセンサ本体が載置される第1の載置台と、前記センサ素子の挿入口を備えるコンタクト部材が載置される第2の載置台と、前記第1の載置台を移動させる載置台移動機構と、を備え、前記ガスセンサ本体が前記第1の載置台に載置され、かつ、前記コンタクト部材が前記第2の載置台に載置された状態で、前記移動機構が前記第1の載置台を所定の速度で移動させることによって前記センサ素子を前記挿入口に挿入させることで、前記ガスセンサ本体と前記コンタクト部材とを一体化するものであり、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際には、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入された後、前記センサ素子を前記挿入口の奥にさらに挿入させるときに、前記移動機構による前記載置台の移動速度を、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入されるまでの移動速度よりも大きくする、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の製造装置であって、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記センサ素子の先端位置を特定することにより、前記センサ素子の前記先端部の前記挿入口への挿入状態を判定する挿入判定手段、をさらに備え、前記挿入判定手段による、前記先端部が前記挿入口の所定の位置まで挿入されたとの判定に応答して、前記移動機構による前記第1の載置台の移動速度を、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入されるまでの移動速度よりも大きくする、ことを特徴とする。
Moreover, invention of Claim 2 is a manufacturing apparatus of
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の製造装置であって、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記移動機構による前記第1の載置台の移動量を検出する移動量センサ、をさらに備え、前記挿入判定手段は、所定時間内における、前記移動量センサによって特定される前記第1の載置台の移動量に基づいて、前記先端部の前記挿入口への挿入状態を判定する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the movement amount of the first mounting table by the moving mechanism when the sensor element is inserted into the insertion port is detected. A movement amount sensor, and the insertion determination unit is configured to insert the tip portion into the insertion port based on a movement amount of the first mounting table specified by the movement amount sensor within a predetermined time. The insertion state is determined.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の製造装置であって、前記移動機構が、圧力シリンダからなり、前記圧力シリンダが前記第1の載置台が設けられたテーブルに加える圧力を調整することによって前記移動機構による前記第1の載置台の移動速度が調整される、ことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the manufacturing apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the moving mechanism is a pressure cylinder, and the pressure cylinder is the first mounting table. The moving speed of the first mounting table by the moving mechanism is adjusted by adjusting the pressure applied to the table provided with the above.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のガスセンサの製造装置であって、前記挿入口が、互いに対向配置されてなる一対のハウジング部材の間の空間として設けられており、前記製造装置が、前記挿入口に挿入されることで、前記挿入口を拡大させるダミーピンと、前記ダミーピンを移動させるダミーピン移動機構と、前記ダミーピンが前記挿入口に挿入された状態で前記一対のハウジング部材の端部間に挿入されることで、前記ダミーピンが除かれた後においても前記ダミーピン挿入時の前記挿入口の拡大状態を維持する開口維持部材と、をさらに備え、前記センサ素子の前記挿入口への挿入を、前記開口維持部材によって拡大状態とされた前記挿入口に対して行う、ことを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the gas sensor manufacturing apparatus according to any one of
また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のガスセンサの製造装置であって、前記第1の載置台と前記第2の載置台とが上下方向にバネ弾性を有するように設けられてなるとともに、前記第1の載置台に載置された前記ガスセンサ本体を前記第1の載置台に固定する固定手段、をさらに備え、前記ガスセンサを前記固定手段によって前記第1の載置台に固定した状態で前記挿入口への前記センサ素子の挿入を開始し、前記センサ素子の前記先端部が前記挿入口に挿入された時点で、前記固定手段による、前記ガスセンサ本体の固定を解除する、ことを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the gas sensor manufacturing apparatus according to any one of
また、請求項7に記載の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のガスセンサの製造装置であって、前記ガスセンサ本体が前記第1の載置台に載置された際に、前記センサ素子の先端面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって得られる撮像画像に基づいて前記センサ素子の傾き角度を算出する傾き算出手段と、をさらに備えることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the gas sensor manufacturing apparatus according to any one of
また、請求項8に記載の発明は、請求項1ない請求項7のいずれかに記載のガスセンサの製造装置であって、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記センサ素子の前記先端部の位置が前記挿入口の軸線位置に合致するように、前記ガスセンサ本体が載置された前記第1の載置台の配置位置を調整する載置台位置調整手段、をさらに備えることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the gas sensor manufacturing apparatus according to any one of
また、請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のガスセンサの製造装置であって、前記載置台位置調整手段は、前記ガスセンサ本体が載置された前記第1の載置台を所定の基準位置に配置させた状態における、前記センサ素子の前記先端部の理想位置からのズレ量に応じて、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記第1の載置台の配置位置を調整する、ことを特徴とする。 The invention described in claim 9 is the gas sensor manufacturing apparatus according to claim 8, wherein the mounting table position adjusting means sets the first mounting table on which the gas sensor main body is mounted to a predetermined level. The arrangement position of the first mounting table when the sensor element is inserted into the insertion port is adjusted according to the amount of deviation from the ideal position of the tip of the sensor element in the state of being arranged at the reference position. It is characterized by.
