气体传感器及气体传感器的制造方法技术

本发明专利技术提供一种气体传感器及气体传感器的制造方法，能够抑制传感器元件与主体配件之间的密封性的下降。气体传感器(1)具备：传感器元件(21)，在轴线(O)方向上延伸；筒状的主体配件(11)，围绕保持传感器元件的径向周围；和密封构件(41)，配置于传感器元件与主体配件之间，其中，主体配件由不锈钢构成，具有向径向外侧突出的凸缘部(14)，并在自身的后端侧具有敛紧部(16)，敛紧部向径向内侧弯曲而朝向前端侧直接或间接地按压密封构件的后端，敛紧部的沿轴线方向的截面的显微维氏硬度为140～210Hv。

Gas Sensor and Manufacturing Method of Gas Sensor

【技术实现步骤摘要】
气体传感器及气体传感器的制造方法
本专利技术涉及具备了保持传感器元件的主体配件的气体传感器及气体传感器的制造方法。
技术介绍
以往，通过将传感器元件组装于筒状的主体配件来进行气体传感器的制造(专利文献1)。该组装如下进行：将滑石等密封构件填充于传感器元件与主体配件之间，进一步地将陶瓷套等配置于密封构件的后端，并将主体配件的后端向径向内侧敛紧。并且，通过利用主体配件的敛紧部将陶瓷套朝向前端侧按压来压缩密封构件从而将传感器元件与主体配件之间气密性保持。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-249105号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题另外，主体配件能够通过锻造筒状的原材料而相比切削加工等不浪费材料地形成。然而，当锻造制造主体配件时产生残留应力，特别是在敛紧部产生的残留应力可能在之后气体传感器暴露于高温下时被释放，敛紧松动而传感器元件与主体配件之间的密封性下降。本专利技术鉴于这样的现状而做出，以提供能够抑制传感器元件与主体配件之间的密封性下降的气体传感器及气体传感器的制造方法为目的。用于解决课题的技术方案本专利技术的气体传感器具备：传感器元件，在轴线方向上延伸，在前端侧形成有检测气体的检测部；筒状的主体配件，围绕保持所述传感器元件的径向周围；密封构件，配置于所述传感器元件与所述主体配件之间，所述气体传感器的特征在于：所述主体配件由不锈钢制成，具有向径向外侧突出的凸缘部，并在自身的后端侧具有敛紧部，所述敛紧部向径向内侧弯曲而朝向前端侧直接或间接地按压所述密封构件的后端，所述敛紧部的沿所述轴线方向的截面的显微维氏硬度为140～210Hv。在主体配件通过锻造制造而成的情况下，原本在敛紧部也产生残留应力，其后在气体传感器暴露于高温下时残留应力被释放而敛紧松动。因此，对于通过锻造制造而成的主体配件，在对敛紧之前的敛紧部预先施加热处理来释放残留应力之后进行敛紧，由此，即使在使用气体传感器时暴露于高温下，也能够抑制敛紧松动而传感器元件1与主体配件之间的密封构件的密封性下降。并且，作为敛紧部的热处理的程度，将敛紧部的截面的显微维氏硬度规定为140～210Hv。在未对敛紧部进行热处理的情况下，由于敛紧部处于锻造后的强度较高的状态，因此在使用气体传感器时暴露于高温下时，存在敛紧松动而传感器元件与主体配件之间的密封性下降的可能性。然而，当过度地热处理敛紧部时造成过度软化而硬度过低。在本专利技术的气体传感器的制造方法中，气体传感器具备：传感器元件，在轴线方向上延伸，在前端侧形成有检测气体的检测部；筒状的主体配件，围绕保持所述传感器元件的径向周围；密封构件，配置于所述传感器元件与所述主体配件之间，所述气体传感器的制造方法的特征在于，具有：锻造工序，锻造筒状的不锈钢原材料，制造显示出所述主体配件的粗略形状的锻造体；主体配件原型体制造工序，对所述锻造体进行精加工，制造具有向径向外侧突出的凸缘部和向自身的后端侧延伸的敛紧原型部的主体配件原型体；热处理工序，对所述锻造体或所述主体配件原型体施加热处理；密封构件配置工序，将所述密封构件配置于所述传感器元件与所述热处理后的所述主体配件原型体之间；和组装工序，将所述敛紧原型部向径向内侧弯曲而形成所述敛紧部，将所述密封构件的后端朝向前端侧按压，将所述传感器元件组装于所述主体配件。在主体配件通过锻造制造而成的情况下，原本在敛紧部也产生残留应力，在使用气体传感器时暴露于高温下时，残留应力被释放而敛紧松动。因此，在通过锻造制造主体配件时，在对敛紧前的敛紧部预先施加热处理来释放残留应力之后进行敛紧，由此即使在使用气体传感器时暴露于高温中，也能抑制敛紧松动而传感器元件1与主体配件之间的密封构件的密封性下降。专利技术效果根据本专利技术，能够抑制气体传感器的传感器元件与主体配件之间的密封性的下降。附图说明图1是本专利技术的实施方式的气体传感器的剖视图。图2是表示本专利技术的实施方式的气体传感器的制造工序的图。图3是接着图2的图。图4是表示本专利技术的实施方式的气体传感器的制造工序的流程图。