DE102013227068B4

DE102013227068B4 - Sensor, der mit einer Vorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe ausgestattet ist

Info

Publication number: DE102013227068B4
Application number: DE102013227068.2A
Authority: DE
Inventors: Seiki Nakagawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2024-02-15
Anticipated expiration: 2033-12-24
Also published as: JP5772907B2; DE102013227068A1; JP2014142327A

Abstract

Sensor (1, 10) mit:einer Erfassungsvorrichtung (2, 20), die eine vorgegebene physikalische Größe misst;einer Vielzahl an Elektrodendrähten, von denen jeder ein erstes Ende und ein zweites Ende, das zu dem ersten Ende entgegengesetzt ist, hat, wobei die Elektrodendrähte an den ersten Enden mit der Erfassungsvorrichtung (2, 20) verbunden sind;einer Vielzahl an Leitern (4), von denen jeder ein erstes Ende und ein zweites Ende, das zu dem ersten Ende entgegengesetzt ist, hat, wobei jeder der Leiter (4) aus Drähten (41), die mit einem Isolator (42) bedeckt sind, gebildet ist;einer Vielzahl an Verbindungsstücken (5), von denen jedes in ihm das zweite Ende von einem der Elektrodendrähte und das erste Ende von einem der Leiter (4) verbindet;einer Schutzröhre (6), in der die Elektrodendrähte, die Leiter (4) und die Verbindungsstücke (5) angeordnet sind; undeinem Halter (7), der in der Schutzröhre (6) angeordnet ist und in dem zumindest Abschnitte der Verbindungsstücke (5) und Abschnitte der Leiter (4) gehalten sind, wobei der Halter (7) eine Trennwand (71) aufweist, die die Verbindungsstücke (5) voneinander in dem Halter (7) elektrisch isoliert, wobei der Halter (7) in ihm eine Vielzahl an Leitereinführlöchern (72) ausgebildet hat, durch die die Abschnitte der Leiter (4) treten,wobei jedes der Verbindungsstücke (5) einen Vorsprung (51) hat, der weiter nach außen vorragt als ein Umfang eines Abschnitts des Leiters (4), der in einem Entsprechenden der Verbindungsstücke (5) angeordnet ist, wobei der Vorsprung (51) von jedem der Verbindungsstücke (5) demjenigen von zumindest einem der anderen Verbindungsstücke (5) zugewandt ist, undwobei jeder der Vorsprünge (51) der Verbindungsstücke (5) gegen die Trennwand (71) gedrückt ist, und jeder der Leiter (4) gegen einen Abschnitt einer Innenwand der Leitereinführlöcher (72) gedrückt ist, der von der Trennwand (71) weiter entfernt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Sensor, der mit einer Erfassungsvorrichtung ausgestattet ist, die so arbeitet, dass sie eine physikalische Größe misst und diese in ein Signal umwandelt.
2. Hintergrund des Standes der Technik
DE 10 2011 081 698 A1 offenbart einen Temperatursensor mit: einem temperaturempfindlichen Element, das eingerichtet ist, eine Temperatur zu erfassen; einem Abschirmstift, der Kerndrähte aufweist, die elektrisch mit dem temperaturempfindlichen Element verbunden sind; Zuführdrähten bezüglich den Kerndrähten des Abschirmstifts, durch die ein Erfassungssignal des temperaturempfindlichen Elements an eine sich außerhalb befindliche Vorrichtung ausgegeben wird; Verbindungselementen, durch die die Kerndrähte des Abschirmstifts und die Zuleitungsdrähte miteinander elektrisch verbunden werden; und einer Schutzhülse, die eingerichtet ist, die Kerndrähte des Abschirmstifts, die Zuleitungsdrähte und die Verbindungselemente aufzunehmen, und mit einem aus einem elastischen Element bestehenden Stützelement ausgestattet ist, das Einführ- und Stützlöcher aufweist, durch die die Verbindungselemente eingeführt und gestützt werden, wobei jedes der Verbindungselemente ein Kreisbogenteil und Klauenteile aufweist, wobei das Kreisbogenteil entlang eines Profils eines Außenumfangs eines vorderen Endteils jedes Zuleitungsdrahtes ausgebildet ist, und die Klauenteile an beiden der Endteile des Kreisbogenteils gebildet sind, und jedes der Klauenteile an eine innere Wandfläche des entsprechenden Einführ- und Stützlochs andrückt.
Es sind außerdem Temperatursensoren bekannt, die in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs eingebaut sind, um die Temperatur eines Abgases zu messen. Beispielsweise offenbart die japanische Patentanmeldung JP 2002-221451 A eine derartige Art an Temperatursensor, die mit zwei Verbindungsstücken ausgestattet ist. Jedes der Verbindungsstücke verwirklicht eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen einer von zwei Signalleitungen und einem von zwei Leitern. Die Verbindungsstücke und die Abschnitte der Leiter, die mit den Verbindungsstücken gekuppelt sind, sind fest im Inneren einer Schutzröhre durch einen Isolator, wie beispielsweise ein keramisches Material, angeordnet, wodurch die Schwingung der Verbindungsstücke innerhalb der Schutzröhre minimal gestaltet ist, wenn der Temperatursensor einer mechanischen Schwingung von beispielsweise einem Körper des Fahrzeugs ausgesetzt ist.
Das Fixieren der Verbindungsstücke und der Leiter durch den Isolator in der Schutzröhre wird verwirklicht, indem die Verbindungsstücke und die Leiter an Ort und Stelle innerhalb der Schutzröhre positioniert werden, ein Zwischenraum um die Verbindungsstücke und die Leiter mit einem keramischen Haftmittel gefüllt wird, und dann getrocknet und ausgehärtet wird. Derartige Herstellschritte sind jedoch sehr kompliziert.
Um die vorstehend erläuterten Probleme zu mindern, kann ein vorgeformter Isolationshalter angewendet werden, um die Verbindungsstücke und die Leiter innerhalb der Schutzröhre zu halten. Der Grad an Absorption (Aufnahme) der Schwingungen der Verbindungsstücke in der Schutzröhre hängt davon ab, wie die Verbindungsstücke und die Leiter durch den Isolationshalter gehalten werden. Ein Mangel an Absorption der Schwingung führt zu einer Ausübung einer mechanischen Last an den Verbindungen zwischen den Verbindungsstücken und den Leitern, was zu deren Trennung führen kann.
Es ist anzunehmen, dass das vorstehend erläuterte Problem bei einer Vielfalt an Sensoren, die mit Erfassungsvorrichtungen ausgestattet sind, auftritt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Aufbau eines Sensors zu schaffen, der eine Stabilität bei der elektrischen Verbindung sicherstellt und eine hohe Produktivität mit sich bringt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Sensor geschaffen worden, der so gestaltet ist, dass er eine gegebene physikalische Größe, wie beispielsweise die Temperatur eines Gegenstands oder die Konzentration an Gas, misst.
Beispielsweise kann der Temperatursensor in einem Abgassystem von Kraftfahrzeugen eingebaut sein und durch einen Thermistor ausgeführt sein, dessen Widerstand sich mit einer Änderung der Umgebungstemperatur ändert. Der Gaskonzentrationssensor kann als ein Sauerstoffsensor, ein A/F-Sensor (Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor) und als ein NOx-Sensor für eine Anwendung in Kraftfahrzeugen entwickelt worden sein.
Der Sensor weist Folgendes auf: (a) eine Erfassungsvorrichtung, die eine vorgegebene physikalische Größe misst; (b) eine Vielzahl an Elektrodendrähten, von denen jeder ein erstes Ende und ein zweites Ende, das zu dem ersten Ende entgegengesetzt ist, hat, wobei die Elektrodendrähte an den ersten Enden mit der Erfassungsvorrichtung verbunden sind; (c) eine Vielzahl an Leitern, von denen jeder ein erstes Ende und ein zweites Ende, das zu dem ersten Ende entgegengesetzt ist, hat, wobei jeder der Leiter aus Drähten, die mit einem Isolator bedeckt sind, gebildet ist; (d) eine Vielzahl an Verbindungsstücken, von denen jedes in ihm das zweite Ende von einem der Elektrodendrähte und das erste Ende von einem der Leiter verbindet; (e) eine Schutzröhre, in der die Elektrodendrähte, die Leiter und die Verbindungsstücke angeordnet sind; und (f) einen Halter, der in der Schutzröhre angeordnet ist und in dem zumindest Abschnitte der Verbindungsstücke und Abschnitte der Leiter gehalten sind, wobei der Halter eine Trennwand aufweist, die die Verbindungsstücke voneinander in dem Halter elektrisch isoliert. Der Halter hat in ihm eine Vielzahl an Leitereinführlöchern ausgebildet, durch die die Abschnitte der Leiter treten.
