DE102015109063B4

DE102015109063B4 - Temperatursensor und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE102015109063B4
Application number: DE102015109063.5A
Authority: DE
Inventors: Susumu Shibayama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2035-06-10
Also published as: JP2016027313A; DE102015109063A1; CN105222926A; JP6075398B2; US9909929B2; US20150377713A1; CN105222926B

Abstract

Temperatursensor (1), aufweisend:einen Temperatur-Erfassungsabschnitt (5) mit einem temperaturempfindlichen Element (51);ein zylindrisches Gehäuse (2), welches auf einer proximalen Endseite des Temperatur-Erfassungsabschnitts (5) angeordnet ist;ein Konnektorelement (3), welches auf einer proximalen Endseite des Gehäuses (2) angeordnet ist; undein Pufferelement (4), welches elastisch verformbar ist und zwischen dem Konnektorelement (3) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist, wobeidas Konnektorelement (3) eine Konnektor-Gegenfläche (301) enthält, welche in einer Axialrichtung entlang einer Längsachse des Gehäuses (2) auf einer Seite des Gehäuses angeordnet ist;das Gehäuse (2) eine Gehäuse-Gegenfläche (201) enthält, welche gegenüberliegend zu der Konnektor-Gegenfläche (301) angeordnet ist,die Gehäuse-Gegenfläche (201) und die Konnektor-Gegenfläche (301) voneinander beabstandet sind, so dass zwischen diesen ein Spalt vorliegt,das Pufferelement (4) verformbar in dem Spalt angeordnet ist, so dass das Konnektorelement (3) und das Gehäuse (2) in der Axialrichtung relativ zueinander beweglich sind,das Pufferelement (4) ein O-Ring mit einer ringförmigen Gestalt ist, welcher derart angeordnet ist, dass eine Mittelachse davon koaxial zu der Längsachse des Gehäuses (2) liegt,die Konnektor-Gegenfläche (301) mit einem Vorsprungteil (34) ausgebildet ist, welcher in Richtung hin zu dem Gehäuse (2) vorsteht, um in den O-Ring eingefügt zu sein,eine Vorsprungshöhe (H1) des Vorsprungteils (34) in der Axialrichtung kleiner ist als eine Höhe des zwischen dem Gehäuse (2) und dem Konnektorelement (3) komprimierten O-Rings, undzwischen dem Vorsprungteil (34) und der Gehäuse-Gegenfläche (201) ein Hilfsspalt (72) ausgebildet ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor und ein Verfahren zur Herstellung des Temperatursensors.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen sind Verbrennungskraftmaschinen von Fahrzeugen mit einem Temperatursensor zum Messen der Temperatur von Abgas usw. vorgesehen. Die japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer JP H08-50 061 A beschreibt einen Temperatursensor mit einer Struktur, bei welcher dessen Konnektor bzw. Verbindungsstück an dessen Hauptkörper integral fixiert ist, um die Herstellungskosten zu reduzieren und die Produktivität zu erhöhen.
Insbesondere ist ein Endabschnitt des Konnektors in ein Gehäuse eingefügt, welches in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, und durch Umgriffs-Pressen bzw. - Quetschen bzw. einfassendes Verformen des Gehäuses integral an dem Gehäuse befestigt. Das Gehäuse und der Konnektor stoßen in der Axialrichtung aneinander. Das Gehäuse ist an dessen äußerer Seitenfläche mit einem Gewinde versehen, so dass dieses in eine mit einem Gewinde versehene Öffnung, welche in einer Verbrennungskraftmaschine oder dergleichen ausgebildet ist, geschraubt werden kann.
Der vorstehende herkömmliche Temperatursensor besitzt jedoch die nachstehend beschriebenen Probleme. Bei diesem Temperatursensor werden der Konnektor und das Gehäuse in dem Zustand fest miteinander verbunden bzw. fixiert, bei welchem diese in der Axialrichtung aneinanderstoßen. Entsprechend wird eine Vibration der Verbrennungskraftmaschine oder dergleichen auf einfache Art und Weise über das Gehäuse zu dem Konnektor übertragen. Falls die zu dem Konnektor übertragene Vibration stark ist, tritt zwischen diesem Konnektor und einem Konnektor einer äußeren Einheit, welche mit dem Temperatursensor elektrisch verbunden ist, Reibung auf. In diesem Fall bestehen Bedenken, dass sich Anschlüsse des Konnektors des Temperatursensors und Anschlüsse des Konnektors der äußeren Einheit abnutzen können. Ferner, da das Gehäuse und der Konnektor durch Umgriffs-Pressen bzw. einfassendes Verformen des Gehäuses integral aneinander befestigt werden, bestehen Bedenken, dass in dem Konnektor Restspannungen vorliegen, da durch das Pressen bzw. Quetschen auf den Konnektor gedrückt wird. Da es notwendig ist, den Betrag des Pressens bzw. Quetschens bzw. Verformens usw. anzupassen, um die Restspannungen in dem Konnektor zu reduzieren, wird die Produktivität verringert.
Weiterer relevanter Stand der Technik ist in den Druckschriften CN 103 471 739 A und JP 2005 - 17 070 A offenbart.
