DE102011108335A1

DE102011108335A1 - Gassensor

Info

Publication number: DE102011108335A1
Application number: DE102011108335A
Authority: DE
Inventors: Takaya Yoshikawa; Tomohiro Tajima; Hisaharu Nishio; Masao Tsuzuki; Kunihiko YONEZU
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2012-01-26
Also published as: US20120018305A1; US8764955B2

Abstract

Ein Gassensor (200) enthält ein Gassensorelement (10), das in der Richtung einer Achse O verläuft und einen Erkennungsabschnitt aufweist, der an einem Vorderende davon vorgesehen ist, und ein aus Metall hergestelltes Gehäuse (50), das das Gassensorelement radial umgibt und zumindest teilweise in ein Sensoranbringungsloch (350) eines Anbringungskörpers (300) eingefügt ist. Der Gassensor (200) umfasst ferner ein Harzglied (60, 61), das das Gehäuse radial zumindest teilweise umgibt, und dessen Kontaktabschnitt (C) in Kontakt mit dem Gehäuse zumindest teilweise axial nach vorne bezüglich der Außenfläche des Anbringungskörpers (300) um das Sensoranbringungsloch angeordnet ist, und ein Wärmesenkenglied (80), das mit dem Gehäuse an einer axialen Position, die mit einer axialen Position des Vorderende des Kontaktabschnitts identisch oder davor angeordnet ist, in Kontakt ist und dazu geeignet ist, Wärme des Gehäuses zur Außenseite des Gassensors abzustrahlen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gassensor mit einem Gassensorelement zum Erkennen der Konzentration eines bestimmten Gases.
Kurze Beschreibung des Standes der Technik
Ein Gassensor ist am Ansaugsystem (z. B. einem Ansaugrohr oder einer Ansaugleitung) eines Verbrennungsmotors, wie etwa einem Dieselmotor oder einem Benzinmotor, zum Steuern von beispielsweise dem Verbrennungszustand durch Überwachen der Konzentration eines bestimmten Gases angebracht. Herkömmlicherweise weist ein derartiger Gassensor die folgende Struktur auf: ein Gaserkennungselement ist in einem Gehäuse, das aus Metall hergestellt ist, gehalten, und verschiedene Anschlüsse, ein Separator usw., die auf einer proximalen Seite (Rückseite) des Gehäuses vorgesehen sind, sind durch eine rohrförmige Abdeckung, die aus Metall hergestellt ist, geschützt.
Die aus Metall hergestellte Abdeckung ist jedoch dadurch problematisch, dass, da die Struktur kompliziert ist, Herstellung oder Montage zeit- und arbeitsaufwändig sind. Zur Bewältigung dieses Problems wurde eine Struktur entwickelt, die in Patentschrift 1 beschrieben ist, und bei der ein Basisglied, das aus Harz hergestellt ist, mit einem proximalen Endabschnitt des Gehäuses verbunden ist.
Indessen muss zum Abschwächen eines Aufpralls, der auf ein kollidierendes Objekt erfolgt, mit dem ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor kollidiert, ein Freiraum zwischen der Haube und Motorteilen vorgesehen sein. In diesem Zusammenhang muss die Länge des Vorstands des Gassensors von dem Ansaugrohr nach außen verkürzt werden.
Zusammenfassung
Bei dem Gassensor mit dem Basisglied, das aus Harz hergestellt ist, muss jedoch, um die Länge des Vorstands des Gassensors von dem Ansaugrohr nach außen bei unveränderter Länge (Größe) des Gaserkennungselements, das gehalten ist, zu verkürzen, der Gassensor tiefer in das Ansaugrohr eingefügt sein. Infolgedessen ist die Verbindung zwischen dem Basisglied und dem Gehäuse innerhalb eines Sensoranbringungslochs des Ansaugrohrs angeordnet.
Indessen wird gemäß dem Gassensor der Japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. H10-132779 die Wärme eines Heizers zum Heizen des Gaserkennungselements, Ansauggaswärme usw. direkt vom Gehäuse auf das Ansaugrohr übertragen, wodurch die Wärmeeinwirkung auf das Basisglied verringert ist. Jedoch entsteht ein Problem bei dieser Konfiguration dadurch, dass die Wärme teilweise vom Gehäuse über die oben angegebene Verbindung auf das Ansaugrohr übertragen sind, ist einem vorderen Endabschnitt des aus Harz hergestellten Basisglieds eine große thermische Belastung (z. B. 200°C oder höher) auferlegt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gassensor mit einer Struktur bereitzustellen, bei der ein Harzglied radial ein Gehäuse zumindest teilweise abdeckt, wobei die Länge des Vorstands des Gassensors von einem Körper, an dem der Gassensor angebracht werden soll (im Folgenden als Anbringungskörper bezeichnet), nach außen verkürzt ist, und wobei die Wärmeeinwirkung des Gehäuses auf das Harzglied verringert ist, wodurch die Beständigkeit verbessert ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe wurde gelöst durch Bereitstellen eines Gassensors, der ein Gassensorelement aufweist, das in der Richtung einer Achse O verläuft und einen Erkennungsabschnitt aufweist, der am Vorderende davon zum Erkennen einer bestimmten Gaskomponente in einem Gas, die gemessen werden soll, vorgesehen ist, und ein aus Metall hergestelltes Gehäuse, wobei das Gehäuse das Gassensorelement radial umgibt und wobei das Gehäuse ausgebildet ist, dass es zumindest teilweise oder vollständig in ein Sensoranbringungsloch eines Anbringungskörpers einführbar ist. Der Gassensor umfasst ferner ein Harzglied, das das Gehäuse radial zumindest teilweise umgibt, und wobei das Harzglied einen Kontaktabschnitt aufweist, welcher in Kontakt mit dem Gehäuse ist und zumindest teilweise axial nach vorne bezüglich einer Außenfläche des Anbringungskörpers um das Sensoranbringungsloch angeordnet ist, und ein Wärmesenkenglied, das mit dem Gehäuse an einer axialen Position, welche mit einer axialen Position des Vorderende des Kontaktabschnitts oder davor angeordnet ist, in Kontakt ist und dazu geeignet ist, Wärme des Gehäuses zur Außenseite des Gassensors abzustrahlen.
Der Anbringungskörper kann ein Sensoranbringungsloch aufweisen und eine Außenfläche, die um das Sensoranbringungsloch angeordnet ist. Der Gassensor kann ausgebildet sein, von außen in das Sensoranbringungsloch zumindest teilweise einführbar zu sein. Der Anbringungskörper kann eine Innenfläche aufweisen, die um das Sensoranbringungsloch angeordnet ist. Die Innenfläche kann parallel zur Außenfläche verlaufen. Das Sensoranbringungsloch kann eine Innenwand aufweisen, welche die Innenfläche mit der Außenfläche verbindet und an einem äußeren Umfang des Sensoranbringungslochs angeordnet ist.
Gemäß dem derart konfigurierten Gassensor kann, da zumindest ein Abschnitt des Kontaktabschnitts axial nach vorne (einwärts) bezüglich der Außenfläche des Anbringungskörpers um das Sensoranbringungsloch angeordnet ist, die Länge des Vorstands des Gassensors von dem Anbringungskörper nach außen verkürzt sein.
Wärme des Heizers zum Heizen des Gassensorelements, Ansauggaswärme und ähnliche Wärme wird von dem Gehäuse zur Außenseite des Gassensors mithilfe des Wärmesenkenglieds abgestrahlt, das mit dem Gehäuse an einer axialen Position, die gleich mit einer axialen Position des Vorderende des Kontaktabschnitts ist oder davor angeordnet ist, in Kontakt ist. Daher wird Wärme des Gehäuses kaum auf einen vorderen Endabschnitt, der als Kontaktabschnitt dient, des Harzglieds übertragen, wodurch Wärmeeinwirkung auf das Harzglied verringert sein kann.
Bezüglich eines Konfigurationsmerkmals zum Abstrahlen von Wärme des Gehäuses zur Außenseite des Gassensors mithilfe des Wärmesenkenglieds liegt vorzugsweise ein hinterer Endabschnitt des Wärmesenkenglieds nach außen von der Außenfläche des Anbringungskörpers um das Sensoranbringungsloch frei.
Gemäß dem derart konfigurierten Gassensor strömt Wärme, die vom Heizer zum Heizen des Gassensorelements, ein Ansauggas usw. durch das Wärmesenkenglied und wird dann zur Außenseite eines Anbringungskörpers (in die Atmosphäre) vom hinteren Endabschnitt des Wärmesenkenglieds abgestrahlt, wobei der hintere Endabschnitt axial nach außen von der Außenfläche des Anbringungskörpers um das Sensoranbringungsloch freiliegt. Dadurch ist Wärmeeinwirkung auf das Harzglied verringert. Infolgedessen ist die Beständigkeit des Gassensors weiter verbessert.
Der hintere Endabschnitt des Wärmesenkenglieds kann an einer Position axial nach außen relativ zur Außenfläche des Anbringungskörpers angeordnet sein. Die Außenfläche des Anbringungskörpers kann um das Sensoranbringungsloch des Anbringungskörpers angeordnet sein. Der hintere Endabschnitt des Wärmesenkenglieds kann, in einer Richtung axial nach außen, von der Außenfläche des Anbringungskörpers vorstehen und/oder freiliegen.
Bezüglich eines weiteren Konfigurationsmerkmals zum Abstrahlen von Wärme des Gehäuses zur Außenseite des Gassensors mithilfe des Wärmesenkenglieds ist vorzugsweise ein Abschnitt des Wärmesenkenglieds in Kontakt mit der Innenwand des Sensoranbringungslochs.
Gemäß dem derart konfigurierten Gassensor strömt Wärme, die vom Heizer zum Heizen des Gassensorelements, ein Ansauggas usw. durch das Wärmesenkenglied und wird dann von der Innenwand des Sensoranbringungslochs zum Anbringungskörper abgestrahlt. Dadurch ist Wärmeeinwirkung auf das Harzglied verringert. Infolgedessen ist die Beständigkeit des Gassensors weiter verbessert.
