JP6937862B2 - ガスセンサの組立方法およびガスセンサの組立装置 - Google Patents
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Description
本発明の第10の態様は、第1ないし第9の態様のいずれかに係るガスセンサの組立方法であって、前記筒状体嵌合工程においては、前記筒状体が前記環装部品の外周に嵌め合わされるとともに、前記突起部があらかじめ所定の高さ位置に固定的に配置されてなる支持部に下方支持され、前記支持部とともに前記突起部の固定治具をなす可動部が、前記支持部に下方支持されてなる前記突起部に対し上方から当接させられることで、前記突起部が前記固定治具に挟持固定され、前記素子配置工程および前記素子嵌合工程が、前記固定治具に前記突起部が挟持固定された状態で行われる、ことを特徴とする。
本発明の第11の態様は、第1ないし第10の態様のいずれかに係るガスセンサの組立方法であって、前記センサ素子が、一方端部の表面に保護膜を形成したものであり、前記素子配置工程においては、前記センサ素子の前記保護膜が形成されていない側の端部が前記素子ダミーによって支持されるように前記センサ素子が配置される、ことを特徴とする。
<ガスセンサの構成>
図1は、本実施の第1の形態において組立の対象となるガスセンサ(より詳細には、その本体部)1の外観斜視図である。図2は、係るガスセンサ1の内部の主要構成を示す部分断面図である。本実施の形態において、ガスセンサ1とは、その内部に備わるセンサ素子10(図2)によって所定のガス成分(例えば、NOx等)を検出するためのものである。
次に、本実施の形態において行う、組立体40の組立手順について説明する。図4は、係る組立を行う組立装置100の概略的な構成を示すブロック図である。
第1の実施の形態に係る組立装置100においては、封止補助治具111の鉛直方向上端部に衝撃緩衝部112が設けられてなることで封止補助治具111が鉛直上方から作用する衝撃に対して緩衝能を有するものとなっており、センサ素子10の第1先端部10aに設けられた保護膜Pを係る衝撃緩衝部112に接触させた状態で押圧による封止を行うことにより、保護膜Pの破損を防止する態様となっている。しかしながら、封止補助治具111の構成はこれに限られるものではなく、封止治具181による押圧に際して保護膜Pに加わる衝撃を緩和できるのであれば、他の構成が採用されてよい。
上述した第1の実施の形態およびその変形例においては、中間体40βを上下反転させた後、筒状体30の内部を封止するに際して、センサ素子10を下方から支持する封止補助治具111として、鉛直上方から作用する衝撃に対して緩衝能を有するものを用いることで、センサ素子10の第1先端部10aに保護膜Pが備わる場合であっても、保護膜Pおよび第1先端部10aを破損することなく封止を行えるようになっていた。しかしながら、筒状体30の内部を封止する態様はこれに限られるものではない。本実施の形態においては、組立体40を組み立てる過程において、係る封止を2段階に分けて行うようにする。以下に詳細に説明する。
上述した第2の実施の形態においては、本封止治具1182をワッシャー7に当接させた状態で搬送パレット1210を上昇させることにより本封止を行っていたが、これに代わり、搬送パレット1210は静止状態としたままで、ワッシャー7に当接している本封止治具1182を鉛直下方に下降させることによって本封止を行う態様であってもよい。
2 第1カバー
3 固定ボルト
4 第2カバー
5 ハウジング
6 内筒
7 ワッシャー
8(8a、8b、8c) セラミックサポータ
9(9a、9b) 圧粉体
10 センサ素子
10a (センサ素子の)第1先端部
10b (センサ素子の)第2先端部
30 筒状体
40 組立体
40β 中間体
100、1100 組立装置
110 支持台
111 封止補助治具
112、113 衝撃緩衝部
121 素子ダミー
141 ハウジング固定治具
141a (ハウジング固定治具の)支持部
141b (ハウジング固定治具の)可動部
161 素子案内治具
171 反転治具
181 封止治具
191 カシメ治具
200、1200 組立体搬送機構
1171 第1反転治具
1172 第2反転治具
1181 仮封止治具
1182 本封止治具