Kurzfassung
Die vorstehenden Probleme und die sich daraus ergebende Aufgabe werden durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
Ein beispielhafter Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht einen Temperatursensor vor, aufweisend:

einen Temperatur-Erfassungsabschnitt mit einem temperaturempfindlichen Element;
ein zylindrisches Gehäuse, welches auf einer proximalen Endseite des Temperatur-Erfassungsabschnitts angeordnet ist;
ein Konnektorelement, welches auf einer proximalen Endseite des Gehäuses angeordnet ist, und
ein Pufferelement, welches elastisch verformbar ist und zwischen dem Konnektorelement und dem Gehäuse angeordnet ist, wobei
das Konnektorelement eine Konnektor-Gegenfläche enthält, welche in einer Axialrichtung entlang einer Längsachse des Gehäuses auf einer Seite des Gehäuses angeordnet ist;
das Gehäuse eine Gehäuse-Gegenfläche enthält, welche gegenüberliegend zu der Konnektor-Gegenfläche angeordnet ist,
die Gehäuse-Gegenfläche und die Konnektor-Gegenfläche voneinander beabstandet sind, so dass zwischen diesen ein Spalt vorliegt, und
das Pufferelement verformbar in dem Spalt angeordnet ist, so dass das Konnektorelement und das Gehäuse in der Axialrichtung relativ zueinander beweglich sind.

Der beispielhafte Aspekt sieht außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensors vor, wobei der Temperatursensor aufweist:

einen Temperatur-Erfassungsabschnitt mit einem temperaturempfindlichen Element;
ein zylindrisches Gehäuse, welches auf einer proximalen Endseite des Temperatur-Erfassungsabschnitts angeordnet ist;
ein Konnektorelement, welches auf einer proximalen Endseite des Gehäuses angeordnet ist, und
ein Pufferelement, welches elastisch verformbar ist und zwischen dem Konnektorelement und dem Gehäuse angeordnet ist, wobei
das Konnektorelement eine Konnektor-Gegenfläche enthält, welche in einer Axialrichtung entlang einer Längsachse des Gehäuses auf einer Seite des Gehäuses angeordnet ist;
das Gehäuse eine Gehäuse-Gegenfläche enthält, welche sich gegenüberliegend zu der Konnektor-Gegenfläche befindet,
die Gehäuse-Gegenfläche und die Konnektor-Gegenfläche voneinander beabstandet sind, so dass zwischen diesen ein Spalt vorliegt,
das Pufferelement verformbar in dem Spalt angeordnet ist, so dass das Konnektorelement und das Gehäuse in der Axialrichtung relativ zueinander beweglich sind,
wobei das Konnektorelement einen Randteil enthält, welcher in einer radialen Richtung senkrecht zu der Axialrichtung vorsteht,
wobei das Gehäuse einen zylindrischen Verbindungsteil enthält, welcher sich in Richtung hin zu dem Konnektorelement erstreckt, um den Randteil darin aufzunehmen,
wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte aufweist:
- Anordnen des Randteils innerhalb des Verbindungsteils in einem Zustand, bei welchem das Pufferelement in dem Spalt angeordnet ist; und
- Verformen eines Endabschnitts des Verbindungsteils auf einer Seite des Konnektorelements, so dass sich der eine Endabschnitt innerhalb des Verbindungsteils in Richtung hin zu dem Gehäuse erstreckt, um einen Umgriff-Pressteil auszubilden, welcher den Randteil darin umgreift, wobei während der Ausbildung des Umgriff-Pressteils eine Verarbeitungslast zum Verformen des Verbindungsteils und eine Verarbeitungszeit, welche ausgehend von dem Zeitpunkt des Beginns der Verformung des Verbindungsteil verstreicht, gemessen werden, wobei die Ausbildung des Umgriff-Pressteils beendet wird, wenn die Verarbeitungslast eine vorbestimmte Schwellenlast überschreitet und die Verarbeitungszeit eine vorbestimmte Schwellenzeit überschreitet.

Gemäß dem beispielhaften Aspekt ist ein Temperatursensor vorgesehen, welcher in der Lage ist, eine Vibrationsübertragung von dessen Gehäuse zu dessen Konnektorelement in hohem Maße zu reduzieren. Gemäß dem beispielhaften Aspekt ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung des Temperatursensors mit einer hohen Produktivität vorgesehen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung mit den Abbildungen und den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste
In den beigefügten Abbildungen sind:

1 eine Querschnittsansicht eines Temperatursensors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Ansicht des Temperatursensors aus Sicht des Pfeils II in 1;
3 eine vergrößerte Teilansicht von 1;
4 eine Querschnitts-Teilansicht von 1 entlang der Linie IV-IV;
5 eine Querschnitts-Teilansicht von 4 entlang der Linie V-V;
6 eine Querschnitts-Teilansicht des Temperatursensors vor dem Ausbilden eines Umgriff-Pressteils;
7 eine Querschnitts-Teilansicht des Temperatursensors im Zuge des Ausbildens des Umgriff-Pressteils;
8 ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen einer Verarbeitungslast und einer Verarbeitungszeit während eines Verfahrens zur Herstellung des Temperatursensors gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
9 ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen einer Verarbeitungslast-Veränderungsrate und der Verarbeitungszeit während des Verfahrens zur Herstellung des Temperatursensors gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
10 eine Abbildung, welche ein Muster des Temperatursensors und eine Spannvorrichtung bei einem Kontrolltest zeigt; und
11 ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen einer Resonanzüberhöhung und einer Vibrationsfrequenz für jedes von drei Mustern zeigt, welche bei dem Test gemessen werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Ein Temperatursensor 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist mit Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, enthält der Temperatursensor 1 einen Temperatur-Erfassungsabschnitt 5, ein Gehäuse 2, ein Konnektorelement 3 und ein Pufferelement 4. Der Temperatur-Erfassungsabschnitt 5 enthält ein temperaturempfindliches Element 51. Das Gehäuse 2 ist in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet und auf der proximalen Endseite des Temperatur-Erfassungsabschnitts 5 angeordnet. Das Konnektorelement 3 auf bei der proximalen Endseite des Gehäuses 2 angeordnet. Das Pufferelement 4, welches elastisch verformbar ist, ist zwischen dem Konnektorelement 3 und dem Gehäuse 2 angeordnet.