また、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載のガスセンサの製造装置であって、前記センサ素子の前記先端部の前記理想位置からのズレ量を検出するズレ量検出センサ、をさらに備え、前記載置台位置調整手段は、前記ズレ量検出センサによって特定されるズレ量に基づいて、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記第1の載置台の配置位置を調整する、ことを特徴とする。
The invention according to
また、請求項11に記載の発明は、ガスセンサを製造する方法であって、センサ素子を備えるガスセンサ本体を第1の載置台に載置する第1の載置工程と、前記センサ素子の挿入口を備えるコンタクト部材を第2の載置台に載置する第2の載置工程と、前記第1の載置台を移動させることによって、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させ、前記ガスセンサ本体と前記コンタクト部材とを一体化させる挿入工程と、を備え、前記挿入工程においては、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入された後、前記センサ素子を前記挿入口の奥にさらに挿入させるときに、前記第1の載置台の移動速度を、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入されるまでの移動速度よりも大きくする、ことを特徴とする。
The invention according to
また、請求項12に記載の発明は、請求項11に記載のガスセンサの製造方法であって、前記挿入工程が、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記センサ素子の前記先端位置を特定することにより、前記先端部の前記挿入口への挿入状態を判定する挿入判定工程、を備え、前記挿入工程においては、前記挿入判定工程における、前記先端部が前記挿入口の所定の位置まで挿入されたとの判定に応答して、前記第1の載置台の移動速度を、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入されるまでよりも大きくする、ことを特徴とする。
The invention according to
また、請求項13に記載の発明は、請求項12に記載のガスセンサの製造方法であって、前記挿入判定工程においては、所定時間内における、前記第1の載置台の移動量に基づいて、前記先端部の前記挿入口への挿入状態を判定する、ことを特徴とする。
The invention according to
また、請求項14に記載の発明は、請求項11ないし請求項13のいずれかに記載のガスセンサの製造方法であって、前記挿入口を、互いに対向配置されてなる一対のハウジング部材の間の空間として設けておくとともに、前記挿入口にダミーピンを挿入することにより前記挿入口を拡大させるダミーピン挿入工程と、前記ダミーピンが前記挿入口に挿入された状態の前記一対のハウジング部材の端部間に対し開口維持部材を挿入することによって前記挿入口の拡大状態を維持する維持部材挿入工程と、前記ダミーピンの前記挿入口への挿入を解除するダミーピン挿入解除工程と、をさらに備え、前記挿入工程においては、前記センサ素子の前記挿入口への挿入を、前記開口維持部材によって拡大状態とされた前記挿入口に対して行う、ことを特徴とする。
The invention according to
また、請求項15に記載の発明は、請求項11ないし請求項14のいずれかに記載のガスセンサの製造方法であって、前記ガスセンサ本体が前記第1の載置台に載置された際に、前記センサ素子の先端面を撮像する撮像工程と、前記撮像工程によって得られる撮像画像に基づいて前記センサ素子の傾き角度を算出する傾き算出工程と、前記傾き角度に応じて前記第1の載置台における前記ガスセンサ本体の載置姿勢を調整する姿勢調整工程と、をさらに備えることを特徴とする。
The invention according to claim 15 is the gas sensor manufacturing method according to any one of
また、請求項16に記載の発明は、請求項11ないし請求項15のいずれかに記載のガスセンサの製造方法であって、前記挿入工程において前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記センサ素子の前記先端部の位置が前記挿入口の軸線位置に合致するように、前記ガスセンサ本体が載置された前記第1の載置台の配置位置を調整する載置台位置調整工程、をさらに備えることを特徴とする。
The invention described in claim 16 is the gas sensor manufacturing method according to any one of
また、請求項17に記載の発明は、請求項16に記載のガスセンサの製造方法であって、前記載置台位置調整工程においては、前記ガスセンサ本体が載置された前記第1の載置台を所定の基準位置に配置させた状態における、前記センサ素子の前記先端部の理想位置からのズレ量に応じて、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記第1の載置台の配置位置を調整する、ことを特徴とする。 The invention described in claim 17 is the gas sensor manufacturing method according to claim 16, wherein in the mounting table position adjusting step, the first mounting table on which the gas sensor body is mounted is predetermined. The arrangement position of the first mounting table when the sensor element is inserted into the insertion port according to the amount of deviation of the sensor element from the ideal position in the state where the sensor element is arranged at the reference position. It is characterized by adjusting.
また、請求項18に記載の発明は、請求項17に記載のガスセンサの製造方法であって、前記載置台位置調整工程においては、前記センサ素子の前記先端部の前記理想位置からのズレ量に基づいて、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記第1の載置台の配置位置を調整する、ことを特徴とする。 The invention described in claim 18 is the gas sensor manufacturing method according to claim 17, wherein in the mounting table position adjusting step, the amount of deviation of the tip portion of the sensor element from the ideal position is adjusted. Based on this, the arrangement position of the first mounting table when the sensor element is inserted into the insertion port is adjusted.
請求項1ないし請求項18の発明によれば、センサ素子の挿入ミスや、センサ素子が挿入口を構成する部材に衝突することによるセンサ素子の欠損を好適に抑制しつつ、生産性の高いガスセンサの組み立て処理が実現される。
According to the inventions of
特に、請求項2、請求項3、請求項11、および請求項13の発明によれば、センサ素子の先端部のみが挿入口に挿入された状態を確実に実現したうえで、係る先端部の挿入動作よりも大きな挿入速度での本挿入動作を行うようにすることで、センサ素子の挿入ミスや、センサ素子が挿入口を構成する部材に衝突することによるセンサ素子の欠損を好適に抑制しつつ、生産性の高いガスセンサの組み立て処理が実現される。
In particular, according to the invention of claim 2, claim 3,
特に、請求項5および請求項14の発明によれば、挿入口が十分に拡大された状態でセンサ素子を挿入できるので、センサ素子の挿入ミスや、センサ素子が挿入口を構成する部材に衝突することによるセンサ素子の欠損を好適に抑制しつつ、生産性の高いガスセンサの組み立て処理が実現される。
In particular, according to the inventions of
<ガスセンサの構造>
本実施の形態において、ガスセンサ100は、測定対象とするガス(被測定ガス)中の所定のガス成分(対象ガス成分)を検出し、さらにはその濃度を測定するためのものである。図1は、ガスセンサ100の組み立て時の様子を示す図である。図1(a)が組み立て前の様子を示し、図1(b)が、組み立て後の様子を示している。
<Structure of gas sensor>
In the present embodiment, the
ガスセンサ100は、ガスセンサ本体10とコンタクト部材20とが一体化された構造を有する。ガスセンサ本体10は、ガス検出部であるセンサ素子1と、センサ素子1を収容する収容部材2とを備える。一方、コンタクト部材20は、ばね性を有する金属端子から成る複数の接点部材21と、複数の接点部材21に接続されたリード線22と、セラミックからなり、複数の接点部材21を介してセンサ素子1を挿入口23に挿嵌保持するハウジング24とを主として備える。