1191 素子位置決め治具
1192 封止補助治具
1210 搬送パレット
P 保護膜
Claims (22)
- ガスセンサの組立方法であって、
セラミックスを主構成材料とする長尺状のセンサ素子の形状に類似する形状を有する素子ダミーを、鉛直方向に長手方向を有するように配置するダミー配置工程と、
前記素子ダミーに、円板状または円筒状をなし、かつ、前記センサ素子の断面形状に応じた貫通孔を備える環装部品の前記貫通孔を鉛直上方から嵌め合わせるダミー嵌合工程と、
前記環装部品の外周に、外側面に突起部を有する筒状体を鉛直上方から嵌め合わせる筒状体嵌合工程と、
前記素子ダミーの上端部に前記センサ素子を前記素子ダミーと前記センサ素子とが一直線上に並ぶように当接配置する素子配置工程と、
前記素子ダミーを鉛直下方に下降させることによって前記センサ素子を下降させ、前記センサ素子に前記環装部品の前記貫通孔を嵌め合わせることによって、前記センサ素子と前記環装部品と前記筒状体とからなる中間体を得る素子嵌合工程と、
前記中間体の姿勢を上下反転させる反転工程と、
前記環装部品を押圧する押圧工程と、
を備え、
前記ダミー嵌合工程においては前記環装部品としてセラミックスの圧粉体を含む複数種類の部品が前記素子ダミーに嵌め合わされるようになっており、
前記押圧工程が、前記反転工程後に前記圧粉体を圧縮する反転後圧縮工程を含む、
ことを特徴とするガスセンサの組立方法。 - 請求項1に記載のガスセンサの組立方法であって、
前記反転工程によって上下反転される前の前記中間体の姿勢を第1の姿勢とし、
前記反転工程によって上下反転された後の前記中間体の姿勢を第2の姿勢とし、
前記中間体が前記第1の姿勢にあるときの前記センサ素子の上端部および下端部をそれぞれ第1先端部および第2先端部とするとき、
前記押圧工程が、
前記第1の姿勢にある前記中間体の前記圧粉体を圧縮する一次圧縮工程をさらに含み、かつ、
前記反転後圧縮工程が前記第2の姿勢にある前記中間体の前記圧粉体を圧縮する二次圧縮工程であり、
前記一次圧縮工程においては、前記センサ素子が所定の位置決め治具にて前記第2先端部の下方から位置決めされた状態で、前記環装部品に対し第1の力が鉛直上向きに印加されることによって前記圧粉体が圧縮され、
前記一次圧縮工程において前記圧粉体が圧縮された前記中間体が前記反転工程において上下反転され、
前記二次圧縮工程においては、前記反転工程において上下反転された前記中間体を下方支持しつつ前記中間体の最下端部に位置する前記センサ素子の前記第1先端部を他の部材に当接させない状態で、前記環装部品に対し前記第1の力よりも大きい第2の力が鉛直下向きに印加されることによって、前記圧粉体がさらに圧縮されて前記筒状体の内部が封止される、
ことを特徴とするガスセンサの組立方法。 - 請求項2に記載のガスセンサの組立方法であって、
前記二次圧縮工程においては、前記環装部品のうち最上位置にある前記部品が鉛直下方へと押圧されることによって、前記環装部品に対し前記第2の力が鉛直下向きに印加される、
ことを特徴とする
ガスセンサの組立方法。 - 請求項2または請求項3に記載のガスセンサの組立方法であって、
前記一次圧縮工程においては、前記センサ素子を前記位置決め治具にて下方から位置決めしつつ、前記環装部品を所定の支持治具にて下方支持した状態で、前記中間体を所定の押下治具にて上方から押下することで、前記所定の支持治具に前記環装部品のうち最下位置にある前記部品を鉛直上方へと押圧させて、前記環装部品に対し前記第1の力を鉛直上向きに印加させる、
ことを特徴とするガスセンサの組立方法。 - 請求項4に記載のガスセンサの組立方法であって、
前記一次圧縮工程においては、前記所定の押下治具を前記突起部に対し上方から当接させて前記中間体を押下する、
ことを特徴とするガスセンサの組立方法。 - 請求項2ないし請求項5のいずれかに記載のガスセンサの組立方法であって、
前記二次圧縮工程が、前記筒状体の少なくとも前記突起部が所定の嵌合支持手段に嵌合固定されることによって前記中間体が前記嵌合支持手段に下方支持された状態で行われる、
ことを特徴とするガスセンサの組立方法。 - 請求項6に記載のガスセンサの組立方法であって、
前記二次圧縮工程においては、前記環装部品のうち最上位置にある前記部品に対し鉛直上方から所定の当接部材を当接させた状態で、前記中間体を下方支持している前記嵌合支持手段が鉛直上方へと上昇させられることによって、前記環装部品に対し前記第2の力が鉛直下向きに印加される、