Wie in den 1 bis 4 gezeigt ist, enthält das Konnektorelement 3 eine Konnektor-Gegenfläche 301, welche auf der Seite des Gehäuses 2 in der Axialrichtung des Gehäuses 2 angeordnet ist. Das Gehäuse 2 enthält eine Gehäuse-Gegenfläche 201, welche gegenüberliegend zu der Konnektor-Gegenfläche 301 angeordnet ist. Das Pufferelement 4 ist in einem Spalt 71 angeordnet, welcher zwischen der Konnektor-Gegenfläche 301 und der Gehäuse-Gegenfläche 201 ausgebildet ist. Da das Pufferelement 4 verformbar ist, sind das Konnektorelement 3 und das Gehäuse 2 in der Axialrichtung X relativ zueinander beweglich.
In der nachfolgenden Beschreibung ist die Seite, auf welcher der Temperatur-Erfassungsabschnitt 5 in der Axialrichtung X angeordnet ist, als die distale Endseite bezeichnet, und die Seite gegenüberliegend zu der distalen Endseite ist als die proximale Endseite bezeichnet. Der Temperatursensor 1 dient zum Messen der Temperatur von Abgas innerhalb des Abgaskrümmers einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs. Der Temperatursensor 1 kann jedoch zum Messen der Temperatur von Abgas, welches durch ein Abgasrohr strömt, und der Temperatur von Kühlwasser, welches durch ein Kühlrohr bzw. -leitung strömt, verwendet werden.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält der Temperatursensor 1 das zylindrische Gehäuse 2, das Konnektorelement 3, welches auf der proximalen Endseite des Gehäuses 2 angeordnet ist, und den Temperatur-Erfassungsabschnitt 5, welcher auf der distalen Endseite des Gehäuses 2 angeordnet ist. Der Temperatur-Erfassungsabschnitt 5 enthält das temperaturempfindliche Element 51, ein Schutzrohr 53, welches das temperaturempfindliche Element 51 aufnimmt, und ein Befüllungselement 55 zum Fixieren des temperaturempfindlichen Elements 51 in dem Schutzrohr 53. Das temperaturempfindliche Element 51 enthält ein Paar von Element-Elektrodendrähten 52, welche sich hin zu der proximalen Endseite erstrecken. Das Paar der Element-Elektrodendrähte 52 ist jeweils mit einem Paar von Anschlüssen 6 elektrisch verbunden, welche innerhalb des Konnektorelements 3 angeordnet sind.
Das Schutzrohr 53 ist in einer Gestalt eines Zylinders mit einem Boden bzw. eines einseitig geschlossenen Zylinders ausgebildet und dieses ist in einem Zustand angeordnet, dass das Bodenende davon das distale Ende des Temperatursensors 1 darstellt. Der proximale Endabschnitt des Schutzrohrs 53 ist mit einem Teil 54 mit vergrößertem Durchmesser ausgebildet, dessen Durchmesser größer ist als dieser des distalen Endabschnitts davon. Das Schutzrohr 53 ist durch Zusammenfügen des Teils 54 mit vergrößertem Durchmesser und des Gehäuses 2 an dem Gehäuse 2 fixiert. Das Befüllungselement 55 ist in dem distalen Endabschnitt des Schutzrohrs 53 eingefüllt, um das Paar der Element-Elektrodendrähte 52 auf der distalen Endseite zu umgeben. Das Befüllungselement 55 kann Zement sein.
Das Gehäuse 2 enthält einen Gehäuse-Fixierungsteil 21, welcher sich auf der distalen Endseite befindet, einen Spannvorrichtungs-Eingriffsteil 23, welcher sich auf der proximalen Endseite des Gehäuse-Fixierungsteils 21 befindet, und einen Umgriff-Pressteil 22, welcher sich auf der proximalen Endseite des Spannvorrichtungs-Eingriffsteils 23 befindet. Der Gehäuse-Fixierungsteil 21 ist in einer annähernd zylindrischen Gestalt ausgebildet und bei dessen äußerer Seitenfläche mit einem Gewinde versehen. Der Temperatursensor 1 kann durch Schrauben des Gehäuse-Fixierungsteils 21 in eine mit einem Gewinde versehen Öffnung, welche in dem Abgaskrümmer ausgebildet ist, an dem Abgaskrümmer fixiert werden. Die Endfläche auf der distalen Endseite des Gehäuse-Fixierungsteils 21 ist mit einem distalen Vorsprungteil 211 ausgebildet, welcher hin zu der distalen Endseite vorsteht. Der Abschnitt 54 mit vergrößertem Durchmesser des Schutzrohrs 53 ist an dem distalen Vorsprungteil 211 angebracht bzw. eingepasst.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, besitzt der Spannvorrichtungs-Eingriffsteil 23 in der Axialrichtung X betrachtet eine sechseckige Gestalt und ist mit einer Durchgangsöffnung 231 ausgebildet, deren innere Peripherie hin zu der inneren Peripherie des Gehäuse-Fixierungsteils 21 durchgehend ist. Wie in 6 und 7 gezeigt ist, entspricht der Umgriff-Pressteil 22 einem zylindrischen Verbindungsteil 220, bevor das Gehäuse 2 und das Konnektorelement 3 aneinander befestigt werden. Der Verbindungsteil 220 erstreckt sich ausgehend von dem Spannvorrichtungs-Eingriffsteil 23 hin zu der proximalen Endseite. Der Verbindungsteil 220 ist mit einem Paar von konvexen Eingriffsabschnitten 221 ausgebildet, welche radial nach innen vorstehen. Das Paar der konvexen Eingriffsabschnitte 221 ist gegenüberliegend zueinander angeordnet.