The
図1(b)に示すように、コンタクト部材20に備わるハウジング24の挿入口23にガスセンサ本体10に備わるセンサ素子1が挿入され、かつ、ハウジング24において複数の接点部材21を介してセンサ素子1が保持されることで、ガスセンサ100は一体化される。本実施の形態においては、このようにガスセンサ本体10とコンタクト部材20とを一体化させてガスセンサ100を得ることを、「ガスセンサ100を組み立てる」と称し、これを実現するための一連の処理動作を「ガスセンサ100の組み立て」などと称する。
As shown in FIG. 1B, the
図2は、センサ素子1の外形を示す斜視図である。センサ素子1は、それぞれがジルコニア(ZrO2)等の酸素イオン伝導性の固体電解質からなる複数の層が積層された構造を有する。また、センサ素子1の表裏面には、電圧の印加、検出信号の取り出しおよびヒーター部への電力の供給等のために、複数の電極端子1aを備える。なお、図2においては片面に4つの電極端子1aが設けられたセンサ素子1を図示しているが、これはあくまで例示であって、電極端子1aの個数は、センサ素子1の構造に応じて適宜に定められてよい。また、センサ素子1は、電極端子1aが設けられた側の先端面1sに、基準ガスを導入するガス導入口3を有し、他方端部には、図示しない被測定ガス導入口を備える。
FIG. 2 is a perspective view showing the outer shape of the
係るセンサ素子1は、例えば、各層に対応するセラミックスグリーンシートに所定の加工および電極および配線パターン印刷などを行った後に、それらを積層して所定の大きさにカットし、得られた積層体を焼成することによって製造される。ガスセンサ100においては、センサ素子1に被測定ガスが導入された際に、内部に設けられた所定の電極間に被測定ガス中の対象ガス成分の存在量に応じた電流が流れることを利用して、対象ガス成分が検出される。
For example, the
図3は、挿入口23の側からみたコンタクト部材20を示す図である。なお、図2に示すように、ハウジング24は、互いに対向配置された一対のハウジング部材24aからなる。これらのハウジング部材24aは、略同一の断面形状を有しており、両者の間に挿入口23となる断面視矩形状の空間が形成されるように、互いに離間して設けられる。換言すれば、それぞれのハウジング部材24aは、断面視矩形状の空間を有するハウジングを2分割した形状を有するものであるともいえる。また、それぞれのハウジング部材24aは、挿入口23の内部側から図面視上下方向へと向かう外力を受けることで、その先端部近傍(挿入口23の端部近傍)が所定範囲内で上方もしくは下方に偏位するように構成されてなる。ガスセンサ100の組み立て前の状態においては、2つのハウジング部材24aの端部に隙間24bが設けられる。
FIG. 3 is a view showing the
さらに、コンタクト部材20は、金属製材料からなり、筒状に形成された固定金具25と、センサ素子1の固定時に、固定金具25をセンサ素子1側へ付勢する押圧ばね26と、外周を加締めることにより、押圧ばね26を圧縮変形させる加締めリング27と、内部にリード線22を気密に挿通する態様で形成されたグロメット28とをさらに備える。センサ素子1がハウジング24の挿入口23に挿入された状態で、加締めリング27が加締められ、これにより変形した押圧ばね26が固定金具25を付勢すると、接点部材21と電極端子1aとが接触する。これにより、リード線22を介して、センサ素子1と外部との電気的導通が図られる。
Further, the
図4は、組み立て後のガスセンサ100の構造を示す模式断面図である。ガスセンサ本体10の収容部材2は、被測定ガスを内部に導入するためのガス導入孔12が設けられた保護カバー11と、金属製ハウジング13と、金属製ハウジング13に溶接固定された略円筒状の内筒14と、内筒14の中空部に配置された複数のセラミックサポーター15a〜15cと、これらセラミックサポーター15a〜15cの間にそれぞれ充填されたタルク16a〜16cとを主として備える。収容部材2の内部においては、セラミックサポーター15a〜15cおよびタルク16a〜16cによってセンサ素子1が固定され、かつ加圧圧縮されたタルク16a〜16cによりセンサ素子1が気密封止されてなる。なお図4においては、組み立て後にさらにコンタクト部材20の側からカバー30が設けられた態様を示している。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the
<ガスセンサ製造装置>
次に、ガスセンサ100の組み立てを行うガスセンサ製造装置200の構成について説明する。
<Gas sensor manufacturing equipment>
Next, the configuration of the gas sensor manufacturing apparatus 200 that assembles the
図5は、本発明の実施の形態に係るガスセンサ製造装置200の構成を示す図である。ガスセンサ製造装置200は、ガスセンサ本体搬送機構210と、コンタクト部材保持部220と、ダミーピン挿脱機構230と、撮像手段240と、第1の変位センサ250と、第2の変位センサ260と、制御部270とを備える。なお、図5においては制御部270を他の構成要素と離間させて配置しており、かつ信号線を省略しているが、これは図示の簡単のためであって、実際のガスセンサ製造装置200においては、必要な信号線は設けられる。また、制御部270を含めて一体に構成される態様であってもよい。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the gas sensor manufacturing apparatus 200 according to the embodiment of the present invention. The gas sensor manufacturing apparatus 200 includes a gas sensor main body transport mechanism 210, a contact member holding unit 220, a dummy pin insertion /
ガスセンサ本体搬送機構210は、ワークエリア内を移動可能なステージ211と、ステージの上を移動可能なテーブル212と、テーブル212の上に固定され、ガスセンサ本体10が載置される第1の載置台213と、センサ素子1を支持する素子受け台214と、第1の載置台213に載置されたガスセンサ本体10を上方から固定するための固定部材215と、水平面内において第1の方向にステージ211を移動させる第1の移動機構216と、水平面内において第1の方向と直交する第2の方向にテーブル212を移動させる第2の移動機構217とを備える。なお、図5および以降の図面においては、上述の第1の方向をx軸方向とし、第2の方向をy軸方向とし、これらの軸方向を含む水平面に直交する方向をz軸方向と右手系の座標を用いることとする。
The gas sensor main body transport mechanism 210 includes a
第1の載置台213は、載置されたガスセンサ本体10が、少なくともx軸方向についてがたつくことがないように保持可能な形状を有する。なお、図5においては図示を省略しているが、第1の載置台213は、上下方向にバネ弾性を有するように構成されている(図12参照)。固定部材215は、第1の載置台213に対し着脱自在とされてなり、ガスセンサ本体10は、第1の載置台213のバネ振動を封じ込める態様にて配置される。固定部材215としては、例えば、クランプなどを用いることができる。第1の移動機構216および第2の移動機構217は、ステージ211およびテーブル212を移動させるものであれば特に限定されないが、本実施の形態では、第2の移動機構217に圧力シリンダを用いる場合を例として説明する。
The first mounting table 213 has a shape that allows the mounted gas sensor
コンタクト部材保持部220は、コンタクト部材20が載置、固定される第2の載置台221と、コンタクト部材20の挿入口23の開口状態を維持する際に用いられる開口維持部材222(222a、222b)とを備える。なお、図5においては図示を省略しているが、第2の載置台221は、第1の載置台213と同様に、上下方向にバネ弾性を有するように構成されている(図12参照)。開口維持部材222aおよび222bは、それぞれ、くさび状の突起部223a、223bを有する1対の部材である。突起部223a、223bは、ハウジング部材24aの端部に形成される隙間24bに対応させて、該隙間24bに対して挿脱自在に設けられてなる。なお、突起部223aは、隙間24bに挿入された際に、ハウジング24の挿入口23の開口高さを、センサ素子1の長手方向垂直断面の厚みよりも大きい状態で保持できる程度の形状およびサイズにて設けられてなる。
The contact member holding part 220 is an opening maintaining member 222 (222a, 222b) used when maintaining the open state of the second mounting table 221 on which the
ダミーピン挿脱機構230は、ステージ211の上に設けられ、ダミーピン231をy軸方向に進退自在に移動させる。ダミーピン231は、後述するように、センサ素子1の挿入に先立って挿入口23を広げる目的で、ハウジング24の挿入口23にその先端部231sの側から挿入される部材である。ダミーピン231は、円柱状あるいは角柱状の棒材の先端部が、テーパー状にカットされた形状を有してなる。より詳細には、ダミーピン231は、その先端部231sから長手方向の所定範囲にかけて、その厚みが大きくなる形状を有し、隙間24bに挿入された際に、ハウジング24の挿入口23の開口高さを、センサ素子1の長手方向垂直断面の厚みよりも増大させる程度の形状およびサイズにて設けられてなる。