Vorzugsweise nimmt der hintere Endabschnitt des Wärmesenkenglieds die Form eines Flanschs an, um den Gassensor an dem Anbringungskörper anzubringen.
Gemäß dem derart konfigurierten Gassensor kann der Gassensor zuverlässig an dem Anbringungskörper befestigt sein und der Bereich zwischen dem Wärmesenkenglied und dem Anbringungskörper erhöht sein. Daher wird die Wärme des Gehäuses wirksamer zum Anbringungskörper durch den Flansch abgestrahlt, der ein hinterer Endabschnitt des Wärmesenkenkörpers ist. Außerdem wird, da der Flansch nach außen von der Außenfläche des Anbringungskörpers um das Sensoranbringungsloch freiliegt, Wärme des Gehäuses wirksam zur Außenseite des Anbringungskörpers abgestrahlt. Daher ist die Beständigkeit des Gassensors weiter verbessert.
Vorzugsweise weist das Harzglied einen Verbinderabschnitt auf.
Gemäß dem derart konfigurierten Gassensor besteht kein Bedarf, separat von dem Harzglied einen Verbinder zum elektrischen Verbinden des Gassensors und einer externen Vorrichtung vorzusehen, und die Länge des Vorstands des Harzglieds mit dem Verbinder nach außen von dem Anbringungskörper kann weiter verkürzt sein.
Vorzugsweise befindet sich das Vorderende des Kontaktabschnitts zwischen den Innen- und Außenflächen des Anbringungskörpers.
Wenn der Gassensor übermäßig tief in das Sensoranbringungsloch zum Verkürzen der Länge des Vorstands des Gassensors von dem Anbringungskörper nach außen eingefügt ist, könnte das Vorderende des Kontaktabschnitts axial nach vorne bezüglich der axial inneren Oberfläche des Anbringungskörpers angeordnet sein und dadurch einem Hochtemperaturgas ausgesetzt sein. Dadurch, dass das Vorderende des Kontaktabschnitts axial von der axial inneren Oberfläche des Anbringungskörpers nach außen angeordnet ist, ist eingeschränkt, dass der Kontaktabschnitt eine übermäßig hohe Temperatur annimmt. Dementsprechend ist die Beständigkeit des Gassensors weiter verbessert.
Vorzugsweise ist das Wärmesenkenglied aus einem Material hergestellt, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Harzglied aufweist.
Gemäß dem derart konfigurierten Gassensor wird, auch wenn die axiale Kontaktposition zwischen dem Wärmesenkenglied und dem Gehäuse mit der axialen Position des Vorderendes des Kontaktabschnitts zusammenfällt, Wärme des Gehäuses auf das Wärmesenkenglied statt das Harzglied übertragen. Daher ist eingeschränkt, dass der Kontaktabschnitt des Harzglieds eine übermäßig hohe Temperatur aufweist. Dementsprechend ist die Beständigkeit des Gassensors weiter verbessert.
Die vorliegende Erfindung stellt daher einen Gassensor bereit, bei dem die Länge des Vorstands des Gassensors von einem Anbringungskörper nach außen verkürzt ist und bei dem die Wärmeeinwirkung des Gehäuses auf das Harzglied verringert ist, wodurch die Beständigkeit verbessert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Perspektivansicht einer Elementbaugruppe, die innerhalb eines Gassensors gehalten ist, gemäß einer ersten Ausführungsform eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt Perspektivansicht, welche die Konfiguration des Gassensors gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 zeigt eine Schnittansicht entlang Linie III-III von 2.
4 zeigt eine Perspektivansicht, die die Konfiguration von Verbindungsanschlüssen des Gassensors gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5A bis 5E zeigen Ablaufzeichnungen, die ein Beispielverfahren zum Herstellen des Gassensors gemäß der ersten Ausführungsform zeigen.
6 zeigt eine Perspektivansicht einer Elementbaugruppe, die innerhalb eines Gassensors gehalten ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung.
7 zeigt eine Perspektivansicht, welche die Konfiguration des Gassensors gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
8 zeigt eine Schnittansicht entlang Linie VIII-VIII von 7.
9 zeigt eine Perspektivansicht, welche die Konfiguration eines Gassensors gemäß einer Ausführungsform eines zweiten Aspekts der Erfindung zeigt.
10 zeigt eine Schnittansicht entlang Linie X-X von 9.
11A bis 11F zeigen Ablaufzeichnungen, die ein Beispielverfahren zum Herstellen des Gassensors gemäß der Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung zeigen.
12 zeigt eine Perspektivansicht, welche die Konfiguration eines Gassensors zeigt, bei dem ein Wärmesenkenglied teilweise um einen Kontaktabschnitt vorgesehen ist.
13 zeigt eine Perspektivansicht, die eine andere Konfiguration des Gassensors zeigt, bei dem das Wärmesenkenglied teilweise um den Kontaktabschnitt vorgesehen ist.
Detaillierte Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen beschrieben.
1 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel einer schematischen Konfiguration einer Elementbaugruppe 150, die innerhalb eines Gassensors 200 gehalten ist, gemäß einer ersten Ausführungsform eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 ist eine Perspektivansicht des Gassensors 200 gemäß der ersten Ausführungsform; und 3 ist eine Schnittansicht entlang Linie III-III von 2.
In 1 fällt die Richtung einer Achse O (durch die Strichpunktlinie dargestellt) eines Gassensorelements 10 mit der vertikalen Richtung zusammen. In der folgenden Beschreibung wird eine Seite zu einem hinteren Endabschnitt 12 hin als die Rückseite des Gassensorelements 10 (und des Gassensors) bezeichnet, und eine gegenüberliegende Seite zu einem Erkennungsabschnitt des Gassensorelements 10 hin als die Vorderseite des Gassensorelements 10 (und des Gassensors). Eine Richtung, die senkrecht zu der Richtung der Achse O verläuft, wird, als eine ”radiale Richtung” bezeichnet.
Wie in 2 gezeigt, enthält der Gassensor 200 die Elementbaugruppe 150 (mit dem Gassensorelement 10); ein Harzglied 60, das mit einem Gehäuse 50 (siehe 1) der Elementbaugruppe 150 verbunden ist; ein Wärmesenkenglied 80, das aus Metall hergestellt ist und einen vorderen Endabschnitt des Harzglieds 60 radial umgibt; einen Separator 40, der aus Keramik hergestellt ist und innerhalb des Harzglieds 60 aufgenommen ist; und Verbindungsanschlüsse 31 und 32, die an dem Separator 40 angebracht sind. In der vorliegenden ersten Ausführungsform ist das Harzglied 60 aus einem Harzgliedkörper 61, der durch Einsatzformen an dem Gehäuse 50 befestigt ist, und einer Abdeckung 62 gebildet, die an den Harzgliedkörper 61 von der Rückseite zum Schließen des Innenraums des Harzgliedkörpers 61 gepasst ist. Ein Dichtungsglied (O-Ring) 90 ist außen in eine Nut eingepasst, die umfänglich in einem vorderen Endabschnitt des Gehäuses 50 ausgebildet ist.
Wie nachfolgend beschrieben, ist der Harzgliedkörper 61 des Harzglieds 60 mit dem Gehäuse 50 verbunden und die Abdeckung 62 des Harzglieds 60 ist nicht mit dem Gehäuse 50 verbunden. Der Harzgliedkörper 61 kann präzise dem „Harzglied” entsprechen oder das Harzglied 60 kann den Harzgliedkörper 61 aufweisen.
Das Gassensorelement 10 ist ein allgemein bekanntes, im Wesentlichen rechteckiges säulenförmiges Laminat, das in der Richtung der Achse O verläuft. Im Gassensorelement ist ein Erkennungselement zum Erkennen einer Sauerstoffkonzentration und ein Heizer zum unverzüglichen Aktivieren des Erkennungselements durch Zuführung von wärme aneinander gebunden. Das Erkennungselement ist derart konfiguriert, dass ein Festkörperelektrolyt, der Zirkondioxid als Hauptbestandteil enthält, und ein Paar Elektroden, die Platin als Hauptbestandteil enthalten, über eine Isolierschicht mit einer hohlen Messkammer, die darin ausgebildet ist, miteinander laminiert sind. Insbesondere weist das Erkennungselement eine Sauerstoffpumpzelle und eine Sauerstoffmesszelle auf. Die Sauerstoffpumpzelle ist folgendermaßen konfiguriert: eine eines Paars Elektroden, die auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten eines Festkörperelektrolytglieds ausgebildet sind, liegt nach außen frei, während die andere Elektrode zur Messkammer freiliegt. Die Sauerstoffkonzentrationsmesszelle ist folgendermaßen konfiguriert: eine eines Paars Elektroden, die auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten eines Festkörperelektrolytglieds ausgebildet sind, liegt zur Messkammer frei, während die andere Elektrode zu einer Bezugsgaskammer freiliegt. Strom, der zwischen den gepaarten Elektroden der Sauerstoffpumpzelle zugeführt werden soll, ist derart geregelt, dass eine Ausgangsspannung der Sauerstoffkonzentrationsmesszelle einen vorgegebenen Wert annimmt, wodurch Sauerstoff aus der Messkammer gepumpt oder Sauerstoff von außen in die Messkammer gepumpt wird.
Bei der Sauerstoffpumpzelle dienen das Paar Elektroden und ein Abschnitt des Festkörperelektrolytglieds, das in Sandwichbauweise zwischen den Elektroden eingeschoben ist, als Erkennungsabschnitt 11, in dem Strom gemäß der Sauerstoffkonzentration fliegt. Ein hinterer Endabschnitt 12 des Gassensorelements 10 weist fünf Elektrodenkontaktflächen 12a (1 zeigt zwei davon, die auf einer zweiten Oberfläche 10b des Gassensorelements 10 ausgebildet sind, und die restlichen drei sind auf einer ersten Oberfläche 10a ausgebildet, die nicht gezeigt ist) auf, die zum Ausführen von Ausgangssignalen aus dem Erkennungselement und zum Versorgen des Heizers mit Strom darauf ausgebildet sind.
