DE102017000616A1

DE102017000616A1 - Sensor

Info

Publication number: DE102017000616A1
Application number: DE102017000616.4A
Authority: DE
Inventors: Makoto Kume; Shingo Ito; Takehiro Oba; Shinya Miyamoto
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2017-07-27
Also published as: US20170212090A1; DE102017000616A8; US10371680B2

Abstract

Ziel: einen Sensor mit verbesserter Hitzebeständigkeit bereitzustellen, welcher ein Metallgehäuse umfasst, welches aus einem Material gebildet ist, das mittels Deformierung bearbeitet werden kann. Mittel zur Lösung: ein Gassensor 1 ist mit einem Metallgehäuse-Schutzelement 10 ausgestattet, welches aus einem Material gebildet ist, dessen Hitzebeständigkeit besser als die eines Metallgehäuses 3 ist, wodurch verhindert wird, dass ein Messziel hoher Temperatur (Abgas) in direkten Kontakt mit einem Bereich eines Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3, welcher bezogen auf eine der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist, kommt. Das heißt, in dem Gassensor 1 ist es möglich, Korrosion aufgrund hoher Temperatur eines Bereichs des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist (einer inneren Oberfläche und einer vorderen Endoberfläche eines Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a), zu unterdrücken, während das Metallgehäuse 3 aus einem Material (SUS430) gebildet ist, welches mittels Deformierung bearbeitet werden kann (Krimpen oder dergleichen). Somit kann die Hitzebeständigkeit des gesamten Sensors verbessert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor, umfassend: ein Sensorelement mit einem Detektionsabschnitt; ein Metallgehäuse, welches das Sensorelement über eine Element-Halterung hält; und eine Element-Schutzvorrichtung, welche in einer das Sensorelement bedeckenden Gestalt gebildet und an dem Metallgehäuse befestigt ist.
Hintergrund
Ein Sensor zur Detektion von Zustandsgrößen (Gaskonzentration, Temperatur, etc.) eines Messziels ist bekannt. Beispielsweise umfasst ein Sensor: ein Sensorelement mit einem Detektionsabschnitt; ein Metallgehäuse, welches das Sensorelement über eine Element-Halterung trägt; und eine Element-Schutzvorrichtung, die in einer das Sensorelement bedeckenden Gestalt gebildet und an dem Metallgehäuse befestigt ist (Patentdokument 1).
Als ein Beispiel eines solchen Sensors ist ein Gassensor zur Detektion eines bestimmten Gases, welches in einem Messziel enthalten ist, bekannt. Ein Gassensor wird beispielsweise zur Detektion eines bestimmten Gases (Sauerstoff, NO_x, oder dergleichen), welches in einem Abgas eines Verbrennungsmotor enthalten ist, verwendet.
Betreffend einen Sensor, welcher in solchen Anwendungen Verwendung findet, in denen die Temperatur eines Messziels hoch ist, kann eine Verbesserung der Hitzebeständigkeit beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Element-Schutzvorrichtung, welche eine Vorrichtung ist, die mit dem Messziel direkt in Kontakt ist, aus einem Material gebildet wird, das eine exzellente Hitzebeständigkeit hat.
Dokumente des Stands der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2003-185620

Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösende Probleme
Selbst wenn die Hitzebeständigkeit der Element-Schutzvorrichtung, welche einen Teil des Sensors ist, verbessert wird, bleibt jedoch das Risiko bestehen, dass das Metallgehäuse aufgrund des Messziels hoher Temperatur korrodiert. Weil von gegenüberliegenden Endabschnitten des Metallgehäuses ein Endabschnitt, an welchem der Detektionsabschnitt des Sensorelements angeordnet ist, in direkten Kontakt mit dem Messziel ist, kann dieser Endabschnitt aufgrund des Messziels hoher Temperatur der Korrosion ausgesetzt sein. An diesen Endabschnitt des Metallgehäuses ist die Element-Schutzvorrichtung zum Schutz des Sensorelements befestigt. Wenn die Stärke des Metallgehäuses aufgrund von an dem Endabschnitt des Metallgehäuses auftretender Korrosion verringert ist, kann hierdurch die Element-Schutzvorrichtung daher abfallen.
Das Metallgehäuse kann eine Struktur aufweisen, gemäß welcher ein weiteres Teil daran befestigt ist, indem die Herstellung eine Deformierung umfasst, beispielsweise Krimpen. Wenn das Metallgehäuse mit der obigen Struktur aus einem Material mit exzellenter Hitzebeständigkeit gebildet ist, um die Hitzebeständigkeit des Metallgehäuses zu verbessern, ist es schwierig, das Metallgehäuse mittels Deformierung zu bearbeiten.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Sensor bereitzustellen, dessen Hitzebeständigkeit verbessert ist und dabei ein Metallgehäuse umfasst, welches aus einem Material gebildet ist, das mittels Deformierung bearbeitet werden kann.
Mittel zur Lösung der Probleme
Ein Gassensor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Sensorelement, ein Metallgehäuse, eine Element-Schutzvorrichtung und ein Metallgehäuse-Schutzelement. Das Sensorelement ist als eine sich in der Axialrichtung erstreckende, längliche Gestalt ausgebildet und umfasst einen Detektionsabschnitt an seiner Vorderseite.
Das Metallgehäuse ist als eine röhrenförmige Gestalt mit einem Durchgangsloch ausgebildet, welches sich von einer vorderseitigen Öffnung des Metallgehäuses zu einer rückseitigen Öffnung des Metallgehäuses erstreckt. Das Metallgehäuse hält über eine Element-Halterung das Sensorelement, welches in dem Durchgangsloch angeordnet ist. Zu diesem Zeitpunkt ist das Sensorelement in dem Durchgangsloch angeordnet, wobei der Detektionsabschnitt aus der vorderseitigen Öffnung des Metallgehäuses ragt.
Die Element-Schutzvorrichtung umfasst eine Öffnung, welche von einem Messziel passiert werden kann, und ist als eine röhrenförmige Gestalt ausgebildet. Die Element-Schutzvorrichtung ist an der Vorderseite des Metallgehäuses befestigt. Das Metallgehäuse umfasst an seiner äußeren Oberfläche eine der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche, welche einem hinteren Endabschnitt der Element-Schutzvorrichtung gegenüberliegt.
Der Sensor umfasst ein Metallgehäuse-Schutzelement. Das Metallgehäuse-Schutzelement bedeckt zusammen mit der Element-Schutzvorrichtung einen vorbestimmten Bereich des Metallgehäuses. Der vorbestimmte Bereich des Metallgehäuses, welcher von der Schutzvorrichtung und dem Metallgehäuse-Schutzelement bedeckt ist, umfasst: wenigstens einen Teil einer vorderen Endoberfläche des Metallgehäuses; wenigstens einen Teil einer inneren Oberfläche des Durchgangslochs und wenigstens einen Teil einer radial äußeren Oberfläche, welche mit der vorderen Endoberfläche des Metallgehäuses verbunden ist.
Weil der obige Sensor das Metallgehäuse-Schutzelement und die Element-Schutzvorrichtung umfasst, wird verhindert, dass ein Messziel hoher Temperatur in direktem Kontakt mit dem vorbestimmten Bereich des Metallgehäuses (wenigstens einem Teil der vorderen Endoberfläche des Metallgehäuses, wenigstens einem Teil der inneren Oberfläche des Durchgangslochs und wenigstens einem Teil der radial äußeren Oberfläche, welche mit der vorderen Endoberfläche des Metallgehäuses verbunden ist) ist. Daher kann in diesem Sensor eine Korrosion des vorbestimmten Bereichs des Metallgehäuses aufgrund hoher Temperatur unterdrückt werden, während das Metallgehäuse aus einem Material gebildet ist, welches mittels Verformung bearbeitet werden kann (Krimpen oder dergleichen), wodurch die Hitzebeständigkeit des gesamten Sensors verbessert werden kann.
Der obige Sensor bewirkt den Schutz des Metallgehäuses dadurch, dass er mit dem kleinsten erforderlichen Metallgehäuse-Schutzelement ausgestattet ist, während die zum Schutz des Sensorelements erforderliche Element-Schutzvorrichtung verwendet wird. Hierdurch kann die Hitzebeständigkeit des gesamten Sensors verbessert werden, während ein signifikanter Anstieg der Produktionskosten verhindert wird.
Somit kann mit dem obigen Sensor die Hitzebeständigkeit verbessert werden, während das Metallgehäuse aus einem Material gebildet ist, das mittels Deformierung bearbeitet werden kann. Wenn in dem obigen Sensor ein Schutzvorrichtungsinnenbereich so definiert ist, dass er einen Bereich einer inneren Oberfläche des Durchgangslochs des Metallgehäuses, der bezogen auf die Element-Halterung an der Vorderseite angeordnet ist; einen Bereich der radial äußeren Oberfläche des Metallgehäuses, der mit der Element-Schutzvorrichtung bedeckt ist; und die vordere Endoberfläche des Metallgehäuses umfasst, können das Metallgehäuse-Schutzelement und die Element-Schutzvorrichtung wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs des Metallgehäuses bedecken, der bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche an der Vorderseite angeordnet ist.
Weil in dem obigen Sensor das Metallgehäuse-Schutzelement und die Element-Schutzvorrichtung wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs des Metallgehäuses bedecken, der bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche an der Vorderseite angeordnet ist, wird verhindert, dass ein Messziel hoher Temperatur in direktem Kontakt mit einem Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs des Metallgehäuses ist, der bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche an der Vorderseite angeordnet ist. Daher kann in diesem Sensor die Korrosion des Schutzvorrichtungsinnenbereichs des Metallgehäuses aufgrund hoher Temperatur unterdrückt werden, während das Metallgehäuse aus einem Material gebildet ist, das mittels Deformierung bearbeitet werden kann (Krimpen oder dergleichen), wodurch die Hitzebeständigkeit des gesamten Sensors verbessert werden kann.
Insbesondere besteht für einen Abschnitt des Metallgehäuses, der bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche an der Vorderseite angeordnet ist, eine Beschränkung hinsichtlich der Zunahme seiner Abmessung in der Radialrichtung des Sensors. Es ist daher schwierig, eine große „Dicke” zwischen der inneren Oberfläche des Durchgangslochs und einer äußeren Oberfläche dieses Abschnitts zu gewährleisten. Dementsprechend ist es wahrscheinlich, dass die Stärke dieses Abschnitts abnimmt und der Abschnitt bricht, wenn Korrosion oder dergleichen aufgrund des Einflusses hoher Temperatur auftritt. Im Gegensatz dazu kann, indem die Struktur so angepasst wird, dass das Metallgehäuse-Schutzelement und die Element-Schutzvorrichtung wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs des Metallgehäuses, der bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche an der Vorderseite angeordnet ist, bedeckt, Korrosion aufgrund des Einflusses hoher Temperatur unterdrückt werden, wodurch unterdrückt wird, dass das Metallgehäuse bricht.
In dem obigen Sensor kann das Metallgehäuse-Schutzelement als eine röhrenförmige Gestalt mit einem Einführungsloch ausgebildet sein, durch welches das Sensorelement eingeführt ist. Das Metallgehäuse-Schutzelement mit einer solchen Gestalt kann in dem Durchgangsloch des Metallgehäuses angeordnet werden, wobei das Sensorelement durch das Einführungsloch eingeführt ist, und kann wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs bedecken, der bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche an der Vorderseite angeordnet ist.