The dummy pin insertion /
撮像手段240は、CCDカメラなどの小型カメラである。図6は、後述する初期状態にあるときの、撮像手段240と、第1の載置台213およびこれに載置されたガスセンサ本体10との配置関係を示す図である。ただし、素子受け台214は省略している。撮像手段240は、図6に示す、ガスセンサ本体10が第1の載置台213に載置された状態において、センサ素子1の電極端子1aが形成された側の先端面1sを撮像する。撮像手段240により得られた撮像画像は、センサ素子1の傾き補正に利用される。なお、図示しない表示手段(例えばディスプレイなど)によって、撮像手段240による撮像画像を表示できるようにされてなるのが好ましい。
The imaging means 240 is a small camera such as a CCD camera. FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship between the imaging means 240, the first mounting table 213, and the gas sensor
第1の変位センサ250は、その配置位置から、素子受け台214に支持されたセンサ素子1の先端面1sまでの距離を測定するために備わる。
The
第2の変位センサ260は、センサ素子1の先端部をハウジング24の挿入口23に挿入させる際のテーブル212の位置を検知するために備わる。
The
制御部270は、ガスセンサ製造装置200の各部の動作を制御する。また、制御部270は、係る動作制御に際し必要となる情報を得るために、撮像手段240の撮像画像に基づく画像処理や、第1の変位センサ250および第2の変位センサ260における検出結果に基づく所定の演算処理を行う。そして、それらの処理結果に基づいた動作指示を、対象となる部位に対し与える。
The
<ガスセンサの組み立て>
次に、ガスセンサ製造装置200を用いて行う、ガスセンサ100の組み立てについて説明する。図7は、ガスセンサ100の組み立て手順を示す図である。
<Assembly of gas sensor>
Next, assembly of the
なお、ガスセンサ製造装置200においては、ガスセンサ100の組み立てを開始する際、第1の載置台213と撮像手段240とが対向し、ダミーピン挿脱機構230に備わるダミーピン231と第2の載置台221とが対向するように配置される。係る配置状態を初期状態と称し、初期状態における各部の配置位置を、初期位置と称する。
In the gas sensor manufacturing apparatus 200, when the assembly of the
はじめに、初期位置に配置されている第1の載置台213の上に、ガスセンサ本体10を載置する。このとき、センサ素子1は、素子受け台214に支持される(ステップS101)。
First, the gas sensor
次に、撮像手段240により、初期位置にあるセンサ素子1の先端面1sを撮像する(ステップS102)。
Next, the
図8は、初期状態における、センサ素子1と素子受け台214の種々の配置関係を例示する図である。ガスセンサ本体10は、図8(a)に示すようにセンサ素子1の主面が素子受け台214の上面(水平面)と略平行となるように、目視でその載置状態を確認されつつ第1の載置台213の上に載置されるが、実際には、図8(b)および図8(c)に示すように、素子受け台214の上面に対してセンサ素子1の主面が傾いた状態で、センサ素子1が支持されることがある。これは、センサ素子1の幅が数mm程度と微少なため、目視による載置では、センサ素子1にわずかに曲がりが生じている場合など、その先端部が水平となっているか否かを厳密に判断することが難しいことによる。
FIG. 8 is a diagram illustrating various arrangement relationships between the
仮に、水平面に対してセンサ素子1が傾いた状態で、センサ素子1を挿入口23に挿入しようとすると、センサ素子1の先端がハウジング24に接触すること等により、センサ素子1の欠損あるいはセンサ素子の挿入ミスが生じる。センサ素子1の軸の向きが水平方向と平行になるように、クランプ等を用いて、センサ素子1を素子受け台214に固定する方法も考えられるが、センサ素子1の表面に形成された電極パターンは剥がれやすく、このような方法を採用することは難しい。
If the
そこで、本実施の形態に係るガスセンサ製造装置200では、上述のように撮像手段240によるセンサ素子1の先端面1sの撮像を行い、得られた撮像画像に基づいて、制御部270が、図8(b)および図8(c)に示すようなセンサ素子1の傾き角度θを算出し(ステップS103)、その結果に基づいて、センサ素子1の傾きを補正する(ステップS104)こととしている。すなわち、制御部270は、傾き算出手段として機能しているといえる。なお、画像処理には、公知の技術を適用可能である。
Therefore, in the gas sensor manufacturing apparatus 200 according to the present embodiment, the
算出された傾き角度θが所定のしきい値(例えば±3°)を超えているときは、センサ素子1の軸の向きが水平に近づくように、第1の載置台213の上に載置されたガスセンサ本体10の姿勢を調整する。係る調整は、手動で行ってもよいし、制御部270が図示しない調整機構を動作させることにより行われる態様であってもよい。
When the calculated tilt angle θ exceeds a predetermined threshold value (for example, ± 3 °), the
このように、あらかじめセンサ素子1の軸の傾きを修正することで、ガスセンサ100を組み立てる際に、センサ素子1の先端がハウジング24に接触すること等により生じる、センサ素子1の欠損あるいはセンサ素子の挿入ミスが抑制される。
Thus, by correcting the inclination of the axis of the
ガスセンサ本体10の姿勢を調整した後、第1の載置台213に載置されているガスセンサ本体10の上に固定部材215を設置し、ガスセンサ本体10を第1の載置台213に一時的に固定する(ステップS105)。これにより、センサ素子1の挿入口23への挿入のためにステージ211およびテーブル212を移動させる際に、第1の載置台213に載置されたガスセンサ本体10の位置ずれや姿勢ずれが防止される。
After adjusting the posture of the gas sensor
次に、コンタクト部材20を第2の載置台221の上に載置する(ステップS106)。このとき、挿入口23の断面の長手方向が水平になるように載置する。
Next, the
コンタクト部材20が第2の載置台221の上に載置されると、まず、ハウジング24の挿入口23を拡大する処理を行う。図9は、挿入口23を拡大する一連の工程の様子を示す模式図である。
When the
まず、制御部270がダミーピン挿脱機構230を動作させてダミーピン231を移動させて、ハウジング24の挿入口23にダミーピン231を挿入させる(ステップS107)。図9(a)は、ハウジング24の挿入口23にダミーピン231が挿入される前の様子を示す図である。一方、図9(b)は、ハウジング24の挿入口23にダミーピン231が挿入された様子を示す図である。上述のように、ダミーピン231はその先端部231sから長手方向の所定範囲にかけて、その厚みが大きくなっている。そのため、ダミーピン231が挿入されることにより、ハウジング部材24aが押し広げられ、挿入口23が高さ方向(z軸方向)について挿入前よりも拡大する。
First, the
そして、挿入口23へのダミーピン231の挿入を維持した状態で、開口維持部材222aおよび222bのくさび状の突起部223aおよび223bを、ハウジング部材24aの端部の対応する隙間24bにそれぞれ挿入させる(ステップS108)。図9(c)は、ハウジング部材24aの間に開口維持部材222aおよび223bが挿入された様子を示す図である。
Then, with the insertion of the
次に、ダミーピン挿脱機構230によりダミーピン231を移動させ、挿入口23からダミーピン231を引き抜く(ステップS109)。図9(d)は、挿入口23からダミーピン231を引き抜いた様子を示す斜視図である。図9(d)に示すように、隙間24bに開口維持部材222が挿入されているため、挿入口23からダミーピン231を引き抜いた後においても、挿入口23の拡大状態は維持される。
Next, the
このように、挿入口23を拡大しておくことにより、センサ素子1を挿入口23に挿入させる際において、センサ素子1の先端がハウジング24に接触することによるセンサ素子1の欠損、あるいはセンサ素子1の挿入ミスが抑制される。
Thus, by enlarging the
次に、第1の変位センサ250とセンサ素子1の先端部との距離を求める(S110)。例えば、第2の変位センサ250としてレーザー変位計を用いる場合であれば、制御部270が、レーザー変位計からセンサ素子1の先端部に向かって照射したレーザー光LBが戻ってくるまでの時間(帰還時間)と、レーザー光LBの速さから当該距離を算出する。
Next, the distance between the
次に、制御部270は、センサ素子1をハウジング24の挿入口23と対向する位置(挿入動作開始位置)にまで移動させるための、ステージ211のx軸方向についての移動量を算出する(ステップS111)。ここで、当該移動量は、初期状態における第1の載置台213の配置位置と、第2の載置台221の載置位置とのx軸方向の距離に相当する基準移動量(ズレ量を0としたときの移動量に相当)に、上述のズレ量を加えた値として求められる。
Next, the
