DE102016100178A1

DE102016100178A1 - Sensor

Info

Publication number: DE102016100178A1
Application number: DE102016100178.3A
Authority: DE
Inventors: Takehiro Oba; Shingo Ito; Shogo Nagata
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2016-07-14
Also published as: US20160209351A1

Abstract

Aufgabe: Bereitstellen einer Technik, die in der Lage ist, in einem Sensor einen Kontakt zwischen einem Elektrodenanschlusselement und einem Elementkontaktabschnitt zu gestatten, während eine Zunahme der Abmessung des Elektrodenanschlusselements entlang seiner Axialrichtung unterdrückt wird. Mittel zur Lösung: Ein Sensor umfasst ein Metallanschlusselement, das elektrisch mit einem Elektrodenanschlusselement verbunden ist und einen Strompfad bildet. Das Elektrodenanschlusselement umfasst einen länglichen Rahmenkörperabschnitt, der sich in der Axialrichtung erstreckt, einen sich einwärts erstreckenden Abschnitt, der mit einem vorderen Endabschnitt des Rahmenkörperabschnitts verbunden ist und sich von dem Rahmenkörperabschnitt zu einer Seite, an der sich das Erfassungselement befindet, d.h., in der Radialrichtung einwärts, erstreckt, einen Federabschnitt, der mit einem einwärtigen Endabschnitt des sich einwärts erstreckenden Abschnitts, bei dem es sich um einen Endabschnitt an der Seite handelt, an der sich das Erfassungselement in der Radialrichtung einwärts befindet, verbunden ist, wobei sich der Federabschnitt in einer Richtung erstreckt, die von dem sich einwärts erstreckenden Abschnitt zu der Hinterseite in der Axialrichtung gerichtet ist und die Axialrichtung schneidet, und einen Elementkontaktabschnitt, der in dem Federabschnitt gebildet ist und mit dem Elektrodenanschlusselement in Kontakt tritt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Sensortechnologien.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Sensor, der verwendet wird, um die Konzentration einer bestimmten Gaskomponente wie etwa Sauerstoff oder NOx, die im Abgas eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen enthalten ist, zu erfassen, ist herkömmlich bekannt (siehe zum Beispiel die Patentdokumente 1 und 2). Dieser Sensor umfasst ein Erfassungselement, das eine Plattenform, die sich in einer Axialrichtung erstreckt, aufweist und an seiner Vorderseite einen Erfassungsabschnitt und an seiner Hinterseite ein Elektrodenanschlusselement aus einem Edelmetall wie etwa Pt umfasst, ein Metallanschlusselement, das elektrisch mit dem Elektrodenanschlusselement verbunden ist und einen Strompfad bildet, und ein Trennelement, in das das Metallanschlusselement eingesetzt ist (siehe zum Beispiel die Patentdokumente 1 und 2).
Das herkömmliche Metallanschlusselement umfasst einen länglichen Rahmenkörperabschnitt, der sich in einer Axialrichtung erstreckt, und einen Federabschnitt, der in Axialrichtung von einem vorderen Ende des Rahmenkörperabschnitts zu einem hinteren Ende zurückgefaltet ist. In dem Federabschnitt ist ein Elementkontaktabschnitt, der mit dem Elektrodenanschlusselement in Kontakt tritt, gebildet. Beim Prozess der Herstellung des Sensors wird beim Einsetzen des Erfassungselements in das Trennelement in Axialrichtung, worin das Metallanschlusselement eingesetzt ist, der Federabschnitt durch das Erfassungselement gepresst und elastisch verformt. Schließlich gelangt der Elementkontaktabschnitt mit dem Elektrodenanschlusselement in Kontakt. Der Federabschnitt ist in dem Zustand, in dem er in den Sensor eingebaut ist, verglichen mit dem im freien Zustand um das vordere Ende des Rahmenkörperabschnitts als Drehpunkt elastisch zu dem Rahmenkörperabschnitt hin verformt. Infolge der Funktion der elastischen Verformung presst der Elementkontaktabschnitt gegen das Elektrodenanschlusselement, um zu verhindern, dass sich diese Abschnitte in einem Nicht-Kontaktzustand befinden. Dadurch wird die elektrische Verbindung aufrechterhalten.
Stand der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-181769
Patentdokument 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-93302

Zusammenfassung der Erfindung
Probleme, die die Erfindung lösen soll
Wenn die Querschnittform des Federabschnitts und des Rahmenkörperabschnitts wie bei dem herkömmlichen Metallanschlusselement, das in den Patentdokumenten 1 und 2 beschrieben ist, eine sogenannte V-Form ist, kann der Grad der Faltung des Federabschnitts (ein Faltwinkel, der durch den Rahmenkörperabschnitt und den Federabschnitt gebildet wird) gering sein, und kann ein Winkel A (A ist nicht größer als 90 Grad), der durch eine Richtung, in der sich der Federabschnitt im freien Zustand erstreckt (eine Längsrichtung des Federabschnitts), und die Axialrichtung gebildet wird, vergrößert werden. Eine solche Vergrößerung des Winkels A verursacht eine Zunahme des Ausmaßes der Bewegung des Elementkontaktabschnitts in Axialrichtung, wenn der Federabschnitt beim Prozess der Herstellung des Sensors durch das Erfassungselement gepresst wird und elastisch zu der Seite des Rahmenkörperabschnitts verformt wird. Um verlässlich einen Kontakt zwischen dem Elektrodenanschlusselement und dem Elementkontaktabschnitt zu erzielen, muss, unter Berücksichtigung das Ausmaß der Bewegung, das Elektrodenanschlusselement daher in Axialrichtung mit einer großen Größe ausgeführt werden. Wenn die Größe des Elektrodenanschlusselements vergrößert wird, können die Herstellungskosten des gesamten Sensors erhöht werden.
Um den Winkel A zu verringern, ist nun auch eine Technik vorstellbar, bei der das vordere Ende des Rahmenkörperabschnitts weiter zu der Vorderseite in der Axialrichtung ausgedehnt wird, um den Grad der Faltung des Federabschnitts zu erhöhen. Doch da sich das Metallanschlusselement in diesem Fall an einer Position befindet, die näher an einer Wärmequelle wie etwa Abgas von einem Verbrennungsmotor liegt, kann ein Nachteil wie etwa eine Veränderung der Eigenschaften (z.B. der Federelastizität) des Metallanschlusselements aufgrund von Wärme auftreten. Ferner muss in diesem Fall die Länge des Federabschnitts vergrößert werden, um den Elementkontaktabschnitt in einem vorherbestimmten Kontaktbereich zwischen dem Elektrodenanschlusselement und dem Elementkontaktabschnitt in dem Sensor anzuordnen. Wenn die Länge des Federabschnitts weiter vergrößert wird, kann es zu einer Verringerung der Presskraft des Anschlusskontaktabschnitts auf das Elektrodenanschlusselement kommen. Wenn die Presskraft verringert wird, kann es sein, dass der elektrische Kontakt zwischen dem Anschlusskontaktabschnitt und dem Elektrodenanschlusselement nicht gut aufrechterhalten werden kann. Wenn das vordere Ende des Rahmenkörperabschnitts weiter zu der Vorderseite in Axialrichtung ausgedehnt wird, muss ferner die Länge des Sensors in Axialrichtung länger gestaltet werden, um einen Kontakt des Metallanschlusselements mit anderen Elementen (z.B. einem Metallgehäuse) des Sensors, die in Bezug auf das Metallanschlusselement an der Vorderseite angeordnet sind, zu vermeiden. In diesem Fall kann es zu einer Zunahme der Größe des Sensors kommen.
Wenn die Querschnittform des Federabschnitts und des Rahmenkörperabschnitts indessen wie bei dem Metallanschlusselement, das in dem Patentdokument 2 beschrieben ist, eine sogenannte U-Form ist, ist in dem Rahmenkörperabschnitt und dem Federabschnitt kein Knickpunkt vorhanden. Daher wird bei der Vornahme des Einsetzens des Elements beim Prozess der Herstellung des Sensors das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts in Verbindung mit der Bewegung des Elements entlang der Axialrichtung vergrößert, wodurch es zu einer Abweichung der Position des Kontakts mit dem Element von einer vorherbestimmten Position kommen kann.
Mittel zur Lösung der Probleme
Die vorliegende Erfindung erfolgte zur Lösung der obigen Probleme und kann durch die folgenden Weisen und Anwendungen ausgeführt werden.

(1) Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Sensor bereitgestellt, der umfasst: ein Erfassungselement, das eine sich in Axialrichtung erstreckende Plattenform aufweist, wobei das Erfassungselement in Axialrichtung eine auf ein Messziel ausgerichtete Vorderseite und eine Hinterseite, worauf ein Elektrodenanschlusselement gebildet ist, aufweist; ein Trennelement, das einen Einsetzabschnitt, in den die Hinterseite des Erfassungselements eingesetzt ist, und mehrere Nutabschnitte, die sich in Axialrichtung erstrecken und an einer Innenwandfläche des Einsetzabschnitts gebildet sind, aufweist; und ein Metallanschlusselement, das zwischen das Erfassungselement und das Trennelement eingeklemmt ist und gehalten wird, während es in zumindest einen der Nutabschnitte eingesetzt ist, und das elektrisch mit dem Elektrodenanschlusselement verbunden ist, um einen Strompfad zu bilden. Das Metallanschlusselement dieses Sensors umfasst einen länglichen Rahmenkörperabschnitt, der sich in der Axialrichtung erstreckt, einen sich einwärts erstreckenden Abschnitt, der mit einem vorderen Endabschnitt des Rahmenkörperabschnitts verbunden ist und sich von dem Rahmenkörperabschnitt zu einer Seite, an der sich das Erfassungselement befindet, erstreckt, einen Federabschnitt, der mit einem einwärtigen Endabschnitt des sich einwärts erstreckenden Abschnitts, bei dem es sich um einen Endabschnitt an der Seite handelt, an der sich das Erfassungselement befindet, verbunden ist, wobei sich der Federabschnitt in einer Richtung erstreckt, die in Axialrichtung von dem sich einwärts erstreckenden Abschnitt zu der Hinterseite ausgerichtet ist und die Axialrichtung schneidet, und einen Elementkontaktabschnitt, der in dem Federabschnitt gebildet ist und mit dem Elektrodenanschlusselement in Kontakt tritt.

