DE102005054408A1

DE102005054408A1 - Gassensoreinheit und Sensorkappe

Info

Publication number: DE102005054408A1
Application number: DE102005054408A
Authority: DE
Inventors: Hisaharu Nagoya Nishio; Takashi Nagoya Nakao; Kazuhiro Nagoya Kohzaki; Keiichi Nagoya Adachi
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2006-05-18
Also published as: US7318339B2; US7287413B2; CN1776416B; US20060101900A1; US20070199366A1; CN1776416A

Abstract

Eine Gassensoreinheit 300, umfassend einen Gassensor 100 und eine Sensorkappe 200. Der Gassensor 100 umfasst eine gaserfassende Komponente 120, eine an der gaserfassenden Komponente 120 bereitgestellte Elektrode 122 und einen Sensoranschluss 150, welcher eine Verbindung mit der Elektrode 122 bereitstellt, um ein Ausgangssignal von der gaserfassenden Komponente 120 zu übertragen. Die Sensorkappe 200 ist dazu ausgebildet, das Ausgangssignal an ein externes Gerät zu übertragen. Die Sensorkappe 200 umfasst einen Kappenanschluss 210, welcher eine elektrische Verbindung mit dem Sensoranschluss 150 bereitstellt, und eine Kapselungskomponente 220, welche an den Gassensor 100 gebondet ist, um so im Zusammenwirken mit dem Gassensor 100 einen Innenraum zu bilden. Die Kapselungskomponente 220 umfasst eine kommunizierende Öffnung 223d, durch welche der Innenraum SPS sich in Kommunikation mit einem Raum außerhalb der Gassensoreinheit 300 befindet, und die kommunizierende Öffnung 223d ist durch eine Filterkomponente 240 gasdurchlässig und wasserdicht geschlossen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gassensoreinheit, welche einen Aufbau eines Gassensors mit einer gaserfassenden Komponente und einer daran befestigten Sensorkappe zum Übertragen eines Ausgangssignals von dem Gassensor zu einem externen Gerät bildet, sowie die Sensorkappe allein.

Verschiedene Typen von Gassensoren mit einer gaserfassenden Komponente sind bis jetzt vorgeschlagen worden. Ein Beispiel ist ein Gassensor mit einer aus einer Sauerstoffionen leitenden Zirkoniakeramik gebildeten gaserfassenden Komponente, und welcher an einem Abgasrohr eines inneren Verbrennungsmotors angebracht ist, um die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu erfassen (beispielsweise Veröffentlichung des japanischen Gebrauchsmusters Nr. 53-95884 (offengelegt 1978) und die Veröffentlichung des japanischen Gebrauchsmusters Nr. 53-95886 (veröffentlicht 1978)).

Durch die Erfindung zu lösende Probleme:

Die Gassensoren des veröffentlichten japanischen Gebrauchsmusters Nr. 53-95884 und des veröffentlichten japanischen Gebrauchsmusters Nr. 53-95886 weisen eine mit einem Boden versehene röhrenförmige gaserfassende Komponente und einen röhrenförmigen Sensoranschluss zur Ausgabe eines Ausgangssignals von der gaserfassenden Komponente nach außerhalb des Sensors auf. Diese Gassensoren sind derart gebildet, dass das Ausgangssignal nach außerhalb des Sensors (beispielsweise an eine ECU) durch einen Verbindungsanschluss übertragen wird, welcher eine Verbindung mit dem Sensoranschluss bereitstellt, wobei ein Referenzgas (außenseitige Luft) in das Innere der gaserfassenden Komponente durch ein röhrenförmiges Innenelement des Sensoranschlusses eingeführt wird, und das röhrenförmige Innenelement des Sensoranschlusses und das Innere der gaserfassenden Komponente belüftet werden.

In diesem Typ Gassensor, bei welchem der Sensoranschluss mit dem Verbindungsanschluss verbunden ist, um ein Ausgangssignal zu übertragen, gibt es Fälle, in welchen eine Sensorkappe erforderlich ist, welche eine kappenähnliche Kapselungskomponente aufweist, um den Verbindungsanschluss (Kappenanschluss) und den Sensoranschluss abzudecken, um den Sensoranschluss und die Verbindung zu dem Sensoranschluss zu schützen.

Mit solch einer Sensorkappe gibt es Fälle, in welchen eine zwischen dem Außen- und einem Innenraum kommunizierende Öffnung bereitgestellt werden muss, um schnell den inneren Raum des Gassensors und der Sensorkappe zu belüften. Der Zweck hiervon ist, ein Referenzgas von außen dem Sensor einzuführen und einen abnormen Wechsel der Referenzgaskonzentration (aufgrund von durch ein fremdes Objekt erzeugtem Gas, welches Objekt in das Innere des Gassensors oder das Innere der Sensorkappe eingetreten ist) zu verhindern, und ebenso Korrosion und dergleichen des Sensoranschlusses und des Kappenanschlusses zu verhindern.

Mittlerweile gibt es auch Fälle, in welchen der Innenraum wasserdicht gefertigt werden muss, um einen Kurzschluss, Korrosion und dergleichen des Sensoranschlusses und des Kappenanschlusses aufgrund von Wassertröpfchen und dergleichen zu verhindern, welche in den Innenraum von außerhalb des Sensors eindringen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Umstände gemacht, und eine ihrer Aufgaben ist, eine Gassensoreinheit und eine Sensorkappe bereitzustellen, wobei die Gassensoreinheit einen Gassensor und eine Sensorkappe umfasst, welche einen Kappenanschluss aufweist, um eine Verbindung des Sensoranschlusses des Gassensors bereitzustellen und eine Kapselungskomponente aufweist, um den Innenraum in Zusammenwirken mit dem Gassensor zu kapseln, wobei die Gassensoreinheit gasdurchlässig und wasserdicht zwischen dem Innenraum und dem Raum außerhalb der Gassensoreinheit ist.

Die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung wurde gelöst, indem eine Gassensoreinheit bereitgestellt wird, welche umfasst: Einen Gassensor, umfassend eine gaserfassende Komponente, eine an der gaserfassenden Komponente bereitgestellte Elektrode und einen Sensoranschluss, der eine Verbindung mit der. Elektrode bereitstellt, um so ein Ausgangssignal von dem gaserfassenden Element zu übertragen; und eine Sensorkappe zum Übertragen des Ausgangssignals an ein externes Gerät, wobei die Sensorkappe einen Kappenanschluss, welcher eine elektrische Verbindung mit dem Sensoranschluss bereitstellt, sowie eine Kapselungskomponente umfasst, welche an den Gassensor gebondet ist, um so in Zusammenwirken mit dem Gassensor einen Innenraum zu bilden, wobei die Kapselungskomponente eine kommunizierende Öffnung umfasst, durch welche sich der Innenraum in Kommunikation mit dem Raum außerhalb der Gassensoreinheit befindet, und die kommunizierende Öffnung durch eine Filterkomponente gasdurchlässig und wasserdicht geschlossen ist.

Die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung wurde auch gelöst, indem eine Sensorkappe bereitgestellt ist, welche zum Befestigen an einem Gassensor ausgebildet ist, umfassend eine gaserfassende Komponente, eine an der gaserfassenden Komponente bereitgestellte Elektrode sowie einen Sensoranschluss, der mit der Elektrode verbunden ist, um ein Ausgangssignal von der gaserfassenden Komponente an ein externes Gerät zu übertragen, wobei die Sensorkappe umfasst: einen Kappenanschluss, um eine elektrische Verbindung zu dem Sensoranschluss bereitzustellen; eine Kapselungskomponente, um den Kappenanschluss in sich aufzunehmen, und welche dazu ausgebildet ist, einen den Kappenanschluss aufnehmenden Raum zu bilden, um in Zusammenwirken mit dem Gassensor einen Innenraum zu bilden, wenn die Sensorkappe an dem Gassensor befestigt wird, wobei die Kapselungskomponente eine kommunizierende Öffnung aufweist, durch welche der den Kappenanschluss aufnehmende Raum sich in Kommunikation mit einem Raum außerhalb der Sensorkappe befindet; und eine Filterkomponente, welche die kommunizierende Öffnung gasdurchlässig und wasserdicht schließt.

In der Erfindung ist die Sensorkappe mit einer Kapselungskomponente mit einer kommunizierenden Öffnung und einem Filterteil zum Schließen der kommunizierenden Öffnung bereitgestellt, wobei der Innenraum und der Außenraum voneinander gasdurchlässig und wasserdicht geschlossen sind. Die Filterkomponente stellt nämlich in Zusammenwirken mit der kommunizierenden Öffnung einen wasserdichten, jedoch gasdurchlässigen Durchgang bereit.

Aus diesem Grunde ist eine Belüftung des Innenraums erleichtert, während das Eintreten von Wassertröpfchen in den Innenraum verhindert ist. Entsprechend kann in dem Fall, wo Luft in dem Innenraum als ein Referenzwert für den Gassensor verwendet wird, das Referenzgas leicht in den Innenraum von außerhalb der Gassensoreinheit eingeführt werden. Zusätzlich kann eine rasche Belüftung des Innenraums bewirkt werden. Daher ist es möglich, eine Anomalie der Signalausgabe zu verhindern, welche von einer ungewöhnlichen Änderung der Referenzgaskonzentration, aufgrund von durch ein fremdes Objekt erzeugtem Gas begleitet ist, welches Objekt an dem Inneren der gaserfassenden Komponente, dem Sensoranschluss, dem Kappenanschluss oder dem Inneren der Kapselungskomponente haftet. weiterhin können Korrosion und dergleichen des Sensoranschlusses und des Kappenanschlusses verhindert werden.

Die gaserfassende Komponente kann eine mit einem Boden versehene röhrenförmige Gestalt oder eine plattenähnliche Gestalt annehmen. Zusätzlich können bekannte Materialien verwendet werden, um die gaserfassende Komponente in Abhängigkeit von dem zu erfassenden Gas zu fertigen. Beispielsweise kann in einem Sauerstoffsensor ein Festelektrolytmaterial verwendet werden, welches hauptsächlich aus Zirkoniakeramik besteht.

Zusätzlich kann der Gassensor, zusätzlich zu der gaserfassenden Komponente und dem Sensoranschluss, eine zylindrische isolierende Komponente umfassen, welche aus einem isolierenden Material gefertigt ist und welche den Sensoranschluss umgibt.

Die Kapselungskomponente der Sensorkappe bildet in Zusammenwirken mit dem Gassensor einen Innenraum, wenn der Gassensor und die Sensorkappe zusammengebaut werden. Beispielsweise wird der Innenraum gebildet, indem ein enger Kontakt zwischen der Kapselungskomponente und der Außenumfangsfläche der gaserfassenden Komponente oder der Außenumfangsfläche des Sensoranschlusses gebildet wird. Alternativ kann der Innenraum gebildet werden, indem ein enger Kontakt zwischen der Kapselungskomponente und der den Sensoranschluss umgebenden zylindrischen isolierenden Komponente gebildet werden.

Die Filterkomponente ist gasdurchlässig und wasserabstoßend, und schließt die kommunizierende Öffnung gasdurchlässig und wasserdicht. Diese Filterkomponente kann ohne besondere Einschränkung an dem Außenende oder dem Innenende der kommunizierenden Öffnung oder im Inneren der kommunizierenden Öffnung angeordnet werden.

Zusätzlich kann die Filterkomponente die Gestalt eines Blattes, einer Röhre, einer Tasse oder eines Stabs, wie es gefordert ist, in Übereinstimmung mit der Weise annehmen, in welcher die kommunizierende Öffnung zu schließen ist. Beispielsweise kann die blatt-, röhren-, tassen- oder stabförmige Filterkomponente aus GORTEX (Handelsname) oder dergleichen gefertigt sein. Andererseits kann die stabförmige Filterkomponente eine aus Polytetrafluoroethylen (PTFE) gefertigte kontinuierliche poröse Struktur aufweisen, in welcher feine Poren dreidimensional miteinander verbunden sind.

Insbesondere kann eine Filterkomponente vom Blatttyp an der Außenumfangsfläche der Kapselungskomponente befestigt werden, um so das Außenende der kommunizierenden Öffnung abzudecken.

Alternativ kann eine Filterkomponente vom Stabtyp, welche in wenigstens der axialen Richtung der kommunizierenden Öffnung gasdurchlässig ist, in die kommunizierende Öffnung eingefügt werden.

Weiterhin kann eine Filterkomponente, welche eine Röhre und ein Filterblatt umfasst, welches wenigstens eine der Öffnungen der Röhre abschließt, in die kommunizierende Öffnung eingefügt werden.

In der erfindungsgemäßen Gassensoreinheit oder Sensorkappe ist weiterhin wenigstens eines der Kapselungskomponente und der Filterkomponente vorzugsweise aus einem elastischen (resilient) Material gebildet, und eine Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung der Kapselungskomponente und eine Außenfläche der Filterkomponente sind vorzugsweise elastisch und wasserdicht in Kontakt miteinander.

Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Wasserdichtigkeit zwischen der Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung und der Außenfläche der Filterkomponente zu verbessern.

Das elastische Material zum Bilden der Kapselungskomponente kann ein elastisches Hochpolymermaterial umfassen. Das Material wird angemessen ausgewählt, indem die Wärmewiderstandsfähigkeit und die Elastizität der Kapselungskomponente in Betrachtung gezogen werden. Weiterhin ist es, falls eine Leichtigkeit der Verformung in Betrachtung gezogen wird, bevorzugt, ein Hochpolymermaterial zu verwenden, welches eine Elastizität von Gummi aufweist. Insbesondere wird vorzugsweise ein Material wie beispielsweise Neoprengummi, Chloroprengummi, Silikongummi und Fluorgummi verwendet. In einem Fall, in welchem eine Wärmewiderstandsfähigkeit erforderlich ist, wird Fluorgummi bevorzugt.

Zusätzlich kann das elastische Material zum Bilden der Filterkomponente beispielsweise ein Schwamm sein, wie beispielsweise ein Urethanschaum.

Zusätzlich ist die Filterkomponente in der erfindungsgemäßen Gassensoreinheit oder Sensorkappe vorzugsweise aus einem wasserabweisenden Material gefertigt, welches in wenigstens einer Richtung einer Achse der kommunizierenden Öffnung gasdurchlässig ist. Vorzugsweise ist eine Außenumfangsfläche der Filterkomponente mit einem Bereich engen Kontaktes (close contact portion, Anschmiegebereich) bereitgestellt, und die Kapselungskomponente ist derart elastisch, dass eine Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung in engen Kontakt mit dem Bereich engen Kontaktes des Filters gebracht ist.

Bei der Erfindung ist eine Wärmeausdehnung der Gassensoreinheit oder Sensorkappe, sogar wenn sie einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, nicht einer Einschränkung durch eine Quetschkomponente unterworfen. Als solches tritt eine Reduktion des Außendurchmessers aufgrund plastischer Verformung kaum auf, wodurch eine Verringerung der Wasserdichtigkeit verhindert ist.

Bei der Gassensoreinheit oder der Sensorkappe ist es möglich, eine Wasserdichtigkeit an der Schnittstelle zwischen der Kapselungskomponente und der Filterkomponente aufrecht zu erhalten, weil der Durchlass von Gas (Belüftung) aufgrund der Gasdurchlässigkeit der Filterkomponente in der axialen Richtung gesichert werden kann, und weil der Bereich engen Kontaktes der Filterkomponente in engen Kontakt mit der Kapselungskomponente gebracht ist, ohne eine Lücke zu lassen. Zusätzlich hält die Kapselungskomponente die Filterkomponente durch die Elastizität der Kapselungskomponente, so dass der Unterschied zwischen der thermischen Ausdehnungsrate der Filterkomponente und der Kapselungskomponente absorbiert werden kann. Aus diesem Grunde kann die Filterkomponente in der kommunizierenden Öffnung unter Verwendung einer einfachen Struktur gehalten und wasserdicht gehalten werden.

Die Kapselungskomponente ist vorzugsweise aus einem elastischen Hochpolymermaterial geferigt, welches ausgewählt werden kann, indem solche Faktoren wie die Wärmewiderstandsfähigkeit und Elastizität der Kapselungskomponente in Erwägung gezogen werden. In Hinblick auf die Deformierbarkeit ist es bevorzugt, ein Hochpolymermaterial mit Gummielastizität zu verwenden. Insbesondere ist es bevorzugt, ein Material wie beispielsweise Neoprengrummi, Chloroprengummi, Silikongummi und Fluorgummi zu verwenden. In einem Fall, in welchem eine Wärmewiderstandsfähigkeit erfordert ist, ist insbesondere Fluorgummi bevorzugt.

In der erfindungsgemäßen Gassensoreinheit oder Sensorkappe umfasst weiterhin die Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung der Kapselungskomponente, vorzugsweise einen ringförmigen Vorsprungsbereich (1023m, 1023n, 1123m, 1123n), welcher nach innen hervorragt, und sich in engem Kontakt mit einem Bereich des Bereiches (1045b) engen Kontaktes der Filterkomponente befindet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist nicht die gesamte Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung in engen Kontakt mit dem Bereich engen Kontaktes der Filterkomponente gebracht, sondern lediglich der ringförmige Vorsprungsbereich der Innenwandfläche ist mit einem Bereich des Bereiches engen Kontaktes in engen Kontakt gebracht. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Kraft eines engen Kontaktes (closely contacting force, Schmiegekraft) zwischen der die kommunizierende Öffnung definierenden Innenwandfläche und dem Bereich engen Kontaktes zu verstärken, wodurch es möglich ist, die Wasserdichtigkeit hierzwischen zu verbessern.