図10は、ステージ211のx軸方向の移動について説明するための図である。図10において、初期状態にある第1の載置台213と第2の載置台221のx軸方向の距離X0は固定値であり、これが基準移動量となる。いま、図10に示すように、センサ素子1に曲がりが生じているとする(ただし、図10では曲がりは誇張されている)。第1の変位センサ250による検出の結果、係る曲がりのためにセンサ素子1(の先端部)の軸線(中心線)L1の位置が理想状態から距離αだけずれていることが特定された場合、制御部270は、ステージ211をx軸方向に距離X0+α移動させる。これにより、センサ素子1(の先端部)の軸線L1と第2の載置台221に載置されたコンタクト部材20の挿入口23の軸線L2の位置とがほぼ合致する。
FIG. 10 is a diagram for explaining the movement of the
上述の移動量が求まると、制御部270は、第1の移動機構216を動作させて、ステージ211を当該移動量に従ってx軸方向に移動させる(ステップS112)。これにより、センサ素子1が(より厳密にはその先端面1sが)ハウジング24の挿入口23と対向する位置(挿入動作開始位置)に到達する。そして、センサ素子1を挿入口23に挿入させる際のセンサ素子1(の先端部)の軸線L1の位置が挿入口23の軸線L2の位置にほぼ合致することとなる。なお、この場合、制御部270が第1の載置台213の配置位置を調整する載置台位置調整手段として機能しているといえる。
When the above-described movement amount is obtained, the
このように、センサ素子1の先端の位置のズレ量を含めた移動量にてステージ211を移動させることで、センサ素子1を形成する際に生じたセンサ素子1の曲がりなどによってセンサ素子1の先端位置が理想位置(曲がり等の変形のない場合のセンサ素子1の先端の配置位置)からずれていたとしても、センサ素子1を精度よく挿入動作開始位置に配置させることができる。
As described above, the
なお、ステップS110〜S111は、S107〜S109と並行して行うようにしてもよい。 Note that steps S110 to S111 may be performed in parallel with S107 to S109.
センサ素子1が挿入動作開始位置に配置されると、次に、センサ素子1を挿入口23に挿入させるための挿入動作の実行に移る。挿入動作は、センサ素子1の先端部が挿入口23に挿入された状態となるまでの動作(先端挿入動作)と、該先端部が挿入口23に挿入された後の動作(本挿入動作)とに大別される。
When the
まず、制御部270は、先端挿入動作のための動作指示を第2の移動機構217に与える。具体的には、センサ素子1が(その先端面1sが)挿入動作開始位置から挿入口23の端部から所定の距離β(例えば2mm程度)奥へと入った位置(目標位置)までの距離を移動するようにテーブル212を移動させる指示が、制御部270から第2の移動機構217に対し与えられる。第2の移動機構217は、係る動作指示に応答し、これに見合う態様にてテーブル212を移動させる(ステップS113)。これが先端挿入動作に相当する。例えば、0.12Mpa程度の低い圧力をテーブル212に加えることにより、テーブル212を低速で移動させる。
First, the
係る先端挿入動作に際しては、センサ素子1の先端部が正常に挿入口23内の目標位置にまで挿入されるか否かが判定される(ステップS114)。図11は、挿入動作の際のセンサ素子1の先端部とハウジング24の挿入口23との位置関係を例示する水平断面図である。
In such tip insertion operation, it is determined whether or not the tip portion of the
センサ素子1の軸線L1とハウジング24の挿入口23の軸線L2とが合致していれば、図11(a)に示すように、センサ素子1の先端部は挿入口23の内部へと浸入し、挿入口23の端部から距離βだけ離れた位置にまで達する(ステップS114でYES)。
If the axis L1 of the
しかしながら、ステップS111までの処理において、センサ素子1の先端部の軸線L1と第2の載置台221に載置されたコンタクト部材20の挿入口23の軸線L2の位置とはほぼ合致するようにされてなるものの、実際には第2の載置台221に対するコンタクト部材20の載置精度などの問題から、両者の軸線がずれる状態は生じ得る。
However, in the processing up to step S111, the axis L1 of the distal end portion of the
ただし、図11(b)に示すように、センサ素子1の軸線L1とハウジング24の挿入口23の軸線L2とずれている場合であっても、図11(b)に示すように、そのずれの程度がわずかであり、センサ素子1の先端面1sが挿入口23の内部へと浸入可能であれば、センサ素子1はハウジング部材24aに接触しつつも目標位置にまで到達することは可能である。
However, even if the axis L1 of the
一方、図11(c)に示すように、センサ素子1の軸線L1とハウジング24の挿入口23の軸線L2とのずれが大きく、センサ素子1の先端面1sがハウジング部材24aの端部に当接してしまうと、センサ素子1が目標位置に達することはできず、先端挿入動作が完了されないことになる(ステップS114でNO)。この場合、制御部270は、センサ素子1をいったん待避させるべく、第2の移動機構217にテーブル212を後退させるよう指示を与える(ステップS115)。そして、ステージ211の位置を所定距離Δxだけシフトさせるよう、第1の移動機構216に移動指示を与えることで、センサ素子1のx軸方向の配置位置(挿入動作開始)を微調整する(ステップS115)。そしてその後、先端導入動作を再実行する。なお、Δxの値はあらかじめ定められ、制御部270に記憶されていてもよいし、その都度、与えられる態様であってもよい。図11(a)に示す状態が実現されるまで、ステップS115、ステップS116、およびステップS113が繰り返される。
On the other hand, as shown in FIG. 11C, the deviation between the axis L1 of the
なお、先端挿入動作に際して、センサ素子1の先端部が正常に挿入口23内の目標位置にまで挿入されるか否かの判定は、第2の変位センサ260の検知内容に基づいて、制御部270により行われる。すなわち、制御部270と第2の変位センサ260とが、挿入判定手段を構成しているといえる。
In the tip insertion operation, whether or not the tip of the
第2の変位センサ260としてレーザー変位計を用いる場合であれば、制御部270が、先端挿入動作を実行している間、レーザー変位計からテーブル212に向かって照射したレーザー光が戻ってくるまでの時間(帰還時間)を絶えず測定するようにする。テーブル212の移動とともに、その時間は徐々に変化する。制御部270は、係るテーブル212が移動している間、レーザー光の帰還時間をモニターする。テーブル212の移動開始時からの所定時間内において、該帰還時間が、あらかじめ記憶している、センサ素子1が目標位置に達したときのテーブル212の配置位置に相当する規定値で略一定となったときに、センサ素子1が正しく目標位置に達したと判定する。一方、図11(c)のような状態にあると、所定時間経過しても、レーザー光の帰還時間が上述の規定値に達しないので、そのときは、センサ素子1は正しく目標位置に達していない(達し得ない)と判定する。
If a laser displacement meter is used as the
あるいは、第2の変位センサ260として圧力センサを用いる態様であってもよい。係る場合、センサ素子1が目標位置に達したときあるいはそれ以前に、テーブル212が圧力センサの圧力検知部に接触して所定の圧力を与えるように、圧力センサを設けておき、制御部270は、係るテーブル212が移動している間、圧力検知部において検知される圧力をモニターする。そして、所定時間内において、圧力検知部において検知される圧力が、あらかじめ記憶している規定値以上となったときに、センサ素子1が正しく目標位置に達したと判定し、係る規定値にまで達しない場合に、センサ素子1は正しく目標位置に達していない(達し得ない)と判定する。
Alternatively, a pressure sensor may be used as the
最終的に先端挿入動作が完了すると、固定部材215によるガスセンサ本体10の固定を解除(ステップS117)した上で、制御部270が、本挿入動作のための動作指示を第2の移動機構217に与える。センサ素子1が(その先端面1sを)目標位置から所定の距離γ(例えば8mm程度)奥へと入った位置(最終到達位置)まで挿入されるように、テーブル212を移動させる指示が、制御部270から第2の移動機構217に対し与えられる。図11(d)は、本挿入動作が完了した状態を例示している。
When the distal end insertion operation is finally completed, the fixing of the
本挿入動作の際、第2の移動機構217は、例えば、0.7Mpa程度の圧力をテーブル212に加えながら、先端挿入動作の際よりも大きな速度でテーブル212を移動させるようにする。すなわち、先端挿入動作の際の挿入速度よりもよりも大きな挿入速度で本挿入動作を行うようにする。先端挿入動作の場合、センサ素子1とハウジング部材24aとの接触の可能性があるため、高速の挿入動作はセンサ素子1あるいはハウジング24の破損等を引き起こす可能性があるため避ける必要があるのに対し、本挿入動作は、センサ素子1の先端がただしく挿入口23に挿入された後に行うため、そうした破損等のおそれがないことから、先端挿入動作よりも高速な挿入が可能である。
During the main insertion operation, the
