气体传感器的制造方法及气体传感器技术

本发明专利技术提供一种可阻止引线损坏且即便当弹性密封件热膨胀时也可防止该弹性密封件破裂的气体传感器。该气体传感器被形成为采用这样一种弹性密封件，该弹性密封件具有小直径部和位于该小直径部的更前端侧且外径大于该小直径部的本体部。此弹性密封件被构造成使整个本体部和小直径部的前端侧设在外管状部件的内侧，以及当相对于气体传感器的轴向观察时，小直径部（圆柱部）的外周面被设置成跨过外管状部件的后端。小直径部的外周面与外管状部件的后端之间形成间隙Ｓ。同时，从更有效地防止引线损坏的观点来看，优选地，弹性密封件的后端与小直径部的后端周缘之间的轴向距离为０．６ｍｍ或更大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及气体传感器的制造方法及气体传感器。更详细的，本专利技术涉及气体传感器例如氧气传感器、NOX传感器和HC传感器的制造方法以及气体传感器，该气体传感器用于检测从内燃机排出的排气中的特定气体成分的浓度。
技术介绍
具有这样一种传感元件的气体传感器此前已用于汽车的空燃比控制，该传感元件的电气特性响应于排气中的特定气体成分的浓度而发生变化。作为此气体传感器，已知例如这样一种气体传感器，其被构造成包括由具有氧离子传导性的固体电解质形成的杯形传感元件、用于加热该传感元件的加热器、用于保持该传感元件的金属外壳、设在该金属外壳的后端侧上的管状金属件、以及与该传感元件和加热器电连接且从该管状金属元件的内部拉出到外部的引线。用于气体传感器的引线一般通过用绝缘膜覆盖与传感元件和加热器电连接的导线形成。在此气体传感器中，已知这样一种固定技术，在具有供上述引线插入的引线插孔的圆柱形弹性密封件设在管状金属件的内侧之后，通过径向朝内折曲(crimp)该管状金属件把该弹性密封件固定在管状金属件上(参见专利文献1和专利文献2)。通过采用此技术，能够提高弹性密封件与管状金属件以及引线与该弹性密封件之间的气密性，并能够确保该管状金属件内部的防水性。专利文献1未审的日本专利公开文献No.9-229897专利文献2未审的日本专利公开文献No.9-54063同时，近年来正试图节省汽车排气管周围的空间，从而出现了与气体传感器在该排气管上的安装位置有关的自由度受到限制的情况。因此，出现了这样一种情况，即，当在气体传感器安装到排气管上之后引出管状金属件的引线与外部电路例如ECU连接时，需要在引线插孔的后端开口边缘部附近的点处左右弯曲该引线。另外，还出现了这样一种情况，即，拉向气体传感器后端侧的引线需要朝向前端部(元件侧)弯曲近似180度并与外部电路连接。然而，在被构造成使弹性密封件的后端周缘相对于管状金属件位于更前端侧处的气体传感器的引线与外部电路连接时，导致了这样一问题，即，当在引线插孔的后端开口边缘部附近的点处左右弯曲引线时，该引线被损坏。也就是说，当在引线插孔的后端开口边缘部附近的点处左右弯曲引线时，使该引线与位于管状金属件后端部的边缘或毛边接触，以致当配线操作工人在此状态下拉扯引线时，绝缘膜由于该边缘或毛边的摩擦而破损，或者在更坏的情况下导线断开。尤其，当引线如上所述被弯曲近似180度时，易于导致此问题。因此，考虑这样一种对策，增大弹性密封件的高度以允许其后端侧伸出管状金属件的后端，以致即便引线被左右弯曲，该引线也不直接与管状金属件的边缘或毛边接触，从而防制引线损坏。然而，通过本专利技术人进行的调查研究发现，使圆柱状弹性密封件的后端简单地伸出管状金属件后端的对策导致了新问题，即，当在高温下使用气体传感器的过程中弹性密封件发生热膨胀时，由于与管状金属件的边缘或毛边的摩擦在该弹性密封件上导致局部应力，从而导致该弹性件内出现破裂。同时，当弹性件内出现破裂时，气体传感器不能维持气密性和防水性。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上述问题做出的，且其目的是提供一种可防止在弯曲引线时该引线损坏、同时可防止当在气体传感器的使用过程中弹性密封件热膨胀时该引线破裂的气体传感器。另外，本专利技术目的是提供一种具有此高可靠性的气体传感器的制造方法。依据本专利技术的一方面，提供一种气体传感器的制造方法，所述气体传感器具有传感元件，该传感元件在轴向上延伸且具有面向被测定气体的前端侧；金属外壳，其径向围绕所述传感元件且保持所述传感元件；管状金属件，其设在所述金属外壳的后端侧处；至少一根引线，其从所述管状金属件的内部向所述管状金属件的外部延伸，且具有与所述传感元件电连接的导线和覆盖所述导线的绝缘膜；以及弹性密封件，其具有引线插孔，所述引线插入在该引线插孔内，其特征在于，所述方法包括设置步骤，准备具有本体部和外径比所述本体部小的小直径部的所述弹性密封件，把整个所述本体部和所述小直径部的一部分设在所述管状金属件的内侧，以及允许所述小直径部的其余部分从所述管状金属件的后端向外伸出；以及折曲步骤，径向朝内折曲所述管状金属件的至少一部分，从而使所述弹性密封件压缩变形。