DE102004056872A1

DE102004056872A1 - Drucksensor

Info

Publication number: DE102004056872A1
Application number: DE102004056872A
Authority: DE
Inventors: Hironobu Kariya Baba
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: CN1621793A; DE102004056872B4; JP2005156307A; US20050109113A1; CN1308666C; FR2862755B1; FR2862755A1; US7197936B2

Abstract

Eine ringähnliche Nut (140) zum Unterbringen eines Dichtungsrings (130) ist in Anbringungsoberflächen (12c, 13c) von Druckzuführungsabschnitten (12b, 13b) zum Zuführen eines Drucks von einem Messelement (200) zu einem Messabschnitt gebildet. Die Druckzuführungsabschnitte (12b, 13b) sind über den Dichtungsring (130) an dem Messelement (200) angebracht. Vorsprungsabschnitte (141) sind an der Seitenoberfläche der Nut (140) gebildet, und ein Teil des Dichtungsrings (130) ist an diesen Vorsprungsabschnitten (141) in die Nut (140) gepresst. Folglich wird der Dichtungsring (130) innerhalb der Nut (140) gehalten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor, der einem in einem Gehäuse untergebrachten Messabschnitt einen Druck von einem Druckzuführungsabschnitt zuführt, und der an diesem Druckzuführungsabschnitt durch einen Dichtungsring an einem Messelement angebracht ist. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise auf einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks innerhalb eines AGR-Rohrs (Abgasrückführungsrohr) eines AGR-Systems angewendet werden.
Aufgrund strengerer Emissionsstandards in den letzten Jahren muss eine Emission der von Dieselmotoren erzeugten Stickoxide (Nox) und Dieselpartikel (PM) immer mehr reduziert werden. Als System zur Reduzierung von Nox hat insbesondere das AGR-System eine erhöhte Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
Bei dem System wird ein Teil angesaugter Frischluft durch Abgase ersetzt. Folglich verringert sich der Sauerstoffanteil in den Zylindern, was zu einer Senkung der Verbrennungstemperatur und des NOx-Anteils führt. In diesem System ist es wichtig, die Menge des zurückgeführten Abgases zu der Ansaugrohrseite zu kontrollieren. Als Einrichtung hierfür wird ein Drucksensor zum Erfassen einer Durchflussmenge verwendet.

Die JP 2002-221462 offenbart beispielsweise einen Drucksensor, der einen Messabschnitt zum Erfassen eines Drucks, ein Gehäuse zum Unterbringen des Messabschnitts und einen Druckzuführungsabschnitt zum Zuführen eines Drucks von einer Außenseite des Gehäuses zu dem Messabschnitt aufweist.

Ist ein derartiger Drucksensor an dem AGR-Rohr als das Messelement angebracht, ist der Drucksensor im Allgemeinen durch einen ringähnlichen Dichtungsring (O-Ring) an dem Druckzuführungsabschnitt angebracht.

9 zeigt eine schematische Schnittansicht, in der der Drucksensor 900 in einer gebräuchlichen Art und Weise an einem AGR-Rohr 200 angebracht ist. Die 10A bis 10C zeigen sowohl die Anbringungsoberflächen (Dichtungsoberflächen) der Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b in dem in der 9 gezeigten Drucksensor 900 als auch die Form des Dichtungsrings (O-Ring) 130.

Hierbei zeigt die 10A eine Schnittansicht der Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b. 10B zeigt eine Draufsicht der Anbringungsoberflächen 12c und 13c. 10C zeigt eine Abmessungsbeziehung zwischen einer in den Anbringungsoberflächen 12c, 13c gebildeten Nut 140 und dem Dichtungsring 130.

In diesem Drucksensor 900 ist, wie in der 9 gezeigt, ein Messabschnitt (nicht gezeigt) zum Erfassen eines Drucks in einem Gehäuse 10 untergebracht. In dem Gehäuse sind Öffnungen aufweisende Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b gebildet. Der Drucksensor 900 ist durch eine Halterung 110 über eine Gewindeverbindung, etc. an einem AGR-Rohr 200 befestigt.

Die Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b sind durch aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, bestehenden Dichtungsringen 130 an dem AGR-Rohr 200 angebracht. Folglich werden die Drücke P1 und P2 ohne Verlust von der Innenseite des AGR-Rohrs 200 durch die Öffnungen der Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b dem Gehäuse 10 zugeführt und zu dem oben beschriebenen Messabschnitt geleitet.

Wie in den 10A bis 10C gezeigt, ist eine ringähnliche Nut 140 zum Unterbringen des Dichtungsrings 130 in der Anbringungsoberfläche 12c und 13c jedes Druckzuführungsabschnitts 12b und 13b gebildet.

Um die Durchflussmenge in der AGR zu messen, ist es, wie in der 9 gezeigt, üblich, eine Blende 210 innerhalb des AGR-Rohrs 200 anzuordnen und eine Druckdifferenz zwischen Abschnitten vor und hinter der Blende 210 zu erfassen. Genauer gesagt, der in der 9 gezeigte Drucksensor 900 ist als Drucksensor 900 eines Druckdifferenzerfassungstyps aufgebaut (Druckdifferenz bezüglich eines relativen Drucks).

Der innere Aufbau des AGR-Rohrs 200 weist, wie in der 9 gezeigt, an dem Verbindungsabschnitt zu dem Drucksensor 900 einen stromaufwärtsseitigen Druckentlastungsweg 220 zur Entlastung eines stromaufwärtsseitigen Drucks P1 der Blende 210 und einen stromabwärtsseitigen Druckentlastungsweg 230 zur Entlastung eines stromabwärtsseitigen Drucks P2 der Blende 210 auf.

Der stromaufwärtsseitige Druckentlastungsweg 220 steht durch den Dichtungsring 130 mit einem der Druckzuführungsabschnitte 12b des Drucksensors 900 in Verbindung und der stromabwärtsseitige Druckentlastungsweg 230 steht durch den Dichtungsring 130 mit dem anderen der Druckzuführungsabschnitte 13b des Drucksensors 900 in Verbindung.

Was den erfassten Druck betrifft, erreicht ein Puls-Peak des Abgasdrucks in Abhängigkeit der Abgasmenge und dem Vorhandensein/Fehlen eines Turbos ein Maximum von 300 kPa. Folglich kann eine herkömmliche Gummischlauchrohrleitung nicht für die Verbindung des Drucksensors und des AGR-Rohrs verwendet werden, und es wird, wie in der 9 gezeigt, ein einen Dichtungsring 130 verwendender Montageaufbau, d.h., ein sogenannter "Direktmontageaufbau" verwendet.

Gemäß diesem Direktmontageaufbau ist der Dichtungsring 130 jedoch mit seiner Kontaktseite nach unten gerichtet, wenn der Drucksensor 900 auf den Verbindungsabschnitt des AGR-Rohrs 200 gesetzt wird. Folglich fällt der Dichtungsring 130 in dem herkömmlichen O-Ring Abdichtungsaufbau, in dem, wie in der 10C gezeigt, ein Außendurchmesser D1 des Dichtungsrings 130 kleiner als ein Außendurchmesser D2 der Nut 140 ist, aus der Nut 140 heraus.

Um zu verhindern, dass der Dichtungsring 130 beim Anbringen an dem Messelement herausfällt, ist bisher ein Aufbau mit einem einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Dichtungsring 130 verwendet worden, wie in der 11A gezeigt.

Die 11A bis 11C zeigen einen Einpress-Aufbau, der, gemäß dem Stand der Technik, den einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Dichtungsring 130 in der Nut 140 verwendet. 11A zeigt eine die Abmessungsbeziehung zwischen dem Dichtungsring 130 und der Nut 140. 11B zeigt einen Zustand nach Einpressung des Dichtungsrings 130 in die Nut 140. 11C zeigt den Zustand nach Anbringung des Drucksensors 900 an dem Messelement 200.

Wie in der 11A gezeigt, wird beim Stand der Technik der Aufbau verwendet, bei dem der Dichtungsring 130 einen rechteckigen Querschnitt aufweist und der Au ßendurchmesser des gesamten Dichtungsrings 130 größer als der Außendurchmesser der Nut 140 ist.

Folglich kann der Zustand hergestellt werden, bei dem der Dichtungsring 130 als Ganzes in Kontakt mit der Nut 140 gepresst wird, d.h. der Aufbau, bei dem der Dichtungsring 130 als Ganzes vorsichtig in die Nut 140 gepresst wird, so dass der Dichtungsring 130 durch die Nut 140 gehalten wird und ein Herausfallen verhindert werden kann.

Gemäß diesem Aufbau ist jedoch möglich, dass das distale Ende des Dichtungsrings 130 schräg aus der Nut 140 quillt, wenn der Dichtungsring 130 in die Nut 140 gepresst wird, wie in der 11B gezeigt.

Anschließend wird der distale Endabschnitt des Dichtungsrings 130, wie in der 11C gezeigt, zwischen den Anbringungsoberflächen 12c, 13c und dem Verbindungsabschnitt des Messelements 200 eingeklemmt. Genauer gesagt, der Dichtungsring 130 quillt heraus und wird beschädigt.

Das oben beschriebene Problem tritt bei Drucksensoren, die den Direktmontagesaufbau verwenden, bei dem der Druckzuführungsabschnitt durch den ringähnlichen Dichtungsring an dem Messelement angebracht wird und der Drucksensor an dem AGR-Rohr als das Messelement befestigt wird, als bekanntes Problem auf.

Es ist angesichts des oben beschriebenen Problems eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herausfallen und eine Beschädigung eines Dichtungsrings beim Anbringen des Dichtungsrings an einem Messelement in einem Drucksensor zu verhindern, in dem einem in einem Gehäuse untergebrachten Messabschnitt ein Druck von einem Druckzu führungsabschnitt zugeführt wird, und in dem der Druckzuführungsabschnitt durch den Dichtungsring an dem Messelement angebracht ist.

Um die oben beschriebene Aufgabe zu erzielen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Drucksensor vorgesehen, der aufweist: einen Messabschnitt (20) zum Erfassen eines Drucks; einen Druckzuführungsabschnitt (12b, 13b), der durch einen ringähnlichen Dichtungsring (130) an einem Messelement (200) angebracht ist, um dem Messabschnitt (20) einen Druck von dem Messelement (200) zuzuführen; und eine ringähnliche Nut (140) zum Unterbringen des Dichtungsrings (130), die in einer Anbringungsoberfläche (12c, 13c) des Druckzuführungsabschnitts (12b, 13b) zu dem Messelement gebildet ist; wobei ein Teil des Dichtungsrings (130) in die Nut (140) gepresst ist und der Dichtungsring (130) innerhalb der Nut (140) gehalten wird.

Gemäß diesem Aufbau ist ein Teil des Dichtungsrings (130) in die Nut (140) gepresst und der Dichtungsring (130) wird innerhalb der Nut (140) gehalten. Folglich fällt der Dichtungsring (130), selbst wenn dieser derart gedreht wird, dass er mit seiner Kontaktseite nach unten gerichtet gehalten wird, nicht aus der Nut (140).

Da es einzig erforderlich ist, einen Teil des Dichtungsrings (130) in die Nut (140) zu pressen, kann die äußere Abmessung der Nut (140) an Abschnitten, die sich von dem Einpress-Abschnitt unterscheiden, einen ausreichenden Spielraum bezüglich der äußeren Form des Dichtungsrings (130) aufweisen. Folglich kann verhindert werden, dass der Dichtungsring, wie es beim Stand der Technik aufgetreten ist, herausquillt.

Gemäß dem Drucksensor der vorliegenden Erfindung können folglich ein Herausfallen und eine Beschädigung des Dichtungsrings (130) beim Anbringen an das Messelement (200) verhindert werden.

Bei der vorliegenden Erfindung kann ein von einer Seitenoberfläche der Nut (140) vorstehender Vorsprungsabschnitt (141) an der Seitenoberfläche gebildet sein und ein Teil des Dichtungsrings (130) an dem Vorsprungsabschnitt (141) in die Nut (140) gepresst sein.

Da ein Teil des Dichtungsrings (130) in die Nut (140) gepresst ist, kann ein Aufbau zum Halten des Dichtungsrings (130) innerhalb der Nut (140) in geeigneter weise verwirklicht werden.

In dem oben beschriebenen Drucksensor kann eine Oberfläche des an der Seitenoberfläche der Nut (140) gebildeten Vorsprungsabschnitts (141) eine konvexe Kurvenform aufweisen.

Gemäß diesem Aufbau sind an dem Vorsprungsabschnitt (141) keine Ecken vorhanden und eine Beschädigung des in diesen Vorsprungsabschnitt (141) gepressten Dichtungsrings (130) kann, wie es erwünscht ist, verhindert werden.

In der vorliegenden Erfindung kann eine Oberfläche des Vorsprungsabschnitts (141), der an der Seitenoberfläche der Nut (140) auf der Seite der Anbringungsoberfläche (12c, 13c) gebildet ist, eine sich verjüngende Oberfläche (141a) sein, die sich in zunehmendem Maße von der Anbringungsoberfläche (12c, 13c) von einer Fuß-Seitenfläche zu einem distalen Ende des Vorsprungsabschnitts (141) entfernt.

Gemäß diesem Aufbau ist die Oberfläche des an der Seitenoberfläche der Nut (140) auf der Seite der Anbringungsoberfläche (12c, 13c) gebildeten Vorsprungsabschnitts (141) die oben beschriebene, sich verjüngende Oberfläche (141a). Folglich kann verhindert werden, dass der Abschnitt des in die Nut gepressten Dichtungsrings (130), während er den Vorsprungsabschnitt (141) kontaktiert, eingeklemmt wird, während er zwischen der Anbringungsoberfläche (12c, 13c) und dem Messelement (200) herausquillt, d.h., es kann verhindert werden, dass der Dichtungsring (130) an dem Vorsprungsabschnitt (141) eingeklemmt wird.

Da die Oberfläche des Vorsprungsabschnitts (141) auf der Seite der Anbringungsoberfläche (12c, 13c) die sich verjüngende Oberfläche (141a) ist, erfolgt ein Einpassen des Dichtungsrings (130) in die Nut (140) problemlos, und folglich kann ein Montageverhalten des Dichtungsrings (130) verbessert werden.

In der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der an der Seitenoberfläche der Nut (140) gebildeten Vorsprungsabschnitte (141) vorzugsweise größer oder gleich zwei.

In der vorliegenden Erfindung kann ein Vorsprungsabschnitt (131) derart an einer Oberfläche des Dichtungsrings (130) gebildet sein, dass er von der Oberfläche vorsteht, und der Dichtungsring (130) an dem Vorsprungsabschnitt (131) in die Nut (140) gepresst sein.

Folglich kann ein Aufbau, bei dem ein Teil des Dichtungsrings (130) in die Nut (140) gepresst ist und bei dem der Dichtungsring (140) innerhalb der Nut (140) gehalten wird, in geeigneter Weise verwirklicht werden.

In der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der an der Oberfläche des Dichtungsrings (130) gebildeten Vorsprungsabschnitte (131) vorzugsweise größer oder gleich zwei.

In der vorliegenden Erfindung kann ein von einer Seitenoberfläche der Nut (140) vorstehender Vorsprungsabschnitt (141) an der Seitenoberfläche gebildet sein, ein von einer Oberfläche des Dichtungsrings (130) vorstehender Vorsprungsabschnitt (131) an dieser Oberfläche gebildet sein, und der Dichtungsring (130) an dem an der Seitenoberfläche der Nut (140) gebildeten Vorsprungsabschnitt (141) und an dem an der Oberfläche des Dichtungsrings (130) gebildeten Vorsprungsabschnitt (131) in die Nut (140) gepresst sein.

Folglich kann ein Aufbau, bei dem ein Teil des Dichtungsrings (130) in die Nut (140) gepresst ist und bei dem der Dichtungsring (130) innerhalb der Nut (140) gehalten wird, in geeigneter Weise verwirklicht werden.

In der vorliegenden Erfindung kann die Form des Dichtungsrings (130) ein idealer Kreis und die Form der Nut (140) elliptisch sein.

In der vorliegenden Erfindung kann die Form des Dichtungsrings (130) elliptisch und die Form der Nut (140) ein idealer Kreis sein.

In diesen Fällen kann ebenso ein Aufbau, bei dem ein Teil des Dichtungsrings (130) in die Nut (140) gepresst ist und bei dem der Dichtungsring (130) innerhalb der Nut (140) gehalten wird, in geeigneter Weise verwirklicht werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Drucksensor vorgesehen, der aufweist: einen Messabschnitt (20) zum Erfassen eines Drucks; einen Druckzuführungsabschnitt (12b, 13b), der durch einen ringähnlichen Dichtungsring (130) an einem Messelement (200) angebracht ist, um dem Messabschnitt (20) einen Druck von dem Messelement (200) zuzuführen; und eine ringähnliche Nut (140) zum Unterbringen des Dichtungsrings (130), die in einer Anbringungsoberfläche (12c, 13c) des Druckzuführungsabschnitts (12b, 13b) zu dem Messelement gebildet ist; wobei der Dichtungsring (130) an die Nut (140) geklebt ist und innerhalb der Nut (140) gehalten wird.

Gemäß diesem Aufbau ist der Dichtungsring (130) an die Nut (140) geklebt und wird innerhalb der Nut (140) gehalten. Folglich fällt der Dichtungsring (130), selbst wenn dieser bzw. die Anordnung mit dem Ring derart gedreht wird, dass der Dichtungsring (130) mit seiner Kontaktseite nach unten gerichtet gehalten wird, nicht aus der Nut (140).

Da der Dichtungsring (130) einzig an die Nut (140) geklebt werden muss, kann die äußere Abmessung der Nut (140) einen ausreichenden Spielraum bezüglich der äußeren Form des Dichtungsrings (130) aufweisen. Folglich kann ein Herausquellen des Dichtungsrings aus der Nut, wie es beim Stand der Technik aufgetreten ist, weitestgehend verhindert werden.

Gemäß dem Drucksensor der vorliegenden Erfindung kann folglich ein Herausfallen und eine Beschädigung des Dichtungsrings beim Anbringen an das Messelement (200) verhindert werden.

In der vorliegenden Erfindung kann der Dichtungsring (130) an die Nut (140) geklebt sein.

Folglich kann eine Herausfallen des Dichtungsrings beim Anbringen an das Messelement (200) in der gleichen weise, wie vorstehend beschrieben, verhindert werden.