図12は、第1の載置台213と第2の載置台221とがバネ弾性を有する様子を、概念的に示す図である。挿入口23の端部付近は開口維持部材222によって拡大されているものの、本挿入動作の際、センサ素子1が挿入口23の奥へと挿入されるに従い、センサ素子1とハウジング24とが接触する。これにより、センサ素子1(およびガスセンサ本体10)とハウジング24(およびコンタクト部材20)とが互いに力を及ぼすものの、第1の載置台213と第2の載置台221とがともにバネ弾性を有することで、その力は第1の載置台213および第2の載置台221に吸収される。これにより、本挿入動作時において、ハウジング24から受けた力によってセンサ素子1が破損等することが抑制されてなる。
FIG. 12 is a diagram conceptually showing how the first mounting table 213 and the second mounting table 221 have spring elasticity. Although the vicinity of the end of the
センサ素子1が最終到達位置にまで達すると、ハウジング24の間に挿入されていた開口維持部材222を取り外す(ステップS119)。
When the
そして、図示しない加締め手段によって加締めリング27をクランプする(ステップS120)。これにより、押圧ばね26が圧縮変形されて、固定金具25がセンサ素子1側へ付勢し、コンタクト部材20の接点部材21とセンサ素子1の電極端子1aとが接触した状態で、ガスセンサ本体10とコンタクト部材20とが固定される。すなわち、ガスセンサ本体10とコンタクト部材20とが一体化された状態、すなわち、ガスセンサ100が組み立てられた状態が実現される。
Then, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、センサ素子を先端部に備えるガスセンサ本体とセンサ素子の挿入口を備えるコンタクト部材とを一体化させることによるガスセンサの組み立てを、先端挿入動作によってセンサ素子の先端部のみが挿入口に挿入された状態を確実に実現したうえで、係る先端挿入動作よりも大きな挿入速度での本挿入動作を行うようにすることで、センサ素子の挿入ミスや、センサ素子が挿入口を構成するハウジングに衝突することによるセンサ素子の欠損を好適に抑制しつつ、生産性の高いガスセンサの組み立て処理が実現される。 As described above, according to the present embodiment, the assembly of the gas sensor by integrating the gas sensor main body having the sensor element at the tip portion and the contact member having the sensor element insertion port is performed by the tip insertion operation. After reliably realizing the state where only the tip of the element is inserted into the insertion port, by performing the main insertion operation at a larger insertion speed than the tip insertion operation, an insertion error of the sensor element, The assembly process of the gas sensor with high productivity is realized while suitably suppressing the loss of the sensor element due to the sensor element colliding with the housing constituting the insertion port.
<変形例>
上述の実施の形態では、センサ素子の挿入動作を2段階で行っているが、3段階以上に分けて行うようにしてもよい。
<Modification>
In the above-described embodiment, the sensor element insertion operation is performed in two stages, but may be performed in three or more stages.
また、ハウジング24の挿入口23にセンサ素子1を挿入した後、センサ素子1に備わる図示しないヒーター電極の導通チェックを行うようにしてもよい。この導通チェックの結果を、センサ素子1の表裏の判別処理に利用するようにしてもよい。
Further, after the
また、上述の実施の形態においては、第1の変位センサ250を用いて初期状態におけるセンサ素子1の先端部の位置(側面位置)を特定しているが、これに代わり、撮像手段240により得られた撮像画像に基づいて、センサ素子の側面位置あるいは断面中央位置を特定する態様であってもよい。
In the above-described embodiment, the position (side surface position) of the distal end portion of the
1 センサ素子
1a 電極端子
1s (センサ素子1の)先端面
10 ガスセンサ本体
11 保護カバー
12 ガス導入孔
13 金属製ハウジング
14 内筒
20 コンタクト部材
21 接点部材
22 リード線
23 挿入口
24 ハウジング
24a ハウジング部材
24b (ハウジング部材24aの)隙間
27 加締めリング
200 ガスセンサ製造装置
210 ガスセンサ本体搬送機構
211 ステージ
212 テーブル
213 第1の載置台
214 (センサ素子1の)受け台
216 第1の移動機構
217 第2の移動機構
220 コンタクト部材保持部
221 第2の載置台
222(222a、222b) 開口維持部材
223a、223b 突起部
230 ダミーピン挿脱機構
231 ダミーピン
231s (ダミーピン231の)先端部
240 撮像手段
250 第1の変位センサ
260 第2の変位センサ
270 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (18)
センサ素子を備えるガスセンサ本体が載置される第1の載置台と、
前記センサ素子の挿入口を備えるコンタクト部材が載置される第2の載置台と、
前記第1の載置台を移動させる載置台移動機構と、
を備え、
前記ガスセンサ本体が前記第1の載置台に載置され、かつ、前記コンタクト部材が前記第2の載置台に載置された状態で、前記移動機構が前記第1の載置台を所定の速度で移動させることによって前記センサ素子を前記挿入口に挿入させることで、前記ガスセンサ本体と前記コンタクト部材とを一体化するものであり、
前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際には、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入された後、前記センサ素子を前記挿入口の奥にさらに挿入させるときに、前記移動機構による前記第1の載置台の移動速度を、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入されるまでの移動速度よりも大きくする、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。 A gas sensor manufacturing apparatus comprising:
A first mounting table on which a gas sensor body including a sensor element is mounted;
A second mounting table on which a contact member having an insertion port for the sensor element is mounted;
A mounting table moving mechanism for moving the first mounting table;
With
With the gas sensor body mounted on the first mounting table and the contact member mounted on the second mounting table, the moving mechanism moves the first mounting table at a predetermined speed. The gas sensor main body and the contact member are integrated by inserting the sensor element into the insertion port by moving it,
When the sensor element is inserted into the insertion port, the distal end portion of the sensor element is inserted into the insertion port, and then the sensor element is further inserted into the insertion port. The moving speed of the first mounting table is made larger than the moving speed until the tip of the sensor element is inserted into the insertion port.
