DE102011083373A1 - Temperature sensor for measuring temperature of exhaust gas from vehicle, has sintered ceramic insulation pipe that is arranged in cylindrical structure, and is supported by supporting component - Google Patents
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Abstract
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Temperatursensor, der mit einem Thermosensor, einem Isolationsrohr (-schlauch), das (der) Durchdringungslöcher hat, und Signalleitungen (-drähte) des Thermosensors, die in die Durchdringungslöcher eingesetzt sind, vorgesehen ist.The present invention relates to a temperature sensor provided with a thermal sensor, an insulation tube having holes, and signal wires of the thermal sensor inserted into the penetration holes.
Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the Related Art
Ein Temperatursensor zum Messen der Temperatur von Abgas, etc. von Fahrzeugen ist bekannt, wie in
Der Abschirmungsstift
Wenn der Abschirmungsstift
Das heißt, ein zylindrisches Bauteil mit einem größeren Außendurchmesser als die bearbeiteten, zylindrischen Bauteile
Dann werden ein Dickenabnahmeprozess an dem Außendurchmesser des zylindrischen Bauteils und ein Dehnungsprozess an der Länge des zylindrischen Bauteils in der axialen Richtung ausgeführt.Then, a thickness reduction process is performed on the outer diameter of the cylindrical member and a stretching process on the length of the cylindrical member in the axial direction.
Es wird durch Tiefziehen, welches den Isolator
Andererseits ist ein Rippenteil
Ein hinterer Endabschnitt
Eine aus Gummi hergestellte Hülse
Anschlussleitungen (-drähte)
Des Weiteren wird ein Verpressungsprozess an dem hinteren Ende
Der Temperatursensor
Die Temperatur eines Abgases g (gemessener Körper), das in der Abgasleitung
Jedoch weist der übliche Temperatursensor
Des Weiteren gibt es ein Problem einer einfachen Feuchtigkeitsabsorption, da in dem üblichen Temperatursensor
Wenn der Isolator
Wenn die Isolationseigenschaften abnehmen, fließt ein elektrischer Strom zwischen dem Paar Signalleitungen
Zusätzlich hat der übliche Temperatursensor
Daher wird die Wärme des Thermosensor
Als Ergebnis ist eine lange Zeitdauer erforderlich, bis die Temperatur des Thermosensors
Daher ist es schwierig, wenn sich die Temperatur des Abgas g ändert, die Temperatur rasch nach deren Änderung zu erfassen.Therefore, when the temperature of the exhaust gas g changes, it is difficult to detect the temperature rapidly after the change thereof.
Das heißt, das Problem eines schlechten Ansprechverhaltens bezüglich der Temperaturänderung des Abgases g wird verursacht.That is, the problem of poor response to the temperature change of the exhaust gas g is caused.
Des Weiteren ist es, wenn die Wärme einfach von dem Isolator
Daher ist es erforderlich, Teile mit hoher Wärmebeständigkeit zu verwenden, wodurch die Kosten für die Herstellung des Temperatursensors
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Probleme gemacht und es ist deren Aufgabe, einen Temperatursensor bereit zu stellen, der die Herstellungskosten reduziert, die Isolationseigenschaften von Signalleitungen einfach sicherstellt und ausgezeichnet auf die Temperaturänderung eines gemessenen Körpers anspricht.The present invention is made in view of the above problems and its object is to provide a temperature sensor which reduces the manufacturing cost, easily ensures the isolation characteristics of signal lines and excellently responds to the temperature change of a measured body.