Die röhrenförmige Gestalt kann eine mehrstufig-röhrenförmige Gestalt sein, in welcher röhrenförmige Teile mit unterschiedlichen radialen Abmessungen miteinander über einen Stufenabschnitt verbunden sind, oder kann eine geflanscht-röhrenförmige Gestalt mit einem röhrenförmigen Teil und einem Flanschteil sein, welches bezüglich des röhrenförmigen Teils radial nach außen ragt.
In dem obigen Sensor kann das Metallgehäuse-Schutzelement einen Schutzvorrichtungskontaktabschnitt umfassen, welcher mit einer inneren Oberfläche der Element-Schutzvorrichtung entlang einer Umfangsrichtung in Kontakt ist. Durch Bereitstellen des Schutzvorrichtungskontaktabschnitts kann die Bildung einer Lücke zwischen dem Metallgehäuse-Schutzelement und der Element-Schutzvorrichtung unterdrückt werden und dadurch wird verhindert, dass das Messziel (Gas oder dergleichen) das Metallgehäuse über die Außenseite des Metallgehäuse-Schutzelements erreicht.
Weil das Metallgehäuse-Schutzelement, wie oben beschrieben, mit dem Schutzvorrichtungskontaktabschnitt ausgestattet ist, ist es unwahrscheinlich, dass das Messziel mit dem Metallgehäuse in direkten Kontakt kommt, wodurch Korrosion des Metallgehäuses aufgrund hoher Temperatur und ein Brechen des Metallgehäuses weiter unterdrückt wird.
In dem obigen Sensor kann ein einwärts-ragender-Abschnitt, welcher einwärts ragt, an einer Rückseite des Metallgehäuse-Schutzelements angeordnet sein. Durch Bereitstellen des einwärts-ragenden-Abschnitts trifft das Messziel, welches sich in dem Metallgehäuse-Schutzelement in Richtung des hinteren Endes des Metallgehäuse-Schutzelements bewegt, auf den einwärts-ragenden-Abschnitt, wodurch die Bewegungsrichtung des Messziels geändert werden kann. Somit wird das Messziel davon abgehalten, das Metallgehäuse über die Innenseite des Metallgehäuse-Schutzelements zu erreichen.
Weil das Metallgehäuse-Schutzelement den einwärts-ragenden-Abschnitt hat, ist es unwahrscheinlich, dass das Messziel in direkten Kontakt mit dem Metallgehäuse kommt, wodurch eine Korrosion des Metallgehäuses aufgrund hoher Temperatur und ein Brechen des Metallgehäuses weiter unterdrückt wird.
In dem obigen Sensor kann das Metallgehäuse-Schutzelement aus einem Material gebildet sein, dessen Hitzebeständigkeit besser als die des Metallgehäuses ist. Selbst wenn der Sensor bei einer Anwendung verwendet wird, bei welcher die Temperatur des Messziels die Hitzebeständigkeitstemperatur des Metallgehäuses überschreitet, kann eine Korrosion des vorbestimmten Bereichs des Metallgehäuses aufgrund hoher Temperatur unterdrückt werden, weil der vorbestimmte Bereich des Metallgehäuses durch das Metallgehäuse-Schutzelement geschützt werden kann. Somit kann die Hitzebeständigkeit des gesamten Sensors verbessert werden.
Das „Material, dessen Hitzebeständigkeit besser als die des Metallgehäuses ist” bezeichnet ein Material, das bei hoher Temperatur mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit korrodiert als das Material des Metallgehäuses. In dem obigen Sensor kann das Metallgehäuse-Schutzelement aus einem metallischen Material gebildet sein.
Das Metallgehäuse-Schutzelement kann unter Verwendung eines keramischen Materials oder dergleichen gebildet sein. Wenn ein metallisches Material verwendet wird, kann jedoch die Dicke des Metallgehäuse-Schutzelements reduziert sein und dabei dieselbe Stärke haben, verglichen mit dem Fall, in welchem ein keramisches Material oder dergleichen verwendet wird.
Daher kann zwischen dem Metallgehäuse-Schutzelement und dem Sensorelement ein großer Raum gewährleistet werden, wodurch der thermische Einfluss auf das Sensorelement durch die Temperatur (Wärmemenge) des Metallgehäuse-Schutzelements reduziert werden kann. In dem obigen Sensor kann das Metallgehäuse-Schutzelement aus einem Material gebildet sein, das eine größere Korrosionsbeständigkeit als die des Metallgehäuses hat.
Durch Bereitstellen des Metallgehäuse-Schutzelements kann eine Korrosion des Metallgehäuse-Schutzelements aufgrund des Messziels unterdrückt werden und Korrosion des Metallgehäuses aufgrund des Messziels kann unterdrückt werden.
Selbst wenn das Metallgehäuse nicht aus einem edelmetallischen Material, wie beispielsweise Pt, mit hoher Katalysefähigkeit, sondern aus einem metallischen Material, beispielsweise rostfreiem Stahl, mit niedriger Katalysefähigkeit gebildet ist, kann, wenn eine Oxidation oder Korrosion mit hoher Temperatur auftritt, das Metallgehäuse in einer solchen Umgebung hoher Temperatur (z. B. 600°C oder mehr) eine große Katalysefähigkeit haben. Insbesondere, wenn Eisen, was als Basismaterial für rostfreien Stahl verwendet wird, oxidiert ist, ist dessen Katalysefähigkeit unter hoher Temperatur verbessert; und Eisen kann die Fähigkeit haben, entflammbares Gas, beispielsweise HC oder Ammoniak, zu verbrennen. Wenn das Metallgehäuse unter Verwendung eines metallischen Materials gebildet ist, das eine geringere Korrosionsbeständigkeit, beispielsweise Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit oder Säurebeständigkeit, hat, kann die Innenwandoberfläche des Durchgangslochs des Metallgehäuses nach Korrosion abfallen. Wenn Splitter des Metallgehäuses, die aufgrund von Erschütterung, Wasser, Feuchtigkeit oder dergleichen abgefallen sind, an der Oberfläche der Elektrode des Sensorelements anhaften, kann das Detektionsergebnis des entflammbaren Gases negativ beeinflusst sein.
Daher kann in dem obigen Sensor das Metallgehäuse-Schutzelement einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs, der bezogen auf die Element-Halterung an der Vorderseite angeordnet ist, bedecken und kann mit der Element-Halterung in Kontakt sein.
Durch Bereitstellen des Metallgehäuse-Schutzelements mit der obigen Struktur wird verhindert, dass die innere Oberfläche des Durchgangslochs in direkten Kontakt mit dem Messziel kommt, wodurch Korrosion des Metallgehäuses aufgrund des Messzieles unterdrückt werden kann. Ein Abfallen eines Teils des Metallgehäuses aufgrund von Korrosion kann daher unterdrückt werden und ein Anhaften von Splittern des Metallgehäuses, welche abgefallen sind, an das Sensorelement kann unterdrückt werden, wodurch das Auftreten eines Fehlers in einer Sensorausgabe aufgrund der Splitter unterdrückt wird.
In dem obigen Sensor kann die Element-Halterung umfassen: eine Keramikhalterung, welche mit dem Sensorelement in Kontakt ist; und eine Metallhalterung, welche bezogen auf die Keramikhalterung außen angeordnet ist und mit dem Metallgehäuse in Kontakt ist. Das Metallgehäuse-Schutzelement kann einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs bedecken, der bezogen auf die Element-Halterung an der Vorderseite angeordnet ist, und kann mit der Keramikhalterung und/oder mit der Metallhalterung in Kontakt sein.
Durch Bereitstellen der Element-Halterung und des Metallgehäuse-Schutzelements mit den obigen Strukturen wird verhindert, dass die innere Oberfläche des Durchgangslochs in direkten Kontakt mit dem Messziel kommt, wodurch Korrosion des Metallgehäuses aufgrund des Messziels unterdrückt werden kann. Ein Anhaften von Splittern des Metallgehäuses, welche aufgrund von Korrosion abgefallen sind, an das Sensorelement kann daher unterdrückt werden, wodurch das Auftreten eines Fehlers in einer Sensorausgabe aufgrund der Splitter unterdrückt wird.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem Sensor der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Hitzebeständigkeit zu verbessern, während der Sensor das Metallgehäuse umfasst, welches aus einem Material gebildet ist, welches mittels Deformierung bearbeitet werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine Gesamtstruktur eines Gassensors zeigt.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Struktur eines für den Gassensor verwendeten Detektionselements zeigt.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche eine äußere Erscheinung eines Metallgehäuse-Schutzelements zeigt.
4 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines vorderseitigen Teils eines zweiten Gassensors zeigt.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche eine äußere Erscheinung eines zweiten Metallgehäuse-Schutzelements zeigt.
6 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines vorderseitigen Teils eines dritten Gassensors zeigt.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche eine äußere Erscheinung eines dritten Metallgehäuse-Schutzelements zeigt.
8 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines vorderseitigen Teils eines vierten Gassensors zeigt.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche eine äußere Erscheinung eines vierten Metallgehäuse-Schutzelements zeigt.
10 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine Gesamtstruktur eines fünften Gassensors zeigt.
11 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines vorderseitigen Teils eines sechsten Gassensors zeigt.
12 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines vorderseitigen Teils eines siebten Gassensors zeigt.
13 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines vorderseitigen Teils eines achten Gassensors zeigt.
Ausführungsformen der Erfindung
Nachfolgend werden Ausführungsformen, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen, die nachfolgend beschrieben sind, beschränkt und kann in verschiedenen alternativen Ausführungsformen implementiert sein, soweit diese in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
1. Erste Ausführungsform
1-1. Gesamtstruktur
Als ein Beispiel einer ersten Ausführungsform wird ein Sauerstoffsensor (nachfolgend als „Gassensor 1” bezeichnet) beschrieben, welcher an einem Abgasrohr eines Verbrennungsmotors so angebracht ist, dass ein vorderer Endabschnitt des Gassensors in das Abgasrohr ragt, und welcher Sauerstoff in einem Abgas detektiert. Der Gassensor 1 ist beispielsweise an einem Abgasrohr eines Fahrzeugs befestigt, beispielsweise eines Automobils oder eines Motorrads.
Zuerst wird die Struktur des Gassensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug zu 1 beschrieben. In 1 ist die Abwärtsrichtung eine Richtung hin zu einem vorderen Ende des Gassensors; und die Aufwärtsrichtung ist eine Richtung hin zu einem hinteren Ende des Gassensors.
Der Gassensor 1 umfasst: ein röhrenförmiges Metallgehäuse 3, welches an einem Abgasrohr (nicht gezeigt) befestigt ist; ein plattenförmiges Detektionselement 5, welches durch das Metallgehäuse 3 eingeführt ist und sich entlang einer Axialrichtung (Längsrichtung des Gassensors 1: in 1 die Richtung oben-unten) erstreckt; eine Element-Schutzvorrichtung 9, welche an der Vorderseite (untere Seite in 1) des Metallgehäuses 3 angeordnet ist und einen vorderen Endabschnitt des Detektionselements 5 bedeckt; ein Metallgehäuse-Schutzelement 10, welches an einem vorderen Ende des Metallgehäuses 3 angeordnet ist; ein Außengehäuse 11, welches an der Rückseite (obere Seite in 1) des Metallgehäuses 3 angebracht ist und eine Außenumgebung des Detektionselements 5 bedeckt; einen Trenner 13 (keramischer Trenner 13), welcher innerhalb des Außengehäuses 11 angeordnet ist und einen hinteren Endabschnitt des Detektionselements 5 enthält; und ein Verschlusselement 15, welches die Rückseite des Außengehäuses 11 verschließt.