标号说明1气体传感器11主体配件11x0锻造体11x2主体配件原型体14凸缘部14L锻流线16敛紧部16x敛紧原型部21传感器元件22检测部41密封构件O轴线具体实施方式基于图1对本专利技术的实施方式的气体传感器进行说明。图1是本专利技术的实施方式的气体传感器1的剖视图。在图1中，气体传感器(全程空燃比气体传感器)1具备：传感器元件21、具有在轴线O方向上贯通而供传感器元件21插通的贯通孔32的保持件(陶瓷保持件)30、围绕陶瓷保持件30的径向周围的主体配件11。传感器元件21中形成检测部22的靠前端的部位相比陶瓷保持件30向前端突出。通过将配置于陶瓷保持件30的后端面侧(图示上侧)的密封构件(在本例中为滑石)41经由以绝缘材料制成的套筒43、环形垫圈45在前后方向上压缩，像这样穿过贯通孔32的传感器元件21从在主体配件11的内侧在前后方向上保持气密而固定。需要说明的是，传感器元件21的包含后端29的靠后端29的部位相比套筒43及主体配件11向后方突出，在形成于该靠后端29的部位的各电极端子24压接并电连接有端子配件75，该端子配件75设置于穿过弹性构件85而引出到外部的各引线71的前端。另外，包含该电极端子24的传感器元件21的靠后端29的部位由外筒81覆盖。以下，进一步进行详细说明。传感器元件21在轴线O方向上延伸，并且在朝向测定对象的前端侧(图示下侧)形成具备了由检测用电极等(未图示)构成的对被检测气体中的特定气体成分进行检测的检测部22的带板形状(板状)。传感器元件21的横截面呈在前后方向上大小固定的长方形(矩形)，以陶瓷(固体电解质等)为主体形成为细长的构件。该传感器元件21本身是与以往公知的构件相同的构件，在固体电解质(构件)的靠前端的部位配置有形成检测部22的一对检测用电极，在与之相连的靠后端的部位露出形成有用于与检测用输出取出用的引线71连接的电极端子24。另外，在本例中，在传感器元件21中层叠状地形成于固体电解质(构件)的陶瓷材料的靠前端的部位内部设置有加热器(未图示)，在靠后端的部位露出形成有与用于向该加热器施加电压的引线71连接用的电极端子24。需要说明的是，虽未图示，但这些电极端子24形成为纵向较长的矩形，例如在传感器元件21的靠后端29的部位，在带板的宽幅面(两面)横向排列有三个或两个电极端子。需要说明的是，在传感器元件21的检测部22包覆由氧化铝或尖晶石等构成的多孔质的保护层23。主体配件11由在前后方向上为同心异径的筒状的不锈钢构成，前端侧直径较小，具有用于将后述的保护件51、61外嵌固定的圆筒状的圆环状部(以下，也称为圆筒部)12，在其后方(图示上方)的外周面设置有形成比前端侧直径更大的用于向发动机的排气管固定的螺纹部13。并且，在其后方具备用于通过该螺纹部13将传感器1旋入的多边形的凸缘部14。另外，在该凸缘部14的后方相连设置有将覆盖气体传感器1的后方的保护筒(外筒)81外嵌焊接的圆筒部15，在其后方具备外径比其小的薄壁的敛紧部(弯折部)16。需要说明的是，该敛紧部16在图1中由于经过敛紧而向内侧弯曲。在凸缘部14的下表面附着有在旋入时用于密封的密封垫19。另一方面，主体配件11具有在轴线O方向上贯通的内孔1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体传感器，具备：传感器元件，在轴线方向上延伸，在前端侧形成有检测气体的检测部；筒状的主体配件，围绕保持所述传感器元件的径向周围；和密封构件，配置于所述传感器元件与所述主体配件之间，所述气体传感器的特征在于，所述主体配件由不锈钢构成，具有向径向外侧突出的凸缘部，并在自身的后端侧具有敛紧部，所述敛紧部向径向内侧弯曲而朝向前端侧直接或间接地按压所述密封构件的后端，所述敛紧部的沿所述轴线方向的截面的显微维氏硬度为140～210Hv。

【技术特征摘要】
2018.03.07 JP 2018-0404471.一种气体传感器，具备：传感器元件，在轴线方向上延伸，在前端侧形成有检测气体的检测部；筒状的主体配件，围绕保持所述传感器元件的径向周围；和密封构件，配置于所述传感器元件与所述主体配件之间，所述气体传感器的特征在于，所述主体配件由不锈钢构成，具有向径向外侧突出的凸缘部，并在自身的后端侧具有敛紧部，所述敛紧部向径向内侧弯曲而朝向前端侧直接或间接地按压所述密封构件的后端，所述敛紧部的沿所述轴线方向的截面的显微维氏硬度为140～210Hv。2.一种气体传感器的制造方法，该气体传感器具备：传感器元件，在轴线方向上延伸，在前端侧形成有检测气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：水谷健介，宫田大辅，清水健吾，杉原尚佑纪，藤井康宽，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP