專(zhuān)利名稱(chēng)：傳感器、傳感器制造方法以及由隔離體和一加力構(gòu)件組成的組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器，在該傳感器中，一傳感器元件被連接到一金屬殼等構(gòu)件上，本發(fā)明還涉及一種制造傳感器的方法。
背景技術(shù)：
例如在內(nèi)燃機(jī)中，公知的是，采用如下的技術(shù)能非常有效地獲得節(jié)能、尾氣凈化等功效在該技術(shù)中，對(duì)廢氣中氧濃度、空燃比狀態(tài)等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，并基于檢測(cè)值執(zhí)行燃燒控制。作為對(duì)廢氣(被測(cè)氣體)中氧濃度等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量的傳感器，一種氣體傳感器是公知的，在該傳感器中，采用了由氧化鋯等固態(tài)電解質(zhì)制成的檢測(cè)元件。人們已對(duì)此類(lèi)傳感器作了很多改進(jìn)。
例如，專(zhuān)利文件JP-A-2001-147213就公開(kāi)了圖1所示的氣體傳感器1001。該氣體傳感器1001是一個(gè)要被用在車(chē)用內(nèi)燃機(jī)中的氧傳感器，其具有一檢測(cè)元件1010，其具有一個(gè)裸露在氣體中的見(jiàn)氣部分1011，這一部分將接觸到被測(cè)氣體；一金屬殼體1004，其將檢測(cè)元件1010保持在使見(jiàn)氣部分1011外露的狀態(tài)下；以及一保護(hù)罩1002，其是從金屬殼體1004一側(cè)進(jìn)行布置的，用于罩蓋著檢測(cè)元件1010的見(jiàn)氣部分1011。該氣體傳感器還具有兩引線(xiàn)連接端1071、1072，它們?cè)陔娐飞吓c檢測(cè)元件1010連接起來(lái)；多條引線(xiàn)1081、1091，這些引線(xiàn)將被連接到電路上；連接器1075、1076，引線(xiàn)連接端1071、1072通過(guò)這兩個(gè)連接器與引線(xiàn)1081、1091連接起來(lái)；一電絕緣性的絕緣構(gòu)件1005，其在兩連接器1075、1076之間實(shí)現(xiàn)絕緣；以及一第一金屬罩1003，絕緣構(gòu)件1005被包容在其中。在檢測(cè)元件1010中設(shè)置一加熱器1015，用于對(duì)檢測(cè)元件1010進(jìn)行加熱，其通過(guò)一條引線(xiàn)1171和圖中未示出的另一條引線(xiàn)與外界連接起來(lái)。
絕緣構(gòu)件1005具有一主體部分1051，該部分中包容著各引線(xiàn)1081、1091、1171的一部分以及連接器1075和1076等；以及一凸緣部分1052，其直徑大于主體部分1051的直徑。第一金屬罩1003具有一小徑部分1031，其內(nèi)徑大于絕緣構(gòu)件1005主體部分1051的外徑，但小于凸緣部分1052的外徑；一大徑部分1032，其內(nèi)徑大于凸緣部分1052的外徑；以及一臺(tái)階部分1033，其將小徑部分1031與大徑部分1032連接起來(lái)。
在絕緣構(gòu)件1005中，凸緣部分1052的一個(gè)表面(圖中的上表面)1521抵接著臺(tái)階部分1033，而其另一表面(圖中的下表面)1522則受一彈性構(gòu)件1006的頂壓，并被固定到該彈性構(gòu)件1006上，其中的彈性構(gòu)件1006被壓入到大徑部分1032中。也就是說(shuō)，絕緣構(gòu)件1005被固定成夾置在彈性構(gòu)件1006與第一金屬罩1003的臺(tái)階部分1033之間。
與常規(guī)氣體傳感器不同的是，按照這樣的構(gòu)造，氣體傳感器1001的結(jié)構(gòu)無(wú)須采用通過(guò)將多個(gè)罩殼組合起來(lái)而固定絕緣構(gòu)件的形式。由于采用彈性構(gòu)件1006來(lái)固定絕緣構(gòu)件1005，所以，即使絕緣構(gòu)件1005的尺寸出現(xiàn)偏差，第一金屬罩1003與金屬殼體1004之間的接合部位以及其它接合部位也不會(huì)受到影響。因此，可獲得一些益處例如能提高氣體傳感器總長(zhǎng)的尺寸精度。
如上所述，在氣體傳感器1001中，通過(guò)將絕緣構(gòu)件1005凸緣部分的表面1521抵接到第一金屬罩1003的臺(tái)階部分1033上而對(duì)絕緣構(gòu)件1005進(jìn)行固定，其中，表面1521基本上垂直于軸線(xiàn)方向(圖1中的垂直方向)，而臺(tái)階部分也類(lèi)似地垂直于軸向。但是，絕緣構(gòu)件1005凸緣部分1052的外徑小于第一金屬罩1003大徑部分1032的內(nèi)徑。因此，可能出現(xiàn)這樣的情況絕緣構(gòu)件1005在被固定到第一金屬罩1003上時(shí)，處于一種并非充分對(duì)正的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，第一金屬罩1003的軸線(xiàn)未能與絕緣構(gòu)件1005的軸線(xiàn)重合。結(jié)果就是，被保持在絕緣構(gòu)件1005中的引線(xiàn)1081、1091、1171的一部分以及連接器1075、1076等部件也會(huì)偏離它們的原始位置，從而就會(huì)向?qū)Ь€(xiàn)1081、1091、1171以及連接器等部件上施加不利的應(yīng)力。因而，可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，這些問(wèn)題包括損壞器件；以及使引線(xiàn)1081、連接器1075等部件斷路或脫開(kāi)，其中，對(duì)器件的損壞例如是將檢測(cè)元件1010或加熱器1015彎折。
氣體傳感器1001是按照如下的方式制得的。首先，在引線(xiàn)1081、連接器1075等部件未被安裝到絕緣構(gòu)件1005中的狀態(tài)下，先利用彈性構(gòu)件1006將絕緣構(gòu)件1005固定到第一金屬罩1003的內(nèi)部。而后，將引線(xiàn)1081、連接器1075等部件安裝到絕緣構(gòu)件1005中。然后將加熱器1015插入到檢測(cè)元件1010中，并將第一金屬罩1003固定到金屬殼體1004上。
但是，在絕緣構(gòu)件1005被固定到第一金屬罩1003的狀態(tài)下，將引線(xiàn)1081、連接器1075等部件安裝到絕緣構(gòu)件1005中的工作會(huì)有一些麻煩。將引線(xiàn)1081、連接器1075等部件安裝在絕緣構(gòu)件1005中的合適位置上將是困難的。另外，如果不能將這些器件安裝在合適的位置上，則就會(huì)與上述發(fā)生位置偏移的情況相同會(huì)向引線(xiàn)1081、1091、1171以及連接器1075、1076施加不利的應(yīng)力，從而會(huì)出現(xiàn)斷路或脫開(kāi)等問(wèn)題。
還可考慮相反的情況先將引線(xiàn)1081、連接器1075等部件安裝到絕緣構(gòu)件1005中的適當(dāng)位置上，然后再將絕緣構(gòu)件1005固定到第一金屬罩1003的內(nèi)部。但是，由于引線(xiàn)1081、連接器1075等部件已被安裝到了絕緣構(gòu)件1005中，因而，與絕緣構(gòu)件1005中未設(shè)置這些器件的情況相比，很難將彈性構(gòu)件1006壓入到第一金屬罩1003中，且將絕緣構(gòu)件1005固定到第一金屬罩1003內(nèi)部的工作也變得棘手了。
如上所述，氣體傳感器1001是按照如下的方式制得的。首先，先利用彈性構(gòu)件1006將其中尚未裝入引線(xiàn)1081等部件的絕緣構(gòu)件1005固定到第一金屬罩1003的內(nèi)部。而后，再將引線(xiàn)1081、連接器1075等部件安裝到絕緣構(gòu)件1005中。然后將加熱器1015插入到檢測(cè)元件1010中，并將第一金屬罩1003固定到金屬殼體1004上。根據(jù)被安裝在絕緣構(gòu)件1005中的引線(xiàn)1171等部件的封裝狀態(tài)，可能會(huì)出現(xiàn)這樣的情況要被連接到引線(xiàn)等部件上的加熱器1015相對(duì)于絕緣構(gòu)件1005軸線(xiàn)傾斜著的狀態(tài)是最為穩(wěn)定的狀態(tài)。
但是，在上述的制造方法中，加熱器1015是在絕緣構(gòu)件1005已被固定到第一金屬罩1003中的狀態(tài)下插入的。因而，需要利用插入動(dòng)作強(qiáng)制地改變加熱器1015的傾斜度。結(jié)果就是，會(huì)向加熱器1015、其引線(xiàn)連接端、引線(xiàn)1171等部件施加有害應(yīng)力，從而會(huì)導(dǎo)致諸如斷路、脫開(kāi)、加熱器彎折等問(wèn)題的出現(xiàn)。
本發(fā)明是基于上述的問(wèn)題而作出的。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種傳感器，其具有一金屬外管，諸如連接器等接線(xiàn)端構(gòu)件被安裝在該金屬外管中，而且，一用于在接線(xiàn)端構(gòu)件等部件之間實(shí)現(xiàn)絕緣的隔離體被安裝在該外管中，而且按照與上述絕緣構(gòu)件和第一金屬罩類(lèi)似的方式進(jìn)行固定，這種傳感器具有很高的可靠性，本發(fā)明的目的還在于提供一種制造傳感器的方法，其中的傳感器具有高度的可靠性，并易于制造。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造傳感器的方法，在該制造方法中，幾乎不會(huì)出現(xiàn)彎折加熱器等部件的情況。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種由一隔離體和一加力構(gòu)件組成的組件，該組件適合用來(lái)制造傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的解決方案是提供一種傳感器，其具有一傳感器元件；一金屬殼體，其保持著所述傳感器元件；一個(gè)或多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，其與傳感器元件保持電連接，且從傳感器元件向一后端拉長(zhǎng)；一金屬外管，其自身的頂端部與金屬殼體相連接；以及一電絕緣的隔離體，其被安裝在金屬外管內(nèi)，傳感器的接線(xiàn)端構(gòu)件被定位在該隔離體中，且在各個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間、或傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與金屬外管之間的至少一個(gè)中實(shí)現(xiàn)絕緣，其中，該隔離體具有一位于后端一側(cè)的部分；以及一凸緣部分，其相對(duì)于后端側(cè)部分而言位于頂端一側(cè)，該凸緣部分的直徑大于后端側(cè)部分的直徑，金屬外管具有一臺(tái)階部分或一內(nèi)凸起，其抵接著隔離體的凸緣部分，隔離體凸緣部分上的一個(gè)外管抵接部分、與金屬外管上臺(tái)階部分或內(nèi)凸起部分上的一個(gè)凸緣抵接部分中的至少之一形成一個(gè)斜面，該斜面隨著向頂端的延展而在徑向方向上向外擴(kuò)開(kāi)，外管抵接部分抵接著金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起，凸緣抵接部分抵接著隔離體凸緣部分的外管抵接部分，且隔離體被金屬外管保持在被推壓向后端的狀態(tài)下。
在本發(fā)明的傳感器中，隔離體的凸緣部分具有外管抵接部分，這一部分抵接著金屬外管內(nèi)凸起的臺(tái)階部分，金屬內(nèi)管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起具有凸緣抵接部分，其抵接著隔離體的外管抵接部分。外管抵接部分與凸緣抵接部分中的至少之一形成了傾斜面，其隨著向頂端延伸而在徑向上逐漸處于外側(cè)。另外，隔離體被壓向后端。也就是說(shuō)，沿著外管抵接部分和凸緣抵接部分相互靠近的方向，隔離體受到擠壓。另外，在該狀態(tài)下，隔離體被保持在金屬外管中。
甚至在這樣的情況下在組裝傳感器的過(guò)程中，隔離體的軸線(xiàn)被設(shè)定為偏離金屬外管的軸線(xiàn)，當(dāng)將隔離體壓向后端時(shí)，隔離體會(huì)沿著外管抵接部分和凸緣抵接部分至少之一上的斜面移動(dòng)，由此可減小兩軸線(xiàn)之間的偏移。因而，可合適地確定出隔離體相對(duì)于金屬外管的位置，進(jìn)而還能正確地確定出設(shè)置在隔離體中的傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件的位置。結(jié)果就是，在該傳感器中，可避免故障的出現(xiàn)，該故障例如是由于傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件的位置或姿態(tài)存在偏差而導(dǎo)致傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件自身或接線(xiàn)端構(gòu)件與傳感器元件之間受到應(yīng)力作用、從而對(duì)傳感器元件造成損壞或使傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件斷路，另外，在該傳感器中，隔離體能被穩(wěn)定地固定在金屬外管中，從而達(dá)到很高的可靠性。