Das Detektionselement 5 ist wie folgt konfiguriert. Das heißt, ein Detektionsabschnitt 19, der mit einer Schutzschicht bedeckt ist, ist an der Vorderseite so ausgebildet, dass er einem Messziel (Abgas oder dergleichen) ausgesetzt ist; und Elektrodenanschlussabschnitte (erste bis fünfte Elektrodenanschlussabschnitte) 31, 32, 33, 34 und 35 sind auf einer ersten Planfläche 21 und einer zweiten Planfläche 23 gebildet, welche vordere und hintere Oberflächen unter den äußeren Oberflächen des Detektionselements 5 an der Rückseite sind.
Das Detektionselement 5 ist innerhalb des Metallgehäuses 3 befestigt, wobei der Detektionsabschnitt 19 an der Vorderseite aus dem vorderen Ende des an dem Abgasrohr befestigten Metallgehäuses 3 ragt und wobei die Elektrodenanschlussabschnitte 31 bis 35 an der Rückseite aus dem hinteren Ende des Metallgehäuses 3 ragen.
Mit den Elektrodenanschlussabschnitten 31 bis 35 sind Verbindungsanschlüsse (erster bis fünfter Verbindungsanschluss) 41, 42, 43, 44 und 45 als metallische Anschlüsse verbunden. Das heißt, in dem keramischen Trenner 13 sind die Verbindungsanschlüsse 41 bis 45 zwischen dem Detektionselement 5 und dem keramischen Trenner 13 angeordnet und sind damit mit den Elektrodenanschlussabschnitten 31 bis 35 des Detektionselements 5 elektrisch verbunden. Die Verbindungsanschlüsse 41 bis 45 sind aus einem hitzebeständigen elastischen Metall gebildet (z. B. rostfreier Stahl oder dergleichen).
Die Verbindungsanschlüsse 41 bis 45 sind elektrisch mit (fünf) Verbindungsleitungen 37 (insbesondere metallischen Kernleitungen 37a in den Verbindungsleitungen 37) verbunden, welche von der Außenseite in den Sensor eingeführt sind, wodurch Strompfade für Ströme gebildet werden, die zwischen externer Ausrüstung, mit der die Verbindungskabel 37 verbunden sind, und den Elektrodenanschlussabschnitten 31 bis 35 fließen (in 1 sind lediglich drei Verbindungsleitungen 37 gezeigt).
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Struktur des Detektionselements 5 zeigt. Wie in 2 gezeigt, hat das Detektionselement 5 eine rechteckig-quaderförmige Gestalt, in welcher ein plattenförmiger Elementabschnitt 51, welcher sich in der Axialrichtung (rechts-links-Richtung in 2) erstreckt, und eine plattenförmige Heizung 53, welche sich in der Axialrichtung erstreckt, aufeinander geschichtet sind, und das Detektionselement 5 hat einen rechteckigen Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung.
Weil das Detektionselement 5, das für den Gassensor 1 verwendet wird, ein herkömmliches bekanntes Detektionselement ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung der inneren Struktur und dergleichen des Detektionselements 5 verzichtet. Wieder bezugnehmend auf 1 ist das Metallgehäuse 3 ein röhrenförmiges Element mit einem Schraubenabschnitt 55 (zur Befestigung des Metallgehäuses 3 an dem Abgasrohr) an seiner äußeren Oberfläche und mit einem Durchgangsloch 57 in seiner axialen Mitte. In dem Durchgangsloch 57 ist ein Auslegerabschnitt 59 gebildet, welcher radial einwärts ragt. Das Metallgehäuse 3 ist aus einem metallischen Material gebildet (z. B. rostfreiem Stahl).
In dem Durchgangsloch 57 des Metallgehäuses 3 sind eine ringförmige Halterung 61 (Keramikhalterung 61), welche unter Verwendung eines isolierenden Materials (z. B. Aluminiumoxid oder dergleichen) gebildet ist, ringförmige pulvergepresste Schichten 63 und 65 (Talkringe 63 und 65) und eine ringförmige Hülse 67 (Keramikhülse 67), welche unter Verwendung eines isolierenden Materials (z. B. Aluminiumoxid oder dergleichen) gebildet ist, ausgehend von der Vorderseite hin zur Rückseite in dieser Reihenfolge angeordnet, so dass diese die Umgebung des Detektionselements 5 in der Radialrichtung umgeben.
Eine Krimpdichtung 69 ist zwischen der Keramikhülse 67 und dem hinteren Endabschnitt des Metallgehäuses 3 angeordnet. Eine röhrenförmige Metallhalterung 71 zum Halten des Talkrings 63 und der Keramikhalterung 61 ist zwischen der Keramikhalterung 61 und dem Auslegerabschnitt 59 des Metallgehäuses 3 angeordnet. Der hintere Endabschnitt des Metallgehäuses 3 ist über die Krimpdichtung 69 so gekrimpt, dass die Keramikhülse 67 in Richtung der Vorderseite gepresst wird.
Die Element-Schutzvorrichtung 9 ist ein röhrenförmiges Element, welches an einem vorderseitigen äußeren Umfang des Metallgehäuses 3 mittels Schweißen oder dergleichen (nicht gezeigt) so angebracht ist, dass der hervorstehende Abschnitt des Detektionselements 5 bedeckt ist. Die Element-Schutzvorrichtung 9 ist unter Verwendung eines hitzebeständigen Materials (z. B. NCF601 oder dergleichen) gebildet. Die Element-Schutzvorrichtung 9 hat eine zweiteilige Struktur, welche eine äußere Schutzvorrichtung 9a und eine innere Schutzvorrichtung 9b umfasst. Mehrere Löcher 9c, welche ermöglichen, dass Gas diese passieren können, sind gebildet, beispielsweise an einer Seitenwand der Element-Schutzvorrichtung 9.
Der keramische Trenner 13 ist ein röhrenförmiges Element, welches unter Verwendung eines isolierenden Materials (z. B. Aluminiumoxid oder dergleichen) gebildet ist, und wird in dem Außengehäuse 11 an der Rückseite durch eine röhrenförmige Metallhalterung 73 gehalten, welche in dem Außengehäuse 11 an der Rückseite angeordnet ist. Der keramische Trenner 13 weist einen ringförmigen Flanschabschnitt 74 auf, welcher an dessen äußerer Oberfläche nach außen ragt. Durch den Flanschabschnitt 74, welcher von der Metallhalterung 73 getragen wird, wird der keramische Trenner 13 in dem Außengehäuse 11 gehalten.
In dem keramischen Trenner 13 ist ein Durchgangsloch 75 in der Axialrichtung gebildet. Der hintere Endabschnitt (die Elektrodenanschlussabschnitte 31 bis 35) des Detektionselements 5 sowie die Verbindungsanschlüsse 41 bis 45, welche mit den Elektrodenanschlussabschnitten 31 bis 35 elektrisch verbunden sind, sind in dem Durchgangsloch 75 untergebracht.
Das Verschlusselement 15 ist eine Durchführung, welche unter Verwendung eines flexiblen Materials (z. B. Fluoro-Kunststoff) gebildet ist. Das Verschlusselement 15 ist in dem Außengehäuse 11 an der Rückseite so angeordnet, dass es mit dem hinteren Ende des keramischen Trenners 13 in Kontakt ist. Das Verschlusselement 15 ist an dem Außengehäuses 11 dadurch befestigt, dass das Außengehäuses 11 von außen nach innen gekrimpt wird.
Die Verbindungsleitungen 37 sind (durch Krimpen) mit den hinteren Enden der Verbindungsanschlüsse 41 bis 45 verbunden und sind durch das Durchgangsloch 77, welches als das Verschlusselement 15 durchlaufend gebildet ist, eingeführt, wodurch sie nach außen verlängert sind.
1-2. Metallgehäuse-Schutzelement
Als Nächstes wird das Metallgehäuse-Schutzelement 10 als ein Hauptteil der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
3 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine äußere Erscheinung des Metallgehäuse-Schutzelements 10 zeigt. Das Metallgehäuse-Schutzelement 10 umfasst einen röhrenförmigen Abschnitt 10a und einen Flanschabschnitt 10b. In dem röhrenförmigen Abschnitt 10a ist ein Einführungsloch 10c gebildet, welches in der axialen Richtung verläuft und durch welches das Detektionselement 5 einzuführen ist. Das Metallgehäuse-Schutzelement 10 ist aus einem hitzebeständigen metallischen Material gebildet (NCF601 oder SUS310).
Der röhrenförmige Abschnitt 10a ist als eine zylinderförmige Gestalt gebildet, in welcher dessen äußerer Durchmesser senkrecht zur Axialrichtung einem inneren Durchmesser des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 gleich ist. Der Flanschabschnitt 10b ist an einem vorderen Endabschnitt des röhrenförmigen Abschnitts 10a so gebildet, dass er in der Umfangsrichtung nach außen ragt.
Wie in 1 gezeigt, ist das Metallgehäuse-Schutzelement 10 an dem vorderen Endabschnitt des Metallgehäuses 3 so angeordnet, dass der röhrenförmige Abschnitt 10a mit einer vorderseitigen inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 in Kontakt ist und der Flanschabschnitt 10b mit einer vorderen Endoberfläche des Metallgehäuses 3 in Kontakt ist. Zudem ist der Flanschabschnitt 10b des Metallgehäuse-Schutzelements 10 mit einer inneren Oberfläche der Element-Schutzvorrichtung 9 (insbesondere der inneren Schutzvorrichtung 9b) in der Umfangsrichtung vollständig in Kontakt.
Das Metallgehäuse 3 ist aus rostfreiem Stahl gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Metallgehäuse 3 aus SUS430 gebildet. SUS430 ist ein Material, welches mittels Deformierung (Krimpen oder dergleichen) bearbeitet werden kann. Das aus dem obigen Material gebildete Metallgehäuse 3 wird an dessen hinterem Endabschnitt gekrimpt, wodurch die Keramikhülse 67 durch die Krimpdichtung 69 in Richtung der Vorderseite gepresst wird.
Das Metallgehäuse 3 umfasst einen Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a zur Befestigung der Element-Schutzvorrichtung 9 an dessen vorderem Ende. Der Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a ist so gebildet, dass er eine Dicke (eine Abmessung von seiner inneren Oberfläche, die dem Durchgangsloch 57 zugewandt ist, zu seiner äußeren Oberfläche, die mit der Element-Schutzvorrichtung 9 in Kontakt ist) aufweist, die kleiner als die Dicke des Schraubenabschnitts 55 des Metallgehäuses 3 ist.
Das Metallgehäuse 3 umfasst eine der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an seiner äußeren Oberfläche. Die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b ist so ausgebildet, dass sie dem hinteren Endabschnitt der Element-Schutzvorrichtung 9, welche an dem Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a befestigt ist, gegenüberliegt. Die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b der vorliegenden Ausführungsform ist als eine Ebene senkrecht zu der Axialrichtung (mit anderen Worten eine Ebene, die der Vorderseite gegenüberliegt) an einem Abschnitt der äußeren Oberfläche des Metallgehäuses 3 ausgebildet, welcher bezogen auf den Schraubenabschnitt 55 an der Vorderseite angeordnet ist.
Das heißt, der Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a ist so ausgebildet, dass er einen äußeren Durchmesser aufweist, welcher kleiner als der des Schraubenabschnitts 55 des Metallgehäuses 3 ist; und hierdurch ist die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b bezogen auf den Schraubenabschnitt 55 an der Vorderseite ausgebildet.
Ein Schutzvorrichtungsinnenbereich A1 ist so definiert, dass er umfasst: einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 an der Vorderseite, bezogen auf die Keramikhalterung 61 (Element-Halterung 61); einen Bereich der äußeren Oberfläche des Metallgehäuses 3, der von der Element-Schutzvorrichtung 9 bedeckt ist (insbesondere ein Bereich der äußeren Oberfläche, der eine radial äußere Oberfläche ist, die mit der vorderen Endoberfläche des Metallgehäuses 3 verbunden ist); und die vordere Endoberfläche des Metallgehäuses 3. In dieser Ausführungsform ist der Schutzvorrichtungsinnenbereich A1 ein Bereich, bestehend aus: einem Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57, welcher bezogen auf die Keramikhalterung 61 an der Vorderseite angeordnet ist; einem Abschnitt der radial äußeren Oberfläche des Metallgehäuses 3, welcher mit der Element-Schutzvorrichtung 9 in Kontakt ist; und einer vorderen Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a.
Das Metallgehäuse-Schutzelement 10 ist so angeordnet, dass es wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist (mit anderen Worten: einen Bereich, der der inneren Oberfläche und der vorderen Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a entspricht) bedeckt. Insbesondere bedeckt der röhrenförmige Abschnitt 10a des Metallgehäuse-Schutzelements 10 einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist, während der Flanschabschnitt 10b des Metallgehäuse-Schutzelements 10 die vordere Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a bedeckt. Daher wird von dem Metallgehäuse-Schutzelement 10 und der Element-Schutzvorrichtung 9 wenigstens ein Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 bedeckt, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist.
Das hitzebeständige metallische Material (NCF601 oder SUS310), welches das Metallgehäuse-Schutzelement 10 bildet, ist hinsichtlich seiner Hitzebeständigkeit besser als das Material (SUS430), welches das Metallgehäuse 3 bildet. Zudem ist das hitzebeständige metallische Material (NCF601 oder SUS310), welches das Metallgehäuse-Schutzelement 10 bildet, hinsichtlich seiner Korrosionsbeständigkeit besser als das Material (SUS430), welches das Metallgehäuse 3 bildet.
1-3. Wirkungen
Wie vorangehend beschrieben, ist der Gassensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit dem Metallgehäuse-Schutzelement 10 ausgestattet, welches aus einem Material gebildet ist, dessen Hitzebeständigkeit besser als die des Metallgehäuses 3 ist, wodurch verhindert wird, dass ein Messziel hoher Temperatur (Abgas) in direkten Kontakt mit einem Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3 kommt, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist.
Das heißt, in dem Gassensor 1 ist es möglich, Korrosion aufgrund hoher Temperatur in einem Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3 zu unterdrücken, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist (d. h. die innere Oberfläche und die vordere Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a), während das Metallgehäuse 3 aus einem Material (SUS430) gebildet ist, welches mittels Deformierung bearbeitet werden kann (Krimpen oder dergleichen). Daher kann die Hitzebeständigkeit des gesamten Sensors verbessert werden.
Der Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a, welcher ein Abschnitt des Metallgehäuses 3 an der Vorderseite, bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b, ist, ist hinsichtlich der Zunahme seiner Abmessung in der Radialrichtung des Sensors beschränkt. Es ist daher schwierig, eine große Dicke zwischen der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57 und der äußeren Oberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a, welcher der Element-Schutzvorrichtung 9 gegenüberliegt, zu gewährleisten. Dementsprechend ist der Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a ein Abschnitt, bei dem wahrscheinlich ist, dass dessen Stärke abnimmt und der Abschnitt bricht, wenn Korrosion oder dergleichen aufgrund des Einflusses hoher Temperatur auftritt, was dazu führen kann, dass die Element-Schutzvorrichtung 9 in einigen Fällen abfallen kann.
Im Gegensatz dazu weist der Gassensor 1 die Struktur auf, gemäß welcher das Metallgehäuse-Schutzelement 10 und die Element-Schutzvorrichtung 9 wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist, bedeckt. Hierdurch wird Korrosion des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a des Metallgehäuses 3 aufgrund des Einflusses hoher Temperatur unterdrückt, wodurch ein Brechen des Metallgehäuses 3 unterdrückt wird.
Somit kann die Hitzebeständigkeit des Gassensors 1 verbessert werden, während der Gassensor das Metallgehäuse 3 umfasst, welches aus einem Material gebildet ist, das mittels Deformierung bearbeitet werden kann. Das Metallgehäuse-Schutzelement 10 ist als eine röhrenförmige Gestalt mit dem Einführungsloch 10c gebildet, durch welches das Detektionselement 5 eingeführt ist. Das Metallgehäuse-Schutzelement 10 mit einer solchen Gestalt kann innerhalb des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 angeordnet werden, wobei das Detektionselement 5 durch das Einführungsloch 10c eingeführt wird, und kann wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 bedecken, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist.
Die Metallgehäuse-Schutzvorrichtung 10 umfasst den Flanschabschnitt 10b, welcher mit der inneren Oberfläche der Element-Schutzvorrichtung 9 in der Umfangsrichtung vollständig in Kontakt ist. Durch Bereitstellen des Flanschabschnitts 10b (Schutzvorrichtungskontaktabschnitts) wird die Ausbildung einer Lücke zwischen dem Metallgehäuse-Schutzelement 10 und der Element-Schutzvorrichtung 9 unterdrückt; und damit wird verhindert, dass das Messziel (Abgas) das Metallgehäuse 3 über die Außenseite des Metallgehäuse-Schutzelements 10 erreicht.
Wie vorangehend beschrieben, ist es unwahrscheinlich, dass Abgas hoher Temperatur in direkten Kontakt mit dem Metallgehäuse 3 kommt, weil das Metallgehäuse-Schutzelement 10 den Flanschabschnitt 10b hat, wodurch zudem die Korrosion des Metallgehäuses 3 aufgrund hoher Temperatur und ein Brechen des Metallgehäuses 3 unterdrückt wird.
Das Metallgehäuse-Schutzelement 10 ist aus einem hitzebeständigen metallischen Material gebildet (NCF601 oder SUS310). In diesem Fall kann die Dicke des Metallgehäuse-Schutzelements 10 reduziert sein, während dieselbe Stärke erzielt wird, verglichen mit dem Fall, in welchem ein keramisches Material verwendet wird.
Damit kann zwischen dem Metallgehäuse-Schutzelement 10 und dem Detektionselement 5 ein großer Raum gewährleistet werden, wodurch der thermische Einfluss auf das Detektionselement 5 durch die Temperatur (Wärmemenge) des Metallgehäuse-Schutzelements 10 reduziert werden kann. Das Metallgehäuse-Schutzelement 10 ist aus einem Material gebildet, dessen Korrosionsbeständigkeit besser als die des Metallgehäuses 3 ist. Es ist nicht wahrscheinlich, dass ein solches Metallgehäuse-Schutzelement 10 durch das Messziel (Abgas) korrodiert wird und ein solches Metallgehäuse-Schutzelement 10 unterdrückt die Korrosion des Metallgehäuses 3 durch das Messzielgas.
1-4. Entsprechung von Ausdrücken
Entsprechungen zwischen Ausdrücken, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, werden nachfolgend beschrieben. Der Gassensor 1 entspricht einem Beispiel eines Sensors, das Detektionselement 5 entspricht einem Beispiel eines Sensorelements, das Metallgehäuse 3 entspricht einem Beispiel eines Metallgehäuses, die Element-Schutzvorrichtung 9 entspricht einem Beispiel einer Element-Schutzvorrichtung und die Keramikhalterung 61 und die Metallhalterung 71 entsprechen Beispielen von Element-Halterungen.
Die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b entspricht einem Beispiel einer der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche, der Schutzvorrichtungsinnenbereich A1 entspricht einem Beispiel eines Schutzvorrichtungsinnenbereichs, das Metallgehäuse-Schutzelement 10 entspricht einem Beispiel eines Metallgehäuse-Schutzelements und der Flanschabschnitt 10b entspricht einem Beispiel eines Schutzvorrichtungskontaktabschnitts.
2. Zweite Ausführungsform
2-1. Gesamtstruktur
Nachfolgend wird ein zweiter Gassensor 101 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben.
Teile der zweiten Ausführungsform, die denen der ersten Ausführungsform gleich sind, werden durch selbe Bezugszeichen bezeichnet oder auf deren Beschreibung wird verzichtet. Da sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform durch das Metallgehäuse-Schutzelement unterscheidet, wird im Wesentlichen das Metallgehäuse-Schutzelement beschrieben.
4 ist eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines vorderseitigen Teils des zweiten Gassensors 101 zeigt. In 4 ist die Abwärtsrichtung eine Richtung hin zu einem vorderen Ende des Gassensors; und die Aufwärtsrichtung ist eine Richtung hin zu einem hinteren Ende des Gassensors.
Der zweite Gassensor 101 umfasst ein Metallgehäuse 3, ein Detektionselement 5, eine Element-Schutzvorrichtung 9, ein zweites Metallgehäuse-Schutzelement 81, ein Außengehäuse 11, einen keramischen Trenner 13 und ein Verschlusselement 15.
Wenngleich in 4 die Komponenten (der keramische Trenner 13, das Verschlusselement 15, etc.), die in einem rückseitigen Teil des zweiten Gassensors 101 enthalten sind, nicht gezeigt sind, sind die Komponenten in dem rückseitigen Teil des zweiten Gassensors 101 mit denen der ersten Ausführungsform identisch.
In dem zweiten Gassensor 101 ist ein Abschnitt der inneren Schutzvorrichtung 9b der Element-Schutzvorrichtung 9, der bezogen auf die vordere Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a an der Vorderseite angeordnet ist, so ausgebildet, dass er einen größeren Durchmesser senkrecht zur Axialrichtung aufweist als in der ersten Ausführungsform. Das heißt, die Abmessung einer Lücke zwischen der äußeren Oberfläche der inneren Schutzvorrichtung 9b und der inneren Oberfläche der äußeren Schutzvorrichtung 9a ist in der zweiten Ausführungsform kleiner als in der ersten Ausführungsform.
Die innere Schutzvorrichtung 9b der zweiten Ausführungsform ist damit so angeordnet, dass sie einen Teil der vorderen Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a des Metallgehäuses 3 bedeckt. Im Gegensatz dazu ist die innere Schutzvorrichtung 9b der ersten Ausführungsform so angeordnet, dass sie die gesamte vordere Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a des Metallgehäuses 3 bedeckt (insbesondere so, dass die gesamte vordere Endoberfläche durch den Flanschabschnitt 10b bedeckt ist).
2-2. Zweites Metallgehäuse-Schutzelement
5 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine äußere Erscheinung des zweiten Metallgehäuse-Schutzelements 81 zeigt. Das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81 umfasst einen rückseitigen röhrenförmigen Abschnitt 81a, einen Stufenabschnitt 81b, einen vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitt 81c und einen einwärts-ragenden-Abschnitt 81d. In dem zweiten Metallgehäuse-Schutzelement 81 ist ein Einführungsloch 81e gebildet, welches in der Axialrichtung verläuft und durch welches das Detektionselement 5 einzuführen ist. Das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81 ist aus einem hitzebeständigen metallischen Material (NCF601 oder SUS310) gebildet.
Der rückseitige röhrenförmige Abschnitt 81a ist als eine zylinderförmige Gestalt ausgebildet, in welcher sein äußerer Durchmesser senkrecht zu der Axialrichtung gleich dem inneren Durchmesser des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 ist. Der vorderseitige röhrenförmige Abschnitt 81c ist als eine zylinderförmige Gestalt gebildet, in welcher sein äußerer Durchmesser senkrecht zu der Axialrichtung gleich dem inneren Durchmesser der Element-Schutzvorrichtung 9 (innerer Schutzvorrichtung 9b) ist. Der äußere Durchmesser, senkrecht zu der Axialrichtung, des rückseitigen röhrenförmigen Abschnitts 81a ist daher kleiner als der des vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitts 81c.
Der Stufenabschnitt 81b ist so ausgebildet, dass er einen vorderen Endabschnitt des rückseitigen röhrenförmigen Abschnitts 81a mit einem hinteren Endabschnitt des vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitt 81c verbindet. Der einwärts-ragende-Abschnitt 81d ist so gebildet, dass er an einem hinteren Endabschnitt des rückseitigen röhrenförmigen Abschnitts 81a in der Umfangsrichtung einwärts ragt.
Wie in 4 gezeigt, ist das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81 an dem vorderen Endabschnitt des Metallgehäuses 3 so angeordnet, dass der rückseitige röhrenförmige Abschnitt 81a mit der vorderseitigen inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 in Kontakt ist, der Stufenabschnitt 81b mit der vorderen Endoberfläche des Metallgehäuses 3 in Kontakt ist und der vorderseitige röhrenförmige Abschnitt 81c mit der inneren Oberfläche der Element-Schutzvorrichtung 9 (insbesondere der inneren Schutzvorrichtung 9b) in der Umfangsrichtung vollständig in Kontakt ist.
Wie in der ersten Ausführungsform ist das Metallgehäuse 3 aus SUS430 gebildet und umfasst einen Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a und eine der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b. Das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81 ist so angeordnet, dass es wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist, bedeckt (mit anderen Worten: einen Bereich, welcher der inneren Oberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a und einem Teil seiner vorderen Endoberfläche entspricht). Insbesondere bedeckt der rückseitige röhrenförmige Abschnitt 81a des zweiten Metallgehäuse-Schutzelements 81 einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist, und der Stufenabschnitt 81b des zweiten Metallgehäuse-Schutzelements 81 bedeckt einen Teil der vorderen Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a. Somit ist wenigstens ein Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist, mit dem zweiten Metallgehäuse-Schutzelement 81 und der Element-Schutzvorrichtung 9 bedeckt.
Das hitzebeständige metallische Material (NCF601 oder SUS310), welches das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81 bildet, hat eine bessere Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit als das Material (SUS430), welches das Metallgehäuse 3 bildet.
2-3. Wirkungen
Wie vorangehend beschrieben, ist der zweite Gassensor 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit dem zweiten Metallgehäuse-Schutzelement 81 ausgestattet, welches aus einem Material gebildet ist, dessen Hitzebeständigkeit besser als die des Metallgehäuses 3 ist, wodurch verhindert wird, dass ein Messziel hoher Temperatur (Abgas) in direkten Kontakt mit einem Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3 kommt, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist.
Das heißt, mit dem zweiten Gassensor 101 ist es möglich, eine Korrosion eines Bereichs des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist (d. h., die innere Oberfläche und die vordere Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a), aufgrund hoher Temperatur zu unterdrücken, während das Metallgehäuse 3 aus einem Material (SUS430) gebildet ist, welches mittels Deformierung bearbeitet werden kann (Krimpen oder dergleichen). Somit kann die Hitzebeständigkeit des gesamten Sensors verbessert werden.
Das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81 umfasst den vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitt 81c, welcher mit der inneren Oberfläche der Elementschutzvorrichtung 9 in der Umfangsrichtung vollständig in Kontakt ist. Durch Bereitstellen des vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitts 81c (Schutzvorrichtungskontaktabschnitt) wird die Ausbildung einer Lücke zwischen dem zweiten Metallgehäuse-Schutzelement 81 und der Element-Schutzvorrichtung 9 unterdrückt; und hierdurch wird verhindert, dass das Messziel (Abgas) das Metallgehäuse 3 über die Außenseite des zweiten Metallgehäuse-Schutzelements 81 erreicht.
Das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81 hat an seiner Rückseite den einwärts-ragenden-Abschnitt 81d, welcher einwärts ragt. Weil das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81 den einwärts-ragenden-Abschnitt 81d aufweist, trifft das Abgas, welches sich in dem zweiten Metallgehäuse-Schutzelement 81 in Richtung des hinteren Endes des Schutzelements 81 bewegt, auf den einwärts-ragenden-Abschnitt 81d, wodurch die Bewegungsrichtung des Abgases geändert werden kann. Somit wird unterdrückt, dass das Abgas das Metallgehäuse 3 über die Innenseite des zweiten Metallgehäuse-Schutzelements 81 erreicht.
Weil das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81, wie oben beschrieben, den einwärts-ragenden-Abschnitt 81d aufweist, ist es nicht wahrscheinlich, dass das Abgas in direkten Kontakt mit dem Metallgehäuse 3 kommt, wodurch ferner eine Korrosion des Metallgehäuses 3 aufgrund hoher Temperatur und ein Brechen des Metallgehäuses 3 unterdrückt wird.
2-4 Entsprechung von Ausdrücken
Entsprechungen zwischen Ausdrücken, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, werden nachfolgend beschrieben. Der zweite Gassensor 101 entspricht einem Beispiel eines Sensors, die Element-Schutzvorrichtung 9 entspricht einem Beispiel einer Element-Schutzvorrichtung, das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81 entspricht einem Beispiel eines Metallgehäuse-Schutzelements, der vorderseitige röhrenförmige Abschnitt 81c entspricht einem Beispiel eines Schutzvorrichtungskontaktabschnitts, und der einwärts-ragende-Abschnitt 81d entspricht einem Beispiel eines einwärts-ragenden-Abschnitts.
3. Dritte Ausführungsform
3-1. Gesamtstruktur
Als Nächstes wird ein dritter Gassensor 103 gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben.
Teile der dritten Ausführungsform, die denen der ersten Ausführungsform gleich sind, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet oder auf deren Beschreibung wird verzichtet. 6 ist eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines vorderseitigen Teils des dritten Gassensors 103 zeigt.
In 6 ist die Abwärtsrichtung eine Richtung hin zu einem vorderen Ende des Gassensors; und die Aufwärtsrichtung ist eine Richtung hin zu einem hinteren Ende des Gassensors. Der dritte Gassensor 103 umfasst ein Metallgehäuse 3, ein Detektionselement 5, eine Element-Schutzvorrichtung 9, ein drittes Metallgehäuse-Schutzelement 83, ein Außengehäuse 11, einen keramischen Trenner 13 und ein Verschlusselement 15.
Wenngleich in 6 die Komponenten (der keramische Trenner 13, das Verschlusselement 15, etc.), welche in einem rückseitigen Teil des dritten Gassensors 103 enthalten sind, nicht gezeigt sind, sind die Komponenten in dem rückseitigen Teil des dritten Gassensors 103 zu denen der ersten Ausführungsform identisch.
In dem dritten Gassensor 103 ist ein Bereich der inneren Schutzvorrichtung 9b der Element-Schutzvorrichtung 9, welcher bezogen auf die vordere Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a an der Vorderseite angeordnet ist, so ausgebildet, dass er einen kleineren Durchmesser senkrecht zu der Axialrichtung aufweist als in der ersten Ausführungsform. Das heißt, die Abmessung einer Lücke zwischen der äußeren Oberfläche der inneren Schutzvorrichtung 9b und der inneren Oberfläche der äußeren Schutzvorrichtung 9a ist in der dritten Ausführungsform größer als in der ersten Ausführungsform.
Daher ist die innere Schutzvorrichtung 9b der dritten Ausführungsform so angeordnet, dass sie einen Bereich einer vorderseitigen Öffnung des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 bedeckt (insbesondere so, dass sie einen Bereich der vorderseitigen Öffnung durch das dritte Metallgehäuse-Schutzelement 83 bedeckt). Im Gegensatz dazu ist die innere Schutzvorrichtung 9b der ersten Ausführungsform so angeordnet, dass sie eine vorderseitige Öffnung des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 nicht bedeckt.
3-2. Drittes Metallgehäuse-Schutzelement
7 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine äußere Erscheinung des dritten Metallgehäuse-Schutzelements 83 zeigt. Das dritte Metallgehäuse-Schutzelement 83 umfasst einen rückseitigen röhrenförmigen Abschnitt 83a, einen Stufenabschnitt 83b und einen vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitt 83c. In dem Metallgehäuse-Schutzelement 83 ist ein Einführungsloch 83d gebildet, welches in der Axialrichtung verläuft und durch welches das Detektionselement 5 einzuführen ist. Das dritte Metallgehäuse-Schutzelement 83 ist aus einem hitzebeständigen metallischen Material (NCF601 oder SUS310) gebildet.
Der rückseitige röhrenförmige Abschnitt 83a ist als zylinderförmige Gestalt ausgebildet, in welcher sein äußerer Durchmesser senkrecht zu der Axialrichtung gleich dem inneren Durchmesser des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 ist. Der vorderseitige röhrenförmige Abschnitt 83c ist als eine zylinderförmige Gestalt ausgebildet, in welcher dessen äußerer Durchmesser senkrecht zu der Axialrichtung gleich dem inneren Durchmesser der Element-Schutzvorrichtung 9 (inneren Schutzvorrichtung 9b) ist. Somit ist der äußere Durchmesser des rückseitigen röhrenförmigen Abschnitts 83a, welcher senkrecht zu der Axialrichtung ist, größer als der des vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitts 83c.
Der Stufenabschnitt 83b ist so ausgebildet, dass er einen vorderen Endabschnitt des rückseitigen röhrenförmigen Abschnitts 83a mit einem hinteren Endabschnitt des vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitts 83c verbindet. Wie in 6 gezeigt, ist das dritte Metallgehäuse-Schutzelement 83 an dem vorderen Endabschnitt des Metallgehäuses 3 so angeordnet, dass der rückseitige röhrenförmige Abschnitt 83a mit der vorderseitigen inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 in Kontakt ist und der vorderseitige röhrenförmige Abschnitt 83c mit der inneren Oberfläche der Element-Schutzvorrichtung 9 (insbesondere der inneren Schutzvorrichtung 9b) in der Umfangsrichtung vollständig in Kontakt ist.
Wie in der ersten Ausführungsform ist das Metallgehäuse 3 aus SUS430 gebildet und umfasst einen Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a und eine der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b. Das dritte Metallgehäuse-Schutzelement 83 ist so angeordnet, dass es wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist, bedeckt (mit anderen Worten: einen Bereich, welcher der inneren Oberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a entspricht). Insbesondere bedeckt der rückseitige röhrenförmige Abschnitt 83a des dritten Metallgehäuse-Schutzelements 83 einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist. Ferner bedeckt die innere Schutzvorrichtung 9b die gesamte vordere Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a des Metallgehäuses 3. Somit ist wenigstens ein Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist, mit dem dritten Metallgehäuse-Schutzelement 83 und der inneren Schutzvorrichtung 9b bedeckt.
Das hitzebeständige metallische Material (NCF601 oder SUS310), welches das dritte Metallgehäuse-Schutzelement 83 bildet, ist hinsichtlich Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit besser als das Material (SUS430), welches das Metallgehäuse 3 bildet.
3-3. Wirkungen
Wie vorangehend beschrieben, ist der dritte Gassensor 103 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit dem dritten Metallgehäuse-Schutzelement 83 ausgestattet, welches aus einem Material gebildet ist, dessen Hitzebeständigkeit besser als die des Metallgehäuses 3 ist, wodurch verhindert wird, dass ein Messziel hoher Temperatur (Abgas) in direkten Kontakt mit einem Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3 kommt, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist.
Das heißt, mit dem dritten Gassensor 103 ist es möglich, eine Korrosion aufgrund hoher Temperatur eines Bereichs des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist (die innere Oberfläche und die vordere Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a), zu unterdrücken, während das Metallgehäuse 3 aus einem Material (SUS430) gebildet ist, welches mittels Deformierung bearbeitet werden kann (Krimpen oder dergleichen). Somit kann die Hitzebeständigkeit des gesamten Sensors verbessert werden.
Das dritte Metallgehäuse-Schutzelement 83 umfasst den vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitt 83c, welcher mit der inneren Oberfläche der Elementschutzvorrichtung 9 in der Umfangsrichtung vollständig in Kontakt ist. Durch Bereitstellen des vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitts 83c (Schutzvorrichtungskontaktabschnitt) wird die Ausbildung einer Lücke zwischen dem dritten Metallgehäuse-Schutzelement 83 und der Element-Schutzvorrichtung 9 unterdrückt; und hierdurch wird verhindert, dass das Messziel (Abgas) das Metallgehäuse 3 über die Außenseite des dritten Metallgehäuse-Schutzelements 83 erreicht.
3-4. Entsprechung von Ausdrücken
Entsprechungen zwischen Ausdrücken, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, werden nachfolgend beschrieben. Der dritte Gassensor 103 entspricht einem Beispiel eines Sensors, die Element-Schutzvorrichtung 9 entspricht einem Beispiel einer Element-Schutzvorrichtung, das dritte Metallgehäuse-Schutzelement 83 entspricht einem Beispiel eines Metallgehäuse-Schutzelements, und der vorderseitige röhrenförmige Abschnitt 83c entspricht einem Beispiel eines Schutzvorrichtungskontaktabschnitts.
4. Vierte Ausführungsform
4-1. Gesamtstruktur
Als Nächstes wird ein vierter Gassensor 105 gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben.
Teile der vierten Ausführungsform, die denen der ersten Ausführungsform gleich sind, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet der auf deren Beschreibung wird verzichtet. 8 seine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines vorderseitigen Teils des vierten Gassensors 105 zeigt.
In 8 ist die Abwärtsrichtung eine Richtung hin zu einem vorderen Ende des Gassensors; und die Aufwärtsrichtung ist eine Richtung hin zu einem hinteren Ende des Gassensors. Der vierte Gassensor 105 umfasst ein Metallgehäuse 3, ein Detektionselement 5, eine Element-Schutzvorrichtung 9, ein viertes Metallgehäuse-Schutzelement 85, ein Außengehäuse 11, einen keramischen Trenner 13 und ein Verschlusselement 15.
Wenngleich in 8 die Komponenten (der keramische Trenner 13, das Verschlusselement 15, etc.), welche in einem rückseitigen Teil des vierten Gassensors 105 enthalten sind, nicht gezeigt sind, sind die Komponenten in dem rückseitigen Teil des vierten Gassensors 105 zu denen der ersten Ausführungsform identisch.
In dem vierten Gassensor 105 ist ein Abschnitt der Element-Schutzvorrichtung 9 (der äußeren Schutzvorrichtung 9a und der inneren Schutzvorrichtung 9b), welcher den Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a des Metallgehäuses 3 umgibt, so ausgebildet, dass er einen größeren Durchmesser senkrecht zu der Axialrichtung aufweist als in der ersten Ausführungsform.
Die Element-Schutzvorrichtung 9 der vierten Ausführungsform ist somit über das vierte Metallgehäuse-Schutzelement 85 mittels Schweißen oder dergleichen an dem Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a befestigt.
4-2. Viertes Metallgehäuse-Schutzelement
9 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine äußere Erscheinung des vierten Metallgehäuse-Schutzelements 85 zeigt.
Das vierte Metallgehäuse-Schutzelement 85 umfasst einen innenseitigen röhrenförmigen Abschnitt 85a, einen Verbindungsabschnitt 85b und einen außenseitigen röhrenförmigen Abschnitt 85c. In dem innenseitigen röhrenförmigen Abschnitt 85a ist ein Einführungsloch 85d gebildet, welches in der Axialrichtung verläuft und durch welches das Detektionselement 5 einzuführen ist. Das vierte Metallgehäuse-Schutzelement 85 ist aus einem hitzebeständigen metallischen Material (NCF601 oder SUS310) gebildet.
Der innenseitige röhrenförmige Abschnitt 85a ist als eine zylinderförmige Gestalt ausgebildet, in welcher sein äußerer Durchmesser senkrecht zu der Axialrichtung gleich dem inneren Durchmesser des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 ist. Der außenseitige röhrenförmige Abschnitt 85c ist als eine zylinderförmige Gestalt gebildet, in welcher sein innerer Durchmesser senkrecht zu der Axialrichtung gleich dem äußeren Durchmesser des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a des Metallgehäuses 3 ist.
Der Verbindungsabschnitt 85b ist so ausgebildet, dass er einen vorderen Endabschnitt des innenseitigen röhrenförmigen Abschnitts 85a mit einem vorderen Endabschnitt des außenseitigen röhrenförmigen Abschnitts 85c verbindet. Wie in 8 gezeigt, ist das vierte Metallgehäuse-Schutzelement 85 an dem vorderen Endabschnitt des Metallgehäuses 3 so angeordnet, dass der innenseitige röhrenförmige Abschnitt 85a mit der vorderseitigen inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57 des Metallgehäuses 3 in Kontakt ist, der Verbindungsabschnitt 85b mit der vorderen Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a in Kontakt ist und der außenseitige röhrenförmige Abschnitt 85c mit einer äußeren umgebenden Oberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a in Kontakt ist. Der Verbindungsabschnitt 85b und der außenseitige röhrenförmige Abschnitt 85c sind jeweils mit der inneren Oberfläche der Element-Schutzvorrichtung 9 (insbesondere der inneren Schutzvorrichtung 9b) in der Umfangsrichtung vollständig in Kontakt.
Wie in der ersten Ausführungsform ist das Metallgehäuse 3 aus SUS430 gebildet und umfasst einen Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 3a und eine der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b. Das vierte Metallgehäuse-Schutzelement 85 ist so angeordnet, dass es wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist (mit anderen Worten: einen Bereich, welcher der inneren Oberfläche und der vorderen Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a entspricht), bedeckt. Von dem vierten Metallgehäuse-Schutzelement 85 bedeckt insbesondere der innenseitige röhrenförmige Abschnitt 85a einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 87, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist, der Verbindungsabschnitt 85b die vordere Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a und der außenseitige röhrenförmige Abschnitt 85c einen Teilbereich der äußeren Oberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a. Somit ist wenigstens ein Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1, der bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist, mit dem vierten Metallgehäuse-Schutzelement 85 und der inneren Schutzvorrichtung 9b bedeckt.
Das hitzebeständige metallische Material (NCF601 oder SUS310), welches das vierte Metallgehäuse-Schutzelement 85 bildet, ist hinsichtlich Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit besser als das Material (SUS430), welches das Metallgehäuse 3 bildet.
4-3. Wirkungen
Wie vorangehend beschrieben, ist der vierte Gassensor 105 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit dem vierten Metallgehäuse-Schutzelement 85 ausgestattet, welches aus einem Material gebildet ist, dessen Hitzebeständigkeit besser als die des Metallgehäuses 3 ist, wodurch verhindert wird, dass ein Messziel hoher Temperatur (Abgas) in direkten Kontakt mit einem Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3 kommt, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist.
Das heißt, mit dem vierten Gassensor 105 ist es möglich, Korrosion aufgrund hoher Temperatur eines Bereichs des Schutzvorrichtungsinnenbereichs A1 des Metallgehäuses 3, welcher bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b an der Vorderseite angeordnet ist (d. h., die innere Oberfläche und die vordere Endoberfläche des Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitts 3a), zu unterdrücken, während das Metallgehäuse 3 aus einem Material (SUS430) gebildet ist, welches mittels Deformierung bearbeitet werden kann (Krimpen oder dergleichen). Somit kann die Hitzebeständigkeit des gesamten Sensors verbessert werden.
Das vierte Metallgehäuse-Schutzelement 85 umfasst den Verbindungsabschnitt 85b und den außenseitigen röhrenförmigen Abschnitt 85c, welche mit der inneren Oberfläche der Element-Schutzvorrichtung 9 in der Umfangsrichtung vollständig in Kontakt sind. Durch Bereitstellen des Verbindungsabschnitts 85b und des außenseitigen röhrenförmigen Abschnitts 85c (Schutzvorrichtungskontaktabschnitt) wird die Ausbildung einer Lücke zwischen dem vierten Metallgehäuse-Schutzelement 85 und der Element-Schutzvorrichtung 9 unterdrückt; und hierdurch wird verhindert, dass das Messziel (Abgas) das Metallgehäuse 3 über die Außenseite des vierten Metallgehäuse-Schutzelements 85 erreicht.
4-4 Entsprechung von Ausdrücken
Entsprechungen zwischen Ausdrücken, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, werden nachfolgend beschrieben. Der vierte Gassensor 105 entspricht einem Beispiel eines Sensors, die Element-Schutzvorrichtung 9 entspricht einem Beispiel einer Element-Schutzvorrichtung, das vierte Metallgehäuse-Schutzelement 85 entspricht einem Beispiel eines Metallgehäuse-Schutzelements, und der Verbindungsabschnitt 85b und der außenseitige röhrenförmige Abschnitt 85c entsprechen einem Beispiel eines Schutzvorrichtungskontaktabschnitts.
5. Fünfte Ausführungsform
Während in den obigen Ausführungsformen der Sensor beschrieben wurde, welcher das Metallgehäuse 3 mit dem integrierten Schraubenabschnitt 55 umfasst, ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Sensor beschränkt, der das Metallgehäuse mit dieser Struktur umfasst. Beispielsweise kann ein fünfter Gassensor 107 gemäß einer fünften Ausführungsform, gezeigt in 10, vorgesehen sein, welcher ein zweites Metallgehäuse 113 umfasst, welches durch ein Anbringungselement 115 mit einem Schraubenabschnitt 55 an einer Sensoranbringungsposition befestigt ist.
Die Teile des fünften Gassensors 107, die den Teilen des Gassensors 1 der ersten Ausführungsform gleich sind, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet oder auf deren Beschreibung wird verzichtet. Das zweite Metallgehäuse 113 ist ein röhrenförmiges Element mit einem Durchgangsloch 57, das sich in einer axialen Mitte des Elements in der Axialrichtung erstreckt. Das zweite Metallgehäuse 113 umfasst an seinem vorderen Endabschnitt einen Flanschabschnitt 113c, welcher radial nach außen ragt. In dem Durchgangsloch 57 ist ein Auslegerabschnitt 59 gebildet, welcher radial einwärts ragt. Das zweite Metallgehäuse 113 ist aus einem metallischen Material gebildet (z. B. rostfreiem Stahl (SUS430) oder dergleichen).