Die Bezugszeichen innerhalb der runden Klammern kennzeichnen Korrespondenzbeispiele von konkreten Einrichtungen, die in den nachstehenden Ausführungsformen beschrieben werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht eines Drucksensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine z.T. geschnittene Ansicht des obigen Aufbaus aus einer Richtung eines Pfeils A aus der 1 betrachtet;
3A bis 3D eine Vergrößerung eines detaillierten Aufbaus eines Teils in dem Nahbereich eines Druckzuführungsabschnitts in dem in der 1 gezeigten Drucksensor;
4 eine Explosionsansicht des in der 1 gezeigten Drucksensors;
5A und 5B modifizierte Ausführungsformen der ersten Ausführungsform;
6A bis 6D einen Aufbau eines Dichtungsrings gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7A und 7B einen planaren Aufbau eines Dichtungsrings und einer Nut gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8A und 8B eine schematische Schnittansicht eines Druckzuführungsabschnitts und eines Dichtungsrings gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 eine schematische Schnittansicht eines gebräuchlichen Montagebeispiels eines herkömmlichen Sensors an einem AGR-Rohr;
10A bis 10C eine Anbringungsoberfläche eines Druckzuführungsabschnitts und eine Form eines Dichtungsrings in dem in der 9 gezeigten Drucksensor, wobei die 10A eine Schnittansicht des Druckzuführungsabschnitts, die 10B eine Draufsicht der Anbringungsoberfläche und die 10c eine Abmessungsbeziehung zwischen einer in der Anbringungsoberfläche gebildeten Nut und dem Dichtungsring zeigt; und
11A bis 11C schematische Schnittansichten eines Einpress-Aufbaus, bei dem ein gemäß dem Stand der Technik einen quadratischen Querschnitt aufweisender Dichtungsring in eine Nut gepresst wird bzw. ist, wobei die 11A eine Abmessungsbeziehung zwischen dem Dichtungsring und der Nut, die 11B den Zustand nach dem Einpressen und die 11C den Zustand nach dem Anbringen eines Sensors zeigt.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Drucksensors S1 eines Druckdifferenzerfassungstyps gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt eine z.T. geschnittene Ansicht eines Aufbaus des Drucksensors S1 aus einer Richtung eines Pfeils A aus der 1 betrachtet. Ferner ist der Drucksensor in dieser Ansicht um 90 Grad gedreht und befindet sich in einem an ein Messelement 200 angebrachten Zustand.
Diese Ausführungsform kann auf einen Drucksensor eines Druckdifferenzerfassungstyps (Druckdifferenz eines relativen Drucks) angewandt werden, der in der gleichen Art und Weise wie der in der 9 gezeigte Sensor an einem AGR-Rohr 200 als das Messelement in einem AGR-System eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs angebracht ist und eine Druckdifferenz vor und hinter einer innerhalb des AGR-Rohrs 200 angeordneten Blende erfasst. Der Sensor ist allerdings nicht auf eine derartige Anwendung beschränkt.
Es wird auf die 1 verwiesen. Ein Gehäuse 10 definiert einen Hauptkörper des Drucksensors S1 und besteht aus einen Harzmaterial, wie beispielsweise PBT (Polybutylenterephthalat), PPS (Polyphenylensulfid), usw.
Das Gehäuse 10 weist einen Verbindungsgehäuseabschnitt (Sensorchipanbringungsabschnitt) 11, in den ein Anschluss 10a mittels eines Insert-Molding-Verfahrens eingebettet ist, und einen ersten und einen zweiten Anschlussabschnitt 12 und 13 auf, die an dem Verbindungsgehäuseabschnitt 11 angebracht sind. Jeder dieser Abschnitte 11 bis 13 an dem Gehäuse 10 ist durch Formpressen bzw. Gießen (molding) eines Harzes gebildet.
Ein erster Vertiefungsabschnitt 11a ist an einer der Oberflächen (obere Oberfläche in der 1) an dem Verbindungsgehäuseabschnitt 11 des Gehäuses 10 gebildet. Ein zweiter Vertiefungsabschnitt 11b, der in Verbindung mit dem ersten Vertiefungsabschnitt 11a steht, ist auf der gegenüberliegenden Oberfläche (untere Oberfläche in der 1) gebildet. Ein Sensorchip 20 zur Druckerfassung ist derart innerhalb des ersten Vertiefungsabschnitts 11a angeordnet, dass er den Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Vertiefungsabschnitt 11a und 11b unterbricht.
Der Sensorchip 20 ist in einen Erfassungsabschnitt eingesetzt und erzeugt ein elektrisches Signal mit einem Pegel entsprechend einem anliegenden Druck(wert). Der Sensorchip 20 dieser Ausführungsform ist ein Sensorchip eines Halbleitermembrantyps, der eine Membran (nicht gezeigt) als Abschnitt verringerter Dicke an einem Halbleitersubstrat, wie beispielsweise einem Siliziumsubstrat, aufweist.
Ein aus Glas oder dergleichen bestehender Sockel 30 ist an den Sensorchip 20 geklebt und mit diesem integriert. Der Sensorchip 20 ist durch den Sockel 30 unter Verwendung eines Klebemittels, wie beispielsweise einem siliconartigen Klebemittel (nicht gezeigt), an die untere Oberfläche des ersten Vertiefungsabschnitts 11a des Verbindungsgehäuseabschnitts 11 geklebt bzw. darauf gelagert bzw. daran befestigt.
Ein in Verbindung mit dem zweiten Vertiefungsabschnitt 11b stehendes Durchgangsloch 31 ist in dem Sockel 30 gebildet. Genauer gesagt, der zweite Vertiefungsabschnitt 11b erstreckt sich nach oben zu dem Durchgangsloch 31 des Sockels 30, wobei seine Ausdehnung jedoch durch den Sensorchip 20 abgeschnitten bzw. unterbrochen wird und der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 11a und 11b voneinander abgeschnitten werden, und zwar durch den die Grenze bildenden Sensorchip 20.
Der über ein Insert-Molding-Verfahren in dem Verbindungsabschnitt 11 angeordnete Anschluss 10a dient dazu, Signale von dem Sensorchip 20 auszugeben und besteht aus einem elektrisch leitfähigen Metall, wie beispielsweise Kupfer. Eines der Enden des Anschlusses 10a ist in dem ersten Vertiefungsabschnitt 11a in der Nähe des Sensorchips 20 freigelegt und durch einen Draht 40 aus Aluminium oder Gold elektrisch mit dem Sensorchip 20 verbunden.
Ein Versiegelungsmaterial 50 zum Versiegeln des Zwischenraums zwischen dem Anschluss 10a und dem Verbindungsgehäuseabschnitt 11 ist um eines der Enden des Anschlusses 10a, der innerhalb des ersten Vertiefungsabschnitts 11a freigelegt ist, angeordnet. Das Versiegelungsmaterial 50 besteht aus einem Harz oder dergleichen.
Der Anschluss 10a ist derart angeordnet, dass er sich von dem Sensorchip 20 in einer Richtung parallel zu der Anbringungsoberfläche des Sensorchips 20 in dem Gehäuse 10 erstreckt, d.h. der unteren Oberfläche des ersten Vertiefungsabschnitts 11a des Verbindungsgehäuseabschnitts 11, und der Endabschnitt auf der gegenüberliegenden Seite zu dem Verbindungsabschnitt mit dem Draht 40 ist außerhalb des Gehäuses 10 freigelegt (Verbindungsgehäuseabschnitt 11).
Der freigelegte Endabschnitt dieses Anschlusses 10a kann derart über den Verbindungsgehäuseabschnitt 11 mit einem externen Drahtelement (nicht gezeigt) verbunden werden, dass der Sensorchip 20 über einen Draht 40 und den Anschlusspin 10a Signale mit einer externen Schaltung (wie beispielsweise einer ECU eines Kraftfahrzeugs) austauschen kann.
Der Verbindungsgehäuseabschnitt 11 des Gehäuses 10 wird in der vorstehend beschriebenen Weise in einen Sensorchipanbringungsabschnitt ausgebildet, in dem der Sensorchip 20 angebracht ist. Druckzuführungsanschlüsse 12a und 13a sind, wie in der 1 durch eine Strichdoppelpunktlinie markiert, in dem ersten bzw. dem zweiten Anschlussabschnitt 12 und 13 vorgesehen.
Der Verbindungsgehäuseabschnitt 11 und die Anschlussabschnitte 12 und 13 sind unter Verwendung von Schrauben und Muttern 61 und 62 als Schraubelemente miteinander verbunden.
Die Mutter 61 ist durch ein Insert-Molding-Verfahren in dem Verbindungsgehäuseabschnitt 11 gebildet. Nachdem der Verbindungsgehäuseabschnitt 11 und der erste und der zweite Anschlussabschnitt 12 und 13 durch die Schrauben 60 und die Muttern 61 verschraubt worden sind, werden sie durch die Muttern 62 befestigt. Es ist ferner möglich, Nieten anstelle der Schraubelemente 60 bis 62 zu verwenden.
Öl 70, wie beispielsweise ein fluorartiges Öl oder ein silikonartiges Öl, wird in den ersten und den zweiten Vertiefungsabschnitt 11a und 11b des Verbindungsgehäuseabschnitts 11 in dem Gehäuse 10 gefüllt.
In dem Gehäuse 10 ist eine erste Membran 81 zwischen dem Verbindungsgehäuseabschnitt 11 und dem ersten Anschlussabschnitt 12 und eine zweite Membran 82 zwischen dem Verbindungsgehäuseabschnitt 11 und dem zweiten Anschlussabschnitt 13 befestigt.
Die erste und die zweite Membran 81 und 82 in dieser Ausführungsform sind Metallmembranen, die aus einem Metall, wie beispielsweise Cr oder Ni, mit einer hohen Korrosions- und Hitzebeständigkeit bestehen, und können beispielsweise aus einem Material mit einem schlechten Korrosionsindex gebildet werden, das ausgedrückt wird durch (Cr + 3.3Mo + 20N) von wenigstens 50 und wenigstens 30wt% von Ni enthält.
Die erste Membran 81 ist, wie in der 1 gezeigt, derart angeordnet, dass sie den ersten Vertiefungsabschnitt 11a bedeckt und das Öl 70 innerhalb des ersten Vertiefungsabschnitts 11a abdichtet. Demgegenüber ist die zweite Membran 82 derart angeordnet, dass sie den zweiten Vertiefungsabschnitt 11b bedeckt und das Öl 70 innerhalb des zweiten Vertiefungsabschnitts 11b abdichtet.
Die erste und die zweite Membran 81 und 82 sind durch ein aus einem fluorsilikonartigen Harz oder einem Fluorharz bestehenden Klebemittel an den ersten bzw. den zweiten Anschlussabschnitt 12 und 13 geklebt. Dieses Klebemittel ist in der nachstehend noch beschriebenen 4 durch das Bezugzeichen 100 gekennzeichnet.