如上所述，需要外管抵接部分與凸緣抵接部分的至少之一形成在朝向頂端方向上向徑向外側(cè)擴(kuò)開(kāi)的斜面。例如在由外管抵接部分形成一錐面的情況下，凸緣抵接部分可以是一個(gè)以面接觸或點(diǎn)接觸形式抵接著所述錐面的另一錐面，或者為其它的形式，其中，所述錐面在向頂端延伸的方向上在徑向上向外擴(kuò)開(kāi)。在凸緣抵接部分形成一錐面的情況下，外管抵接部分可以是一個(gè)抵接著所述錐面的另一錐面，或者為其它的形式，其中，所述錐面在向頂端延伸的方向上其直徑逐漸地增大。
本發(fā)明的另一解決方案在于提供一種傳感器，其具有一傳感器元件；一金屬殼體，其保持著所述傳感器元件；一個(gè)或多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，它們與傳感器元件保持電連接，并從傳感器元件向一后端拉長(zhǎng)；一金屬外管，其自身的頂端部與金屬外管相連接；以及一電絕緣性的隔離體，其被安裝在金屬外管中，所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件被設(shè)置在該隔離體中，且其在各個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間和/或傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與金屬外管之間實(shí)現(xiàn)了絕緣，其中，隔離體具有一后端側(cè)部分；以及一凸緣部分，其被設(shè)置在相對(duì)于后端側(cè)部分而言的一頂端側(cè)部分上，頂端側(cè)部分的直徑大于后端側(cè)部分的直徑，金屬外管具有一臺(tái)階部分或內(nèi)凸起，其抵接著隔離體的凸緣部分，隔離體凸緣部分上的一個(gè)外管抵接面和金屬外管內(nèi)凸起或臺(tái)階部分上的一凸緣抵接面都形成了一個(gè)斜面，該斜面在朝向頂端的方向上沿徑向向外擴(kuò)開(kāi)，外管抵接面抵接著金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起，并面向后端側(cè)，凸緣抵接面抵接著隔離體凸緣部分的外管抵接面，且隔離體被金屬外管保持在被壓向后端的狀態(tài)下。
在本發(fā)明的傳感器中，隔離體的凸緣部分具有外管抵接面，其形成了一個(gè)面向后端側(cè)的斜面，該斜面抵接著金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起，且該斜面隨著向頂端延伸而在徑向上向外擴(kuò)展，其例如是一個(gè)錐面，其直徑在向頂端延伸的方向上逐漸增大。另外，金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起具有凸緣抵接面，其形成了一個(gè)面向頂端側(cè)的斜面，其抵接著隔離體的外管抵接面，且在向頂端延伸的方向上在徑向上向外擴(kuò)展，其例如是一個(gè)錐面，其直徑在向頂端延伸的方向上逐漸增大。另外，隔離體被壓向后端。也就是說(shuō)，沿著外管抵接面和凸緣抵接面相互靠近的方向?qū)Ω綦x體施壓。另外，在此狀態(tài)下，隔離體被保持在金屬外管中。
即使在這樣的情況下在組裝傳感器的過(guò)程中，隔離體的軸線(xiàn)被設(shè)定為偏離金屬外管的軸線(xiàn)，當(dāng)隔離體被壓向后端時(shí)，隔離體會(huì)沿著隔離體和金屬外管上的斜面移動(dòng)，由此可減小兩軸線(xiàn)之間的偏移。因而，可合適地確定出隔離體相對(duì)于金屬外管的位置，進(jìn)而還能正確地確定出設(shè)置在隔離體中的傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件的位置。結(jié)果就是，在該傳感器中，可避免故障的出現(xiàn)，該故障例如是由于傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件的位置或姿態(tài)存在偏差而導(dǎo)致傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件自身或接線(xiàn)端構(gòu)件與傳感器元件之間受到應(yīng)力作用、從而對(duì)傳感器元件造成損壞或使傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件斷路，另外，在該傳感器中，隔離體能被穩(wěn)固地固定在金屬外管中，從而達(dá)到很高的可靠性。
在上述的傳感器中，需要設(shè)置一個(gè)或多個(gè)與傳感器元件保持電路連接的傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件。只設(shè)置有一個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件的實(shí)例為這樣的情況其中一個(gè)傳感器信號(hào)經(jīng)該接線(xiàn)端構(gòu)件輸出，而其余的傳感器信號(hào)被金屬殼體和金屬外管設(shè)定為接地電勢(shì)。在此情況下，利用隔離體在傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與金屬外管之間實(shí)現(xiàn)絕緣。采用多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件的實(shí)例是這樣的情況正負(fù)傳感器信號(hào)都要輸出。在此情況下，利用隔離體實(shí)現(xiàn)各個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間的絕緣。
可采用任何能將隔離體壓向后端的機(jī)構(gòu)，以便于對(duì)隔離體進(jìn)行加壓。舉例來(lái)講，可將一環(huán)形的金屬板加壓插入到金屬外管中，該金屬板的外圓周上制有以齒輪形式突伸著的釘形部分，釘形部分被與金屬外管的內(nèi)壁面壓觸到一起，且環(huán)形體部分抵接著隔離體凸緣部分的頂端側(cè)表面，由此將隔離體壓向后端。
至于所述傳感器，其可以是具有傳感器元件、金屬殼體、金屬外管、隔離體等部件的任何傳感器類(lèi)型。舉例來(lái)講，可采用氣體傳感器、溫度傳感器以及其它形式的傳感器，其中的氣體傳感器例如是氧傳感器、NOX傳感器或HC傳感器。
優(yōu)選地是，傳感器的結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成隔離體的凸緣部分具有一面對(duì)著頂端側(cè)的頂端側(cè)表面，且傳感器包括一加力構(gòu)件，其被保持在金屬外管的內(nèi)部，且抵接著凸緣部分的頂端側(cè)表面，以便于將隔離體壓向后端，在徑向方向上，加力構(gòu)件與頂端側(cè)表面為點(diǎn)接觸關(guān)系。
在組裝傳感器的過(guò)程中，根據(jù)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件的連接位置和連接方式、與傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件連接著的引線(xiàn)的布置形式、一絕緣墊圈的形狀、環(huán)繞著墊圈對(duì)一氣密密封件進(jìn)行填隙的形式等情況，經(jīng)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件和引線(xiàn)向隔離體施加各種作用力，用以改變隔離體的姿態(tài)，其中的絕緣墊圈被安裝到金屬外管的一個(gè)后端開(kāi)孔中，以便于使金屬外管的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)氣密。
但是，當(dāng)隔離體被緊緊地固定到金屬外管上時(shí)，隔離體的姿態(tài)就不能改變了。因而，會(huì)在傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件、傳感器元件以及引線(xiàn)中產(chǎn)生應(yīng)力，這樣就出現(xiàn)了發(fā)生故障的可能性，其中的故障例如是傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件或引線(xiàn)的斷裂。
與之相反，在本發(fā)明的傳感器中，加力構(gòu)件例如為環(huán)形、或者為各個(gè)部分被斷開(kāi)的環(huán)形，在徑向方向上觀察時(shí)，其與頂端側(cè)表面為點(diǎn)接觸。與上述的情況(即盡管隔離體也被類(lèi)似地壓向后端的情況)相比，由于抵接部分具有一定的寬度，并沿環(huán)形延伸，因而，在組裝傳感器的過(guò)程中，可相對(duì)容易地改變隔離體的姿態(tài)(例如，隔離體軸線(xiàn)相對(duì)于金屬外管軸線(xiàn)的偏移、軸線(xiàn)的傾斜以及旋轉(zhuǎn))。因此，在組裝傳感器的過(guò)程中幾乎不可能向傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件、引線(xiàn)等部件施加應(yīng)力。結(jié)果就是，在所制得的傳感器中，不會(huì)出現(xiàn)諸如傳感器元件開(kāi)裂、傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件或引線(xiàn)斷裂等問(wèn)題，從而，該傳感器具有很高的可靠性。
優(yōu)選地是，上述的任何類(lèi)型傳感器都被設(shè)計(jì)為這樣的結(jié)構(gòu)在該傳感器中，傳感器元件是一個(gè)圓柱形的氣體傳感器元件，其頂端一側(cè)是封閉的，該傳感器具有一棒式加熱器，其被插入到氣體傳感器元件帶底的孔中；以及一個(gè)或多個(gè)加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件，它們與加熱器保持電路連接，所述的隔離體能在傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)絕緣。
本發(fā)明的傳感器采用了一個(gè)圓柱形的氣體傳感器元件作為所述傳感器元件，其頂端側(cè)是封閉的，傳感器具有一棒式加熱器，其被插入到氣體傳感器元件的帶底的孔中，傳感器還具有與加熱器保持電路連接的加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件，且隔離體在各個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間、以及在加熱器的各個(gè)接線(xiàn)端構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)絕緣。在一個(gè)除了上述傳感器元件之外還具有加熱器和加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件的傳感器(氣體傳感器)中，隔離體在金屬外管中的位置還會(huì)受到加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件、加熱器等部件的布置位置和姿態(tài)的影響，因而，在組裝傳感器的過(guò)程中，隔離體的軸線(xiàn)趨于被設(shè)置成偏離金屬外管的軸線(xiàn)。