Der Verbindungsteil 220 und der Spannvorrichtungs-Eingriffsteil 23 bilden einen Zylinder mit einem Boden, dessen Bodenfläche aus dem Spannvorrichtungs-Eingriffsteil 23 ausgebildet ist. Die durch den Spannvorrichtungs-Eingriffsteil 23 ausgebildete Bodenfläche bildet die Gehäuse-Gegenfläche 201 gegenüberliegend zu der Konnektor-Gegenfläche 301. Der Umgriff-Pressteil 22 wird durch Verformen des Verbindungsteils 220 hin zu einer Gestalt, welche einen Randteil 31 des Konnektorelements 3 umgibt bzw. umfasst, ausgebildet.
Wie in den 1 bis 4 gezeigt ist, enthält das Konnektorelement 3 einen Konnektor-Zylinderteil 32, dessen Querschnittsgestalt senkrecht zu der Axialrichtung X oval ist, und einen Konnektor-Bodenteil 33 mit einer säulenförmige Gestalt, welcher auf der distalen Endseite des Konnektor-Zylinderteils 32 angeordnet ist. Wie in den 3 bis 5 gezeigt, ist der Konnektor-Bodenteil 33 mit dem Randteil 31 ausgebildet, welcher eine ringförmige Gestalt besitzt und bei dessen äußerer Seitenfläche radial nach außen vorsteht. Der Randteil 31 ist mit einem Paar von konkaven Eingriffsabschnitten 311 bei dessen Ecken auf der proximalen Endseite ausgebildet. Das Paar der konkaven Eingriffsabschnitte 311 ist bei Positionen angeordnet, welche sich gegenüberliegen und den Positionen des Paares der konvexen Eingriffsabschnitte 221 entsprechen. Hier ist angenommen, dass die Eingriffslänge in der Axialrichtung X zwischen dem konkaven Eingriffsabschnitt 311 und dem konvexen Eingriffsabschnitt 221 S beträgt.
Die Endfläche auf der distalen Endseite des Konnektor-Bodenteils 33 bildet die Konnektor-Gegenfläche 301 gegenüberliegend zu der Gehäuse-Gegenfläche 201. Das Konnektorelement 3 enthält einen Vorsprungteil 34 mit einer säulenförmigen Gestalt, welcher ausgehend von der Konnektor-Gegenfläche 301 hin zu der distalen Endseite vorsteht. Die Höhe H1 in der Axialrichtung X des Vorsprungteils 34 ist kleiner als die Höhe H des zwischen dem Konnektorelement 3 und dem Gehäuse 2 komprimierten Pufferelements 4. Bei dieser Ausführungsform beträgt die Höhe H 1,33 mm und die Höhe H1 beträgt 1,13 mm. Entsprechend ist zwischen der distalen Endfläche des Vorsprungteils 34 und der Gehäuse-Gegenfläche 201 ein Hilfsspalt 72 der Höhe H2 (=0,2 mm) ausgebildet. Es ist vorzuziehen, dass die Eingriffslänge S zwischen dem konkaven Eingriffsabschnitt 311 und den konvexen Eingriffsabschnitten 221 größer eingestellt ist als die Höhe H2, so dass, wenn das Konnektorelement 3 und das Gehäuse 2 in der Axialrichtung X durch die Höhe H2 zueinander verschoben werden, der Eingriff bzw. Kontakt des Eingriffsabschnitts 311 und der konvexen Eingriffsabschnitte 221 veranlasst werden kann, um zu vermeiden, dass sich das Konnektorelement 3 und das Gehäuse 2 relativ zueinander drehen.
Das Pufferelement 4 ist in dem zwischen der Gehäuse-Gegenfläche 201 und der Konnektor-Gegenfläche 301 ausgebildeten Spalt 71 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform entspricht das Pufferelement 4 einem O-Ring aus Florkautschuk. Der Vorsprungteil 34 ist in die innere Peripherie des Pufferelements 4 eingefügt.
Das Konnektorelement 3 und das Gehäuse werden durch Umgriffs-Pressen bzw. einfassendes Verformen des Verbindungsteils 220 des Gehäuses 2 hin zu einer Gestalt, welche den Randteil 31 des Konnektorelements 3 umgibt bzw. umfasst, in einem Zustand, bei welchem das Pufferelement 4 in dem Spalt 71 angeordnet ist, aneinander befestigt bzw. fixiert. Zu dieser Zeit ist der konvexe Eingriffsabschnitt 221 des Verbindungsteils 220 innerhalb des konkaven Eingriffsabschnitts 311 angeordnet. Die Höhe in der Axialrichtung X des Spalts 71, welche gleich der Höhe H des komprimierten Pufferelements 4 ist, beträgt 0,7 H0, wobei H0 der Höhe des Pufferelements 4 entspricht, bevor dieses komprimiert wird. Bei dieser Ausführungsform beträgt H0 1,9 mm und H=1,33 mm. Somit wird das zwischen der Konnektor-Gegenfläche 301 und der Gehäuse-Gegenfläche 201 angeordnete Pufferelement 4 in dem Zustand, bei welchem das Konnektorelement 3 und das Gehäuse 2 aneinander befestigt sind, um 30% komprimiert.
Nachfolgend ist ein Verfahren zur Herstellung des Temperatursensors 1 beschrieben. In dem Graphen von 8 stellt die vertikale Achse die Verarbeitungslast zum Ausbilden des Umgriff-Pressteils 22 dar und die horizontale Achse stellt die Verarbeitungszeit dar, während welcher ein Obergesenk vorgerückt wird.