Das zweite Metallgehäuse 113 umfasst einen Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 113a zum Befestigen der Element-Schutzvorrichtung 9 an seinem vorderen Ende. Der Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 113a ist so ausgebildet, dass er eine Dicke (eine Abmessung zwischen seiner inneren Oberfläche, die dem Durchgangsloch 57 zugewandt ist, und seiner äußeren Oberfläche, welche mit der Element-Schutzvorrichtung 9 in Kontakt ist) aufweist, die kleiner als die Dicke des Flanschabschnitts 113c des zweiten Metallgehäuses 113 ist.
Das zweite Metallgehäuse 113 hat an seiner äußeren Oberfläche eine der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 113b. Die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 113b ist so ausgebildet, dass sie dem hinteren Endabschnitt der Element-Schutzvorrichtung 9, welche an dem Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 113a befestigt ist, gegenüberliegt. Die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 3b gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist als eine senkrecht zu der Axialrichtung stehende Ebene (mit anderen Worten: eine dem vorderen Ende gegenüberliegende Ebene) an einem Abschnitt der äußeren Oberfläche des Metallgehäuses 3 angeordnet, welcher bezogen auf den Flanschabschnitt 113c an der Vorderseite angeordnet ist.
Das Anbringungselement 115 ist in dem Außenbereich des zweiten Metallgehäuses 113 an der Rückseite, bezogen auf den Flanschabschnitt 113c des zweiten Metallgehäuses 113, angeordnet und ist so ausgebildet, dass es bezüglich des zweiten Metallgehäuses 113 drehbar ist. An einer äußeren Oberfläche des Anbringungselements 115 ist ein Schraubenabschnitt (externer Gewindeabschnitt) 55 gebildet, welcher an der Sensoranbringungsposition zu verschrauben ist. Das Anbringungselement 115 erzeugt eine vorwärts gerichtete Kraft auf den Flanschabschnitt 113c des zweiten Metallgehäuses 113, wenn der Schraubenabschnitt 55 an der Sensoranbringungsposition verschraubt ist.
Das heißt, das zweite Metallgehäuse 113 ist an der Sensoranbringungsposition befestigt, wenn der Flanschabschnitt 113c durch die gerichtete Kraft des Anbringungselements 115 nach vorne gepresst wird. Auch in dem fünften Gassensor 107 mit dem zweiten Metallgehäuse 113 der obigen Struktur können dieselben Wirkungen wie diejenigen der ersten Ausführungsform erzielt werden, indem das Metallgehäuse-Schutzelement 10 bereitgestellt wird, wodurch die Hitzebeständigkeit verbessert werden kann, während das zweite Metallgehäuse 113 enthalten ist, welches aus einem Material gebildet ist, das mittels Deformierung bearbeitet werden kann.
Der fünfte Gassensor 107 entspricht einem Beispiel eines Sensors, und das zweite Metallgehäuse 113 entspricht einem Beispiel eines Metallgehäuses.
6. Sechste Ausführungsform
Während in den obigen Ausführungsformen der Sensor beschrieben wurde, für welchen Schweißen als ein Verfahren zur Befestigung der Element-Schutzvorrichtung an dem Metallgehäuse eingesetzt wird, ist das Befestigungsverfahren nicht auf Schweißen beschränkt. Beispielsweise kann ein sechster Gassensor 109, gezeigt in 11, vorgesehen sein, in welchem die Element-Schutzvorrichtung an dem Metallgehäuse durch Krimpen des Metallgehäuses, zusätzlich zum Schweißen, fixiert ist.
Die Teile des sechsten Gassensors 109, die denen des Gassensors 1 der ersten Ausführungsform gleich sind, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet oder auf deren Beschreibung wird verzichtet. Der sechste Gassensor 109 umfasst ein drittes Metallgehäuse 117 und eine zweite Element-Schutzvorrichtung 119.
Das dritte Metallgehäuse 117 ist ein röhrenförmiges Element, welches an seiner äußeren Oberfläche einen Schraubenabschnitt 55 zur Befestigung des dritten Metallgehäuses 117 an dem Abgasrohr umfasst, und umfasst ein Durchgangsloch 57 an seiner axialen Mitte. In dem Durchgangsloch 57 ist ein Auslegerabschnitt 59 gebildet, welcher radial einwärts ragt. Das dritte Metallgehäuse 117 ist aus einem metallischen Material (z. B. rostfreiem Stahl (SUS430) oder dergleichen) gebildet.
Das dritte Metallgehäuse 117 umfasst: einen Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 117a und einen Krimpbefestigungsabschnitt 117c zur Befestigung der zweiten Element-Schutzvorrichtung 119 an seinem vorderen Ende; und eine der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 117b, welche einem hinteren Endabschnitt der zweiten Element-Schutzvorrichtung 119 gegenüberliegt.
Der Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 117a ist so ausgebildet, dass er eine Dicke (eine Abmessung von seiner inneren Oberfläche, welche dem Durchgangsloch 57 zugewandt ist, zu seiner äußeren Oberfläche, die mit der zweiten Element-Schutzvorrichtung 119 in Kontakt ist) aufweist, die kleiner als die Dicke des Schraubenabschnitts 55 des dritten Metallgehäuses 117 ist. Die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 117b ist als eine zu der Axialrichtung senkrechte Ebene (mit anderen Worten: eine Ebene, die der Vorderseite gegenüberliegt) an einem Abschnitt der äußeren Oberfläche des dritten Metallgehäuses 117 gebildet, die bezogen auf den Schraubenabschnitt 55 an der Vorderseite angeordnet ist.
Der Krimpbefestigungsabschnitt 117c ist so gebildet, dass er von einem Abschnitt des dritten Metallgehäuses 117, der außerhalb der der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 117b liegt, nach vorne ragt. Der Krimpbefestigungsabschnitt 117c ist vor dem Krimpen so geformt, dass die Abmessung einer Lücke zwischen dem Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 117a und dem Krimpbefestigungsabschnitt 117c (die Abmessung der Lücke senkrecht zur Axialrichtung) gleich oder größer als die Breite der der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 117b ist. Wenn der Krimpbefestigungsabschnitt 117c mit obiger Gestalt radial einwärts gekrimpt wird, wird der hintere Endabschnitt (ein äußerer gebogener Abschnitt 119d und ein innerer gebogener Abschnitt 119e, welche später beschrieben werden) umgeben und zwischen der der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 117b und dem Krimpbefestigungsabschnitt 117c gehalten.
Die zweite Element-Schutzvorrichtung 119 ist ein röhrenförmiges Element, welches an dem vorderseitigen Außenbereich des dritten Metallgehäuses 117 durch Schweißen oder dergleichen so angebracht ist, dass der hervorstehende Abschnitt des Detektionselements 5 bedeckt ist. Die zweite Element-Schutzvorrichtung 119 ist aus einem hitzebeständigen Material (z. B. NCF601 oder dergleichen) gebildet. Die zweite Element-Schutzvorrichtung 119 weist eine zweiteilige Struktur mit einer zweiten äußeren Schutzvorrichtung 119a und einer zweiten inneren Schutzvorrichtung 119b auf. Mehrere Löcher 119c, welche das Passieren von Gas dadurch ermöglichen, sind beispielsweise an einer Seitenwand der zweiten Element-Schutzvorrichtung 119 gebildet. Zudem haben die zweite äußere Schutzvorrichtung 119a und die zweite innere Schutzvorrichtung 119b an deren hinteren Endabschnitten einen äußeren gebogenen Abschnitt 119d und einen inneren gebogenen Abschnitt 119e, welche radial nach außen gebogen sind.
Der äußere gebogene Abschnitt 119d und der innere gebogene Abschnitt 119e der zweiten Element-Schutzvorrichtung 119 mit obiger Struktur sind zwischen dem Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt 117a des dritten Metallgehäuses 117 und dem Krimpbefestigungsabschnitt 117c des dritten Metallgehäuses 117 vor dem Krimpen angeordnet und danach ist der Krimpbefestigungsabschnitt 117c radial einwärts gekrimpt, wodurch die zweite Element-Schutzvorrichtung 119 umgeben ist und zwischen der der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 117b und dem Krimpbefestigungsabschnitt 117c gehalten wird. Anschließend werden der Krimpbefestigungsabschnitt 117c, der äußere gebogene Abschnitt 119d, der innere gebogene Abschnitt 119e und die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche 119b miteinander verschweißt, um einen verschweißten Abschnitt 120 zu bilden, wodurch die Bearbeitung zur Fixierung der zweiten Element-Schutzvorrichtung 119 an dem dritten Metallgehäuse 117 abgeschlossen ist.
Auch mit dem sechsten Gassensor 109, welcher das dritte Metallgehäuse 117 und die zweite Element-Schutzvorrichtung 119 umfasst, werden dieselben Wirkungen wie die der ersten Ausführungsform erreicht, indem das Metallgehäuse-Schutzelement 10 bereitgestellt wird, wodurch die Hitzebeständigkeit verbessert werden kann, während das dritte Metallgehäuse 117 enthalten ist, welches aus einem Material gebildet ist, das mittels Deformierung bearbeitet werden kann.
Der sechste Gassensor 109 entspricht einem Beispiel eines Sensors, das dritte Metallgehäuse 117 entspricht einem Beispiel eines Metallgehäuses und die zweite Element-Schutzvorrichtung 119 entspricht einem Beispiel einer Element-Schutzvorrichtung.
7. Siebte Ausführungsform
In den Sensoren gemäß den obigen Ausführungsformen ist wenigstens ein Abschnitt der inneren Oberfläche des Durchgangslochs in dem Metallgehäuse (insbesondere wenigstens ein Abschnitt der inneren Oberfläche des Durchgangslochs, welcher bezogen auf die Element-Halterung (den Keramikhalter 61 und den Metallhalter 71) auf der Vorderseite angeordnet ist) dem Messziel ausgesetzt. Der Sensor der vorliegenden Erfindung ist auf die obige Struktur jedoch nicht beschränkt. Beispielsweise kann ein siebter Gassensor 110, gezeigt in 12, so konfiguriert sein, dass der röhrenförmige Abschnitt 10a des Metallgehäuse-Schutzelements 10 einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57, welcher bezogen auf die Metallhalterung 71 an der Vorderseite angeordnet ist, bedecken.
Teile des siebten Gassensors 110, welche denen des Gassensors 109 der sechsten Ausführungsform gleich sind, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet oder auf deren Beschreibung wird verzichtet. Der siebte Gassensor 110 unterscheidet sich von dem sechsten Gassensor 109 dadurch, dass der röhrenförmige Abschnitt 10a des Metallgehäuse-Schutzelements 10 länger als der des sechsten Gassensors 109 ist und das hintere Ende des röhrenförmigen Abschnitts 10a über den gesamten Umfang mit der Metallhalterung 71 in Kontakt ist. Das heißt, in dem siebten Gassensor 110 bedeckt das Metallgehäuse-Schutzelement 10 einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57, welcher bezogen auf die Metallhalterung 71 auf der Vorderseite angeordnet ist, und ist mit der Metallhalterung 71 in Kontakt.
Weil der siebte Gassensor 110 das Metallgehäuse-Schutzelement 10 der obigen Struktur umfasst, wird verhindert, dass die innere Oberfläche des Durchgangslochs 57 direkt mit dem Abgas in Kontakt kommt, wodurch eine Korrosion des dritten Metallgehäuses 117 aufgrund des Abgases unterdrückt wird. Daher wird das Abfallen eines Teils des dritten Metallgehäuses 117 aufgrund von Korrosion unterdrückt und ein Anhaften von Splittern des dritten Metallgehäuses 117, welche aufgrund von Korrosion abgefallen sind, an dem Detektionselement 5 wird unterdrückt, wodurch das Auftreten eines Fehlers in einer Sensorausgabe aufgrund der Splitter unterdrückt wird.