Da das Metallanschlusselement gemäß einem nach diesem Gesichtspunkt gestalteten Sensor den sich einwärts erstreckenden Abschnitt aufweist, der sich zwischen dem Rahmenkörperabschnitt und dem Federabschnitt befindet und sich von dem Rahmenkörperabschnitt zu der Seite, an der sich das Erfassungselement befindet, erstreckt, kann ein Winkel, der durch eine Richtung, in der sich der Federabschnitt im freien Zustand erstreckt, und die Axialrichtung gebildet wird, verringert werden, während eine Zunahme der Größe des Metallanschlusselements in der Axialrichtung unterdrückt wird. Dadurch kann das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts entlang der Axialrichtung, wenn das Elektrodenanschlusselement mit dem Elementkontaktabschnitt in Kontakt gebracht wird, verringert werden. Entsprechend können das Elektrodenanschlusselement und der Elementkontaktabschnitt miteinander in Kontakt gebracht werden, während die Abmessung des Elektrodenanschlusselements entlang der Axialrichtung eingeschränkt wird.

(2) Bei dem Sensor gemäß dem obigen Gesichtspunkt kann der Federabschnitt eine geringere Steifigkeit als jene Steifigkeit des sich einwärts erstreckenden Abschnitts aufweisen.

Gemäß dem Sensor dieses Gesichtspunts kann das Ausmaß der Verformung des sich einwärts erstreckenden Abschnitts – verglichen mit dem Fall, in dem der Federabschnitt und der sich einwärts erstreckende Abschnitt die gleiche Steifigkeit aufweisen – selbst dann eingeschränkt werden, wenn der Federabschnitt durch eine Kraft, die von dem Erfassungselement ausgeübt wird, elastisch verformt wird. Daher kann das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts in Axialrichtung, wenn das Elektrodenanschlusselement mit dem Elementkontaktabschnitt in Kontakt gebracht wird, verringert werden.

(3) Bei dem Sensor des obigen Gesichtspunkts können der Federabschnitt und der sich einwärts erstreckende Abschnitt jeweils eine Plattenform aufweisen, und der Federabschnitt kann eine Breite aufweisen, die kleiner als jene des sich einwärts erstreckenden Abschnitts ist.

Nach dem Sensor dieses Gesichtspunkts kann das Ausmaß der Verformung des sich einwärts erstreckenden Abschnitts – verglichen mit dem Fall, in dem der sich einwärts erstreckende Abschnitt und der Federabschnitt die gleiche Breite aufweisen – selbst dann eingeschränkt werden, wenn der Federabschnitt durch eine Kraft, die von dem Erfassungselement ausgeübt wird, elastisch verformt wird.

(4) Bei dem Sensor des obigen Gesichtspunkts kann eine Länge des Federabschnitts entlang einer Richtung, in der sich der Federabschnitt erstreckt, länger als eine Länge des sich einwärts erstreckenden Abschnitts entlang einer Richtung, in der sich der sich einwärts erstreckende Abschnitt erstreckt, sein.

Nach dem Sensor dieses Gesichtspunkts kann das Ausmaß der Verformung des sich einwärts erstreckenden Abschnitts – verglichen mit dem Fall, in dem der sich einwärts erstreckende Abschnitt und der Federabschnitt entlang von Richtungen, in denen sich der sich einwärts erstreckende Abschnitt und der Federabschnitt erstrecken, die gleiche Länge aufweisen – selbst dann eingeschränkt werden, wenn der Federabschnitt durch eine Kraft, die von dem Erfassungselement ausgeübt wird, elastisch verformt wird.

(5) Bei dem Sensor des obigen Gesichtspunkts kann der sich einwärts erstreckende Abschnitt ein Element sein, das sich geradlinig von dem vorderen Endabschnitt des Rahmenkörperabschnitts erstreckt.

Nach dem Sensor dieses Gesichtspunkts kann der sich einwärts erstreckende Abschnitt leicht aus einem sich gerade erstreckenden Element gebildet werden. Das "sich geradlinig erstreckende Element" beinhaltet ein Element, das eine flache Oberfläche aufweist und sich gerade erstreckt, und ein Element, das eine Oberfläche mit Unebenheiten aufweist, die durch Schwankungen bei der Herstellung verursacht werden.

(6) Bei dem Sensor des obigen Gesichtspunkts kann sich der sich einwärts erstreckende Abschnitt entweder in einer Richtung, die orthogonal zur Axialrichtung verläuft, oder in einer Richtung zu der Hinterseite in der Axialrichtung erstrecken.

Da nach dem Sensor dieses Gesichtspunkts die Länge des Metallanschlusselements in der Axialrichtung eingeschränkt werden kann, kann eine Zunahme der Größe des Sensors unterdrückt werden.
Bei dem Sensor des obigen Gesichtspunkts kann dann, wenn in einem freien Zustand ein Winkel, der durch den Rahmenkörperabschnitt und den sich einwärts erstreckenden Abschnitt gebildet wird, ein Winkel A1 (0° < A1 < 180°) ist, und ein Winkel, der durch den sich einwärts erstreckenden Abschnitt und den Federabschnitt gebildet wird, ein Winkel B1 (0° < B1 < 180°) ist, und in einem Zustand, in dem das Metallanschlusselement als Bestandteil des Sensors eingebaut ist, ein Winkel, der durch den Rahmenkörperabschnitt und den sich einwärts erstreckenden Abschnitt gebildet wird, ein Winkel A2 (0° < A2 < 180°) ist, und ein Winkel, der durch den sich einwärts erstreckenden Abschnitt und den Federabschnitt gebildet wird, ein Winkel B2 (0° < B2 < 180°) ist, eine Beziehung von (B1 – B2) > (A1 – A2) erfüllt werden.
Da nach dem Sensor dieses Gesichtspunkts die Beziehung von (B1 – B2) > (A1 – A2) erfüllt wird, kann das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts entlang der Axialrichtung, wenn der Elementkontaktabschnitt mit dem Elektrodenanschlusselement in Kontakt gebracht wird, weiter verringert werden.
Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen anderen Formen als einem Sensor ausgeführt werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung in Formen wie etwa eines Metallanschlusselements, das in einem Sensor verwendet wird, eines Verfahrens zur Herstellung eines Metallanschlusselements, und eines Verfahrens zur Herstellung eines Sensors ausgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittansicht, die einen Gesamtaufbau eines Sensors als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht eines Erfassungselements.
3 ist eine erste perspektivische Ansicht eines Metallanschlusselements.
4 ist eine Vorderansicht des Metallanschlusselements.
5 ist ein Diagramm zur Erklärung des Metallanschlusselements.
6 ist eine perspektivische Ansicht, in der das Metallanschlusselement in einem Trennelement angeordnet ist.
7 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Verfahrens zur Herstellung des Sensors.
8 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Metallanschlusselements, das in einem herkömmlichen Sensor enthalten ist.
9 ist ein Diagramm zur Erklärung der Wirkungen.
10 ist ein Diagramm zur weiteren Erklärung des Metallanschlusselements.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Metallanschlusselements nach einer ersten alternativen Ausführungsform.
12 ist eine schematische Ansicht zur Erklärung einer zweiten bis fünften alternativen Ausführungsform des Metallanschlusselements.
Weisen zur Ausführung der Erfindung
A. Ausführungsform
1 ist eine Querschnittansicht, die den Gesamtaufbau eines Sensors 2 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Sensor 2 ist an einem Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors (nicht gezeigt) fixiert und misst die Konzentration von Sauerstoff in Abgas, bei dem es sich um das zu messende Gas handelt. 1 zeigt einen Querschnitt des Sensors 2 parallel zu einer Axialrichtung CD (der Längsrichtung des Sensors 2), bei der es sich um eine Richtung handelt, die parallel zu einer Achse CL des Sensors 2 verläuft. Nachstehend wird eine Abwärtsrichtung (Unterseite) in 1 als Vorderseite AS des Sensors 2 bezeichnet, und wird eine Aufwärtsrichtung (Oberseite) in 1 als Hinterseite BS des Sensors 2 bezeichnet.
Der Sensor umfasst ein plattenförmiges Erfassungselement 4, das sich in der Axialrichtung CD erstreckt, ein Trennelement 66, in das ein Abschnitt des Erfassungselements 4 an der Hinterseite BS eingesetzt ist, Metallanschlusselemente 10, die mit Elektrodenanschlusselementen 30 des Erfassungselements 4, die an der Hinterseite BS gebildet sind, in Kontakt treten, und ein Metallgehäuse 38, das den Umfang des Erfassungselements 4 an einer Position an der Vorderseite AS in Bezug auf das Trennelement 66 umgibt. Es sind vier Elektrodenanschlusselemente 30 und vier Metallanschlusselemente 10 bereitgestellt. In 1 sind nur zwei Elektrodenanschlusselemente 30 und zwei Metallanschlusselemente gezeigt.
Das Erfassungselement 4 gibt ein Signal zur Erfassung der Konzentration von Sauerstoff in Abgas, bei dem es sich um das zu messende Gas handelt, aus. Das Erfassungselement 4 weist eine erste Plattenseite 21 und eine zweite Plattenseite 23 auf, die jeweils eine Hauptfläche bilden. Die erste Plattenseite 21 und die zweite Plattenseite 23 sind zueinander entgegengesetzt. Eine zu der Axialrichtung CD orthogonale Richtung, in der die erste Plattenseite 21 und die zweite Plattenseite 23 zueinander entgegengesetzt sind, wird als entgegengesetzte Richtung FD bezeichnet. Das Erfassungselement 4 umfasst einen Erfassungsabschnitt 8, der sich an der Vorderseite AS befindet und zu dem zu messenden Gas gerichtet ist; und die vier Elektrodenanschlusselemente 30, die sich an der Hinterseite BS befinden und mit denen die entsprechenden Metallanschlusselemente 10 in Kontakt stehen. Zwei der vier Elektrodenanschlusselemente 30 sind an der ersten Plattenseite 21 gebildet, und die restlichen zwei Elektrodenanschlusselemente 30 sind an der zweiten Plattenseite 23 gebildet. Das Erfassungselement 4 ist an dem Metallgehäuse 38 fixiert, wobei der Erfassungsabschnitt 8 von einem vorderen Ende des Metallgehäuses 38 vorsteht und die Elektrodenanschlusselemente 30 von einem hinteren Ende des Metallgehäuses 38 vorstehen. Das Erfassungselement wird später ausführlich beschrieben werden.
Das Trennelement 66 ist aus einem isolierenden Material wie etwa Aluminiumoxid gebildet. Das Trennelement 66 weist eine im Wesentlichen röhrenförmige Form auf. Das Trennelement 66 umgibt den Umfang eines hinteren Endabschnitts des Erfassungselements 4, worin die Elektrodenanschlusselemente 30 angeordnet sind. Das Trennelement 66 umfasst einen Einsetzabschnitt 65a, in den der hintere Endabschnitt des Erfassungselements 4 eingesetzt werden soll, und vier Nutabschnitte (in 1 sind nur zwei davon gezeigt), die an einer Innenwandfläche des Einsetzabschnitts 65a gebildet sind. Die vier Nutabschnitte 65b erstrecken sich in der Axialrichtung CD und dringen von einer vorderen Endoberfläche 68 des Trennelements 66 zu seiner inneren Endoberfläche 62 vor. Die entsprechenden Metallanschlusselemente 10 sind in die vier Nutabschnitte 65b eingesetzt. Zudem weist das Trennelement 66 an der Hinterseite BS einen Flanschabschnitt 67 auf, der in einer Radialrichtung auswärts vorsteht.
Die Metallanschlusselemente 10 sind zwischen dem Erfassungselement 4 und dem Trennelement 66 in der entgegengesetzten Richtung FD angeordnet, während sie in die entsprechenden Nutabschnitte 65b eingesetzt sind. Die Metallanschlusselemente 10 sind zwischen das Erfassungselement 4 und das Trennelement 66 geklemmt und werden dazwischen gehalten. Die Metallanschlusselemente 10 bilden einen Strompfad zwischen dem Erfassungselement 4 und einer externen Vorrichtung zur Berechnung der Sauerstoffkonzentration. Die Metallanschlusselemente 10 sind elektrisch mit Zuleitungen 46, die von außen in den Sensor 2 eingebracht sind, verbunden. und sind elektrisch mit den Elektrodenanschlusselementen 30 des Erfassungselements 4 verbunden. Der Anzahl der Elektrodenanschlusselemente 30 entsprechend sind vier Zuleitungen 46 bereitgestellt und elektrisch mit der externen Vorrichtung verbunden (in 1 sind nur zwei Zuleitungen 46 gezeigt).
Das Metallgehäuse 38 weist eine im Wesentlichen röhrenförmige Form auf. Das Metallgehäuse 38 weist ein Durchgangsloch 54, das in der Axialrichtung CD durch das Metallgehäuse 38 dringt, und einen Vorsprungsabschnitt 52, der in einer Radialrichtung des Durchgangslochs 54 einwärts vorsteht, auf. Das Metallgehäuse 38 hält das Erfassungselement 4 so in dem Durchgangsloch 54, dass sich der Erfassungsabschnitt 8 in Bezug auf das Durchgangsloch 54 an der Vorderseite AS befindet, und sich die Elektrodenanschlusselemente 30 in Bezug auf das Durchgangsloch 54 an der Hinterseite befinden. Der Vorsprungsabschnitt 52 ist als einwärts verjüngte Fläche gebildet, die in Bezug auf eine flache Fläche, welche senkrecht zu der Axialrichtung CD verläuft, geneigt ist. An einer Außenfläche des Metallgehäuses 38 ist ein Gewindeabschnitt 39 zur Fixierung des Sensors 2 an einem Auspuffrohr gebildet.
In dem Durchgangsloch 54 sind ein ringförmiger Keramikhalter 51, mit Pulver gefüllte Schichten 53, 56 (nachstehend auch als Talkringe 53, 56 bezeichnet), und eine keramische Hülse 66 so der Reihe nach von der Vorderseite AS zu der Hinterseite BS gestapelt, dass sie den Umfang des Erfassungselements 4 in der Radialrichtung umgeben. Zudem ist eine Crimpdichtung 57 zwischen der keramischen Hülse 6 und einem hinteren Endabschnitt 40 des Metallgehäuses 38 angeordnet. Der hintere Endabschnitt 40 des Metallgehäuses 38 ist über die Crimpdichtung 57 so gecrimpt, dass er die keramische Hülse 6 zu der Vorderseite presst. Bei einer anderen Ausführungsform kann zwischen dem Keramikhalter 51 und dem Vorsprungsabschnitt 52 des Metallgehäuses 38 ein Metallhalter angeordnet sein, um den Talkring 53 und den Keramikhalter 51 zu halten und die Luftdichtheit zu bewahren.
Der Sensor 2 umfasst ferner ein Außengehäuse 44, das an der Hinterseite BS an dem Umfang des Metallgehäuses 38 fixiert ist; ein Halteelement 39 zum Halten des Trennelements 66; eine Kabeldurchführung 50, die an einem hinteren Endabschnitt des Außengehäuses 44 angeordnet ist; und eine äußere Schutzeinrichtung 42 und eine innere Schutzeinrichtung 43, die an der Vorderseite AS an dem Umfang des Metallgehäuses 38 fixiert sind.
Das Außengehäuse 44 ist ein aus Metall hergestelltes Element. Der Umfang des vorderen Endabschnitts des Außengehäuses 44 ist durch Laserstrahlschweißen oder dergleichen an dem Metallgehäuse 38 angebracht. Der Außendurchmesser des hinteren Endabschnitts des Außengehäuses 44 ist verengt, und die Kabeldurchführung 50 ist in eine verengte Öffnung des Außengehäuses 44 eingesetzt. In der Kabeldurchführung 50 sind vier Zuleitungseinsetzöffnungen 61 (in 1 sind nur zwei davon gezeigt), durch die die Zuleitungen 46 eingesetzt werden, gebildet.
Das Halteelement 69 ist ein röhrenförmiges, aus Metall hergestelltes Element. Das Halteelement 69 ist an dem Außengehäuse 44 fixiert und in dem Außengehäuse 44 positioniert. Der Flanschabschnitt 67 des Trennelements 67 steht mit dem hinteren Endabschnitt des Halteelements 69 in Kontakt, wodurch das Trennelement 66 durch das Halteelement 69 gehalten wird.
Die äußere Schutzeinrichtung 42 und die innere Schutzeinrichtung 43 weisen jeweils eine Röhrenform mit einem Boden auf. Die äußere Schutzeinrichtung 42 und die innere Schutzeinrichtung 43 sind durch Laserstrahlschweißen oder dergleichen an der Vorderseite AS an dem Umfang des Metallgehäuses 38 angebracht. Die äußere Schutzeinrichtung 43 und die innere Schutzeinrichtung 43 sind Metallelemente mit mehreren Löchern. Die äußere Schutzeinrichtung 42 und die innere Schutzeinrichtung 43 bedecken den Erfassungsabschnitt 8 des Erfassungselements 4, um den Erfassungsabschnitt 8 zu schützen. Das zu messende Gas strömt durch die mehreren Löcher in die innere Schutzeinrichtung 43.
2 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht des Erfassungselements 4. Das Erfassungselement 4 umfasst eine Isolationsschicht 421, eine Festelektrolytschicht 430, eine Isolationsschicht 422 und eine Isolationsschicht 423. Die Isolationsschicht 421, die Festelektrolytschicht 430, die Isolationsschicht 422 und die Isolationsschicht 423 sind in der entgegengesetzten Richtung FD gestapelt.
Die Festelektrolytschicht 430 ist aus Sauerstoffionen leitenden Zirconiumoxid als Hauptbestandteil hergestellt. Der Festelektrolytschicht 430 ist Yttriumoxid oder Calciumoxid als Stabilisierungsmittel beigegeben.