Der Umgriff-Pressteil 22 wird unter Verwendung eines Presswerkzeugs (nicht gezeigt) ausgebildet, welches das Obergesenk und ein Untergesenk enthält, die in der Axialrichtung angeordnet sind. Das Obergesenk besitzt eine ringförmige Gestalt und enthält eine Verarbeitungsfläche zum Ausbilden des Umgriff-Pressteils 22 aus dem Verbindungsteil 220. Das Obergesenk ist derart konfiguriert, dass dieses in der Axialrichtung X vorwärts und rückwärts bewegt werden kann. Die Verarbeitungsfläche besitzt annähernd die gleiche äußere Gestalt wie der Umgriff-Pressteil 22. Das Obergesenk wird in Richtung hin zu dem Untergesenk, welches das Gehäuse 2 hält, voran bewegt, um den Verbindungsteil 220 zwischen diesen aufzunehmen. Folglich wird das offene Ende des Verbindungsteils 22 radial nach innen verformt, um sich in Richtung hin zu dem Untergesenk zu erstrecken, um dadurch das Umgriff-Pressteil 22 auszubilden.
Um den Umgriff-Pressteil 22 auszubilden, werden die Verarbeitungslast F und die Verarbeitungszeit t gemessen. Wie in 8 gezeigt ist, beginnt die Verarbeitungslast zu der Zeit t1 anzusteigen, bei welcher das Obergesenk den Verbindungsteil 220 berührt. Das Material des Verbindungsteils 220 gibt zu der Zeit t2 nach und die Verarbeitungslast beginnt abzunehmen. Danach, zu der Zeit t3, nimmt die Verarbeitungslast erneut zu. Zu dieser Zeit steht der Vorsprungteil 34 in Kontakt mit dem Gehäuseelement 2, wie in 7 gezeigt ist. Nach der Zeit t3 wird der Umgriff-Pressteil 22 ausgebildet, während das Konnektorelement 3 gebogen wird.
Die Ausbildung des Umgriff-Pressteils 22 ist zu dem Zeitpunkt abgeschlossen, wenn die Verarbeitungszeit t eine Schwellenzeit t_S überschreitet und die Verarbeitungslast F eine Schwellenlast F_S erreicht. Die Schwellenzeit t_S und die Schwellenlast F_S können durch Durchführen eines vorläufigen Tests ermittelt werden. Die Schwellenlast F_S ist unter Berücksichtigung der Rückverformung eingestellt, welche während des Ausbildens des Umgriff-Pressteils 22 auftritt. Unter Verwendung dieser Rückverformung kann der Hilfsspalt 72 zwischen dem Vorsprungteil 34 und dem Gehäuse 72 auf einfache Art und Weise ausgebildet werden.
In dem Graphen von 9 stellt die vertikale Achse eine Verarbeitungslast-Veränderungsrate (Δ(F²)/Δt) dar, welche dem Zeit-Differenzwert des Quadrats der Verarbeitungslast entspricht, und die horizontale Achse stellt die Verarbeitungszeit dar. Wie aus dem Graphen von 9 ersichtlich ist, nimmt die Verarbeitungslast-Veränderungsrate nach der Zeit t3 stark zu. Entsprechend kann der Umgriff-Pressteil 22 durch geeignetes Einstellen der Schwellenzeit t_S und der Schwellenlast Fs auf einfache Art und Weise ausgebildet werden.
Nachfolgend sind Vorteile der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erläutert. Die Konnektor-Gegenfläche 301 und die Gehäuse-Gegenfläche 201 sind voneinander getrennt bzw. beabstandet angeordnet und der Spalt 71 ist zwischen diesen ausgebildet. Das Konnektorelement 3 und das Gehäuse 2 können sich relativ zueinander bewegen, da das in dem Spalt 71 angeordnet Pufferelement 4 verformbar ist. Wenn entsprechend eine Vibration zu dem Gehäuse 2 übertragen wird, wird die Vibration reduziert, da sich das Gehäuse 2 und das Konnektorelement 3 in der Axialrichtung relativ zueinander bewegen. Ferner ist es möglich, effektiv zu unterdrücken, dass die Vibration zu dem Konnektorelement 3 übertragen wird, da das Pufferelement 4 die Vibration absorbiert.
Das Konnektorelement 3 und das Gehäuse 2 sind über das Pufferelement 4 miteinander verbunden. Entsprechend kann die zwischen dem Konnektorelement 3 und dem Gehäuse 2 aufgebrachte Spannung reduziert werden, da sich das Pufferelement 4 elastisch verformt, wenn das Konnektorelement 3 und das Gehäuse 2 aneinander befestigt werden. Entsprechend kann der Temperatursensor 1 auf einfache Art und Weise hergestellt werden, da es nicht notwendig ist, einen Vorgang zum alleinigen Zweck des Reduzierens der Spannung durchzuführen.
Das Pufferelement 4 ist ein O-Ring, welcher derart angeordnet ist, dass dessen Mittelachse koaxial zu der Längsachse des Gehäuses parallel zu der Axialrichtung X liegt. Die Konnektor-Gegenfläche 301 ist mit dem Vorsprungteil 34 ausgebildet, welcher in Richtung hin zu dem Gehäuse 2 vorsteht, um in den O-Ring eingefügt zu werden. Die Höhe H2 in der Axialrichtung des Vorsprungteils 34 ist kleiner als die Höhe H in der Axialrichtung des Pufferelements 4, welches zwischen dem Gehäuse 2 und dem Konnektorelement 3 angeordnet ist. Der Hilfsspalt 72 ist zwischen dem Vorsprungteil 34 und der Gehäuse-Gegenfläche 201 ausgebildet. Entsprechend ist es möglich, da der Vorsprungteil 34 als ein Positionierungselement zum Positionieren des Pufferelements 4 dient, das Pufferelement 4 auf einfache Art und Weise und exakt in dem Spalt 71 anzuordnen. Ferner verhindert das Vorsehen des Hilfsspalts 72, dass sich das Gehäuseelement 2 und das Konnektorelement 3 gegenseitig berühren. Dies reduziert die von dem Gehäuse 2 zu dem Konnektorelement 3 übertragene Vibration.