Jedes der Verbindungsstücke hat einen Vorsprung, der weiter nach außen vorragt als ein Umfang eines Abschnitts des Leiters, der in einem Entsprechenden der Verbindungsstücke angeordnet ist. Der Vorsprung von jedem der Verbindungsstücke ist demjenigen von zumindest einem der anderen Verbindungsstücke zugewandt.
Jeder der Vorsprünge der Verbindungsstücke ist gegen die Trennwand gedrückt, und jeder der Leiter gegen einen Abschnitt einer Innenwand der Leitereinführlöcher gedrückt ist, der von der Trennwand weiter entfernt ist.
Wie dies aus dem Vorstehenden hervorgeht, werden der Vorsprung von jedem der Verbindungsstücke und einem Entsprechenden der Leiter gegen den Halter in entgegengesetzte Richtungen gedrückt. Dies bewirkt, dass das Verbindungsstück und der Leiter durch den Halter fest gesichert werden, womit die Stabilität der Sicherheit des Verbindungsstücks und des Leiters in dem Halter verbessert ist, was eine mechanische Schwingung der Verbindungsstücke innerhalb des Halters minimal gestaltet und die Zuverlässigkeit der Verbindung der elektrischen Drähte und der Verbindungsstücke verbessert.
In einem bevorzugten Modus der Erfindung arbeitet die Erfassungsvorrichtung als eine Temperaturerfassungsvorrichtung, um eine Temperatur eines Objekts zu messen. Die Elektrodendrähte sind Signalleitungen, die mit der Temperaturerfassungsvorrichtung verbunden sind.
Die Signalleitungen können zwei Signalleitungen sein, von denen jede ein erstes Ende und ein zweites Ende, das zu dem ersten Ende entgegengesetzt ist, hat. Die Signalleitungen sind an den ersten Enden mit der Temperaturerfassungsvorrichtung verbunden. Ein Abschirmstift ist vorgesehen, der in diesem die Signalleitungen angeordnet hat, wobei die ersten Enden und die zweiten Enden außerhalb der Enden des Abschirmstifts freigelegt sind. Die Leiter können zwei Leiter sein.
Jedes der Verbindungsstücke kann so gestaltet sein, dass es einen Verbindungsabschnitt hat, um eine Verbindung der Leitungsdrähte von einem Entsprechenden der Leiter fest zu gestalten. Jeder der Verbindungsabschnitte ist näher zu den Elektrodendrähten als ein Entsprechender der Vorsprünge angeordnet, was zu einer Verringerung einer mechanischen Last an dem Verbindungsabschnitt führt. Dies verbessert die Zuverlässigkeit der Verbindung der Leiter an den Verbindungsstücken.
Genauer gesagt wird der Druck auf jeden der Vorsprünge in einer Richtung ausgeübt, die senkrecht zu der Länge des Leiters ist, während der Druck auf den Leiter in einer Richtung ausgeübt wird, die entgegengesetzt zu jener ist, in der der Druck auf den Vorsprung ausgeübt wird. Dies führt dazu, dass in einem grö-ßeren Maß der Druck auf den Verbindungsabschnitt ausgeübt wird, wenn der Verbindungsabschnitt benachbart oder an der gleichen Position wie der Vorsprung in der Längsrichtung des Verbindungsstücks angeordnet ist. Die Zunahme des Drucks, der den Leiter und das Verbindungsstück gegen die Innenwand des Halters drückt, wird daher zu einer großen Verformung des Verbindungsabschnitts führen, womit die Zuverlässigkeit der Verbindung des Leiters an dem Verbindungsstück abnimmt. Um einen derartigen Nachteil zu vermindern oder zu beseitigen, ist jedes der Verbindungsstücke so gestaltet, dass es den Verbindungsabschnitt so hat, dass er näher zu dem oberen Ende als der Vorsprung ausgebildet ist. Dies verringert den Druck, der auf den Verbindungsabschnitt wirkt, und stellt die Zuverlässigkeit der Verbindung des Leiters an dem Verbindungsstück sicher.
Die Verbindung von jedem der Verbindungsabschnitte mit den Leitungsdrähten eines Entsprechenden der Leiter kann verwirklicht werden, indem der Verbindungsabschnitt gebördelt / verstemmt wird oder der Verbindungsabschnitt an den Leitungsdrähten geschweißt wird.
Der Abschirmstift kann einen Isolator haben, der aus einem keramischen Material hergestellt ist und der die Signalleitungen innerhalb des Abschirmstiftes hält.
Der Isolator von jedem der Leiter kann einen Abschnitt haben, der in einem Entsprechenden der Leitereinführlöcher angeordnet ist und elastisch verformt wird, das heißt gegen die Innenwand des Lochs dicht gedrückt wird, wodurch die Stabilität der Sicherung der Verbindungsstücke und der Leiter in dem Halter verbessert wird.
Wenn ein Abstand zwischen der Trennwand des Halters und einem Abschnitt einer Innenwand von jedem der Leitereinführlöcher, der von der Trennwand in einer Radiusrichtung des Halters am weitesten entfernt ist, als A definiert ist, ein Durchmesser der Leiter als B definiert ist, und ein Abstand, um den jeder der Vorsprünge von dem Umfang eines Entsprechenden der Leiter vorragt, als H definiert ist, ist eine Beziehung A - B < H erfüllt. Dies stellt die Stabilität beim Drücken des Vorsprungs von jedem der Verbindungsstücke und eines Entsprechenden der Leiter gegen die Innenwand des Halters sicher, um drei Stützpunkte zu verwirklichen: einen Kontaktpunkt von jedem der Vorsprünge mit der Trennwand, einen Kontaktpunkt von jedem der Leiter mit der Innenwand eines Entsprechenden der Leitereinführlöcher, und die Verbindung von jedem der Verbindungsstücke mit einem Entsprechenden der Elektrodendrähte.
Der Durchmesser B repräsentiert einen Durchmesser eines Hauptabschnitts von jedem der Leiter, der ein anderer Abschnitt ist als ein Abschnitt, der in das Leitereinführloch eingeführt ist. Anders ausgedrückt ist der Durchmesser B ein Durchmesser der Leiter, wenn dieser keinem externen Druck ausgesetzt ist, das heißt bevor die Verbindungsstücke und die Leiter in dem Halter eingebaut sind.
Jeder der Vorsprünge hat ein abgeschrägtes Ende, das einem Entsprechenden der Leiter zugewandt ist, wodurch die Einfachheit, mit der die Verbindungsstücke in dem Halter zusammen mit den Leitern eingebaut werden, erleichtert wird. Genauer gesagt wird der Einbau der Verbindungsstücke in dem Halter verwirklicht, indem die Leiter, die mit den Verbindungsstücken verbunden sind, in die Leitereinführlöcher eingeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt können die Vorsprünge auf den Enden der Trennwand aufschlagen. Die abgeschrägten Enden der Vorsprünge, die näher zu den Leitern sind, wirken so, dass sie ein sanftes Einführen der Verbindungsstücke in den Halter entlang der Trennwand verwirklichen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung ist anhand der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung besser verständlich, wobei jedoch die Erfindung keineswegs auf die spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll, die lediglich dem Zwecke der Erläuterung und des Verständnisses dienen.

1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Temperatursensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine ausschnittartige Schnittansicht von Verbindungsstücken, die in dem Temperatursensor von 1 eingebaut sind.
3 zeigt eine Längsschnittansicht eines Halters, der Verbindungsstücke und Leiter in dem Temperatursensor von 1 hält.
4 zeigt eine Draufsicht auf den Halter von 3.
5 zeigt eine ausschnittartige Seitenansicht eines Verbindungsstücks, mit dem ein Leiter in dem Temperatursensor von 1 verbunden ist.
6 zeigt eine ausschnittartige Vorderansicht eines Leiters, der in dem Temperatursensor von 1 eingebaut ist.
Die 7, 8 und 9 zeigen ausschnittartige Schnittansichten von vorn, die eine Abfolge von Schritten beim Einbau von Verbindungsstücken und Leiterin in dem Halter von 4 aufzeigen.
10 zeigt eine Längsschnittansicht eines Halters, der Verbindungsstücke und Leiter hält, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt eine Draufsicht auf den Halter von 10.