ことを特徴とするガスセンサの組立方法。 - 請求項2ないし請求項7のいずれかに記載のガスセンサの組立方法であって、
前記二次圧縮工程の後、前記筒状体の上端部であって前記環装部品のうち最上位置にある前記部品の直上の位置を前記筒状体の外周側より加締めることにより、前記環装部品を係止する凹部を形成する加締め工程、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの組立方法。 - 請求項8に記載のガスセンサの組立方法であって、
前記加締め工程においては、前記二次圧縮工程によって前記筒状体の内部において前記最上位置にある前記部品の直上に形成された空隙部分が加締められる、
ことを特徴とするガスセンサの組立方法。 - 請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のガスセンサの組立方法であって、
前記筒状体嵌合工程においては、
前記筒状体が前記環装部品の外周に嵌め合わされるとともに、前記突起部があらかじめ所定の高さ位置に固定的に配置されてなる支持部に下方支持され、
前記支持部とともに前記突起部の固定治具をなす可動部が、前記支持部に下方支持されてなる前記突起部に対し上方から当接させられることで、前記突起部が前記固定治具に挟持固定され、
前記素子配置工程および前記素子嵌合工程が、前記固定治具に前記突起部が挟持固定された状態で行われる、
ことを特徴とするガスセンサの組立方法。 - 請求項1ないし請求項10のいずれかに記載のガスセンサの組立方法であって、
前記センサ素子が、一方端部の表面に保護膜を形成したものであり、
前記素子配置工程においては、前記センサ素子の前記保護膜が形成されていない側の端部が前記素子ダミーによって支持されるように前記センサ素子が配置される、
ことを特徴とするガスセンサの組立方法。 - ガスセンサを組み立てるための装置であって、
セラミックスを主構成材料とする長尺状のセンサ素子の形状に類似する形状を有する素子ダミーと、
前記素子ダミーを鉛直方向に長手方向を有するように配置するダミー配置手段と、
前記素子ダミーに、円板状または円筒状をなし、かつ、前記センサ素子の断面形状に応じた貫通孔を備える環装部品の前記貫通孔を鉛直上方から嵌め合わせる環装部品嵌合手段と、
前記環装部品の外周に、外側面に突起部を有する筒状体を鉛直上方から嵌め合わせる筒状体嵌合手段と、
前記素子ダミーの上端部に前記センサ素子を前記素子ダミーと前記センサ素子とが一直線上に並ぶように当接配置する素子配置手段と、
前記素子ダミーを鉛直下方に下降させることによって前記センサ素子を下降させ、前記センサ素子に前記環装部品の前記貫通孔を嵌め合わせることによって、前記センサ素子と前記環装部品と前記筒状体とからなる中間体を得る素子嵌合手段と、
前記中間体の姿勢を上下反転させる反転手段と、
前記環装部品を押圧する押圧手段と、
を備え、
前記環装部品がセラミックスの圧粉体を含む複数種類の部品であり、
前記押圧手段が、前記反転手段が前記中間体の姿勢を上下反転させた後に前記環装部品を押圧して、前記圧粉体を圧縮する、反転後圧縮手段を含む、
ことを特徴とするガスセンサの組立装置。 - 請求項12に記載のガスセンサの組立装置であって、
前記反転手段によって上下反転されていない前記中間体の姿勢を第1の姿勢とし、
前記反転手段によって上下反転された前記中間体の姿勢を第2の姿勢とし、
前記中間体が前記第1の姿勢にあるときの前記センサ素子の上端部および下端部をそれぞれ第1先端部および第2先端部とするとき、
前記押圧手段が、
前記第1の姿勢にある前記中間体の前記圧粉体を圧縮する一次圧縮手段をさらに含み、かつ、
前記反転後圧縮手段が前記第2の姿勢にある前記中間体の前記圧粉体を圧縮する二次圧縮手段であり、
前記一次圧縮手段は、
前記センサ素子を前記第2先端部の下方から位置決めする位置決め治具、
を備えており、前記位置決め治具にて前記センサ素子を位置決めしつつ、前記環装部品に対し第1の力を鉛直上向きに印加することによって、前記圧粉体を圧縮し、
前記一次圧縮手段によって前記圧粉体が圧縮された前記中間体が前記反転手段によって上下反転され、