與此相反，在本發(fā)明的傳感器中，如上所述，隔離體的凸緣部分具有形成斜面的外管抵接面，其在朝向頂端的方向上沿徑向擴(kuò)展開(kāi)，另外，金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起具有形成了斜面的凸緣抵接面，其在朝向頂端的方向上向徑向外側(cè)擴(kuò)開(kāi)。另外，隔離體被推壓向后端。因而，按照與上文相同的方式，能合適地確定出隔離體相對(duì)于金屬外管的位置，進(jìn)而還能正確地確定出設(shè)置被隔離體保持著的傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件和加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件的位置。結(jié)果就是，在該傳感器中，可避免故障的出現(xiàn)，該故障例如是由于傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件和加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件的位置或姿態(tài)存在偏差，導(dǎo)致向傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件自身、傳感器接線(xiàn)端與傳感器元件構(gòu)件之間、加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件自身、或加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件與加熱器之間施加應(yīng)力，從而對(duì)傳感器元件造成損壞、使傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件斷路、對(duì)加熱器造成破壞(彎折)、或使加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件斷路，從而能達(dá)到很高的可靠性。
本發(fā)明的又一解決方案在于提供一種制造傳感器的方法，該傳感器具有一傳感器元件；一金屬殼體，其保持著所述傳感器元件；一個(gè)或多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，其與傳感器元件保持電連接，且從傳感器元件向一后端拉長(zhǎng)；一金屬外管，其自身的頂端部與金屬殼體相連接；以及一電絕緣性的隔離體，其被安裝在金屬外管內(nèi)，該隔離體具有一后端側(cè)部分，其位于后端一側(cè)；一頂端側(cè)部分，其位于頂端一側(cè)；以及一凸緣部分，其位于后端側(cè)部分與頂端側(cè)部分中間，該凸緣部分的直徑大于后端側(cè)部分和頂端側(cè)部分的直徑，且其具有一個(gè)頂端側(cè)表面，該表面位于凸緣部分與頂端側(cè)部分之間，并面向頂端一側(cè)，凸緣部分還具有一后端側(cè)表面，其位于凸緣部分與后端側(cè)部分之間，并面向后端一側(cè)，傳感器的接線(xiàn)端構(gòu)件被定位在隔離體中，該隔離體能在各個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間、或傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與金屬外管之間的至少一個(gè)方面實(shí)現(xiàn)絕緣，金屬內(nèi)管具有一臺(tái)階部分或一內(nèi)凸起，其抵接著隔離體凸緣部分的后端側(cè)，傳感器具有一加力構(gòu)件，其將隔離體壓向后端，其中，所述方法包括一抵接步驟，在傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件已被設(shè)置在隔離體中、加力構(gòu)件被隔離體頂端側(cè)部分的外周部保持著、且隔離體的凸緣部分與金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起相互抵接著的狀態(tài)下，沿著使金屬外管和金屬殼體相互靠近的方向，移動(dòng)金屬外管和金屬殼體中的至少之一，由此使金屬外管的頂端部抵接到金屬殼體上；以及一變形步驟，在如下的狀態(tài)下、沿徑向向內(nèi)的方向?qū)饘偻夤艿囊徊糠诌M(jìn)行加壓以形成一個(gè)向內(nèi)突出的變形部分傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件已被設(shè)置在隔離體中；隔離體的凸緣部分與金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起相抵接；且加力構(gòu)件抵接著隔離體凸緣部分的頂端側(cè)表面，其中，在此狀態(tài)下，加力構(gòu)件被所述頂端側(cè)部分的外周面保持著，所形成的變形部分位于所述加力構(gòu)件的徑向外側(cè)，在上述狀態(tài)下，所述加力構(gòu)件也產(chǎn)生了變形，以使得所述加力構(gòu)件將所述隔離體壓向所述后端。
在上文的現(xiàn)有技術(shù)中，在引線(xiàn)1081等部件尚未穿過(guò)絕緣構(gòu)件1005的狀態(tài)下，利用彈性構(gòu)件1006將絕緣構(gòu)件1005連接并固定到第一金屬罩1003上。因而，引線(xiàn)1081等部件必須在絕緣構(gòu)件1005已被保持在第一金屬罩1003的狀態(tài)下、隨后穿過(guò)絕緣構(gòu)件1005，且引線(xiàn)接線(xiàn)端1071、連接器1075等部件必須要被布置到絕緣構(gòu)件1005中。因此，組裝工作將很麻煩，而且，如果在聯(lián)接隔離體的過(guò)程中，引線(xiàn)接線(xiàn)端1071、連接器1075等部件的位置出現(xiàn)偏差，則就容易在引線(xiàn)接線(xiàn)端等部件中產(chǎn)生應(yīng)力。
還可考慮與之相反的情況將引線(xiàn)1081穿過(guò)絕緣構(gòu)件1005，并將引線(xiàn)接線(xiàn)端1071、連接器1075等部件設(shè)置到絕緣構(gòu)件1005的內(nèi)部，然后在此狀態(tài)下再將絕緣構(gòu)件1005連接到第一金屬罩1003的內(nèi)部。但是，在此情況下，由于絕緣構(gòu)件1005的內(nèi)部存在連接器1075、引線(xiàn)1081等部件，因而很難向彈性構(gòu)件1006施壓而將其插入到絕緣構(gòu)件1005與第一金屬罩1003之間。
與此相反，在本發(fā)明的傳感器制造方法中，事先制備出一個(gè)隔離體，在該隔離體中設(shè)置傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，且絕緣構(gòu)件被連接、固定到頂端側(cè)部分上。而后，首先執(zhí)行抵接部分和變形步驟中的其中一個(gè)步驟，然后再執(zhí)行另一步驟。
在抵接步驟中，在隔離體的凸緣部分與金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起相互抵接的狀態(tài)下，在使金屬外管與金屬殼體相互靠近的方向上至少移動(dòng)二者中的一個(gè)，由此使金屬外管的頂端部抵接到金屬殼體上。與此相反，在變形步驟中，在隔離體的凸緣部分與金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起相互抵接著的狀態(tài)下，形成一變形部分，且對(duì)加力構(gòu)件進(jìn)行變形，以利用加力構(gòu)件將隔離體壓向后端，由此使隔離體的凸緣部分與金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起相互緊密地接觸到一起。
按照這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在將傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件設(shè)置到隔離體內(nèi)的工作過(guò)程中，金屬外管并不會(huì)對(duì)操作造成阻礙，因而能容易地進(jìn)行工作。另外，與上述的現(xiàn)有技術(shù)不同，并非必須在將金屬外管的頂端部抵接到金屬殼體上之前將彈性構(gòu)件壓入金屬外管中。也就是說(shuō)，可以在使金屬外管與金屬殼體抵接到一起之前或之后執(zhí)行對(duì)隔離體的固定。另外，如果從金屬外管的外側(cè)來(lái)形成變形部分，則可將隔離體壓向后端。因此，可容易地進(jìn)行固定，而不會(huì)受到設(shè)置在隔離體中的傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件等的影響。
由于使金屬外管的頂端部與金屬殼體抵接到一起，所以可確定金屬外管和隔離體相對(duì)于金屬殼體的縱向位置。
可利用一斂縫工藝或激光焊接工藝將相互抵接著的金屬外管頂端部與金屬殼體連接起來(lái)。作為備選方案，也可利用斂縫工藝將金屬外管的頂端部與金屬殼體臨時(shí)性地相互固定起來(lái)，并在執(zhí)行了變形步驟和其它步驟之后，利用激光焊接將它們相互連接起來(lái)。可選的方案是，在將金屬外管頂端部保持為緊壓著金屬殼體的狀態(tài)的同時(shí)，可無(wú)需進(jìn)行臨時(shí)性固定和焊接地執(zhí)行生產(chǎn)步驟，而且，在變形步驟中將加力構(gòu)件變形之后，可利用激光焊接等工藝將金屬外管的頂端部與金屬殼體相互連接起來(lái)。
優(yōu)選地是，該傳感器制造方法是制造這樣一種傳感器的方法在該傳感器中，隔離體凸緣部分的后端側(cè)表面形成了一個(gè)斜面，該斜面在延伸向頂端的方向上沿徑向向外擴(kuò)展開(kāi)，金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起具有一凸緣抵接面，其形成了一個(gè)斜面，該斜面抵接著隔離體的后端側(cè)表面，且在向頂端延伸的方向上沿徑向向外擴(kuò)開(kāi)。
在本發(fā)明的傳感器制造方法中，隔離體凸緣部分的后端側(cè)表面抵接著金屬外管臺(tái)階部分或內(nèi)凸起的凸緣抵接面，且凸緣部分的后端側(cè)表面(對(duì)應(yīng)于抵接著外管的那一后端側(cè)表面)與金屬外管的凸緣抵接面形成了一個(gè)斜面，該斜面在朝向頂端的方向上向徑向外側(cè)擴(kuò)開(kāi)。因而，在變形步驟中，當(dāng)隔離體被加力構(gòu)件推壓向后端時(shí)，隔離體會(huì)沿著斜面而在某一方向上移動(dòng)，該方向?yàn)楦綦x體的軸線(xiàn)與金屬外管的軸線(xiàn)相互重合的方向，這樣就能合適地確定出隔離體相對(duì)于金屬外管的位置。由于隔離體相對(duì)于金屬外管的位置能被合適地確定出來(lái)，進(jìn)而被隔離體保持著的傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件的位置也能被正確地確定出來(lái)，因而，在該傳感器中，可防止故障的出現(xiàn)，該故障例如是由于傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件的位置或姿態(tài)存在偏差而導(dǎo)致傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件自身或接線(xiàn)端構(gòu)件與傳感器元件之間受到應(yīng)力作用、從而對(duì)傳感器元件造成損壞或使傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件斷路，另外，在該傳感器中，隔離體能被穩(wěn)固地固定在金屬外管中，從而達(dá)到很高的可靠性。
優(yōu)選地是，上述的任一傳感器制造方法都是這樣一種傳感器制造的方法在該方法中，加力構(gòu)件具有一金屬管部分，其內(nèi)徑大于隔離體頂端側(cè)部分的外徑，其外徑小于金屬外管的內(nèi)徑；以及一彈性保持部分，當(dāng)金屬管部分被安裝到隔離體的頂端側(cè)部分上時(shí)，該保持部分彈性地抵接著位于金屬管部分中的隔離體的頂端側(cè)部分，以將金屬管部分保持到隔離體上，而且，隨著在變形步驟中形成金屬外管上的變形部分，可利用金屬管部分的后端將隔離體凸緣部分的頂端側(cè)表面推壓向后端。
在本發(fā)明的傳感器制造方法中，采用了具有金屬管部分的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的加力構(gòu)件和彈性保持部分。加力構(gòu)件能被容易地安裝到隔離體頂端側(cè)部分上，且能低成本地制造出傳感器。另外，當(dāng)在金屬外管上形成變形部分時(shí)，金屬管部分的一部分略微移動(dòng)向所述后端，其中，金屬管部分的這一部分相對(duì)于另一個(gè)部分而言位于后端一側(cè)，而另一部分則隨著變形過(guò)程的進(jìn)行而被變形。因而，金屬管部分的后端頂壓著隔離體凸緣部分的頂端側(cè)表面，并將該頂端側(cè)表面推壓向后端。換言之，在隔離體凸緣部分的頂端側(cè)表面上，相對(duì)于加力構(gòu)件的抵接部分為環(huán)形的形式，在徑向方向上，二者之間為點(diǎn)接觸的形式。在上述的情況中，盡管隔離體也被類(lèi)似地推壓向后端的情況，但與其相比，由于抵接部分具有一定的寬度，并沿環(huán)形延伸，因而，在組裝傳感器的過(guò)程中，可相對(duì)容易地改變隔離體的姿態(tài)(例如，隔離體軸線(xiàn)相對(duì)于金屬外管軸線(xiàn)的偏移、軸線(xiàn)的傾斜、以及旋轉(zhuǎn))。因此，在組裝傳感器的過(guò)程中幾乎不會(huì)向傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件、引線(xiàn)等部件施加應(yīng)力。結(jié)果就是，在所制得的傳感器中，不會(huì)出現(xiàn)諸如傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件或引線(xiàn)斷裂等問(wèn)題，從而，該傳感器具有很高的可靠性。