12 zeigt eine ausschnittartige Seitenansicht eines Verbindungsstücks, mit dem ein Leiter verbunden ist, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt eine Längsschnittansicht eines Temperatursensors gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt eine ausschnittartige Schnittansicht einer Abwandlung einer Temperaturerfassungsvorrichtung, die in dem Temperatursensor von 13 eingebaut ist.
15 zeigt eine Längsschnittansicht eines Gassensors gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
16 zeigt eine Draufsicht auf einen Halter, der in dem Gassensor von 15 eingebaut ist.
17 zeigt eine Draufsicht von Verbindungen von Signalanschlüssen und Heizeinrichtungsanschlüssen an einer Gaserfassungsvorrichtung des Gassensors von 15 unter Betrachtung von einem Basisende des Gassensors.
18 zeigt eine Längsschnittansicht eines Gassensors gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
19 zeigt eine Draufsicht auf einen Halter, der in dem Gassensor von 18 eingebaut ist.
20 zeigt eine Draufsicht auf einen Halter gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
21 zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Ansicht einer Temperaturerfassungsvorrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten beziehen, ist insbesondere in 1 ein Sensor 1 für eine physikalische Größe gezeigt, der so gestaltet ist, dass er eine spezifische physikalische Größe misst, wie beispielsweise ein Temperatursensor oder ein Gaskonzentrationssensor, und der ein Signal vorsieht, das diese Größe anzeigt. Beispielsweise umfasst der Gaskonzentrationssensor einen Sauerstoffsensor, einen A/F-Sensor (Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor) und einen NOx-Sensor für die Anwendung in Kraftfahrzeugen.
Der Sensor 1, auf den hierbei Bezug genommen wird, ist ein Temperatursensor, der so arbeitet, dass er die Temperatur misst und ein Signal, das diese anzeigt, ausgibt. Der Temperatursensor 1 ist, wie dies in 1 gezeigt ist, mit einer Temperaturerfassungsvorrichtung 2 und einer Vielzahl an Signalleitungen 31 ausgestattet, die aus elektrischen Drähten hergestellt sind, die mit der Temperaturerfassungsvorrichtung 2 verbunden sind. Genauer gesagt hat der Temperatursensor 1 auch einen Abschirmstift 3, in dem die Temperaturerfassungsvorrichtung 2 und die beiden Signalleitungen 31 angeordnet sind, wobei Abschnitte von ihnen außerhalb des Abschirmstifts 3 freigelegt sind. Die Signalleitungen 31 sind, wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, mit Leitern 4 elektrisch verbunden, die sich in einem Basisende des Temperatursensors 1 erstrecken, der von der Temperaturerfassungsvorrichtung 2 weiter entfernt angeordnet ist. Jeder der Leiter 4 hat, wie dies in 6 gezeigt ist, eine Vielzahl an Leitungsdrähten (leitfähige Drähte) 41, die mit einem Isolator 42 bedeckt sind.
Die Signalleitungen 31 und die Leiter 4 sind jeweils durch Verbindungsstücke 5 miteinander verbunden. Die Signalleitungen 31, die Leiter 4 und die Verbindungsstücke 5 sind im Inneren einer Schutzröhre 6 angeordnet. Abschnitte von den Verbindungsstücken 5 und den Leitern 4 werden durch einen Halter 7 innerhalb der Schutzröhre 6 gehalten. Der Halter 7 hat, wie dies aus den 2 bis 4 ersichtlich ist, eine Trennwand 71, die die Verbindungsstücke 5 voneinander elektrisch isoliert. Der Halter 7 hat außerdem Leitereinführlöcher 72, durch die die Leiter 4 treten.
Die Verbindungsstücke 5 haben, wie dies in 2 deutlich gezeigt ist, Vorsprünge 51, die in einer Radiusrichtung der Schutzröhre 6 einander zugewandt sind. Jeder der Vorsprünge 51 ragt weiter nach außen als der Umfang eines Abschnitts des Leiters 4 vor, der innerhalb eines Entsprechenden der Verbindungsstücke 5 angeordnet ist. Die Vorsprünge 51 werden gegen die Trennwand 71 gedrückt. Jeder der Leiter 4 wird gegen eine Abschnitt einer Innenwand von einem der Löcher 72 gedrückt, das weiter entfernt ist von der Trennwand 71.
Der Abschirmstift 3 hält, wie dies in 1 gezeigt ist, in diesem die Signalleitungen 31 durch einen Isolator 32, der aus einem keramischen Material hergestellt ist. Genauer gesagt hat der Abschirmstift 3 einen metallischen hohlen Zylinder 33, durch den die Signalleitungen 31 treten, und den Isolator 32, der in einen Zwischenraum (Spalt) zwischen der Innenwand des hohlen Zylinders und den Signalleitungen 31 eingefüllt ist. Der Abschirmstift 3 ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, in der Schutzröhre 6 angeordnet und erstreckt sich teilweise außerhalb des oberen Endes der Schutzröhre 6. Die Temperaturerfassungsvorrichtung 2 ist mit dem oberen Ende des Abschirmstifts 3 verbunden. Die Temperaturerfassungsvorrichtung 2 ist aus einem Thermistor gebildet, dessen Widerstand sich mit einer Änderung der Umgebungstemperatur ändert. In dieser Beschreibung ist das Ende des Temperatursensors 1, an dem die Temperaturerfassungsvorrichtung 2 montiert ist, als ein oberes Ende bezeichnet, während das andere Ende der Temperaturerfassungsvorrichtung 2 als ein Basisende bezeichnet ist.
Die Temperaturerfassungsvorrichtung 2 ist im Inneren einer becherförmigen Vorrichtungsabdeckung 12 angeordnet. Die Vorrichtungsabdeckung 12 ist an einer Außenwand des oberen Endes des Abschirmstifts 3 angeschweißt. Eine Rippe 13 sitzt in einer Öffnung des oberen Endes der Schutzröhre 6. Der Abschirmstift 3 wird durch die Rippe 13 gehalten. An dem Außenumfang der Schutzröhre 6 ist ein Nippel 4 eingebaut, der als eine Befestigung beim Befestigen des Temperatursensors 1 an einem Gegenstand verwendet wird, dessen Temperatur zu messen ist, wie beispielsweise ein Abgasrohr, das sich von einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs erstreckt.
Innerhalb der Schutzröhre 6 ist ein Abstandshalter 15 näher zu dem Basisende des Temperatursensors 1 als der Halter 7 angeordnet. Der Abstandshalter 15 ist aus einem metallischen hohlen Zylinder hergestellt und ist fest im Inneren der Schutzröhre 6 gehalten, indem die Außenwand der Schutzröhre 6 nach innen verstemmt ist, wodurch dieser als ein Stopper dient, der den Halter 7 hält und vor einer Bewegung zu dem Basisende des Temperatursensors 1 hin bewahrt. Eine Gummibuchse 16 ist ebenfalls in der Schutzröhre 6 näher zu dem Basisende des Temperatursensors 1 als der Abstandshalter 15 eingebaut. Die Gummibuchse 16 hält elastisch die Leitungen 4 in ihr, um einen Luftzwischenraum zwischen der Innenwand der Schutzröhre 6 und den Leitungen hermetisch abzudichten. Die Gummibuchse 16 ist wie der Abstandshalter 15 fest im Inneren der Schutzröhre 6 gehalten, indem die Außenwand der Schutzröhre 6 nach innen verstemmt ist.
Der Halter 7 ist aus einem keramischen Material hergestellt und besteht, wie dies aus den 3 und 4 ersichtlich ist, aus einer hohlen zylindrischen Form als Ganzes. Der Halter 7 hat die Leitereinführlöcher 72, die durch den Halter 7 in seiner axialen Richtung (eine Längsrichtung) treten. Der Halter 7 hat außerdem zwei Vertiefungen oder als ein Halbrohr geformte Kammern 73, zu denen die Leitereinführlöcher 72 jeweils offen sind. Die Kammern 73 haben eine größere Größe oder ein größeres Volumen als die Leitereinführlöcher 72 und sind näher zu dem oberen Ende des Temperatursensors 1 als die Leitereinführlöcher 72 angeordnet. Die Kammern 73 sind durch zwei Räume vorgesehen, die unter Betrachtung in der axialen Richtung des Halters 7 durch die Trennwand 71 und eine Außenumfangswand 74 definiert sind, die einen gesamten Umfang des Halters 7 ausmacht.
Jedes der Leitereinführlöcher 72 ist unter Betrachtung in der axialen Richtung des Halters 7 in 4 in Kontakt mit der Hauptfläche der Trennwand 71 angeordnet. Anders ausgedrückt stimmt die Innenwand von jedem der Leitereinführlöcher 72, wie dies aus den 3 und 4 ersichtlich ist, teilweise mit der Hauptfläche der Trennwand 71 überein.