In einem Temperatursensor gemäß einem ersten Gesichtspunkt weist der Temperatursensor ein zylindrisches Bauteil, das ein Ende hat, das geschlossen ist, einen Thermosensor, der in dem zylindrischen Bauteil angeordnet ist, ein Isolationsrohr (-schlauch), das (der) aus einem Sinterkeramikkörper hergestellt ist, der in dem zylindrischen Bauteil angeordnet ist, das ein Paar Durchdringungslöcher hat, die das zylindrische Bauteil in einer axialen Richtung durchdringen, und ein Paar Signalleitungen (-drähte) auf, die mit dem Thermosensor verbunden sind und die durch das Durchdringungsloch des Isolationsrohres hindurch treten.In a temperature sensor according to a first aspect, the temperature sensor comprises a cylindrical member having an end that is closed, a thermal sensor disposed in the cylindrical member, an insulation tube made of a sintered ceramic body disposed in the cylindrical member having a pair of penetrating holes penetrating through the cylindrical member in an axial direction and a pair of signal wires (wires) connected to the thermal sensor and passing through the penetrating hole of the insulating pipe ,
Zumindest in einem Teil eines Bereichs in der axialen Richtung des Isolationsrohres ist ein Abstand (Zwischenraum bzw. Raum) zwischen einer inneren Umfangsfläche des zylindrischen Bauteils und einer Umfangsfläche des Isolierungsrohres ausgebildet, und ein Stützbauteil, das das Isolationsrohr mit einem Abstand stützt (beabstandet stützt), der zwischen den zylindrischen Bauteilen ausgebildet ist, ist in dem zylindrischen Bauteil angeordnet.At least in a part of a region in the axial direction of the insulating tube, a clearance (space) is formed between an inner peripheral surface of the cylindrical member and a peripheral surface of the insulating tube, and a support member that supports the insulating tube with a clearance (spaced supports) formed between the cylindrical members is disposed in the cylindrical member.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine pulverförmige Keramik nicht verwendet, sondern wird das Isolationsrohr, das aus dem Sinterkeramikkörper hergestellt ist, zum Sicherstellen einer elektrischen Isolierung zwischen dem Paar der Signalleitungen verwendet.According to the present invention, a powdery ceramic is not used, but the insulating tube made of the sintered ceramic body is used to ensure electrical insulation between the pair of signal lines.
Die Signalleitungen treten durch die Durchdringungslöcher hindurch, die in dem Isolationsrohr angeordnet sind.The signal lines pass through the penetration holes arranged in the insulation tube.
Da das Isolationsrohr aus dem Sinterkeramikkörper hergestellt ist, kann das Isolationsrohr nicht einfach eine Feuchtigkeit absorbieren, wenn die vorstehend erwähnte Struktur verwendet wird, und es ist schwieriger, dass sich die Isolationseigenschaften zwischen dem Paar Signalleitungen verschlechtern.Since the insulating tube is made of the sintered ceramic body, the insulating tube can not easily absorb moisture when the above-mentioned structure is used, and it is more difficult to deteriorate the insulating properties between the pair of signal lines.
Des Weiteren können, da es gemäß der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist, den vorstehend beschriebenen Tiefziehprozess auszuführen, die Herstellungskosten des Temperatursensors reduziert werden.Furthermore, since it is not necessary according to the present invention to carry out the above-described deep drawing process, the manufacturing cost of the temperature sensor can be reduced.
Des Weiteren ist zumindest in dem Teil des Bereichs in der axialen Richtung des Isolationsrohres der Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Bauteils und der Umfangsfläche des Isolationsrohres gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet.Further, at least in the part of the region in the axial direction of the insulating tube, the distance between the inner peripheral surface of the cylindrical member and the peripheral surface of the insulating tube according to the present invention is formed.
Da der Abstand (Zwischenraum bzw. Raum) zwischen dem zylindrischen Bauteil und dem Isolationsrohr wie vorstehend erläutert ausgebildet ist, wird kaum Wärme von dem Isolationsrohr zu dem zylindrischen Bauteil geleitet.Since the clearance (space) between the cylindrical member and the insulating tube is formed as described above, heat is hardly conducted from the insulating tube to the cylindrical member.
Daher können Nachteile des Leitens der Wärme des Temperatursensors zu dem elektrischen Bauteil durch das Isolationsrohr und ein Abstrahlen der Wärme rund um das zylindrische Bauteil oder ein Leiten der Wärme zu dem Rippenteil und der Abgasleitung und ein Abstrahlen der Wärme von der Abgasleitung verhindert werden.Therefore, disadvantages of passing the heat of the temperature sensor to the electrical component through the insulating tube and radiating the heat around the cylindrical member or conducting the heat to the fin part and the exhaust pipe and radiating the heat from the exhaust pipe can be prevented.
Als Ergebnis werden die Temperatur des Thermosensors und die Temperatur des gemessenen Körpers schnell gleich groß und, wenn sich die Temperatur des gemessenen Körpers ändert, ist es möglich, die Temperatur nach deren Änderung rasch zu erfassen. Das heißt, das Ansprechverhalten an die Temperaturänderung des gemessenen Körpers verbessert sich.As a result, the temperature of the thermal sensor and the temperature of the measured body quickly become equal, and as the temperature of the measured body changes, it is possible to quickly detect the temperature after the change thereof. That is, the response to the temperature change of the measured body improves.
Des Weiteren hat der Temperatursensor der vorliegenden Erfindung das Stützbauteil, das das Isolationsrohr stützt. Furthermore, the temperature sensor of the present invention has the support member that supports the insulation tube.