優(yōu)選地是，該傳感器制造方法是這樣一種傳感器制造方法在該方法中，加力構(gòu)件的彈性保持部分被制在三個(gè)或多個(gè)位置上，這些位置在金屬管部分的圓周方向上具有規(guī)則的間距。
由于加力構(gòu)件的彈性保持部分被制在三個(gè)或多個(gè)沿圓周方向等間距分布的位置上，所以能將隔離體凸緣部分的頂端側(cè)表面合適地推壓向后端。
優(yōu)選地是，該傳感器制造方法是這樣一種傳感器制造方法在該方法中，加力構(gòu)件的金屬管部分具有一后端部，該后端部在徑向方向上向內(nèi)或向外彎曲。
金屬管部分的后端抵接著隔離體凸緣部分的頂端側(cè)表面。因而，當(dāng)隔離體的姿態(tài)要發(fā)生變化時(shí)，會(huì)在隔離體的頂端側(cè)表面與金屬管部分后端的斷面之間產(chǎn)生摩擦，該摩擦具有阻礙隔離體的姿態(tài)發(fā)生改變的作用。在本發(fā)明中，金屬管部分的后端具有向內(nèi)或向外彎曲的形狀，因而，隔離體的頂端側(cè)表面抵接著彎曲的后端部。因而，可減小相對(duì)于隔離體頂端側(cè)表面的摩擦，從而能更為容易地改變隔離體的姿態(tài)。
優(yōu)選地是，上述的任一傳感器制造方法都是這樣一種傳感器制造的方法在該方法中，加力構(gòu)件的彈性保持部分是一個(gè)J形的彈性保持部分，其被布置在金屬管部分的后端中，該保持部分向徑向內(nèi)側(cè)延伸，并逐漸改變方向而延伸向頂端，從而彎曲成大體上為J型的形狀。
在本發(fā)明的傳感器制造方法中，采用了這樣的加力構(gòu)件在該加力構(gòu)件中，彈性保持部分是一個(gè)基本上為J形的彈性保持部分。如果彈性保持部分為J形的彈性保持部分，則通過(guò)調(diào)整彎曲部分的半徑、寬度等尺寸就能容易地獲得足夠的彈性。
優(yōu)選地是，上述的任一傳感器制造方法都是這樣一種傳感器制造方法在該方法中，在隔離體的外管抵接表面與金屬外管的凸緣抵接表面相互抵接到一起的狀態(tài)下，隔離體凸緣部分的直徑小于金屬外管上環(huán)繞著凸緣部分的直徑，加力構(gòu)件金屬管部分上一個(gè)部分的直徑小于金屬外管上一個(gè)環(huán)繞著這一部分的直徑，但大于凸緣部分的直徑，其中，金屬管部分上這一部分相對(duì)于金屬管部分的變形部分位于后端一側(cè)，而變形部分則在變形步驟中經(jīng)過(guò)了變形。
根據(jù)該傳感器制造方法，甚至在石頭等物體撞擊到金屬外管凸緣部分的周?chē)糠?、或凸緣部分與變形部分之間的一個(gè)部分而使金屬外管被顯著壓癟的情況下，由于在被壓癟的金屬外管碰到凸緣部分上之前、金屬管部分上一個(gè)直徑大于凸緣部分直徑的部位將首先碰到金屬外管，由此可吸收沖擊作用。因而，可防止出現(xiàn)這樣的損壞例如由于被壓癟的金屬外管猛烈地撞擊凸緣部分，而使包括該凸緣部分的隔離體開(kāi)裂。
優(yōu)選地是，所述傳感器制造方法是這樣一種傳感器制造方法在該方法中，加力構(gòu)件是一個(gè)圓筒形的橡膠構(gòu)件，其內(nèi)徑小于隔離體頂端側(cè)部分的外徑，且當(dāng)該構(gòu)件被連接到隔離體頂端側(cè)部分上時(shí)，其外徑小于金屬外管的內(nèi)徑，而且，隨著在變形步驟中形成金屬外管的變形部分，該構(gòu)件被變形為將隔離體凸緣部分的頂端側(cè)表面頂推向后端。
在該傳感器制造方法中，由于采用圓筒形的橡膠構(gòu)件作為加力構(gòu)件，所以便于操作。
優(yōu)選地是，上述的任一傳感器制造方法都是這樣一種傳感器制造的方法在該方法中，傳感器元件是一個(gè)圓筒形的氣體傳感器元件，在該傳感器元件中，其一頂端側(cè)是封閉的，傳感器具有一棒狀的加熱器，其被插入到氣體傳感器元件帶底的孔中；以及一個(gè)或多個(gè)加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件，它們與加熱器保持電路連接，隔離體使傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)絕緣，所述抵接步驟是按照如下的方式進(jìn)行的在該方式中，在隔離體被寬松地插入到金屬外管中的情況下，沿使金屬外管和金屬殼體相互靠近的方向移動(dòng)二者中的至少之一，以使得金屬外管的頂端部分抵接到金屬殼體上，并將加熱器插入到由金屬殼體保持著的氣體傳感器元件中，并在抵接步驟之后執(zhí)行變形步驟。
在本發(fā)明的該傳感器制造方法中，一圓筒形的氣體傳感器元件被用作傳感器元件，在該傳感器元件中，頂端側(cè)是封閉的，傳感器元件包括一加熱器，且在抵接步驟中，金屬外管的頂端部被與金屬殼體抵接起來(lái)，并將加熱器插入到氣體傳感器元件中。
如果在抵接步驟之前執(zhí)行變形步驟，則需要將隔離體固定到金屬外管上。因而，如由于加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件在隔離體位置出現(xiàn)偏差等原因而使加熱器在插入到氣體傳感器元件底部孔中時(shí)存在很大的斜角，則就會(huì)在加熱器中產(chǎn)生應(yīng)力，這樣就可能出現(xiàn)問(wèn)題，該問(wèn)題例如是加熱器的彎折、或加熱器與加熱器接線(xiàn)端的連接部分處出現(xiàn)斷裂。
與此相反，在本發(fā)明的制造方法中，加熱器是在抵接步驟中插入到氣體傳感器元件中的，然后再執(zhí)行變形步驟。在抵接步驟中，隔離體被寬松地插入到金屬外管中。因而，如果在插入加熱器的過(guò)程中向加熱器、加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件等施加了應(yīng)力，能對(duì)隔離體的位置、軸線(xiàn)的傾斜度等進(jìn)行調(diào)整，以便于減小應(yīng)力。而后，在變形步驟中，利用加力構(gòu)件的頂壓作用將隔離體固定到金屬外管上。因此，所制得的傳感器是這樣一種傳感器(氣體傳感器)在該傳感器中，作用到加熱器和加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件上的應(yīng)力較小，且?guī)缀醪粫?huì)出現(xiàn)加熱器彎折或斷裂等故障，因而具有很高的可靠性。加熱器的一種實(shí)例是橫截面為圓形或方形的棒式加熱器。
優(yōu)選地是，所述傳感器制造方法是這樣一種傳感器制造方法在該方法中，所述抵接步驟包括一個(gè)對(duì)要被引導(dǎo)到氣體傳感器元件后端開(kāi)孔中的加熱器的頂端執(zhí)行定位和插入的插入/定位步驟，而且，加熱器的頂端向頂端方向突伸得比金屬外管的頂端更多。
在本發(fā)明的該傳感器制造方法中，抵接步驟包括插入/定位步驟，且加熱器的頂端被引導(dǎo)到氣體傳感器元件的后端開(kāi)孔中。因而，能容易地插入加熱器，并消除了這樣的問(wèn)題例如使加熱器的頂端抵接到氣體傳感器元件的后端部分上，從而使加熱器彎折。
優(yōu)選地是，所述傳感器制造方法是這樣一種傳感器制造方法在該方法中，所述插入/定位步驟是這樣完成的利用一卡夾裝置對(duì)加熱器的、比金屬外管的頂端向頂端突伸得更多的部分的一個(gè)部位導(dǎo)向，且對(duì)加熱器頂端的位置進(jìn)行調(diào)整。
在該傳感器制造方法中，在插入/定位步驟中，利用卡夾裝置引導(dǎo)加熱器的頂端，從而能將加熱器容易而可靠地插入到氣體傳感器元件后端的開(kāi)孔中。
本發(fā)明的另一個(gè)解決方案在于提供一種由一隔離體和一加力構(gòu)件組成的組件，該組件將被用在一種傳感器中，該傳感器具有一傳感器元件；一金屬殼體，其保持著所述傳感器元件；一個(gè)或多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，它們與傳感器元件保持電連接，且從傳感器元件向一后端拉長(zhǎng)；一金屬外管，其自身的頂端部與金屬殼體相連接；以及一電絕緣的隔離體，其被安裝在金屬外管內(nèi)，該隔離體具有一后端側(cè)部分，其位于后端一側(cè)；一頂端側(cè)部分，其位于頂端一側(cè)；以及一凸緣部分，其位于后端側(cè)部分與頂端側(cè)部分中間，該凸緣部分的直徑大于后端側(cè)部分和頂端側(cè)部分的直徑，且其具有一個(gè)頂端側(cè)表面，該表面位于凸緣部分與頂端側(cè)部分之間，并面向頂端一側(cè)，凸緣部分還具有一外管抵接表面，其位于凸緣部分與后端側(cè)部分之間，并面向后端一側(cè)，傳感器的接線(xiàn)端構(gòu)件被定位在隔離體中，該隔離體能在各個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間、或傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與金屬外管之間的至少一個(gè)中實(shí)現(xiàn)絕緣，金屬外管具有一臺(tái)階部分或一內(nèi)凸起，其具有一凸緣抵接表面，其抵接著隔離體凸緣部分的外管抵接表面，傳感器具有一加力構(gòu)件，其將隔離體推壓向后端，其中，所述加力構(gòu)件具有一金屬管部分，其內(nèi)徑大于隔離體頂端側(cè)部分的外徑，其外徑小于金屬外管的內(nèi)徑；以及一彈性保持部分，其被布置在金屬管部分的內(nèi)部，且該彈性保持部分彈性地抵接著隔離體的頂端側(cè)部分，該加力構(gòu)件被隔離體保持著。
在本發(fā)明的組件中，加力構(gòu)件借助于自身的彈性力由隔離體保持著。因而，當(dāng)該組件被用在傳感器的制造中時(shí)，所需要的勞動(dòng)量減少了，與隔離體和加力構(gòu)件被分開(kāi)安裝的情況相比，上述設(shè)計(jì)的制造成本更為經(jīng)濟(jì)。


圖1中的解釋性視圖表示了現(xiàn)有技術(shù)中氣體傳感器的總體構(gòu)造；圖2中的解釋性視圖表示了本發(fā)明一實(shí)施方式的氣體傳感器的總體結(jié)構(gòu)；圖3(a)是一隔離體的側(cè)視圖，(b)是俯視圖，(c)是仰視圖，(d)是沿A-A線(xiàn)所作的剖面圖，(e)是沿B-B線(xiàn)所作的剖視圖；圖4中的分解軸測(cè)圖表示了將氧傳感器元件和加熱器連接到隔離體上時(shí)的情形；圖5是對(duì)金屬外管所作的一個(gè)局部剖視圖；圖6是對(duì)一金屬加力部件所作的局部剖視圖；圖7中的解釋性視圖表示了將隔離體設(shè)置到金屬外管中的情形，在圖中的狀態(tài)下，傳感器的金屬接線(xiàn)端構(gòu)件等部件被保持在該隔離體中；圖8中的解釋性視圖表示了引導(dǎo)加熱器、并將其插入到一氧傳感器元件的后端開(kāi)孔中的方式；圖9中的解釋性視圖對(duì)比地表示了隔離體凸緣部分的外管抵接面和金屬外管內(nèi)凸起的凸緣抵接面在非錐面時(shí)(a)和錐面時(shí)(b)的情形；圖10中的解釋性視圖表示了對(duì)金屬外管和金屬殼體執(zhí)行斂縫以將它們臨時(shí)連接起來(lái)的方式；圖11中的解釋性視圖表示了從外周部對(duì)金屬外管執(zhí)行擠壓來(lái)形成變形部分、以及對(duì)金屬加力部件進(jìn)行變形的變形步驟；圖12是一局部放大的視圖，表示了在變形步驟中對(duì)金屬外管和金屬加力部件執(zhí)行變形的方式，其中圖12(a)表示了變形前的狀態(tài)，(b)表示了變形后的狀態(tài)；圖13中的解釋性視圖表示了對(duì)一絕緣墊圈執(zhí)行斂壓時(shí)的方式；以及圖14中的解釋性視圖表示了對(duì)金屬外管和金屬殼體執(zhí)行激光焊接時(shí)的方式。
圖中的附圖標(biāo)記定義如下1 氧傳感器(氣體傳感器、傳感器)2 氧傳感器元件(氣體傳感器元件、傳感器元件)2a 底部孔2b 傳感器外部電極層2c 傳感器內(nèi)部電極層2h 后端開(kāi)孔3 金屬殼體3d 連接部分11 第一傳感器金屬接線(xiàn)端部件(傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件)12 第二傳感器金屬接線(xiàn)端部件(第二接線(xiàn)端構(gòu)件)13、14 傳感器輸出引線(xiàn)15 加熱器15d 后端面16、17加熱器金屬接線(xiàn)端部件(加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件)18、19 加熱器引線(xiàn)21 金屬外管22a 頂端部分24 內(nèi)凸起
24b 凸緣抵接面31 隔離體33 頂端側(cè)部分34 凸緣部分34a 外管抵接面34b 頂端側(cè)表面39 組件(由隔離體和加力構(gòu)件組成的組件)41 金屬加力部件(加力構(gòu)件)42 金屬管部分42b 后端部(金屬管部分中的后端部)43 J形彈性保持部分43a 抵接部分CH 卡夾機(jī)構(gòu)具體實(shí)施方式