In der Sensorkappe umfasst die kommunizierende Öffnung weiterhin vorzugsweise einen Haltebereich, welcher beispielsweise einen kleineren Durchmesser als den Außendurchmesser der Filterkomponente aufweist, um die Filterkomponente in der kommunizierenden Öffnung zu halten (d.h., um zu verhindern, dass die Filterkomponente aus der kommunizierenden Öffnung nach außen herauskommt).

In der erfindungsgemäßen Gassensoreinheit oder Sensorkappe weist die Sensorkappe weiterhin vorzugsweise eine Verbindungsleitung auf, welche eine Verbindung mit dem Kappenanschluss bereitstellt, um das Ausgangssignal an das externe Gerät zu übertragen, und die Filterkomponente umfasst eine Einfügeöffnung, welche sich durch die und entlang der Achse der kommunizierenden Öffnung erstreckt und in welcher die Verbindungsleitung wasserdicht gehalten ist.

In der erfindungsgemäßen Gassensoreinheit umfasst die Filterkomponente vorzugsweise eine Einfügeöffnung, und die Verbindungsleitung ist wasserdicht in der Filterkomponente gehalten. Diese Anordnung gestattet eine Belüftung zwischen dem Außen- und dem Innenraum durch die kommunizierende Öffnung der Kapselungskomponente, und die Verbindungsleitung kann durch die kommunizierende Öffnung wasserdicht nach außen geführt werden.

Aus diesem Grunde ist es in einer bevorzugten Ausführungsform unnötig, die Kapselungskomponente separat mit einer Einfügeöffnung zum Führen der Verbindungsleitung nach außen zu versehen, um die Verbindungsleitung in dieser Einfügeöffnung zu halten, während die Verbindungsleitung hierdurch eingeführt wird, und separat einen Aufbau bereitzustellen, um eine Wasserdichtigkeit zwischen der Verbindungsleitung und der Kapselungskomponente an diesem Bereich zu bilden. Entsprechend ist es möglich, eine Gassensoreinheit bereitzustellen, welche einfach in ihrem Aufbau ist und nicht teuer ist.

Eine Technik, die Verbindungsleitung durch die Filterkomponente zu halten, umfasst eine Technik, bei welcher eine Quetschkomponente über einen Bereich (Quetschbereich) befestigt ist, welcher in der axialen Richtung verschieden von dem Bereich engen Kontaktes ist und welcher die Einfügeöffnung in der säulenförmigen Filterkomponente umgibt. Dieser Bereich wird gequetscht, um auf diese Weise zu bewirken, dass der Quetschbereich und die Einfügeöffnung innerhalb des Quetschbereiches in ihrem Durchmesser schrumpfen, wodurch die Verbindungsleitung durch den Quetschbereich gehalten wird. In diesem Falle ist es möglich, beispielsweise eine Quetschtechnik anzuführen, welche solch eine Stärke aufweist, dass eine Wasserdichtigkeit bei einem Befestigen der Quetschkomponente über den Quetschbereich und Quetschen desselben erhalten wird, sowie eine Technik, in welcher ein Dichtungsmaterial, wie beispielsweise ein Klebstoff, separat zwischen der Verbindungsleitung und der Außenfläche der Filterkomponente oder der Innenwandfläche der Einfügeöffnung bereitgestellt ist, falls die Verbindungsleitung wasserdicht in der Filterkomponente gehalten werden soll.

Zusätzlich umfasst eine Technik, die Verbindungsleitung zu halten, ein Verwenden eines Klebstoffs, um die Verbindungsleitung an der Innenwandfläche der Einfügeöffnung oder an der Außenfläche der Filterkompnente zu sichern. Um es der Verbindungsleitung zu ermöglichen, wasserdicht in der Filterkomponente gehalten zu werden, ist es in diesem Falle ausreichend, wenn eine Betrachtung hinsichtlich der Menge und des Ortes der Aufbringung des Klebstoffs angestellt wird, um Wasserdichtigkeit bereitzustellen.

In dem Falle, in welchem die Verbindungsleitung in der Einfügeöffnung durch Quetschen des Quetschbereiches über die Quetschkomponente gehalten wird, gibt es jedoch Fälle, in welchen in Abhängigkeit von dem Ausmaß des Schrumpfens des Durchmessers des Quetschbereiches die Gasdurchlässigkeit an diesem Quetschbereich in der axialen Richtung ungenügend wird oder die Gasdurchlässigkeit verloren ist.

In dem Falle, in welchem die Verbindungsleitung in der Einfügeöffnung durch Quetschen des Quetschbereiches über eine Quetschkomponente gehalten ist, ist es entsprechend ausreichend, wenn eine Betrachtung hinsichtlich der Form der Filterkomponente oder der Richtung eines Durchgangs von Gas angestellt wird, derart, dass ein Belüftungsdurchgang bereitgestellt ist, welcher den Durchgang von Gas zwischen dem Außen- und dem Innenraum ermöglicht, anders als bei dem Quetschbereich.

Es reicht beispielsweise aus, falls die Filterkomponente, welche in der axialen Richtung der kommunizierenden Öffnung gasdurchlässig ist, eine Form aufweist, in welcher, zusätzlich zu dem Bereich engen Kontaktes mit einem relativ großen Durchmesser, ein Bereich von kleinem Durchmesser mit einem kleineren Durchmesser als der Bereich engen Kontaktes an einer Position bereitgestellt ist, welche in der axialen Richtung von dem Bereich engen Kontaktes verschieden ist. In einer Filterkomponente dieser Form ist der Durchgang von Gas zwischen der Fläche, welche durch den Durchmesserunterschied zwischen dem Bereich engen Kontaktes und dem Bereich von kleinem Durchmesser (insbesondere eine ringförmige Fläche, welche senkrecht zu der Achse steht, oder eine sich verjüngende Fläche) erzeugt ist und der Fläche des Kontaktbereiches an der gegenüberliegenden Seite des Bereiches von kleinem Durchmesser immer noch möglich, sogar falls der Bereich von kleinem Durchmesser oder ein Bereich, welcher von dem Bereich von kleinem Durchmesser entfernter von dem Bereich engen Kontaktes versetzt ist, gequetscht wird. Entsprechend ist es möglich, die Gasdurchlässigkeit sicherzustellen, unangesehen der Anwesenheit oder relativen Durchlässigkeit des Quetschbereiches, falls die Filterkompontente in der kommunizierenden Öffnung der Kapselungskomponente derart bereitgestellt ist, dass eine dieser Flächen dem Außenraum zugewandt ist und die andere dem Innenraum zugewandt ist.

Alternativ ist es möglich, eine Filterkomponente zu verwenden, welche in der axialen Richtung der kommunizierenden Öffnung gasdurchlässig ist, und in welcher ein zwischengeordneter gasdurchlässiger Bereich zwischen dem Bereich engen Kontaktes und dem Quetschbereich bereitgestellt ist, und eine Gasdurchlässigkeit wenigstens an diesem zwischengeordneten gasdurchlässigen Bereich durch seine Außenumfangsfläche bereitgestellt ist. An dieser Filterkomponente ist der Durchgang von Gas zwischen der Außenumfangsfläche des zwischengeordneten gasdurchlässigen Bereiches und der Oberfläche des Bereiches engen Kontaktes auf der gegenüberliegenden Seite des Quetschbereiches (zwischengeordneter gasdurchlässiger Bereich) möglich, sogar wenn der Quetschbereich gequetscht wird, weil die Gasdurchlässigkeit zwischen der Außenseite der Außenumfangsfläche des zwischengeordneten gasdurchlässigen Bereiches und dem Inneren des Bereiches engen Kontaktes bereitgestellt ist. Entsprechend ist es möglich, die Gasdurchlässigkeit unangesehen der Anwesenheit oder relativen Durchlässigkeit des Quetschbereiches zu sichern, falls die Filterkomponente in der kommunizierenden Öffnung der Kapselungskomponente derart bereitgestellt ist, dass eine dieser Flächen nach außen gewandt ist und die andere dem Innenraum zugewandt ist.

Bei der Gassensoreinheit oder der Sensorkappe umfasst die Filterkomponente vorzugsweise weiterhin einen Bereich engen Kontaktes, welcher an einer Außenumfangsfläche der Filterkomponente bereitgestellt ist und einen Quetschbereich, welcher an einer Position bereitgestellt ist, welche in der Richtung der Achse verschieden von dem Bereich engen Kontaktes ist und einen kleineren Außendurchmesser als den des Bereiches engen Kontaktes aufweist, wobei die Sensor kappe vorzugsweise weiterhin eine Quetschkomponente umfasst, welche um den Quetschbereich der Filterkomponente herumquetscht, so dass die Verbindungsleitung wasserdicht in der Einfügeöffnung gehalten ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Filterkomponente einen Quetschbereich. Ferner wird die Quetschkomponente über den Quetschbereich angebracht und die Verbindungsleitung wird in der Einfügeöffnung wasserdicht gehalten. Aus diesem Grunde ist es möglich, ein Ausgangssignal durch die Verbindungsleitung an das externe Gerät zu übertragen, und es ist möglich, ein Eindringen von Wasser durch die Lücke zwischen der Außenumfangsfläche der Verbindungsleitung und der Innenumfangsfläche der Einfügeöffnung der Filterkomponente in den Innenraum zu verhindern.

Weiterhin ist die Filterkomponente wenigstens in der axialen Richtung der kommunizierenden Öffnung gasdurchlässig und weist einen Bereich engen Kontaktes sowie einen Quetschbereich von kleinerem Durchmesser auf. Aus diesem Grunde, weil der Quetschbereich von kleinem Durchmesser durch die Quetschkomponente gequetscht wird, ist die Gasdurchlässigkeit wenigstens zwischen der Fläche aufrecht erhalten, welche durch den Durchmesserunterschied zwischen dem Bereich engen Kontaktes von großem Durchmesser und dem Quetschbereich von kleinem Durchmesser sowie der Fläche des Bereiches engen Kontaktes auf der gegenüberliegenden Seite des Quetschbereiches definiert ist, sogar wenn sich die Gasdurchlässigkeit an diesem Quetschbereich verschlechtert oder verloren ist.

Daher kann bei der Gassensoreinheit oder Sensorkappe dieser bevorzugten Ausführungsform, trotz der Tatsache, dass die Verbindungsleitung in die Filterkomponente eingefügt wird, Wasserdichtigkeit zwischen der Filterkomponente und der Kapselungskomponente sowie zwischen der Filterkomponente und der Verbindungsleitung erreicht werden, wodurch es möglich ist, ein Eindringen von Wasser in den Innenraum zu verhindern.

Weiterhin umfasst bei der Gassensoreinheit oder der Sensorkappe die kommunizierende Öffnung vorzugsweise eine Mehrzahl von Öffnungen, welche zwischen der Filterkomponente und dem Äußeren bereitgestellt sind, und die Filterkomponente ist so angeordnet, dass sie von außerhalb der Gassensoreinheit oder Sensorkappe durch irgendeine der Mehrzahl von Öffnungen nicht sichtbar ist.

In den letzten Jahren wurden Hochdruckreinigungsgeräte als ein Gerät zur Reinigung von Kraftfahrzeugen und dergleichen weit verbreitet, welche Geräte Wasser bei einer hohen Geschwindigkeit aus einer Düse ausspritzen. In einem Falle, in welchem eine Gassensoreinheit, in welcher die Filterkomponente an einem Fahrzeug an einer Position eingebaut ist, wo die Filterkomponente von außen durch die Öffnung der kommunizierenden Öffnung visuell erkannt werden kann, und das Fahrzeug unter Verwendung eines Hochdruckreinigungsgerätes gewaschen wird, kann daher das Hochgeschwindigkeitswasser direkt die Filterkomponente erreichen. Als solches kann ein Wasserdruck, der die Widerstandsfähigkeit der Filterkomponente gegen Wasserdruck überschreitet, auf die Filterkomponente aufgebracht werden, was bewirkt, dass Wassertröpfchen unerwünscht durch die Filterkomponente dringen.

Bei der Gassensoreinheit oder der Sensorkappe einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist andererseits die Filterkomponente an einer Position bereitgestellt, wo sie nicht direkt von außerhalb durch eine der Öffnungen visuell erkannt werden kann. Aus diesem Grunde ist die Geschwindigkeit des Wassers, welches bei einer hohen Ge schwindigkeit von außen durch die Öffnungen eindringt, reduziert, bevor es die Filterkomponente erreicht, weil es gegen eine Innenwandfläche kollidiert, welche die kommunizierende Öffnung definiert. Entsprechend ist es möglich, zu verhindern, dass Wasser in die Filterkomponente eindringt, sogar in Fällen, in welchen Wasser bei einer hohen Geschwindigkeit von außen durch Öffnungen der kommunizierenden Öffnung eindringt.

Weiterhin wird das Innere der kommunizierenden Öffnung schließlich mit Wasser gefüllt, sogar falls die Filterkomponente an einer Position bereitgestellt ist, wo sie nicht von außen durch die Öffnung gesehen werden kann, in einem Fall, in welchem lediglich eine Öffnung bereitgestellt ist, falls das Wasser fortgesetzt von der Öffnung bei hoher Geschwindigkeit eintritt. Falls das Wasser in diesem Zustand von der Öffnung bei hoher Geschwindigkeit eintritt, besteht eine Möglichkeit, dass ein Wasserdruck, welcher äquivalent zu dem Fall, in welchem Hochgeschwindigkeitswasser direkt die Filterkomponente erreicht, auf die Filterkomponente aufgebracht wird, was bewirkt, dass Wassertröpfchen in die Filterkomponente eindringen.

Bei der Gassensoreinheit oder Sensorkappe einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist andererseits eine Mehrzahl von Öffnungen in der kommunizierenden Öffnung bereitgestellt. Als ein Ergebnis kann das Wasser von den anderen Öffnungen nach außen abgelassen werden, sogar wenn Wasser von einer Öffnung bei hoher Geschwindigkeit eintritt, so dass kein Risiko besteht, dass ein hoher Wasserdruck auf die Filterkomponente aufgebracht wird, so dass es möglich ist, die oben beschriebene Fehlfunktion zu überwinden.

Aus dem oben beschriebenen Grund ist es mit der Gassensoreinheit oder der Sensorkappe einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung möglich, zu verhindern, dass Wasser in die Filterkomponente eindringt, sogar in einem Falle, in welchem Wasser bei hoher Geschwindigkeit durch Öffnungen der kommunizierenden Öffnung von außen eingetreten ist.

Bei der Gassensoreinheit oder Sensorkappe erfasst weiterhin der Gassensor ein Gas, indem ein Potentialunterschied gemessen wird, welcher sich entwickelt, wenn ein Referenzgas in den Innenraum von außerhalb der Gassensoreinheit durch die kommunizierende Öffnung eingeführt wird. Ein Belüftungsdurchgang zum Einführen des Referenzgases an die gaserfassende Komponente ist zwischen der Filterkomponente und der gaserfassenden Komponente bereitgestellt.

Aufgrund des Belüftungsdurchgangs ist es möglich, angemessen ein der Erfassung ausgesetztes Gas zu erfassen, indem das von außerhalb der Gassensoreinheit eingeführte Referenzgas verwendet wird.

Bei der Gassensoreinheit oder Sensorkappe umfasst der Kappenanschluss weiterhin, wenn eine Richtung einer Bewegung des Gassensors bei einem Zusammenbau der Sensorkappe mit dem Gassensor, als eine erste Bewegungsrichtung genommen wird, einen inneren Belüftungsdurchgang, welcher sich in der ersten Bewegungsrichtung erstreckt, und welcher ein Teil des Belüftungsdurchgangs und eines Endbereiches ist, welcher auf einer Seite bereitgestellt ist, welche gegenüber der Seite des Gassensors in der ersten Bewegungsrichtung ist. Der Endbereich umfasst einen Kontaktbereich, welcher an einer Innenfläche der Kapselungskomponente in der ersten Bewegungsrichtung anliegt und einen Nichtkontaktbereich, welcher mit Abstand von der Innenfläche der Kapselungskomponente angeordnet ist, so dass das Referenzgas durch eine Lücke zwischen dem Nichtkontaktbereich des Kappenanschlusses und der Innenfläche der Kapselungskomponente in den inneren Belüftungsdurchgang eingeführt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Gassensoreinheit oder Sensorkappe kann aufgrund des Kontaktbereiches, welcher an der Innenfläche der Kapselungskomponente in der ersten Bewegungsrichtung anliegt, zuverlässig verhindert werden, dass sich der Kappenanschluss in der ersten Bewegungsrichtung bewegt, sogar falls er Schwingungen oder dergleichen ausgesetzt ist.

Der mit Abstand von der Innenfläche der Kapselungskomponente angeordnete Nichtkontaktbereich gestattet es weiterhin, dass das durch die kommunizierende Öffnung zugeführte Referenzgas in den inneren Belüftungsdurchgang durch die Lücke zwischen dem Nichtkontaktbereich des Kappenanschlusses und der Innenfläche der Kapselungskomponente eingeführt wird. Entsprechend kann das Referenzgas bei der Gassensoreinheit einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform angemessen der gaserfassenden Komponente über den röhrenförmigen Bereich zugeführt werden.