Die Isolationsschichten 421, 422 und 423 sind unter Verwendung von Aluminiumoxid als Hauptbestandteil gebildet. Die Festelektrolytschicht 430 und die Isolationsschichten 421, 422 und 423 sind unter Verwendung von Platten des Rohmaterials (z.B. Platten aus Keramik wie Zirconiumoxid oder Aluminiumoxid) gebildet.
Eine dem zu messenden Gas zugewandte Elektrode 441 ist zwischen der Festelektrolytschicht 430 und der Isolationsschicht 421 angeordnet, und eine Referenzgaselektrode 442 ist zwischen der Festelektrolytschicht 430 und der Isolationsschicht 422 angeordnet. Ein Abfühlzuleitungsabschnitt 41a erstreckt sich von der dem zu messenden Gas zugewandten Elektrode 441 zu der Hinterseite BS, und ein Abfühlzuleitungsabschnitt 42a erstreckt sich von der Referenzgaselektrode 442 zu der Hinterseite BS. Die dem zu messenden Gas zugewandte Elektrode 441 und die Referenzgaselektrode 442 sind zum Beispiel unter Verwendung von Platin, Rhodium, Blei oder dergleichen gebildet.
Die Erfassung der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas als zu messendes Gas wird unter Verwendung einer Sauerstoffkonzentrationszelle als Erfassungsabschnitt 8 (1) durchgeführt. Die Sauerstoffkonzentrationszelle setzt sich aus der Festelektrolytschicht 430, der dem zu messenden Gas zugewandten Elektrode 441 und der Referenzgaselektrode 442 zusammen. Die dem zu messenden Gas zugewandte Elektrode 441 ist elektrisch über den Abfühlzuleitungsabschnitt 41a und ein Durchgangsloch 21a, das durch die Isolationsschicht 421 hindurch gebildet ist, mit einem Elektrodenanschlusselement 32 verbunden. Die Referenzgaselektrode 442 ist über den Abfühlzuleitungsabschnitt 42a, ein Durchgangsloch 30, das durch die Festelektrolytschicht 430 hindurch gebildet ist, und ein Durchgangsloch 21b, das durch die Isolationsschicht 421 hindurch gebildet ist, elektrisch mit einem Elektrodenanschlusselement 31 verbunden.
Die Isolationsschicht 421 weist an ihrer Vorderseite eine poröse Schutzschicht 460 auf, die aus Aluminiumoxid oder dergleichen gebildet ist. Die poröse Schutzschicht 460 ist eine poröse Schutzschicht, um das Gas (das zu messende Gas), das in die dem zu messenden Gas zugewandte Elektrode 441 gelangt, zu diffundieren.
Ein Heizer 450, der sich entlang der Axialrichtung CD erstreckt, ist zwischen die Isolationsschicht 422 und die Isolationsschicht 423 eingebettet. Der Heizer 450 wird verwendet, um das Erfassungselement 4 auf eine vorherbestimmte Aktivierungstemperatur zu erhitzen, um dadurch die Leitfähigkeit von Sauerstoffionen in der Festelektrolytschicht zu erhöhen und den Betrieb des Sensors 2 zu stabilisieren. Der Heizer 450 ist ein wärmeerzeugender Widerstand, der aus einem Leiter wie etwa Wolfram hergestellt ist und als Reaktion auf einen daran angelegten Strom Wärme erzeugt. Der Heizer 450 ist zwischen die Isolationsschicht 422 und die Isolationsschicht 423 eingefügt und wird dazwischen gehalten.
Der Heizer 450 umfasst einen wärmeerzeugenden Abschnitt 50a und Elektrodenanschlüsse 50b und 50c. Der wärmeerzeugende Abschnitt 50a befindet sich an der Vorderseite AS. In dem wärmeerzeugenden Abschnitt 50a ist ein wärmeerzeugender Draht in meandernder Weise angeordnet und erzeugt Wärme, wenn daran eine Spannung angelegt wird. Die Elektrodenanschlüsse 50b, 50c des Heizers 450 sind elektrisch über die Durchgangslöcher 23a, 23b, die jeweils durch die Isolationsschicht 423 hindurch gebildet sind, mit Elektrodenanschlusselementen 34, 36 verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Bezugszeichen "30" verwendet, wenn auf die vier Elektrodenanschlusselemente 31, 32, 34 und 36 Bezug genommen wird, ohne sie voneinander zu unterscheiden.
Die vier Elektrodenanschlusselemente 31, 32, 34 und 36 sind an dem hinteren Endabschnitt des Erfassungselements 4 gebildet. Insbesondere sind zwei Elektrodenanschlusselemente 31, 32 so an der ersten Plattenseite 21 gebildet, dass sie in einer Richtung, die zu der Axialrichtung CD und der entgegengesetzten Richtung FD orthogonal verläuft, aneinandergereiht sind. Indessen sind zwei Elektrodenanschlusselemente 34, 36 so an der zweiten Plattenseite 22 gebildet, dass sie in der Richtung, die zu der Axialrichtung CD und der entgegengesetzten Richtung FD orthogonal verläuft, aneinandergereiht sind. Das Elektrodenanschlusselement 30 ist aus einem Material hergestellt, das als Hauptbestandteil Platin enthält. Zum Beispiel ist das Elektrodenanschlusselement 30 durch Siebdrucken einer Paste, die als Hauptbestandteil Platin enthält, gebildet. Das Elektrodenanschlusselement 30 kann unter Verwendung anderer Metalle (z.B. Rhodium, Blei usw.) gebildet werden. Das Elektrodenanschlusselement 30 weist eine im Wesentlichen rechteckige Oberfläche auf.
3 ist eine erste perspektivische Ansicht des Metallanschlusselements 10. 4 ist eine Vorderansicht des Metallanschlusselements 10. 5 ist ein Diagramm zur Erklärung des Metallanschlusselements 10. 5(A) ist eine Draufsicht auf das Metallanschlusselement 10. 5(B) ist eine Ansicht der linken Seite des Metallanschlusselements 10. 5(C) ist eine Ansicht von unten des Metallanschlusselements 10. 3 bis 5 zeigen das Metallanschlusselement 10 jeweils im freien Zustand, bevor es als Bestandteil des Sensors 2 eingebaut wird. Die vier Metallanschlusselemente 10, die in dem Sensor 2 enthalten sind, sind in zwei Arten, d.h., ein Metallanschlusselement 10A einer ersten Art und ein Metallanschlusselement 10B einer zweiten Art, eingeteilt. Der Sensor 2 nach der vorliegenden Ausführungsform umfasst zwei Metallanschlusselemente 10A der ersten Art und zwei Metallanschlusselemente 10B der zweiten Art. Das Metallanschlusselement 10A der ersten Art und das Metallanschlusselement 10B der zweiten Art unterscheiden sich nur in der Position eines später beschriebenen Eingriffsabschnitts 13 voneinander. Daher wird nachstehend das Metallanschlusselement 10A der ersten Art beschrieben werden und wird zudem ein besonderer Aufbau des Metallanschlusselements 10B der zweiten Art beschrieben werden. Wenn auf die Metallanschlusselemente 10A, 10B der ersten und der zweiten Art Bezug genommen wird, ohne sie voneinander zu unterscheiden, werden sie als "Metallanschlusselement 10" bezeichnet.
Das Metallanschlusselement 10 (3) umfasst einen Zuleitungsverbindungsabschnitt 12, einen Rahmenkörperabschnitt 15, einen sich einwärts erstreckenden Abschnitt 16, einen Federabschnitt 18, und einen Elementkontaktabschnitt 181. Das Metallanschlusselement 10 ist aus Metall wie etwa INCONEL oder Edelstahl gebildet. Das Metallanschlusselement 10 wird gebildet, indem ein Metallelement in der Form einer flachen Platte einer Bearbeitung wie etwa Pressen unterzogen wird. Das heißt, Abschnitte des nachstehend beschriebenen Metallanschlusselements 10 sind aus einem einzelnen gemeinsamen Element gebildet. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Metallanschlusselement 10 aus einer Kombination verschiedener Elemente gebildet werden.
Wie in 4 gezeigt weist der Rahmenkörperabschnitt 16 eine längliche Form auf, die sich in der Axialrichtung CD erstreckt. An dem hinteren Ende des Rahmenkörperabschnitts 15 ist der Zuleitungsverbindungsabschnitt 12 einstückig mit dem Rahmenkörperabschnitt 15 bereitgestellt. Der Zuleitungsverbindungsabschnitt 12 wird einwärts gecrimpt, während ein Kern der Zuleitung 46 darin eingesetzt ist, wodurch der Zuleitungsverbindungsabschnitt 12 mit der Zuleitung 46 verbunden wird. An beiden Enden des Rahmenkörperabschnitts 15 in einer Dickenrichtung W (der Links-Rechts-Richtung des Blatts von 4) ist ein Paar von vorstehenden Abschnitten 14, das in einer Annäherungsrichtung an das Erfassungselement 4 vorsteht, bereitgestellt. Jeder der vorstehenden Abschnitte 14 ist ein Plattenelement, das die Plattenfläche des Rahmenkörperabschnitts 15 senkrecht schneidet, und weist an seinem vorderen Ende ein Eingreifstück mit einer abgestumpften Winkelform auf. Das Eingreifstück jedes vorstehenden Abschnitts 14 steht mit der Wandfläche jedes Nutabschnitts 65b, der in dem Trennelement 66 gebildet ist, in Kontakt, wodurch eine Bewegung des Metallanschlusselements 10 in dem Nutabschnitt 65b in der Dickenrichtung W reguliert wird. Die Dickenrichtung W ist eine Richtung, die orthogonal zu der Axialrichtung CD und der entgegengesetzten Richtung FD (5(B)) verläuft.
Wie in 3 gezeigt ist der Eingriffsabschnitt 13 in dem Rahmenkörperabschnitt 15 an einer Position an der Vorderseite AS in Bezug auf den vorstehenden Abschnitt 14 bereitgestellt. Der Eingriffsabschnitt 13 ist an einem der beiden lateralen Endabschnitte des Rahmenkörperabschnitts 15 in der Dickenrichtung W bereitgestellt. Der Eingriffsabschnitt 13 des Metallanschlusselements 10A der ersten Art ist von vorne her gesehen (4) an einem rechten lateralen Endabschnitt des Rahmenkörperabschnitts 15 bereitgestellt. Andererseits ist das Metallanschlusselement 10B der zweiten Art von vorne her gesehen an einem linken lateralen Endabschnitt des Rahmenkörperabschnitts 15 bereitgestellt. Der Eingriffsabschnitt 13 ist ein plattenförmiges Element, das in der Dickenrichtung W von dem Rahmenkörperabschnitt 15 auswärts vorsteht. Der mit dem Trennelement 66 in Eingriff stehende Eingriffsabschnitt 13 verhindert, dass der Rahmenkörperabschnitt 15 zu der Seite des Erfassungselements 4 hin verformt wird.
Der sich einwärts erstreckende Abschnitt 16 (5(B)) weist eine Plattenform auf. Der sich einwärts erstreckende Abschnitt 16 ist mit einem vorderen Endabschnitt 151 des Rahmenkörperabschnitts 15 verbunden und erstreckt sich gerade von dem Rahmenkörperabschnitt 15 zu der Seite, an der sich das Erfassungselement 4 befindet (in der Annäherungsrichtung an das Erfassungselement 4). Bei der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich der sich einwärts erstreckende Abschnitt 16 in der entgegengesetzten Richtung FD orthogonal zu der Axialrichtung CD. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der sich einwärts erstreckende Abschnitt 16 ein Element, das sich gerade ohne Biegung von dem vorderen Endabschnitt 151 erstreckt, und kann daher als "Geradabschnitt 16" bezeichnet werden. Zudem ist der vordere Endabschnitt 151 ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Rahmenkörperabschnitt 15 und dem sich einwärts erstreckenden Abschnitt 16, und bildet er einen gebogenen Abschnitt.
Der Federabschnitt 18 ist mit einem einwärtigen Endabschnitt 161 verbunden, bei dem es sich um einen Endabschnitt des Geradabschnitts 16 an der Seite, an der sich das Erfassungselement 4 befindet, handelt. Der Federabschnitt 18 erstreckt sich von dem Geradabschnitt 18 zu der Hinterseite BS in der Axialrichtung CD. Ferner erstreckt sich der Federabschnitt 18 in einer Richtung, die die Axialrichtung CD schneidet. Bei der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich der Federabschnitt 18 von dem einwärtigen Endabschnitt 161 zu der Hinterseite BS und in der Annäherungsrichtung an das Erfassungselement 4. Der einwärtige Endabschnitt 161 ist ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Geradabschnitt 16 und dem Federabschnitt 18 und bildet einen gebogenen Abschnitt.
Der Elementkontaktabschnitt 181 bildet einen Endabschnitt des Federabschnitts 18 an der Seite, die zu einem mit dem Geradabschnitt 16 verbundenen geradabschnittsseitigen Endabschnitt 183 (dem einwärtigen Endabschnitt 161) entgegengesetzt ist. Der Elementkontaktabschnitt 181 ist ein Abschnitt, der mit dem Elektrodenanschlusselement 30 in Kontakt stehen soll. Zudem weist das Metallanschlusselement 10 einen gebogenen Abschnitt 19 auf, der sich von dem Elementkontaktabschnitt 181 zu der Seite des Rahmenkörperabschnitts 15 erstreckt.
Wenn sich der Federabschnitt 18 in dem eingebauten Zustand befindet, in dem der Federabschnitt 18 mit dem Erfassungselement 4 in Kontakt steht, ist der Federabschnitt 18 verglichen mit dem Fall, in dem sich der Federabschnitt im freien Zustand befindet, elastisch um den geradabschnittsseitigen Endabschnitt 183 als Drehpunkt in die Annäherungsrichtung an den Rahmenkörperabschnitt 15 verformt. Dadurch stehen der Elementkontaktabschnitt 181 und das Elektrodenanschlusselement 30 des Erfassungselements 4 so miteinander in Kontakt, dass der Elementkontaktabschnitt 181 gegen das Elektrodenanschlusselement 30 presst. Dadurch kann selbst bei Ausübung einer externen Kraft, wie etwa eines Schlags, auf den Sensor 2 die Möglichkeit, dass der Elementkontaktabschnitt 181 und das Elektrodenanschlusselement 30 in einen Nichtkontaktzustand gelangen, verringert werden.