下面將參照?qǐng)D2到圖14對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行描述。圖2中的解釋性視圖表示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氧傳感器1的總體結(jié)構(gòu)。該氧傳感器1包括一中空的桿狀氧傳感器元件2，該傳感器元件的頂端是封閉的；以及一加熱器15，其被插入到氧傳感器元件2的底部孔2a中。利用具有氧離子傳導(dǎo)性的固態(tài)電解質(zhì)將氧傳感器元件2制造為中空的桿軸狀。
這種固態(tài)電解質(zhì)的一種典型實(shí)例為其中以固溶形式散布著Y2O3或CaO的ZrO2?？刹捎闷渌鼔A土金屬或稀土金屬氧化物與ZrO2形成的固溶體。另外，作為電解質(zhì)中基本成分的ZrO2中可含有HfO2。
在氧傳感器元件2底部孔2a的內(nèi)表面上，例如利用Pt或Pt合金形成一多孔構(gòu)件形式的傳感器內(nèi)電極層2c，其被制為基本上覆蓋了整個(gè)內(nèi)表面。在另一方面，在氧傳感器元件2外表面的頂端部分上設(shè)置了為類(lèi)似的多孔構(gòu)件形式的傳感器外電極層2b(見(jiàn)圖4)。在氧傳感器元件2的軸向中間部分上，設(shè)置有一個(gè)沿徑向向外突出的接合凸緣部分2s。接合凸緣部分2s與絕緣體5、7相接合，并被它們保持著，絕緣體5、7是由絕緣陶瓷和陶瓷粉末6制成的，其中的陶瓷粉末是由滑石粉組成的，由此使氧傳感器元件2被一圓筒形的金屬殼體3氣密地保持著，金屬殼體的中央具有一個(gè)通孔。氧傳感器元件2穿過(guò)所述通孔。在本申請(qǐng)文件中，在沿著氧傳感器元件2軸線(xiàn)的方向(圖2中的垂直方向)上，指向頂端部分(圖2中位于封閉側(cè)的下端部分)的一側(cè)被稱(chēng)為“頂端側(cè)”，指向相反方向(圖2中上部)的一側(cè)被稱(chēng)為“后端側(cè)”。
金屬殼體3具有一螺紋部分3b和一個(gè)六角形部分3c，它們用于將氧傳感器1連接到排氣管等裝置的安裝部位上。利用激光焊接方法在保護(hù)罩連接部分3a上固定一保護(hù)罩4。保護(hù)罩4被安裝成能遮蓋住氧傳感器元件2從金屬殼體3的頂端開(kāi)孔中突伸出的頂端部分。氧傳感器1在使用時(shí)，其上相對(duì)于螺紋部分3d位于頂端一側(cè)的部分被安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)—例如排氣管中，位于后端一側(cè)的部分則處于大氣環(huán)境中。在保護(hù)罩4上制有多個(gè)用于引入廢氣的通氣孔。
與此相反，絕緣體7通過(guò)一環(huán)形的填實(shí)體9對(duì)金屬殼體3的后端部3e進(jìn)行填隙，從而氣密地保持著后端部。利用激光焊接方法從外側(cè)將圓筒形金屬外管21的頂端部分22a固定到六角形部分3c后端側(cè)的一連接部分3d上。將一個(gè)由橡膠等材料制成的絕緣墊圈51安裝到金屬外管21后端的一個(gè)開(kāi)孔中，然后再對(duì)其執(zhí)行斂壓而實(shí)現(xiàn)密封。在墊圈51的中央部位處設(shè)置了一個(gè)過(guò)濾構(gòu)件52，其用于將大氣引入到金屬外管21中，并能阻止水的進(jìn)入。在墊圈51的頂端側(cè)上設(shè)置了一個(gè)由絕緣性氧化鋁陶瓷制成的隔離體31。傳感器輸出引線(xiàn)13、14以及加熱器引線(xiàn)18、19被設(shè)置成從隔離體31和墊圈51中穿過(guò)(見(jiàn)圖2和圖4)從側(cè)視圖(圖3(a))可見(jiàn)，圖3所示的隔離體31具有一后端側(cè)部分32、一頂端側(cè)部分33、以及一個(gè)位于二者之間的凸緣部分34，凸緣部分的直徑大于后端側(cè)部分和頂端側(cè)部分的直徑。在凸緣部分34與后端側(cè)部分32之間，凸緣部分34中形成了一個(gè)外管抵接面34a，其直徑在向著頂端側(cè)(圖2中下部)的方向上逐漸增大，從而形成了一個(gè)錐面。與此相反，在凸緣部分與頂端側(cè)部分33之間形成了一個(gè)頂端側(cè)表面34b，該表面形成了一個(gè)臺(tái)階狀的級(jí)差。如圖2(b)、2(c)所示，隔離體31中制有引線(xiàn)通孔31a、31b，引線(xiàn)13、14、18、19從這些通孔中穿過(guò)，從而在軸向上穿過(guò)隔離體31。在位于后端側(cè)的端面上，制有一些通氣槽31c，這些通氣槽的位置不與四個(gè)引線(xiàn)的通孔31a、31b發(fā)生干涉，呈現(xiàn)為十字交叉的形狀，且延伸方向垂直于隔離體的軸線(xiàn)。沿軸向制有一底部保持孔31d，該保持孔31d開(kāi)口在隔離體31的頂端側(cè)端面上。
如圖2和圖4所示，引線(xiàn)13、14、18、19穿過(guò)保持孔31d、引線(xiàn)插入通孔31a和31b、以及第一和第二金屬接線(xiàn)端部件11和12的連接器部分11a和12a，加熱器的金屬接線(xiàn)端部件16、17被相互絕緣地保持在隔離體31中。
如圖3(d)所示，保持孔31d的底面31e在軸向上位于隔離體31的中間部位。加熱器15的后端部15c被從隔離體31的軸向頂端一側(cè)插入到保持孔31b中，而且，加熱器15的后端面15d抵接著保持孔31d的底面31e，由此在軸向上相對(duì)于隔離體31對(duì)加熱器15進(jìn)行了定位。
如圖4所示，傳感器的第一金屬接線(xiàn)端部件11具有連接器部分11a、隔離體抵接部分11b、以及一插入部分11c，這些部分是一體成型的。在這些部件中，連接器部分11a夾持住傳感器輸出引線(xiàn)13的芯線(xiàn)，以便于將第一傳感器接線(xiàn)端金屬部件11與傳感器輸出引線(xiàn)13在電路上連接起來(lái)。隔離體抵接部分11b彈性地抵接著隔離體31的保持孔31d(見(jiàn)圖2)，以便于將第一傳感器接線(xiàn)端金屬部件11保持在隔離體31中。插入部分11c被插入到氧傳感器元件2的底部孔2a中，從而與傳感器內(nèi)電極層2c實(shí)現(xiàn)了電路連接。插入部分11c包括一下加壓部分11d和一上加壓部分11e。當(dāng)插入部分11c被插入到氧傳感器元件2的底部孔2a中時(shí)，插入部分11c擠壓著被其包圍著的加熱器15，從而使加熱器15的軸線(xiàn)偏離氧傳感器元件2的中心軸線(xiàn)，這樣就可調(diào)整加熱器15的姿態(tài)，從而使一加熱部分15a與氧傳感器元件2底部孔2a的內(nèi)壁(傳感器內(nèi)電極層2c)相接觸。在插入部分11c的后端一側(cè)設(shè)置了一個(gè)凸緣部分11g，用于防止插入部分11c進(jìn)入到氧傳感器元件2的底部孔2a中。
如果使制在加熱器中的加熱部分15a偏心而與氧傳感器元件2底部孔2a的內(nèi)壁相接觸，則熱能就能集中在較小的體積內(nèi)。這將有助于縮短氧傳感器1的激活時(shí)間。
在另一方面，第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件12具有連接器部分12a、一隔離體抵接部分12b、以及一夾持部分12c，這些部分都是一體成型的。在這些部件中，連接器部分12a夾持住傳感器輸出引線(xiàn)14的芯線(xiàn)，以便于將第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件12與傳感器輸出引線(xiàn)14在電路上連接起來(lái)。隔離體抵接部分12b彈性地抵接著隔離體31的保持孔31d(見(jiàn)圖2)，以便于將第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件12保持在隔離體31中。夾持部分12c夾持著氧傳感器元件2后端附近的外周面。
如圖4所示，氧傳感器元件2具有一連接層2f，其被制在后端部中，且通過(guò)一引線(xiàn)層2d與傳感器外電極層2b在電路上連接起來(lái)。夾持部分12c與連接層2f具有電連接關(guān)系，進(jìn)而與傳感器外電極層2b在電路上連接起來(lái)。在夾持部分12c的頂端一側(cè)設(shè)置了一個(gè)凸緣部分12f，以便于使氧傳感器元件2的后端部能容易地插入到夾持部分12c中。引線(xiàn)層2d和連接層2f是通過(guò)烘烤焙固的方法制得的。
如圖2和圖4所示，加熱器15是一棒狀的陶瓷加熱器，且?guī)в幸浑娮栊约訜嵩募訜岵糠?5a(圖中未示出)被制在一主要是由氧化鋁制成的芯部構(gòu)件上。如果通過(guò)加熱器接線(xiàn)端金屬部件16、17和加熱器引線(xiàn)18、19向加熱器15供電，氧傳感器元件2的頂端側(cè)部分就會(huì)受到加熱，其中的金屬部件16、17被釬焊到電極片15e和15f上。加熱器接線(xiàn)端金屬部件17具有一連接器部分17a，其夾持著加熱器引線(xiàn)18的芯線(xiàn)，由此將加熱器接線(xiàn)端金屬部件17與加熱器引線(xiàn)18在電路上連接起來(lái)。盡管未在圖4中示出，但加熱器接線(xiàn)端金屬部件16也類(lèi)似地具有一連接器部分，其夾持著加熱器引線(xiàn)19的芯線(xiàn)。
金屬外管21(見(jiàn)圖5)具有一第一外管部分22，其是用金屬制成的，且被制成基本上為圓筒形狀，其位于頂端一側(cè)(圖中的下側(cè))，且如上文所述那樣，該外管部分上位于頂端一側(cè)的頂端部分22a被接合到金屬殼體3上；以及一第二外管部分23，其相對(duì)于所述第一外管部分位于后端一側(cè)，其直徑小于第一外管部分的直徑。在第二外管部分23的軸向中央部位處，制有一些內(nèi)凸起(第一縮徑部分)24，這些內(nèi)凸起位于圓周方向上四個(gè)等距的位置處，在這些內(nèi)凸起中，一矩形的突起頂面24a突伸向徑向內(nèi)側(cè)。在每個(gè)內(nèi)凸起24中，在相對(duì)于突起頂面24a位于頂端一側(cè)的位置處，形成了一個(gè)凸緣抵接面24b，其形成了一個(gè)斜面。如圖2所示，凸緣抵接面24b抵接著隔離體31上的外管抵接面34a。
如圖2所示，一金屬加力部件41被連接到隔離體31頂端側(cè)部分33的外周面上。從圖6可見(jiàn)，該金屬加力部件41具有一圓筒形的金屬管部分42、以及J形的彈性保持部分43和管延伸部分44，其中，彈性保持部分43和管延伸部分44被制在金屬管部分42的后端部42a上，并與后端部42為一個(gè)整體。J形的彈性保持部分43分布在沿圓周方向等間距的四個(gè)位置上，并延伸向徑向內(nèi)側(cè)，它們的延伸方向是逐漸改變的，從而使這些部分向頂端一側(cè)拉長(zhǎng)，這樣就大體上彎成了J型的形狀。在加力金屬部件41被連接到隔離體31頂端側(cè)部分33上時(shí)，J形的彈性保持部分43發(fā)生彈性變形，從而將加力金屬部件41保持在頂端側(cè)部分33上(見(jiàn)圖7)。可通過(guò)改變J形彈性保持部分43的寬度、形狀等設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)保持強(qiáng)度。管延伸部分44被制在各個(gè)J形的彈性保持部分43之間，并按照與J形彈性保持部分43相同的方式向內(nèi)彎曲成J型形狀。但是，這些部分的彎曲曲率被調(diào)整為使J形彈性保持部分43比管延伸部分44在徑向上更向內(nèi)側(cè)突伸。如下文將要介紹的那樣，按照在金屬外管21的第二外管部分23中形成一變形部分(第二縮徑部分)的設(shè)計(jì)，在金屬管部分42中也形成一變形部分42a，以便于使金屬管部分42能向隔離體31的頂端側(cè)表面34b加壓，由此將隔離體31移向后端。由于彎曲的管延伸部分44和J形彈性保持部分43被按照上述的方式設(shè)置在金屬管部分42后端部分42a上，所以，如下文所述那樣，在制造氧傳感器1的過(guò)程中，當(dāng)金屬管抵接著隔離體31的頂端側(cè)表面34b時(shí)，能?chē)?yán)格地防止隔離體31的姿態(tài)發(fā)生改變。
氧傳感器1是按照如下的方式制成的。事先將傳感器輸出引線(xiàn)13、14與第一/第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件11、12的連接器部分11a和12a分別連接起來(lái)。并將加熱器引線(xiàn)18、19事先連接到加熱器接線(xiàn)端金屬部件16、17的連接器部分17a等上。從圖4中的右下部分可見(jiàn)，在加熱器15被布置在第一傳感器接線(xiàn)端金屬部件11插入部分11c中的情況下，將引線(xiàn)13、14、18、19穿過(guò)隔離體31的保持孔31d和引線(xiàn)通孔31a、31b。如圖7所示，然后將第一、第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件11及12的一部分、整個(gè)加熱器接線(xiàn)端金屬部件16和17、以及加熱器15的后端部分15c設(shè)定為這樣的狀態(tài)它們都被保持在保持孔31d中，且相互保持絕緣。如圖9(b)所示，加力金屬部件41被連接到隔離體31頂端側(cè)部分33的外周面上，以按照一定方式組成一個(gè)組件39(見(jiàn)圖7)使得J形彈性保持部分43的抵接部分43a(金屬管部分42的后端部42b)抵接著凸緣部分34的頂端側(cè)表面34b。在該實(shí)施方式中，隔離體31和加力金屬部件41被事先設(shè)置成組件39的形式，從而能整體地進(jìn)行操作，因而，在下面將要描述的步驟中，能容易地操作隔離體31和加力金屬部件41。