Der innere Belüftungsdurchgang kann in einem röhrenförmigen Bereich des Kappenanschlusses gebildet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine Gassensoreinheit 300 in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform und die Art, in welcher diese Gassensoreinheit in Benutzung gebracht wird, zeigt;

2 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Gassensors 100 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform;

3 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Sensorkappe 200 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform;

4A und 4B sind Diagramme, welche einen Kappenanschluss für den Gebrauch bei der Sensorkappe in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform zeigen, in welcher 4A eine Frontansicht und 4B eine Bodenansicht ist;

5 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine glättende Behandlung eines Hauptkörpers in einer Filterkomponente zeigt, welcher bei der Sensorkappe in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform verwendet wird;

6A bis 6C sind teilweise Querschnittsansichten, welche charakteristische Merkmale der Sensorkappe in Übereinstimmung mit ersten, zweiten und dritten Abwandlungen zeigen, wobei 6A eine teilweise Querschnittsansicht der ersten Abwandlung ist, 6B eine teilweise Querschnittsansicht der zweiten Abwandlung ist, und 6C eine teilweise Querschnittsansicht der dritten Abwandlung ist;

7 ist eine teilweise Querschnittsansicht, welche charakteristische Merkmale der Sensorkappe in Übereinstimmung mit einer vierten Abwandlung zeigt;

8 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine Gassensoreinheit 1200 in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform und der Art, in welcher diese Gassensoreinheit in Benutzung gebracht wird, zeigt;

9 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Sensorkappe 1000 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform;

10 ist eine teilweise Querschnittsansicht, welche entlang der Linie B-B in der Richtung der Pfeile in 9 genommen ist, und ist eine teilweise Querschnittsansicht, welche entlang der Linie D-D in der Richtung der Pfeile in 11 genommen ist;

11 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Sensorkappe 1100 in Übereinstimmung mit einer fünften Abwandlung; und

12 ist eine Querschnittsansicht, welche entlang der Linie C-C in der Richtung der Pfeile in 11 genommen ist.

Beschreibung der Bezugszeichen:

Bezugszeichen, welche verwendet werden, verschiedene Aufbaumerkmale in den Zeichnungen zu identifizieren umfassen die Folgenden:

AX: Achse (eines Gassensors)
100: Gassensor
120: gaserfassende Komponente
130: zylindrische isolierende
: Komponente
130d: Außenumfangsfläche
150: Sensoranschluss
151: ausgangsseitiger
: Anschlussbereich
153: komponentenseitiger
: Anschlussbereich
161: Metallhülse
200, 400, 500, 600, 700,: Sensorkappen
1000, 1100
210, 410, 510, 610, 710,: Kappenanschlüsse
1010
211, 1011: Sensorverbindungsbereich
: (röhrenförmiger Bereich)
213, 413, 513: Filterquetschbereich
: (Quetschkomponente)
613: Quetschkomponente
214, 1014: Ringförmige Endbereiche
: (Endbereiche)
215: äußerer röhrenförmiger
: Bereich (Haltebereich)
215b, 215ba, 215bb,: elastische Endbereiche
215bc
215c, 215ca, 215cb,: Vorsprünge
215cc
215d: Ende der entfernten Seite
: (des äußeren röhrenförmigen
: Bereiches)
SL1, SL2: teilende Schlitze
SL3: teilender Schlitz
216: innerer röhrenförmiger
: Bereich
216a: leitfähiger Bereich
220, 420, 520, 620, 720,: Kapselungskomponenten
1020, 1120
222: Verbindungsbereich

222b: Greifbereich
222c: innerer Vorsprungsbereich
223, 423, 523, 623, 723: leitungsumschließender
: Bereich
223c, 423c, 523c, 623c,: Filter haltende Öffnung
723c
223d, 423d, 523d, 623d,: kommunizierende Öffnungen
723d, 1023d, 1123d
230: Verbindungsleitung
240, 440, 540, 640, 740,: Filterkomponenten
1040: (Filterkomponenten)
241, 441, 541, 641, 741: Einfügeöffnungen
LX: Achse (der Einfügeöffnung)
242, 442, 542, 642: Quetschbereiche
242b: Innenwandfläche (des
: Quetschbereiches)
243, 443, 543, 643, 743: Hauptkörper
243b: Außenumfangsfläche (des
: Hauptkörpers)
243c: Mittenbereich (des
: Hauptkörpers)
243d, 443d, 543d, 743d,: Außenumfangsbereiche engen
1042: Kontaktes (der Hauptkörper)
245: äußerer Vorsprungsbereich
250: unbehandelte
: Filterkomponente
253: unbehandelter Bereich von
: großem Durchmesser
750: bondendes Dichtungsmaterial
300, 1200: Gassensoreinheiten
SPI: Innenraum
SPO: Außenraum (Außenseite)
SPS: den Kappenanschluss
: aufnehmender Raum
1023m, 1023n, 1123m,: ringförmige
1123n: Vorsprungsbereiche
223g, 423g, 523g, 623g,: Haltebereiche
723g, 1023g, 1123g
223k, 1023k, 1123kh,: Öffnungen
1123ki
214b, 1014b: Kontaktbereiche
214c, 1014c: Nichtkontaktbereiche