Jedes der Verbindungsstücke 5 ist so hergestellt, dass eine Metallplatte gebogen ist, und kann durch einen Verstemmungsanschluss ausgeführt sein. Jedes der Verbindungsstücke 5 hat einen Verbindungsabschnitt 53, um eine feste Verbindung der leitfähigen Drähte 41 des Leiters 4 zu gestalten. Der Verbindungsabschnitt 53 befindet sich näher zu dem Abschirmstift 3, das heißt das obere Ende 52, als der Vorsprung 51. Der Verbindungsabschnitt 53 ist elastisch verformbar und dazu in der Lage, dass er verstemmt wird, um die leitfähigen Drähte 41 zu ergreifen, die an dem Ende des Leiters 4 freigelegt sind.
Jedes der Verbindungsstücke 5 hat, wie dies vorstehend beschrieben ist, den Vorsprung 51, der näher zu dem Leiter (das heißt sein Basisende) angeordnet ist. Der Vorsprung 51 ragt weiter nach außen als der Umfang des Leiters 4 in der Richtung vor, die senkrecht zu der Länge des Verbindungsstücks 5 (das heißt der Leiter 4) ist. Der Vorsprung 51 ist an dem Basisende des Verbindungsstücks 5 ausgebildet und hat eine obere Endfläche und eine Basisendfläche, die zu dem oberen Ende 52 und dem Leiter 4 jeweils abgeschrägt sind. Genauer gesagt hat der Vorsprung 51 eine trapezartige Form mit einer abgeschrägten oberen Fläche und einer abgeschrägten Basisendfläche.
Die Verbindungsstücke 5 werden, wie dies in 2 gezeigt ist, durch den Halter 7 teilweise gehalten, wobei die Vorsprünge 51 einander in der Radiusrichtung der Schutzröhre 6 zugewandt sind. Jedes der Verbindungsstücke 5 kann alternativ gänzlich innerhalb der Verbindungsstücke 5 angeordnet sein. Die Vorsprünge 51 sind in einer Kontaktanlage mit der Trennwand 71 des Halters 7 angeordnet. Anders ausgedrückt wird die Trennwand 71 an beiden Seiten von ihr durch die Vorsprünge 51 der Verbindungsstücke 5 ergriffen.
Jeder der Leiter 4 ist, wie dies in 6 gezeigt ist, aus den leitfähigen Drähten 41 aufgebaut, die mit dem Isolator 42 bedeckt sind, der aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) oder fluoriniertes Ethylen-Propylen-Copolymer (FEP), hergestellt ist. Ein Abschnitt des Isolators 42 von jedem der Leiter 4, der in das Loch 72 des Halters 7 eingeführt ist, ist, wie dies in 2 deutlich erkennbar ist, elastisch verformt. Anders ausgedrückt wird jeder der Leiter 4 teilweise gegen einen Abschnitt der Innenwand des Lochs 72 des Halters 7 gedrückt. Ein derartiges Drücken führt zu einer elastischen Verformung des Leiters 4.
Wenn ein Abstand zwischen der Trennwand 71 des Halters 7 und einem Abschnitt der Innenwand von jedem der Leitereinführlöcher 72, der am weitesten weg von der Trennwand 71 in der Radiusrichtung des Halters 7 ist, wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist, als A definiert ist, ein Durchmesser der Leiter 4, wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist, als B definiert ist, und ein Abstand, um den der Vorsprung 51 von dem Außenumfang des Leiters 4 vorragt (das heißt die Höhe des Vorsprungs 51), wie dies in 5 gezeigt ist, als H definiert ist, wird eine Beziehung von A - B < H erfüllt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstand A gleich dem Durchmesser der Leitereinführlöcher 72. Der Durchmesser B repräsentiert einen Durchmesser eines Hauptabschnitts von jedem der Leiter 4 außer einem Abschnitt, der in das Loch 72 eingeführt ist. Anders ausgedrückt ist der Durchmesser B ein Durchmesser der Leiter 4, wenn diese keinem externen Druck ausgesetzt sind, das heißt bevor die Verbindungsstücke 5 und die Leiter 4 in dem Halter 7 eingebaut sind. Der Abstand H ist größer als der Abstand A minus den Durchmesser B. Eine Differenz zwischen dem Abstand H und (A - B) ist vorzugsweise kleiner als eine Dicke C der Isolatoren 42 der Leiter 4, das heißt eine Beziehung von H < (A - B) + C ist vorzugweise erfüllt.
Der Zusammenbau des Temperatursensors 1 wird, wie dies in 7 gezeigt ist, verwirklicht, indem die Verbindungsstücke 5 vorbereitet werden, an denen die Leiter 4 verbunden werden, und die Verbindungsstücke 5 in dem Halter 7 eingebaut werden, das heißt die Leiter 4 in die Kammern 73 und die Löcher 72 jeweils von dem oberen Ende des Halters 7 eingeführt werden, bis die Verbindungsstücke 5 und die Leiter 4 in den Löchern 72 und Kammern 73 an Ort und Stelle teilweise angeordnet sind. Die Summe aus dem Durchmesser B der Leiter 4 und dem Abstand H, um den die Vorsprünge 51 der Verbindungsstücke 5 nach außen vorragen, (das heißt B + H) ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, geringer als der Abstand A, sodass jedes der Verbindungsstücke 5 und einer der Leiter 4, der mit diesen verbunden ist, wie dies in 7 gezeigt ist, schräg zu der axialen Richtung (das heißt der Länge) des Halters 7 geneigt ist, das heißt die oberen Enden 52 der Verbindungsstücke 5 sind von einander in der Radiusrichtung des Halters 7 weit entfernt.
Danach werden die oberen Ende 52 der Verbindungsstücke 5 so gedrückt, dass sie in den Richtungen F sich einander nähern, wie dies durch Pfeile in 7 gezeigt ist, wodurch die Vorsprünge 51 der Verbindungsstücke 5 gegen die Trennwand 71 des Halters 7 gedrängt werden. Ein weiter nach innen erfolgendes Drücken von jedem der oberen Enden 52 wird bewirken, dass das Verbindungsstück 5 um einen Kontaktpunkt zwischen dem Vorsprung 51 und der Trennwand 71 zusammen mit den Leitern 4 schwenkt, bis die Verbindungsstücke 5 und die Leiter 4, wie dies deutlich in 8 gezeigt ist, parallel zueinander (das heißt in der axialen Richtung des Halters 7) ausgerichtet sind. Die Vorsprünge 51 der Verbindungsstücke 5 werden dann gegen die gegenüberliegenden Hauptflächen der Trennwand 71 gedrückt. In ähnlicher Weise werden die Leiter 4 gegen die Abschnitte der Innenflächen der Löcher 72, die von der Trennwand 71 weiter weg sind, gedrückt, sodass die Isolatoren 42 der Leiter 4 elastisch verformt werden.
Des Weiteren werden die beiden Signalleitungen 31, die in dem Abschirmstift 3 eingebaut sind, wie dies in den 8 und 9 gezeigt ist, jeweils an den oberen Enden 52 der Verbindungsstücke 5 geschweißt. Das Verbinden der Signalleitungen 31 an den Verbindungsstücken 5 kann alternativ erzielt werden, indem die oberen Enden 52 verstemmt werden, um die Signalleitungen 31 dicht und fest zu ergreifen, oder indem die Signalleitungen 31 an die oberen Enden 52 geschweißt werden. Die Signalleitungen 31 sind aus Drähten aus rostfreiem Stahl hergestellt.
Der Betrieb und die Vorteile des Temperatursensors 1 sind nachstehend beschrieben.
Die Verbindungsstücke 5 sind, wie dies vorstehend beschrieben ist, mit Vorsprüngen 51 ausgestattet, die in der Radiusrichtung des Temperatursensors einander zugewandt sind. Die Vorsprünge 51 sind in einer Kontaktanlage mit der Trennwand 71 des Halters 7 angeordnet, während die Leiter 4 gegen die Abschnitte der Innenwände der Löcher 72 gedrückt werden, die diametrisch entgegengesetzt zu den Hauptflächen der Trennwand 71 in der Radiusrichtung des Halters 7 sind. Dies stellt die Stabilität beim Halten der Verbindungsstücke 5 und der Leiter 4 in dem Halter 7 sicher.
