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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung:
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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.
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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)).
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Durch die Erfindung zu
lösende
Probleme:
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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.
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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.
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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.
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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.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Insbesondere
kann eine Filterkomponente vom Blatttyp an der Außenumfangsfläche der
Kapselungskomponente befestigt werden, um so das Außenende
der kommunizierenden Öffnung
abzudecken.
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Alternativ
kann eine Filterkomponente vom Stabtyp, welche in wenigstens der
axialen Richtung der kommunizierenden Öffnung gasdurchlässig ist,
in die kommunizierende Öffnung
eingefügt
werden.
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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.
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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.
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Als
ein Ergebnis ist es möglich,
eine Wasserdichtigkeit zwischen der Innenwandfläche der kommunizierenden Öffnung und
der Außenfläche der
Filterkomponente zu verbessern.
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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.
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Zusätzlich kann
das elastische Material zum Bilden der Filterkomponente beispielsweise
ein Schwamm sein, wie beispielsweise ein Urethanschaum.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aufgrund
des Belüftungsdurchgangs
ist es möglich,
angemessen ein der Erfassung ausgesetztes Gas zu erfassen, indem
das von außerhalb
der Gassensoreinheit eingeführte
Referenzgas verwendet wird.
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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.
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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.
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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.
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Der
innere Belüftungsdurchgang
kann in einem röhrenförmigen Bereich
des Kappenanschlusses gebildet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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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;
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2 ist
eine teilweise Querschnittsansicht eines Gassensors 100 in Übereinstimmung
mit der ersten Ausführungsform;
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3 ist
eine teilweise Querschnittsansicht einer Sensorkappe 200 in Übereinstimmung
mit der ersten Ausführungsform;
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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;
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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;
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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.
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Von
dem Anschlussdraht 230 werden der Kerndraht 231 und
die erste Ummantelung 232 in die Einfügeöffnung 241 eingefügt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Auf
diese Weise wird die Filterkomponente 240 für die Verwendung
in der ersten Ausführungsform
gebildet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.