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen wird unten eine detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gegeben. Jedoch sollte die vorliegende Erfindung nicht als hierauf eingeschränkt angesehen werden.
(Erste Ausführungsform)
1 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine Gassensoreinheit 300 in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform und die Art, in welcher diese Gassensoreinheit in Gebrauch versetzt wird, zeigt. Wie von 1 verstanden werden kann, besteht die Gassensoreinheit 300 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform aus einem Gassensor 100 und einer Sensorkappe 200, welche an einer hinteren Endseite (obere Seite in 1) in der Richtung einer Achse AX dieses Gassensors 100 bereitgestellt ist. Diese Gassensoreinheit 300 ist ein Sauerstoffsensor, in welchem ein Endbereich des Gassensors 100 an einem Abgasrohr 10 eines Fahrzeugs befestigt ist, so dass er in das Abgasrohr hineinragt. Der Gassensor 100 misst die Sauerstoffkonzentration des Abgases.
Wie in 2 gezeigt, weist der Gassensor 100 eine gaserfassende Komponente 120, eine zylindrische isolierende Komponente 130, einen Sensoranschluss 150 und ein Gehäuse 160 auf.
In der folgenden Beschreibung ist hinsichtlich der Richtung entlang der Achse AX die Seite, wo die Sensorkappe angebracht ist, die hintere Endseite und die hierzu gegenüberliegende Seite ist die Vorderseite.
Das Gehäuse 160 weist eine Metallhülse 161 und ein Schutzteil 162 auf. Die Metallhülse 161 ist aus SUS430 gebildet und ist in eine hohle zylindrische Form gebildet. Ein sich verjüngender aufnehmender Innenumfangsbereich 161e, dessen Durchmesser sich in Richtung der Vorderseite (untere Seite in 2) verringert, um eine Wulst 120e der gaserfassenden Komponente 120, welche unten beschrieben wird, zu haltern, ist umfangsmäßig an der Metallhülse 161 bereitgestellt, so dass er von einer inneren Umfangsfläche in Richtung der radial inneren Seite hervorragt. Zusätzlich ist ein Gewindebereich 161b zum Anbringen des Gassensors 100 an das Abgasrohr 10 (siehe 1) auf der Außenseite der Metallhülse 161 gebildet. Ein hexagonaler Bereich 161d, um den Gewindebereich 161b in das Abgasrohr unter Verwendung eines Einbauwerkzeugs gewindemäßig einzufügen, ist umfangsmäßig an der hinteren Endseite (obere Seite in 2) des Gewindebereichs 161b bereitgestellt. Das Schutzteil 162 ist eine mit einem Boden versehene zylindrische aus einem Metall gefertigte Komponente und weist zum Einführen von Abgas des Abgasrohres 10 in das Innere des Gassensors 100 eine Mehrzahl von Gasdurchlässen 162b auf.
Die gaserfassende Komponente 120 ist aus einem Sauerstoffionen leitenden Festelektrolyt gebildet und weist eine mit einem Boden versehene hohle zylindrische Form auf, in welcher ein Endbereich 120b geschlossen ist und welche sich in der Richtung der Achse AX erstreckt. Die sich radial nach außen erstreckende Wulst 120e ist an einem Außenumfang der gaserfassenden Komponente 120 bereitgestellt. Die gaserfassende Komponente 120 ist in der Metallhülse 161 bereitgestellt und eine metallische Packung 142 ist zwischen einer Fläche der distalen Endseite der Wulst 120e und der Fläche des aufnehmenden Bereiches am Innenumfang 161e der Metallhülse 161 eingefügt. Der Sauerstoffionen leitende Festkörper ist typischerweise ZrO₂, in welchem Y₂O₃ oder CaO eingeschlossen ist, aber eine feste Lösung von ZrO₂ und einem anderen Erdalkalimetall oder Seltenerdmetall kann verwendet werden. Weiterhin kann HfO₂ darin enthalten sein.
Bekannte Festelektrolyte, welche bei hoher Temperatur sauerstoffionenleitfähig sind, können ohne besondere Beschränkung verwendet werden.
Eine Außenelektrode 121 ist an dem Endbereich 120b dieser gaserfassenden Komponente 120 gebildet, so dass sie deren Außenumfangsfläche 120c abdeckt. Die Außenelektrode 121 ist in einen porösen Zustand aus Pt oder einer Pt-Legierung gebildet. Diese Außenelektrode 121 ist bis zu einer distalen Endfläche der Wulst 120e bereitgestellt und ist durch die metallische Packung 142 mit der Metallhülse 161 elektrisch verbunden. Aus diesem Grunde kann das Potential der Außenelektrode 121 an der Metallhülse 161 gemessen werden.
Mittlerweile ist eine Innenelektrode 122 an einer Innenumfangsfläche 120d der gaserfassenden Komponente 120 gebildet, um so die Innenumfangsfläche 120d zu bedecken. Diese Innenelektrode 122 ist ebenfalls in einen porösen Zustand aus Pt oder einer Pt-Legierung gebildet.
Die zylindrische isolierende Komponente 130 ist aus einer isolierenden Keramik (insbesondere Alumina) gefertigt und weist eine hohle zylindrische Form auf. Diese zylindrische isolierende Komponente 130 ist derart gehalten, dass ihr distaler Endbereich 131 mit einer vergrößerten Dicke, zusammen mit einem aus Talk gebildeten keramischen Pulver 141 zwischen der gaserfassenden Komponente 120 und der Metallhülse 161 eingefügt ist, um so einen Umfang dieses Bereiches der gaserfassenden Komponente 120 zu umgeben, welcher Bereich auf der hinteren Endseite der Wulst 120e bereitgestellt ist.
Der beispielsweise aus SUS304 gefertigte Sensoranschluss 150 ist röhrenförmig und weist einen ausgangsseitigen Anschlussbereich 151, einen elementseitigen Anschlussbereich 153 sowie einen Verbindungsbereich 152 auf, welcher beide Bereiche verbindet.
Von diesen Bereichen weist der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 eine röhrenförmige Form auf, welche im Wesentlichen in der Form des Buchstaben C hinsichtlich seines senkrecht zu der Achse AX genommenen Querschnitts auf. Der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 ist so angeordnet, dass sich sein Durchmesser elastisch ausdehnt, wenn ein Sensorverbindungsbereich 211 (siehe 1 und 4) eines Kappenanschlusses 210 in das Innere des ausgangsseitigen Anschlussbereichs 151 eingefügt wird, indem der Kappenanschluss 210 relativ in einer Richtung entlang der Achse AX (vertikal in 1 und 2) bewegt wird. Die Vorsprungsbereiche 151b, welche radial nach innen hervorragen, sind ferner an drei Umfangsbereichen an der hinteren Endseite (obere Seite in 2) des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 gebildet.
An dem ausgangsseitigen Anschlussbereich 151 sind nach innen gebogene Bereiche 151c, welche durch Stanzen von Bereichen des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 nach innen gebogen sind, und nach außen gebogene Bereiche 151d, welche radial nach außen gebogen sind, ferner jeweils an drei entsprechenden Umfangsbereichen an der Vorderseite (untere Seite in 2) der Vorsprungsbereiche 151b gebildet. Von. diesen Bereichen ist jeder nach innen gebogene Bereich 151c derart gebildet, dass, wenn ein innerer röhrenförmiger Bereich 216 (siehe 4A und 4B) des Kappenanschlusses 210 in den ausgangsseitigen Anschlussbereich 151 eingefügt wird, um hiermit verbunden zu werden, wie unten beschrieben wird, der nach innen gebogene Bereich 151c elastisch radial nach außen gebogen wird. Auch wenn der innere röhrenförmige Bereich 216 bis zu einer vorbestimmten Position eingefügt wird, kehrt seine Biegung zurück, so dass eine klickende Wahrnehmung erzeugt wird.
Wenn zusätzlich dieser Sensoranschluss 150 an dem Gassensor 100 angebracht wird, wie in 2 gezeigt, liegen die nach außen gebogenen Bereiche 151d an einer distalen Endfläche (gestufte Fläche) der zylindrischen isolierenden Komponente 130 an, um so zu verhindern, dass der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 (Sensoranschluss 150) sich löst.
Andererseits weist der elementseitige Anschlussbereich 153 an dem Sensoranschluss 150 eine röhrenförmige Form auf, welche im Wesentlichen in der Form des Buchstabens C hinsichtlich eines senkrecht zu der Achse AX genommenen Querschnitts des elementseitigen Anschlussbereiches gebildet ist. Wie in 2 gezeigt, wird dieser elementseitige Anschlussbereich 153 in die gaserfassende Komponente 120 eingefügt, während sein Durchmesser elastisch schrumpft, und wird elektrisch mit der Innenelektrode 122 verbunden. Entsprechend wird in dem Gassensor 100 der ersten Ausführungsform der elementseitige Anschlussbereich 153 elektrisch mit der Innenelektrode 122 verbunden, während die Innenelektrode 122 von der Innenseite in Richtung der radial äußeren Seite gedrückt wird.
Der Sensoranschluss 150 ist einstückig geformt, indem eine einzelne Metallplatte einer vorbestimmten Form pressgeformt wird. Aus diesem Grunde ist ein Formen erleichtert und die Produktionskosten sind gering. Zusätzlich ist es bei dem Sensoranschluss 150 der ersten Ausführungsform möglich, einen Belüftungsdurchgang P (angezeigt durch die unterbrochenen Pfeile in 1) zu sichern, durch welchen ein der Sensorkappe 200 zugeführtes Referenzgas (außenseitige Luft) in ein Inneres (Innenelektrode 122) der gaserfassenden Komponente 120 eingeführt wird, weil der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 und der an der vorderen Seite hiervon in der Richtung der Achse (untere Seite in 2) bereitgestellte elementseitige Anschluss bereich 153 durch Biegen einer Metallplatte in einer röhrenförmigen Form gebildet sind.
Der oben beschriebene Gassensor 100 wird wie folgt hergestellt.
Als erstes, wie in 2 gezeigt, wird das Gehäuse 160 vorbereitet, in welchem die Metallhülse 161 und das Schutzteil 162 integriert werden. Dann wird die mit der Außenelektrode 121 und der Innenelektrode 122 bereitgestellte gaserfassende Komponente 120 zusammen mit der Packung 142 in das Gehäuse 160 eingefügt. Eine Ringpackung 143 wird dann auf der hinteren Endseite der Wulst 120e der gaserfassenden Komponente 120 bereitgestellt und eine vorbestimmte Menge von keramischem Pulver 141 wird in den Spaltbereich zwischen der Metallhülse 161 und der gaserfassenden Komponente 120 eingefüllt. Nachfolgend wird die zylindrische isolierende Komponente 130 derart eingefügt, dass ihr distaler Endbereich 131 zwischen der gaserfassenden Komponente 120 und der Metallhülse 161 eingefügt wird, um an dem keramischen Pulver 141 anzuliegen. Die zylindrische isolierende Komponente 130 wird dann in Richtung der Vorderseite gepresst (pressurized), und in dem gepressten Zustand wird ein Quetschring 144 zwischen einem Quetschbereich 161c der Metallhülse 161 und der zylindrischen isolierenden Komponente 130 eingefügt, und der Quetschbereich 161c wird gequetscht, wodurch die zuvor erwähnten Komponententeile integral befestigt werden.
Schließlich wird der Sensoranschluss 150 in die zylindrische isolierende Komponente 130 und die gaserfassende Komponente 120 eingefügt. Insbesondere wird der elementseitige Anschlussbereich 153 des Sensoranschlusses 150 in die gaserfassende Komponente 120 eingefügt, während sein Durchmesser elastisch schrumpft, und wird elektrisch mit der Innenelektrode 122 verbunden.
In Verbindung mit diesem Schritt wird der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 in Richtung der Vorderseite eingepresst, um es einem Stoppbereich 151f, welcher in der Form von radial nach außen, senkrecht zu der Achse AX orientierten Blütenblättern gebildet ist, zu erlauben, an einer hinteren Endseite 130e der zylindrischen isolierenden Komponente 130 des hinteren Endes des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 anzuliegen. Auf diese Weise ist der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 auf der Innenseite der zylindrischen isolierenden Komponente 130 bereitgestellt.
Es sei angemerkt, dass, weil der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 eingepresst wird, bis der Stopperbereich 151f an der hinteren Endseite 130e der zylindrischen isolierenden Komponente 130 anliegt, die nach außen gebogenen Bereiche 151d, welche radial nach innen gebogen sind, freigegeben werden und zurückkehren und in die distale Endfläche (gestufte Fläche) des gestuften Bereiches 130b der zylindrischen isolierenden Komponente 130 eingreifen. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass der Sensoranschluss 150 sich löst.
Auf diese Weise wird der Gassensor 100 erhalten.
Es sei angemerkt, dass in dem Zustand, in welchem der innere röhrenförmige Bereich 216 des Kappenanschlusses 210 nicht in den ausgangsseitigen Anschlussbereich 151 eingefügt ist, wie in 2 gezeigt, der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 sich in einem Zustand befindet, in welchem sein Durchmesser geringfügig kleiner als der Innendurchmesser eines hinteren Endbereiches 132 der zylindrischen isolierenden Komponente 130 ist. Aus diesem Grunde ist ein Spalt S1 zwischen einer Innenumfangsfläche 132c des hinteren Endbereiches 132 der zylindrischen isolierenden Komponente 130 und einer Außenumfangsfläche 151e des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 erzeugt.
Als nächstes wird die Sensorkappe 200 der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 3 ist eine teilweise herausgebrochene Querschnittsansicht der Sensorkappe 200. Die Sensorkappe 200 weist den Kappenanschluss 210, eine Kapselungskomponente 220 zum Abdecken und Halten des Kappenanschlusses 210, einen Anschlussdraht 230 sowie eine Filterkomponente 240 auf.
Von diesen Komponenten ist die Kapselungskomponente 220 aus einem isolierenden Gummi auf Fluorbasis in einer hohlen Form gebildet und definiert einen einen Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS, um den Kappenanschluss 210 aufzunehmen. Diese Kapselungskomponente 220 weist einen an der hinteren Endseite (obere Seite in der Zeichnung) des Kappenanschlusses 210 bereitgestellten Anschlussbereich am hinteren Ende 221; einen Verbindungsbereich 222 zum Kapseln eines radialen Umfangs des Kappenanschlusses 210 und zum Kapseln einer Außenumfangsfläche der zylindrischen isolierenden Komponente 130 des Gassensors 100, wie unten beschrieben wird; sowie einen Draht kapselnden Bereich 223 zum Kapseln des Anschlussdrahtes 230 oder eines Umfangs der Filterkomponente 240 auf. Der Anschlussdraht 230 wird durch eine kommunizierende Öffnung 223d, welche aus einem Gasdurchlass 223b von kleinem Durchmesser und einer Filter haltenden Öffnung 223c besteht, in die Kapselungskomponente 220 eingeführt.
In dem Verbindungsbereich 222 ist ein Greifbereich 222b auf der hinteren Endseite (obere Seite in der Zeichnung) mit einem großen Durchmesser gefertigt und ist um einen äußeren röhrenförmigen Bereich 215 des Kappenanschlusses 210 bereitgestellt. Ein innerer Vorsprungsbereich 222c, dessen Durchmesser kleiner als dieser Greifbereich 222b ist und welcher eine Größe aufweist, um in engen Kontakt mit einer Außenumfangsfläche 130d (Außenumfangsfläche 132d des hinteren Endbereiches 132) der zylindrischen isolierenden Komponente 130 des Gassensors 100 zu kommen, ist an der Vorderseite (untere Seite in der Zeichnung) benachbart dem Greifbereich 222b bereitgestellt. Ferner ist ein Führungsbereich 222d, dessen Durchmesser größer gefertigt ist als der innere Vorsprungsbereich 222c und welcher sich von dem inneren Vorsprungsbereich 222c in Richtung der Vorderseite erstreckt, um so den Außenumfangsbereich 130d der zylindrischen isolierenden Komponente 130 des Gassensors 100 in einer von diesem mit Abstand angeordneten Beziehung zu umgeben, an der Vorderseite (untere Seite in der Zeichnung) des inneren Vorsprungsbereiches 222c bereitgestellt.
Der Kappenanschluss 210 (siehe 3 und 4) ist beispielsweise aus INCONEL 718 (Handelsmarke von Inco Alloys International, Inc.) gefertigt und kann beispielsweise durch Ziehen einer Platte gebildet werden. Der Kappenanschluss 210 weist einen Sensorverbindungsbereich 211 von einer doppelten, im Wesentlichen zylindrischen Form, sowie einen Kernquetschbereich 212, welcher einstückig mit dem Sensorverbindungsbereich 211 gebildet ist, um so eine elektrische Verbindung zu einem Kerndraht 231 des Anschlussdrahtes 230 durch Quetschen bereitzustellen, auf. Ferner weist dieser Kappenanschluss 210 einen Filterquetschbereich 213 auf, zum Greifen und Befestigen des Anschlussdrahtes 230 und der Filterkomponente 240 durch Quetschen der Filterkomponente 240 mit dem hierin eingefügten Anschlussdraht 230, wie unten beschrieben wird.
Von diesen Bereichen weist der Sensorverbindungsbereich 211 einen ringförmigen Endbereich 214, welcher ringförmig konzentrisch mit einer Achse CX ist; den äußeren röhrenförmigen Bereich 215, welcher sich entlang der Achse CX erstreckt; sowie einen hohlen zylindrischen inneren röhrenförmigen Bereich 216 auf, welcher sich in Richtung derselben Richtung wie der äußere röhrenförmige Bereich 215 erstreckt, im Wesentlichen parallel zu dem äußeren röhrenförmigen Bereich 215. Der ringförmige Endbereich 214, der äußere röhrenförmige Bereich 215 und der innere röhrenförmige Bereich 216 sind einstückig miteinander gebildet.
Von diesen Bereichen weist der äußere röhrenförmige Bereich 215 einen benachbart dem ringförmigen Endbereich 214 bereitgestellten proximalen Endbereich 215a und federnde Endbereiche 215b (215ba, 215bb und 215bc) auf, welche sich von diesem proximalen Endbereich 215a erstrecken, indem dieser durch Schlitze SL1 und SL2 in drei Teile geteilt ist. Weiterhin sind dritte Schlitze SL3 jeweils an beiden Umfangsenden des proximalen Endbereiches 215a bereitgestellt. Die Schlitze SL1, SL2 und SL3 erstrecken sich von einem distalen Ende 215d des äußeren röhrenförmigen Bereiches 215 in Richtung des proximalen Endbereiches 215a.
Die Vorsprünge 215c (215ca, 215cb und 215cc), welche nach innen hervorragen, sind jeweils entsprechend der zuvor erwähnten federnden Endbereiche 215ba, 215bb und 215bc angeordnet. Insbesondere sind die drei Vorsprünge 215ca, 215cb und 215cc umfangsmäßig bei Winkeln anordnet, welche mit einem Abstand von 120° in Bezug aufeinander angeordnet sind.
Wie unten beschrieben wird, liegen die drei Vorsprünge 215c jeweils an der Außenumfangsfläche 130d (der Außenumfangsfläche 132d des hinteren Endbereiches 132) der zylindrischen isolierenden Komponente 130 des Gassensors 100 an, und der Kappenanschluss 210 wird über der zylindrischen isolierenden Komponente 130 derart angebracht, dass der äußere röhrenförmige Bereich 215 des Sensorverbindungsbereiches 211 den hinteren Endbereich 132 der zylindrischen isolierenden Komponente 130 kapselt. In diesem Falle (siehe 1) werden die drei federnden Endbereiche 215 jeweils aufgrund der Anwesenheit der teilenden Schlitze SL1, SL2 und SL3 federnd nach außen gestoßen. Der Kappenanschluss 210 hält so federnd die zylindrische isolierende Komponente 130 mittels dieser Reaktionskraft.
Inzwischen weist der innere röhrenförmige Bereich 216 eine hohle zylindrische Form um die Achse CX auf, wie oben beschrieben, und ist in dem Maße starr, dass eine Verformung wie ein Schrumpfen und eine Vergrößerung seines Durchmessers kaum auftritt. Entsprechend ist der innere röhrenförmige Bereich 216, wenn der innere röhrenförmige Bereich 216 in den ausgangsseitigen Anschlussbereich 151 des Gassensors 100 eingeführt wird, um an diesem anzuliegen, wie unten beschrieben ist, in der Lage, den Durchmesser des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 zu vergrößern, ohne selber eine Verformung zu erleiden.
Dieser innere röhrenförmige Bereich 216 weist einen leitfähigen Bereich 216a auf, welcher eine hohle zylindrische Form mit einem relativ großen Durchmesser und in der allgemeinen Richtung der Achse C; einen Bereich 216b vom kleinen Durchmesser mit einem kleineren Durchmesser als dieser leitfähige Bereich 216a; und einen Einfügeendbereich 216c mit einem größeren Durchmesser als der Bereich 216b von kleinem Durchmesser, aufweist.
In diesem Falle, in welchem der äußere röhrenförmige Bereich 215 des Sensorverbindungsbereiches 211 über der zylindrischen isolierenden Komponente 130 des Gassensors 100 angebracht ist (siehe 1), wird der innere röhrenförmige Bereich 216 in das Innere der zylindrischen isolierenden Komponente 130 und das Innere des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 des Sensoranschlusses 150 eingefügt. In dieser Verbindung liegt der leitfähige Bereich 216a an den Vorsprungsbereichen 151b des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 an und befindet sich in elektrischem Kontakt mit dem ausgangsseitigen Anschlussbereich 151. Der nach innen gebogene Bereich 151c des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 ist ferner an der radial äußeren Seite des Bereiches von kleinem Durchmesser 216b bereitgestellt, und wenn der Kappenanschluss 210 von dem Sensoranschluss 150 abgenommen wird, ist dieser nach innen gebogene Bereich 151c in Eingriff mit dem Einfügeendbereich 216c, so dass sich der Kappenanschluss 210 nicht leicht lösen wird. Wenn das Einfügen des inneren röhrenförmigen Bereiches 216 des Kappenanschlusses 210 in den ausgangsseitigen Anschlussbereich 151 des Sensoranschlusses 150 ferner vervollständigt ist, wird der nach innen gebogene Bereich 151c von dem Einfügeendbereich 216c gelöst, so dass ein Klicken wahrnehmbar ist.