An apparatus for manufacturing a gas sensor.
前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記センサ素子の先端位置を特定することにより、前記センサ素子の前記先端部の前記挿入口への挿入状態を判定する挿入判定手段、
をさらに備え、
前記挿入判定手段による、前記先端部が前記挿入口の所定の位置まで挿入されたとの判定に応答して、前記移動機構による前記第1の載置台の移動速度を、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入されるまでの移動速度よりも大きくする、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。 The manufacturing apparatus according to claim 1,
An insertion determination means for determining an insertion state of the tip portion of the sensor element into the insertion port by specifying a tip position of the sensor element when the sensor element is inserted into the insertion port;
Further comprising
In response to the determination by the insertion determining means that the tip has been inserted to a predetermined position of the insertion port, the tip of the sensor element determines the moving speed of the first mounting table by the moving mechanism. Greater than the moving speed until it is inserted into the insertion slot,
An apparatus for manufacturing a gas sensor.
前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記移動機構による前記第1の載置台の移動量を検出する移動量センサ、
をさらに備え、
前記挿入判定手段は、所定時間内における、前記移動量センサによって特定される前記第1の載置台の移動量に基づいて、前記先端部の前記挿入口への挿入状態を判定する、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。 The manufacturing apparatus according to claim 2,
A movement amount sensor for detecting a movement amount of the first mounting table by the movement mechanism when the sensor element is inserted into the insertion port;
Further comprising
The insertion determination means determines an insertion state of the distal end portion into the insertion port based on a movement amount of the first mounting table specified by the movement amount sensor within a predetermined time.
An apparatus for manufacturing a gas sensor.
前記移動機構が、圧力シリンダからなり、前記圧力シリンダが前記第1の載置台が設けられたテーブルに加える圧力を調整することによって前記移動機構による前記第1の載置台の移動速度が調整される、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。 The manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The moving mechanism comprises a pressure cylinder, and the moving speed of the first mounting table by the moving mechanism is adjusted by adjusting the pressure that the pressure cylinder applies to the table on which the first mounting table is provided. ,
An apparatus for manufacturing a gas sensor.
前記挿入口が、互いに対向配置されてなる一対のハウジング部材の間の空間として設けられており、
前記製造装置が、
前記挿入口に挿入されることで、前記挿入口を拡大させるダミーピンと、
前記ダミーピンを移動させるダミーピン移動機構と、
前記ダミーピンが前記挿入口に挿入された状態で前記一対のハウジング部材の端部間に挿入されることで、前記ダミーピンが除かれた後においても前記ダミーピン挿入時の前記挿入口の拡大状態を維持する開口維持部材と、
をさらに備え、
前記センサ素子の前記挿入口への挿入を、前記開口維持部材によって拡大状態とされた前記挿入口に対して行う、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。 A gas sensor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The insertion port is provided as a space between a pair of housing members arranged to face each other,
The manufacturing apparatus is
A dummy pin that expands the insertion port by being inserted into the insertion port;
A dummy pin moving mechanism for moving the dummy pin;
By inserting the dummy pin between the end portions of the pair of housing members in a state where the dummy pin is inserted into the insertion port, the expanded state of the insertion port when the dummy pin is inserted is maintained even after the dummy pin is removed. An opening maintaining member,
Further comprising
Inserting the sensor element into the insertion port with respect to the insertion port expanded by the opening maintaining member,
An apparatus for manufacturing a gas sensor.
前記第1の載置台と前記第2の載置台とが上下方向にバネ弾性を有するように設けられてなるとともに、
前記第1の載置台に載置された前記ガスセンサ本体を前記第1の載置台に固定する固定手段、
をさらに備え、
前記ガスセンサを前記固定手段によって前記第1の載置台に固定した状態で前記挿入口への前記センサ素子の挿入を開始し、前記センサ素子の前記先端部が前記挿入口に挿入された時点で、前記固定手段による、前記ガスセンサ本体の固定を解除する、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。 A gas sensor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The first mounting table and the second mounting table are provided so as to have spring elasticity in the vertical direction,
Fixing means for fixing the gas sensor main body mounted on the first mounting table to the first mounting table;
Further comprising
The insertion of the sensor element into the insertion port is started in a state where the gas sensor is fixed to the first mounting table by the fixing means, and when the distal end portion of the sensor element is inserted into the insertion port, Releasing the fixing of the gas sensor body by the fixing means;
An apparatus for manufacturing a gas sensor.
前記ガスセンサ本体が前記第1の載置台に載置された際に、前記センサ素子の先端面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって得られる撮像画像に基づいて前記センサ素子の傾き角度を算出する傾き算出手段と、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの製造装置。 A gas sensor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
When the gas sensor main body is mounted on the first mounting table, an imaging unit that images the front end surface of the sensor element;
An inclination calculating means for calculating an inclination angle of the sensor element based on a captured image obtained by the imaging means;
An apparatus for manufacturing a gas sensor, further comprising:
前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記センサ素子の前記先端部の位置が前記挿入口の軸線位置に合致するように、前記ガスセンサ本体が載置された前記第1の載置台の配置位置を調整する載置台位置調整手段、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの製造装置。 A gas sensor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 7,
Arrangement of the first mounting table on which the gas sensor body is mounted so that the position of the tip of the sensor element when the sensor element is inserted into the insertion port matches the axial position of the insertion port Mounting table position adjusting means for adjusting the position;
An apparatus for manufacturing a gas sensor, further comprising:
前記載置台位置調整手段は、前記ガスセンサ本体が載置された前記第1の載置台を所定の基準位置に配置させた状態における、前記センサ素子の前記先端部の理想位置からのズレ量に応じて、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記第1の載置台の配置位置を調整する、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。 The gas sensor manufacturing apparatus according to claim 8,
The mounting table position adjusting means corresponds to a deviation amount from an ideal position of the tip portion of the sensor element in a state where the first mounting table on which the gas sensor body is mounted is arranged at a predetermined reference position. Adjusting the arrangement position of the first mounting table when the sensor element is inserted into the insertion port,
An apparatus for manufacturing a gas sensor.
