气体传感器的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种气体传感器的制造方法，采用以下步骤制造气体传感器：第一步、分别组装短传感器（１０）和线束组件（３０）；第二步、将短传感器（１０）与弹簧卡箍（２０）压配在一起；第三步、连接线束组件（３０）的弹簧座（３２）与弹簧卡箍（２０）；并将短传感器（１０）的传感元（１７）组装在线束组件（３０）上；第四步、连接线束组件（３０）与短传感器（１０）；第五步、固定线束组件（３０）与短传感器（１０）。本发明专利技术很好地解决了陶瓷传感元与金属端子的连接问题，该解决方案具有极大的成本优势。本发明专利技术所制造的气体传感器，一方面零件比较少，另一方面安装制造成本比较低，而且很容易实现尺寸结构的小型化，具有极大的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种内燃机用电气零件的制造方法，具体涉及一种气体传 感器的制造方法。
技术介绍
气体传感器，如氧传感器是发动机管理系统中的重要部件，其安装在 内燃机的排气系统中，用于感知废气中氧气的浓度，实现对污染物的排放 控制。氧传感器安装在发动机的排气系统中，工作环境比较恶劣，寿命期 内所承受的温度和机械应力都比较高，因此，稳定可靠的机械设计成为氧 传感器的设计能否成功的关键。现有的Nernst原电池型氧传感器，在内电极需要提供一个标准的参考 腔， 一般为大气。参考腔内的标准参考气体的氧分压必须始终保持一致， 对于大气来说，就是要保证大气清洁并能够与新鲜空气发生气体交换，否 则，将导致传感器的信号偏移。常用的做法是将该参考腔密封，并通过导 线连接到比较清洁的区域，通过气体的热胀冷縮实现与外界的气体交换。 在传感器内部形成一个密封腔，必须解决密封腔与废气的密封问题。常用 的做法是采用耐高温的无机非金属材料，并通过一定的结构将其压实，从 而实现密封。如图1所示，施加在保护套251上的轴向力，通过陶瓷衬套 252可传递给耐高温密封材料254。被压紧的密封材料254可有效防止废气 泄漏到密封腔。为了保证该密封的有效性，必须保证氧传感器的密封材料254在寿命期内都能保证密封。因此，在所施加的轴向力撤销后，也必须保 证密封材料254仍处于压縮状态。 一般在传感器座253外表面设置一定的 凹槽，通过铆压保护套251，在保护套251内表面形成凸起，实现将保护套 251固定在传感器座253上，从而保证被压紧的密封材料254不会变松，满 足寿命期内对密封性的要求。然而这种实现形式需要保护套251，而且为了保证密封材料254在寿命 期内都处于压縮状态，对保护套251的铆压工艺的控制比较复杂，对传感 器座253的尺寸精度要求也比较高。由于氧传感器中用于感知氧气浓度的陶瓷体需要在高温下工作，如何 将高温陶瓷与金属端子之间实现可靠的连接成为氧传感器的设计过程中必 须解决的问题。美国专利说明书US006082175A (公开日2000年7月4日)公开了一种 气体传感器，如图2所示，高温陶瓷150通过金属端子153与导线152实 现电气和机械连接。高温陶瓷150上的电极151与金属端子153实现连接， 带有凹槽的两个陶瓷件154可以将金属端子153盖住，从而实现金属端子 153与固定件155绝缘。固定件155有一个U型结构，可以将两个陶瓷件 154夹住。金属端子153与高温陶瓷150上的电极151连接时，需要采用专 用工装将具有U型结构的固定件155的口部撑开，使得两个陶瓷件154彼 此可以分开一定的距离，然后才能顺利将高温陶瓷150上的电极151置于 -金属端子153之间，完成上述动作后，使专用工装退出固定件155的口部， 固定件155将两个陶瓷件154牢牢夹注，固定于两个陶瓷件154上的金属端子153紧紧地压在高温陶瓷150的电极151上，实现电气和机械连接。这种结构的气体传感器， 一方面安装制造成本比较高，另一方面零件 比较多，无法实现尺寸结构的小型化。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种，用本发 明所制造的气体传感器能够满足传感器的小型化要求，并且成本低。 为解决上述技术问题，本专利技术的技术解决方案为采用以下步骤制造气体传感器 第一步、分别组装短传感器和线束组件；第二步、将短传感器与弹簧卡箍压配在一起；将线束组件的弹簧座从 保护套中取出，置于工装中；将辅助工具插入接触弹簧之间；第三步、连接线束组件的弹簧座与弹簧卡箍；并将短传感器的传感元 组装在线束组件上；a、 将短传感器的传感元插入辅助工具的内侧，使得传感元的接触盘与 接触弹簧的接触部分相对应；b、 使辅助工具从接触弹簧之间退出，使接触弹簧与传感元的接触盘直 接接触；第四步、连接线束组件与短传感器； 第五步、固定线束组件与短传感器。 