Es sollte angemerkt werden, dass in einem Zustand, in welchem der innere röhrenförmige Bereich 216 in den ausgangsseitigen Anschlussbereich 151 des Sensoranschlusses 150 eingefügt wird, wie in 1 gezeigt, der ringförmige Endbereich 214 an dem Stopperbereich 151f des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 anliegt, welcher an der Spitze der hinteren Endseite 130e der zylindrischen isolierenden Komponente 130 bereitgestellt ist, wodurch verhindert ist, dass der innere röhrenförmige Bereich 216 des Kappenanschlusses 210 weiter in die Vorderseite eingefügt wird.
Als nächstes wird eine Beschreibung des Draht kapselnden Bereiches 223 gegeben (siehe 3). Dieser Draht kapselnde Bereich 223 kapselt den Anschlussdraht 230 und die Filterkomponente 240 und umfasst einen Filterhaltebereich 223e und einen Haltebereich 223g zum Halten der Filterkomponente 240 in seinem Inneren. Die kommunizierende Öffnung 223d besteht aus der Filter haltenden Öffnung 223c, welche durch eine Innenwandfläche 223f des Filter haltenden Bereiches 223e, definiert ist und einem Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 223b, welcher durch eine Innenwandfläche des Haltebereiches 223g definiert ist. Die kommunizierende Öffnung 223d gestattet es einem Außenraum SPO und einem Innenraum SPI (siehe 1), welcher durch den Gassensor 100 und die Sensorkappe 200 gebildet ist, miteinander zu kommunizieren, und wird verwendet, den Anschlussdraht 230 von außerhalb der Gassensoreinheit einzuführen.
Der Anschlussdraht 230 weist zusätzlich zu dem Kerndraht 231 eine Doppelummantelung auf, umfassend eine erste Ummantelung 232 und eine zweite Ummantelung 233. Der Anschlussdraht 230 stellt eine elektrische Verbindung zu dem Sensorverbindungsbereich 211 bereit, wenn die Spitze des Kerndrahtes von dem Kernquetschbereich 212 des Kappenanschlusses 210 gequetscht wird. Auf diese Weise kann ein Ausgangssignal von der Innenelektrode 122 der gaserfassenden Komponente 120 des Gassensors 100 an ein externes Gerät übertragen werden (beispielsweise eine Motorkontrolleinheit (ECU)).
Die Filterkomponente 240 weist eine Einfügeöffnung 241 in ihrer Mitte, einen Quetschbereich 242 mit einem relativ kleinen Durchmesser und einen Hauptkörper 243 von größerem Durchmesser als der Quetschbereich 242 auf. Diese Filterkomponente 240 ist aus PTFE (Polytetrafluoroethylen) mit einer kontinuierlichen porösen Struktur von kontinuierlichen feinen Poren gebildet, welches Material zusätzlich zu der Richtung einer Achse LX (Links- und Rechtsrichtung in 3) der Einfügeöffnung 241 in dreidimensionalen Richtungen gasdurchlässig ist.
Von dem Anschlussdraht 230 werden der Kerndraht 231 und die erste Ummantelung 232 in die Einfügeöffnung 241 eingefügt.
Der Quetschbereich 242 der Filterkomponente 240 wird durch den Filterquetschbereich 213 des Kappenanschlusses 210 gequetscht, wie oben beschrieben, wodurch die Filterkomponente 240 und die erste Ummantelung 232 mit dem Kappenanschluss 210 zusammengebaut werden. Zusätzlich wird der Quetschbereich 242 der Filterkomponente 240 fest durch den Filterquetschbereich 213 gequetscht, so dass er wasserdicht ist, wodurch das Eintreten von Wasserströpfchen durch die Einfügeöffnung 241 verhindert ist.
Der Hauptkörper 243 der Filterkomponente 240 weist eine säulenförmige Form auf, die sich in der Richtung der Achse LX erstreckt und umfasst einen Mittenbereich 243c, welcher um die Einfügeöffnung 241 herum bereitgestellt ist, sowie einen Außenumfangsbereich engen Kontaktes 243d, welcher ringförmig den Umfang des Mittenbereiches 243c umgibt. Im Gegensatz zum dem Mittenbereich 243c, welcher porös und dreidimensional gasdurchlässig ist, ist der Außenumfangsbereich engen Kontaktes 243d dicht und ist nicht porös. Eine Außenumfangsfläche dieses Außenumfangsbereiches engen Kontaktes 243d weist eine geringere Oberflächenrauhigkeit auf als andere äußere Oberflächen (beispielsweise die gasdurchlässige Oberfläche 243e).
Die Filterkomponente 240 wird in ihrer Position befestigt, wenn der Hauptkörper 243 durch den Filterhaltebereich 223e des Draht kapselnden Bereiches 223 durch die Elastizität des Draht kapselnden Bereiches 223 geklammert wird. Da die Filterkomponente 240 (ihr Hauptkörper 243) durch die Rückfederung des Draht kapselnden Bereiches 223 gehalten ist, kann sich die Filterkomponente 240, sogar falls die Temperatur dieses Bereiches hoch wird, thermisch ausdehnen. Daher ist eine plastische Verformung der Filterkomponente 240 (ihres Hauptkörpers 243) eingeschränkt. Aus diesem Grunde ist es unwahrscheinlich, dass ihre Wasserdichtigkeit sich aufgrund solch plastischer Verformung verschlechtert, so dass eine hohe Zuverlässigkeit in Bezug auf die Wasserdichtigkeit gesichert ist.
Es sei angemerkt, dass, weil die Außenumfangsfläche 243b des Hauptkörpers 243 glatt gefertigt ist, wie oben beschrieben, die Außenumfangsfläche 243b und die Innenwandfläche 223f des Filter haltenden Bereiches 223e, welcher die Filterkomponente 240 hält, in engeren Kontakt miteinander gebracht sind, als in dem Fall, in welchem eine Filterkomponente verwendet wird, welche nicht einer glättenden Behandlung unterzogen wurde, so dass ein Eindringen von Wasser von diesem Bereich zuverlässiger verhindert werden kann.
Zusätzlich können Wassertröpfchen nicht den Hauptkörper 243 durchdringen, aber Luft kann durchdringen, wie oben beschrieben, weil die Filterkomponente 240 aus PTFE mit einer kontinuierlichen porösen Struktur gebildet ist, wie oben beschrieben. Entsprechend kann in der Sensorkappe 200 der ersten Ausführungsform, wie durch die unterbrochenen Pfeile in den 1 und 3 gezeigt, zwischen der dem äußeren Raum SPO zugewandten gasdurchlässigen Fläche 243e des Hauptkörpers 243 dieser Filterkomponente 240 und einer dem durch den Gassensor 100 und die Sensorkappe 200 gebildeten Innenraum SPI zugewandten Stufenfläche 243f ein Gasdurchgang ausgeführt werden. Entsprechend kann eine rasche Belüftung des Innenraumes SPI bewirkt werden. Zusätzlich ist es auch möglich, dem Inneren der gaserfassenden Komponente 120 des Gassensors 100 über das Innere der Kapselungskomponente 220 und dem Inneren des Sensoranschlusses 150 Außenluft (Referenzgas) zuzuführen.
Weiterhin weist der Draht kapselnde Bereich 223 an einem Bereich (daneben, an der rechten Seite in der Zeichnung) neben dem Filterhaltebereich 223e einen Haltebereich 223g auf, dessen Durchmesser kleiner ist als der des Filter haltebereiches 223e. Der Haltebereich 223g hat eine Form, in welcher er zu dem Inneren (in Richtung der LX-Achsenseite) des Filterhaltebereiches 223e hervorragt. Aufgrund des Haltebereiches 223g, welcher nach außen in Richtung der Achse LX hervorragt, ist die Filterkomponente 240 in ihrer Position gehalten, es ist nämlich verhindert, dass sich die Filterkomponente 240 von der kommunizierenden Öffnung 223d (Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 223b) nach außen (zu der rechten Seite in der Zeichnung) herauslöst.
Bei dem Bilden der Filterkomponente 240 wird ein PTFE-Pulver in eine Form einer vorbestimmten Gestalt eingebracht, und nachdem es mit solcher kompressiven Kraft zusammengepresst wird, so dass Lücken zwischen den Pulverteilchen erzeugt werden, wird das zusammengepresste PTFE bei einer Temperatur geheizt, welche geringer ist als der Schmelzpunkt von PTFE. Die Pulverpartikel backen dann miteinander und bilden eine unbehandelte Filterkomponente 250 (siehe 5) von einer vorbestimmten Form mit einer kontinuierlichen dreidimensionalen porösen Struktur von mikroskopisch feinen Poren, und welche dreidimensional gasdurchlässig ist.
Ein unbehandelter Bereich von großem Durchmesser 253 der unbehandelten Filterkomponente 250, welche später zu dem Hauptkörper 243 gebildet wird, weist einen größeren Durchmesser als der Hauptkörper 243 auf.
Als nächstes wird der Filter 240 der ersten Ausführungsform unter Verwendung einer in 5 gezeigten Glättungsvorrichtung J gebildet. Die Glättungsvorrichtung J mit einer Mittenachse JX besteht aus einer glättenden Röhrenkomponente JG und einem Heizelement HT. Von diesen weist die glättende Röhrenkomponente JG einen Röhrenbereich von großem Durchmesser JG1 von einer hohlen zylindrischen Gestalt auf, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des unbehandelten Bereiches von großem Durchmesser 253 der unbehandelten Filterkomponente 250. Die glättende Röhrenkomponente JG umfasst ferner einen Röhrenbereich JG3 von kleinem Durchmesser, welcher eine hohle zylindrische Form mit einem Durchmesser aufweist, welcher gleich dem des Hauptkörpers 243 der Filterkomponente 240 nach der Behandlung und kleiner als der des Röhrenbereiches JG1 von großem Durchmesser ist, und dessen Innenumfangsfläche glatt ist; und einen sich verjüngenden Röhrenbereich JG2, welcher sich verjüngt und den Röhrenbereich von großem Durchmesser JG1 und den Röhrenbereich von kleinem Durchmesser JG3 verbindet. Von diesen Bereichen ist das Heizelement HT um die Außenseite des sich verjüngenden Röhrenbereiches JG2 und des Röhrenbereiches von kleinem Durchmesser JG3 gewickelt, um so in der Lage zu sein, diese Bereiche zu heizen.
Insbesondere sind der sich verjüngende Röhrenbereich JG2 und der Röhrenbereich von kleinem Durchmesser JG3 unter Verwendung des Heizelements HT im voraus bei einer Temperatur gehalten, welche geringfügig höher ist als der Schmelzpunkt von PTFE. Hiernach wird die unbehandelte Filterkomponente 250 in den Bereich von großem Durchmesser JG1 gebracht und wird in Richtung des sich verjüngenden Röhrenbereiches JG2 und den Röhrenbereich von kleinem Durchmesser JG3 geschoben. Dann liegt, während er vorangetrieben wird, der unbehandelte Bereich von großem Durchmesser 253 der unbehandelten Filterkomponente 250 an dem sich verjüngenden Röhrenbereich JG2 an und wird in Richtung des Inneren gepresst. Zusammen mit diesem letzten Schritt schmilzt der Außenumfangsbereich des unbehandelten Bereiches von großem Durchmesser 253 durch die Hitze des sich verjüngenden Röhrenbereiches JG2 und die feinen Poren werden zerquetscht. Zu dem Zeitpunkt, wenn die Filterkomponente von dem Röhrenbereich von kleinem Durchmesser JG3 entfernt wird, entspricht der Außendurchmesser des Hauptkörpers 243 dem Innendurchmesser des Röhrenbereiches von kleinem Durchmesser JG3, und der Außenumfangsbereich engen Kontaktes 243d, welcher an dem Außenumfang des Hauptkörpers 243 bereitgestellt ist, wird zu einem dichten und undurchlässigen Außenumfangsbereich, welcher aus ehemals geschmolzenem PTFE besteht. Zusätzlich ist die Außenumfangsfläche 243b dieses Außenumfangsbereiches von engem Kontakt 243d durch die Innenumfangsfläche des Röhrenbereiches von kleinem Durchmesser JG3 glatt gemacht.
Auf diese Weise wird die Filterkomponente 240 für die Verwendung in der ersten Ausführungsform gebildet.
Es sollte angemerkt werden, dass danach der Anschlussdraht 230 in die Einfügeöffnung 241 dieser Filterkomponente 240 eingefügt wird, der Kerndraht 231 von dem Kernquetschbereich 212 des Kappenanschlusses 210 gequetscht wird und der Quetschbereich 242 der Filterkomponente 240 von dem Filterquetschbereich 213 gequetscht wird. Als ein Ergebnis ist die erste Ummantelung 232 des Anschlussdrahtes 230 von dem Quetschbereich 242 der Filterkomponente 240 gequetscht und ist wasserdicht eingebaut. Danach, nachdem der Anschlussdraht 230 durch die kommunizierende Öffnung 223d geführt wurde (der Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 223b und die Filter haltende Öffnung 223c) und nach außen gezogen wurde, wird der Kappenanschluss 210 in die Kapselungskomponente 220 geschoben und die Filterkomponente 240 ist auf der Innenseite der Filter haltenden Öffnung 223c bereitgestellt und ist durch den Filter haltenden Bereich 223e gehalten, wodurch die Sensorkappe 200 vervollständigt wird.
Die Art, in welcher die aus dem Gassensor 100 und der Gassensorkappe 200 der ersten Ausführungsform bestehenden Gassensoreinheit 300 in Gebrauch gebracht wird, ist in 1 gezeigt. Diese Gassensoreinheit 300 kann beispiels weise zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas einer inneren Verbrennungsmaschine verwendet werden.
Insbesondere ist bei dem Gassensor 100 die das Schutzteil 162 umfassende Vorderseite zuerst in dem Abgasrohr 10 angeordnet und wird dann gewindemäßig in einer Form an das Abgasrohr 10 gesichert, in welcher der an der hinteren Endseite des Gewindebereichs 161b bereitgestellte Bereich der Metallhülse 161 dem Außenraum (outside) ausgesetzt ist. Es sei angemerkt, dass zu dieser Zeit die Außenelektrode 121, welche eine elektrische Verbindung zu der Metallhülse 161 bereitstellt, durch die Metallhülse 161 körpergeerdet ist. Als Nächstes wird die Sensorkappe 200, wenn die Achse CX des Kappenanschlusses 210 mit der Achse AX des Gassensors 100 ausgerichtet ist, in einer Richtung der Achsen AX und CX bewegt (vertikale Richtung in 1), und die Sensorkappe 200 wird an dem Gassensor 100 derart angebracht, dass der innere röhrenförmige Bereich 216 des Kappenanschlusses 210 an der Innenseite des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 des Gassensors 100 eingefügt wird, wodurch die Gassensoreinheit 300 zusammengebaut wird. Es sollte angemerkt werden, dass in dieser ersten Ausführungsform, in der Richtung entlang der Achsen AX und CX (vertikale Richtung in 1), die Richtung von dem Gassensor 100 in Richtung der Sensorkappe 200 (aufwärtige Richtung in 1) als eine erste Bewegungsrichtung bezeichnet wird.
Wie in 3 gezeigt, hat an dem Sensorverbindungsbereich 211 (entsprechend dem röhrenförmigen Bereich) des Kappenanschlusses 210 der an einer Seite der ersten Bewegungsrichtung (obere Seite in 3) bereitgestellte ringförmige Endbereich 214 (entsprechend einem Endbereich) einen Kontaktbereich 214b, welcher an einer inneren Fläche 228 der Kapselungskomponente 220 anliegt. Der Kappenanschluss 210 liegt nämlich an der Innenfläche 228 der Kapselungskomponente 220 in der ersten Bewegungsrichtung (nach oben in 3) an. Aus diesem Grunde kann der Kappenanschluss 210, wenn die Sensorkappe 200 an dem Gassensor 100 in der oben beschriebenen Weise angebracht wird, mit dem Sensoranschluss 150 in einem Zustand verbunden werden, in welchem eine Bewegung des Kappenanschlusses 210 in der ersten Bewegungsrichtung eingeschränkt ist.
Entsprechend liegt in dieser ersten Ausführungsform, wenn die Sensorkappe 200 und der Gassensor 100 zusammengebaut werden, der ringförmige Endbereich 214 des Kappenanschlusses 210 an dem Stopperbereich 151f des Gassensors 100 an. Daher besteht keine Möglichkeit, dass der Kappenanschluss 210 in seiner Position in der ersten Bewegungsrichtung versetzt wird. Aus diesem Grunde können der Kappenanschluss 210 und der Sensoranschluss 150 passend an ihrer Position verbunden werden, wenn die Sensorkappe 200 und der Gassensor 100 verbunden werden, indem der ringförmige Endbereich 214 des Kappenanschlusses 210 gegen den Stopperbereich 151f des Gassensors 100 anliegt.
Weiterhin weist der ringförmige Endbereich 214 des Kappenanschlusses 210 einen Nichtkontaktbereich 214c auf, welcher mit Abstand von der Innenfläche 228 der Kapselungskomponente 220 angeordnet ist. In dieser ersten Ausführungsform ist nämlich der den Kappenanschluss aufnehmende Raum SPS (Innenraum SPI) zwischen dem ringförmigen Endbereich 214 des Kappenanschlusses 210 und der Innenfläche 228 der Kapselungskomponente 220 vergrößert, wodurch es einem Bereich des Belüftungsdurchgangs P für das von außen eingeführte Referenzgas gestattet ist (gezeigt durch die unterbrochenen Pfeile in 3), zwischen dem ringförmigen Endbereich 214 des Kappenanschlusses 210 und der Innenfläche 228 der Kapselungskomponente 220 gebildet zu werden. Aus diesem Grunde kann durch die kommunizierende Öffnung 223d von dem Außenraum SPO eingeführte Außenluft (Referenzgas) in den inneren Belüftungsdurchgang in dem inneren röhrenförmigen Bereich 216 des Kappenanschlusses 210 durch den Spalt zwischen dem Nichtkontaktbereich 214c des Kappenanschlusses 210 und der Innenfläche 228 der Kapselungskomponente 220 eingeführt werden. Entsprechend wird es möglich, Außenluft (Referenzgas) effizient in das Innere der gaserfassenden Komponente 120 des Gassensors 100 einzuführen.
Zusätzlich wird der Bereich der hinteren Endseite der Außenumfangsfläche 130d der zylindrischen isolierenden Komponente 130 des Gassensors 100 (Außenumfangsfläche 132d des hinteren Endbereiches 132) gekapselt und direkt durch den äußeren röhrenförmigen Bereich 215 des Kappenanschlusses 210 gegriffen, wie in 1 gezeigt, wenn die Sensorkappe 200 und der Gassensor 100 zusammengebaut werden. Als ein Ergebnis ist der Kappenanschluss 210 an der zylindrischen isolierenden Komponente 130 angebracht. Entsprechend ist die Sensorkappe 200 an dem Gassensor 100 angebracht und befestigt. In dieser ersten Ausführungsform kann der Kappenanschluss 210 zuverlässig befestigt werden, weil die zylindrische isolierende Komponente 130 von der radial äußeren Seite durch den äußeren röhrenförmigen Bereich 215 des Kappenanschlusses 210 gegriffen ist. Zusätzlich können die Form und Abmessungen leicht für diesen äußeren röhrenförmigen Bereich 215 spezifiziert werden, um so in der Lage zu sein, die zylindrische isolierende Komponente mit einer angemessenen Haltekraft zu greifen, weil die Form und Größe des äußeren röhrenförmigen Bereiches 215 bestimmt werden kann, ohne durch Umstände beeinflusst zu sein, welche mit der Abmessung zusammenhängen.
Zusätzlich ist, weil der Kappenanschluss 210 an der zylindrischen isolierenden Komponente 130 durch den äußeren röhrenförmigen Bereich 215 befestigt ist, der andere Bereich, d.h. der innere röhrenförmige Bereich 216 (leitfähiger Bereich 216a, usw.) ebenfalls an der zylindrischen isolierenden Komponente 130 befestigt.
Andererseits liegt hinsichtlich des inneren röhrenförmigen Bereiches 216 des Kappenanschlusses 210 der leitfähige Bereich 216a an den Vorsprungsbereichen 151b des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 an. Entsprechend ist der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 an einer Mehrzahl von (in dieser ersten Ausführungsform drei) Kontaktbereichen elektrisch direkt mit dem leitfähigen Bereich 216a des Kappenanschlusses 210 verbunden, während er diesen federnd radial nach innen presst. Daher ist in dieser ersten Ausführungsform der äußere röhrenförmige Bereich 215 an seiner Mehrzahl von Kontaktbereichen (Vorsprünge 215c) in Kontakt mit dem Kappenanschluss 210. Es ist daher möglich, das Risiko von solchen Ereignissen wie ein momentanes Lösen zwischen dem ausgangsseitigen Anschlussbereich 151 und dem Kappenanschluss 210 zu minimieren und eine Erzeugung von Rauschen (Risiko einer Verschlechterung der Gaserfassungsgenauigkeit) aufgrund von beispielsweise Fahrzeugvibrationen zu minimieren.
Weiterhin empfängt. der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 an seinen Vorsprungsbereichen 151b eine von dem leitfähigen Bereich 216a radial nach außen gerichtete Kraft, so dass der Durchmesser des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 federnd vergrößert ist. Wenn der Durchmesser des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 auf diese Weise vergrößert ist, wird ein Spalt S2 zwischen der Außenumfangsfläche 151e des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 und der Innenumfangsfläche 132c des hinteren Endbereiches 132 der zylindrischen isolierenden Komponente 130 so gesetzt, dass er kleiner als der Spalt S1 vor dem Einfügen ist (S2 < S1).
Jedoch in einem Falle, in welchem die zylindrische isolierende Komponente 130, der ausgangsseitige Anschluss bereich 151 und der leitfähige Bereich 216a, deren Abmessungen innerhalb Toleranzen liegen, verwendet werden, indem die Abmessungstoleranzen dieser Bereiche in Betrachtung gezogen werden, ist es in allen Fällen ausreichend, wenn ein Entwurf so bereitgestellt ist, dass der Spalt S2 einen Wert größer als 0 (S2 > 0) annimmt. In diesem Falle können die Größen- und Abmessungstoleranzen des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 und des leitfähigen Bereiches 216a wie erforderlich gesetzt werden, so dass ein geeigneter Einfügungswiderstand und eine geeignete Druckkontaktkraft für eine Kontinuität für die Vorsprungsbereiche 151b und den leitfähigen Bereich 216a erhalten werden.
Es sollte angemerkt werden, dass der ausgangsseitige Anschlussbereich 151 in einem Zustand, in welchem er durch die zylindrische isolierende Komponente 130 gekapselt ist, nicht in der radialen Richtung schwingt, sogar wenn die Gassensoreinheit 300 Fahrzeugschwingungen und dergleichen ausgesetzt ist, sogar falls der Spalt S2 > 0 ist, weil der Kappenanschluss 210 (leitfähiger Bereich 216a) an der zylindrischen isolierenden Komponente 130 durch den äußeren röhrenförmigen Bereich 215 befestigt ist. Aus diesem Grunde ist es möglich, das Auftreten eines Ermüdungsausfalls (Bruch, Bruchschaden, usw.) aufgrund von Schwingungen in dem Verbindungsbereich 152 des Sensoranschlusses 150 und dergleichen zu verhindern.