Daher kann, selbst wenn eine gewisse Schwingungskraft, die auf den Temperatursensor von der Außenseite aufgebracht wird und die verursacht, dass der Temperatursensor in Schwingung versetzt wird, das Isolationsrohr durch das zylindrische Bauteil gestützt werden.Therefore, even if some vibration force applied to the temperature sensor from the outside and causing the temperature sensor to vibrate, the insulation tube can be supported by the cylindrical member.
Daher wird es schwierig, dass sich das Isolationsrohr in der radialen Richtung hin und herbewegt, und selbst wenn ein dünnes und langes Isolationsrohr verwendet wird, ist es schwierig, dass das Isolationsrohr beschädigt wird.Therefore, it becomes difficult for the insulating tube to reciprocate in the radial direction, and even if a thin and long insulating tube is used, it is difficult for the insulating tube to be damaged.
Des Weiteren ist das Stützbauteil, das das Isolationsrohr stützt, mit einem Abstand zwischen dem Stützbauteil und dem zylindrischen Bauteil (beabstandet) vorgesehen.Further, the support member supporting the insulation tube is provided with a clearance between the support member and the cylindrical member (spaced apart).
Daher kann die Beanspruchung aufgrund der Schwingung durch Einstellen der Position des Stützbauteils und der Größe des Abstands reduziert werden.Therefore, the stress due to the vibration can be reduced by adjusting the position of the support member and the size of the gap.
Als Ergebnis können die Nachteile, dass das Isolationsrohr bricht oder dass die Leitungsdrähte unterbrochen werden, verhindert werden, selbst wenn eine Bedingung bzw. Umgebung vorliegt, bei der eine hohe Schwingungsspannung bzw. -belastung auftritt.As a result, the disadvantages that the insulation tube breaks or that the lead wires are broken can be prevented even when there is a condition where a high vibration stress occurs.
Wie vorstehend erwähnt ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Temperatursensor mit reduzierten Herstellungskosten bereit gestellt werden, ferner ist es einfach, die Isolation der Signalleitungen sicher zu stellen, und zudem weist der Temperatursensor ein gutes Ansprechverhalten an die Temperaturänderung des gemessenen Körpers auf.As mentioned above, according to the present invention, the temperature sensor can be provided at a reduced manufacturing cost, further, it is easy to secure the isolation of the signal lines, and furthermore the temperature sensor has a good response to the temperature change of the measured body.
In dem Temperatursensor gemäß einem zweiten Gesichtspunkt ist der Durchmesser eines Abschnitts, in dem der Thermosensor aus den zylindrischen Bauteilen angeordnet ist, kleiner als der Durchmesser eines Abschnitts, in dem der Abstand ausgebildet ist.In the temperature sensor according to a second aspect, the diameter of a portion where the thermal sensor is disposed of the cylindrical members is smaller than the diameter of a portion where the clearance is formed.
In dem Temperatursensor gemäß einem dritten Gesichtspunkt sind der Abschnitt, in dem der Temperatursensor innerhalb angeordnet ist, und der Abschnitt, in dem der Abstand zwischen den Umfangsflächen des Isolationsrohres des zylindrischen Bauteils ausgebildet ist, einheitlich (einstückig) ausgebildet.In the temperature sensor according to a third aspect, the portion where the temperature sensor is disposed inside and the portion where the space between the peripheral surfaces of the insulating tube of the cylindrical member is formed are integrally formed.
In dem Temperatursensor gemäß einem vierten Gesichtspunkt hat das Stützbauteil einen zylinderseitigen Abschnitt, einen Isolationsrohrabschnitt und einen Verbindungsabschnitt.In the temperature sensor according to a fourth aspect, the support member has a cylinder-side portion, an insulating pipe portion and a connecting portion.
Der zylinderseitige Abschnitt fixiert das Stützbauteil an dem zylindrischen Bauteil durch nach außen Drücken der inneren Umfangsseite des zylindrischen Bauteils in einer radialen Richtung.The cylinder-side portion fixes the support member to the cylindrical member by pressing the inner peripheral side of the cylindrical member outward in a radial direction.
Der Isolationsrohrabschnitt umgibt die Umfangsfläche des Isolationsrohres.The insulating pipe section surrounds the peripheral surface of the insulating tube.
Der Verbindungsabschnitt verbindet den zylinderseitigen Abschnitt und den isolierten, zylinderseitigen Abschnitt.The connecting portion connects the cylinder-side portion and the isolated, cylinder-side portion.
In dem Temperatursensor gemäß einem fünften Gesichtspunkt ist das Stützbauteil aus einem Körper hergestellt, der eine Elastizität (Federkraft) hat.In the temperature sensor according to a fifth aspect, the support member is made of a body having elasticity (spring force).