Auch mit dem siebten Gassensor 110 werden dieselben Wirkungen wie die der ersten Ausführungsform erreicht, indem das Metallgehäuse-Schutzelement 10 bereitgestellt wird, wodurch die Hitzebeständigkeit verbessert werden kann, während das dritte Metallgehäuse 117 enthalten ist, welches aus einem Material gebildet ist, das mittels Deformierung bearbeitet werden kann.
8. Andere Ausführungsformen
Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorangehend beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene andere Weise ausgeführt sein, ohne den Umfang der Erfindung zu überschreiten.
In den obigen Ausführungsformen ist beispielsweise das Metallgehäuse-Schutzelement aus NCF601 oder SUS310 gebildet. Das Material des Metallgehäuse-Schutzelements ist jedoch nicht darauf beschränkt und andere Materialien, deren Hitzebeständigkeit besser als die des Metallgehäuses ist (z. B. SUS304, SUS316, andere hitzebeständige metallische Materialien, keramische Materialen, etc.), können eingesetzt werden.
In den obigen Ausführungsformen ist das Metallgehäuse aus rostfreiem Stahl (SUS430) gebildet und die Element-Schutzvorrichtung ist aus NCF601 gebildet. Das Metallgehäuse und die Element-Schutzvorrichtung sind jedoch nicht auf solche beschränkt, die aus den obigen Materialien gebildet sind, und können unter Verwendung anderer metallischer Materialien gebildet sein.
Ferner ist das Metallgehäuse-Schutzelement, verwendet in den Sensoren gemäß der fünften Ausführungsform und der sechsten Ausführungsform, nicht auf das Metallgehäuse-Schutzelement 10 gemäß der ersten Ausführungsform beschränkt. Das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81, das dritte Metallgehäuse-Schutzelement 83 oder das vierte Metallgehäuse-Schutzelement 85 können verwendet werden.
Das Metallgehäuse-Schutzelement, welches den einwärts-ragenden-Abschnitt umfasst, ist nicht auf das zweite Metallgehäuse-Schutzelement 81 beschränkt. Der einwärts-ragende-Abschnitt kann in dem Metallgehäuse-Schutzelement 10, dem dritten Metallgehäuse-Schutzelement 83 und dem vierten Metallgehäuse-Schutzelement 85 verwendet werden.
Die Sensorstruktur, in welcher ein Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs in dem Metallgehäuse, welcher bezogen auf die Element-Halterung auf der Vorderseite angeordnet ist, mit einem weiteren Element bedeckt ist, ist nicht auf die Struktur des siebten Gassensors 110 beschränkt. Beispielsweise kann ein achter Gassensor 111, gezeigt in 13, vorgesehen sein, in welchem der röhrenförmige Abschnitt 10a des Metallgehäuse-Schutzelements 10 lang ausgebildet ist und das hintere Ende des röhrenförmigen Abschnitts 10a über den gesamten Umfang mit der Keramikhalterung 61 und/oder der Metallhalterung 71 in Kontakt ist. Das heißt, in dem achten Gassensor 111 bedeckt das Metallgehäuse-Schutzelement 10 einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 57, welcher bezogen auf die Keramikhalterung 61 an der Vorderseite angeordnet ist, und ist mit der Keramikhalterung 61 und/oder der Metallhalterung 71 in Kontakt.
Wenn der achte Gassensor 111 mit dem Metallgehäuse-Schutzelement 10 der obigen Struktur ausgestattet ist, wird verhindert, dass die innere Oberfläche des Durchgangslochs 57 in direkten Kontakt mit dem Abgas kommt, wodurch Korrosion des dritten Metallgehäuses 117 aufgrund des Abgases unterdrückt werden kann. Somit wird ein Abfallen eines Teils des dritten Metallgehäuses 117 aufgrund von Korrosion unterdrückt und ein Anhaften von Splittern des dritten Metallgehäuses 117, welche aufgrund von Korrosion abgefallen sind, an das Detektionselement 5 wird unterdrückt, wodurch das Auftreten eines Fehlers in einer Sensorausgabe aufgrund der Splitter unterdrückt wird. Auch mit dem achten Gassensor 111 können dieselben Wirkungen wie die der ersten Ausführungsform durch Bereitstellen des Metallgehäuse-Schutzelements 10 erreicht werden, wodurch die Hitzebeständigkeit verbessert werden kann, während das dritte Metallgehäuse 117 enthalten ist, welches aus einem Material gebildet ist, welches mittels Deformierung bearbeitet werden kann.
In den obigen Ausführungsformen ist das Metallgehäuse-Schutzelement aus einem einzigen Element gebildet. Jedoch kann das Metallgehäuse-Schutzelement aus mehreren Elementen bestehen. Ferner können mehrere Metallgehäuse-Schutzelemente aufeinander geschichtet sein.
Die Art des Sensors der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Gassensor beschränkt, welcher eine Gaskonzentration als die Zustandsgröße eines Messziels detektiert. Ein Temperatursensor, welcher die Temperatur eines Messziels detektiert, ist ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
Bezugszeichenliste

1: Gassensor
3: Metallgehäuse
3a: Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt
3b: der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche
5: Detektionselement
9: Element-Schutzvorrichtung
9a: äußere Schutzvorrichtung
9b: innere Schutzvorrichtung
9c: Loch
10: Metallgehäuse-Schutzelement
10a: röhrenförmiger Abschnitt
10b: Flanschabschnitt
10c: Einführungsloch
55: Schraubenabschnitt (externer Gewindeabschnitt)
57: Durchgangsloch
61: Halterung (Keramikhalterung)
81: zweites Metallgehäuse-Schutzelement
81a: rückseitiger röhrenförmiger Abschnitt
81b: Stufenabschnitt
81c: vorderseitiger röhrenförmiger Abschnitt
81d: einwärts-ragender-Abschnitt
81e: Einführungsloch
83: drittes Metallgehäuse-Schutzelement
83a: rückseitiger röhrenförmiger Abschnitt
83b: Stufenabschnitt
83c: vorderseitiger röhrenförmiger Abschnitt
83d: Einführungsloch
85: viertes Metallgehäuse-Schutzelement
85a: innenseitiger röhrenförmiger Abschnitt
85b: Verbindungsabschnitt
85c: außenseitiger röhrenförmiger Abschnitt
85d: Einführungsloch
101: zweiter Gassensor
103: dritter Gassensor
105: vierter Gassensor
107: fünfter Gassensor
109: sechster Gassensor
110: siebter Gassensor
111: achter Gassensor
113: zweites Metallgehäuse
113a: Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt
113b: der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche
113c: Flanschabschnitt
115: Anbringungselement
117: drittes Metallgehäuse
117a: Schutzvorrichtungsbefestigungsabschnitt
117b: der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche
117c: Krimpbefestigungsabschnitt
119: zweite Element-Schutzvorrichtung
119a: zweite äußere Schutzvorrichtung
119b: zweite innere Schutzvorrichtung
119c: Loch
119d: äußerer gebogener Abschnitt
119e: innerer gebogener Abschnitt
120: Schweißabschnitt
A1: Schutzvorrichtungsinnenbereich

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 2003-185620 [0005]

Claims

Sensor, umfassend: ein Sensorelement, welches als eine sich in eine Axialrichtung erstreckende, längliche Gestalt ausgebildet ist und an seiner Vorderseite einen Detektionsabschnitt umfasst; ein Metallgehäuse, welches als eine röhrenförmige Gestalt ausgebildet ist, die ein sich von ihrer vorderseitigen Öffnung zu ihrer rückseitigen Öffnung erstreckendes Durchgangsloch aufweist, und welches das Sensorelement über eine Element-Halterung hält, wobei das Sensorelement in dem Durchgangsloch so angeordnet ist, dass der Detektionsabschnitt aus der vorderseitigen Öffnung ragt; und eine röhrenförmige Element-Schutzvorrichtung mit einer Öffnung, welche von einem Messziel passiert werden kann, wobei die röhrenförmige Element-Schutzvorrichtung an einer Vorderseite des Metallgehäuses befestigt ist, wobei das Metallgehäuse an seiner äußeren Oberfläche eine der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche umfasst, welche einem hinteren Endabschnitt der Element-Schutzvorrichtung gegenüberliegt, und wobei der Sensor ferner ein Metallgehäuse-Schutzelement umfasst, welches gemeinsam mit der Element-Schutzvorrichtung wenigstens einen Teil einer vorderen Endoberfläche des Metallgehäuses, wenigstens einen Teil einer inneren Oberfläche des Durchgangslochs und wenigstens einen Teil einer radial äußeren Oberfläche bedeckt, wobei die radial äußere Oberfläche ein Teil der äußeren Oberfläche des Metallgehäuses ist, der mit der vorderen Endoberfläche des Metallgehäuses verbunden ist.
Sensor nach Anspruch 1, wobei, wenn ein Schutzvorrichtungsinnenbereich so definiert ist, dass er einen Bereich einer inneren Oberfläche des Durchgangslochs des Metallgehäuses, der bezogen auf die Element-Halterung an der Vorderseite angeordnet ist, einen Bereich der radial äußeren Oberfläche des Metallgehäuses, der mit der Element-Schutzvorrichtung bedeckt ist, und die vordere Endoberfläche des Metallgehäuses umfasst, das Metallgehäuse-Schutzelement und die Element-Schutzvorrichtung wenigstens einen Bereich des Schutzvorrichtungsinnenbereichs des Metallgehäuses bedecken, der bezogen auf die der-Schutzvorrichtung-gegenüberliegende-Oberfläche an der Vorderseite angeordnet ist.
Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Metallgehäuse-Schutzelement als eine röhrenförmige Gestalt mit einem Einführungsloch ausgebildet ist, durch welches das Sensorelement eingeführt ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Metallgehäuse-Schutzelement einen Schutzvorrichtungskontaktabschnitt aufweist, welcher mit einer inneren Oberfläche der Element-Schutzvorrichtung entlang einer Umfangsrichtung in Kontakt ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein einwärts-ragender-Abschnitt, der einwärts ragt, an einer Rückseite des Metallgehäuse-Schutzelements bereitgestellt ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Metallgehäuse-Schutzelement aus einem Material gebildet ist, das eine bessere Hitzebeständigkeit als das Metallgehäuse aufweist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Metallgehäuse-Schutzelement aus einem metallischen Material gebildet ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Metallgehäuse-Schutzelement aus einem Material gebildet ist, das eine größere Korrosionsbeständigkeit als die des Metallgehäuses aufweist.
Sensor nach Anspruch 8, wobei das Metallgehäuse-Schutzelement einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs bedeckt, der bezogen auf die Element-Halterung an der Vorderseite angeordnet ist, und mit der Element-Halterung in Kontakt ist.
Sensor nach Anspruch 9, wobei die Element-Halterung umfasst: eine Keramikhalterung, welche mit dem Sensorelement in Kontakt ist; und eine Metallhalterung, welche bezogen auf die Keramikhalterung außen angeordnet ist und mit dem Metallgehäuse in Kontakt ist; und wobei das Metallgehäuse-Schutzelement einen Bereich der inneren Oberfläche des Durchgangslochs bedeckt, der bezogen auf die Element-Halterung an der Vorderseite angeordnet ist, und mit der Keramikhalterung und/oder der Metallhalterung in Kontakt ist.