Wie in 5(B) gezeigt ist eine Länge L18 des Federabschnitts 18 entlang einer Richtung, in der sich der Federabschnitt 18 erstreckt, länger als eine Länge L16 des Geradabschnitts 16 entlang einer Richtung, in der sich der Geradabschnitt 16 erstreckt. Zudem sind die Dicke des Geradabschnitts 16 und die Dicke des Federabschnitts 18 einander im Wesentlichen gleich. Wie in 5(A) gezeigt sind eine Breite W16 des Geradabschnitts 16 und eine Breite W18 des Federabschnitts 18 einander im Wesentlichen gleich.
6 ist eine perspektivische Ansicht des Trennelements 66, in dem das Metallanschlusselement 10 angeordnet ist. Das Metallanschlusselement 10 ist in jeden der vier Nutabschnitte 65b, die an der Innenwandfläche des Einsetzabschnitts 65a des Trennelements 66 gebildet sind, eingesetzt. Im Besonderen ist der Rahmenkörperabschnitt 15 (4) in die vier Nutabschnitte 65b eingesetzt. Der Geradabschnitt 15 ist so angeordnet, dass er von der vorderen Endoberfläche 68 des Trennelements 66 zu der Vorderseite AS hin vorsteht. Der Federabschnitt 18 ist von dem Geradabschnitt 16 zu der Hinterseite BS zurück gefaltet, wodurch der Elementkontaktabschnitt 181 in dem Einsetzabschnitt 65a angeordnet ist.
Unter den vier Metallanschlusselementen 10 stehen die beiden Metallanschlusselemente 10, die die Eingriffsabschnitte 13 mit der Einfachschraffierung aufweisen, mit den elektrisch mit dem Erfassungsabschnitt 8, der als Sauerstoffkonzentrationszelle wirkt, verbundenen beiden Elektrodenanschlusselementen 31, 32 (2) in Kontakt. Die restlichen beiden der vier Metallanschlusselemente 10 stehen mit den beiden elektrisch mit dem wärmeerzeugenden Abschnitt 50a und den Elektrodenanschlüssen 50b, 50c verbundenen Elektrodenanschlusselementen 34, 36 (2) in Kontakt. Die Federabschnitte 18 der beiden Metallanschlusselemente 10 sind so angeordnet, dass sie einander über das Erfassungselement 4 hinweg gegenüberliegen. In dem Zustand, bevor das Erfassungselement 4 zusammengebaut wird (dem Zustand vor dem Zusammenbau), stehen die einander gegenüberliegenden Elementkontaktabschnitte 181 miteinander in Kontakt. Da das Erfassungselement 4 durch die elastische Kraft des Federabschnitts 18 gepresst wird, ist der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Elementkontaktabschnitten 181 in dem Zustand vor dem Zusammenbau kleiner als die Dicke des Erfassungselements 4.
7 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Verfahrens zur Herstellung des Sensors 2. Zuerst werden ein erster Aufbau, der durch Zusammenbauen des Trennelements 66, des Halteelements 69, der Metallanschlusselemente 10 und der Zuleitungen 46 (1) erhalten wird, und ein zweiter Aufbau, der durch Zusammenbauen des Metallgehäuses 38, der Crimpdichtung 57, der keramischen Hülse 6, der pulvergefüllten Schicht 53, und des Keramikhalters 51 erhalten wird, vorbereitet. Dann wird der hintere Abschnitt des Erfassungselements 4, das in dem zweiten Aufbau enthalten ist, so entlang der Axialrichtung CD zu der Hinterseite BS in den Einsetzabschnitt 65a (6) des Trennelements 66, das in dem ersten Aufbau enthalten ist, eingesetzt dass das Elektrodenanschlusselement 30 mit dem Elementkontaktabschnitt 181 in Kontakt gelangt. Das Zusammensetzen anderer Elemente wird durchgeführt, nachdem das Einsetzen des Erfassungselements 4 in den Einsetzabschnitt 65a und der Kontakt des Elektrodenanschlusselements 30 mit dem Elementkontaktabschnitt 181 fertiggestellt sind. Zum Beispiel werden das Außengehäuse 44, die äußere Schutzeinrichtung 42 und die innere Schutzeinrichtung durch Laserstrahlschweißen an dem Metallgehäuse 38 angebracht. Zudem wird die Kabeldurchführung 50 zum Beispiel durch Crimpen der hinteren Öffnung des Außengehäuses 44, worin die Kabeldurchführung 50 angeordnet ist, in dem Außengehäuse 44 fixiert.
Bei dem Prozess des Zusammenbaus des Erfassungselements 4, bis das Elektrodenanschlusselement 30 und der Elementkontaktabschnitt 181 durch Bewegen des Erfassungselements 4 von einer Position an der Vorderseite AS in Bezug auf das Metallanschlusselement 10 zu der Hinterseite BS miteinander in Kontakt gebracht werden, gelangt das Erfassungselement 4 mit dem Federabschnitt 18 in Kontakt, wodurch es eine externe Kraft F auf den Federabschnitt 18 ausübt. Diese externe Kraft F enthält eine Komponente mit einer Richtung, die zu der Axialrichtung CD orthogonal verläuft, und in der sich der Federabschnitt 18 zu dem Rahmenkörperabschnitt 15 bewegt. Infolge dieser externen Kraft F wird der Federabschnitt 18 so elastisch verformt, dass er sich um den geradabschnittsseitigen Endabschnitt 183 als Drehpunkt der Seite des Rahmenkörperabschnitts 15 nähert. Die elastische Verformung des Federabschnitts 18 verursacht, dass sich die Position des Elementkontaktabschnitts 181 entlang der Axialrichtung CD bewegt. Verglichen mit dem herkömmlichen Sensor, der keinen Geradabschnitt aufweist, kann der Sensor 2 nach der vorliegenden Ausführungsform das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181 entlang der Axialrichtung CD beim Zusammenbauprozess verringern. Zudem kann der Sensor 2 nach der vorliegenden Ausführungsform das oben genannte Ausmaß der Bewegung verringern, während eine Zunahme der Größe des Metallanschlusselements in der Axialrichtung CD unterdrückt wird. Nachstehend werden die Gründe dafür spezifisch beschrieben werden.
8 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Metallanschlusselements 10t, das in dem herkömmlichen Sensor enthalten ist. 8(A) ist ein Diagramm zur Erklärung des Aufbaus des Metallanschlusselements 10t, und 8(B) ist ein Diagramm zur Erklärung des Ausmaßes der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181. Der herkömmliche Sensor umfasst anstelle des Metallanschlusselements 10 der vorliegenden Ausführungsform das in 8(A) gezeigte Metallanschlusselement 10t. Das Metallanschlusselement 10t unterscheidet sich von dem Metallanschlusselement 10 der vorliegenden Ausführungsform darin, dass es keinen Geradabschnitt 16 aufweist. Das heißt, der Federabschnitt 18 ist mit dem vorderen Endabschnitt 151 des Rahmenkörperabschnitts 15 verbunden. Ein Winkel, der durch die Axialrichtung CD und die Richtung, in der sich der Federabschnitt 18 im freien Zustand erstreckt, ist ein Winkel E1. Wie in 8(B) gezeigt wird dann, wenn das Metallanschlusselement 10t von dem freien Zustand in den Zustand, in dem das Erfassungselement 4 zusammengebaut ist, (den Zustand, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist) versetzt wird, eine externe Kraft von dem Erfassungselement 4 auf den Federabschnitt 18 ausgeübt, wodurch der Federabschnitt 18 elastisch um den vorderen Endabschnitt 151 als Drehpunkt verformt wird. Der Elementabschnitt 181 bewegt sich gemäß einer Dicke 2D1 des Erfassungselements 4. Im Besonderen bewegt sich der Elementkontaktabschnitt 181 so, dass er sich dem Rahmenkörperabschnitt 15 um einen Abstand D1, der der Hälfte der Dicke 2D1 gleich ist, nähert. Das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181 entlang der Axialrichtung CD, wenn sich der Elementkontaktabschnitt 181 um den Abstand D1 bewegt, ist durch L1 angegeben.
9 ist ein Diagramm zur Erklärung der Wirkungen. 9(A) ist eine schematische Ansicht des Metallanschlusselements 10 im freien Zustand, und 9(B) ist ein Diagramm zur Erklärung des Ausmaßes der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181. Ein Bereich, in der Axialrichtung CD, in dem der Elementkontaktabschnitt 181 und das Elektrodenanschlusselement 30 in dem Sensor 2 miteinander in Kontakt stehen, wurde aufgrund von anderen Elementen und dergleichen im Voraus auf eine Position eines vorherbestimmten Bereichs festgelegt. Wie in 9(A) gezeigt weist das Metallanschlusselement 10 den Geradabschnitt 16 auf, der sich von dem Rahmenkörperabschnitt 15 zu der Seite, an der sich das Erfassungselement 4 befindet, hin erstreckt. Dadurch kann der Grad der Faltung des Federabschnitts 18 verglichen mit dem Federabschnitt 18 des herkömmlichen Metallanschlusselements 10t verringert werden. Mit anderen Worten kann ein Winkel E2, der durch die Axialrichtung CD und die Richtung, in der sich der Federabschnitt 18 im freien Zustand erstreckt, kleiner als der in 8(A) gezeigte Winkel E1 gestaltet werden.
Wenn das Metallanschlusselement 10 wie in 9(b) gezeigt von dem freien Zustand in den Zustand, in dem das Erfassungselement 4 zusammengebaut ist, (den Zustand, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist) versetzt wird, bewegt sich der Elementkontaktabschnitt 181 so, dass er sich dem Rahmenkörperabschnitt 15 um den Abstand D1, der die Hälfte der Dicke 2D1 beträgt, nähert. Da der Winkel E2 kleiner als der Winkel E1 ist, beträgt das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181 entlang der Axialrichtung CD auch dann, wenn sich der Elementkontaktabschnitt 181 wie bei dem herkömmlichen Sensor um den Abstand D1 bewegt hat, L2, was weniger als L1 ist. Daher ist es selbst dann, wenn die Abmessung des Elektrodenanschlusselements 30 entlang der Axialrichtung CD verringert ist, möglich, den Kontakt zwischen dem Elektrodenanschlusselement 30 und dem Elementkontaktabschnitt 181 erfolgreich zu erreichen. Vorzugsweise ist der Winkel E2 nicht größer als 45 Grad, und noch besser nicht größer als 35 Grad. Dadurch kann das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181 entlang der Axialrichtung CD weiter verringert werden.
Es ist auch vorstellbar, dass der Winkel E1 durch Verlängern des Rahmenkörperabschnitts 15 in der Axialrichtung CD, um den vorderen Endabschnitt 151 in Bezug auf die in 8(A) gezeigte Position an der Vorderseite AS anzuordnen, an den Winkel E2 angenähert werden kann. In diesem Fall muss jedoch die Länge des Sensors 2 in der Axialrichtung CD größer als bei dem herkömmlichen Sensor gestaltet werden, um einen Kontakt des Metallanschlusselements 10 mit anderen Elementen (z.B. dem Metallgehäuse 38) zu vermeiden. Andererseits gestattet der Geradabschnitt 16 bei der vorliegenden Ausführungsform, dass der Winkel E2 kleiner als der Winkel E1 sein kann, ohne dass es nötig ist, das Metallanschlusselement 10 in Bezug auf das herkömmliche Metallanschlusselement 10t zu der Vorderseite AS hin zu verlängern. Daher ist es möglich, eine Zunahme der Größe des Sensors 2 in der Axialrichtung CD zu unterdrücken.
Ferner ist nach der vorliegenden Ausführungsform wie in 5(B) gezeigt die Länge L18 des Federabschnitts 18 größer als die Länge L16 des Geradabschnitts 16. Dadurch kann selbst dann, wenn beim Zusammenbauprozess eine externe Kraft von dem Erfassungselement 4 auf den Federabschnitt 18 ausgeübt wird, eine auf den Geradabschnitt 16 ausgeübte Kraft verringert werden. Daher kann selbst dann, wenn der Federabschnitt 18 elastisch verformt wird, das Ausmaß der Verformung des Geradabschnitts 16 in der Axialrichtung CD eingeschränkt werden, wodurch das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181 in der Axialrichtung CD beim Zusammenbauprozess weiter verringert werden kann.
