JP7379257B2 - ガスセンサの組立方法および筒状体 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態において組立の対象となるガスセンサ100の(より詳細にはその本体部の)、長手方向に沿った要部断面図である。本実施の形態において、ガスセンサ100とは、その内部に備わるセンサ素子10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。なお、図1においては、鉛直方向をz軸方向として示しており、ガスセンサ100の長手方向はz軸方向と一致している(以降の図においても同様)。
次に、素子封止体1の組み立ての手順について説明する。図2ないし図4は、係る素子封止体1の組立途中の様子を示す、z軸方向に沿った断面図である。なお、図2ないし図4における保護カバー2の図示はあくまで概略的である。
次に、かしめ治具103によりなされるかしめ処理について、その対象たる筒状体30の延在部32Zの形状と、かしめ治具103の形状とを含め、より具体的に説明する。
筒状体30として延在部32Zがテーパー状をなしているものを用いた点では共通しつつも、それぞれの筒状体30におけるかしめ高さhとかしめ部板厚tとの組み合わせを種々に違えた10通りの素子封止体1(水準1~水準10)を作成し、その結果を評価した(評価1および評価2)。また、それぞれの素子封止体1について、気密性の評価も行った(評価3)。
「○」(丸印):目視にてかしめ部32と第2セラミックサポータ23との間に隙間などの不良が確認されないか、隙間はわずかに確認されるが、環装部品20のがたつきはなし;
「×」(バツ印):目視にて隙間が確認され、かつ、環装部品20のがたつきあり。
「○」(丸印):目視にてかしめ部32とセンサ素子10との接触は確認されず;
「×」(バツ印):目視にてかしめ部32とセンサ素子10との接触が確認される。
「○」(丸印):リーク量0.15cc/mm以下であり気密性は良好;
「△」(△印):リーク量0.30cc/mm以下であり気密性は許容範囲;
「×」(バツ印):リーク量0.30cc/mm超であり気密性は不十分。
「○」(丸印):評価1~評価3のいずれにも「×」なし;
「×」(バツ印):評価1~評価3の少なくとも1つに「×」あり。
筒状体30として延在部32Zがテーパー状をなしているものを用いた点では共通しつつも、最先端部32cの曲率半径Rが異なる5通りの素子封止体1(水準a~水準e)を作成し、それぞれの素子封止体1について、実施例1と同様に気密性の評価を行った。なお、最先端部32cの曲率半径Rが0である水準eの筒状体30は、最先端部32cを曲面とする加工を省略することにより作製している。
1a 環装体
2 保護カバー
3 固定ボルト
4 外筒
5 コネクタ
6 グロメット
7 リード線
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
11 保護膜
20 環装部品
21 セラミックサポータ
22 圧粉体
22a、22b 成型体
23 セラミックサポータ
30 筒状体
30M (筒状体の)主部
30a (筒状体の)内面
30b (筒状体の)テーパー面
30c (筒状体の)端面
30h (筒状体の)内空間
31 (筒状体の)縮径部
32 (筒状体の)かしめ部
32Z (筒状体の)延在部
32a (延在部の)外面
32b (延在部の)傾斜面
32c (延在部の)最先端部
33 (筒状体の)係止部
51 接点部材
100 ガスセンサ
101 筒状体支持手段
102 押圧手段
103 かしめ治具
103a 被当接部
103c (被当接部の)頂点
103s 一方端面
Claims (7)
- セラミックス製のセンサ素子を備えるガスセンサの組立方法であって、
2つのセラミックサポータとセラミックス粒子の成型体とを少なくとも含む複数の環装部品を、前記2つのセラミックサポータが両端に位置するように前記センサ素子に環装し、環装体を得る環装体準備工程と、
最奥部が縮径された円筒状の内空間を有する主部と、前記主部の一方端部から前記主部の軸線方向に沿って延在する前記主部よりも薄肉の延在部と、を備える筒状体を、前記環装体に対し環装することにより、前記センサ素子を前記筒状体の軸中心位置において軸方向に貫通させつつ前記筒状体の内空間に前記複数の環装部品を収容する収容工程と、
前記2つのセラミックサポータの一方を所定の押圧手段で押圧することにより、前記成型体を圧縮し、前記内空間において前記センサ素子の第1の端部側と第2の端部側との間を前記セラミックス粒子からなる圧粉体にて気密に封止する封止工程と、
前記筒状体の前記延在部を軸中心に向けて屈曲させることによりかしめ部を形成し、前記かしめ部にて前記複数の環装部品を押圧することにより前記複数の環装部品を前記内空間にて固定する屈曲工程と、
を備え、
前記延在部は、
前記主部の内空間を形成している面と前記主部の軸線方向において連続する内面と、
先端に向かうほど前記延在部の厚みが小さくなるようなテーパー状をなす外面と、
前記内面から連続し、前記先端に向かうほど前記延在部の厚みが小さくなるようなテーパー状をなす傾斜面と、
曲率半径が0.2mm~0.4mmの曲面である最先端部と、
を有することにより、前記先端ほど先細となっているとともに、前記外面と前記傾斜面とがそれぞれ、前記最先端部と接続してなり、
前記屈曲工程においては、前記延在部の前記先端が所定の屈曲手段に備わる曲面状の窪みに当接させられた状態でさらに前記屈曲手段から押圧されることによって、前記窪みをなす曲面に倣って変形されることにより、前記延在部が屈曲させられる、
ことを特徴とする、ガスセンサの組立方法。 - 請求項1に記載のガスセンサの組立方法であって、
前記傾斜面の開き角が26°~38°である、
ことを特徴とする、ガスセンサの組立方法。 - 請求項1または請求項2に記載のガスセンサの組立方法であって、
前記外面の開き角が2°~8°である、
ことを特徴とする、ガスセンサの組立方法。 - 請求項3に記載のガスセンサの組立方法であって、
前記筒状体の前記一方端部の位置における前記延在部の厚みが0.5mm以上0.8mm以下である、
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、
前記封止工程後の前記延在部と前記2つのセラミックサポータの一方との高さの差が、0.5mm以上2mm以下である、
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、
前記屈曲工程においては、前記屈曲手段における前記延在部の被当接部が、前記筒状体の側から前記被当接部に向かう向きに凸の曲面をなしている、
ことを特徴とする、ガスセンサの組立方法。 - セラミックス製のセンサ素子を備えるガスセンサにおいて、前記センサ素子に環装された複数の環装部品の固定と前記センサ素子の第1の端部側と第2の端部側との間の気密封止とに用いられる筒状体であって、
最奥部が縮径された円筒状の内空間を有する主部と、
前記主部の一方端部から前記主部の軸線方向に沿って延在する前記主部よりも薄肉の延在部と、
を備え、
前記センサ素子を前記筒状体の軸中心位置において軸方向に貫通させつつ前記筒状体の内空間に前記複数の環装部品が収容可能とされており、
前記延在部が、
前記主部の内空間を形成している面と前記主部の軸線方向において連続する内面と、
先端に向かうほど前記延在部の厚みが小さくなるようなテーパー状をなす外面と、
前記内面から連続し、前記先端に向かうほど前記延在部の厚みが小さくなるようなテーパー状をなす傾斜面と、
曲率半径が0.2mm~0.4mmの曲面である最先端部と、
を有することにより、前記先端ほど先細となっているとともに、前記外面と前記傾斜面とがそれぞれ、前記最先端部と接続している、
ことを特徴とする、筒状体。
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