In dem Temperatursensor gemäß einem sechsten Gesichtspunkt ist das Stützbauteil aus einem Metallgeflecht hergestellt, in dem kleinkalibrige Metalldrähte verwickelt sind.In the temperature sensor according to a sixth aspect, the support member is made of a metal mesh in which small caliber metal wires are entangled.
In dem Temperatursensor gemäß einem siebten Gesichtspunkt ist ein hochwärmeleitfähiges Material, dessen thermische Leitfähigkeit höher ist als Luft, zwischen einer inneren Umfangsfläche des zylindrischen Bauteils und einer Außenfläche des Thermosensors gefüllt.In the temperature sensor according to a seventh aspect, a high heat conductive material whose thermal conductivity is higher than air is filled between an inner peripheral surface of the cylindrical member and an outer surface of the thermal sensor.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
In den beigefügten Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:The accompanying drawings show:
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDetailed Description of the Preferred Embodiments
In Bezug auf die Zeichnungen sind nachstehend die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.Referring to the drawings, the embodiments of the present invention will be described below.
(Erstes Ausführungsbeispiel)(First embodiment)
Ein Temperatursensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend anhand
Der Temperatursensor
Das Isolationsrohr
Das Isolationsrohr
Bei den vorstehend erwähnten Keramiken wird Al2O3 bevorzugt aufgrund des hohen Isolierungswiderstands und der ausgezeichneten Verarbeitbarkeit verwendet.In the above-mentioned ceramics, Al 2 O 3 is preferably used because of the high insulation resistance and the excellent processability.
Zum Beispiel können, wenn die Dichte des Sinterkeramikkörpers ansteigt, die Isolierungseigenschaften und die Feuchtigkeitsabsorptionsbeständigkeitseigenschaften verbessert werden.For example, as the density of the sintered ceramic body increases, the insulating properties and the moisture absorption resistance properties can be improved.
Daher ist es äußerst bevorzugt, dass die Dichte des Sinterkeramikkörpers höher ist.Therefore, it is extremely preferable that the density of the sintered ceramic body is higher.
Des Weiteren sind die Signalleitungen
Die Signalleitungen
Wie in
Des Weiteren ist ein Stützbauteil
Nachstehend sind Details erläutert.Details are explained below.
Der Temperatursensor
Des Weiteren setzt sich das zylindrische Bauteil
Wie in
Der Abstand
Des Weiteren ist ein Durchmesser einer Endseite (-teil) des ersten Teils
Um das Isolationsrohr
Daher gibt es einen Spalt von ungefähr 0,5 mm bis 1,0 mm zwischen dem Teil mit reduziertem Durchmesser und dem Isolationsrohr
Der Thermosensor
Des Weiteren ist ein Dämpfungsmaterial
Andererseits ist, wie in
Ein äußerer Zylinder
Des Weiteren ist ein Schraubloch
Wenn der Temperatursensor
Somit wirkt eine Lagerfläche
Als Ergebnis wird verhindert, dass das Abgas g zu der Außenseite ausströmt.As a result, the exhaust gas g is prevented from flowing out to the outside.
Des Weiteren ist eine aus Gummi hergestellte Hülse
Anschlussleitungen (-drähte)
Des Weiteren ist der Endteil
Das Stützbauteil
Des Weiteren hat, wie in
Der zylinderseitige Abschnitt
Der Isolationsrohrabschnitt
Des Weiteren sind Eingriffshaken (-nasen)
Wenn das Stützbauteil
Der Betrieb und der Effekt der vorliegenden Erfindung sind nachstehend erläutert.The operation and effect of the present invention will be explained below.
Wie in
Die Signalleitungen
Da das Isolationsrohr
Des Weiteren können, da es gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht erforderlich ist, den Tiefziehprozess, der wie vorstehend beschrieben ist, auszuführen, die Herstellungskosten des Temperatursensors
Des Weiteren ist zumindest in einem Teil des Bereichs in der axialen Richtung X des Isolationsrohres
Da der Abstand
Daher können Nachteile des Leitens der Wärme des Thermosensors
Als Ergebnis, wenn die Temperatur des Thermosensors
Das heißt, das Ansprechverhalten auf die Temperaturänderung des gemessenen Körpers verbessert sich.That is, the response to the temperature change of the measured body improves.