圖4中的左下部分表示了這樣的狀態(tài)氧傳感器元件2和第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件12被相互連接起來(lái)。但是，氧傳感器元件2和第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件12也可按照下文描述的形式相互連接起來(lái)，且在該階段，第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件12尚未被連接到氧傳感器元件2上。
按照這種方式，將其中穿入了引線(xiàn)13等導(dǎo)線(xiàn)、且保持著第一傳感器接線(xiàn)端金屬部件11等部件的隔離體寬松地插入到金屬外管21中，并使引線(xiàn)13等穿過(guò)絕緣墊圈51。
如圖8所示，事先將氧傳感器元件2固定到金屬殼體3上，并將保護(hù)罩4焊接到金屬殼體3上。
對(duì)氧傳感器元件2和金屬外管21的位置進(jìn)行調(diào)整以使它們的軸線(xiàn)相互重合，然后再執(zhí)行如下的抵接步驟。金屬外管21被移向頂端(圖中的下部)，這樣就可獲得這樣的狀態(tài)隔離體31的外管抵接面34a與金屬外管21的凸緣抵接面24b相互抵接到一起，且隔離體31被寬松地插入到金屬外管21中。絕緣墊圈51被安裝到金屬外管21的后端部中。另外，金屬外管21被移向頂端(圖中的下部)。然后，加熱器15被插入到氧傳感器元件2的底部孔2a中，且金屬外管21被移向頂端，直至使金屬外管21的頂端部22a抵接到金屬殼體3的六角形部分3c為止。只需要移動(dòng)氧傳感器元件2和金屬殼體3、金屬外管21和加熱器15、以及隔離體31就能使它們相對(duì)靠近。與上述的設(shè)計(jì)相反，也可將氧傳感器元件2和金屬殼體3移向后端(圖中的上部)。
結(jié)果即為第一傳感器接線(xiàn)端金屬部件11的插入部分11c與加熱器15一道也被插入到了氧傳感器元件2的底部孔2a中，從而與傳感器的內(nèi)電極層2c實(shí)現(xiàn)了電接觸。作為將插入部分11c插入到氧傳感器元件2底部孔2a中的結(jié)果，加熱器15的軸線(xiàn)會(huì)相對(duì)于氧傳感器元件2的軸線(xiàn)出現(xiàn)傾斜和偏移，或者被調(diào)整為使加熱器15的加熱部分15a與底部孔2a的內(nèi)壁相接觸。另外，第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件12的夾持部分12c夾住了氧傳感器元件2的后端部，由此與導(dǎo)電連接層2f實(shí)現(xiàn)了電連接。
具體來(lái)講，在該實(shí)施方式中，通過(guò)用隔離體31保持孔31d的底面31e頂推加熱器15的后端面15d而將加熱器15插入到氧傳感器元件2的底部孔2a中。通過(guò)用金屬外管21執(zhí)行頂推來(lái)移動(dòng)隔離體31。如果將金屬外管21移向頂端直至使金屬外管21的頂端部分22a與金屬殼體3的六角形部分3c相互抵接為止，則加熱器15插入到氧傳感器元件2底部孔2a中的深度就由金屬外管21、隔離體31、以及加熱器15的尺寸唯一地確定了，因而，無(wú)須對(duì)插入深度進(jìn)行調(diào)整。
由于隔離體31上設(shè)置有外管抵接面34a，金屬外管21上設(shè)置有凸緣抵接面24b，所以在抵接步驟中能獲得如下的優(yōu)點(diǎn)。下文將參照?qǐng)D9對(duì)此進(jìn)行描述。
圖9(a)中的解釋性視圖表示了一種對(duì)比情況，該設(shè)計(jì)不同于上述實(shí)施方式的情況，其隔離體SP的凸緣部分SPT上未設(shè)置錐面，而是形成了一個(gè)臺(tái)階狀的后端側(cè)表面SPTa，且在金屬外管GT的臺(tái)階部分GTD處設(shè)置了一個(gè)臺(tái)階狀的頂端側(cè)表面GTDa。盡管隔離體SP中保持著引線(xiàn)和加熱器，但并未在圖中示出。
隔離體SP凸緣部分SPT的外徑小于金屬外管的內(nèi)徑。因而，隔離體SP能移動(dòng)而使軸線(xiàn)SPx偏離金屬外管GT的軸線(xiàn)GTx。在此狀態(tài)下，即使金屬外管GT被移向頂端(圖中的下部)、且加熱器(圖中未示出)被插入到一氧傳感器元件中，也沒(méi)有任何作用力能使兩軸線(xiàn)GTx和SPx相互重合。與此相反，隔離體SP的運(yùn)動(dòng)反而會(huì)受到隔離體SP后端側(cè)表面SPTa與金屬外管GT頂端側(cè)表面GTDa之間摩擦力的阻礙。如果隔離體SP的軸線(xiàn)SPx偏離金屬外管GT的軸線(xiàn)GTx，則隔離體SP的軸線(xiàn)SPx也會(huì)偏離氧傳感器元件的軸線(xiàn)，加熱器被插入到氧傳感器元件的底部孔中。因此，當(dāng)加熱器和第一傳感器接線(xiàn)端金屬部件被插入到氧傳感器元件的底部孔中、且第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件夾持著氧傳感器元件時(shí)，會(huì)形成這樣的氧傳感器由于隔離體SP的位置存在偏差，該傳感器處于使加熱器、第一和第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件、加熱器接線(xiàn)端金屬部件、以及隔離體中產(chǎn)生應(yīng)力的狀態(tài)。因而，在極端的情況下，存在由應(yīng)力造成故障的可能性，其中的故障例如是接線(xiàn)端金屬部件斷裂、氧傳感器元件損壞、加熱器彎折、以及加熱器與加熱器接線(xiàn)端金屬部件之間的釬焊部位損壞等。
與此相反，在圖9(b)所示的實(shí)施方式中，隔離體31上設(shè)置了外管抵接面34a，其形成了一個(gè)傾斜面，且在金屬外管21上形成了凸緣抵接面24b，其也形成了一個(gè)斜面。當(dāng)金屬外管21被移向頂端(圖中的下部)，且加熱器15和第一傳感器接線(xiàn)端金屬部件11的插入部分被插入到氧傳感器元件2的底部孔2a中、或氧傳感器元件2被插入到第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件12的夾持部分12c中時(shí)，兩者之間產(chǎn)生的摩擦阻力會(huì)使隔離體31的外管抵接面34a頂壓著金屬外管21的凸緣抵接面24b。這樣，隔離體31被移動(dòng)而使隔離體31的軸線(xiàn)31x與金屬外管21的軸線(xiàn)21x重合。因此，可消除或減弱上述現(xiàn)象的出現(xiàn)，在上述現(xiàn)象中，由于隔離體的位置存在偏差而在加熱器15、第一和第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件11和12、以及加熱器接線(xiàn)端金屬部件16、17中產(chǎn)生應(yīng)力。結(jié)果就是，可防止接線(xiàn)端金屬部件、加熱器、以及氧傳感器元件發(fā)生斷裂或損壞，所形成的氧傳感器1具有很高的可靠性。
在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，絕緣構(gòu)件1005被彈性構(gòu)件1006(見(jiàn)圖1)固定到第一金屬罩1003上。與此不同的是，在將加熱器15插入到氧傳感器元件2中的抵接步驟中，隔離體31未被固定到金屬外管21上，而是處于寬松的插置狀態(tài)。在加熱器15和第一傳感器接線(xiàn)端金屬部件11被插入到氧傳感器元件2的底部孔2a中、且氧傳感器元件2被第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件12夾持著的狀態(tài)下，即使向這些構(gòu)件作用了摩擦阻力，摩擦作用力也能被傳遞給隔離體31，因而，隔離體31可按照傾斜等的形式適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)。因而，幾乎不會(huì)在加熱器15、接線(xiàn)端金屬部件11、12、16、17以及隔離體31之間產(chǎn)生應(yīng)力。同樣由于這一原因，可防止加熱器和接線(xiàn)端金屬部件發(fā)生損壞。
優(yōu)選地是，抵接步驟可包括一插入/定位步驟，如圖8所示，在該步驟中，在抵接步驟的初始階段，一卡夾機(jī)構(gòu)CH抓持住加熱器15從金屬外管21中突伸出的部分，并對(duì)頂端部分15b的位置進(jìn)行調(diào)整，以便于引導(dǎo)著頂端部分而將其插入到氧傳感器元件2的后端孔2h中。按照這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即使由于加熱器接線(xiàn)端金屬部件16、17的尺寸誤差或彎曲而使加熱器15頂端15b的位置偏離預(yù)定的位置，也能確保加熱器15插入到底部孔2a中。在加熱器15的頂端15b被插入到后端孔2h中之后，松開(kāi)卡夾機(jī)構(gòu)CH。
而后，如圖10所示，利用一斂壓夾具CL1對(duì)金屬殼體3的連接部分3e、金屬外管21位于外周側(cè)的頂端部分22a執(zhí)行斂壓，以便于將它們臨時(shí)性地連接起來(lái)，同時(shí)將金屬外管21壓向頂端。
如圖11和圖12所示，在變形步驟中，采用一加壓夾具PU對(duì)金屬外管21執(zhí)行變形，且對(duì)位于金屬外管內(nèi)部的加力金屬部件41執(zhí)行變形，由此將隔離體31在金屬外管21的內(nèi)部中固定起來(lái)。圖12(a)表示了金屬外管21、隔離體31、以及加力金屬構(gòu)件41在變形前的狀態(tài)。如圖所示，在該狀態(tài)下，隔離體31凸緣部分34上形成斜面的外管抵接面34a與金屬外管21內(nèi)凸起24中形成斜面的凸緣抵接面24b相互抵接到一起，且加壓金屬部件41上J形彈性保持部分43的抵接部分43a(金屬管部分42的后端部42b)抵接著凸緣部分34的頂端側(cè)表面34b。
因而，在變形步驟中，金屬外管21上第二外管部分23中環(huán)繞著加力金屬部件的部分23a的一個(gè)部分被變形了，這一部分位于加力金屬部件41的外側(cè)。具體來(lái)講，利用一加壓夾具PU對(duì)加力金屬部件的環(huán)繞部分23a的一部分進(jìn)行擠壓，以縮小其直徑，由此可形成如圖12(b)所示環(huán)形的變形部分23b。按照這樣的設(shè)計(jì)，加力金屬部件41中金屬管部分42的一個(gè)部分也發(fā)生了變形而縮小了直徑，并形成一變形部分42a。結(jié)果就是，金屬外管21的變形部分和加力金屬部件41的變形部分42a相互緊密地接觸著，加力金屬部件41被保持并固定到了金屬外管21上。
如果按照這種方式形成變形部分42a，則金屬管部分42上相對(duì)于變形部分42a位于后端一側(cè)(圖中上部)的部分會(huì)略微向后端移動(dòng)。因而，金屬管部分42上彎曲的后端部分42b會(huì)將隔離體31的凸緣部分34頂向后端(圖中的上部)。結(jié)果就是，凸緣部分34被夾置在金屬管部分和凸緣抵接面24b之間，從而將隔離體31固定到金屬外管21上。另外，凸緣部分34的外管抵接面34a受到了擠壓，從而可頂壓著金屬外管21的凸緣抵接面24b。因而，即使隔離體31的軸線(xiàn)31x由于某些原因偏離金屬外管21的軸線(xiàn)21x，變形步驟也能移動(dòng)和固定隔離體31，使隔離體31的軸線(xiàn)31x與金屬外管21的軸線(xiàn)21x重合。
具體來(lái)講，加力金屬部件41包括J形的彈性保持部分43和管延伸部分44。因而，頂端側(cè)表面34b與加壓金屬部件41(J形彈性保持部分43和管延伸部分44)之間的抵接部位被形成為一個(gè)寬度非常小的不連續(xù)的環(huán)形形狀。因而，與該抵接部位延伸成為很寬的環(huán)形形狀、從而使抵接部分呈寬的環(huán)形延伸的情況相比，能較為容易地改變隔離體31的位置(例如隔離體31的軸線(xiàn)31x相對(duì)于金屬外管21軸線(xiàn)21x的偏差、軸線(xiàn)31x的傾斜度以及旋轉(zhuǎn)等)。
因而，可利用變形步驟消除或減少如下現(xiàn)象的出現(xiàn)即由于隔離體31的位置存在偏差而在加熱器15、第一和第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件11和12、以及加熱器接線(xiàn)端金屬部件16和17中產(chǎn)生應(yīng)力。結(jié)果就是，可防止接線(xiàn)端金屬部件和加熱器發(fā)生斷裂或損壞，所形成的氧傳感器1具有很高的可靠性。