Genauer gesagt ist eines der Enden von jedem der Verbindungsstücke 5, das von dem Leiter 4 weiter entfernt ist, an dem Ende einer Entsprechenden der Signalleitungen 31 verbunden. Der Vorsprung 51 von jedem der Verbindungsstücke 5 und ein Entsprechender der Leiter 4 werden, wie dies vorstehend beschrieben ist, gegen den Halter 7 in die entgegengesetzten Richtungen gedrückt. Dies bewirkt, dass das Verbindungsstück 5 und der Leiter 4 durch den Halter 7 an drei Stützpunkten gesichert sind: der Kontaktpunkt des Vorsprungs 51 mit der Trennwand 71, der Kontaktpunkt des Leiters 4 mit der Innenwand des Lochs 72 und die Verbindung des Endes des Verbindungsstücks 5 mit der Signalleitung 31, womit die Stabilität bei der Sicherung des Verbindungsstücks 5 und des Leiters 4 in dem Halter 7 verbessert ist. Dies minimiert eine mechanische Schwingung der Verbindungsstücke 5 innerhalb des Halters 7 und verbessert die Zuverlässigkeit der Verbindung der Signalleitungen 31 und der Verbindungsstücke 5.
Die Sicherung des Verbindungsstücks 5 und des Leiters 4 in dem Halter 7 wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, verwirklicht, indem diese gegen die Innenwand des Halters 7 an einer Vielzahl an Punkten gedrückt werden, was somit zu einer verbesserten Produktivität des Temperatursensors 1 ohne einen komplizierten Herstellprozess von diesem führt.
Der Isolator 42, der als eine Isolationsabschirmung für die leitfähigen Drähte 41 von jedem der Leiter 4 dient, ist in dem Loch 72 elastisch verformt und somit dicht gegen die Innenwand des Lochs 72 gedrückt, wodurch die Stabilität der Sicherung der Verbindungsstücke 5 und der Leiter 4 in dem Halter 7 verbessert ist.
Der Abstand A, der Durchmesser B und der Vorrageabstand H von jedem der Vorsprünge 51 sind, wie dies vorstehend beschrieben ist, so gewählt, dass eine Beziehung von A - B < H erfüllt ist, wodurch die Stabilität beim Drücken des Vorsprungs 51 von jedem der Verbindungsstücke 5 und einem Entsprechenden der Leiter 4 gegen die Innenwand des Halters 7 sichergestellt ist, um die drei Stützpunkte von ihnen in dem Halter 7 zu verwirklichen.
Der Vorsprung 51 von jedem der Verbindungsstücke 5 hat die abgeschrägte obere Endfläche und abgeschrägte Basisendfläche, wodurch die Einfachheit erleichtert wird, mit der die Verbindungsstücke 5 in dem Halter 7 zusammen mit den Leitern 4 eingebaut werden. Genauer gesagt wird der Einbau der Verbindungsstücke 5 in dem Halter 7, wie dies in 7 gezeigt ist, verwirklicht, indem die Leiter 4, die mit den Verbindungsstücken 5 verbunden sind, in die Kammern 73 und dann in die Löcher 72 eingeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt können die Vorsprünge 51 auf das Ende der Trennwand 71 aufschlagen. Die abgeschrägten Basisendflächen der Vorsprünge 51, die näher zu den Leitern 4 sind, bewirken, dass ein sanftes Einführen der Verbindungsstücke 5 in die Kammern 73 entlang der Trennwand 71 erzielt wird.
Der Verbindungsabschnitt 53 von jedem der Verbindungsstücke 5 ist näher zu dem oberen Ende 52 als der Vorsprung 51 angeordnet, was somit zu einer Abnahme der mechanischen Last auf den Verbindungsabschnitt 53 führt. Dies verbessert die Zuverlässigkeit beim Verbinden des Leiters 4 mit dem Verbindungsstück 5. Genauer gesagt wird der Druck auf den Vorsprung 51 in einer Richtung ausgeübt, die senkrecht zu der Länge des Leiters 4 ist, während der Druck auf den Leiter 4 in einer Richtung ausgeübt wird, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der der Druck auf den Vorsprung 51 ausgeübt wird. Dies führt zu einem Ausüben eines größeren Maßes an Druck an dem Verbindungsabschnitt 53, wenn der Verbindungsabschnitt 53 benachbart zu oder an der gleichen Position wie der Vorsprung 51 in der Längsrichtung des Verbindungsstücks 5 angeordnet ist. Die Erhöhung des Drucks, der den Leiter 4 und das Verbindungsstück 5 gegen die Innenwand des Halters 7 drückt, wird daher zu einer großen Verformung des Verbindungsabschnitts 53 führen, womit die Zuverlässigkeit der Verbindung des Leiters 4 an dem Verbindungsstück 5 abnimmt. Um einen derartigen Nachteil zu beseitigen, ist jedes der Verbindungsstücke 5 so gestaltet, dass es den Verbindungsabschnitt 53 näher zu dem oberen Ende 52 als der Vorsprung 51 ausgebildet hat. Dies verringert den Druck, der auf den Verbindungsabschnitt 52 wirkt, und stellt die Zuverlässigkeit der Verbindung des Leiters 4 mit dem Verbindungsstück 5 sicher.
Der Abschirmstift 3 hält in ihm die Signalleitungen 31 durch den Isolator 32, der aus einem keramischen Material hergestellt ist, wodurch eine elektrische und mechanische Stabilität bei der Sicherung der Signalleitungen 31 innerhalb der Schutzröhre 6 sichergestellt sind. Dies sorgt außerdem für die Stabilität der Sicherung der Verbindungsstücke 5 innerhalb der Schutzröhre 6.
Die 10 und 11 zeigen den Halter 7 des Temperatursensors 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der sich im Hinblick auf den Aufbau von demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet.
Genauer gesagt ist jedes Leitereinführloch 72 so gestaltet, dass es eine Längsmittellinie (das heißt eine Achse) hat, die in der Radiusrichtung des Halters 7 weiter nach außen angeordnet ist als in dem ersten Ausführungsbeispiel. Anders ausgedrückt ist der Abstand A, der ein Abstand zwischen der Trennwand 71, die die Kammern 73 definiert, und einem Abschnitt der Innenwand von jedem der Leitereinführlöcher 72 ist, der von der Trennwand 71 in der Radiusrichtung des Halters 7 am weitesten entfernt ist, anders als im ersten Ausführungsbeispiel nicht gleich dem Durchmesser der Leitereinführlöcher 72. Anders ausgedrückt ist der Abstand A größer als der Durchmesser der Leitereinführlöcher 72. Der Abstand A, der Durchmesser B der Leiter 4 und der Vorrageabstand H der Vorsprünge 51 sind so gewählt, dass eine Beziehung von A - B < H erfüllt ist.
Der restliche Aufbau des Temperatursensors 1 ist identisch wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel und deren detaillierte Erläuterung unterbleibt hierbei. Der Aufbau des Temperatursensors 1 von diesem Ausführungsbeispiel bietet im Wesentlichen die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
12 zeigt die Verbindungsstücke 5 des Temperatursensors 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das Verbindungsstück 5 hat den Vorsprung 51, der sich im Wesentlichen über seine gesamte Länge erstreckt, das heißt zu dem oberen Ende 52. In dem ersten Ausführungsbeispiel bildet ein Basisendabschnitt des Verbindungsstücks 5, wie dies in 5 gezeigt ist, den Vorsprung 51, jedoch ist das Verbindungsstück 5 des dritten Ausführungsbeispiels so geformt, dass es den Vorsprung 51 so hat, dass dieser sich über die gesamte Länge des Verbindungsstücks 5 erstreckt. Der Vorsprung 51 ragt wie in dem ersten Ausführungsbeispiel weiter nach außen als der Leiter 4 in der Radiusrichtung des Verbindungsstücks 5 vor. Der Vorsprung 51 ist im Inneren eines entsprechenden Lochs 72 teilweise angeordnet und gegen die Innenwand des Lochs 72 gedrückt.
Der restliche Aufbau des Temperatursensors 1 ist identisch wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel und dessen detaillierte Erläuterung unterbleibt hierbei. Der Aufbau des Temperatursensors 1 von diesem Ausführungsbeispiel bietet im Wesentlichen die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
13 zeigt den Temperatursensor 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der mit einer mit einem Boden versehenen metallischen Röhre 310, in der die Temperaturerfassungsvorrichtung 2 und die beiden Signalleitungen 31 angeordnet sind, und der Rippe 13 ausgestattet ist, die die metallische Röhre 310 festhält. Der Temperatursensor 1 von diesem Ausführungsbeispiel hat die metallische Röhre 310 anstelle des Abschirmstifts 3, der in dem ersten Ausführungsbeispiel angewendet wird.