O-Ringe sind an Abschnitten des Verbindungsgehäuseabschnitts 11 angeordnet, gegen den die erste und die zweite Membran 81 und 82 gedrückt werden, um ferner das Öl 70 durch die erste und die zweite Membran 81 und 82 zuverlässig abzudichten.
In dem in der 1 gezeigten Drucksensor S1 sind die Menge des Öls 70, das auf der Seite der erstem Membran 81 angeordnet ist, und die Mende des Öls 70, das auf der Seite der zweiten Membran 82 angeordnet ist, vorzugsweise gleich, wobei der Sensorchip 20 die Grenze bildet. Diese Anforderung kann erfüllt werden, indem der Drucksensor S1 unter Berücksichtigung der Kapazität des ersten Vertiefungsabschnitts 11a, der Kapazität des zweiten Vertiefungsabschnitts 11b und des Volumens des Sensorchips 20 und des Sockels 30 entworfen wird.
Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b, von denen jeder eine Öffnung zum Zuführen eines Druck aufweist, sind, wie in der 2 gezeigt, in dem ersten bzw. dem zweiten Anschlussabschnitt 12 und 13 des Gehäuses 10 gebildet.
Der Druckzuführungsanschluss 12a des ersten Anschlussabschnitts 12 und der Druckzuführungsanschluss 13a des zweiten Anschlussabschnitts 13 (siehe 1) stehen in Verbindung mit den Druckzuführungsabschnitten 12b und 13b des ersten bzw. des zweiten Anschlussabschnitts 12 und 13 (siehe 2).
In dem AGR-Rohr ist, wie in der 2 gezeigt, beispielsweise der Druckzuführungsabschnitt 12b des ersten Abschnitts 12 mit einem stromaufwärtsseitigen Druckentlastungsrohr 220 verbunden und der Druckzuführungsabschnitt 13b des zweiten Druckanschlussabschnitts 13 mit einem stromabwärtsseitigen Druckentlastungsrohr 230 verbunden.
Hierbei ist, wie in den 1 und 2 gezeigt, eine Halterung 110 als ein Befestigungselement durch ein Schraubelement 120 um das Gehäuse 10 dieses Drucksensors S1 herum befestigt. Die Halterung 110 besteht aus einem Harz oder einem Metall. Ist das Schraubelement 120 mit einer Mutter 61 befestigt, ist die Halterung 110 an dem Gehäuse 10 befestigt.
Wie in der 2 gezeigt wird, ist der Drucksensor S1 an dem AGR-Rohr 200 angebracht, wenn die Halterung 110 an das AGR-Rohr 200 als das Messelement geschraubt ist.
Der Anbringungs- bzw. Befestigungszustand des Drucksensors S1 an dem AGR-Rohr 200 durch die Halterung 110 entspricht dem in der 9 gezeigten Zustand. Genauer gesagt, in dem inneren Aufbau des AGR-Rohrs 200 ist die Blende an dem Verbindungsabschnitt des Drucksensors S1 zwischen dem stromaufwärtsseitigen Druckentlastungsrohr 220 und dem stromabwärtsseitigen Druckentlastungsrohr 230 angeordnet, und zwar in der gleichen Weise wie in der 9, obwohl der Aufbau in der 2 teilweise ausgelassen worden ist bzw. nicht gezeigt ist.
Wenn der Drucksensor S1 an dem AGR-Rohr 200 angebracht und befestigt ist, sind die Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b des Drucksensors S1 durch bzw. über den ringähnlichen Dichtungsring 130 an dem AGR-Rohr 200 (Messelement) angebracht.
Der Dichtungsring 130 besteht aus einem elastischen Material, wie beispielsweise einem Gummi oder einem Harz. In dieser Ausführungsform ist der Dichtungsring 130 ein rechteckiger Ring mit einem rechteckigen Querschnitt. Es ist jedoch auch möglich, einen Ring mit einem kreisförmigen Querschnitt, einem C-förmigen Querschnitt oder einem X-förmigen Querschnitt zu verwenden. Dies gilt ebenso für Ausführungsformen, die nachstehend noch beschrieben werden.
Eine ringähnliche Nut 140 ist in jeder der Anbringungsoberflächen 12c, 13c jedes Druckzuführungsabschnitts 12b, 13b des Drucksensors S1 zu dem AGR-Rohr 200 gebildet, wobei der Dichtungsring 130 in der Nut 140 untergebracht ist und innerhalb der Nut 140 gehalten wird.
Wenn der Dichtungsring 130 in engen Kontakt mit dem AGR-Rohr 200 gebracht wird, sind die Verbindungsabschnitte der Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b und das AGR-Rohr 200 hermetisch bzw. luftdicht abgedichtet. Folglich können die Drücke P1 und P2 innerhalb des AGR-Rohrs 200 ohne Verlust aus den Druckzuführungsabschnitten 12b und 13b dem Gehäuse 10 zugeführt werden.
Der stromaufwärtsseitige Druck P1 der Blende innerhalb des AGR-Rohrs 200 wird aus dem Druckzuführungsabschnitt 12b durch den Druckzuführungsanschluss 12a in dem ersten Anschlussabschnitt 12 der ersten Membran 81 zugeführt. Demgegenüber wird der stromabwärtsseitige Druck P2 der Blende innerhalb des AGR-Rohrs 200 aus dem Druckzuführungsabschnitt 13b durch den Druckzuführungsanschluss 13a in dem zweiten Anschlussabschnitt 13 der zweiten Membran 82 zugeführt.
Der Sensorchip 20 als der Messabschnitt empfängt die der ersten und der zweiten Membran 81 und 82 zugeführten Drücke P1 und P2 durch das Öl 70. Der Sensorchip 20 erfasst die Druckdifferenz zwischen dem von der Seite der ersten Membran 81 empfangenen Druck P1 und dem von der Seite der zweiten Membran 82 empfangenen Druck P2.
In der die oben beschriebene Druckzuführung verwendenden Ausführungsform empfängt die Stirnfläche einer Membran (nicht gezeigt) den stromaufwärtsseitigen Druck P1 der Blende von der Seite der ersten Membran 81 und die Rückseite der Membran empfängt den stromabwärtsseitigen Druck P2 der Blende von der Seite der zweiten Membran 82.
Aufgrund der Druckdifferenz zwischen beiden Drücken P1 und P2 unterliegt die Membran des Sensorchips 20 einer Verformung, und das aus dieser Verformung resultierende Signal wird von dem Sensorchip 20 über den Draht 40 von dem Anschluss 10a nach außen ausgegeben. Auf diese Art und Weise wird die Druckerfassung durchgeführt.
In dieser Ausführungsform weist der Aufbau des Dichtungsrings 130 und der Nut 140 in dem Drucksensor S1 die folgenden, besonderen Eigenschaften auf. Die 3A bis 3D zeigen vergrößerte Ansichten der Abschnitte in dem Nahbereich der Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b in dem Drucksensor S1.
3A zeigt eine schematische Schnittsansicht der Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b, des Dichtungsrings 130 und des AGR-Rohrs 200. 3B zeigt eine Draufsicht der Nut 140, die in den Anbringungsoberflächen 12c und 13c der Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b gebildet ist. 3C zeigt eine schematische Schnittsansicht entlang einer Linie III-III aus der 3B. 3D zeigt eine perspektivische Ansicht der Nut 140.
Vorsprungsabschnitte 141 sind derart an der Seitenoberfläche des Außenumfangs der Nut 140 gebildet, dass sie von der Seitenoberfläche vorstehen. Hierbei sind in dieser Ausführungsform vier Vorsprungsabschnitte 141 gebildet, wobei vorzugsweise wenigstens zwei Vorsprungsabschnitte 141 gebildet sind.
In dem Zustand, in dem der Dichtungsring 130 in der Nut 140 gelagert ist, werden die Abschnitte des Dichtungsrings 130, die in Kontakt mit Vorsprungsabschnitten 141 sind, in die Nut 140 gepresst und durch die Nut 140 gehalten.
Genauer gesagt, die Vorsprungslänge des Vorsprungsabschnitts 141 kann derart gewählt werden, dass das distale Ende jedes Vorsprungsabschnitts 141, das von der Seitenoberfläche des Außenumfangs der Nut 140 vorsteht, in einen imaginären durch den Außendurchmesser des Dichtungsrings 130 definiert Kreis eintritt. Folglich kann der Einpress-Zustand des Dichtungsrings 130 in dem Vorsprungsabschnitt 141 erzielt werden. Der Vorsprungsabstand jedes Vorsprungsabschnitts 141 von der Seitenoberfläche der Nut 140 ist derart gewählt, dass der Dichtungsring 130 nicht, wie in der 11C gezeigt, aus der Nut 140 herausquillt, wenn er in die Nut gepresst ist und an dem AGR-Rohr 200 angebracht wird.
Genauer gesagt, diese Ausführungsform weist einen besonderen Aufbau auf, bei dem der Dichtungsring 130 innerhalb der Nut 140 gehalten wird, wenn ein Teil des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 gepresst ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Ausführungsform weist die Oberfläche jedes Vorsprungsabschnitts 141, wie in den 3B und 3D gezeigt, eine konvexe Kurvenform auf. Genauer gesagt, die Oberfläche des Vorsprungsabschnitts 141 weist eine Kurvenform auf, an der keine Ecken vorhanden sind.
In einer weitere bevorzugten Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist die Oberfläche auf der Seite jeder Anbringungsoberfläche 12c, 13c jedes Vorsprungsabschnitts 141 eine sich verjüngende Oberfläche 141a, die sich, wie in der 3C gezeigt, in zunehmenden Maße von der Anbringungsoberfläche 12c, 13c von einer Fuß-Seitenfläche in Richtung der distalen Endseite des Vorsprungs 141 entfernt.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 4 ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Drucksensors S1 beschrieben. 4 ist, mit Ausnahme der Halterung 110 und des Schraubelements 120 zum Befestigen der Halterung 110 an dem Sensorhauptkörper, eine Explosionsansicht jedes Teils des in der 1 gezeigten Drucksensors S1.
Einer der Endabschnitte des Anschlusses 10a, der innerhalb des ersten Vertiefungsabschnitts 11a freigelegt ist, wird mit dem Versiegelungselement 50 in dem Verbindungsgehäuseabschnitt 11 versiegelt, in dem der Anschluss 10a und die Mutter 61 mittels eines Insert-Molding-Verfahrens eingebettet sind.
Als nächstes wird Sensorchip 20, der mit dem Sockel 30 integriert ist, an den ersten Vertiefungsabschnitt 11a des Verbindungsgehäuseabschnitts 11 geklebt bzw. daran befestigt, und der Sensorchip 20 und der Anschluss 10a werden über ein Draht-Bonding verdrahtet.
Die erste Membran 81 wird anschließend unter Verwendung des Klebemittels 100 an den ersten Anschlussabschnitt 12 geklebt, und das Öl 70 wird in den ersten Vertiefungsabschnitt 11a des Verbindungsgehäuseabschnitts 11 gefüllt. Anschließend wird der O-Ring 90 in den Verbindungsgehäuseabschnitt 11 gesetzt.