Das Gehäuse 2 ist mit zumindest einem konvexen Eingriffsabschnitt 221 ausgebildet, welcher in Richtung hin zu dem Konnektorelement 3 vorsteht. Das Konnektorelement 3 ist mit dem konkaven Eingriffsabschnitt 311 ausgebildet, welcher in Richtung hin zu der gegenüberliegenden Seite zu dem Gehäuse 2 bei einer Position entsprechend dem konvexen Eingriffsabschnitt 221 eingewölbt ist. Der konvexe Eingriffsabschnitt 221 ist innerhalb des konkaven Eingriffsabschnitts 311 angeordnet. Entsprechend kann das Konnektorelement 3 auf einfache Art und Weise positioniert werden, da das Konnektorelement 3 und das Gehäuse 2 daran gehindert werden können, sich relativ zueinander zu drehen.
Das Pufferelement 4 besteht aus Fluorkautschuk, welcher gegenüber Wärme hochbeständig ist. Entsprechend kann der Temperatursensor 1 in einer Hochtemperaturumgebung verwendet werden, während eine Verschlechterung des Pufferelements 4 verhindert wird.
Das Konnektorelement 3 und der O-Ring sind mit einer geeigneten Entfernung (Spalt) zueinander unter Verwendung des O-Rings und des Umgriff-Pressteils 22 angeordnet. Entsprechend kann die thermische Übertragung von dem Gehäuse 2 zu dem Konnektorelement in hohem Maße reduziert werden und entsprechend kann eine thermische Verschlechterung des Konnektorelements 3 im Vergleich zu herkömmlichen Temperatursensoren, bei welchen das Gehäuse und das Konnektorelement unter Verwendung eines zusätzlichen Elements, wie einer Feder, in ihrer Position fixiert sind, in hohem Maße reduziert werden.
Das Pufferelement 4 wird derart komprimiert, dass dessen Höhe im Vergleich zu dessen Ausgangshöhe H0, bevor dieses zwischen dem Gehäuse 2 und dem Konnektorelement 3 angeordnet wird, um 18 bis 30% komprimiert wird, wenn dieses zwischen dem Gehäuse 2 und dem Konnektorelement 3 angeordnet ist. Entsprechend ist es möglich, die Vibrationsübertragung zwischen dem Gehäuse 2 und dem Konnektorelement 3 zu verhindern, da das Pufferelement 3 elastisch verformt werden kann, auch nachdem sich dieses verschlechtert.
Das Konnektorelement 3 enthält den Randteil 31, welcher in der Richtung senkrecht zu der Axialrichtung X vorsteht. Das Gehäuse 2 enthält den Umgriff-Pressteil 22, welcher durch Verformen des zylindrischen Verbindungsteils 220, das sich in Richtung hin zu dem Konnektorelement 3 erstreckt, ausgebildet wird, um den Randteil 31 zu umgreifen bzw. zu umfassen. Das Konnektorelement 3 und das Gehäuse 2 sind durch die Umgriff-Press-Struktur, welche durch den Randteil 31 und den Umgriff-Pressteil 22 gebildet wird, aneinander befestigt.
Beim Ausbilden des Umgriff-Pressteils 22 werden die Verarbeitungslast zum Verformen des Verbindungsteils 220 und die Verarbeitungszeit, welche ausgehend von dem Zeitpunkt verstreicht, zu welchem der Verbindungsteil 220 beginnt verformt zu werden, gemessen. Wenn die Verarbeitungslast eine vorbestimmte Schwellenlast überschreitet und die Verarbeitungszeit eine vorbestimmte Schwellenzeit überschreitet, wird die Ausbildung des Umgriff-Pressteils 22 beendet. Um zu ermöglichen, dass sich das Gehäuse 2 und das Konnektorelement 3 relativ zueinander bewegen, ist es notwendig, einen Raum zwischen diesen vorzusehen. Durch Messen der Verarbeitungslast, während der Umgriff-Pressteil 22 ausgebildet wird, kann dieser notwendige Raum auf einfache Art und Weise vorgesehen werden. Die Verarbeitungslast verändert sich in Abhängigkeit des Zustands der Verformung des Verbindungsteils 220 und des Abstandes zwischen dem Gehäuse 2 und dem Konnektorelement 3. Entsprechend kann durch Messen der Verarbeitungslast der Zustand des Ausbildens des Umgriff-Pressteils 22 erfasst werden und die Gestalt, welche der Umgriff-Pressteil 22 schließlich einnehmen wird, kann auf einfache Art und Weise bestimmt werden. Somit kann der Umgriff-Pressteil 22 auf einfache Art und Weise ausgebildet werden, so dass sich das Gehäuse 2 und das Konnektorelement 3 in der Axialrichtung X relativ zueinander bewegen können. Zusätzlich ermöglicht es das Messen sowohl der Verarbeitungslast als auch der Verarbeitungszeit, eine unnormale Zunahme der Verarbeitungslast zu erfassen, um das Auftreten eines Ausbildungsfehlers des Umgriff-Pressteils 22 zu verhindern.