Die metallische Röhre 310 ist mit einem Füllmaterial 320 gefüllt, das beispielsweise aus einem anorganischen Haftmittel hergestellt ist. Der Füllstoff 320 ist innerhalb der metallischen Röhre 310 in einem ausgehärteten Zustand zusammen mit der Temperaturerfassungsvorrichtung 2 und den Signalleitungen 31 angeordnet. Der Füllstoff 320 dient dazu, die Temperaturerfassungsvorrichtung 2 und die Signalleitungen 31 fest im Inneren der metallischen Röhre 310 zu sichern. Die Signalleitungen 31 haben Enden, die sich außerhalb des Basisendes der metallischen Röhre 310 erstrecken und mit den Verbindungsstücken 5 verbunden sind.
Die Signalleitungen 31 können, wie dies in 14 gezeigt ist, in einer Glasröhre 321 aufgereiht sein, die innerhalb der metallischen Röhre 310 angeordnet ist. Genauer gesagt hat die Glasröhre 321 eine zylindrische Form und besitzt eine Vielzahl an Löchern (das heißt zwei Löcher in diesem Ausführungsbeispiel), die sich durch die Länge der Glasröhre 321 erstrecken. Die Signalleitungen 31 treten durch die Löcher der Glasröhre 321. Die Glasröhre 321, die Signalleitungen 31 und die Temperaturerfassungsvorrichtung 2 sind durch das Füllmaterial 320 innerhalb der metallischen Röhre 310 abgedichtet.
Der restliche Aufbau des Temperatursensors 1 ist identisch zu demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels und seine detaillierte Erläuterung unterbleibt hierbei. Der Aufbau des Temperatursensors 1 von diesem Ausführungsbeispiel bietet im Wesentlichen die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die 15 bis 17 zeigen einen Gassensor 10 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Bezugszeichen wie in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen beziehen sich auf die gleichen Teile und deren detaillierte Erläuterung unterbleibt hierbei.
Der Gassensor 10 ist mit einer Gaserfassungsvorrichtung 20 als ein Sensor zum Erfassen einer physikalischen Größe, Signalanschlüssen 311 und Heizeinrichtungsanschlüssen 321 ausgestattet. Die Signalanschlüsse 311 und die Heizeinrichtungsanschlüsse 321 sind in der Form von Elektrodendrähten direkt oder indirekt mit der Gaserfassungsvorrichtung 20 verbunden. Die Gaserfassungsvorrichtung 20 erfasst die Konzentration einer gegebenen Gaskomponente und sieht ein Signal, das diese anzeigt, vor. Die beiden Signalanschlüsse 311 sind mit der Gaserfassungsvorrichtung 20 elektrisch verbunden. Die beiden Heizeinrichtungsanschlüsse 321 sind mit einer Heizeinrichtung elektrisch verbunden, die so arbeitet, dass sie die Gaserfassungsvorrichtung 20 erwärmt. Die Signalanschlüsse 311 und die Heizeinrichtungsanschlüsse 312 sind außerdem an ihren Enden weiter entfernt von der Gaserfassungsvorrichtung 20 mit vier Leitern 4 verbunden. Jeder der Leiter 4 ist wie in dem ersten Ausführungsbeispiel aus den leitfähigen Drähten 41 ausgebildet, die mit dem Isolator 42 bedeckt sind.
Die Signalanschlüsse 311 und die Heizeinrichtungsanschlüsse 321 müssen nicht immer elektrisch mit der Gaserfassungsvorrichtung 20 verbunden sein. Beispielsweise kann zumindest eine der Signalleitungen 311, wie dies nachsehend detailliert beschrieben ist, mechanisch und elektrisch mit der Heizeinrichtung verbunden sein. Die Heizeinrichtung kann an der Gaserfassungsvorrichtung 20 angebracht sein.
Jeder der Signalanschlüsse 311 und jeder der Heizeinrichtungsanschlüsse 312 sind mit einem Entsprechenden der Leiter 4 durch die Verbindungsstücke 5 verbunden. Die Leiter 4 und die Verbindungsstücke 5 sind im Inneren der Schutzröhre 6 angeordnet. Abschnitte der Verbindungsstücke 5 und der Leiter 4 sind durch den Halter 7 in der Schutzröhre 6 gehalten. Der Halter 7 hat, wie dies in 16 gezeigt ist, eine kreuzförmige Trennwand 71, die die Verbindungsstücke 5 elektrisch voneinander isoliert. Der Halter 7 hat außerdem die vier Leitereinführlöcher 72, durch die die Leiter 4 treten.
Jedes der Verbindungsstücke 5 hat wie in dem ersten Ausführungsbeispiel den Vorsprung 51, der demjenigen eines anderen der Verbindungsstücke 5 in einer Richtung zugewandt ist, die die Länge des Halters 7 quert. Der Vorsprung 51 ragt, wie dies aus 15 ersichtlich ist, von dem Leiter 4 nach innen vor. Der Vorsprung 51 wird die gegen die Trennwand 71 gedrückt. Der Leiter 4 wird gegen einen Abschnitt einer Innenwand des Lochs 72 gedrückt, der von der Trennwand 71 am weitesten entfernt ist. Genauer gesagt wird der Vorsprung 51, wie dies in 16 gezeigt ist, an einem Punkt P1 gegen die Fläche der Trennwand 71 gedrückt. Der Leiter 4 wird an einem Punkt P2 gegen die Innwand des Lochs 72 des Halters 7 gedrückt.
Die Richtung, in der jeder der Vorsprünge 51 gegen die Trennwand 71 gedrückt wird, ist parallel zu derjenigen ausgerichtet, in der ein anderer der Vorsprünge 51 gegen die Trennwand 71 gedrückt wird. Die Richtungen, in denen obere oder untere zwei der Vorsprünge 51, wie dies in 16 gezeigt ist, gedrückt werden, sind miteinander oder entgegengesetzt zueinander in der Querrichtung des Halters 7 ausgerichtet. Der Vorsprung 51 von jedem der beiden der Verbindungsstücke 5, die mit den Signalanschlüssen 311 verbunden sind, ist so ausgerichtet, dass er demjenigen der anderen zwei der Verbindungsstücke 5, die mit den Heizeinrichtungsanschlüssen 312 verbunden sind, in der Querrichtung des Halters 7 zugewandt ist. Anders ausgedrückt sind zwei der Leitereinführlöcher 72 (das heißt die Leitereinführlöcher 72a in 16), durch die die Leiter 4 treten, die mit den Signalanschlüssen 311 verbunden sind, bei einem vorgegebenen Intervall entfernt voneinander in einer Richtung angeordnet, die senkrecht zu der Richtung ist, in der der Vorsprung 51 gegen die Trennwand 71 gedrückt wird. In ähnlicher Weise sind zwei der Leitereinführlöcher 72 (das heißt die Leitereinführlöcher 72b in 16), durch die die Leiter 4 treten, die mit den Heizeinrichtungsanschlüssen 312 verbunden sind, unter einem vorgegebenen Intervall entfernt voneinander in einer Richtung angeordnet, die senkrecht zu der Richtung ist, in der der Vorsprung 51 gegen die Trennwand 71 gedrückt wird. Die Richtung, in der die Leitereinführlöcher 72a miteinander ausgerichtet sind, ist parallel zu jener Richtung, in der die Leitereinführlöcher 72b miteinander ausgerichtet sind.
Der Gassensor 10 hat, wie dies in 15 gezeigt ist, ein hohles zylindrisches Gehäuse 11 und einen zylindrischen Porzellanisolator 121, der in dem Gehäuse 11 eingebaut ist. Die Gaserfassungsvorrichtung 20 wird durch den Porzellanisolator 20 gehalten. Die Gaserfassungsvorrichtung 20 hat eine ebene Form mit einer vorgegebenen Länge und ist aus einem Stapel aus einer Vielzahl an keramischen Lagen und einer Festelektrolytlage hergestellt. Die Gaserfassungsvorrichtung 20 hat eine (nicht gezeigte) Sensorzelle, die an seinem oberen Ende ausgebildet ist. Die Sensorzelle ist zu dem zu messenden Gas freigelegt. Die Gaserfassungsvorrichtung 20 hat außerdem die Heizeinrichtung, die in dieser eingebaut ist und die so arbeitet, dass sie die Sensorzelle erwärmt. Der Gassensor 10 hat außerdem eine Schutzabdeckung 131, die mit dem oberen Ende des Gehäuses 11 verbunden ist, um die Oberseite der Gaserfassungsvorrichtung 20 abzuschirmen.