Der Verbindungsgehäuseabschnitt 11 und der erste Anschlussabschnitt 12 sind in einem Vakuum integriert, während sie mit den Schrauben 60 und den Muttern 61 verschraubt werden, um das Öl 70 abzudichten. Hierbei wird das Verschrauben mit den Schrauben 60 durchgeführt, damit keine Blasen in das Öl 70 eintreten.
Anschließend wird der zweite Anschlussabschnitt 13 mittels der Muttern 62 in einem Vakuum an den Verbindungsgehäuseabschnitt 11 geschraubt, während die zweite Membran 82, das Öl 70 und der O-Ring 90 in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten Anschlussabschnitt 12 eingefügt werden.
Nachdem eine Leistungsabstimmung und ein Leistungstest durchgeführt worden sind, wird, wie in der 1 gezeigt, die Halterung 110 angebracht und durch die Schraubelemente 120 an dem Gehäuse 10 befestigt. Schließlich werden die Dichtungsringe 130 in die Nuten 140 der Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b gepresst und durch diese gehalten. Der in der 1 gezeigte Drucksensor S1 kann auf diese Art und Weise fertiggestellt werden.
Der derart fertiggestellte Drucksensor S1 wird auf den Anbringungsabschnitt des AGR-Rohrs 200 gesetzt, wobei das AGR-Rohr 200 unterhalb mit dem Drucksensor S1 darüber positioniert angeordnet ist und der Dichtungsring 130, wie in der 2 gezeigt, nach unter "schaut" bzw. mit seiner Kontaktseite nach unten gerichtet ist.
Die Halterung 110 wird unter Verwendung von Schraubelementen, usw. (nicht gezeigt) an dem AGR-Rohr 200 befestigt. Auf diese Art und Weise wird der Montageaufbau des Drucksensors S1 an dem AGR-Rohr 200 gebildet und eine Druckerfassung durch den Drucksensor S1 ermöglicht.
Gemäß dem Drucksensor, der den Sensorchip 20 als den Messabschnitt zum Erfassen des Drucks, die Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b, welche durch den ringähnlichen Dichtungsring 130 an dem AGR-Rohr 200 als das Mess element angebracht sind, zum Zuführen des Drucks von dem AGR-Rohr 200 zu dem Sensorchip 20, und die ringähnlichen Nuten 140, welche in den Anbringungsoberflächen 12c und 13c der Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b gebildet sind, zum Unterbringen des Dichtungsrings 130 aufweist, sieht diese Ausführungsform den Drucksensors S1 vor, der die derartige Haupteigenschaft aufweist, dass ein Teil des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 gepresst ist und innerhalb der Nut 140 gehalten wird.
Gemäß dieser Ausführungsform fällt der Dichtungsring 130, selbst wenn dieser mit seiner Kontaktseite nach unten gerichtet gehalten wird, nicht aus der Nut 140, da ein Teil des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 gepresst ist und innerhalb der Nut 140 gehalten wird.
Da es einzig erforderlich ist, den Einpress-Zustand eines Teils des Dichtungsrings 130 in der Nut 140 herzustellen, kann der Außendurchmesser der Nut 140 an Abschnitten, die sich von diesem Einpress-Abschnitt unterscheiden, einen ausreichenden Spielraum aufweisen.
Genauer gesagt, die Breite der Nut 140 kann bezüglich der Abmessung bzw. Größe des Dichtungsrings 130 an Abschnitten des Dichtungsrings 130, die keinen Kontakt mit dem in den 3A bis 3D gezeigten Vorsprungsabschnitt 141 aufweisen, in ausreichendem Maße vergrößert werden. Folglich kann ein beim Stand der Technik auftretendes Herausquellen des Dichtungsrings (siehe 11C) aus der Nut verhindert werden.
Gemäß dem Drucksensor S1 dieser Ausführungsform kann ein Herausfallen und eine Beschädigung des Dichtungsrings 130 beim Anbringen an das AGR-Rohr 200 als das Messelement verhindert werden.
Gemäß dieser Ausführungsform kann folglich der Zustand, bei dem ein Teil des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 gepresst ist, in geeigneter weise erzielt werden, indem die Vorsprungsabschnitte 141 an der Seitenoberfläche der Nut 140 gebildet werden und ein Teil des Dichtungsrings 130 an dem Vorsprungsabschnitt 141 in die Nut 140 gepresst wird.
Gemäß der oben beschriebenen bevorzugten Ausgestaltung ist die Oberfläche des Vorsprungsabschnitts 141 die konvexe Kurvenoberfläche (siehe 3). Da auf diese weise Ecken an dem Vorsprungsabschnitt 141 vermieden bzw. ausgelassen werden, kann die Beschädigung des in den Vorsprungsabschnitt 141 gepressten Dichtungsrings 130, so wie es erwünscht ist, vermieden werden.
In einer noch bevorzugteren Ausgestaltung ist die Oberfläche des Vorsprungsabschnitts 141 auf der Seite der Anbringungsoberflächen 12c und 13c eine sich verjüngende Oberfläche 141a, die sich in zunehmendem Maße von den Anbringungsoberflächen 12c und 13c von der Fuß-Seitenfläche des Vorsprungsabschnitts 141 in Richtung seines distalen Endes entfernt (siehe 3A bis 3D).
Da die Oberfläche des Vorsprungsabschnitts 141 auf der Seite der Anbringungsoberflächen 12c und 13c die sich verjüngende Oberfläche 141a ist, kann auf diese Weise verhindert werden, dass der Abschnitt des Dichtungsrings 130, der in Kontakt mit dem Vorsprungsabschnitt 141 kommen wird und gegen diesen gepresst wird, herausquillt und beim Anbringen an das AGR-Rohr 200 zwischen die Anbringungsoberflächen 12c, 13c und das AGR-Rohr 200 geklemmt wird. Genauer gesagt, es kann verhindert werden, dass der Dichtungsring 130 an dem Vorsprungsabschnitt 141 eingeklemmt wird.
Da die Oberfläche des Vorsprungsabschnitts 141 auf der Seite der Anbringungsoberflächen 12c und 13c die sich verjüngende Oberfläche 141a ist, kann ein Einfügen des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 reibungslos bzw. problemlos durchgeführt werden und ein Montageverhalten des Dichtungsrings 130 verbessert werden.
(Modifizierte Ausführungsform)
Die 5A und 5B mit Draufsichten der Nut 140 zeigen modifizierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Es sind die an der Seitenoberfläche des Außenumfangs der Nut 140 gebildeten Vorsprungsabschnitte 141 der 3A bis 3D gezeigt. Der Vorsprungsabschnitt 140 kann jedoch, wie in der 5A gezeigt, an der Seitenoberfläche der inneren Umfangsseite der Nut 140 oder, wie in der 5B gezeigt, an den Seitenoberflächen von sowohl der inneren als auch der äußeren Umfangsseite gebildet sein.
Genauer gesagt, in dem Fall, in dem der Vorsprungsabschnitt 141 von der Seitenoberfläche der Nut 140 an deren inneren Umfangsseite vorsteht, kann die Vorsprungslänge des Vorsprungsabschnitts 141 derart gewählt werden, dass das distale Ende des Vorsprungsabschnitts 141 von dem durch den inneren Durchmesser des Dichtungsrings 130 definierten imaginären Kreis vorsteht. Auf diese Weise kann der Einpress-Zustand des Dichtungsrings 130 an diesem Vorsprungsabschnitt 141 erzielt werden.
In dieser Ausführungsform sind wenigstens zwei Vorsprungsabschnitte 141 an der Seitenoberfläche der Nut 140 gebildet. Es kann jedoch auch nur ein Vorsprungsabschnitt 141 gebildet sein, solange ein Halten des Dichtungsrings 130 in der Nut 140 in ausreichendem Maße sichergestellt ist.
(Zweite Ausführungsform)
6 zeigt die Hauptabschnitte der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und veranschaulicht die charakteristische Eigenschaft des Dichtungsrings 130 gemäß dieser Ausführungsform. In den 6A bis 6D zeigen die 6B und 6D einen planaren Aufbau. 6A zeigt eine schematischen Schnittsansicht entlang einer Linie VI₁-VI₁ der 6B, und die 6C zeigt eine schematischen Schnittsansicht entlang einer Linie VI₂-VI₂ der 6D.
In der vorangegangenen Ausführungsform ist der Vorsprungsabschnitt 141 an der Seitenoberfläche der Nut 140 gebildet. In dieser Ausführungsform wird der von der Oberfläche des Dichtungsrings 130 vorstehende Vorsprungsabschnitt 131 jedoch an dieser Oberfläche und nicht an der Seitenoberfläche der Nut 140 gebildet.
In der in den 6A und 6B gezeigten Ausführungsform ist der Vorsprungsabschnitt 131 des Dichtungsrings 130 derart gebildet, dass er sich in Umfangsrichtung um den Dichtungsring 130 herum erstreckt. In der in den 6C und 6D gezeigten Ausführungsform ist der Vorsprungsabschnitt 131 des Dichtungsrings 130 an einer Mehrzahl von Positionen an der äußeren Umfangsseitenoberfläche des Dichtungsrings 130 gebildet.
Wenn der Vorsprungsabschnitt 131 wie in der in den 6C und 6D gezeigten Ausführungsform angeordnet ist, sind vorzugsweise wenigstens zwei Vorsprungsabschnitte 131 gebildet, wobei in dieser Ausführungsform vier Vorsprungsabschnitt 131 gebildet sind. Wenn die Vor sprungsabschnitte an dem Dichtungsring 130 vorgesehen sind, können die Vorsprungsabschnitt ferner an der Seitenoberfläche der inneren Umfangsseite des Dichtungsrings 130 oder an den Seitenoberflächen von sowohl der inneren als auch der äußeren Umfangsseite gebildet sein.
Wenn der Vorsprungsabschnitt 131 von der Seitenoberfläche der äußeren Umfangsseite des Dichtungsrings 130 vorsteht, kann die Vorsprungslänge des Vorsprungsabschnitts 131 derart gewählt werden, dass sein distales Ende von dem imaginären Kreis vorsteht, der durch den Außendurchmesser der Nut 140 definiert ist. Die Vorsprungslänge des von der Seitenoberfläche des Dichtungsrings 130 vorstehenden Vorsprungsabschnitts 131 weist eine derartige Länge auf, dass der Dichtungsring 130 nicht, wie in der 11C gezeigt, aus der Nut 140 herausquillt, wenn der Dichtungsring 130 eingepresst ist und an dem AGR-Rohr angebracht wird bzw. ist.