10 ist ein Diagramm zur näheren Erklärung des Metallanschlusselements 10. 10(A) ist eine schematische Ansicht des Metallanschlusselements 10 im freien Zustand, und 10(B) ist eine schematische Ansicht des Metallanschlusselements 10, nachdem das Metallanschlusselement 10 als Bestandteil des Sensors eingebaut wurde. Wie in 10(A) gezeigt wird angenommen, dass ein Winkel, der im freien Zustand durch den Rahmenkörperabschnitt 15 und den Geradabschnitt 16 gebildet wird, ein Winkel A1 (0° < A1 < 180°) ist, und ein Winkel, der im freien Zustand durch den Geradabschnitt 16 und den Federabschnitt 18 gebildet wird, ein Winkel B1 (0° < B1 < 180°) ist. Wie in 10(B) gezeigt ist ein Winkel, der in dem Zustand, in dem das Metallanschlusselement 10 als Bestandteil des Sensors 2 eingebaut ist, durch den Rahmenkörperabschnitt 15 und den Geradabschnitt 16 gebildet wird, ein Winkel A2 (0° < A2 < 180°), und ist ein Winkel, der in dem oben beschriebenen Zustand durch den Geradabschnitt 16 und den Federabschnitt 18 gebildet wird, ein Winkel B2 (0° < B2 < 180°). In diesem Fall erfüllt der Sensor 2 nach der vorliegenden Ausführungsform die Beziehung (B1 – B2) > (A1 – A2). Dieser Sensor 2 kann zum Beispiel ausgeführt werden, indem die Stärke des vorderen Endabschnitts 151 größer als jene des einwärtigen Endabschnitts 161 gestaltet wird, oder indem die Restspannung des vorderen Endabschnitts 151 erhöht wird. Die Restspannung des vorderen Endabschnitts 151 kann erhöht werden, indem der Winkel A1 durch Biegen eines geraden Plattenelements größer als der Winkel B1 gestaltet wird. Da das Ausmaß der Veränderung (A1 – A2) des Winkels, der durch den Geradabschnitt 16 und den Federabschnitt 18 gebildet wird, wie oben beschrieben klein ist, kann die Verschiebung des Geradabschnitts 16 in der Axialrichtung CD weiter verringert werden. Dadurch kann das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181 in der Axialrichtung CD beim Zusammenbauprozess für das Erfassungselement weiter verringert werden.
B. Alternative Ausführungsformen des Metallanschlusselements
Das Metallanschlusselement nach der vorliegenden Erfindung kann einen Aufbau aufweisen, der sich von dem Metallanschlusselement 10 nach der obigen Ausführungsform unterscheidet, solange das Metallanschlusselement den Geradabschnitt 16 aufweist, der sich von dem Rahmenkörperabschnitt 15 in der Annäherungsrichtung an das Erfassungselement 4 erstreckt. Nachstehend werden alternative Ausführungsformen des Metallanschlusselements beschrieben werden.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Metallanschlusselements 10a nach einer ersten alternativen Ausführungsform. Das Metallanschlusselement 10a unterscheidet sich in den Breiten eines Federabschnitts 18a und des gebogenen Abschnitts 19 von dem Metallanschlusselement 10 (3) der ersten Ausführungsform. Da die anderen Bestandteile die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform sind, sind die gleichen Bestandteile wie jene der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wird auf ihre Beschreibung verzichtet. Bei dem Metallanschlusselement 10a sind die Breiten des Federabschnitts 18a und des gebogenen Abschnitts 19 kleiner als die Breite des Geradabschnitts 16. Selbst in diesem Fall kann das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181 in der Axialrichtung CD, wenn das Elektrodenanschlusselement 30 mit dem Elementkontaktabschnitt 181 in Kontakt gebracht wird, verringert werden, da das Metallanschlusselement 10a wie bei der obigen Ausführungsform den Geradabschnitt 16 aufweist. Entsprechend kann die Abmessung des Elektrodenanschlusselements 30 entlang der Axialrichtung CD verringert werden. Ferner ist bei dem Metallanschlusselement 10 die Breite des Federabschnitts 18a kleiner als die Breite des Geradabschnitts 16. Daher kann das Ausmaß der Verformung des Geradabschnitts 16 verglichen mit dem Fall, in dem der Geradabschnitt 16 und der Federabschnitt 18 die gleiche Breite aufweisen, selbst dann eingeschränkt werden, wenn der Federabschnitt 18a durch eine Kraft, die von dem Erfassungselement 4 ausgeübt wird, elastisch verformt wird.
12 ist ein schematisches Diagramm zur Erklärung einer zweiten bis fünften alternativen Ausführungsform des Metallanschlusselements. 12(A) ist eine schematische Ansicht zur Erklärung eines Metallanschlusselements 10b nach der zweiten alternativen Ausführungsform. 12(B) ist eine schematische Ansicht zur Erklärung eines Metallanschlusselements 10c nach der dritten alternativen Ausführungsform. 12(C) ist eine schematische Ansicht zur Erklärung eines Metallanschlusselements 10d nach der vierten alternativen Ausführungsform. 12(D) ist eine schematische Ansicht zur Erklärung eines Metallanschlusselements 10e nach der fünften alternativen Ausführungsform. 12(A) bis 12(D) zeigen die Metallanschlusselemente 10b bis 10e, die so in den Sensor 2 eingebaut sind, dass sie mit dem Erfassungselement 4 in Kontakt stehen, schematisch.
Der Geradabschnitt 16 braucht nicht in der waagerechten Richtung (der Richtung, die zu der entgegengesetzten Richtung FD parallel verläuft) verlängert zu sein, solange der Geradabschnitt 16 eine Form aufweist, die sich von dem vorderen Endabschnitt 151 zu der Seite der Annäherungsrichtung an das Erfassungselement 4 erstreckt. Zum Beispiel erstreckt sich der Geradabschnitt 16 des Metallanschlusselements 10b, das in 12(A) gezeigt ist, von dem vorderen Endabschnitt 151 in der Annäherungsrichtung an die Hinterseite BS und das Erfassungselement 4. Ferner erstreckt sich zum Beispiel das in 12(B) gezeigte Metallanschlusselement 10c von dem vorderen Endabschnitt 151 in der Annäherungsrichtung an die Vorderseite AS und das Erfassungselement 4. Vorzugsweise erstreckt sich der Geradabschnitt 16 entweder in der Richtung, die orthogonal zu der Axialrichtung CD verläuft, oder in der Richtung die entlang der Axialrichtung CD zu der Hinterseite BS hin verläuft. Dadurch kann die Länge des Metallanschlusselements 10, 10b in der Axialrichtung CD gesteuert werden, wodurch eine Zunahme der Größe des Sensors 2 unterdrückt werden kann.
Der Federabschnitt 18 braucht keine Form aufzuweisen, die sich gerade von dem einwärtigen Endabschnitt 181 erstreckt. Zum Beispiel kann der Federabschnitt 18 wie in 12(C) gezeigt einen balgförmigen Zwischenabschnitt 182 zwischen dem geradabschnittsseitigen Endabschnitt 183 und dem Elementkontaktabschnitt 181 aufweisen. Ferner braucht der Federabschnitt 18 keine flache Plattenform aufzuweisen, sondern kann eine Form mit einer gekrümmten Hauptfläche aufweisen.
Bei der obigen Ausführungsform weist der Geradabschnitt 16 eine flache Plattenform auf und erstreckt er sich von dem vorderen Endabschnitt in der Annäherungsrichtung an das Erfassungselement 4. Doch der Geradabschnitt 16 kann eine andere Form aufweisen, solange sich der Geradabschnitt 16 von dem vorderen Endabschnitt 151 zu der Seite erstreckt, an der sich das Erfassungselement 4 befindet. Falls sich der Geradabschnitt 16 nicht gerade erstreckt, wird das Element, dem das Bezugszeichen 16 verliehen ist, als sich einwärts erstreckender Abschnitt 16 bezeichnet. Zum Beispiel kann der sich einwärts erstreckende Abschnitt 16 wie in 12(D) gezeigt eine Form mit einer gekrümmten Hauptfläche aufweisen.
Bei der zweiten bis fünften alternativen Ausführungsform kann der Winkel E2, der im freien Zustand durch die Axialrichtung CD und die Richtung, in der sich der Federabschnitt 18 erstreckt, gebildet wird, verringert werden, da wie bei der obigen Ausführungsform der Geradabschnitt (der sich einwärts erstreckende Abschnitt) 16 bereitgestellt ist. Dadurch kann das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181 in der Axialrichtung CD, wenn das Elektrodenanschlusselement 30 mit dem Elementkontaktabschnitt 181 in Kontakt gebracht wird, verringert werden.
Ferner ist bei der obigen Ausführungsform und der zweiten bis fünften alternativen Ausführungsform vorzugsweise die Stärke des Federabschnitts 18 geringer als jene des sich einwärts erstreckenden Abschnitts (des Geradabschnitts) 16. Die Stärke des Federabschnitts 18 kann zum Beispiel verringert werden, indem die Dicke des Federabschnitts 18 kleiner als die Dicke des sich einwärts erstreckenden Abschnitts (des Geradabschnitts) 16 ausgeführt wird. Die Größe der Stärke wird gemäß dem folgenden Bewertungsverfahren bewertet. Der geradabschnittsseitige Endabschnitt 183 als ein Endabschnitt des Federabschnitts 18 wird fixiert, und auf den Elementkontaktabschnitt 181 als seinen anderen Endabschnitt wird eine konstante Kraft Fc ausgeübt. Die Kraft Fc wird in einer Richtung ausgeübt, die den Federabschnitt 18 von einer Richtung, die senkrecht zu der Hauptfläche des Elementkontaktabschnitts 181 verläuft, elastisch einwärts verformt. Der Abstand des Elementkontaktabschnitts 181, wenn darauf die Kraft Fc ausgeübt wird, ist durch C18 angegeben. Zudem wird der vordere Endabschnitt 151 als ein Endabschnitt des Geradabschnitts 16 fixiert und auf den einwärtigen Endabschnitt 161 als seinen anderen Endabschnitt eine konstante Kraft Fc ausgeübt. Diese Kraft Fc wird in der Richtung ausgeübt, die den Federabschnitt 18 von der Richtung, die senkrecht zu der Hauptfläche des einwärtigen Endabschnitts 161 verläuft, elastisch einwärts verformt. Der Abstand des einwärtigen Endabschnitts 161, wenn darauf die Kraft Fc ausgeübt wird, wird durch C16 angegeben. Wenn der Abstand C18 größer als der Abstand C16 ist, wird bewertet, dass der Federabschnitt 18 eine Steifigkeit aufweist, die geringer als jene des sich einwärts erstreckenden Abschnitts (des Geradabschnitts) 16 ist.
Wie oben beschrieben kann dann, wenn die Steifigkeit des Federabschnitts 18 geringer als jene des sich einwärts erstreckenden Abschnitts (des Geradabschnitts) 16 ist, das Ausmaß der Verformung des sich einwärts erstreckenden Abschnitts (des Geradabschnitts) 16 verglichen mit dem Fall, in dem der Federabschnitt 18 und der sich einwärts erstreckende Abschnitt (der Geradabschnitt) 16 die gleiche Steifigkeit aufweisen, selbst dann eingeschränkt werden, wenn der Federabschnitt 18 durch die Kraft, die von dem Erfassungselement 4 ausgeübt wird, elastisch verformt wird. Dadurch kann das Ausmaß der Bewegung des Elementkontaktabschnitts 181 in der Axialrichtung CD, wenn das Elektrodenanschlusselement 30 mit dem Elementkontaktabschnitt 181 in Kontakt gebracht wird, weiter verringert werden.
C. Abwandlungen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform und die obigen Weisen beschränkt, sondern kann in verschiedenen anderen Formen ausgeführt werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel sind die folgenden Abwandlungen möglich.
Bei der obigen Ausführungsform bildet der Endabschnitt des Federabschnitts 18 den Elementkontaktabschnitt 181. Doch die Position des Elementkontaktabschnitts 181 ist veränderbar, solange er in dem Federabschnitt 18 gebildet wird. Zum Beispiel kann der Elementkontaktabschnitt 181 zwischen dem einwärtigen Endabschnitt 161 als einem Endabschnitt des Federabschnitts 18 und seinem anderen Endabschnitt gebildet werden. Alternativ kann der Elementkontaktabschnitt 181 durch Anbringen eines Vorsprungs an dem Federabschnitt 18 gebildet werden.
Bei der obigen Ausführungsform wurde ein Gassensor zur Erfassung der Konzentration einer bestimmten Komponente in einem zu messenden Gas erklärt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Ausführungsform ist auf verschiedene Sensoren mit einem Metallanschlusselement, das elektrisch mit einem Elektrodenanschlusselement eines Erfassungselements verbunden ist, um einen Strompfad zu bilden, anwendbar. Beispiele für die verschiedenen Sensoren beinhalten einen Drucksensor und einen Temperatursensor. Im Fall des Drucksensors gibt das Erfassungselement ein Signal zur Erfassung des Drucks aus. Im Fall des Temperatursensors gibt das Erfassungselement ein Signal zur Erfassung des Drucks aus.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen, Weisen und Abwandlungen/Veränderungen beschränkt, sondern kann in verschiedenen Formen ausgeführt werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel ist es möglich, beliebige der technischen Merkmale der Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung, die in der "Zusammenfassung der Erfindung" beschrieben sind, und der technischen Merkmale der Ausführungsformen, Weisen und Abwandlungen/Veränderungen der vorliegenden Erfindung passend zu ersetzen oder zu kombinieren, um einen Teil oder alle der oben angeführten Probleme lösen oder einen Teil oder alle der oben beschriebenen Wirkungen zu erzielen. Jedes beliebige dieser technischen Merkmale kann wie passend gestrichen werden, sofern es nicht in der vorliegenden Beschreibung als wesentlich erklärt wurde.
Bezugszeichenliste