Daher stellt die Gassensoreinheit 300 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform ein kleines Risiko wie eine Verschlechterung der Gaserfassungsgenauigkeit und Bruchschaden des Sensoranschlusses 150 aufgrund von Schwingungen dar, und ihre Schwingungswiderstandsfähigkeit ist ausgezeichnet. Entsprechend kann die Gassensoreinheit 300 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform geeignet für ein Zweiradfahrzeug eingesetzt werden, welches intensiven Schwingungen unterliegt.
Ferner stellt der Kappenanschluss 210 eine federnde Verbindung von der radialen Außenseite an den Vorsprüngen 215c des äußeren röhrenförmigen Bereiches 215 zu der Außenumfangsfläche 130d der zylindrischen isolierenden Komponente 130 und von der radialen Innenseite an dem leitfähigen Bereich 216a zu den Vorsprungsbereichen 151b des ausgangsseitigen Anschlussbereiches 151 bereit. Aus diesem Grunde kann die Sensorkappe 200 leicht befestigt oder abgenommen werden und das Merkmal des Befestigens und Abnehmens ist ausgezeichnet, wenn die Sensorkappe 200 durch Bewegen des Kappenanschlusses 210 in der Richtung entlang der Achse CX (AX) (vertikal in 1) an dem Gassensor 100 angebracht wird oder von dem Gassensor 100 abgenommen wird.
Weiterhin ist die kommunizierende Öffnung 223d bei der Gassensoreinheit 300 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, in dem Draht kapselnden Bereich 223 der Sensorkappe 200 bereitgestellt, und die kommunizierende Öffnung 223d ist durch die Filterkomponente 240 geschlossen, welche gasdurchlässig und wasserabstoßend ist. Aus diesem Grunde kann ein Durchgang von Gas durch diese Filterkomponente 240, wie durch die unterbrochenen Pfeile in 1 gezeigt, zwischen dem Außenraum SPO und dem durch den Gassensor 100 und die Sensorkappe 200 gebildeten Innenraum SPI ausgeführt werden. Entsprechend kann eine rasche Belüftung des Innenraums SPI bewirkt werden. Zusätzlich ist es auch möglich, Außenluft (Referenzgas) dem Inneren der gaserfassenden Komponente 120 des Gassensors über das Innere der Kapselungskomponente 220 zuzuführen, welche den Gasdurchgang P und das Innere des Sensoranschlusses 150 definiert.
Weiterhin weist die Filterkomponente 240 eine Einfügeöffnung 241 in ihrer Mitte auf, und der Anschlussdraht 230 ist hierin wasserdicht eingefügt. Aus diesem Grunde kann der Anschlussdraht 230 durch die kommunizierende Öffnung 223d nach außen geführt werden, während ein Eindringen von Wasser in den Innenraum SPI verhindert ist.
(Erste Abwandlung)
Als Nächstes, bezugnehmend auf 6A, wird eine Beschreibung einer Sensorkappe 400 in Übereinstimmung mit einer ersten Abwandlung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gegeben. Die Sensorkappe 400 dieser ersten Abwandlung unterscheidet sich von der Sensorkappe 200 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform in der Form eines Draht kapselnden Bereiches 423 an einer Kapselungskomponente 420, insbesondere in der Form einer Filterkomponente 440. Entsprechend wird eine Beschreibung von ähnlichen Bereichen weggelassen oder vereinfacht und es wird eine Beschreibung gegeben, welche sich auf abweichende Bereiche konzentriert.
Bei der Sensorkappe 200 in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird eine Filterkomponente 240 verwendet, welche einen Hauptkörper 243 von relativ großem Durchmesser und einen Quetschbereich 242 von kleinerem Durchmesser als der Hauptkörper 243 sowie eine dazwischen in einer gestuften Form und senkrecht zu der Achse LX gebildete Stufenfläche 243f (siehe 3) aufweist.
Demgegenüber hat die Sensorkappe 400 der ersten Abwandlung in ähnlicher Weise einen Hauptkörper 443 von relativ großem Durchmesser und einen Quetschbereich 442 von kleinerem Durchmesser als der Hauptkörper 443. Jedoch ist ein sich verjüngender Bereich 444 mit einer Stufenfläche 444b, wo der Durchmesser graduell in Richtung des Quetschbereiches 442 kleiner wird, dazwischen bereitgestellt.
Entsprechend werden die Filterkomponente 440 und der Kappenanschluss 410 auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform zusammengebaut, wenn der Quetschbereich 442 von einem Filterquetschbereich 413 eines Kappenanschlusses 410 gequetscht wird, und der in eine Einfügeöffnung 441 eingefügte Anschlussdraht 230 kann wasserdicht mit der Filterkomponente 440 zusammengebaut werden. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass es Fälle gibt, in denen die Gasdurchlässigkeit in dem Quetschbereich 442 sich verschlechtert oder verloren geht.
Jedoch weist die Filterkomponente 440 der ersten Abwandlung einen sich verjüngenden Bereich 444 auf, und ein Durchgang von Gas zwischen den Innen- und Außenseiten ist durch die Stufenfläche 444b (Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Bereiches 444) möglich, welcher den Unterschied im Durchmesser zwischen dem Hauptkörper 443 und dem Quetschbereich 442 überbrückt. Aus diesem Grunde ist, wie durch die unterbrochenen Pfeile in 6A gezeigt, eine Gasdurchlässigkeit zwischen dem Außenraum SPO und dem den Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS bereitgestellt, insbesondere zwischen einer gasdurchlässigen Fläche 443e des Hauptkörpers 443, welcher dem Außenraum SPO zugewandt ist, und der Stufenfläche 444b des sich verjüngenden Bereiches 444, welche dem den Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS zugewandt ist. Auf diese Weise kann eine rasche Belüftung des Innenraums SPI der Sensorkappe 400 der ersten Abwandlung bewirkt werden, und es ist möglich, Außenluft (Referenzgas) zu dem Inneren der gaserfassenden Komponente 120 des Gassensors 100 zuzuführen.
Es sollte angemerkt werden, dass der Außenumfangsbereich des Hauptkörpers 443 als ein Außenumfangsbereich engen Kontaktes 443d auf dieselbe Weise gebildet ist wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Entsprechend kann der Außenumfangsbereich des Hauptkörpers 443 in engen Kontakt mit dem Filter haltenden Bereich 423e des Draht kapselnden Bereiches 423 ohne Hinterlassen eines Spalts gebracht werden. Daher kann die Filterkomponente 440 zuverlässiger wasserdicht gehalten werden.
Zusätzlich hat der Draht kapselnde Bereich 423 auf dieselbe Weise wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform an einer zu dem Filter haltenden Bereich 423e benachbarten Position einen Haltebereich 423g, welcher nach innen von diesem Bereich hervorragt, und welcher einen Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 423b mit einem kleinen Durchmesser definiert. Aufgrund der Anwesenheit dieses Haltebereiches 423g ist die Filterkomponente 440 in Position gehalten, d.h., dass verhindert ist, dass die Filterkomponente 440 von der kommunizierenden Öffnung 423d (Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 423b) nach außen (zu der rechten Seite in der Zeichnung) herauskommt.
(Zweite Abwandlung)
Als Nächstes, bezugnehmend auf 6B, wird eine Beschreibung einer Sensorkappe 500 in Übereinstimmung mit einer zweiten Abwandlung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gegeben. Die Sensorkappe 500 dieser zweiten Abwandlung unterscheidet sich ebenfalls von der Sensorkappe 200 in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hinsichtlich der Form eines Draht kapselnden Bereiches 523 in einer Kapselungskomponente 520, insbesondere die Form einer Filterkomponente 540. Entsprechend wird eine Beschreibung von ähnlichen Bereichen weggelassen oder vereinfacht, und es wird eine Beschreibung gegeben, die sich auf abweichende Bereiche konzentriert.
Auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform hat die Sensorkappe 400 dieser zweiten Abwandlung einen Hauptkörper 543 von relativ großem Durchmesser und einen Quetschbereich 542 von kleinerem Durchmesser als der Hauptkörper 543. Ein Zwischenbereich von kleinerem Durchmesser 544 mit einem kleineren Durchmesser als diese Bereiche ist jedoch dazwischen bereitgestellt.
Entsprechend werden die Filterkomponente 540 und der Kappenanschluss 510 zusammengebaut, wenn der Quetschbereich 542 von einem Filterquetschbereich 513 eines Kappenanschlusses 510 gequetscht wird, und der in eine Einfügeöffnung 541 eingefügte Anschlussdraht 230 kann wasserdicht mit der Filterkomponente 540 zusammengebaut werden. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass es Fälle gibt, in denen die Gasdurchlässigkeit in dem Quetschbereich 542 sich verschlechtert oder verloren geht.
Jedoch weist die Filterkomponente 540 der zweiten Abwandlung einen Zwischenbereich von kleinem Durchmesser 544 auf, und ein Durchgang von Gas zwischen den Innen- und Außenseiten ist durch eine Stufenfläche 543f möglich, welche den Unterschied des Durchmessers zwischen dem Hauptkörper 543 und dem Zwischenbereich von kleinem Durchmesser 544 überbrückt. Aus diesem Grunde ist eine Gasdurchlässigkeit, wie durch die unterbrochenen Pfeile in 6B gezeigt, zwischen dem Außenraum SPO und dem den Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS bereitgestellt, insbesondere zwischen einer gasdurchlässigen Fläche 543e des Hauptkörpers 543, welcher dem Außenraum SPO zugewandt ist, und der Stufenfläche 543f, welche dem den Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS zugewandt ist.
Es sollte angemerkt werden, dass in der zweiten Abwandlung die Außenumfangsfläche des Zwischenbereiches von kleinem Durchmesser 544 als eine gasdurchlässige Außenumfangsfläche 544b gebildet ist, welche nicht einer glättenden Behandlung unterzogen wurde und welche gasdurchlässig ist. Aus diesem Grunde ist der Durchgang von Gas mit Bezug auf den Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS auch durch die gasdurchlässige Außenumfangsfläche 544b möglich.
Daher sind auch bei der Sensorkappe 500 der zweiten Abwandlung eine rasche Belüftung des Innenraums SPI und die Zufuhr von Referenzgas zu dem Inneren der gaserfassenden Komponente 120 ermöglicht.
Es sollte angemerkt werden, dass der Außenumfangsbereich des Hauptkörpers 543 als ein Außenumfangsbereich engen Kontaktes 543d in derselben Weise gebildet ist wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Entsprechend kann der Außenumfangsbereich des Hauptkörpers 543 in engen Kontakt mit dem Filter haltenden Bereich 523e des Draht kapselnden Bereiches 523 gebracht werden, ohne eine Lücke zu hinterlassen. Daher kann die Filterkomponente 540 zuverlässiger wasserdicht gehalten werden.
Zusätzlich hat der Draht kapselnde Bereich 523, auf dieselbe Weise wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, an einer dem Filter haltenden Bereich 523e benachbarten Position, einen Haltebereich 523g, welcher nach innen von diesem Bereich hervorragt, und welcher einen Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 523b mit einem kleinen Durchmesser definiert. Aufgrund der Anwesenheit dieses Haltebereiches 523g ist die Filterkomponente 540 in Position gehalten, d.h., es ist verhindert, dass die Filterkomponente 540 von der kommunizierenden Öffnung 523d (Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 523b) nach außen (zu der rechten Seite in der Zeichnung) herauskommt. Zusätzlich ist ein dünnwandiger Bereich 523h an einer Position an diesem Draht kapselnden Bereich 523 gebildet, entsprechend dem Quetschbereich 542, wodurch der Durchgang von Gas erleichtert wird.
(Dritte Abwandlung)
Als Nächstes, bezugnehmend auf 6C, wird eine Beschreibung einer Sensorkappe 600 in Übereinstimmung mit einer dritten Abwandlung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gegeben. Die Sensorkappe 600 dieser dritten Abwandlung unterscheidet sich auch von der Sensorkappe 200 in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hinsichtlich der Form eines Draht kapselnden Bereiches 623, insbesondere der Form einer Filterkomponente 640. Entsprechend wird eine Beschreibung von ähnlichen Bereichen weggelassen oder vereinfacht, und es wird eine Beschreibung gegeben, welche sich auf abweichende Bereiche konzentriert.
Die Sensorkappe 600 dieser dritten Abwandlung weist eine Filterkomponente 640 in einem Draht kapselnden Bereich 623 in einer Kapselungskomponente 620 auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform auf. Jedoch weist die Filterkomponente 640 eine im Wesentlichen hohle zylindrische Form auf, und die Durchmesser ihres Hauptkörpers 643 und Quetschbereiches 642 sind im Durchmesser wenigstens vor dem Quetschen im Wesentlichen gleich. Ferner ist ein Zwischenbelüftungsbereich 644 von demselben Durchmesser dazwischen bereitgestellt. Zusätzlich ist bei dieser dritten Abwandlung, obwohl der Filterquetschbereich 213 einstückig auf dem Kappenanschluss 210 in der ersten Ausführungsform und dergleichen bereitgestellt ist, der Quetschbereich 642 von einer C-förmigen Quetschkomponente 613 gequetscht, welche getrennt von einem Kappenanschluss 610 ist. Als ein Ergebnis kann der in eine Einfügeöffnung 641 eingefügte Anschlussdraht wasserdicht mit der Filterkomponente 640 eingebaut werden. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass es Fälle gibt, in welchen die Gasdurchlässigkeit in dem Quetschbereich 642 sich verschlechtert oder verloren ist.
Jedoch weist die Filterkomponente 640 der dritten Abwandlung einen Zwischenbelüftungsbereich 644 zwischen dem Hauptkörper 643 und dem Quetschbereich 642 auf, und weil diese Außenumfangsfläche eine gasdurchlässige Außenumfangsfläche 644b ist, welche gasdurchlässig ist, ist der Durchgang von Gas zwischen der Innen- und Außenseite durch diese Fläche möglich. Aus diesem Grunde ist, wie in 6C durch die unterbrochenen Pfeile gezeigt, eine Gasdurchlässigkeit zwischen dem Außenraum SPO und dem den Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS bereitgestellt, insbesondere zwischen einer gasdurchlässigen Fläche 643e des Hauptkörpers 643, welcher dem Außenraum SPO zugewandt ist, und der gasdurchlässigen Außenumfangsfläche 644b des Zwischenbelüftungsbereiches 644, welcher dem den Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS zugewandt ist.
Es sollte angemerkt werden, dass in der dritten Abwandlung die gasdurchlässige Außenumfangsfläche 644b des Zwischenbelüftungsbereiches 644 nicht mit glättender Behandlung bereitgestellt ist.
Daher sind eine rasche Belüftung des Innenraums SPI mit der Sensorkappe 600 der dritten Abwandlung und eine Zufuhr des Referenzgases an das Innere der gaserfassenden Komponente 120 ermöglicht.
Es sollte angemerkt werden, dass der Außenumfangsbereich des Hauptkörpers 643 in derselben weise wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform mit einer glättenden Behandlung bereitgestellt werden könnte, obwohl dies nicht gezeigt ist. Falls eine glättende Behandlung bereitgestellt ist, ist es möglich, den engen Kontakt mit einem Filter haltenden Bereich 623e des Draht kapselnden Bereiches 623 zu verbessern und die Wasserdichtigkeit zu verbessern.
Zusätzlich hat der leitungskapselnde Bereich 623, auf dieselbe Weise wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, an einer zu dem Filter haltenden Bereich 623e benachbarten Position einen Haltebereich 623g, welcher nach innen von diesem Bereich hervorragt, und welcher einen Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 623b mit einem kleinen Durchmesser definiert. Die Filterkomponente 640 ist in Position gehalten, d.h., dass verhindert ist, dass die Filterkomponente 640 aus der kommunizierenden Öffnung 623d (Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 623b) nach außen (zu der rechten Seite in der Zeichnung) herauskommt. Zusätzlich ist ein dünnwandiger Bereich 623h an einer Position an diesem leitungskapselnden Bereich 623 gebildet, welcher dem Quetschbereich 642 und dem Zwischenbelüftungsbereich 644 entspricht, wodurch der Durchgang von Gas erleichtert ist.
(Vierte Abwandlung)
Als Nächstes wird mit Bezugnahme auf 7 eine Beschreibung eines Sensors 700 in Übereinstimmung mit einer vierten Abwandlung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gegeben. In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und den ersten bis dritten Abwandlungen ist der Anschlussdraht 230 mit der Filterkomponente 240 und dergleichen wasserdicht zusammengebaut, indem die Filterkomponente 240 und dergleichen gequetscht wird. Demgegenüber unterscheidet sich die Sensorkappe 700 in Übereinstimmung mit der vierten Abwandlung darin, dass der Anschlussdraht ohne Anwenden von Quetschen der Filterkomponente an der Filterkomponente befestigt wird, und andere Aspekte sind dieselben. Entsprechend wird eine Beschreibung von ähnlichen Bereichen weggelassen oder vereinfacht, und es wird eine Beschreibung gegeben, welche sich auf abweichende Bereiche konzentriert.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform umfasst die Filterkomponente 240 den Hauptkörper 243 und den Quetschbereich 242. Bei der Sensorkappe 700 der vierten Abwandlung besteht demgegenüber eine Filterkomponente 740 aus lediglich einem Hauptkörper 743, welcher dem Hauptkörper 243 in der ersten Ausführungsform entspricht. Zusätzlich weist die Filterkomponente 740 dieser vierten Abwandlung eine Einfügeöffnung 741 auf, deren Durchmesser größer als der Außendurchmesser des Anschlussdrahtes 230 (erste Ummantelung 232) ist, und dieser Anschlussdraht 230 ist lose darin eingefügt. Der Anschlussdraht 230 (erste Ummantelung 232) ist unter Verwendung eines bondenden Dichtungsmaterials 750, welches aus einem in die Einfügeöffnung 741 gefüllten Harz gebildet ist, wasserdicht gesichert.
Aufgrund dieser Filterkomponente 740 ist eine Gasdurchlässigkeit zwischen dem Außenraum SPO und dem den Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS bereitgestellt, insbesondere zwischen einer äußeren gasdurchlässigen Fläche 743e des Hauptkörpers 743, welche dem Außenraum SPO zugewandt ist, und einer inneren gasdurchlässigen Fläche 743f, welche dem den Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS zugewandt ist. Auf diese Weise kann eine rasche Belüftung des Innenraums SPI mit der Sensorkappe 700 der vierten Abwandlung bewirkt werden, und es ist möglich, Außenluft (Referenzgas) dem Inneren der gaserfassenden Komponente 120 des Gassensors 100 zuzuführen.
Es sollte angemerkt werden, dass der Außenumfangsbereich der Filterkomponente 740 (Hauptkörper 743) als ein Außenumfangsbereich engen Kontaktes 743d in derselben Weise gebildet ist wie in der oben beschriebenen ersten Aus führungsform. Entsprechend kann der Außenumfangsbereich der Filterkomponente 740 in engen Kontakt mit einem Filter haltenden Bereich 723e des Draht kapselnden Bereiches 723 gebracht werden, ohne eine Lücke zu hinterlassen. Daher kann die Filterkomponente 740 zuverlässiger wasserdicht gehalten werden.
Zusätzlich ist, auf dieselbe Weise wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und den ersten bis dritten Abwandlungen, an einer Position an dem Draht kapselnden Bereich 723, welcher dem Filter haltenden Bereich 723e benachbart ist, ein Haltebereich 723g gebildet, welcher nach innen von diesem Bereich hervorragt, und welcher einen Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 723b mit einem kleinen Durchmesser definiert. Die Filterkomponente 740 ist hierdurch in Position gehalten, d.h., dass verhindert ist, dass die Filterkomponente 740 von der kommunizierenden Öffnung 723d (Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 723b) nach außen (zu der rechten Seite in der Zeichnung) herauskommt.
(Zweite Ausführungsform)
Als Nächstes wird bezugnehmend auf die 8 bis 10 eine Beschreibung einer Gassensoreinheit 1200 und einer Sensorkappe 1000 in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform gegeben. In einem Vergleich mit der Gassensoreinheit 300 der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich die Gassensoreinheit dieser zweiten Ausführungsform lediglich in der Sensorkappe und der Gassensor ist identisch. Insbesondere ist, wie in 8 gezeigt, der Gassensor 100 identisch zu dem der ersten Ausführungsform und eine Sensorkappe 1000, welche unterschiedlich von der der ersten Ausführungsform ist, bereitgestellt.
In einem Vergleich mit der Sensorkappe 200 der ersten Ausführungsform unterscheidet sich die Sensorkappe 1000 der zweiten Ausführungsform in der Form der Kapselungskomponente und in der Form der Filterkomponente und ihrer Entwurfsposition, und andere Bereiche sind im Wesentlichen gleich. Entsprechend wird unten eine Beschreibung der Sensorkappe 1000 der zweiten Ausführungsform gegeben, welche sich auf Bereiche konzentriert, welche von denen der Sensorkappe 200 der ersten Ausführungsform abweichen.
In der Sensorkappe 200 der ersten Ausführungsform ist, wie in 3 gezeigt, unter Verwendung der mit der Einfügeöffnung 241 bereitgestellten Filterkomponente 240 der Anschlussdraht 230 (erste Ummantelung 232) in die Einfügeöffnung 241 eingefügt, und die Filterkomponente 240 ist zusammen mit dem Anschlussdraht 230 in dem Draht kapselnden Bereich 223 bereitgestellt.