Des Weiteren wird, wenn es schwierig ist, die Wärme von dem Installationsrohr
Daher ist es nicht erforderlich, die Hülse
Des Weiteren hat der Temperatursensor
Daher kann, selbst wenn eine gewisse Schwingungskraft auf den Temperatursensor
Daher wird es schwierig, dass das Isolationsrohr
Wie in
Da der Spalt zwischen dem Thermosensor
Daher ist das Ansprechverhalten auf die Temperaturänderung des gemessenen Körpers viel besser.Therefore, the response to the temperature change of the measured body is much better.
Des Weiteren hat, wie in
Der zylinderseitige Abschnitt
Der Isolationsrohrabschnitt
Da der zylinderseitige Abschnitt
Daher tritt eine Fehlpositionierung des Stützbauteils
Des Weiteren ist, da der isolierte, zylinderseitige Abschnitt
Des Weiteren ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Stützbauteil
Da der Rippenteil
Daher kann, wenn das Stützbauteil
Des Weiteren ist, da das Stützbauteil
Daher können Nachteile hinsichtlich einer Beschädigung des Isolationsrohres
Wie vorstehend erwähnt ist, kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Temperatursensor mit reduzierten Herstellungskosten, bei dem es einfach ist, die Isolation der Signalleitung sicherzustellen, und mit einem guten Ansprechverhalten auf die Temperaturänderung des gemessenen Körpers bereitgestellt werden.As mentioned above, according to the present embodiment, the temperature sensor can be provided with a reduced manufacturing cost, in which it is easy to ensure the isolation of the signal line, and with a good response to the temperature change of the measured body.
(Zweites Ausführungsbeispiel)Second Embodiment
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem das Stützbauteil
Wie in
Dadurch kann eine Schwingungsfestigkeit des Temperatursensors
Das heißt, da das Metallgeflecht dazu neigt, die Auswahl eines Metallmaterials zu erweitern, kann das Metallgeflecht mittels eines Metallmaterials ausgebildet werden, das eine hohe Wärmebeständigkeit hat.That is, since the metal mesh tends to widen the selection of a metal material, the metal mesh may be formed by a metal material having a high heat resistance.
Daher kann das Stützbauteil
Dies stellt die Position zum Stützen des Isolationsrohres
Daher können, wenn der Temperatursensor
Daher kann die Schwingungsfestigkeit des Temperatursensors
Zusätzlich kann zum Beispiel das Metallgeflecht mittels des Metallmaterials mit einer hohen Wärmebeständigkeit wie zum Beispiel INCO 601 (eingetragene Marke) ausgebildet sein.In addition, for example, the metal mesh may be formed by the metal material having a high heat resistance such as INCO 601 (registered trademark).
Der Rest des Aufbaus, des Betriebs und des Effekts sind die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.The rest of the structure, the operation and the effect are the same as in the first embodiment.
(Drittes Ausführungsbeispiel)(Third Embodiment)
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem ein hochwärmeleitfähiges Material
Für das hochwärmeleitfähige Material
Des Weiteren ist ein Spalt von ungefähr 0,5 mm bis 1,0 mm (nicht gezeigt) zum Beispiel zwischen dem Teil mit reduziertem Durchmesser des ersten Teils
Des Weiteren kann, obwohl das hochwärmeleitfähige Material
Der Rest des Aufbaus ist gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.The rest of the construction is the same as in the first embodiment.
Der Betrieb und die Wirkung des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind nachstehend erläutert.The operation and effect of the present embodiment will be explained below.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden, da das hochwärmeleitfähige Material
Daher kann das Ansprechverhalten des Temperatursensors
Der Rest des Betriebs und der Wirkung sind gleich wie jene in dem ersten Ausführungsbeispiel.The rest of the operation and the effect are the same as those in the first embodiment.
(Viertes Ausführungsbeispiel) (Fourth Embodiment)
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, in dem der Abschnitt, in dem der Thermosensor
Das heißt, das zylindrische Bauteil
Ein derartiges zylindrisches Bauteil
Der Rest des Ausbaus ist gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.The rest of the removal is the same as in the first embodiment.
Der Betrieb und die Wirkung des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind nachstehend erläutert.The operation and effect of the present embodiment will be explained below.
Mit dem vorstehenden erwähnten Aufbau ist es schwierig, dass Korrosion, etc. in dem zylindrischen Bauteil
Das heißt, obwohl der erste Teil
Des Weiteren gibt es ein Problem, dass eine zusätzliche Wärmebeanspruchung zu der Zeit des Verschweißens an dem Schweißabschnitt
Jedoch ist, wenn der erste Teil
Der Rest des Betriebs und der Wirkung sind gleich wie jene in dem ersten Ausführungsbeispiel.The rest of the operation and the effect are the same as those in the first embodiment.
Ein Temperatursensor
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