前記二次圧縮手段は、前記反転手段によって上下反転された前記中間体を下方支持しつつ前記中間体の最下端部に位置する前記センサ素子の前記第1先端部を他の部材に当接させない状態で、前記環装部品に対し前記第1の力よりも大きい第2の力を鉛直下向きに印加することによって、前記圧粉体をさらに圧縮し、前記筒状体の内部を封止する、
ことを特徴とするガスセンサの組立装置。 - 請求項13に記載のガスセンサの組立装置であって、
前記二次圧縮手段は、前記環装部品のうち最上位置にある前記部品を鉛直下方へと押圧することによって、前記環装部品に対し前記第2の力を鉛直下向きに印加する、
ことを特徴とするガスセンサの組立装置。 - 請求項13または請求項14に記載のガスセンサの組立装置であって、
前記一次圧縮手段は、
前記環装部品を下方支持する支持治具と、
前記中間体を上方から押下する押下治具と、
をさらに備え、
前記センサ素子を前記位置決め治具にて下方から位置決めしつつ、前記環装部品を前記支持治具にて下方支持した状態で、前記中間体を前記押下治具にて上方から押下し、これによって前記支持治具にて前記環装部品のうち最下位置にある前記部品を鉛直上方へと押圧することによって、前記環装部品に対し前記第1の力を鉛直上向きに印加する、
ことを特徴とするガスセンサの組立装置。 - 請求項15に記載のガスセンサの組立装置であって、
前記一次圧縮手段は、前記押下治具を前記突起部に対し上方から当接させて前記中間体を押下する、
ことを特徴とするガスセンサの組立装置。 - 請求項13ないし請求項16のいずれかに記載のガスセンサの組立装置であって、
前記二次圧縮手段が、
前記筒状体の少なくとも前記突起部が嵌合固定される所定の嵌合支持手段、
をさらに備え、
前記第2の姿勢にある前記中間体を前記嵌合支持手段によって下方支持した状態で、前記中間体の前記圧粉体を圧縮する、
ことを特徴とするガスセンサの組立装置。 - 請求項17に記載のガスセンサの組立装置であって、
前記二次圧縮手段は、
前記環装部品のうち最上位置にある前記部品に対し鉛直上方から当接される当接部材、
をさらに備え、前記当接部材を前記部品に対し当接させた状態で、前記中間体を下方支持している前記嵌合支持手段を鉛直上方へと上昇させることによって、前記環装部品に対し前記第2の力を鉛直下向きに印加させる、
ことを特徴とするガスセンサの組立装置。 - 請求項12ないし請求項18のいずれかに記載のガスセンサの組立装置であって、
前記筒状体嵌合手段が、
支持部と可動部とからなり、前記筒状体が前記環装部品の外周に嵌め合わされた状態で、前記突起部を前記支持部と前記可動部との間で挟持固定する固定治具、
を備え、
前記支持部は、前記筒状体が前記環装部品の外周に嵌め合わされてなるときに前記突起部を下方支持する高さ位置に、あらかじめ配置されてなり、
前記可動部が、前記支持部に下方支持されてなる前記突起部に対し上方から当接することで、前記固定治具が前記突起部を挟持固定し、
前記素子配置手段による前記センサ素子の配置と前記素子嵌合手段による前記センサ素子の前記環装部品の前記貫通孔への嵌め合わせとが、前記固定治具に前記突起部が挟持固定された状態で行われる、
ことを特徴とするガスセンサの組立装置。 - 請求項12ないし請求項19のいずれかに記載のガスセンサの組立装置であって、
前記センサ素子が、一方端部の表面に保護膜を形成したものであり、
前記素子配置手段は、前記センサ素子の前記保護膜が形成されていない側の端部が前記素子ダミーによって支持されるように前記センサ素子を配置する、
ことを特徴とするガスセンサの組立装置。 - 請求項12ないし請求項20のいずれかに記載のガスセンサの組立装置であって、
前記環装部品の外周に嵌め合わされた前記筒状体の上端部であって前記環装部品のうち最上位置にある前記部品の直上の位置を前記筒状体の外周側より加締めることにより、前記環装部品を係止する凹部を形成する加締め手段、
をさらに備えることを特徴とするガスセンサの組立装置。 - 請求項21に記載のガスセンサの組立装置であって、
前記加締め手段は、前記押圧手段によって前記筒状体の内部において前記最上位置にある前記部品の直上に形成された空隙部分を加締める、
ことを特徴とするガスセンサの組立装置。
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