Wie vorstehend erläutert ist, sind gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Temperatursensor 1, bei welchem die Übertragung einer Vibration zu dem Konnektorelement 3 in hohem Ausmaße unterdrückt werden kann, und das Verfahren zur Herstellung des Temperatursensor 1 mit einer hohen Produktivität vorgesehen.
Kontrolltest
Eine Resonanzfrequenz und eine Resonanzüberhöhung wurden für jedes der Muster 1 bis 3 gemessen. Jedes der Muster 1 bis 3 besteht aus dem Gehäuse 2, dem Konnektorelement 3 und dem Pufferelement 4, wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschrieben ist. Bei dem Muster 1 sind die Höhe H des Spalts 71, die Höhe H1 des Vorsprungteils 34, die Höhe H2 des Hilfsspalts 72 und die Höhe H0 des Pufferelements 4 gleich diesen des Temperatursensors 1 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
Bei dem Muster 2 ist die Höhe H des Spalts 71 gleich 1,13 mm und die Höhe H2 des Hilfsspalts 72 beträgt 0 mm. Das heißt, der Vorsprungteil 34 steht mit der Gehäuse-Gegenfläche 201 in Kontakt. Das Muster 3 unterscheidet sich von dem Muster 2 dahingehend, dass das Gehäuse 2 und das Konnektorelement 3 bei dem Muster 3 in engem Kontakt stehen. Die Höhe H des Spalts 71 und die Höhe H2 des Hilfsspalts 72 sind gleich Muster 2. Der Umgriff-Pressteil ist jedoch derart ausgebildet, um das Konnektorelement 3 durch die Strecke von 0,03 mm einzubringen.
Wie in 10 gezeigt ist, wurde jedes der Muster 1 bis 3 durch Schrauben des Gehäuses 2 in eine mit einem Gewinde versehene Öffnung, welche in der Spannvorrichtung 81 ausgebildet ist, die mit einer Vibrations-Erregereinrichtung verbunden ist, fixiert. Die Resonanzüberhöhung wurde für jedes der Muster 1 bis 3 unter Verwendung einer Laser-Doppler-Vibrations-Messgerät 83 gemessen, während die Frequenz der Vibration, welche durch die Vibrations-Erregereinrichtung angeregt wird, verändert wird. Für jedes der Muster 1 bis 3 wurde ein reflektierendes Band an dem Konnektorelement 3 festgeklebt und ein Laser von dem Laser-Doppler-Vibrations-Messgerät 83 wurde auf das reflektierende Band aufgebracht.
11 ist ein Graph, welcher die Ergebnisse des Kontrolltests zeigt. Bei diesem Graph stellt die vertikale Achse die Resonanzüberhöhung dar und die horizontale Achse stellt die Frequenz der Vibration dar, welche durch die Vibrations-Erregereinrichtung angeregt wird. Die durchgehenden Linien L1, L2 und L3 entsprechen dem Muster 1, dem Muster 2 bzw. dem Muster 3. Durch diesen Graph wurde bestätigt, dass die Resonanzüberhöhung und die Resonanzfrequenz des Musters 1 kleiner sind als diese der Muster 2 und 3. Somit wurde bestätigt, dass die Vibrationsübertragung von dem Gehäuse 2 zu dem Konnektorelement 3 bei dem Temperatursensor 1 gemäß der Ausführungsform der Erfindung effektiv reduziert werden kann.
Die vorstehend erläuterten bevorzugten Ausführungsformen sind beispielhaft für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, welche lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschrieben ist. Es ist erkennbar, dass Modifikationen der bevorzugten Ausführungsformen, welche dem Fachmann aufscheinen, erfolgen können.

Claims

Temperatursensor (1), aufweisend: einen Temperatur-Erfassungsabschnitt (5) mit einem temperaturempfindlichen Element (51); ein zylindrisches Gehäuse (2), welches auf einer proximalen Endseite des Temperatur-Erfassungsabschnitts (5) angeordnet ist; ein Konnektorelement (3), welches auf einer proximalen Endseite des Gehäuses (2) angeordnet ist; und ein Pufferelement (4), welches elastisch verformbar ist und zwischen dem Konnektorelement (3) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei das Konnektorelement (3) eine Konnektor-Gegenfläche (301) enthält, welche in einer Axialrichtung entlang einer Längsachse des Gehäuses (2) auf einer Seite des Gehäuses angeordnet ist; das Gehäuse (2) eine Gehäuse-Gegenfläche (201) enthält, welche gegenüberliegend zu der Konnektor-Gegenfläche (301) angeordnet ist, die Gehäuse-Gegenfläche (201) und die Konnektor-Gegenfläche (301) voneinander beabstandet sind, so dass zwischen diesen ein Spalt vorliegt, das Pufferelement (4) verformbar in dem Spalt angeordnet ist, so dass das Konnektorelement (3) und das Gehäuse (2) in der Axialrichtung relativ zueinander beweglich sind, das Pufferelement (4) ein O-Ring mit einer ringförmigen Gestalt ist, welcher derart angeordnet ist, dass eine Mittelachse davon koaxial zu der Längsachse des Gehäuses (2) liegt, die Konnektor-Gegenfläche (301) mit einem Vorsprungteil (34) ausgebildet ist, welcher in Richtung hin zu dem Gehäuse (2) vorsteht, um in den O-Ring eingefügt zu sein, eine Vorsprungshöhe (H1) des Vorsprungteils (34) in der Axialrichtung kleiner ist als eine Höhe des zwischen dem Gehäuse (2) und dem Konnektorelement (3) komprimierten O-Rings, und zwischen dem Vorsprungteil (34) und der Gehäuse-Gegenfläche (201) ein Hilfsspalt (72) ausgebildet ist.