在該實(shí)施方式中，采用了加壓金屬部件41。在加熱器15被插入到氧傳感器元件2的底部孔2a中之后，氧傳感器元件2與第一、第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件11、12實(shí)現(xiàn)了電連接，且金屬外管21抵接著金屬殼體3，因此，通過(guò)對(duì)金屬外管21執(zhí)行變形就可固定隔離體21。
在首先執(zhí)行變形步驟、然后再執(zhí)行抵接步驟的情況下，在隔離體31已被固定到金屬外管21上的情況下執(zhí)行抵接步驟。因而，在抵接步驟中，即使由于第一、第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件11和12、以及加熱器接線(xiàn)端金屬部件16和17在隔離體31中存在位移誤差或變形而使第一、第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件11和12、加熱器接線(xiàn)端金屬部件16和17、以及加熱器15等部件受到應(yīng)力作用，隔離體31也是固定著的，未能充分地移動(dòng)。因此，可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，這些問(wèn)題例如是第一、第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件11、12的斷裂、加熱器15的彎曲、以及加熱器15電極板15e、15f與加熱器接線(xiàn)端金屬部件16、17之間的連接關(guān)系被破壞。
與此相反，在本實(shí)施方式中先執(zhí)行抵接步驟、然后再執(zhí)行變形步驟的設(shè)計(jì)中，即使在抵接步驟中向第一、第二傳感器接線(xiàn)端金屬部分11和12、加熱器接線(xiàn)端金屬部件16和17、以及加熱器15等部件施加了應(yīng)力作用，處于寬松插入狀態(tài)的隔離體31也能充分地移動(dòng)，從而消除或減小了應(yīng)力。因而，幾乎不會(huì)發(fā)生諸如加熱器彎曲或接線(xiàn)端金屬部件斷裂等故障。
然后，如圖13所示，利用一斂壓夾具CL2對(duì)金屬外管21第二外管部分23上位于墊圈51周?chē)牟糠謭?zhí)行斂壓，由此將金屬外管21、引線(xiàn)13等氣密地密封起來(lái)。
如圖14所示，已被事先臨時(shí)連接起來(lái)的金屬殼體3的連接部分3d與金屬外管21的頂端部分22a被激光焊接方法氣密地連接起來(lái)，這樣就完成了氧傳感器1的制造。
如圖12(b)所示，在該實(shí)施方式的氧傳感器2中，在隔離體31的凸緣部分34與金屬外管21上環(huán)繞著凸緣34的凸緣環(huán)繞部分23c之間形成了一個(gè)間隙。加壓金屬部件41金屬管部分42的外徑d2(＝14mmφ)略大于凸緣部分34的外徑d1(＝13.4mmφ)。因而，在氧傳感器1被安裝到汽車(chē)上的情況下，即使飛石撞擊到金屬外管21的凸緣環(huán)繞部分23c上，且金屬外管21被極大地壓癟，被撞癟的金屬外管21將首先是與加壓金屬部件41的金屬管部分42碰到一起，而后才能碰到陶瓷制成的凸緣部分34。因而，可緩沖撞擊作用，從而可避免出現(xiàn)隔離體21由于受到石頭的撞擊而損壞或開(kāi)裂的問(wèn)題。
在上文中，借助于實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。但是，本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施方式。自然地，在不悖離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，可對(duì)本發(fā)明作多種形式的改動(dòng)。
例如，上文描述了將四個(gè)內(nèi)凸起設(shè)置在金屬外管21圓周方向上四個(gè)位置處的實(shí)施方式。但必要的條件只是在三個(gè)位置上設(shè)置內(nèi)凸起。與此相反，可將臺(tái)階部分設(shè)置成沿著金屬外管的整個(gè)圓周形成一個(gè)斜面。
在上述的實(shí)施方式中，加壓金屬部件41具有這樣的結(jié)構(gòu)在其中，在圓周方向上的四個(gè)位置處，金屬管部分42后端上制有J形的彈性保持部分43。在等間距的三個(gè)或更多個(gè)位置處制有J形的彈性保持部分都是可以的。作為備選方案，可采用這樣的加壓金屬部件其用L形的彈性保持部分取代了J形的彈性保持部分，該L形的保持部分從金屬管部分42的后端向徑向內(nèi)側(cè)延伸，然后再?gòu)澢由煜蝽敹?。可選的方案是，用一圓筒狀的橡膠構(gòu)件取代加壓金屬部件，該橡膠構(gòu)件的內(nèi)徑小于隔離體31頂端側(cè)部分33的外徑，而且當(dāng)該構(gòu)件被連接到頂端側(cè)部分33上時(shí)，其外徑小于金屬外管21的內(nèi)徑。如果采用了圓筒形橡膠構(gòu)件，則隨著在變形步驟中形成金屬外管21上的變形部分23b，該構(gòu)件也被變形而將隔離體31凸緣部分34的頂端側(cè)表面34b推壓向后端。如果采用圓筒形的橡膠構(gòu)件，則更便于操作。
作為備選方案，還可使用上述現(xiàn)有技術(shù)中采用的彈性構(gòu)件1006。在此情況下，同樣在隔離體31上設(shè)置外管抵接面34a，其直徑隨著向頂端側(cè)的延伸而擴(kuò)大，并在金屬外管21上設(shè)置凸緣抵接面24b，其在朝向頂端側(cè)的方向上沿徑向向外擴(kuò)大，從而形成一斜面，這樣就能獲得這樣的效果當(dāng)隔離體31要被固定到金屬外管21上時(shí)，隔離體31的軸線(xiàn)31x可移動(dòng)而與金屬外管21的軸線(xiàn)21x(見(jiàn)圖9)重合。
在該實(shí)施方式中，描述了氧傳感器1的情況。本發(fā)明還可應(yīng)用到諸如NOX傳感器和HC傳感器等其它氣體傳感器上。在上述的實(shí)施方式中，頂端封閉形狀的傳感器元件被用作氧傳感器元件2。但可根據(jù)要被檢測(cè)的物體適當(dāng)?shù)馗淖儌鞲衅髟男螤?。利用可采用板狀的傳感器元件。由于只需要在隔離體31上設(shè)置外管抵接面34a、在金屬外管21上設(shè)置凸緣抵接面24b，本發(fā)明也適合于不采用加熱器的傳感器。在該實(shí)施方式中，隔離體31的外管抵接面34a和金屬外管21的凸緣抵接面24b被制成錐面，其直徑隨著向頂端延伸而逐漸地增大。作為備選方案，可在隔離體31和金屬外管21中的之一上制出其直徑在朝向頂端方向逐漸增大的錐面，并使另一者抵接著錐面。按照這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)可獲得這樣的效果能相對(duì)于金屬外管21合適地確定出隔離體31的位置。
盡管上文參照特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)能清楚地認(rèn)識(shí)到在不悖離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想和保護(hù)范圍的前提下可作出多種形式的改動(dòng)和變型。
本申請(qǐng)基于在2002年7月19日提交的第2002-211687號(hào)日本專(zhuān)利申請(qǐng)，該申請(qǐng)所公開(kāi)的內(nèi)容被結(jié)合到本文中作為背景資料。
權(quán)利要求
1.一種傳感器，其具有一傳感器元件；一金屬殼體，其保持著所述傳感器元件；一個(gè)或多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，其與所述傳感器元件保持電連接，且從傳感器元件向一后端拉長(zhǎng)；一金屬外管，其自身的頂端部與所述金屬殼體相連接；以及一電絕緣的隔離體，其被安裝在所述金屬外管內(nèi)，所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件被定位在該隔離體中，且在各個(gè)所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間、或所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與所述金屬外管之間的至少一個(gè)中實(shí)現(xiàn)絕緣，其中，所述隔離體具有一位于后端一側(cè)的部分；以及一凸緣部分，其相對(duì)于后端側(cè)部分而言位于頂端一側(cè)，該凸緣部分的直徑大于所述后端側(cè)部分的直徑；所述金屬外管具有一臺(tái)階部分或一內(nèi)凸起，其抵接著隔離體的凸緣部分；所述隔離體所述凸緣部分上的一個(gè)外管抵接面、與所述金屬外管上所述臺(tái)階部分或內(nèi)凸起部分上的一個(gè)凸緣抵接面都形成了一個(gè)斜面，該斜面隨著向所述頂端的延展而在徑向方向上向外擴(kuò)開(kāi)，所述外管抵接面抵接著所述金屬外管的所述臺(tái)階部分或內(nèi)凸起且面向所述后端側(cè)，所述凸緣抵接面抵接著所述隔離體所述凸緣部分的外管抵接面；以及所述隔離體被金屬外管保持在所述隔離體被推壓向后端的狀態(tài)下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于所述隔離體的所述凸緣部分具有一個(gè)面向所述頂端側(cè)的頂端側(cè)表面；以及所述傳感器包括一加力構(gòu)件，其被保持在所述金屬外管中，且其抵接著所述凸緣部分的所述頂端側(cè)表面，以將所述隔離體壓向所述后端，在徑向方向上，所述加力構(gòu)件與所述頂端側(cè)表面為點(diǎn)接觸的關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器，其特征在于所述傳感器元件是一個(gè)圓筒形的氣體傳感器元件，在該傳感器元件中，其頂端一側(cè)是封閉的，所述傳感器具有一棒狀的加熱器，其被插入到所述氣體傳感器元件帶底的孔中；以及一個(gè)或多個(gè)加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件，它們與加熱器保持電連接，所述隔離體使所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與所述加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)絕緣。
4.一種傳感器，其具有一傳感器元件；一金屬殼體，其保持著所述傳感器元件；一個(gè)或多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，其與所述傳感器元件保持電連接，且從傳感器元件向一后端拉長(zhǎng)；一金屬外管，其自身的頂端部與所述金屬殼體相連接；以及一電絕緣的隔離體，其被安裝在所述金屬外管內(nèi)，所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件被定位在該隔離體中，且在各個(gè)所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間、或所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與所述金屬外管之間的至少一個(gè)中實(shí)現(xiàn)絕緣，其中，所述隔離體具有一位于后端一側(cè)的部分；以及一凸緣部分，其相對(duì)于后端側(cè)部分而言位于頂端一側(cè)，該凸緣部分的直徑大于所述后端側(cè)部分的直徑；所述金屬外管具有一臺(tái)階部分或一內(nèi)凸起，其抵接著所述隔離體的凸緣部分；所述隔離體所述凸緣部分上的一個(gè)外管抵接面、與所述金屬外管上所述臺(tái)階部分或內(nèi)凸起部分上的一個(gè)凸緣抵接面中的至少之一形成一個(gè)斜面，該斜面隨著向所述頂端的延展而在徑向方向上向外擴(kuò)開(kāi)，所述外管抵接面抵接著所述金屬外管的所述臺(tái)階部分或內(nèi)凸起，并位于所述后端一側(cè)，所述凸緣抵接面抵接著所述隔離體所述凸緣部分的所述外管抵接面；以及所述隔離體被所述金屬外管保持在所述隔離體被推壓向所述后端的狀態(tài)下。
5.一種傳感器，其具有一傳感器元件；一金屬殼體，其保持著所述傳感器元件；一個(gè)或多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，其與所述傳感器元件保持電連接，且從傳感器元件向一后端拉長(zhǎng)；一金屬外管，其自身的頂端部與所述金屬殼體相連接；以及一電絕緣的隔離體，其被安裝在所述金屬外管內(nèi)，所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件被定位在該隔離體中，且在各個(gè)所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間、或所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與所述金屬外管之間的至少一個(gè)中實(shí)現(xiàn)絕緣，其中，所述傳感器具有一加力構(gòu)件，其保持著所述隔離體，同時(shí)在軸向上向后推壓所述隔離體，使其抵接著所述金屬外管；所述金屬外管具有一第一直徑縮小部分，其在徑向上向內(nèi)突伸，其抵接著所述隔離體；并具有一第二直徑縮小部分，其抵接著所述加力構(gòu)件；所述隔離體具有一凸緣部分，其位于所述第一直徑縮小部分與所述第二直徑縮小部分之間，該凸緣部分在后端一側(cè)抵接著所述金屬外管，在頂端一側(cè)抵接著所述加力構(gòu)件；以及所述金屬外管的所述第一直徑縮小部分與所述隔離體的所述凸緣部分之一利用一斜面與另一者相抵接，其中的斜面在朝向所述頂端的方向上沿徑向向外擴(kuò)開(kāi)。