2: Sensor
4: Erfassungselement
6: keramische Hülse
8: Erfassungsabschnitt
10, 10A, 10B, 10a bis 10e, 10t: Metallanschlusselement
12: Zuleitungsverbindungsabschnitt
13: Eingriffsabschnitt
14: vorstehender Abschnitt
15: Rahmenkörperabschnitt
16: sich einwärts erstreckender Abschnitt (Geradabschnitt)
18, 18a: Federabschnitt
19: gebogener Abschnitt
21: erste Plattenseite
21a: Durchgangsloch
21b: Durchgangsloch
23: zweite Plattenseite
23a: Durchgangsloch
30, 31, 32, 34, 36: Elektrodenanschlusselement
30a: Durchgangsloch
38: Metallgehäuse
39: Gewindeabschnitt
40: hinterer Endabschnitt
41a: Abfühlzuleitungsabschnitt
42: äußere Schutzeinrichtung
42a: Abfühlzuleitungsabschnitt
43: innere Schutzeinrichtung
44: Außengehäuse
46: Zuleitung
50: Kabeldurchführung
50a: wärmeerzeugender Abschnitt
50b: Elektrodenanschluss
51: Keramikhalter
52: Vorsprungsabschnitt
53: Talkring
54: Durchgangsloch
57: Crimpdichtung
64: Zuleitungseinsetzöffnung
65a: Einsetzabschnitt
65b: Nutabschnitt
66: Trennelement
67: Flanschabschnitt
68: vordere Endoberfläche
69: Halteelement
151: vorderer Endabschnitt
161: einwärtiger Endabschnitt
181: Elementkontaktabschnitt
182: Zwischenabschnitt
183: geradabschnittsseitiger Endabschnitt
420: poröse Schicht
421, 422, 423: Isolationsschicht
430: Festelektrolytschicht
441: dem zu messenden Gas zugewandte Elektrode
442: Referenzgaselektrode
450: Heizer
460: poröse Schutzschicht
W: Dickenrichtung
F: externe Kraft
D1: Abstand
A1, A2, B1, B2, E1, E2: Winkel
CD: Axialrichtung
FD: entgegengesetzte Richtung
CL: Achse
AS: Vorderseite
BS: Hinterseite
Fc: Kraft
W16, W18: Breite
L16, L18: Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2013-181769 [0004]
JP 2004-93302 [0004]