前記センサ素子の前記先端部の前記理想位置からのズレ量を検出するズレ量検出センサ、
をさらに備え、
前記載置台位置調整手段は、前記ズレ量検出センサによって特定されるズレ量に基づいて、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記第1の載置台の配置位置を調整する、
ことを特徴とするガスセンサの製造装置。 The gas sensor manufacturing apparatus according to claim 9,
A displacement amount detection sensor for detecting a displacement amount of the tip portion of the sensor element from the ideal position;
Further comprising
The mounting table position adjusting means adjusts an arrangement position of the first mounting table when the sensor element is inserted into the insertion port based on a shift amount specified by the shift amount detection sensor.
An apparatus for manufacturing a gas sensor.
センサ素子を備えるガスセンサ本体を第1の載置台に載置する第1の載置工程と、
前記センサ素子の挿入口を備えるコンタクト部材を第2の載置台に載置する第2の載置工程と、
前記第1の載置台を移動させることによって、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させ、前記ガスセンサ本体と前記コンタクト部材とを一体化させる挿入工程と、
を備え、
前記挿入工程においては、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入された後、前記センサ素子を前記挿入口の奥にさらに挿入させるときに、前記第1の載置台の移動速度を、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入されるまでの移動速度よりも大きくする、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。 A method for manufacturing a gas sensor, comprising:
A first mounting step of mounting a gas sensor body including a sensor element on a first mounting table;
A second mounting step of mounting a contact member having an insertion port for the sensor element on a second mounting table;
An insertion step in which the sensor element is inserted into the insertion port by moving the first mounting table, and the gas sensor main body and the contact member are integrated;
With
In the insertion step, after the distal end portion of the sensor element is inserted into the insertion port, when the sensor element is further inserted into the insertion port, the moving speed of the first mounting table is set as follows. Making it faster than the moving speed until the tip of the sensor element is inserted into the insertion slot,
A method for producing a gas sensor.
前記挿入工程が、
前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記センサ素子の前記先端位置を特定することにより、前記先端部の前記挿入口への挿入状態を判定する挿入判定工程、
を備え、
前記挿入工程においては、前記挿入判定工程における、前記先端部が前記挿入口の所定の位置まで挿入されたとの判定に応答して、前記第1の載置台の移動速度を、前記センサ素子の先端部が前記挿入口に挿入されるまでよりも大きくする、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。 It is a manufacturing method of the gas sensor according to claim 11,
The inserting step
An insertion determination step of determining an insertion state of the tip portion into the insertion port by specifying the tip position of the sensor element when the sensor element is inserted into the insertion port;
With
In the insertion step, in response to the determination in the insertion determination step that the tip has been inserted to a predetermined position of the insertion port, the moving speed of the first mounting table is determined as the tip of the sensor element. Larger than until the part is inserted into the insertion slot,
A method for producing a gas sensor.
前記挿入判定工程においては、所定時間内における、前記第1の載置台の移動量に基づいて、前記先端部の前記挿入口への挿入状態を判定する、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。 It is a manufacturing method of the gas sensor according to claim 12,
In the insertion determination step, the insertion state of the distal end portion into the insertion port is determined based on the movement amount of the first mounting table within a predetermined time.
A method for producing a gas sensor.
前記挿入口を、互いに対向配置されてなる一対のハウジング部材の間の空間として設けておくとともに、
前記挿入口にダミーピンを挿入することにより前記挿入口を拡大させるダミーピン挿入工程と、
前記ダミーピンが前記挿入口に挿入された状態の前記一対のハウジング部材の端部間に対し開口維持部材を挿入することによって前記挿入口の拡大状態を維持する維持部材挿入工程と、
前記ダミーピンの前記挿入口への挿入を解除するダミーピン挿入解除工程と、
をさらに備え、
前記挿入工程においては、前記センサ素子の前記挿入口への挿入を、前記開口維持部材によって拡大状態とされた前記挿入口に対して行う、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。 A method for manufacturing a gas sensor according to any one of claims 11 to 13,
The insertion port is provided as a space between a pair of housing members arranged to face each other,
A dummy pin insertion step of expanding the insertion port by inserting a dummy pin into the insertion port;
A maintenance member insertion step of maintaining an expanded state of the insertion port by inserting an opening maintenance member between the ends of the pair of housing members in a state where the dummy pin is inserted into the insertion port;
A dummy pin insertion release step for releasing the insertion of the dummy pin into the insertion port;
Further comprising
In the insertion step, the insertion of the sensor element into the insertion port is performed on the insertion port that has been expanded by the opening maintaining member.
A method for producing a gas sensor.
前記ガスセンサ本体が前記第1の載置台に載置された際に、前記センサ素子の先端面を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程によって得られる撮像画像に基づいて前記センサ素子の傾き角度を算出する傾き算出工程と、
前記傾き角度に応じて前記第1の載置台における前記ガスセンサ本体の載置姿勢を調整する姿勢調整工程と、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。 A method of manufacturing a gas sensor according to any one of claims 11 to 14,
When the gas sensor main body is mounted on the first mounting table, an imaging step of imaging the front end surface of the sensor element;
An inclination calculating step of calculating an inclination angle of the sensor element based on a captured image obtained by the imaging step;
A posture adjustment step of adjusting a mounting posture of the gas sensor main body on the first mounting table according to the tilt angle;
A method for producing a gas sensor, further comprising:
前記挿入工程において前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記センサ素子の前記先端部の位置が前記挿入口の軸線位置に合致するように、前記ガスセンサ本体が載置された前記第1の載置台の配置位置を調整する載置台位置調整工程、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの製造方法。 A method for manufacturing a gas sensor according to any one of claims 11 to 15,
The first gas sensor body is placed so that the position of the tip of the sensor element when the sensor element is inserted into the insertion port in the insertion step matches the axial position of the insertion port. A mounting table position adjusting step for adjusting the mounting position of the mounting table;
A method for producing a gas sensor, further comprising:
前記載置台位置調整工程においては、前記ガスセンサ本体が載置された前記第1の載置台を所定の基準位置に配置させた状態における、前記センサ素子の前記先端部の理想位置からのズレ量に応じて、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記第1の載置台の配置位置を調整する、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。 A gas sensor manufacturing method according to claim 16, comprising:
In the mounting table position adjustment step, the amount of deviation from the ideal position of the tip of the sensor element in a state where the first mounting table on which the gas sensor body is mounted is disposed at a predetermined reference position. In response, adjusting the arrangement position of the first mounting table when the sensor element is inserted into the insertion port,
A method for producing a gas sensor.
前記載置台位置調整工程においては、前記センサ素子の前記先端部の前記理想位置からのズレ量に基づいて、前記センサ素子を前記挿入口に挿入させる際の前記第1の載置台の配置位置を調整する、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。 A gas sensor manufacturing method according to claim 17,
In the mounting table position adjusting step, an arrangement position of the first mounting table when the sensor element is inserted into the insertion port is based on an amount of deviation from the ideal position of the tip portion of the sensor element. adjust,
A method for producing a gas sensor.
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