6.一種傳感器，其具有一傳感器元件；一金屬殼體，其保持著所述傳感器元件；一個(gè)或多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，其與所述傳感器元件保持電連接，且從所述傳感器元件向一后端拉長(zhǎng)；一金屬外管，其自身的頂端部與所述金屬殼體相連接；以及一電絕緣的隔離體，其被安裝在所述金屬外管內(nèi)，所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件被定位在該隔離體中，且在各個(gè)所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間、或所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與所述金屬外管之間的至少一個(gè)中實(shí)現(xiàn)絕緣，其中，所述傳感器具有一加力構(gòu)件，其保持著所述隔離體，同時(shí)在軸向上向后推壓所述隔離體，使其抵接著所述金屬外管；所述金屬外管具有一第一直徑縮小部分，其在徑向上向內(nèi)突伸，其抵接著所述隔離體；并具有一第二直徑縮小部分，其保持著所述加力構(gòu)件，同時(shí)在徑向上向內(nèi)擠壓所述加力構(gòu)件；以及所述隔離體具有一凸緣部分，其位于所述第一直徑縮小部分與所述第二直徑縮小部分之間，該凸緣部分在后端一側(cè)抵接著所述金屬外管，同時(shí)在頂端一側(cè)抵接著所述加力構(gòu)件。
7.一種用于制造傳感器的方法，所述傳感器具有一傳感器元件；一金屬殼體，其保持著所述傳感器元件；一個(gè)或多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，其與所述傳感器元件保持電連接，且從所述傳感器元件向一后端拉長(zhǎng)；一金屬外管，其自身的頂端部與所述金屬殼體相連接；以及一電絕緣的隔離體，其被安裝在所述金屬外管內(nèi)，所述隔離體具有一后端側(cè)部分，其位于所述后端一側(cè)；一頂端側(cè)部分，其位于頂端一側(cè)；以及一凸緣部分，其位于所述后端側(cè)部分與所述頂端側(cè)部分中間，該凸緣部分的直徑大于所述后端側(cè)部分和所述頂端側(cè)部分的直徑，且其具有一個(gè)頂端側(cè)表面，該表面位于所述凸緣部分與所述頂端側(cè)部分之間，并面向所述頂端一側(cè)，凸緣部分還具有一后端側(cè)表面，其位于所述凸緣部分與所述后端側(cè)部分之間，并面向所述后端一側(cè)；所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件被定位在隔離體中；所述隔離體能在各個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間、或傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與金屬外管之間的至少一個(gè)中實(shí)現(xiàn)絕緣，所述金屬外管具有一臺(tái)階部分或一內(nèi)凸起，其抵接著所述隔離體凸緣部分的所述后端側(cè)；所述傳感器具有一加力構(gòu)件，其將隔離體壓向所述后端，其中，所述方法包括一抵接步驟，在所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件已被設(shè)置在所述隔離體中、所述加力構(gòu)件被所述隔離體頂端側(cè)部分的外周面保持著、且所述隔離體的凸緣部分與所述金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起相互抵接著的狀態(tài)下，沿著使所述金屬外管和所述金屬殼體相互靠近的方向，移動(dòng)所述金屬外管和所述金屬殼體中的至少之一，由此使所述金屬外管的頂端部抵接到所述金屬殼體上；以及一變形步驟，在如下的狀態(tài)下、沿徑向向內(nèi)的方向?qū)λ鼋饘偻夤艿囊徊糠诌M(jìn)行加壓以形成一個(gè)向內(nèi)突出的變形部分，此狀態(tài)為所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件被設(shè)置在隔離體中；所述隔離體的凸緣部分與所述金屬外管的臺(tái)階部分或內(nèi)凸起彼此相抵接；且所述加力構(gòu)件抵接著所述隔離體凸緣部分的所述頂端側(cè)表面，其中，所述加力構(gòu)件被所述頂端側(cè)部分的外周面保持著，所述變形部分位于所述加力構(gòu)件的徑向外側(cè)，所述加力構(gòu)件也產(chǎn)生了變形，以使得所述加力構(gòu)件將所述隔離體壓向所述后端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的、用于制造傳感器的方法，其特征在于所述隔離體所述凸緣部分的所述后端側(cè)表面形成了一個(gè)斜面，該斜面在延伸向所述頂端的方向上沿徑向向外擴(kuò)展開(kāi)，所述金屬外管的所述臺(tái)階部分或內(nèi)凸起具有一凸緣抵接面，其形成了一個(gè)斜面，該斜面抵接著所述隔離體的所述后端側(cè)表面，且在向頂端延伸的方向上沿徑向向外擴(kuò)開(kāi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的、用于制造傳感器的方法，其特征在于所述加力構(gòu)件具有一金屬管部分，其內(nèi)徑大于所述隔離體頂端側(cè)部分的外徑，其外徑小于所述金屬外管的內(nèi)徑；以及一彈性保持部分，當(dāng)所述金屬管部分被連接到所述隔離體的頂端側(cè)部分上時(shí)，該保持部分彈性地抵接著位于所述金屬管部分中的、所述隔離體的頂端側(cè)部分，以將所述金屬管部分保持到所述隔離體上，以及隨著在所述變形步驟中形成所述金屬外管的所述變形部分，利用所述金屬管部分的所述后端將隔離體凸緣部分的頂端側(cè)表面壓向所述后端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的、用于制造傳感器的方法，其特征在于所述加力構(gòu)件的金屬管部分具有一后端部，該后端部在徑向方向上向內(nèi)或向外彎曲。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的、用于制造傳感器的方法，其特征在于所述加力構(gòu)件的彈性保持部分為J形的彈性保持部分，其被布置在所述金屬管部分的所述后端中，該保持部分向徑向內(nèi)側(cè)拉長(zhǎng)，并逐漸改變方向而向所述頂端拉長(zhǎng)，從而彎曲成大體上為J型的形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求7到11之一所述的、用于制造傳感器的方法，其特征在于所述傳感器元件是一個(gè)圓筒形的氣體傳感器元件，在該傳感器元件中，其一頂端側(cè)是封閉的，所述傳感器具有一棒狀的加熱器，其被插入到所述氣體傳感器元件帶底的孔中；以及一個(gè)或多個(gè)加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件，它們與加熱器保持電連接，所述隔離體使所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與所述加熱器接線(xiàn)端構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)絕緣，所述抵接步驟是按照如下的方式進(jìn)行的在所述隔離體被寬松地插入到所述金屬外管中的狀態(tài)下，沿使所述金屬外管和所述金屬殼體相互靠近的方向移動(dòng)二者中的至少之一，以使得所述金屬外管的頂端部分抵接到所述金屬殼體上，并將所述加熱器插入到由所述金屬殼體保持著的所述氣體傳感器元件中；以及在所述抵接步驟之后執(zhí)行所述變形步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的、用于制造傳感器的方法，其特征在于所述抵接步驟包括一個(gè)對(duì)要被引導(dǎo)到所述氣體傳感器元件的一后端開(kāi)孔中的所述加熱器的所述頂端執(zhí)行定位和插入的插入和定位步驟，加熱器的所述頂端向頂端方向突伸得比所述金屬外管的頂端更多。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的、用于制造傳感器的方法，其特征在于所述插入和定位步驟是這樣進(jìn)行的利用一卡夾裝置對(duì)所述加熱器的、比所述金屬外管的頂端向所述頂端突伸得更多的部分的一個(gè)部位導(dǎo)向，且對(duì)所述加熱器頂端的位置進(jìn)行調(diào)整。
15.一種由一隔離體和一加力構(gòu)件組成的組件，該組件將被用在一種傳感器中，所述傳感器具有一傳感器元件；一金屬殼體，其保持著所述傳感器元件；一個(gè)或多個(gè)傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件，它們與所述傳感器元件保持電連接，且從傳感器元件向一后端拉長(zhǎng)；一金屬外管，其自身的頂端部與所述金屬殼體相連接；以及一電絕緣的隔離體，其被安裝在所述金屬外管內(nèi)，所述隔離體具有一后端側(cè)部分，其位于所述后端一側(cè)；一頂端側(cè)部分，其位于頂端一側(cè)；以及一凸緣部分，其位于所述后端側(cè)部分與所述頂端側(cè)部分中間，該凸緣部分的直徑大于所述后端側(cè)部分和所述頂端側(cè)部分的直徑，且其具有一個(gè)頂端側(cè)表面，該表面位于所述凸緣部分與所述頂端側(cè)部分之間，并面向所述頂端一側(cè)，凸緣部分還具有一外管抵接表面，其位于所述凸緣部分與所述后端側(cè)部分之間，并面向后端一側(cè)；所述傳感器的接線(xiàn)端構(gòu)件被定位在所述隔離體中；所述隔離體能在各個(gè)所述傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件之間、或傳感器接線(xiàn)端構(gòu)件與所述金屬外管之間的至少一個(gè)中實(shí)現(xiàn)絕緣，所述金屬外管具有一臺(tái)階部分或一內(nèi)凸起，其具有一凸緣抵接表面，其抵接著所述隔離體凸緣部分的所述外管抵接表面；所述傳感器具有一加力構(gòu)件，其將所述隔離體壓向所述后端，其中，所述加力構(gòu)件具有一金屬管部分，其內(nèi)徑大于所述隔離體所述頂端側(cè)部分的外徑，其外徑小于所述金屬外管的內(nèi)徑；以及一彈性保持部分，其被布置在所述金屬管部分的內(nèi)部，所述彈性保持部分彈性地抵接著所述隔離體的頂端側(cè)部分，且所述加力構(gòu)件被所述隔離體保持著。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高可靠性的傳感器、以及一種制造可靠性高且易于制造的傳感器的方法。本發(fā)明的傳感器制造方法幾乎不可能造成加熱器損壞等問(wèn)題。一種氧傳感器(1)包括一氧傳感器元件(2)；一金屬主體部件(3)；第一和第二傳感器接線(xiàn)端金屬部件(11、12)；一加熱器(15)；加熱器接線(xiàn)端金屬部件(16、17)；一金屬外管(21)；以及一隔離體(31)，隔離體被安裝在金屬外管(21)中，且其中保持著接線(xiàn)端金屬部件(11)等部件以及加熱器(15)，其實(shí)現(xiàn)了接線(xiàn)端金屬部件(11)等之間的絕緣。隔離體(31)的凸緣部分(34)上制有一外管抵接面(34a)。在金屬外管(21)中，制有一個(gè)與外管抵接面(34a)相抵接的凸緣抵接面(24b)。外管抵接面(34a)和凸緣抵接面(24b)在向徑向最外側(cè)的前端延伸的方向上逐漸斜擴(kuò)開(kāi)，隔離體(31)被推壓向后側(cè)。通過(guò)將金屬外管(21)、以及一加壓金屬部件(41)變形來(lái)執(zhí)行推壓，所述加壓金屬部件(41)被設(shè)置成環(huán)繞著隔離體(31)的前端部分(33)。
文檔編號(hào)G01N27/407GK1656375SQ0380959
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2003年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月19日
發(fā)明者林孝浩, 田口政孝, 藤田康弘, 松原儀明, 飯見(jiàn)均 申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社