在根据本专利技术的气体传感器的制造方法中，预先准备这样一种弹性密封件，该弹性密封件具有本体部和外径比该本体部小的小直径部。其后，依次执行把弹性密封件设在管状金属件内侧的设置步骤以及径向朝内折曲该管状金属件的一部分并把弹性密封件固定在该管状金属件上的折曲步骤。这里，在设置步骤中，通过朝向允许弹性密封件和管状金属件相互靠近的方向移动该弹性密封件和管状金属件之一，把该弹性密封件设在管状金属件的内侧。这种情况下，在依据本专利技术的气体传感器的制造方法里的设置步骤中，整个本体部和小直径部的一部分设在管状金属件的内侧，且该小直径部的其余部分从管状金属件的后端向外伸出。通过在设置步骤之后执行折曲步骤，当相对于气体传感器的轴向观察时，弹性密封件的小直径部而不是本体部的外周面被设置成跨过外管状部件的后端。由此，利用本专利技术方法获得的气体传感器被构造成使弹性密封件的小直径部的一部分从管状金属件的后端伸出，且即便在与外部设备连接时左右弯曲引线，该引线也难以直接与管状金属件的边缘或毛边接触，从而能够阻止该引线损坏。另外，与被构造成简单地使圆柱状弹性密封件的一部分从管状金属件的后端伸出的气体传感器相比，由于小直径部的外周面被设置成跨过管状金属件的后端，所以即便在使用气体传感器的过程中弹性密封件热膨胀，利用本专利技术获得的气体传感器也能够减小由位于管状金属件的后端部的边缘或毛边导致的应力。即，本专利技术方法能够获得弹性密封件内难以产生破裂的气体传感器，尽管该弹性密封件的一部分从管状金属件的后端伸出。这里，尽管利用本专利技术获得的气体传感器能够如上所述防止在弹性密封件热膨胀时出现破裂，只要小直径部的外周面被设置成跨过管状金属件的后端，但为了更有效地防止出现破裂，优选在折曲步骤之后使一间隙保持在该小直径部的外周面(外周面)与管状金属件的后端之间。然而在本专利技术中，折曲步骤之后，小直径部的外周面也可以与管状金属件的后端接触。这是因为即便小直径部的外周面与管状金属件的后端接触，所得到的接触压也小于本体部的外周面与该管状金属件的后端接触的情况，因而可预计到在弹性密封件热膨胀时难以出现破裂的效果。由此，利用根据本专利技术的气体传感器的制造方法，可制造一种相当可靠的气体传感器，其能够防止由于弯曲引线导致的该引线损坏，且即便在使用气体传感器的过程中弹性密封件热膨胀也能够防止该弹性密封件内出现破裂。同时，在此气体传感器中，单根引线或者多根引线可与传感元件电连接。在一个传感器信号利用引线输出而另一传感器信号为接地电位且经由金属外壳和管状金属件输出的情况下采用单根引线。另外，在输出正信号和负信号的情况下采用多根引线。另外，经由弹性密封件的引线插孔从管状金属件的内侧延伸到外侧的引线必须包括与上述传感元件电连接的引线，还可包括供加热器使用的引线，该引线与单独提供用以加热传感元件的陶瓷加热器电连接。同时，为当相对于气体传感器的轴向观察时弹性密封件的小直径部的外周面被设置成跨过管状金属件的后端，上述设置步骤是最值得注意的步骤，但优选在折曲步骤中执行折曲该管状金属件以使弹性密封件的本体部的外周面在折曲后不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体传感器的制造方法，所述气体传感器具有：传感元件，该传感元件在轴向上延伸且具有面向被测定气体的前端侧；金属外壳，其径向围绕所述传感元件且保持所述传感元件；管状金属件，其设在所述金属外壳的后端侧处；至少一根引线，其从所述管状金属件的内部向所述管状金属件的外部延伸，且具有与所述传感元件电连接的导线和覆盖所述导线的绝缘膜；以及弹性密封件，其具有引线插孔，所述引线插入在该引线插孔内，其特征在于，所述方法包括：设置步骤，准备具有本体部和外径比所述本体部小的小直径部的所述弹 性密封件，把整个所述本体部和所述小直径部的一部分设在所述管状金属件的内侧，以及允许所述小直径部的其余部分从所述管状金属件的后端向外伸出；以及折曲步骤，径向朝内折曲所述管状金属件的至少一部分，从而使所述弹性密封件压缩变形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赤塚正二，小川浩司，今枝清春，川合伸夫，新海修，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]