Claims

Sensor, umfassend: ein Erfassungselement, das eine sich in einer Axialrichtung erstreckenden Plattenform aufweist, wobei das Erfassungselement in Axialrichtung eine Vorderseite, die zu einem Messziel gerichtet ist, und in Axialrichtung eine Hinterseite, auf der ein Elektrodenanschlusselement gebildet ist, aufweist; ein Trennelement, das einen Einsetzabschnitt, in den die Hinterseite des Erfassungselements eingesetzt ist, und mehrere Nutabschnitte, die sich in Axialrichtung erstrecken und an einer Innenwandfläche des Einsetzabschnitts gebildet sind, aufweist; und ein Metallanschlusselement, das, eingesetzt in mindestens einem der Nutabschnitte, zwischen dem Erfassungselement und dem Trennelement eingeklemmt ist und gehalten wird, und elektrisch mit dem Elektrodenanschlusselement verbunden ist, um einen Strompfad zu bilden, wobei das Metallanschlusselement einen länglichen, sich in Axialrichtung erstreckenden Rahmenkörperabschnitt, einen sich einwärts erstreckenden Abschnitt, der mit einem vorderen Endabschnitt des Rahmenkörperabschnitts verbunden ist und sich von dem Rahmenkörperabschnitt zu einer Seite erstreckt, an der sich das Erfassungselement befindet, einen Federabschnitt, der mit einem einwärtigen Endabschnitt des sich einwärts erstreckenden Abschnitts, bei dem es sich um einen Endabschnitt an der Seite handelt, an der sich das Erfassungselement befindet, verbunden ist, wobei sich der Federabschnitt in einer Richtung erstreckt, die in Axialrichtung von dem sich einwärts erstreckenden Abschnitt zur Hinterseite ausgerichtet ist und die Axialrichtung schneidet, und einen Elementkontaktabschnitt, der in dem Federabschnitt gebildet ist und mit dem Elektrodenanschlusselement in Kontakt tritt, umfasst.
Sensor nach Anspruch 1, wobei der Federabschnitt eine geringere Steifigkeit als jene des sich einwärts erstreckenden Abschnitts aufweist.
Sensor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Federabschnitt und der sich einwärts erstreckende Abschnitt jeweils eine Plattenform aufweisen, und der Federabschnitt eine Breite aufweist, die kleiner als jene des sich einwärts erstreckenden Abschnitts ist.
Sensor nach einem von Anspruch 1 bis Anspruch 3, wobei eine Länge des Federabschnitts entlang einer Richtung, in der sich der Federabschnitt erstreckt, länger ist, als eine Länge des sich einwärts erstreckenden Abschnitts entlang einer Richtung, in der sich der sich einwärts erstreckende Abschnitt erstreckt.
Sensor nach einem von Anspruch 1 bis Anspruch 4, wobei der sich einwärts erstreckende Abschnitt ein Element ist, das sich geradlinig von dem vorderen Endabschnitt des Rahmenkörperabschnitts erstreckt.
Sensor nach Anspruch 5, wobei sich der sich einwärts erstreckende Abschnitt entweder in einer Richtung orthogonal zu der Axialrichtung oder in Axialrichtung in einer Richtung zur Hinterseite erstreckt.
Sensor nach Anspruch 5 oder 6, wobei dann, wenn in einem freien Zustand ein Winkel, der durch den Rahmenkörperabschnitt und den sich einwärts erstreckenden Abschnitt gebildet wird, ein Winkel A1 (0° < A1 < 180°) ist, und ein Winkel, der durch den sich einwärts erstreckenden Abschnitt und den Federabschnitt gebildet wird, ein Winkel B1 (0° < B1 < 180°) ist, und in einem Zustand, in dem das Metallanschlusselement als Bestandteil des Sensors eingebaut ist, ein Winkel, der durch den Rahmenkörperabschnitt und den sich einwärts erstreckenden Abschnitt gebildet wird, ein Winkel A2 (0° < A2 < 180°) ist, und ein Winkel, der durch den sich einwärts erstreckenden Abschnitt und den Federabschnitt gebildet wird, ein Winkel B2 (0° < B1 < 180°) ist, eine Beziehung von (B1 – B2) > (A1 – A2) erfüllt wird.