Wie in 3 gezeigt, ist ein röhrenförmiger Metallnapf 20 mit geschlossenem Boden derart von der axialen Mitte des Gassensorelements 10 geringfügig nach vorne angeordnet, dass das Gassensorelement 10 durch das Innere des Metallnapfs 20 eingeführt ist, wobei der Erkennungsabschnitt 11 von der Öffnung 25 vorsteht, die im Boden des Metallnapfs 20 ausgebildet ist. Der Metallnapf 20 ist ein Glied zum Halten des Gassensorelements 10 in dem Gehäuse 50. Ein umfänglicher Vorderendenabschnitt 23, der sich an einem Umfangsabschnitt des Bodens des Metallnapfs 20 befindet, ist zu einem röhrenförmigen Wandabschnitt des Metallnapfs 20 hin abgeschrägt. Der Metallnapf 20 enthält derart einen Keramikring 21, der aus Aluminiumoxid hergestellt ist, und einen Talkring 22, der durch Verdichten eines Talkpulvers hergestellt ist, dass das Gassensorelement 10 durch den Keramikring 21 und den Talkring 22 eingefügt ist. Der Talkring 22 wird innerhalb des Metallnapfs 20 zerquetscht, oder verdichtet, sodass er einen zugeordneten Raum dicht füllt, wodurch das Gassensorelement 10 im Metallnapf 20 in Position gehalten ist.
Eine Baugruppe des Metallnapfs 20 und des Gassensorelements 10 ist radial von dem Gehäuse 50 aus Metall umgeben und davon gehalten, wobei das Gehäuse 50 in ein Sensoranbringungsloch 350 eines Anbringungskörpers 300 eingefügt ist. Das Gehäuse 50 ist aus Edelstahl, wie etwa SUS430, ausgebildet. Das Gehäuse 50 weist einen Abschnitt 52 mit großem Durchmesser auf, der den größten Außendurchmesser aufweist und sich im Wesentlichen in der zentralen Position bezüglich der Richtung der Achse D des Gehäuses 50 befindet. Das Gehäuse 50 weist außerdem einen abgestuften Abschnitt 52e auf, der derart hinter dem Hinterende des Abschnitts 52 mit großem Durchmesser ausgebildet ist, dass er in zwei Stufen im Durchmesser verringert ist. Zudem weist das Gehäuse 50 eine Gruppierung von Nuten 51 auf, die sich hinter dem abgestuften Abschnitt 52e befinden, auf der äußeren Umfangsfläche davon ausgebildet sind und in der Richtung der Achse O angeordnet sind. Die Gruppierung von Nuten 51 verstärkt die Adhäsion oder die Verbindung zwischen dem Gehäuse 50 und dem Harzglied 60 durch eine Keilwirkung. Das Gehäuse 50 weist ferner einen Crimp-Abschnitt 53 auf, der sich hinter der Gruppierung von Nuten 51 befindet. Der Crimp-Abschnitt 53 ist dazu geeignet, das Gassensorelement 10 durch Crimpen in dem Gehäuse 50 zu halten.
Das Gehäuse 50 weist eine Nut D2 auf, die umfänglich fortlaufend auf der Außenfläche des Abschnitts 52 mit großem Durchmesser ausgebildet ist. Ein Dichtungsglied (O-Ring) 90 ist außen in die Nut D2 eingepasst.
Das Gehäuse 50 weist ferner einen Vorderendeneingriffsabschnitt 56 auf, der sich vor dem Abschnitt 52 mit großem Durchmesser befindet. Ein Außenschutz 100, der nachfolgend beschrieben ist, steht mit dem Vorderendeneingriffsabschnitt 56 in Eingriff. Das Gehäuse 50 weist einen inneren abgestuften Abschnitt 54 auf seiner inneren Umfangsfläche an einer Position auf, die im Wesentlichen dem Vorderendeneingriffsabschnitt 56 entspricht. Der umfängliche Vorderendenabschnitt 23 des Metallnapfs 20, der das Gassensorelement 10 hält, steht mit dem inneren abgestuften Abschnitt 54 in Eingriff. Zudem ist ein Talkring 26 in einem derartigen Zustand den Innenumfang des Gehäuses 50 entlang zum Hinterende des Metallnapfs 20 hin in dem Gehäuse 50 angeordnet, dass das Gassensorelement 10 durch den Talkring 26 eingefügt ist. Eine röhrenförmige Hülse 27 ist derart in das Gehäuse 50 gepasst, dass sie den Talkring 26 vom Hinterende des Talkrings 26 her presst. Die Hülse 27 weist einen stufenartigen Schulterabschnitt 28 auf, der auf der äußeren Umfangsfläche eines hinteren Endabschnitts der Hülse 27 ausgebildet ist. Eine ringförmige Crimp-Packung 29 ist auf dem Schulterabschnitt 28 angeordnet.
Der Crimp-Abschnitt 53 des Gehäuses 50 ist derart gecrimpt, dass er den Schulterabschnitt 28 der Hülse 27 über die Crimp-Packung 29 nach vorne presst. Durch die Ausbildung des Crimp-Abschnitts 53 wird der Talkring 26, der über die Hülse 27 gepresst ist, innerhalb des Gehäuses 50 zerquetscht oder verdichtet, wodurch ein zugeordneter Raum dicht gefüllt ist. Mithilfe des Talkrings 26 und des Talkrings 22, der vorher in dem Metallnapf 20 angeordnet ist, sind der Metallnapf 20 und das Gassensorelement 10 gasdicht in dem Gehäuse 50 in Position gehalten.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 weist das Wärmesenkenglied 80 einstückig einen zylindrischen Wärmesenkenmantelabschnitt 81 und zwei halbkreisförmige Flanschabschnitte 82 (die dem ”hinteren Endabschnitt des Wärmesenkenglieds” entsprechen) auf, die von dem Hinterende des Wärmesenkenmantelabschnitts 81 radial nach außen verlaufen. Jeder der Flanschabschnitte 82 weist ein Durchgangsloch 83 auf. Schrauben sind durch die jeweiligen Durchgangslöcher 83 eingeführt und in jeweilige Gewindelöcher eingeschraubt, die in dem Anbringungskörper 300 (z. B. einem Ansaugsystem eines Verbrennungsmotors) ausgebildet sind (siehe 3), wodurch der Gassensor 200 an dem Anbringungskörper 300 angebracht ist. Nach vorne ausgerichtete Oberflächen (Rückflächen) 82a der Flanschabschnitte 82 sind miteinander bündig und kommen in engen Kontakt mit der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 (siehe 3).
Der Außendurchmesser des Wärmesenkenmantelabschnitts 81 ist gleich dem Außendurchmesser des Abschnitts 52 mit großem Durchmesser des Gehäuses 50. Der Innendurchmesser des Wärmesenkenmantelabschnitts 81 ist im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Wandfläche eines äußeren abgestuften Unterabschnitts des abgestuften Abschnitts 52e. Dadurch ist, wenn ein hinterer Abschnitt des Gehäuses 50 mit dem Wärmesenkenmantelabschnitt 81 abgedeckt ist, das Vorderende des Wärmesenkenmantelabschnitts 81 eng an den äußeren abgestuften Unterabschnitt des abgestuften Abschnitts 52e gepasst und die Außenfläche des Wärmesenkenmantelabschnitts 81 und die Außenfläche des Abschnitts 52 mit großem Durchmesser miteinander bündig. Zudem ist ein Freiraum, der der radialen Abmessung eines inneren abgestuften Unterabschnitts des abgestuften Abschnitts 52e entspricht, zwischen der Innenfläche des Wärmesenkenglieds 80 und einem Abschnitt des Gehäuses 50 ausgebildet, der von der Gruppierung von Nuten 51 zum Crimp-Abschnitt 53 verläuft. In diesem Zustand wird eine Berührungsfläche BS2 zwischen dem abgestuften Abschnitt 52e und dem Vorderende des Wärmesenkenmantelabschnitts 81 einem Vollkreis-Laserschweißen oder dergleichen unterzogen, wodurch das Wärmesenkenglied 80 einen hinteren Abschnitt des Gehäuses 50 radial umgibt.
Das Wärmesenkenglied 80 kann beispielsweise aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder Edelstahl ausgebildet sein. Das Wärmesenkenglied 80 könnte eine höhere oder niedrigere Wärmeleitfähigkeit als das Gehäuse 50 aufweisen. Vorzugsweise weist das Wärmesenkenglied 80 jedoch eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Harzglied 60 auf, das nachfolgend beschrieben ist.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 das Harzglied 60 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Harzgliedkörper 61 aus einem Nylon^®-Harz, das ein gut formbares Harz ist, durch Einsatzformen in den oben angegebenen Freiraum zwischen dem Gehäuse 50 und dem Wärmesenkenglied 80 ausgebildet. Insbesondere sind dadurch, dass der Harzgliedkörper 61 und das Gehäuse 50 über die Gruppierung von Nuten 51, die insgesamt einen großen Oberflächenbereich aufweisen, miteinander verbunden sind, aufgrund der Keilwirkung Adhäsion oder Verbindung und Dichtungsleistung zwischen dem Harzgliedkörper 61 und dem Gehäuse 50 verbessert.
Das Vorderende des Harzgliedkörpers 61 ist in Kontakt mit dem inneren abgestuften Unterabschnitt des abgestuften Abschnitts 52e des Gehäuses 50. Ein Bereich, der von dem inneren abgestuften Abschnitt des abgestuften Abschnitts 52e in die Nähe des Crimp-Abschnitts 53 verläuft, dient als Verbindungsabschnitt C zwischen dem Harzgliedkörper 61 und dem Gehäuse. In dem Beispiel von 3 ist der gesamte Verbindungsabschnitt C axial nach vorne (einwärts) bezüglich der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 (d. h. Anbringungsfläche A) angeordnet und entspricht dem ”Kontaktabschnitt”. Das Wärmesenkenglied 80 (der Wärmesenkenmantelabschnitt 81 davon) umgibt den Kontaktabschnitt (den Verbindungsabschnitt C) radial vollständig. Die Berührungsfläche BS2 befindet sich von dem Vorderende des Verbindungsabschnitts C bezüglich der Richtung der Achse O nach vorne.
