传感器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高可靠性的传感器、以及一种制造可靠性高且易于制造的传感器的方法。本发明专利技术的传感器制造方法几乎不可能造成加热器损坏等问题。一种氧传感器（１）包括：一氧传感器元件（２）；一金属主体部件（３）；第一和第二传感器接线端金属部件（１１、１２）；一加热器（１５）；加热器接线端金属部件（１６、１７）；一金属外管（２１）；以及一隔离体（３１），隔离体被安装在金属外管（２１）中，且其中保持着接线端金属部件（１１）等部件以及加热器（１５），其实现了接线端金属部件（１１）等之间的绝缘。隔离体（３１）的凸缘部分（３４）上制有一外管抵接面（３４ａ）。在金属外管（２１）中，制有一个与外管抵接面（３４ａ）相抵接的凸缘抵接面（２４ｂ）。外管抵接面（３４ａ）和凸缘抵接面（２４ｂ）在向径向最外侧的前端延伸的方向上逐渐斜扩开，隔离体（３１）被推压向后侧。通过将金属外管（２１）、以及一加压金属部件（４１）变形来执行推压，所述加压金属部件（４１）被设置成环绕着隔离体（３１）的前端部分（３３）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种传感器，在该传感器中，一传感器元件被连接到一金属壳等构件上，本专利技术还涉及一种制造传感器的方法。
技术介绍
例如在内燃机中，公知的是，采用如下的技术能非常有效地获得节能、尾气净化等功效在该技术中，对废气中氧浓度、空燃比状态等指标进行检测，并基于检测值执行燃烧控制。作为对废气(被测气体)中氧浓度等指标进行测量的传感器，一种气体传感器是公知的，在该传感器中，采用了由氧化锆等固态电解质制成的检测元件。人们已对此类传感器作了很多改进。例如，专利文件JP-A-2001-147213就公开了图1所示的气体传感器1001。该气体传感器1001是一个要被用在车用内燃机中的氧传感器，其具有一检测元件1010，其具有一个裸露在气体中的见气部分1011，这一部分将接触到被测气体；一金属壳体1004，其将检测元件1010保持在使见气部分1011外露的状态下；以及一保护罩1002，其是从金属壳体1004一侧进行布置的，用于罩盖着检测元件1010的见气部分1011。该气体传感器还具有两引线连接端1071、1072，它们在电路上与检测元件1010连接起来；多条引线1081、1091，这些引线将被连接到电路上；连接器1075、1076，引线连接端1071、1072通过这两个连接器与引线1081、1091连接起来；一电绝缘性的绝缘构件1005，其在两连接器1075、1076之间实现绝缘；以及一第一金属罩1003，绝缘构件1005被包容在其中。在检测元件1010中设置一加热器1015，用于对检测元件1010进行加热，其通过一条引线1171和图中未示出的另一条引线与外界连接起来。绝缘构件1005具有一主体部分1051，该部分中包容着各引线1081、1091、1171的一部分以及连接器1075和1076等；以及一凸缘部分1052，其直径大于主体部分1051的直径。第一金属罩1003具有一小径部分1031，其内径大于绝缘构件1005主体部分1051的外径，但小于凸缘部分1052的外径；一大径部分1032，其内径大于凸缘部分1052的外径；以及一台阶部分1033，其将小径部分1031与大径部分1032连接起来。在绝缘构件1005中，凸缘部分1052的一个表面(图中的上表面)1521抵接着台阶部分1033，而其另一表面(图中的下表面)1522则受一弹性构件1006的顶压，并被固定到该弹性构件1006上，其中的弹性构件1006被压入到大径部分1032中。也就是说，绝缘构件1005被固定成夹置在弹性构件1006与第一金属罩1003的台阶部分1033之间。与常规气体传感器不同的是，按照这样的构造，气体传感器1001的结构无须采用通过将多个罩壳组合起来而固定绝缘构件的形式。由于采用弹性构件1006来固定绝缘构件1005，所以，即使绝缘构件1005的尺寸出现偏差，第一金属罩1003与金属壳体1004之间的接合部位以及其它接合部位也不会受到影响。因此，可获得一些益处例如能提高气体传感器总长的尺寸精度。如上所述，在气体传感器1001中，通过将绝缘构件1005凸缘部分的表面1521抵接到第一金属罩1003的台阶部分1033上而对绝缘构件1005进行固定，其中，表面1521基本上垂直于轴线方向(图1中的垂直方向)，而台阶部分也类似地垂直于轴向。但是，绝缘构件1005凸缘部分1052的外径小于第一金属罩1003大径部分1032的内径。因此，可能出现这样的情况绝缘构件1005在被固定到第一金属罩1003上时，处于一种并非充分对正的状态，在该状态下，第一金属罩1003的轴线未能与绝缘构件1005的轴线重合。结果就是，被保持在绝缘构件1005中的引线1081、1091、1171的一部分以及连接器1075、1076等部件也会偏离它们的原始位置，从而就会向导线1081、1091、1171以及连接器等部件上施加不利的应力。