Wenn der Vorsprungsabschnitt 131 von der inneren Umfangsseitenoberfläche des Dichtungsrings 130 vorsteht, kann demgegenüber die Vorsprungslänge des Vorsprungsabschnitts derart gewählt werden, dass sein distales Ende in den imaginären durch den inneren Durchmesser der Nut 140 definierten Kreis eintritt. Folglich kann der Einpress-Zustand des Dichtungsrings 130 an diesem Vorsprungsabschnitt 131 erzielt werden.
Gemäß dieser einen derartigen Dichtungsring 130 mit dem Vorsprungsabschnitt 131 verwendenden Ausführungsform ist der Dichtungsring 130 an dem Vorsprungsabschnitt 131 des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 gepresst und in Bezug auf die Nut 140 gehalten.
Genauer gesagt, auch in dieser Ausführungsform wird ein Teil des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 gepresst und der Dichtungsring 130 innerhalb der Nut 140 gehalten.
Auch in diesem Fall muss der Zustand, in dem der Vorsprungsabschnitt 131 des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 gepresst ist, hergestellt werden. Folglich kann der Außenumfang bzw. die äußere Abmessung der Nut 140 an Abschnitten, die sich von diesem Einpress-Abschnitt unterscheiden, einen ausreichenden Spielraum bezüglich der äußeren Form des Dichtungsrings 130 aufweisen.
Genauer gesagt, die Breite der Nut 140 kann an Abschnitten, die sich von den Vorsprungsabschnitten 131 des Dichtungsrings 130 unterscheiden, auf einen ausreichend großen wert bezüglich der Dicke des Dichtungsrings 130 festgelegt werden. Folglich kann ein beim Stand der Technik auftretendes Herausquellen des Dichtungsrings aus der Nut (siehe 11C) auf ein Minimum reduziert werden.
In dem Drucksensor gemäß dieser Ausführungsform kann folglich ein Herausfallen und eine Beschädigung des Dichtungsrings 130 beim Anbringen an das AGR-Rohr 200 als das Messelement verhindert werden, und zwar in der gleichen Art und Weise wie in der vorangegangenen Ausführungsform.
In der in den 6C und 6D gezeigten Ausführungsformen sind vorzugsweise wenigstens zwei Vorsprungsabschnitte an der Seitenoberfläche des Dichtungsrings 130 gebildet. Es kann jedoch auch nur ein einzelner Vorsprungsabschnitt 130 an der Seitenoberfläche gebildet sein, solange ein Halten des Dichtungsrings 130 in der Nut 140 in ausreichendem Maße sichergestellt ist.
(Dritte Ausführungsform)
Die 7A und 7B zeigen die hauptsächlichen Abschnitte der vorliegenden Erfindung. Es wird ein planarer Aufbau des Dichtungsrings 130 und der Nut 140 gezeigt. Die Oberfläche des Dichtungsrings 130 ist der Einfachheit halber und zur Erkennung schraffiert.
Jede der vorangegangenen Ausführungsformen weist den Aufbau auf, bei dem ein Teil des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 gepresst ist und innerhalb der Nut 140 gehalten wird und bei dem die Vorsprungsabschnitte an der Nut 140 oder dem Dichtungsring 130 angeordnet sind.
Diese Ausführungsform verwendet den Aufbau, bei dem die Form des Dichtungsrings 130, wie in der 7A gezeigt, ein idealer Kreis und die Form der Nut 140 elliptisch ist, oder, wie in der 7B gezeigt, die Form des Dichtungsrings 130 elliptisch und die Form der Nut 140 ein idealer Kreis ist. Diese Aufbau wird als haltende Struktur des Dichtungsrings 130 verwendet, und zwar indem ein Teil des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 gepresst ist.
Der Kreis muss kein vollkommen idealer Kreis sein. In der in der 7A gezeigten Ausführungsform kann die Ringform des Dichtungsrings 130 im Vergleich mit der elliptischen Form der Nut 140 beispielsweise eine Form aufweisen, die einem idealen Kreis angenähert ist.
Folglich wird der Abschnitt gebildet, an dem sich ein Teil der Seitenoberfläche des Dichtungsrings 130 und ein Teil der Seitenoberfläche der Nut 140 gegenseitigen kontaktieren, und der Dichtungsring 130 wird an diesem Abschnitt in die Nut 140 gepresst und in der Nut 140 gehalten.
Auch in diesem Fall kann die äußere Abmessung der Nut 140 an Abschnitten, die sich von dem Einpress-Abschnitt zwischen dem Dichtungsring 130 und der Nut 140 unterscheiden, einen ausreichenden Spielraum bezüglich der äußeren Form des Dichtungsrings aufweisen, und zwar in der gleichen Art und Weise wie die vorangegangenen Ausführungsformen.
In dem Drucksensor gemäß dieser Ausführungsform kann folglich ein Herausfallen und eine Beschädigung des Dichtungsrings 130 beim Anbringen an das AGR-Rohr 200 als das Messelement verhindert werden, und zwar in der gleichen Art und Weise wie in den vorangegangenen Ausführungsformen.
(Vierte Ausführungsform)
Die 8A und 8B zeigen die hauptsächlichen Abschnitte der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird eine schematische Schnittansicht der Druckzuführungsabschnitte 12b und 13b und des Dichtungsrings 130 der Ausführungsform gezeigt.
Jede der vorangegangenen Ausführungsformen verwendet den Aufbau, bei dem der Dichtungsring 130 innerhalb der Nut 140 gehalten wird, wenn ein Teil des Dichtungsrings 130 in die Nut 140 gepresst ist. Diese Ausführungsform verwendet jedoch einen Aufbau, bei dem der Dichtungsring 130 innerhalb der Nut 140 gehalten wird, da er, wie in den 8A und 8B gezeigt, an die Nut 140 geklebt wird.
Genauer gesagt, es ist, wie in der 8A gezeigt, möglich, ein Klebemittel 150 auf die Nut 140 aufzutragen und den Dichtungsring 130 innerhalb der Nut 140 zu ver kleben und zu halten, oder demgegenüber, wie in der 8B gezeigt, das Klebemittel 150 auf den Dichtungsring 130 aufzutragen und den Dichtungsring 130 innerhalb der Nut 140 zu verkleben bzw. anzukleben und zu halten.
In dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, die Vorsprungsabschnitte 131 und 141 an der Nut 140 oder dem Dichtungsring 130 anzuordnen, und die Nut 140 zu einer idealen Kreisform und den Dichtungsring 130 elliptisch auszubilden (oder andersherum). Die Formen der Nut 140 und des Dichtungsrings 130 können die gleichen Formen wie die vom Stand der Technik aufweisen.
Gemäß dieser Ausführungsform fällt der Dichtungsring 130, selbst wenn dieser mit seiner Kontaktseite nach unten gerichtet gehalten wird, nicht aus der Nut 140, wenn der Dichtungsring 130 an die Nut 140 geklebt ist und innerhalb der Nut 140 gehalten wird.
Da es einzig erforderlich ist, den Dichtungsring 130 an die Nut 140 zu kleben, kann die äußere Form der Nut 140 im Vergleich zu der äußeren Form des Dichtungsrings 130 einen ausreichenden Spielraum aufweisen. Folglich kann ein beim Stand der Technik auftretendes Herausquellen des Dichtungsrings 130 aus der Nut 140 (siehe 11C) weitestgehend verhindert werden.
Gemäß dem Drucksensor dieser Ausführungsform kann, wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen, ein Herausfallen und eine Beschädigung des Dichtungsrings 130 beim Anbringen an das AGR-Rohr 200, welches als das Messelement dient, verhindert werden.
Es ist offensichtlich, dass diese Ausführungsform in Kombination mit dem Aufbau verwendet werden kann, in dem ein Teil des Dichtungsrings 130, wie in jeder der voran gegangenen Ausführungsformen, in die Nut 140 gepresst ist.
(Weitere Ausführungsformen)
In der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform sind die Vorsprungsabschnitte 131 und 141 an der Nut 140 oder dem Dichtungsring 130 angeordnet. Die Vorsprungsabschnitte können jedoch an sowohl der Nut 140 als auch dem Dichtungsring 130 angeordnet sein.
Der vorstehend beschriebene Drucksensor S1 eines Druckdifferenzerfassungstyps kann als Sensor zum Erfassen eines Ansaugdrucks innerhalb eines Ansaugrohrs eines Motors oder eines Abgasdrucks innerhalb eines Abgasrohrs angewendet werden.
Der Drucksensor kann beispielsweise als ein Drucksensor eines Druckdifferenzerfassungstyps verwendet werden, der an einem Abgasrohr befestigt ist, um einen Druckverlust eines Diesel-Partikelfilters (DPF) zu erfassen, der in dem Abgasrohr eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, um die Druckdifferenz des Abgasrohrs vor und nach dem DPF zu erfassen.
Ferner kann die vorliegende Erfindung, neben dem Drucksensor eines Druckdifferenzerfassungstyps, auf einen Drucksensor zur Erfassung eines absoluten Drucks angewandt werden, so lange er einen Direktmontageaufbau verwendet, der einen Messabschnitt und Druckzuführungsabschnitte aufweist und in dem die Druckzuführungsabschnitte durch einen Dichtungsring direkt an dem Messelement angebracht werden.
Genauer gesagt, in dem Drucksensor des Druckdifferenzerfassungstyps empfangen beide Oberflächen der Mess abschnitte den Messdruck. In dem Drucksensor des Typs zur Erfassung des absoluten Drucks hält eine der Oberflächen des Messabschnitts einen Referenzdruck (z.B. ein atmosphärischer Druck) und die andere Oberfläche empfängt den Messdruck.
Obgleich die vorliegende Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von diesen zu ermöglichen, sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die realisiert werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
Vorstehend ist ein Drucksensor gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart worden.
Eine ringähnliche Nut 140 zum Unterbringen eines Dichtungsrings 130 ist in Anbringungsoberflächen 12c, 13c von Druckzuführungsabschnitten 12b, 13b zum Zuführen eines Drucks von einem Messelement 200 zu einem Messabschnitt gebildet. Die Druckzuführungsabschnitte 12b, 13b sind über den Dichtungsring 130 an dem Messelement 200 angebracht. Vorsprungsabschnitte 141 sind an der Seitenoberfläche der Nut 140 gebildet, und ein Teil des Dichtungsrings 130 ist an diesen Vorsprungsabschnitten 141 in die Nut 140 gepresst. Folglich wird der Dichtungsring 130 innerhalb der Nut 140 gehalten.