Demgegenüber wird, wie in 9 gezeigt, bei der Sensorkappe 1000 der zweiten Ausführungsform eine Filterkomponente 1040 verwendet, welche nicht eine Einfügeöffnung aufweist, und diese Filterkomponente 1040 ist in einem Filter kapselnden Bereich 1023, getrennt von einem Draht kapselnden Bereich 1027, bereitgestellt.
Insbesondere ist die Filterkomponente 1040 eine Filterkomponente, welche aus einem zylindrischen Mittenbereich 1041 und einem Außenumfangsbereich engen Kontaktes 1042, welcher diesen Mittenbereich 1041 ringförmig umgibt, besteht. Zusätzlich hat eine Kapselungskomponente 1020 eine kommunizierende Öffnung 1023d (Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 1023b und eine Filter haltende Öffnung 1023c), welche an der dem Draht kapselnden Bereich 1027 gegenüberliegenden Seite, betrachtet von der Achse CX, bereitgestellt ist, anders als in der ersten Ausführungsform. Als ein Ergebnis ist die Filterkomponente 1040 in der Filter haltenden Öffnung 1023c getrennt von dem Anschlussdraht 230 bereitgestellt.
Weiterhin sind in der zweiten Ausführungsform ringförmige Vorsprungsbereiche 1023m und 1023n, welche nach innen hervorragen (in Richtung der Seite einer Achse FX der Filterkomponente 1040) in einem Filter haltenden Bereich 1023e bereitgestellt, welcher die Filter haltende Öffnung 1023c definiert. Diese ringförmigen Vorsprungsbereiche 1023m und 1023n sind in engem Kontakt mit einer Außenumfangsfläche 1040b der Filterkomponente 1040 gehalten, um die Filterkomponente 1040 zu halten. Die Innenwandfläche der Filterkomponente 1023e ist nämlich, anders als bei der ersten Ausführungsform, nicht in engen Kontakt mit der Gesamtaußenumfangsfläche 1040b der Filterkomponente 1040 (Außenumfangsbereich engen Kontaktes 1042) gebracht, sondern die ringförmigen Vorsprungsbereiche 1023m und 1023n sind in engen Kontakt mit der Außenumfangsfläche 1040b der Filterkomponente 1040 gebracht und sind dadurch in engen Kontakt lediglich mit Bereichen der Außenumfangsfläche 1040b gebracht. Als ein Ergebnis ist die eng kontaktierende Kraft der Innenwandfläche des Filter haltenden Bereiches 1023e mit Bezug auf die Außenumfangsfläche 1040b der Filterkomponente 1040 vergrößert, wodurch es ermöglicht ist, die Wasserdichtigkeit zwischen der Filterkomponente 1040 und dem Filter haltenden Bereich 1023e zu vergrößern.
Weiterhin hat der Filter kapselnde Bereich 1023, welcher die kommunizierende Öffnung 1023d definiert, an einer Position (benachbart an der linken Seite in 9), benachbart zu dem Filter haltenden Bereich 1023e, einen Haltebereich 1023g, dessen Durchmesser kleiner ist als der des Filter haltenden Bereiches 1023e. Dieser Haltebereich 1023g weist eine Form auf, in welcher er von dem Filter haltenden Bereich 1023e nach innen hervorragt (in Richtung der Seite der Achse FX). Aufgrund des Haltebereiches 1023g, welcher in Richtung der Achse FX hervorragt, ist die Filterkomponente 1040 in Position gehalten, d.h., dass verhindert ist, dass die Filterkomponente 1040 von der kommunizierenden Öffnung 1023d (Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 1023b) nach außen (zu der linken Seite in 9) herauskommt.
Es sollte angemerkt werden, dass die erste Filterkomponente 1040 innerhalb der Filter haltenden Öffnung 1023c bereitgestellt werden kann, wenn die Filterkomponente 1040 durch eine Öffnung 1023k des Filter kapselnden Bereiches 1023 nach innen in Richtung der inneren Seite (in der nach rechts gewandten Richtung in 9) gepresst wird, während der Haltebereich 1023g derart federnd verformt wird, dass er seinen Innendurchmesser vergrößert.
Zusätzlich weist ein ringförmiger Endbereich 1014 (entsprechend dem Endbereich), welcher an der Seite der ersten Bewegungsrichtung (obere Seite in 10) bereitgestellt ist, in einem Sensorverbindungsbereich 1011 (entsprechend dem röhrenförmigen Bereich) des Kappenanschlusses 1010 einen Kontaktbereich 1014b auf, welcher an einer Innenfläche 1028 der Kapselungskomponente 1020 anliegt. Der Kappenanschluss 1010 liegt nämlich an der Innenfläche 1028 der Kapselungskomponente 1020 in der ersten Bewegungsrichtung (nach oben in 10) an. Aus diesem Grunde kann der Kappenanschluss 1010 auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform, wenn die Sensorkappe 1000 mit dem Gassensor 100 verbunden wird, mit dem Gassensoranschluss 150 in einem Zustand verbunden werden, in welchem eine Bewegung des Kappenanschlusses 1010 in der ersten Bewegungsrichtung eingeschränkt ist.
Entsprechend gibt es in dieser zweiten Ausführungsform, wenn die Sensorkappe 1000 und der Gassensor 100 zusammengebaut werden, weil der ringförmige Endbereich 1014 des Kappenanschlusses 1010 an dem Stopperbereich 151f des Gassensors 100 anliegt, keine Möglichkeit, dass der Kappenanschluss 1010 positionsmäßig in der ersten Bewegungsrichtung versetzt wird (in der aufwärtigen Richtung entlang der Achse CX in 10). Aus diesem Grunde ist es möglich, die Gassensoreinheit 1200 zu bilden, in welcher der Kappenanschluss 1010 und der Sensoranschluss 150 passend in ihrer Position verbunden werden, wie in 8 gezeigt, wenn die Sensorkappe 1000 und der Gassensor 100 verbunden werden, indem sie an dem ringförmigen Endbereich 1014 des Kappenanschlusses 1010 gegen den Stopperbereich 151f des Gassensors 100 anliegen.
Weiterhin weist, wie in 10 gezeigt, der ringförmige Endbereich 1014 des Kappenanschlusses 1010 einen Nichtkontaktbereich 1014c auf, welcher mit Abstand von der Innenfläche 1028 der Kapselungskomponente 1020 angeordnet ist. Der den Kappenanschluss aufnehmende Raum SPS (Innenraum SPI) ist nämlich zwischen dem ringförmigen Bereich 1014 des Kappenanschlusses 1010 und der Innenfläche 1028 der Kapselungskomponente 1020 vergrößert, wodurch es einem Bereich des Gasdurchlasses P (gezeigt durch die unterbrochenen Pfeile in 9) für das von außen eingeführte Referenzgas gestattet ist, zwischen dem ringförmigen Endbereich 1014 des Kappenanschlusses 1010 und der Innenfläche 1028 der Kapselungskomponente 1020 gebildet zu werden. Aus diesem Grunde kann von dem Außenraum SPO durch die kommunizierende Öffnung 1023d eingeführte Außenluft (Referenzgas) in die Röhre eines inneren röhrenförmigen Bereiches 1016 des Kappenanschlusses 1010 durch den Raum zwischen dem Nichtkontaktbereich 1014c des Kappenanschlusses 1010 und der Innenfläche 1028 der Kapselungskomponente 1020 eingeführt werden. Entsprechend wird es möglich, Außenluft (Referenzgas) in das Innere der gaserfassenden Komponente 120 des Gassensors 100 einzu führen, wie durch die unterbrochenen Pfeile in 8 gezeigt.
(Fünfte Abwandlung)
Als Nächstes wird bezugnehmend auf die 10 bis 12 eine Beschreibung einer Sensorkappe 1100 in Übereinstimmung mit einer fünften Abwandlung der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform gegeben. In einem Vergleich mit der Sensorkappe 1000 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich die Sensorkappe 1100 dieser fünften Abwandlung in der Form des Filter kapselnden Bereiches (insbesondere der kommunizierenden Öffnung), und andere Aspekte sind im Wesentlichen dieselben. Entsprechend wird eine Beschreibung von Bereichen, welche ähnlich zu denen der zweiten Ausführungsform sind, weggelassen oder vereinfacht, und es wird eine Beschreibung gegeben, welche sich auf abweichende Bereiche konzentriert.
Wie in 9 gezeigt, ist in der Sensorkappe 1000 der zweiten Ausführungsform die kommunizierende Öffnung 1023d als die mit der Achse FX der Filterkomponente 1040 konzentrische Durchgangsöffnung gebildet. Aus diesem Grunde kann die Anwesenheit der Filterkomponente 1040 durch die Öffnung 1023k der kommunizierenden Öffnung 1023d visuell erkannt werden. In einem Fall jedoch, in welchem die Gassensoreinheit, bei welcher die Sensorkappe 1000 an dem Gassensor 100 angebracht ist und beispielsweise in einem Fahrzeug eingebaut ist, und das Fahrzeug mit einer Hochdruckreinigungsmaschine gewaschen wird, besteht eine Möglichkeit, dass Hochgeschwindigkeitswasser in die Öffnung 1023k eindringt und direkt die Filterkomponente 1040 erreicht. In diesem Falle besteht eine Möglichkeit, dass ein Wasserdruck, welcher die Widerstandsfähigkeit der Filterkomponente 1040 gegen Wasserdruck überschreitet, auf die Filterkomponente 1040 aufgebracht wird, was bewirkt, dass unerwünscht Wassertröpfchen die Filterkomponente 1040 durchdringen.
Demgegenüber ist bei der Sensorkappe 1100 der fünften Abwandlung, wie in 11 gezeigt, in einem Filter kapselnden Bereich 1123 ein Haltebereich 1023g, welcher einen Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 1123b definiert, so gebildet, dass er die Form einer mit einem Boden versehenen Röhre hat, und welche nicht in einer Richtung nach außen entlang der Achse FX (in der nach links gerichteten Richtung in 11) offen ist. Ferner sind eine Durchgangsöffnung 1123h (siehe 12) und eine Durchgangsöffnung 1123i, welche mit dem Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 1123b kommunizieren, so bereitgestellt, dass sie sich durch den Haltebereich 1023g in einer zu der Achse FX senkrechten Richtung (in einer Richtung senkrecht zu der Zeichenebene in 11) erstrecken. Als ein Ergebnis kann, wie durch die unterbrochenen Pfeile in 11 gezeigt, der Durchgang von Gas geeignet zwischen dem Außenraum SPO und dem den Kappenanschluss aufnehmenden Raum SPS (Innenraum SPI) durch die Durchgangsöffnungen 1123h und 1123i und dem Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 1123b geeignet bereitgestellt werden.
Jedoch sind bei der Sensorkappe 1100 der fünften Abwandlung, wie durch die Pfeile KS1 und KS2 der Zweipunktkettenlinien gezeigt, die Durchgangsöffnungen 1123h und 1123i an Positionen bereitgestellt, wo die Filterkomponente 1040 nicht durch die Öffnungen 1123kh und 1123ki der Durchgangsöffnungen 1123h und 1123i visuell erkannt werden kann. Mit anderen Worten ist die Filterkomponente 1040 an einer Position bereitgestellt, wo sie sowohl durch die Öffnungen 1123kh als auch durch die Öffnungen 1123ki der Durchgangsöffnungen 1123h und 1123i nicht visuell erkannt werden kann.
Aus diesem Grunde erreicht, sogar in einem Falle, in welchem Wasser mit hoher Geschwindigkeit von außen durch die Öffnungen 1123kh und 1123ki eintritt, dieses Hochgeschwindigkeitswasser nicht direkt die Filterkomponente 1040. Das Wasser, welches mit hoher Geschwindigkeit von außen durch die Öffnungen 1123kh und 1123ki eindringt, stößt nämlich gegen Innenwandflächen des Haltebereichs 1123g, welcher die Durchgangsöffnungen 1123h und 1123i und den Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 1123b definiert, bevor es die Filterkomponente 1040 erreicht, was es ermöglicht, seine Kraft (Geschwindigkeit) abzuschwächen. Entsprechend ist es, sogar in Fällen, wo Wasser mit einer hohen Geschwindigkeit von außen durch die Öffnungen 1123kh und 1123ki eindringt, möglich, das Wasser vom Eindringen in die Filterkomponente 1040 abzuhalten.
Ferner sind in der Sensorkappe der fünften Abwandlung zwei Öffnungen (Öffnungen 1123kh und 1123ki) für eine kommunizierende Öffnung 1123d bereitgestellt, welche nach außen offen ist. Als ein Ergebnis kann das Wasser, sogar wenn Wasser fortgesetzt bei einer hohen Geschwindigkeit von einer Öffnung (beispielsweise Öffnung 1123kh) eindringt, nach außen durch die andere Öffnung (beispielsweise Öffnung 1123ki) abgelassen werden.
Insbesondere sind in der fünften Abwandlung, wie in 12 gezeigt, die Durchgangsöffnungen 1123h und 1123i an wechselseitig einander gegenüberliegenden Positionen mit dem dazwischen bereitgestellten Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 1123b bereitgestellt. Aus diesem Grunde wird Wasser, welches bei einer hohen Geschwindigkeit von einer Öffnung (beispielsweise Öffnung 1123kh) eindringt, sanft nach außen durch die andere Öffnung (beispielsweise Öffnung 1123ki) abgelassen. Entsprechend gibt es keine Möglichkeit, dass ein hoher Wasserdruck auf die Filterkomponente 1040 aufgebracht wird, so dass es keine Möglichkeit gibt, dass Wassertröpfchen die Filterkomponente 1040 durchdringen.
Zusätzlich sind, wie in 11 gezeigt, ebenfalls in der fünften Abwandlung, auf dieselbe Weise wie in der zweiten Ausführungsform, nach innen hervorragende (in Richtung der Seite der Achse FX) ringförmige Vorsprungsbereiche 1123m und 1123n in einem Filter haltenden Bereich 1123e bereitgestellt. Diese Vorsprungsbereiche 1123m und 1123n sind in engem Kontakt mit der Außenumfangsfläche 1040b der Filterkomponente 1040 gehalten, um die Filterkomponente 1040 zu halten. Als ein Ergebnis ist die eng kontaktierende Kraft der Innenwandfläche des Filter haltenden Bereiches 1123e mit Bezug auf die Außenumfangsfläche 1040b der Filterkomponente 1040 vergrößert, wodurch es ermöglicht ist, die Wasserdichtigkeit zwischen der Filterkomponente 1040 und dem Filter haltenden Bereich 1123e zu vergrößern.
Zusätzlich hat der an der Seite der ersten Bewegungsrichtung (obere Seite in 10) bereitgestellte ringförmige Endbereich 1014 (entsprechend dem Endbereich) in dem Sensorverbindungsbereich 1011 (entsprechend dem röhrenförmigen Bereich) des Kappenanschlusses 1010, wie in 10 gezeigt, entsprechend ebenso der fünften Abwandlung, in derselben Weise wie in der zweiten Ausführungsform, den an einer Innenfläche 1128 einer Kapselungskomponente 1120 anliegenden Kontaktbereich 1014b. Der Kappenanschluss 1010 liegt nämlich an der Innenfläche 1128 der Kapselungskomponente 1120 in der ersten Bewegungsrichtung (nach oben in 10) an. Aus diesem Grunde kann der Kappenanschluss 1010, auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform, wenn die Sensorkappe 1100 mit dem Gassensor 100 verbunden wird, mit dem Sensoranschluss 150 in einem Zustand verbunden werden, in welchem eine Bewegung des Kappenanschlusses 1010 in der ersten Bewegungsrichtung eingeschränkt ist.
Entsprechend gibt es auch in dieser fünften Ausführungsform keine Möglichkeit, dass der Kappenanschluss 1010 hinsichtlich seiner Position in der ersten Bewegungsrichtung versetzt wird, wenn die Sensorkappe 1100 und der Gassensor 100 zusammengebaut werden, sogar wenn der ringförmige Endbereich 1114 des Kappenanschlusses 1010 so angeordnet ist, dass er an dem Stopperbereich 151f des Gassensors 100 anliegt. Aus diesem Grunde können der Kappenanschluss 1010 und der Sensoranschluss 150 passend in ihrer Position verbunden werden, wenn die Sensorkappe 1100 und der Gassensor 100 durch Anlegen des ringförmigen Endbereiches 1014 des Kappenanschlusses 1010 gegen den Stopperbereich 151f des Gassensors 100 verbunden werden.
Weiterhin hat der ringförmige Endbereich 1014 des Kappenanschlusses 1010 in derselben Weise wie in der zweiten Ausführungsform, wie in 10 gezeigt, einen Nichtkontaktbereich 1014c, welcher mit Abstand von der Innenfläche 1128 der Kapselungskomponente 1120 angeordnet ist. Der den Kappenanschluss aufnehmende Bereich SPS (Innenraum SPI) ist nämlich zwischen dem ringförmigen Endbereich 1014 des Kappenanschlusses 1010 und der Innenfläche 1128 der Kapselungskomponente 1120 vergrößert, wodurch es einem Bereich des Belüftungsdurchgangs P (gezeigt durch die unterbrochenen Pfeile in 11) dem von außen eingeführten Referenzgas ermöglicht ist, zwischen dem ringförmigen Endbereich 1014 des Kappenanschlusses 1010 und der Innenfläche 1128 der Kapselungskomponente 1120 gebildet zu werden. Aus diesem Grunde kann die von dem Außenraum SPO durch die kommunizierende Öffnung 1123d eingeführte Außenluft (Referenzgas) in die Röhre des inneren röhrenförmigen Bereiches 1016 des Kappenanschlusses 1010 durch den Raum zwischen dem Nichtkontaktbereich 1014c des Kappenanschlusses 1010 und der Innenfläche 1128 der Kapselungskomponente 1120 eingeführt werden. Entsprechend wird es möglich, sogar wenn die Sensorkappe 1100 der fünften Abwandlung verwendet wird, auf dieselbe Weise wie in der zweiten Ausführungsform, Außenluft (Referenzgas) in das Innere der gaserfassenden Komponente 120 des Gassensors 100 einzuführen, wie durch die unterbrochenen Pfeile in 11 gezeigt.
Obwohl eine Beschreibung der ersten und zweiten Ausführungsformen und ersten bis fünften Abwandlungen oben gegeben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und dergleichen eingeschränkt, und es ist zu verstehen, dass verschiedene Abwandlungen innerhalb eines Bereiches gemacht werden können, welcher nicht von dem Geist der Erfindung abweicht.
Beispielsweise ist in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ein Fall beschrieben, in welchem die Filterkomponente 240 und dergleichen mit der Einfügeöffnung 241 bereitgestellt sind und der Anschlussdraht 230 durch diese Einfügeöffnung 241 hindurchgeführt wird. Jedoch kann eine Anordnung bereitgestellt werden, so dass der Anschlussdraht getrennt von einem anderen Bereich der Kapselungskomponente herausgeführt wird und die Filterkomponente wird verwendet, um den Durchgang von Gas (Belüftung) zu bewirken.
Zusätzlich sind in der ersten Ausführungsform und den ersten und zweiten Abwandlungen der Quetschbereich 242 der Filterkomponente 240 und dergleichen von dem Filterquetschbereich 213 gequetscht, welcher ein Bereich des Kappenanschlusses 210 ist. Es ist jedoch nicht notwendig, einen Bereich des Kappenanschlusses 210 und dergleichen zu verwenden, um den Quetschbereich 242 und dergleichen zu quetschen, und der Quetschbereich kann unter Verwendung einer Quetschkomponente gequetscht werden, welche getrennt von dem Kappenanschluss vorbereitet ist.
Ferner ist in der ersten Ausführungsform und den ersten bis dritten Abwandlungen der Quetschbereich 242 auf der Innenseite des Hauptkörpers 243 der Filterkomponente 240 (an der Seite des den Kappenanschluss aufnehmenden Raumes SPS, der Seite des Sensorverbindungsbereiches des Kappenanschlusses oder der linken Seite in 3) bereitgestellt. Jedoch kann der Quetschbereich an der Außenseite des Hauptkörpers (an der Seite des Außenraums, der Seite des Gasdurchlasses von kleinem Durchmesser, oder der rechten Seite in 3) bereitgestellt sein, und dieser Bereich kann durch eine Quetschkomponente gequetscht werden. Weiterhin kann dieser Quetschbereich innerhalb des Gasdurchlasses von kleinem Durchmesser bereitgestellt sein.
Zusätzlich ist in den Ausführungsformen und dergleichen eine Form gezeigt, in welcher die Filterkomponente 240 und dergleichen nicht in dem Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 223b bereitgestellt sind.
Es ist jedoch auch möglich, eine Filterkomponente mit einer Dreistufenform bereitzustellen, welche Bereiche von kleinem, großem und kleinem Durchmesser bereitstellt, worin ein von dem Haltebereich 223g hervorragender äußerer Vorsprungsbereich 245 ferner in dem Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 223b bereitgestellt ist, wie durch die unterbrochenen Linien in 3 gezeigt. Wenn ein Hohlraum aufgrund des Gasdurchlasses von kleinem Durchmesser 223b dadurch eliminiert ist, dass der äußere Vorsprungsbereich 245 bereitgestellt ist, ist es in einem Fall, in welchem diese Gassensoreinheit in einer Form verwendet wird, in welcher beispielsweise die Achse LX mit einer vertikalen Linie übereinstimmt und der Sensorverbindungsbereich 211 unterhalb der Filterkomponente 240 in der Sensorkappe 200 bereitgestellt ist, möglich, eine Fehlfunktion zu verhindern, in welcher sich Wasser andernfalls in dem Gasdurchlass von kleinem Durchmesser 223b sammeln würde, was den Durchgang von Gas durch die Filterkomponente schwierig machen würde.
Es sollte angemerkt werden, dass, falls der Quetschbereich in dem Gasdurchlass von kleinem Durchmesser, wie oben beschrieben, bereitgestellt ist, es möglich ist, den Hohlraum aufgrund des Gasdurchlasses von kleinem Durchmesser 223b zu eliminieren. Entsprechend reicht es aus, wenn der Hohlraum aufgrund des Gasdurchlasses von kleinem Durchmesser 223b durch die Filterkomponente eliminiert werden kann.
Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung JP 2004-330347, eingereicht am 15. November 2004, von welcher der gesamte Inhalt hierdurch durch Inbezugnahme aufgenommen. ist, so, als wenn sie ausführlich dargelegt wäre.
Zusammenfassend stellt die Erfindung eine Gassensoreinheit bereit, umfassend einen Gassensor und eine Sensorkappe. Der Gassensor umfasst eine gaserfassende Komponente, eine an der gaserfassenden Komponente bereitgestellte Elektrode und einen Sensoranschluss, welcher eine Verbindung zu der Elektrode bereitstellt, um ein Ausgangssignal von der gaserfassenden Komponente zu übertragen. Die Sensorkappe ist dazu ausgebildet, das Ausgangssignal an ein externes Gerät zu übertragen. Die Sensorkappe umfasst einen Kappenanschluss, welcher eine elektrische Verbindung zu dem Sensoranschluss bereitstellt und eine Kapselungskomponente, welche an den Gassensor gebondet ist, um so einen Innenraum in Zusammenwirken mit dem Gassensor zu bilden. Die Kapselungskomponente umfasst eine kommunizierende Öffnung, durch welche der Innenraum sich in Kommunikation mit einem Raum außerhalb der Gassensoreinheit befindet, und die kommunizierende Öffnung ist durch eine Filterkomponente gasdurchlässig und wasserdicht geschlossen.