Auf der Rückseite des Crimp-Abschnitts 53 weist der Harzgliedkörper 61 einen halbkreisförmigen Abschnitt 61a auf, der einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Abschnitts 52 mit großem Durchmesser des Gehäuses 50 aufweist und zur selben Seite hin ausgerichtet ist wie jener, zu der ein Gaseinleitungsloch 115 in dem Außenschutz 100 hin ausgebildet ist. Außerdem verlaufen zwei Wandabschnitte 61b parallel von den jeweiligen Enden des halbkreisförmigen Abschnitts 61a zu einer Seite gegenüber dem Gaseinleitungsloch 115 hin. Eine Trennwand 61c verläuft zwischen und senkrecht zu den Wandabschnitten 61b an den Enden der Wandabschnitte 61b. Daher umgeben der halbkreisförmige Abschnitt 61a, die zwei Wandabschnitte 61b und die Trennwand 61c radial den hinteren Endabschnitt 12 des Gassensorelements 10. Der halbkreisförmige Abschnitt 61a, die zwei Wandabschnitte 61b und die Trennwand 61c sind in der axialen Höhe geringfügig höher als der hintere Endabschnitt 12 des Gassensorelements 10. Dementsprechend ist der hintere Endabschnitt 12 (außerdem der Separator 40 und die Verbinderanschlüsse 70) innerhalb eines Innenraums des Harzgliedkörpers 61 aufgenommen.
Zudem weist der Harzgliedkörper 61 einstückig einen rechteckigen männlichen Verbinderabschnitt 63 auf, der sich in einer radialen Richtung von dem Gassensor 20 nach außen erstreckt und eine Öffnung 63b auf einer Seite gegenüber dem Gaseinleitungsloch 115 aufweist, das nachfolgend beschrieben wird. Der Verbinderabschnitt 63 ist derart konfiguriert, dass eine Verbinderwand 63a, die die Öffnung 63b definiert, die Verbinderanschlüsse 70 umgibt, welche sich in den Verbinderabschnitt 63 erstrecken, und einstückig mit der Trennwand 61c verbunden ist. Zudem liegen die Enden der Verbinderanschlüsse 70 des Verbinderabschnitts 63 von der Trennwand 61c zum Innenraum des Harzglieds 60 frei.
Dabei ist das Gassensorelement 10 wie folgt angeordnet: der hintere Endabschnitt 12 steht vom Hinterende (dem Crimp-Abschnitt 53) des Gehäuses 50 vor und ist mit einem röhrenförmigen Separator 40 abgedeckt, der aus isolierender Keramik hergestellt ist. Ein Aufnahmeloch 41 des Separators 40 nimmt die Elektrodenkontaktflächen 12a auf, die am hinteren Endabschnitt 12 des Gassensorelements 10 vorgesehen sind. Die Verbindungsanschlüsse 31 und 32, die in dem Aufnahmeloch 41 angeordnet sind, sind elektrisch mit den entsprechenden Elektrodenkontaktflächen 12a verbunden. Enden der Verbindungsanschlüsse 31 und 32 (Außenstromkreisverbindungs-Anschlussenden, die nachfolgend beschrieben ist), die extern von dem Separator 40 angeordnet sind, verlaufen in einer radialen Richtung und sind mit den entsprechenden Verbinderanschlüssen 70 elektrisch verbunden.
Wie obenstehend angegeben, sind die Elektrodenkontaktflächen 12a des Gassensorelements 10 und die Verbinderanschlüsse 70 über die Verbindungsanschlüsse 31 und 32 elektrisch verbunden. In diesem Zustand wird die Abdeckung 62 auf den Harzgliedkörper 61 gepasst und dann die zwei Glieder miteinander verbunden (beispielsweise über Verschmelzung). Durch diesen Vorgang ist der Separator 40 mit dem Harzglied 60 abgedeckt, wodurch der Gassensor 200 hervorgebracht ist.
Dabei ist der Erkennungsabschnitt 11 des Gassensorelements 10 mit einer porösen Schutzschicht 15 abgedeckt, um extern freiliegende Elektroden des Erkennungsabschnitts 11 vor Vergiftung und Wasseradhäsion zu schützen, die durch Ansauggas oder dergleichen bewirkt ist. Der Außenschutz 100 ist an den Vorderendeneingriffsabschnitt 56 des Gehäuses 50 gepasst und durch Laserschweißen angebracht und dadurch in Position befestigt. Der Außenschutz 100 schützt den Erkennungsabschnitt 11, der darin aufgenommen ist.
Dabei weist der Außenschutz 100 das Gaseinleitungsloch 115 auf, das darin ausgebildet ist und dazu geeignet ist, den Erkennungsabschnitt 11 des Gassensorelements 10 Gas auszusetzen. Das Gaseinleitungsloch 115 nimmt die Form eines Schlitzes an, der in der axialen Richtung verläuft. Durch den Einsatz des Gaseinleitungslochs 115 in der Form eines Schlitzes, wird Gas, das in dem Außenschutz 100 enthalten ist, unverzüglich erneuert, wodurch eine Verschlechterung der Erkennungsgenauigkeit des Gassensorelements 10 eingeschränkt ist. In der ersten Ausführungsform weist das Gaseinleitungsloch 115 eine Breite von 1,0 mm auf. Auf diese Art und Weise wird, wenn das Gaseinleitungsloch 115 eine Breite von 0,5 mm oder mehr aufweist, Gas, das in dem Außenschutz 100 enthalten ist, unverzüglich erneuert, wodurch eine Verschlechterung der Gaserkennungsgenauigkeit verhindert sein kann.
Wenn der Gassensor 200 an einem Ansaugsystem eines Verbrennungsmotor angebracht ist, kann das Ausrichten des Gaseinleitungslochs 115 zur stromabwärtigen Richtung des Ansaugsystems die Erzeugung von Rissen in dem Gassensorelement 10 einschränken und eine Verschlechterung der Erkennungsgenauigkeit des Gassensors 200 einschränken.
Daher ist es eine bewährte Verfahrensweise, das Wärmesenkenglied 80 an einem hinteren Abschnitt des Gehäuses 50 zu befestigen, während die Verlaufsrichtung der Flanschabschnitte 82 und die Ausrichtung des Gaseinleitungslochs 115 derart angepasst sind, dass das Gaseinleitungsloch 115, wenn der Gassensor 200 angebracht ist, zur stromabwärtigen Richtung des Ansaugsystems hin ausgerichtet ist.
Zudem ist ein Innenschutz 112 innerhalb des Außenschutzes 100 zwischen dem Erkennungsabschnitt 11 und dem Gaseinleitungsloch 115 angeordnet, um eine direkte Aussetzung des Erkennungsabschnitts 11 von Gas einzuschränken, das durch das Gaseinleitungsloch 115 in den Außenschutz 100 eingeleitet ist. Dadurch kann die Adhäsion von Wasser und Öl, das in dem Gas enthalten ist, an dem Gassensorelement 10 und die Erzeugung von Rissen in dem Gassensorelement 10 eingeschränkt sein. Außerdem kann die Adhäsion von Ruß, der in dem Gas enthalten ist, an dem Gassensorelement 10 eingeschränkt sein. Daher kann eine Verschlechterung der Erkennungsgenauigkeit des Gassensors 200 eingeschränkt sein.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 und 4 die Konfiguration der elektrisch leitfähigen Glieder 31, 32 und 70 beschrieben.
Die Verbindungsanschlüsse 31 und 32 sind folgendermaßen ausgebildet: streifenartige, elektrisch leitfähige Glieder (Metallstücke) werden unter Benutzung einer Presse oder dergleichen ausgestanzt und die dadurch erhaltenen leitfähigen Glieder in eine vorgegebene Form gebogen. Die Verbindungsanschlüsse 31 und 32 weisen einstückig Elementverbindungs-Anschlussabschnitte 31a und 32a, die innerhalb des Aufnahmelochs 41 des Separators 40 angeordnet sind und mit den entsprechenden Elektrodenkontaktflächen 12a verbunden sind, und Außenstromkreisverbindungs-Anschlussabschnitte 31b und 32b zum Verbinden der Elementverbindungs-Anschlussabschnitte 31a und 32a mit den Verbinderanschlüssen 70 auf.
Die Elementverbindungs-Anschlussabschnitte 31a und 32a weisen Leitungsunterabschnitte 31t und 32t, die die Wandfläche des Aufnahmelochs 41 entlang verlaufen, und Kontaktunterabschnitte 31r und 32r auf, die an den Vorderenden der Leitungsunterabschnitte 31t und 32t gebogen sind und sich zum Vorsehen elastischer Kraft zu einer Mittelebene hin ausbauchen, die die Achse des Separators 40 enthält. Wenn der hintere Endabschnitt 12 des Gassensorelements 10 in das Aufnahmeloch 41 des Separators 40 eingefügt ist, kommen die Elementverbindungs-Anschlussabschnitte 31a und 32a (die Kontaktunterabschnitte 31r und 32r) in Gleitkontakt mit den entsprechenden Elektrodenkontaktflächen 12a, und die elastische Kraft der Elementverbindungs-Anschlussabschnitte 31a und 32a erhöhen den Kontaktdruck mit den Elektrodenkontaktflächen 12a, wodurch eine zuverlässige elektrische Verbindung gewährleistet ist.
Als Nächstes werden die Außenstromkreisverbindungs-Anschlussabschnitte 31b und 32b detailliert beschrieben.