Die Gaserfassungsvorrichtung 20 hat, wie dies in 17 gezeigt ist, ein Paar an Sensorelektrodenpads 211 und ein Paar an Heizeinrichtungselektrodenpads 212, die an ihrem Basisende angebracht sind. Die Sensorelektrodenpads 211 sind mit der Sensorzelle elektrisch verbunden. Die Heizeinrichtungselektrodenpads 212 sind elektrisch mit der Heizeinrichtung verbunden. Die beiden Sensorelektrodenpads 211 sind an entgegengesetzten Hauptflächen des Basisendes der Gaserfassungsvorrichtung 20 jeweils befestigt, während die beiden Heizeinrichtungselektrodenpads 212 an einer der Hauptflächen der Gaserfassungsvorrichtung 20 befestigt sind.
Die Sensorelektrodenpads 211 sind mit den Signalanschlüssen 311 verbunden. In ähnlicher Weise sind die Heizeinrichtungselektrodenpads 212 mit den Heizeinrichtungsanschlüssen 312 verbunden. Die Signalanschlüsse 311 und die Heizeinrichtungsanschlüsse 312 sind an der Gaserfassungsvorrichtung 20 angelötet.
Die Signalanschlüsse 311 und die Heizeinrichtungsanschlüsse 312 sind außerdem mit den Leitern 4 durch die Verbindungsstücke 5 verbunden. Die Verbindungsstücke 5 werden, wie dies vorstehend beschrieben ist, durch den Halter 7 gehalten. Der Halter 7, die Verbindungsstücke 5 und die Leiter 4 haben im Wesentlichen einen identischen Aufbau und eine identische Gestaltung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Der Aufbau des Gassensors 10 von diesem Ausführungsbeispiel bietet im Wesentlichen die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die 18 und 19 zeigen den Gassensor 10 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der mit einer becherförmigen Gaserfassungsvorrichtung 20 ausgestattet ist. Die gleichen Bezugszeichen, die in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen angewendet sind, beziehen sich auf die gleichen Teile, und deren detaillierte Erläuterung unterbleibt hierbei.
Die Gaserfassungsvorrichtung 20 arbeitet wie in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen als ein Sensor zum Erfassen einer physikalischen Größe und ist so gestaltet, dass sie ein geschlossenes oberes Ende und ein offenes Basisende hat. Die Gaserfassungsvorrichtung 20 ist in dem Gehäuse 11 so angeordnet, dass das offene Basisende dem Basisende des Gassensors 10 zugewandt ist, durch das sich die Leiter 4 erstrecken. Der Gassensor 10 hat außerdem eine zylindrische Heizeinrichtung 22, die im Inneren der Gaserfassungsvorrichtung 20 angeordnet ist. Die Gaserfassungsvorrichtung 20 hat (nicht gezeigte) zwei Sensorelektrodenpads: einer ist an einer Außenfläche ihres Basisendes per Druck angebracht, und der andere ist an einer Innenfläche ihres Basisendes per Druck angebracht. Die Signalanschlüsse 311 sind so fixiert, dass einer an jedem der Sensorelektrodenpads befestigt ist. Der Signalanschluss 311, der an der Innenfläche der Gaserfassungsvorrichtung 20 fixiert ist, dient außerdem dazu, die Heizeinrichtung 22 in der Gaserfassungsvorrichtung 20 zu halten.
Die Heizeinrichtung 20 hat die beiden Heizeinrichtungsanschlüsse 312, die an dem Umfang seines Basisendes verbunden sind. Die Heizeinrichtungsanschlüsse 231 sind an den Heizeinrichtungspads 212 gelötet, die an dem Umfang des Basisendes der Heizeinrichtung 22 fixiert sind.
Jeder der Signalanschlüsse 311 und jeder der Heizeinrichtungsanschlüsse 312 sind mit Entsprechenden der Leiter 4 durch die Verbindungsstücke 5 verbunden. Die Verbindungsstücke 5 werden durch den Halter 7 gehalten. Der Halter 7 hat, wie dies in 19 gezeigt ist, die Trennwand 71, die so geformt ist, dass sie die vier Leitereinführlöcher 72 so definiert, dass sie unter 90° voneinander in der Umfangsrichtung des Halters 7 entfernt angeordnet sind. Jeder der Leiter 4 tritt wie in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen durch eines der Leitereinführlöcher 72. Zwei der Leitereinführlöcher 72 (das heißt die Leitereinführlöcher 72a in 19), durch die die Leiter 4 treten, die mit den Signalanschlüssen 311 verbunden sind, sind diametrisch entgegengesetzt zueinander über die Mitte des Halters 7. In ähnlicher Weise sind zwei der Leitereinführlöcher 72 (das heißt die Leitereinführlöcher 72b in 19), durch die die Leiter 4 treten, die mit den Heizeinrichtungsanschlüssen 312 verbunden sind, diametrisch entgegengesetzt zueinander über die Mitte des Halters 7. Die Richtung, in der die Leitereinführlöcher 72a miteinander ausgerichtet sind, ist senkrecht zu jener Richtung ausgerichtet, in der die Leitereinführlöcher 72b miteinander ausgerichtet sind.
Der Halter 7 hat einen identischen Aufbau zu demjenigen des fünften Ausführungsbeispiels mit Ausnahme der Gestaltung der Leitereinführlöcher 72.
Jedes der Verbindungsstücke 5 hat wie in dem ersten Ausführungsbeispiel den Vorsprung 51, der demjenigen eines anderen der Verbindungsstücke 5 in der Radiusrichtung des Halters 7 zugewandt ist. Jeder der Vorsprünge 51 ist der Mitte des Halters 7 zugewandt und wird gegen die Trennwand 71 gedrückt. Jeder der Leiter 4 wird gegen einen Abschnitt der Innenwand eines Entsprechenden der Löcher 72 gedrückt, der von der Trennwand 71 weiter entfernt ist. Genauer gesagt wird der Vorsprung 51, wie dies in 19 gezeigt ist, an einem Punkt P1 gegen die Fläche der Trennwand 71 gedrückt. Der Leiter 4 wird an einem Punkt P2 gegen die Innenwand des Lochs 72 des Halters 7 gedrückt.
Der restliche Aufbau des Gassensors 10 ist identisch zu demjenigen des fünften Ausführungsbeispiels, und seine detaillierte Erläuterung unterbleibt hierbei. Der Aufbau des Gassensors 10 von diesem Ausführungsbeispiel bietet im Wesentlichen die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel.
20 zeigt den Halter 7 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Der Halter 7 hat drei Leitereinführlöcher 72, die in diesem ausgebildet sind, und kann mit einem (nicht gezeigten) Sensor zum Erfassen einer physikalischen Grö-ße angewendet werden, der mit drei Verbindungsstücken ausgestattet ist, durch die drei Elektrodendrähte und drei Leiter elektrisch und mechanisch verbunden sind. Beispielsweise kann der Halter 7 in einem Temperatursensor eingebaut sein, der mit der Temperaturerfassungsvorrichtung 200 ausgestattet ist, wie dies in 21 gezeigt ist.
Die Temperaturerfassungsvorrichtung 200 ist mit zwei Arten an Thermistorchips ausgestattet: ein Niedrigtemperaturchip 201 für einen Niedrigtemperaturbereich und ein Hochtemperaturchip 202 für einen Hochtemperaturbereich. Die Temperaturerfassungsvorrichtung 200 ist mit drei Signalleitungen 31 verbunden: eine Erdungsleitung 31G, eine Niedrigtemperatursignalleitung 31L und eine Hochtemperatursignalleitung 31H. Die Erdungsleitung 31G ist mit dem Niedrigtemperaturchip 201 und dem Hochtemperaturchip 202 verbunden. Die Niedrigtemperatursignalleitung 31L ist mit dem Niedrigtemperaturchip 201 verbunden. Die Hochtemperatursignalleitung 31H ist mit dem Hochtemperaturchip 202 verbunden. Die Temperaturerfassungsvorrichtung 200 ist durch eine Glasdichtung 203 hermetisch umschlossen.
Wenn es erforderlich ist, die Temperatur in dem Niedrigtemperaturbereich zu messen, wird eine elektrische Spannung über die Erdungsleitung 31G und die Niedrigtemperatursignalleitung 31L angelegt. Alternativ wird, wenn es erforderlich ist, die Temperatur in dem Hochtemperaturbereich zu messen, die elektrische Spannung über die Erdungsleitung 31G und die Hochtemperatursignalleitung 31H angelegt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 20 hat der Halter 7 die Trennwand 71, die so geformt ist, dass sie die drei Leitereinführlöcher 72 definiert, die unter 120° voneinander in der Umfangsrichtung des Halters 7 entfernt angeordnet sind. Jeder der Leiter 4 tritt wie in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen durch eines der Leitereinführlöcher 72.