本专利技术可以达到的技术效果是1、 本专利技术借助辅助工具将接触弹簧分开，因此在装配过程中不会破坏 传感元的接触盘，能够保证传感元所传递的信号的准确性。2、 本专利技术先将辅助工具置于接触弹簧之间，然后再将传感元插入，无 需对传感元磨边，这种装配方法可以彻底解决装配过程中边角破损的问题, 能够节省传感元的制造成本。本专利技术很好地解决了陶瓷传感元与金属端子的连接问题，该解决方案 具有极大的成本优势。本专利技术通过铆压或其它方法在传感器座与参考侧衬套相配合的内壁上 加工出多个凸点，使参考侧衬套固定于传感器座内，并可防止密封件因发 生回弹而失去密封效果，很好地解决了气体传感器的密封问题。本专利技术所制造的气体传感器， 一方面零件比较少，另一方面安装制造 成本比较低，而且很容易实现尺寸结构的小型化，具有极大的应用价值。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1是现有技术氧传感器的结构示意图2现有技术气体传感器的结构示意图3是短传感器的结构示意图4是短传感器的剖视图5是线束组件的结构示意图6是将弹簧座从保护套中取出后的线束组件的示意图；图8是用本专利技术所制造的气体传感器的结构示意图9是将装有辅助工具的传感元插入接触弹簧的示意图10是抽出辅助工具后使接触弹簧与传感元的接触盘直接接触的示意图11是本专利技术的流程图。图中，150高温陶瓷，151电极，152导线，153金属端子，154陶瓷件， 155固定件，251保护套，252陶瓷衬套，253传感器座，254密封材料，10 短传感器，20弹簧卡箍，30线束组件，ll保护罩，111通孔，112伸出部， 113固定部，114伞部，12传感器座，13废气侧衬套，14密封件，16参考 侧衬套，17传感元，171接触盘，121第一配合面、122第二配合面，1211 凸点，21卡箍体，22弹性体，31保护套，32弹簧座，321凸起，33接触 弹簧，34衬套，35索环，36导线，40装配完成后的保护套，50辅助工具， 60工装。具体实施例方式如图8所示，本专利技术所制造的气体传感器，包括短传感器IO、弹簧卡 箍20、线束组件30;如图3、图4所示，短传感器10包括金属保护罩11、金属传感器座12、 废气侧衬套13、密封件14、参考侧衬套16、陶瓷传感元17;保护罩11包括伸出部112、固定部113、伞部114，固定部113的外径 大于伸出部112，固定部113外表面与传感器座12顶部内表面之间为过盈 配合。保护罩11通过固定部113固定于传感器座12的顶部，保护罩11的伸出部112从传感器座12的顶部伸出，伸出部112设有若干通孔111。由于 伸出部112的外径小于固定部113，因此在装配过程中，能够很容易地将保 护罩11伸出传感器座12。传感器座12内表面设有与伞部114相配合的锥形面；所述废气侧衬套 13顶部设有与伞部114相配合的锥面。通过废气侧衬套13将保护罩11的伞部114紧压在传感器座12内表面 的锥形面上，可使保护罩11与传感器座12进一步固定。废气侧衬套13底部设置密封件14,密封件14底部设置参考侧衬套16。传感元17从底部伸入传感器座12，依次穿过参考侧衬套16、密封件 14、废气侧衬套13，置于传感器座12的中央，传感元17的顶部伸入保护 罩11的空腔内。传感元17的底部设有若干接触盘1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体传感器的制造方法，其特征在于：采用以下步骤制造气体传感器：第一步、分别组装短传感器（１０）和线束组件（３０）；第二步、将短传感器（１０）与弹簧卡箍（２０）压配在一起；将线束组件（３０）的弹簧座（３２）从保护套（３１）中取出，置于工 装（６０）中；将辅助工具（５０）插入接触弹簧（３３）之间；第三步、连接线束组件（３０）的弹簧座（３２）与弹簧卡箍（２０）；并将短传感器（１０）的传感元（１７）组装在线束组件（３０）上；ａ、将短传感器（１０）的传感元（１７）插入辅助工具（ ５０）的内侧，使得传感元（１７）的接触盘（１７１）与接触弹簧（３３）的接触部分相对应；ｂ、使辅助工具（５０）从接触弹簧（３３）之间退出，使接触弹簧（３３）与传感元（１７）的接触盘（１７１）直接接触；第四步、连接线束组件（３０）与短传感器 （１０）；第五步、固定线束组件（３０）与短传感器（１０）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉海，张笑冬，杨曾，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]