Jeder der Außenstromkreisverbindungs-Anschlussabschnitte 31b weist einstückig einen horizontalen Unterabschnitt 31s, der von dem Leitungsunterabschnitt 31t über einen ersten gebogenen Unterabschnitt 31e verläuft und in einer radialen Richtung eine obere Oberfläche 40a des Separators 40 entlang verläuft; einen ersten Anschlussunterabschnitt 31b1, der von dem horizontalen Unterabschnitt 31s über einen zweiten gebogenen Unterabschnitt 31f derart schief verläuft, dass er zur axialen Mitte des Separatars 40 und radial nach außen verläuft; und einen zweiten Anschlussunterabschnitt 31b2 auf, der über einen dritten gebogenen Unterabschnitt 31g horizontal und radial nach außen verläuft.
Jeder der Außenstromkreisverbindungs-Anschlussabschnitte 32b weist einstückig einen horizontalen Unterabschnitt 32s, der von dem Leitungsunterabschnitt 32t über einen ersten gebogenen Unterabschnitt 32e verläuft und in einer radialen Richtung die obere Oberfläche 40a des Separators 40 entlang verläuft; einen ersten Anschlussunterabschnitt 32b1, der von dem horizontalen Unterabschnitt 32s über einen zweiten gebogenen Unterabschnitt 32f derart schief verläuft, dass er zur axialen Mittenhöhe des Separatars 40 hin und radial nach außen verläuft; und einen zweiten Anschlussunterabschnitt 32b2 auf, der über einen dritten gebogenen Unterabschnitt 32g horizontal und nach außen verläuft.
Die ersten Anschlussunterabschnitte 31b1 und die ersten Anschlussunterabschnitte 32b1 weisen denselben Neigungswinkel auf. Die zweiten Anschlussunterabschnitte 31b2 und die zweiten Anschlussunterabschnitte 32b2 sind in einer Reihe gruppiert.
Die horizontalen Unterabschnitte 31s der Verbindungsanschlüsse 31 verlaufen gerade von dem Aufnahmeloch 41 des Separatars 40 zur dem Betrachter abgewandten Seite von 4 hin. Im Gegensatz dazu verlaufen die horizontalen Unterabschnitte 32s der Verbindungsanschlüsse 32, um Kontakt mit den horizontalen Unterabschnitten 31s zu vermeiden, auf einer Seite zum Umfang des Aufnahmelochs 41 hin und verlaufen gerade von außerhalb der drei horizontalen Unterabschnitte 31s zur dem Betrachter abgewandten Seite von 4 hin.
Auf diese Art und Weise verlaufen die Verbindungsanschlüsse 31 und 32 in einer radialen Richtung von der rückwärtig ausgerichteten oberen Oberfläche 40a des Separators 40. Insbesondere stehen die Verbindungsanschlüsse 31 und 32 und Leitungsdrähte usw., die an die Verbindungsanschlüsse 31 und 32 angeschlossen werden sollen, nicht von der rückwärtig ausgerichteten oberen Oberfläche 40a des Separators 40 nach hinten vor. Dadurch ist die Höhe des Gassensors 200 entlang der Richtung der Achse O entsprechend herabgesetzt, wodurch die Vorstandslänge des Gassensors 200 von einem Anbringungskörper bei Messung, wenn der Gassensor 200 an dem Anbringungskörper angebracht ist, verkürzt sein kann.
Da die Außenstromkreisverbindungs-Anschlussabschnitte 31b und 32b zur axialen Mitte des Separatars 40 hin gebogen sind, kann die axiale Höhe der Verbinderanschlüsse 70, die an die gebogenen Enden der Außenstromkreisverbindungs-Anschlussabschnitte 31b und 32b angeschlossen sind, nach vorne herabgesetzt sein. Der Verbinderabschnitt 63 weist einen derartigen Umriss auf, der nach hinten und nach vorne bezüglich der Verbinderanschlüsse 70 vorsteht, um zu ermöglichen, dass ein zusammenpassender Verbinder radial in den Verbinderabschnitt 63 einpassbar und daraus entfernbar ist. Durch das Herabsetzen der Positionshöhe der Verbinderanschlüsse 70 ist jedoch die Positionshöhe des Verbinderabschnitts 63 entsprechend herabgesetzt. Dadurch ist die Höhe des Gassensors 200 bei Messung entlang der Richtung der Achse O entsprechend herabgesetzt, wodurch die Vorstandslänge des Gassensors 200 von einem Anbringungskörper bei Messung, wenn der Gassensor 200 an dem Anbringungskörper angebracht ist, verkürzt sein kann.
Als Nächstes werden eine Art und Weise zum Anbringen des derart konfigurierten Gassensors 200 an dem Anbringungskörper 300 und die Arbeitswirkungen des Gassensors 200 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Zunächst ist das Dichtungsglied 90, das an dem Gehäuse 50 angebracht ist, im Außendurchmesser größer als der Abschnitt 52 mit großem Durchmesser, und der Anbringungskörper 300, d. h., ein Körper, an dem der Gassensor angebracht werden soll, weist das Sensoranbringungsloch 350 auf, das geringfügig größer im Durchmesser als der Abschnitt 52 mit großem Durchmesser ist. Daher wird das Dichtungsglied Dichtung 90, wenn der Gassensor 200 zum Anbringen mit seinem Vorderende in das Sensoranbringungsloch 350 eingefügt wird, durch eine Innenwand 360 des Sensoranbringungslochs 350 gequetscht, wodurch eine Dichtung zwischen dem Gehäuse 50 und dem Anbringungskörper 300 bereitgestellt ist.
Wie in 3 gezeigt, sind die nach vorne ausgerichteten Flächen (Rückflächen) 82a der Flanschabschnitte 82 in Kontakt mit der Außenfläche (der Anbringungsfläche A) des Anbringungskörpers 300. Zudem werden Schrauben durch die jeweiligen Durchgangslöcher 83 in den Flanschabschnitten 82 eingeführt und über Gewinde mit jeweiligen Gewindelöchern in Eingriff gebracht, die in dem Anbringungskörper 300 ausgebildet, wodurch der Gassensor 200 an dem Anbringungskörper 300 angebracht ist.
Auf diese Art und Weise ist zumindest ein Abschnitt (in diesem Beispiel die Gesamtheit) des Verbindungsabschnitts C (Kontaktabschnitt) zwischen dem Gehäuse 50 und dem Harzglied 60 (dem Harzgliedkörper 61) axial nach vorne (einwärts) bezüglich der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 (d. h. die Anbringungsfläche A) angeordnet. Dadurch kann die Länge des Vorstands des Gassensors 200 mit dem Harzglied 60 von dem Anbringungskörper 300 nach außen verkürzt sein. Insbesondere könnte ein Abschnitt des Gehäuses 50 axial nach außen von der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 angeordnet sein.
Das Wärmesenkenglied 80 (der Wärmesenkenmantelabschnitt 81 davon) umgibt den Verbindungsabschnitt C radial. Außerdem liegen, während das Vorderende des Wärmesenkenmantelabschnitts 81 an einer Position in Kontakt mit dem Gehäuse 50 ist, die sich vor dem Verbindungsabschnitt C befindet, die Flanschabschnitte 82, die mit dem Wärmesenkenmantelabschnitt 81 einstückig sind, nach außen (hinten) von der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 (d. h. die Anbringungsfläche A) frei. Dadurch wird Wärme des Gehäuses 50, dessen Temperatur hoch wird, über das Wärmesenkenglied 80 (insbesondere über die Flanschabschnitte 82) an die Atmosphäre abgestrahlt. Aufgrund dieses Wärmeübertragungsmechanismus stagniert Wärme nicht in dem Verbindungsabschnitt C, der ein Abschnitt des Harzglieds 60 ist, welcher der größten Wärmebelastung ausgesetzt ist, wodurch Wärmeeinfluss auf das Harzglied 60 (den Harzgliedkörper 61) verringert ist.
Die Position, an der das Wärmesenkenglied 80 und das Gehäuse 50 miteinander in Kontakt sind, könnte mit der axialen Position des Vorderendes des Verbindungsabschnitts C zusammentreffen oder könnte vor dem Vorderende des Verbindungsabschnitts C liegen. Zum Verringern des Wärmeeinflusses auf das Harzglied 60 ist es jedoch umzog besser, je weiter vorne sich die Kontaktposition bei Betrachtung in der axialen Richtung befindet. Das Wärmesenkenglied 80 umgibt (bedeckt) den Verbindungsabschnitt C bei Betrachtung aus radialen Richtungen. Das Wärmesenkenglied 80 könnte jedoch den Verbindungsabschnitt C abdecken, während es bei Betrachtung entlang der Umfangsrichtung Abschnitte unabgedeckt lässt, anstatt vollständig entlang der Umfangsrichtung abzudecken.
Insbesondere in dem Fall, in dem der Anbringungskörper 300 aus Harz hergestellt ist, ist Wärmeabstrahlung, auch wenn der Wärmesenkenmantelabschnitt 81 in Kontakt mit der Innenwand 360 des Sensoranbringungslochs 350 ist, weniger wirksam. Daher ist es effektiv, die Flanschabschnitte 82 von der Anbringungsfläche A nach außen freizulegen.
Zudem kann eine Abstrahlung von Wärme des Gehäuses 50 nach außen Wärmeeinfluss auf den O-Ring 90 verringern, der an dem Gehäuse 50 angebracht ist.
Ein Verfahren, bei dem ein Metallmantel direkt mit dem Gehäuse 50 ohne Benutzung des Harzglieds, das wärmeempfindlich ist, verbunden wird, bringt das Problem der Bereitstellung einer Dichtung mit sich. Besonders besteht die Wahrscheinlichkeit, auch wenn der Metallmantel und das Gehäuse 50 im Vollkreis aneinander lasergeschweißt sind, dass ein Schweißfehler vorkommt, was zum Versagen beim Bereitstellen einer genügenden Gasdichtigkeit führt. Daher könnte das folgende Problem entstehen: Gas, das gemessen werden soll, dringt aus einem Schweißfehlerabschnitt in den Mantel ein, und eine korrosive Substanz und Wasser, die in dem Gas enthalten sind, bewirken Korrosion oder Verschlechterung des Gassensorelements 10, verschiedener elektrisch leitfähiger Elemente usw.