Jeder der Vorsprünge 51 ist der Mitte des Halters 7 zugewandt und wird gegen die Trennwand 71 gedrückt. Jeder der Leiter 4 wird gegen einen Abschnitt der Innenwand von einem Entsprechenden der Löcher 72 gedrückt, das von der Trennwand 71 weiter entfernt ist. Genauer gesagt wird der Vorsprung 51, wie dies in 20 gezeigt ist, an einem Punkt P1 gegen die Fläche der Trennwand 71 gedrückt. Der Leiter 4 wird an einem Punkt P2 gegen die Innenwand des Lochs 72 des Halters 7 gedrückt.
Der restliche Aufbau des Gassensors 10 ist zu demjenigen des sechsten Ausführungsbeispiels identisch, und seine detaillierte Erläuterung unterbleibt hierbei. Der Aufbau des Gassensors 10 von diesem Ausführungsbeispiel bietet im Wesentlichen die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie bei dem fünften und sechsten Ausführungsbeispiel.
Die Erfindung wird mit dem Temperatursensor 1 oder dem Gassensor 10 bei jedem des ersten bis sechsten Ausführungsbeispiels angewendet, kann jedoch auf eine andere Art an Sensor zum Erfassen einer physikalischen Größe angewendet werden. Die verwendete Anzahl der Elektrodendrähte (das heißt die Signalleitungen 31), der Leiter 4 oder der Verbindungsstücke 5 ist nicht auf zwei bis vier beschränkt, sondern kann beispielsweise sechs betragen.
Während die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbart ist, um ein besseres Verständnis von ihr zu liefern, sollte berücksichtigt werden, dass die vorliegende Erfindung in verschiedenen Weisen ausgeführt werden kann, ohne vom Prinzip der Erfindung abzuweichen. Daher sollte verständlich sein, dass die Erfindung sämtliche möglichen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen ausser den gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst, die ausgeführt werden können, ohne vom Prinzip der Erfindung abzuweichen, das in den beigefügten Ansprüchen aufgezeigt ist.
Der Sensor zum Erfassen einer physikalischen Größe ist so vorgesehen, dass er mit einem Halter ausgestattet ist, in welchem Elektrodendrähte und Leiter angeordnet sind. Die Elektrodendrähte sind mit einer Erfassungsvorrichtung verbunden. Die Leiter erstrecken sich zu einer externen Vorrichtung. Die Elektrodendrähte und die Leiter sind miteinander durch Verbindungsstücke gekuppelt. Der Halter hat Löcher, in denen die Verbindungsstücke, mit denen die Leiter verbunden sind, montiert sind. Jedes der Verbindungsstücke hat einen Vorsprung, der weiter nach außen als ein Umfang eines Abschnitts des Leiters vorragt, der in einem Entsprechenden der Verbindungsstücke angeordnet ist. Der Halter hat eine Trennwand, die die Verbindungsstücke voneinander elektrisch isoliert. Jeder der Vorsprünge ist gegen die Trennwand gedrückt, während jeder der Leiter gegen einen Abschnitt einer Innenwand der Löcher des Halters gedrückt ist, der von der Trennwand weiter entfernt ist. Dies stellt eine Stabilität beim Halten der Verbindungsstücke und der Leiter in dem Halter sicher, wodurch eine Schwingung der Verbindungsstücke in dem Sensor minimiert wird.

Claims

Sensor (1, 10) mit: einer Erfassungsvorrichtung (2, 20), die eine vorgegebene physikalische Größe misst; einer Vielzahl an Elektrodendrähten, von denen jeder ein erstes Ende und ein zweites Ende, das zu dem ersten Ende entgegengesetzt ist, hat, wobei die Elektrodendrähte an den ersten Enden mit der Erfassungsvorrichtung (2, 20) verbunden sind; einer Vielzahl an Leitern (4), von denen jeder ein erstes Ende und ein zweites Ende, das zu dem ersten Ende entgegengesetzt ist, hat, wobei jeder der Leiter (4) aus Drähten (41), die mit einem Isolator (42) bedeckt sind, gebildet ist; einer Vielzahl an Verbindungsstücken (5), von denen jedes in ihm das zweite Ende von einem der Elektrodendrähte und das erste Ende von einem der Leiter (4) verbindet; einer Schutzröhre (6), in der die Elektrodendrähte, die Leiter (4) und die Verbindungsstücke (5) angeordnet sind; und einem Halter (7), der in der Schutzröhre (6) angeordnet ist und in dem zumindest Abschnitte der Verbindungsstücke (5) und Abschnitte der Leiter (4) gehalten sind, wobei der Halter (7) eine Trennwand (71) aufweist, die die Verbindungsstücke (5) voneinander in dem Halter (7) elektrisch isoliert, wobei der Halter (7) in ihm eine Vielzahl an Leitereinführlöchern (72) ausgebildet hat, durch die die Abschnitte der Leiter (4) treten, wobei jedes der Verbindungsstücke (5) einen Vorsprung (51) hat, der weiter nach außen vorragt als ein Umfang eines Abschnitts des Leiters (4), der in einem Entsprechenden der Verbindungsstücke (5) angeordnet ist, wobei der Vorsprung (51) von jedem der Verbindungsstücke (5) demjenigen von zumindest einem der anderen Verbindungsstücke (5) zugewandt ist, und wobei jeder der Vorsprünge (51) der Verbindungsstücke (5) gegen die Trennwand (71) gedrückt ist, und jeder der Leiter (4) gegen einen Abschnitt einer Innenwand der Leitereinführlöcher (72) gedrückt ist, der von der Trennwand (71) weiter entfernt ist.
Sensor (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Erfassungsvorrichtung als eine Temperaturerfassungsvorrichtung (2) arbeitet, um eine Temperatur eines Objekts zu messen, und wobei die Elektrodendrähte Signalleitungen (31) sind, die mit der Temperaturerfassungsvorrichtung (2) verbunden sind.
Sensor (1) gemäß Anspruch 2, wobei die Signalleitungen (31) zwei Signalleitungen sind, von denen jede ein erstes Ende und ein zweites Ende, das zu dem ersten Ende entgegengesetzt ist, hat, wobei die Signalleitungen (31) an den ersten Enden mit der Temperaturerfassungsvorrichtung (2) verbunden sind, wobei er des Weiteren einen Abschirmstift (3) aufweist, der in diesem die Signalleitungen (31) angeordnet hat, wobei die ersten Enden und die zweiten Enden außerhalb der Enden des Abschirmstifts (3) freigelegt sind, wobei die Leiter (4) zwei Leiter sind.
Sensor (1) gemäß Anspruch 3, wobei der Abschirmstift (3) einen Isolator (32) hat, der aus einem keramischen Material hergestellt ist und der die Signalleitungen (31) innerhalb des Abschirmstifts (3) hält.
Sensor (1, 10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Isolator (42) von jedem der Leiter (4) einen Abschnitt hat, der in einem Entsprechenden der Leitereinführlöcher (72) angeordnet ist und elastisch verformt ist.
Sensor (1, 10) gemäß Anspruch 5, wobei, wenn ein Abstand zwischen der Trennwand (71) des Halters (7) und einem Abschnitt einer Innenwand von jedem der Leitereinführlöcher (72), der von der Trennwand (71) in einer Radiusrichtung des Halters (7) am weitesten entfernt ist, als A definiert ist, ein Durchmesser der Leiter (4) als B definiert ist, und ein Abstand, um den jeder der Vorsprünge (51) von dem Umfang eines Entsprechenden der Leiter (4) vorragt, als H definiert ist, eine Beziehung A - B < H erfüllt ist.
Sensor (1) gemäß Anspruch 3, wobei jedes der Verbindungsstücke (5) einen Verbindungsabschnitt (53) hat, um eine feste Verbindung mit den leitfähigen Drähten (41) eines Entsprechenden der Leiter (4) zu gestalten, und wobei jeder der Verbindungsabschnitte (53) näher zu den Signalleitungen (31) als ein Entsprechender der Vorsprünge (51) angeordnet ist.
Sensor (1, 10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jeder der Vorsprünge (51) ein abgeschrägtes Ende hat, das einem Entsprechenden der Leiter (4) zugewandt ist.