因而，可能会出现一些问题，这些问题包括损坏器件；以及使引线1081、连接器1075等部件断路或脱开，其中，对器件的损坏例如是将检测元件1010或加热器1015弯折。气体传感器1001是按照如下的方式制得的。首先，在引线1081、连接器1075等部件未被安装到绝缘构件1005中的状态下，先利用弹性构件1006将绝缘构件1005固定到第一金属罩1003的内部。而后，将引线1081、连接器1075等部件安装到绝缘构件1005中。然后将加热器1015插入到检测元件1010中，并将第一金属罩1003固定到金属壳体1004上。但是，在绝缘构件1005被固定到第一金属罩1003的状态下，将引线1081、连接器1075等部件安装到绝缘构件1005中的工作会有一些麻烦。将引线1081、连接器1075等部件安装在绝缘构件1005中的合适位置上将是困难的。另外，如果不能将这些器件安装在合适的位置上，则就会与上述发生位置偏移的情况相同会向引线1081、1091、1171以及连接器1075、1076施加不利的应力，从而会出现断路或脱开等问题。还可考虑相反的情况先将引线1081、连接器1075等部件安装到绝缘构件1005中的适当位置上，然后再将绝缘构件1005固定到第一金属罩1003的内部。但是，由于引线1081、连接器1075等部件已被安装到了绝缘构件1005中，因而，与绝缘构件1005中未设置这些器件的情况相比，很难将弹性构件1006压入到第一金属罩1003中，且将绝缘构件1005固定到第一金属罩1003内部的工作也变得棘手了。如上所述，气体传感器1001是按照如下的方式制得的。首先，先利用弹性构件1006将其中尚未装入引线1081等部件的绝缘构件1005固定到第一金属罩1003的内部。而后，再将引线1081、连接器1075等部件安装到绝缘构件1005中。然后将加热器1015插入到检测元件1010中，并将第一金属罩1003固定到金属壳体1004上。根据被安装在绝缘构件1005中的引线1171等部件的封装状态，可能会出现这样的情况要被连接到引线等部件上的加热器1015相对于绝缘构件1005轴线倾斜着的状态是最为稳定的状态。但是，在上述的制造方法中，加热器1015是在绝缘构件1005已被固定到第一金属罩1003中的状态下插入的。因而，需要利用插入动作强制地改变加热器1015的倾斜度。结果就是，会向加热器1015、其引线连接端、引线1171等部件施加有害应力，从而会导致诸如断路、脱开、加热器弯折等问题的出现。本专利技术是基于上述的问题而作出的。本专利技术的一个目的是提供一种传感器，其具有一金属外管，诸如连接器等接线端构件被安装在该金属外管中，而且，一用于在接线端构件等部件之间实现绝缘的隔离体被安装在该外管中，而且按照与上述绝缘构件和第一金属罩类似的方式进行固定，这种传感器具有很高的可靠性，本专利技术的目的还在于提供一种制造传感器的方法，其中的传感器具有高度的可靠性，并易于制造。本专利技术的另一个目的是提供一种制造传感器的方法，在该制造方法中，几乎不会出现弯折加热器等部件的情况。本专利技术的再一个目的是提供一种由一隔离体和一加力构件组成的组件，该组件适合用来制造传感器。
技术实现思路
本专利技术的解决方案是提供一种传感器，其具有一传感器元件；一金属壳体，其保持着所述传感器元件；一个或多个传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器，其具有：一传感器元件；一金属壳体，其保持着所述传感器元件；一个或多个传感器接线端构件，其与所述传感器元件保持电连接，且从传感器元件向一后端拉长；　一金属外管，其自身的顶端部与所述金属壳体相连接；以 及一电绝缘的隔离体，其被安装在所述金属外管内，所述传感器接线端构件被定位在该隔离体中，且在各个所述传感器接线端构件之间、或所述传感器接线端构件与所述金属外管之间的至少一个中实现绝缘，其中，所述隔离体具有：一位于后端一侧的部分 ；以及一凸缘部分，其相对于后端侧部分而言位于顶端一侧，该凸缘部分的直径大于所述后端侧部分的直径；所述金属外管具有一台阶部分或一内凸起，其抵接着隔离体的凸缘部分；所述隔离体所述凸缘部分上的一个外管抵接面、与所述金属外管上所述台 阶部分或内凸起部分上的一个凸缘抵接面都形成了一个斜面，该斜面随着向所述顶端的延展而在径向方向上向外扩开，所述外管抵接面抵接着所述金属外管的所述台阶部分或内凸起且面向所述后端侧，所述凸缘抵接面抵接着所述隔离体所述凸缘部分的外管抵接面；以及 所述隔离体被金属外管保持在所述隔离体被推压向后端的状态下。...

【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：林孝浩，田口政孝，藤田康弘，松原仪明，饭见均，
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]