Im Gegensatz dazu kann das Harzglied 60 durch Einsatzformen derart mit dem Gehäuse 50 verbunden sein, dass die Gasdichtigkeit erhalten ist. Außerdem kann, da das Harzglied 60 verhältnismäßig beliebige Formen annehmen kann, die des Vorstands des Gassensors 200 von dem Gehäuse 50 nach hinten leicht verkürzt sein.
Zu Beispielen des Anbringungskörpers 300, d. h. Beispiele eines Körpers, an dem der Gassensor 200 angebracht werden soll, gehören verschiedene Verbrennungsmotoren; insbesondere Ansaugsysteme von Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen, wie etwa Kraftfahrzeugen. Das Ansaugsystem ist ein Ansaugweg, der zwischen einer Ansaugöffnung und einem Ansaugkanal eines Verbrennungsmotors verläuft; beispielsweise ein Ansaugrohr oder eine Ansaugleitung, die von dem Ansaugrohr abzweigt und an den Ansaugkanal des Verbrennungsmotors angeschlossen ist. Ansauggas enthält Frischluft (Frischluft, die kein Abgas enthält) und ein gemischtes Gas aus Frischluft und Abgas, das dem Ansaugsystem rückgeführt (oder erneut im Kreislauf zugeführt) wird.
Der Gassensor 10 der vorliegenden Ausführungsform ist ein sogenannter Vollbereichs-Luft/Kraftstoffverhältnissensor. Es kann jedoch neben dem Vollbereichs-Luft/Kraftstoffverhältnissensor ein Sauerstoffsensor (λ-Sensor) und ein No_x-Sensor in Benutzung sein.
Im Vergleich zur Steuerung eines Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Konzentration eines bestimmten Gases, das im Abgas enthalten ist und durch einen Gassensor erkannt ist, welcher in einem Abgassystem vorgesehen ist, bietet die Steuerung des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Konzentration eines bestimmten Gases, das durch einen Gassensor erkannt ist, welcher in einem Ansaugsystem vorgesehen ist, eine genauere Steuerung des Verbrennungsmotors. Dies ist so, weil die Steuerung auf der Grundlage der Konzentration eines bestimmten Gases, das im Abgas enthalten ist, eine Rückkopplungssteuerung ist, während die Steuerung auf der Grundlage der Konzentration eines bestimmten Gases in dem Ansaugsystem eine Vorverbrennungssteuerung ist.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5A bis 5E ein Beispielverfahren zum Herstellen des Gassensors 200 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zunächst wird das Vorderende des Wärmesenkenmantelabschnitts 81 des Wärmesenkenglieds 80 an den abgestuften Abschnitt 52e (siehe 3) des Gehäuses 50 der Elementbaugruppe 150 gepasst, die durch ein allgemein bekanntes verfahren gefertigt ist. Die zugeordnete Berührungsfläche wird einem Vollkreis-Laserschweißen unterzogen, wodurch das Wärmesenkenglied 80 mit dem hinteren Abschnitt des Gehäuses 50 verbunden wird (5A).
Als Nächstes wird die Elementbaugruppe 150, die mit dem Wärmesenkenglied 80 verbunden ist, in einer geeigneten Form angeordnet. Dann wird Harz in die Form eingespritzt, wodurch der Harzgliedkörper 61 einsatzgeformt wird (5B). In diesem Fall werden die Verbinderanschlüsse 70 derart bereitgestellt, dass sie innerhalb eines Innenraums des Harzgliedkörpers 61 freiliegen.
Als Nächstes wird der Separator 40, an dem zuvor die Verbindungsanschlüsse 31 und 32 angebracht wurden, an den hinteren Endabschnitt 12 des Gassensorelements 10 gepasst, der innerhalb des Harzgliedkörpers 61 angeordnet ist, wobei die Verbindungsanschlüsse 31 und 32 mit den entsprechenden Elektrodenkontaktflächen 12a und den entsprechenden Verbinderanschlüssen 70 verbunden werden (5C). In diesem Fall wird die elektrische Verbindung, soweit erforderlich, zwischen den Verbindungsanschlüssen 31 und 32 und den entsprechenden Verbinderanschlüssen 70 durch Punktschweißen oder dergleichen hergestellt.
Dann wird die Abdeckung 62 auf die Öffnung des Harzgliedkörpers 61 gepasst (5D). Die Abdeckung 62 und der Harzgliedkörper 61 werden miteinander entlang einer Verbindungsstelle J1 verbunden (beispielsweise verschmolzen), wodurch eine Dichtung bereitgestellt ist. Das Harzglied 60 ist somit ausgebildet. Der O-Ring 90 wird außen in die Nut D2 (nicht gezeigt) des Abschnitts 52 mit großem Durchmesser (nicht gezeigt) gepasst, wodurch der Gassensor 200 hervorgebracht wird (5E).
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 bis 8 ein Gassensor 210 gemäß einer zweiten Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Gassensor 210 gleicht dem Gassensor 200 der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass die Nut D2 des Gehäuses 50 in der ersten Ausführungsform nicht vorgesehen ist, jedoch eine Dichtung 95 (siehe 7) zum Vorsehen einer Abdichtung zwischen dem Gassensor 210 und dem Anbringungskörper 300 eingesetzt ist. Konfigurationsmerkmale ähnlich jenen der ersten Ausführungsform sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und die Wiederholung ihrer Beschreibung wird ausgelassen.
6 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel der schematischen Konfiguration einer Elementbaugruppe 152, die innerhalb des Gassensors 210 gehalten; 7 ist eine Perspektivansicht des Gassensors 210 gemäß der zweiten Ausführungsform; und 8 ist eine Schnittansicht entlang Linie VIII-VIII von 7.
Unter Bezugnahme auf 6 gleicht die Elementbaugruppe 152 der Elementbaugruppe 150 der ersten Ausführungsform mit Ausnahme des Folgenden: die Nut D2 des Gehäuses 50 ist nicht vorgesehen, und der äußere abgestufte Unterabschnitt 52e, dessen Durchmesser in zwei Stufen verringert ist, ist in der Stufenhöhe höher als jener der ersten Ausführungsform. Daher wird die Beschreibung der Elementbaugruppe 152 ausgelassen.
Unter Bezugnahme auf 7 gleicht der Gassensor 210 dem Gassensor 200 der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass anstelle des O-Rings 90 eine Dichtung 95 zum Bereitstellen einer Abdichtung zwischen dem Gassensor 210 und dem Anbringungskörper 300 benutzt ist. Daher wird eine wiederholte Beschreibung des Gassensors 210 ausgelassen.
8 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration des Gassensors 210 zeigt, und entspricht 3, die den Gassensor 200 der ersten Ausführungsform zeigt. In 8 ist die ringförmige Dichtung 95 auf den nach vorne ausgerichteten Flächen (Rückflächen) 82a der Flanschabschnitte 82 angeordnet und steht gasdicht in engem Kontakt mit der Außenfläche (der Anbringungsfläche A) des Anbringungskörpers 300.
Bei dem Gassensor 210 passen außerdem der äußere abgestufte Unterabschnitt 52e des Gehäuses 50 und das Vorderende des Wärmesenkenmantelabschnitts 81 an der Berührungsfläche BS2 zusammen. Ein Bereich, der zwischen dem inneren abgestuften Unterabschnitt des abgestuften Abschnitts 52e in die Nähe des Crimp-Abschnitts 53 verläuft, dient als Verbindungsfläche C zwischen dem Harzgliedkörper 61 und dem Gehäuse 50. Zudem ist der gesamte Verbindungsabschnitt C axial nach vorne (einwärts) bezüglich der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch (d. h. die Anbringungsfläche A) angeordnet und entspricht dem ”Kontaktabschnitt”. Das Wärmesenkenglied 80 (der Wärmesenkenmantelabschnitt 81 davon) umgibt den Kontaktabschnitt (den Verbindungsabschnitt C) radial vollständig.
Bei dem Gassensor 210 ist außerdem zumindest ein Abschnitt (in diesem Beispiel die Gesamtheit) des Verbindungsabschnitts C (Kontaktabschnitt) axial nach vorne (einwärts) bezüglich der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 (d. h. die Anbringungsfläche A) angeordnet. Dadurch kann die Länge des Vorstands des Gassensors 210 mit dem Harzglied 60 von dem Anbringungskörper 300 nach außen verkürzt sein.
Das Wärmesenkenglied 80 (der Wärmesenkenmantelabschnitt 81 davon) umgibt den Verbindungsabschnitt C radial. Außerdem liegen, während das Vorderende des Wärmesenkenmantelabschnitts 81 an einer Position in Kontakt mit dem Gehäuse 50 ist, die sich vor dem Verbindungsabschnitt C befindet, die Flanschabschnitte 82, die mit dem Wärmesenkenmantelabschnitt 81 einstückig sind, nach außen (hinten) von der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 (d. h. die Anbringungsfläche A) frei. Dadurch wird Wärme des Gehäuses 50 axial von der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 nach außen (nach hinten) über das Wärmesenkenglied 80 (insbesondere über die Flanschabschnitte 82) abgestrahlt. Aufgrund dieses Wärmeübertragungs-Mechanismus stagniert Wärme nicht in dem Verbindungsabschnitt C, wodurch Wärmeeinfluss auf das Harzglied 60 (den Harzgliedkörper 61) verringert ist.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 bis 11 die Konfiguration eines Gassensors 220 gemäß einer Ausführungsform eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmesenkenglied 180 den Kontaktabschnitt von der Außenseite umgibt und mit der Innenwand 360 des Sensoranbringungslochs 350 in Kontakt ist.
Wie in 9 gezeigt, gleicht der Gassensor 220 dem Gassensor 200 der ersten Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung mit der Ausnahme, dass anstelle des Wärmesenkenglieds 80 in der ersten Ausführungsform das zylindrische Wärmesenkenglied 180, das keine Flanschabschnitte aufweist, eingesetzt ist, und dass Flanschabschnitte 64 einstückig mit dem Harzgliedkörper 61 aus Harz geformt sind. Konfigurationsmerkmale ähnlich jenen der ersten Ausführungsform sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und die Wiederholung ihrer Beschreibung wird ausgelassen.