Claims

Drucksensor (S1), der aufweist: – einen Messabschnitt (20) zum Erfassen eines Drucks; – einen Druckzuführungsabschnitt (12b, 13b), der durch einen ringähnlichen Dichtungsring (130) an einem Messelement (200) angebracht ist, um dem Messabschnitt (20) einen Druck von dem Messelement (200) zuzuführen; und – eine ringähnliche Nut (140) zum Unterbringen des Dichtungsrings (130), die in einer Anbringungsoberfläche (12c, 13c) des Druckzuführungsabschnitts (12b, 13b) zu dem Messelement (200) gebildet ist; wobei – ein Teil des Dichtungsrings (130) in die Nut (140) gepresst ist und der Dichtungsring (130) innerhalb der Nut (140) gehalten wird.
Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – ein von einer Seitenoberfläche der Nut (140) vorstehender Vorsprungsabschnitt (141) an der Seitenoberfläche gebildet ist, und – ein Teil des Dichtungsrings (130) an dem Vorsprungsabschnitt (141) in die Nut (140) gepresst ist.
Drucksensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche des an der Seitenoberfläche der Nut (140) gebildeten Vorsprungsabschnitts (141) eine konvexe Kurvenform aufweist.
Drucksensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche des Vorsprungsabschnitts (141), der an der Seitenoberfläche der Nut (140) auf der Seite der Anbringungsoberfläche (12c, 13c) gebildet ist, eine sich verjüngende Oberfläche (141a) ist, die sich in zunehmendem Maße von der Anbringungsoberfläche (12c, 13c) von einer Fuß-Seitenfläche zu einem distalen Ende des Vorsprungsabschnitts (141) entfernt.
Drucksensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der an der Seitenoberfläche der Nut (140) gebildeten Vorsprungsabschnitte (141) größer oder gleich zwei ist.
Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Vorsprungsabschnitt (131) derart an einer Oberfläche des Dichtungsrings (130) gebildet ist, dass er von der Oberfläche vorsteht, und – der Dichtungsring (130) an dem Vorsprungsabschnitt (131) in die Nut (140) gepresst ist.
Drucksensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der an der Oberfläche des Dichtungsrings (130) gebildeten Vorsprungsabschnitte (131) größer oder gleich zwei ist.
Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – ein von einer Seitenoberfläche der Nut (140) vorstehender Vorsprungsabschnitt (141) an der Seitenoberfläche gebildet ist, – ein von einer Oberfläche des Dichtungsrings (130) vorstehender Vorsprungsabschnitt (131) an der Oberfläche gebildet ist, und – der Dichtungsring (130) an dem an der Seitenoberfläche der Nut (140) gebildeten Vorsprungsabschnitt (141) und an dem an der Oberfläche des Dichtungsrings (130) gebildeten Vorsprungsabschnitt (131) in die Nut (140) gepresst ist.
Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form des Dichtungsrings (130) ein idealer Kreis und eine Form der Nut (140) elliptisch ist.
Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form des Dichtungsrings (130) elliptisch und eine Form der Nut (140) ein idealer Kreis ist.
Drucksensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorstehende Länge des an der Seitenoberfläche der Nut (140) gebildeten Vorsprungsabschnitts (141) und eine vorstehende Länge des an der Oberfläche des Dichtungsrings (130) gebildeten Vorsprungsabschnitts (131) derart lang sind, dass der Dichtungsring nicht aus der Nut herausquillt und eingeklemmt wird, wenn der Dichtungsring in die Nut gepresst ist und der Druckzuführungsabschnitt an dem Messelement angebracht wird.
Drucksensor (S1), der aufweist: – einen Messabschnitt (20) zum Erfassen eines Drucks; – einen Druckzuführungsabschnitt (12b, 13b), der durch einen ringähnlichen Dichtungsring (130) an einem Messelement (200) angebracht ist, um dem Messabschnitt (20) einen Druck von dem Messelement (200) zuzuführen; und – eine ringähnliche Nut (140) zum Unterbringen des Dichtungsrings (130), die in einer Anbringungsoberfläche (12c, 13c) des Druckzuführungsabschnitts (12b, 13b) zu dem Messelement (200) gebildet ist; wobei – der Dichtungsring (130) an die Nut (140) geklebt ist und innerhalb der Nut (140) gehalten wird.
Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (130) an die Nut (140) geklebt ist.