Temperatursensor (1) nach Anspruch 1, wobei zumindest ein konvexer Eingriffsabschnitt (221) bei einem Element des Gehäuses (2) oder des Konnektorelements (3) ausgebildet ist, um in Richtung hin zu dem anderen Element des Gehäuses (2) und des Konnektorelements (3) vorzustehen, und ein konkaver Eingriffsabschnitt (311) bei dem anderen Element des Gehäuses (2) und des Konnektorelements (3) bei einer Position entsprechend dem konvexen Eingriffsabschnitt (221) ausgebildet ist, um in Richtung hin zu dem einen Element des Gehäuses (2) und des Konnektorelements (3) konkav zu sein, der konvexe Eingriffsabschnitt (221) innerhalb des konkaven Eingriffsabschnitts (311) angeordnet ist.
Temperatursensor (1) nach Anspruch 1, wobei das Pufferelement (4) aus Fluorkautschuk besteht.
Temperatursensor (1) nach Anspruch 1, wobei eine Höhe des Pufferelements (4), welches zwischen dem Gehäuse (2) und dem Konnektorelement (3) angeordnet ist, im Vergleich zu einer Ausgangshöhe davon um 18% bis 30% komprimiert ist, wobei die Ausgangshöhe der Höhe entspricht, bevor das Pufferelement (4) zwischen dem Gehäuse (2) und dem Konnektorelement (3) angeordnet wurde.
Temperatursensor (1) nach Anspruch 1, wobei das Konnektorelement (3) einen Randteil (31) enthält, welcher in einer radialen Richtung senkrecht zu der Axialrichtung vorsteht, das Gehäuse (2) einen Umgriff-Pressteil (22) enthält, welcher durch Verformen eines zylindrischen Verbindungsteils (220) davon, der sich in Richtung hin zu dem Konnektorelement (3) erstreckt, hin zu einer Gestalt, welche das Randteil (31) umgibt, ausgebildet wird, das Konnektorelement (3) und das Gehäuse (2) durch eine Umgriff-Press-Struktur aneinander befestigt sind, welche aus dem Randteil (31) und dem Umgriff-Pressteil (22) besteht.
Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensors (1), wobei der Temperatursensor (1) aufweist: einen Temperatur-Erfassungsabschnitt (5) mit einem temperaturempfindlichen Element (51); ein zylindrisches Gehäuse (2), welches auf einer proximalen Endseite des Temperatur-Erfassungsabschnitts (5) angeordnet ist; ein Konnektorelement (3), welches auf einer proximalen Endseite des Gehäuses (2) angeordnet ist; und ein Pufferelement (4), welches elastisch verformbar ist und zwischen dem Konnektorelement (3) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei das Konnektorelement (3) eine Konnektor-Gegenfläche (301) enthält, welche in einer Axialrichtung entlang einer Längsachse des Gehäuses (2) auf einer Seite des Gehäuses (2) angeordnet ist; das Gehäuse (2) eine Gehäuse-Gegenfläche (201) enthält, welche sich gegenüberliegend zu der Konnektor-Gegenfläche (301) befindet, die Gehäuse-Gegenfläche (201) und die Konnektor-Gegenfläche (301) voneinander beabstandet sind, so dass zwischen diesen ein Spalt vorliegt, das Pufferelement (4) verformbar in dem Spalt angeordnet ist, so dass das Konnektorelement (3) und das Gehäuse (2) in der Axialrichtung relativ zueinander beweglich sind, das Pufferelement (4) ein O-Ring mit einer ringförmigen Gestalt ist, welcher derart angeordnet ist, dass eine Mittelachse davon koaxial zu der Längsachse des Gehäuses (2) liegt, die Konnektor-Gegenfläche (301) mit einem Vorsprungteil (34) ausgebildet ist, welcher in Richtung hin zu dem Gehäuse (2) vorsteht, um in den O-Ring eingefügt zu sein, eine Vorsprungshöhe (H1) des Vorsprungteils (34) in der Axialrichtung kleiner ist als eine Höhe des zwischen dem Gehäuse (2) und dem Konnektorelement (3) komprimierten O-Rings, zwischen dem Vorsprungteil (34) und der Gehäuse-Gegenfläche (201) ein Hilfsspalt (72) ausgebildet ist, das Konnektorelement (3) einen Randteil (31) enthält, welcher in einer radialen Richtung senkrecht zu der Axialrichtung vorsteht, das Gehäuse (2) einen zylindrischen Verbindungsteil (220) enthält, welcher sich in Richtung hin zu dem Konnektorelement (3) erstreckt, um den Randteil (31) darin aufzunehmen, und wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte aufweist: Anordnen des Randteils (31) innerhalb des Verbindungsteils (220) in einem Zustand, bei welchem das Pufferelement (4) in dem Spalt angeordnet ist; und Verformen eines Endabschnitts des Verbindungsteils (220) auf einer Seite des Konnektorelements (3), so dass sich der eine Endabschnitt innerhalb des Verbindungsteils (220) in Richtung hin zu dem Gehäuse (2) erstreckt, um einen Umgriff-Pressteil (22) auszubilden, welcher den Randteil (31) darin umfasst, wobei während des Ausbildens des Umgriff-Pressteils (22) eine Verarbeitungslast zum Verformen des Verbindungsteils (220) und eine Verarbeitungszeit, welche ausgehend von dem Zeitpunkt des Beginns der Verformung des Verbindungsteil (220) verstreicht, gemessen werden, wobei das Ausbilden des Umgriff-Pressteils (22) beendet wird, wenn die Verarbeitungslast eine vorbestimmte Schwellenlast überschreitet und die Verarbeitungszeit eine vorbestimmte Schwellenzeit überschreitet.