9 ist eine Perspektivansicht des Gassensors 220 gemäß der Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung; 10 ist eine Schnittansicht entlang Linie X-X von 9; und 11A bis 11E sind Ablaufzeichnungen, die ein Beispielverfahren zum Herstellen des Gassensors 220 zeigen.
Unter Bezugnahme auf 9 ist der Harzgliedkörper 61 am Gehäuse 50 einsatzgeformt und dadurch an der Verwendungsstelle befestigt, und die zwei halbkreisförmigen Flanschabschnitte sind einstückig mit und senkrechtstehend zu den jeweiligen Wandabschnitten 61b des Harzgliedkörpers 61 aus Harz geformt. Wie nachfolgend beschrieben, sind die Flanschabschnitte 64 an jeweilige Kragen 88 einsatzgeformt. Schrauben sind durch die jeweiligen Kragen 88 eingeführt und stehen über Gewinde mit jeweiligen Gewindelöchern in Eingriff, die in dem Anbringungskörper 300 ausgebildet sind, wodurch der Gassensor 220 an dem Anbringungskörper 300 angebracht ist. Bei dem Gassensor 220 sind Enden der Verbinderanschlüsse 70, die für den Innenraum des Harzgliedkörpers 61 freiliegen, auf einen Simsabschnitt 61d (siehe 10) angespritzt, der innerhalb des Innenraums des Harzgliedkörpers 61 nach hinten vorsteht, und dadurch an dem Simsabschnitt 61d befestigt.
10 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration des Gassensors 220 zeigt, und entspricht 3, die den Gassensor 200 der ersten Ausführungsform zeigt. In 10 weist das Wärmesenkenglied 180 eine zylindrische Form auf und weist keine Flanschabschnitte auf. Der Außendurchmesser des Wärmesenkenglieds 180 ist gleich dem Außendurchmesser des Abschnitts 52 mit großem Durchmesser des Gehäuses 50. Der Innendurchmesser des Wärmesenkenglieds 180 ist im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Wandfläche eines äußeren abgestuften Unterabschnitts des abgestuften Abschnitts 52e. Dadurch ist, wenn ein hinterer Abschnitt des Gehäuses 50 mit dem Wärmesenkeng1ied 180 abgedeckt ist, das Vorderende des Wärmesenkenglieds 180 eng an den äußeren abgestuften Unterabschnitt des abgestuften Abschnitts 52e gepasst und die Außenfläche des Wärmesenkenglieds 180 und die Außenfläche des Abschnitts 52 mit großem Durchmesser miteinander bündig. Zudem ist ein Freiraum, der der radialen Abmessung eines inneren abgestuften Unterabschnitts des abgestuften Abschnitts 52e entspricht, zwischen der Innenfläche des Wärmesenkenglieds 180 und einem Abschnitt des Gehäuses 50 ausgebildet, der von der Gruppierung von Nuten 51 zum Crimp-Abschnitt 53 verläuft. In diesem Zustand wird eine Berührungsfläche BS2 zwischen dem abgestuften Abschnitt 52e und dem Vorderende des Wärmesenkenglieds 180 einem Vollkreis-Laserschweißen oder dergleichen unterzogen, wodurch das Wärmesenkenglied 180 einen hinteren Abschnitt des Gehäuses 50 radial umgibt.
Der Harzgliedkörper 61 ist durch Einsatzformen in den Freiraum zwischen dem Gehäuse 50 und dem Wärmesenkenglied 180 ausgebildet. Das Vorderende des Harzgliedkörpers 61 ist in Kontakt mit dem inneren abgestuften Unterabschnitt des abgestuften Abschnitts 52e des Gehäuses 50. Dieser Kontaktabschnitt ist der vorderste Kontaktabschnitt zwischen dem Harzgliedkörper 61 und dem Gehäuse 50. Die Grenzfläche zwischen dem äußeren abgestuften Unterabschnitt des abgestuften Abschnitts 52e des Gehäuses und dem Vorderende des Wärmesenkenglieds 180 dient als die Berührungsfläche BS2. Ein Bereich, der von dem inneren abgestuften Unterabschnitt des abgestuften Abschnitts 52e in die Nähe des Crimp-Abschnitts 53 verläuft, dient als der Verbindungsabschnitt C zwischen dem Harzgliedkörper 61 und dem Gehäuse 50. zudem ist der gesamte Verbindungsabschnitt C axial nach vorne (einwärts) bezüglich der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 (d. h. die Anbringungsfläche A) angeordnet. Das Wärmesenkenglied 180 umgibt den Kontaktabschnitt (den Verbindungsabschnitt C) radial vollständig.
Auf der Rückseite des Crimp-Abschnitts 53 weist der Harzgliedkörper 61 einstückig einen halbkreisförmigen Abschnitt 61a, der auf der Seite zum Gaseinleitungsloch 115 des Außenschutzes 100 hin vorgesehen ist und einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Abschnitts 52 mit großem Durchmesser des Gehäuses 50 aufweist, sowie die Wandabschnitte 61b und den Verbinderabschnitt 63 auf.
Der halbkreisförmige Abschnitt 61a und die Wandabschnitte 61b stehen von dem Wärmesenkenglied 180 (dem Abschnitt 52 mit großem Durchmesser) radial nach außen vor. Die nach vorne ausgerichteten Oberflächen der vorstehenden Abschnitte des halbkreisförmigen Abschnitts 61a und der Wandabschnitte 61b sind mit den nach vorne ausgerichteten Oberflächen der Flanschabschnitte 64 bündig. Wenn der Gassensor 220 an dem Anbringungskörper 300 angebracht ist, kommen diese nach vorne ausgerichteten Oberflächen mit der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 (d. h. der Anbringungsfläche A) in Kontakt.
Zudem ist der Außendurchmesser des Wärmesenkenglieds 180 im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Sensoranbringungslochs 350. Wenn der Gassensor 220 an dem Anbringungskörper 300 angebracht ist, kommt die Außenfläche des Wärmesenkenglieds 180 mit der Innenwand 360 des Sensoranbringungslochs 350 in Kontakt.
Bei dem Gassensor 220 ist außerdem zumindest ein Abschnitt (in diesem Beispiel die Gesamtheit) des Verbindungsabschnitts C (Kontaktabschnitt) axial nach vorne (einwärts) bezüglich der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 (d. h. die Anbringungsfläche A) angeordnet. Dadurch kann die Länge des Vorstands des Gassensors 220 mit dem Harzglied 60 von dem Anbringungskörper 300 nach außen verkürzt sein.
Außerdem ist das Wärmesenkenglied 180, während das Vorderende des Wärmesenkenglieds 180 an einer Position mit dem Gehäuse 50 in Kontakt ist, die sich vor dem Verbindungsabschnitt C zwischen dem Harzglied 60 und dem Gehäuse 50 befindet, außerdem in Kontakt mit der Innenwand 360 des Sensoranbringungslochs 350. Daher ist, weil der Großteil der Wärme des Gehäuses 50 über das Wärmesenkenglied 180 zur Innenwand 360 des Sensoranbringungslochs 350 abgestrahlt ist, die Wärmemenge, die auf das Harzglied 60 übertragen ist, klein. Daher stagniert Wärme nicht in dem Verbindungsabschnitt C, der ein Abschnitt des Harzglieds 60 ist, welcher der größten Wärmebelastung ausgesetzt ist, wodurch Wärmeeinfluss auf das Harzglied 60 (den Harzgliedkörper 61) verringert ist.
Zudem kann die Abstrahlung von Wärme des Gehäuses 50 nach außen den Wärmeeinfluss auf den O-Ring 90, der an dem Gehäuse 50 angebracht ist, verringern.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 11A bis 11F ein Beispielverfahren zum Herstellen des Gassensors 220 beschrieben.
Zunächst werden die Elementbaugruppe 150, die Kragen 88 und die Verbinderanschlüsse 70, die durch allgemein bekannte Verfahren gefertigt sind, in einer geeigneten Form angeordnet (11A). Dann wird Harz in die Form eingespritzt, wodurch der Harzgliedkörper 61 einsatzgeformt wird (11B). Als Nächstes wird der Separator 40, an dem zuvor die Verbindungsanschlüsse 31 und 32 angebracht wurden, an den hinteren Endabschnitt 12 des Gassensorelements 10 gepasst, der innerhalb des Harzgliedkörpers 61 angeordnet ist (11C), wobei die Verbindungsanschlüsse 31 und 32 mit den entsprechenden Elektrodenkontaktflächen 12a und den entsprechenden Verbinderanschlüssen 70 verbunden werden (11D). In diesem Fall wird die elektrische Verbindung, soweit erforderlich, zwischen den Verbindungsanschlüssen 31 und 32 und den entsprechenden Verbinderanschlüssen 70 durch Punktschweißen oder dergleichen hergestellt.
Dann wird die Abdeckung 62 auf die Öffnung des Harzgliedkörpers 61 gepasst (11E). Die Abdeckung 62 und der Harzgliedkörper 61 werden miteinander entlang der Verbindungsstelle J1 verbunden (beispielsweise verschmolzen), wodurch eine Dichtung bereitgestellt ist. Das Harzglied 60 ist somit ausgebildet. Der O-Ring 90 wird außen in die Nut D2 (nicht gezeigt) des Abschnitts 52 mit großem Durchmesser (nicht gezeigt) gepasst, wodurch der Gassensor 200 hervorgebracht wird (11F).
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern der Gedanke und der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung decken verschiedene Modifikationen und Äquivalente ab.