Claims

Gassensoreinheit, umfassend: einen Gassensor, umfassend eine gaserfassende Komponente, eine an der gaserfassenden Komponente bereitgestellte Elektrode und einen Sensoranschluss, der eine Verbindung mit der Elektrode bereitstellt, um so ein Ausgangssignal von dem gaserfassenden Element zu übertragen; und eine Sensorkappe zum Übertragen des Ausgangssignals an ein externes Gerät, wobei die Sensorkappe einen Kappenanschluss, welcher eine elektrische Verbindung mit dem Sensoranschluss bereitstellt, sowie eine Kapselungskomponente umfasst, welche an den Gassensor gebondet ist, um so in Zusammenwirken mit dem Gassensor einen Innenraum zu bilden, wobei die Kapselungskomponente eine kommunizierende Öffnung umfasst, durch welche sich der Innenraum in Kommunikation mit einem Raum außerhalb der Gassensoreinheit befindet, und die kommunizierende Öffnung durch eine Filterkomponente gasdurchlässig und wasserdicht geschlossen ist.
Gassensoreinheit nach Anspruch 1, wobei wenigstens eines der Kapselungskomponente und der Filterkomponente ein elastisches Material umfasst, und eine Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung und eine Außenfläche der Filterkomponente elastisch und wasserdicht in Kontakt miteinander sind.
Gassensoreinheit nach Anspruch 1, wobei die Filterkomponente ein Material umfasst, welches wenigstens in einer Richtung einer Achse der kommunizierenden Öffnung wasserabweisend und gasdurchlässig ist, wobei die Filterkomponente einen Hauptkörper und eine umgebende Außenumfangsfläche aufweist, und die Kapselungskomponente derart elastisch ist, dass eine Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung sich in engem Kontakt mit der Außenumfangsfläche der Filterkomponente befindet.
Gassensoreinheit nach Anspruch 3, wobei die Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung der Kapselungskomponente einen ringförmigen Vorsprungsbereich umfasst, welcher nach innen hervorragt und welcher in engem Kontakt mit einem Bereich des Bereiches engen Kontaktes der Filterkomponente ist.
Gassensoreinheit nach Anspruch 2, wobei die Kapselungskomponente einen Haltebereich zum Halten der Filterkomponente in der kommunizierenden Öffnung umfasst.
Gassensoreinheit nach Anspruch 2, wobei die Sensorkappe einen Anschlussdraht umfasst, welcher eine Verbindung mit dem Kappenanschluss bereitstellt, um das Ausgangssignal an das externe Gerät zu übertragen, und die Filterkomponente eine Einfügeöffnung umfasst, welche sich durch die und entlang einer Achse der kommunizierenden Öffnung erstreckt und in welcher der Anschlussdraht wasserdicht gehalten ist.
Gassensoreinheit nach Anspruch 6, wobei die Filterkomponente den an einer Außenumfangsfläche der Filterkomponente bereitgestellten Bereich engen Kontaktes sowie einen Quetschbereich umfasst, welcher an einer von dem Bereich engen Kontaktes in der Richtung der Achse verschiedenen Position bereitgestellt ist und einen kleineren Außendurchmesser als den des Bereiches engen Kontaktes aufweist, wobei die Sensorkappe ferner eine Quetschkomponente umfasst, welche um den Quetschbereich der Filterkomponente herumgequetscht ist, so dass der Anschlussdraht in der Einfügeöffnung wasserdicht gehalten ist.
Gassensoreinheit nach Anspruch 1, wobei die kommunizierende Öffnung eine Mehrzahl von Öffnungen umfasst, welche zwischen der Filterkomponente und dem Raum außerhalb der Gassensoreinheit bereitgestellt sind, und die Filterkomponente so angeordnet ist, dass sie von außerhalb der Gassensoreinheit durch keine der Mehrzahl von Öffnungen sichtbar ist.
Gassensoreinheit nach Anspruch 1, umfassend Mittel zum Einführen eines Referenzgases von außerhalb der Sensorkappe durch die kommunizierende Öffnung in den Innenraum, und einen zwischen der Filterkomponente und der gaserfassenden Komponente bereitgestellten Belüftungsdurchgang zum Einführen des Referenzgases hin zu der gaserfassenden Komponente.
Gassensoreinheit nach Anspruch 9, wobei, wenn eine Richtung einer Bewegung des Gassensors), wenn die Sensorkappe und der Gassensor zusammengebaut werden, als eine erste Bewegungsrichtung genommen wird, der Kappenanschluss einen sich in der ersten Bewegungsrichtung erstreckenden inneren Belüftungsdurchgang, welcher ein Teil des Belüftungsdurchgangs ist, sowie einen an einer dem Gassensor in der ersten Bewegungsrichtung gegenüberliegenden Seite bereitgestellten Endbereich umfasst, und der Endbereich einen an einer Innenfläche der Kapselungskomponente in der ersten Be wegungsrichtung anliegenden Kontaktbereich und einen in Abstand von der Innenfläche der Kapselungskomponente angeordneten Nicht-Kontaktbereich umfasst, so dass das Referenzgas in den inneren Belüftungsdurchgang durch einen Spalt zwischen dem Nicht-Kontaktbereich des Kappenanschlusses und der Innenfläche der Kapselungskomponente eingeführt wird.
Gassensoreinheit nach Anspruch 1, wobei der Gassensor ferner eine zylindrische isolierende Komponente umfasst, welche den Sensoranschluss umgibt, und wobei der Kappenanschluss einen inneren röhrenförmigen Bereich umfasst, welcher in die zylindrische isolierende Komponente des Gassensors eingeführt ist und mit dem Sensoranschluss verbunden ist.
Sensorkappe, ausgebildet zum Befestigen an einem Gassensor, umfassend eine gaserfassende Komponente, eine an der gaserfassenden Komponente bereitgestellte Elektrode sowie einen Sensoranschluss, der mit der Elektrode verbunden ist, um ein Ausgangssignal von der gaserfassenden Komponente zu einem externen Gerät zu übertragen, wobei die Sensorkappe umfasst: einen Kappenanschluss, um eine elektrische Verbindung zu dem Sensoranschluss bereitzustellen; eine Kapselungskomponente, um den Kappenanschluss in sich aufzunehmen, und welche dazu ausgebildet ist, einen den Kappenanschluss aufnehmenden Raum zu bilden, um in Zusammenwirken mit dem Gassensor einen Innenraum zu bilden, wenn die Sensorkappe an dem Gassensor befestigt wird, wobei die Kapselungskomponente eine kommunizierende Öffnung aufweist, durch welche der den Kappenanschluss aufnehmende Raum sich in Kommunikation mit einem Raum außerhalb der Sensorkappe befindet; und eine Filterkomponente, welche die kommunizierende Öffnung gasdurchlässig und wasserdicht schließt.
Sensorkappe nach Anspruch 12, wobei wenigstens eines der Kapselungskomponente und der Filterkomponente ein elastisches Material umfasst, und eine Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung der Kapselungskomponente und eine Außenfläche der Filterkomponente elastisch und wasserdicht in Kontakt miteinander sind.
Sensorkappe nach Anspruch 13, wobei die Filterkomponente ein Material umfasst, welches wenigstens in einer Richtung einer Achse der kommunizierenden Öffnung wasserabstoßend und gasdurchlässig ist, und einen an einer Außenumfangsfläche des Filters bereitgestellten Bereich engen Kontaktes umfasst, und die Kapselungskomponente derart elastisch ist, dass sich eine Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung in engem Kontakt mit dem Hauptkörper der Filterkomponente befindet.
Sensorkappe nach Anspruch 14, wobei die Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung der Kapselungskomponente einen ringförmigen Vorsprungsbereich umfasst, welcher nach innen vorragt und sich in engem Kontakt mit einem Bereich des Bereiches engen Kontaktes der Filterkomponente befindet.
Sensorkappe nach Anspruch 13, wobei die Kapselungskomponente einen Haltebereich zum Halten der Filterkomponente in der kommunizierenden Öffnung umfasst.
Sensorkappe nach Anspruch 13, ferner umfassend: einen Anschlussdraht, welche eine Verbindung zu dem Kappenanschluss bereitstellt, um das Ausgangssignal zu dem externen Gerät zu übertragen, wobei die Filterkomponente eine Einfügeöffnung umfasst, welche sich durch die und entlang der Achse der kommunizierenden Öffnung erstreckt und worin der Anschlussdraht wasserdicht gehalten ist.
Sensorkappe nach Anspruch 17, wobei die Filterkomponente den an einem Außenumfang der Filterkomponente bereitgestellten Bereich engen Kontaktes sowie einen Quetschbereich umfasst, welcher an einer von dem Bereich engen Kontaktes in der Richtung der Achse unterschiedlichen Position bereitgestellt ist und einen kleineren Außendurchmesser aufweist als den des Bereiches engen Kontaktes, wobei die Sensorkappe ferner eine Quetschkomponente umfasst, welche um den Quetschbereich der Filterkomponente herumgequetscht ist, so dass der Anschlussdraht in der Einfügeöffnung wasserdicht gehalten ist.
Sensorkappe nach Anspruch 12, wobei die kommunizierende Öffnung eine Mehrzahl von Öffnungen umfasst, welche zwischen der Filterkomponente und dem Raum außerhalb der Sensorkappe bereitgestellt sind, und die Filterkomponente so angeordnet ist, dass sie von außerhalb der Sensorkappe durch keine der Mehrzahl von Öffnungen angeordnet ist.
Sensorkappe nach Anspruch 12, wobei, wenn eine Richtung einer Bewegung des Gassensors, wenn die Sensorkappe und der Gassensor zusammengebaut werden, als eine erste Bewegungsrichtung genommen wird, der Kappenanschluss einen sich in der ersten Bewegungsrichtung erstreckenden inneren Belüftungsdurchgang sowie einen an einer dem Gassensor in der ersten Bewegungsrichtung gegenüber liegenden Seite bereitgestellten Endbereich umfasst, und der Endbereich einen Kontaktbereich, welcher an einer Innenfläche der Kapselungskomponente in der ersten Bewegungsrichtung anliegt, sowie einen Nicht-Kontaktbereich umfasst, welcher mit Abstand von der Innenfläche der Kapselungskomponente angeordnet ist, so dass ein von außerhalb der Sensorkappe durch die kommunizierende Öffnung eingeführtes Referenzgas ferner in den inneren Belüftungsdurchgang durch einen Spalt zwischen dem Nicht-Kontaktbereich des Kappenanschlusses und der Innenfläche der Kapselungskomponente eingeführt wird.