Beispielsweise umgibt das Wärmesenkenglied 80 (der Wärmesenkenmantelabschnitt 81 davon) gemäß dem Beispiel von Anspruch 7 den Kontaktabschnitt außen vollständig. Der Kontaktabschnitt könnte jedoch wie in 12 gezeigt umgeben sein. Insbesondere ist, während ein Wärmesenkenmantelabschnitt 81x Schlitze aufweist, die in der Richtung der Achse O verlaufen, der Harzgliedkörper 61 einsatzgeformt, wodurch der Harzgliedkörper 61 teilweise durch die Schlitze freiliegt. Außerdem könnten die Schlitze entlang der Richtung der Achse O vom Vorderende zum Hinterende des Wärmesenkenmantelabschnitts 81x verlaufen. Wärmebelastung ist auf freiliegende Abschnitte des Harzgliedkörpers 61 ausgeübt; d. h., auf freiliegende Unterabschnitte des Kontaktabschnitts. Wenn jedoch beispielsweise die Arbeitsbedingung des Gassensors nicht hart ist, so dass eine Arbeitsbetriebsbedingung ermöglicht, dass der Kontaktabschnitt teilweise freiliegt, kann die modifizierte Ausführungsform von 12 eingesetzt sein.
Gemäß der modifizierten Ausführungsform von 12 greifen der Harzgliedkörper 61 und der Wärmesenkenmantelabschnitt 81x ineinander ein, wodurch eine Verbindungskraft zwischen ihnen verbessert ist.
Gemäß dem Beispiel von 9 umgibt das Wärmesenkenglied 180 den Kontaktabschnitt vollständig. Jedoch könnte der Kontaktabschnitt wie in 13 gezeigt umgeben sein; insbesondere ist, während ein Wärmesenkenglied 180x nur an einem vorderen Unterabschnitt des Kontaktabschnitts C angeordnet ist, der Harzgliedkörper 61 einsatzgeformt, wodurch ein Abschnitt des Harzgliedkörpers 61 koaxial vom Hinterende des Wärmesenkenglieds 180x verläuft (freiliegt). Wärmebelastung ist auf einen freiliegenden Abschnitt des Harzgliedkörpers 61 ausgeübt, d. h. auf einen freiliegenden Unterabschnitt des Kontaktabschnitts.
Wenn jedoch beispielsweise die Arbeitsbedingung des Gassensors nicht hart ist, so dass eine Arbeitsbetriebsbedingung ermöglicht, dass der Kontaktabschnitt teilweise freiliegt, kann die modifizierte Ausführungsform von 13 eingesetzt sein. In dieser Ausführungsform könnten ebenfalls Schlitze, wie in 12 gezeugt, ausgebildet sein.
In der modifizierten Ausführungsform von 13 greifen der Harzgliedkörper 61 und das Wärmesenkenglied 180x ebenfalls ineinander ein, wodurch eine Verbindungskraft zwischen ihnen verbessert ist.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der gesamte Verbindungsabschnitt C zwischen dem Harzgliedkörper 61 und dem Gehäuse 50 axial nach vorne (einwärts) bezüglich der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 angeordnet und entspricht dem „Kontaktabschnitt”. Der Verbindungsabschnitt C könnte jedoch teilweise axial nach außen von der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 50 vorstehen. Dies ist unerwünscht, da die Länge des Vorstands des Gassensors von einem Anbringungskörper nach außen zunimmt; d. h., die Länge des Vorstands des Gassensors von dem Ansaugrohr nach außen zunimmt. Daher ist vorzugsweise der gesamte Verbindungsabschnitt C 50 axial nach vorne (einwärts) bezüglich der Außenfläche des Anbringungskörpers 300 um das Sensoranbringungsloch 350 (d. h. die Anbringungsfläche A) angeordnet.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Harzglied 60 durch Einsatzformen mit dem Gehäuse 50 verbunden. Das Harzglied 60 könnte jedoch beispielsweise durch Einpassen, wie etwa Presspassung oder lose Passung, Crimpen, Schweißen oder Verschmelzen mit dem Gehäuse 50 verbunden sein.
Neben dem O-Ring kann eine Blechpackung als Dichtungsglied 90 benutzt sein. Anstatt den Verbinderabschnitt 63 einstückig mit den Gassensoren 200, 210 und 220 auszubilden, könnte ein externer Verbinder mithilfe von elektrisch leitfähigen Gliedern, wie etwa Leitungsdrähten und Anschlüssen, mit den Gassensoren verbunden sein. Die leitfähigen Glieder könnten teilweise in dem Harzglied aufgenommen sein.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Harzglied 60 aus einem Nylonharz geformt. Zusätzlich oder alternativ kann das Harzglied 60 aus einem anderen allgemein bekannten Harzmaterial geformt sein.
Wenn der Gassensor der vorliegenden Erfindung an dem Ansaugsystem (z. B. einem Ansaugrohr oder einer Ansaugleitung) eines Verbrennungsmotors, wie etwa eines Benzinmotors, angebracht ist, muss der Gassensor in einem bestimmten Abstand weg von dem Motor (einer Verbrennungskammer) angebracht sein.
Bei einem gewöhnlichen Motor wird Kraftstoff aus einer Einspritzvorrichtung eingespritzt, die an dem Ansaugsystem in der Nähe einer Verbrennungskammer oder innerhalb einer Verbrennungskammer angebracht ist. Daher kommt es zu der Erscheinung, dass Gas teilweise aus der Verbrennungskammer zum Ansaugsystem zurückströmt. Daher könnte an einer Position nahe der Verbrennungskammer ein Rückstromgas, das von der Verbrennungskammer kommt und Kraftstoff enthält, zusammen mit einem Ansauggas (der Luft und einem Abgas aus einem AGR-System), das in dem Ansaugsystem strömt, zusammen vorkommen.
Da das Gasgemisch des Ansauggases und des Rückstromgases eine Auswirkung auf die Konzentration einer bestimmten Gaskomponente (z. B. die Konzentration von Sauerstoff), die in dem Ansauggas enthalten ist, aufweist, wird die Konzentration nicht genau erkannt. Daher ist die Steuerung der Verbrennungsbedingung usw. beeinträchtigt. Daher muss, wenn der Gassensor der vorliegenden Erfindung an dem Ansaugsystem angebracht ist, der Gassensor in einem bestimmten Abstand weg von dem Motor (einer Verbrennungskammer) angeordnet sein. Der Abstand wird zweckmäßig in der Entwurfsphase gemäß beispielsweise der Leistung, wie etwa Hubraum, des Motors und der Anordnung des Ansaugsystems angepasst. Da die Verbrennungsbedingung mithilfe des Erkennens einer bestimmten Gaskomponente, die in dem Ansauggas enthalten ist, sofort vor der Zuführung des Ansauggases in eine Verbrennungskammer genau gesteuert sein kann, ist die Position des Gassensors vorzugsweise näher an der Verbrennungskammer, solange die oben angegebene ungünstige Auswirkung des Rückstromgases nicht auftritt.
Bezugszeichenliste

200, 210, 220: Gassensor
10: Gassensorelement
11: Erkennungsabschnitt
50: Gehäuse
60: Harzglied
63: Verbinderabschnitt
80, 180, 180x: Wärmesenkenglied
82: Flanschabschnitt
300: Anbringungskörper
350: Sensoranbringungsloch
360: Innenwand des Anbringungskörpers
BS2: Berührungsfläche
A: Außenfläche des Anbringungskörpers
C: Verbindungsabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 10-132779 [0006]

Claims

Gassensor (200, 210), umfassend: ein Gassensorelement (10), das sich in einer Richtung einer Achse O erstreckt und das einen Erkennungsabschnitt (11) aufweist, der an einem Vorderende des Gassensorelements (10), zum Erkennen einer bestimmten Gaskomponente in einem Gas, die gemessen werden soll, angeordnet ist; und ein Gehäuse (50) aus Metall, welches das Gassensorelement (10) radial umgibt und zumindest teilweise in ein Sensoranbringungsloch (350) eines Anbringungskörpers (300) einführbar ist, wobei der Gassensor (200, 210) ferner aufweist: ein Harzglied (60, 61), welches das Gehäuse (50) radial zumindest teilweise umgibt, wobei ein Kontaktabschnitt (C) des Harzglieds (60, 61) in Kontakt mit dem Gehäuse (50) ist, wobei der Kontaktabschnitt (C) zumindest teilweise axial einwärts von einer Außenfläche (A) des Anbringungskörpers (300) um das Sensoranbringungsloch (350) anordenbar ist, und ein Wärmesenkenglied (80, 180), das mit dem Gehäuse (50) an einer axialen Position, die mit einer axialen Position eines Vorderendes des Kontaktabschnitts (C) identisch ist, oder davor angeordnet ist, in Kontakt ist und dazu ausgebildet ist, Wärme des Gehäuses (50) zu einer Außenseite des Gassensors (200, 210) abzustrahlen.
Gassensor gemäß Anspruch 1, wobei das Wärmesenkenglied (80) derart angeordnet ist, dass ein hinterer Endabschnitt (82) des Wärmesenkenglieds (80) axial nach außen von der Außenfläche (A) des Anbringungskörpers (300) um das Sensoranbringungsloch (350) freiliegt.
Gassensor (200, 210) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Wärmesenkenglied (80, 180) derart angeordnet ist, dass ein Abschnitt des Wärmesenkenglieds (80, 180) in Kontakt mit einer Innenwand (360) des Sensoranbringungslochs (350) bringbar ist.
Gassensor (200, 210) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Wärmesenkenglied (80) derart ausgebildet ist, dass ein hinterer Endabschnitt des Wärmesenkenglieds (80) die Form eines Flanschs (82) aufweist, der an dem Anbringungskörper (300) anbringbar ist.
Gassensor (200, 210) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Harzglied (60, 61) einen Verbinderabschnitt (63) aufweist.
Gassensor (200, 210) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Gassensor (200, 210) so ausgebildet ist, dass sich das Vorderende des Kontaktabschnitts (C) zwischen einer Innenfläche des Anbringungskörpers (300) und der Außenfläche des Anbringungskörpers (300) befindet.
Gassensor (200, 210) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wärmesenkenglied (80, 180) aus einem Material gefertigt ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Harzglied (60, 61) aufweist.