DE102017211501A1 - Gassensor und Verfahren zum Herstellen des Gassensors - Google Patents

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Shogo Nagata
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Abstract

Aufgabe Die Aufgabe besteht darin, einen Gassensor, der eine Verringerung der Elastizität des Anschlusses aus Metall aufgrund von Wärmeübertragung von dem Separator verhindert und der sichere elektrische Verbindung der Elektroden-Anschlussstelle des Messelementes und des Anschlusses aus Metall ermöglicht, sowie ein Verfahren zum Herstellen des Gassensors zu schaffen. Lösung Ein Gassensor (1) enthält ein Messelement (10), das eine Elektroden-Anschlussstelle (11a), einen Anschluss (20) aus Metall und einen Separator (90) enthält. Der Anschluss aus Metall enthält einen Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt (23), einen Hauptkörper (21), ein vorstehendes Teil (22), das von einer Seite des vorderen Endes des Hauptkörpers vorsteht, sowie einen elastischen Abschnitt (22c), der mit einem Ende des vorstehenden Teils verbunden ist und der mit der Elektroden-Anschlussstelle verbunden ist. Eine Fläche (S1) einer ersten gegenüberliegenden Oberfläche (F1) einer Hauptfläche, die einem Einführloch (90h) des Separators zugewandt ist, ist größer als eine Fläche (S2) einer zweiten gegenüberliegenden Oberfläche (F2) einer Nebenfläche, die dem Einführloch zugewandt ist, und wenigstens ein Teil der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche ist in Kontakt mit einer Innenumfangsfläche des Separators, die das Einführloch bildet, und die erste gegenüberliegende Oberfläche ist von der Innenumfangsfläche getrennt, wobei Flächen des Hauptkörpers und des vorstehenden Teils, die dem elastischen Abschnitt gegenüberliegen, die Hauptfläche (21a) und die Nebenfläche (22a) sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor, der ein Messelement enthält, das die Konzentration eines zu erfassenden Gases erfasst, sowie ein Verfahren zum Herstellen des Gassensors.
  • Technischer Hintergrund
  • Ein bekannter Gassensor, der die Konzentration von Sauerstoff oder NOx in einem Abgas beispielsweise eines Kraftfahrzeugs erfasst, enthält ein plattenförmiges Messelement, bei dem ein Festelektrolyt eingesetzt wird.
  • Dieser Typ Gassensor, der verbreitet eingesetzt wird, enthält Elektroden-Anschlussstellen, die an einer äußeren Fläche an der Seite des hinteren Endes des plattenförmigen Messelementes angeordnet sind, wobei Anschlüsse aus Metall in elektrischem Kontakt mit den jeweiligen Elektroden-Anschlussstellen sind, um ein Sensor-Ausgangssignal von dem Messelement nach außen auszugeben, und einer auf das Messelement geschichteten Heizeinrichtung Strom zugeführt wird (Patentdokument 1).
  • Ein Anschluss 200 aus Metall hat, wie in 19 dargestellt, einen U-förmigen Querschnitt, der beispielsweise aus Streifen ausgebildet wird, die aus einer Platte aus Metall ausgeschnitten und aufgestellt werden, und ein Teil desselben an der Seite eines vorderen Endes einer Hauptfläche 200a ist auf das Messelement (nicht dargestellt) zu gebogen und weist einen umgebogenen Abschnitt 202 auf, der elastisch mit einer der Elektroden-Anschlussstellen des Messelementes verbunden ist. Ein Quetsch-Abschnitt 304 zum Verquetschen eines Endes eines Zuleitungsdrahtes ist an der Seite des hinteren Endes des Anschlusses 200 aus Metall ausgebildet. Der Anschluss 200 aus Metall selbst wird in ein Einführloch 1300h eines Separators 1300 aus Keramik eingeführt.
  • Liste der Anführungen
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nummer 2015-129727 (5)
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Wenn der umgebogene Abschnitt 202 mit der Elektroden-Anschlussstelle des Messelementes in Kontakt kommt, wird eine Reaktionskraft F von der Elektroden-Anschlussstelle in der radialen Richtung nach außen ausgeübt. Dementsprechend muss die Hauptfläche 200a des Anschlusses 200 aus Metall in festem Flächenkontakt mit der Wandfläche des Einführlochs 1300h sein, um der Reaktionskraft F zu widerstehen.
  • In einigen Fällen wird jedoch, wenn der Separator 1300 beispielsweise einem Abgas ausgesetzt ist und auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, Wärme von dem Separator 1300 über die Hauptfläche 200a auf den Anschluss 200 aus Metall übertragen und wird auch der Anschluss 200 aus Metall auf eine hohe Temperatur erhitzt. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass es zu Erweichung sowie Kriechverformung des umgebogenen Abschnitts 202 des Anschlusses 200 aus Metall kommt, sich seine Elastizität verringert und Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung mit dem Messelement abnimmt.
  • Angesichts dessen besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Gassensor, der eine Verringerung der Elastizität des Anschlusses aus Metall aufgrund von Wärmeübertragung von dem Separator verhindert und der sichere elektrische Verbindung der Elektroden-Anschlussstelle des Messelementes und des Anschlusses aus Metall ermöglicht, sowie ein Verfahren zum Herstellen des Gassensors zu schaffen.
  • Lösung des Problems
  • Um die oben aufgeführten Probleme zu lösen, enthält ein Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung ein Messelement, das in Form einer Platte ausgebildet ist, die sich in einer Richtung einer axialen Linie erstreckt, und das eine Elektroden-Anschlussstelle an einer äußeren Fläche an einer Seite des hinteren Endes enthält, einen Anschluss aus Metall, der sich in der Richtung der axialen Linie erstreckt und der elektrisch mit der Elektroden-Anschlussstelle verbunden ist, einen röhrenförmigen Separator, der ein Einführloch aufweist, in dem der Anschluss aus Metall gehalten wird, und der einen Teil des Messelementes an der Seite des hinteren Endes umschließt, sowie einen Zuleitungsdraht, der mit dem Anschluss aus Metall an der Seite des hinteren Endes verbunden ist und der zu einer Seite des hinteren Endes des Separators geführt wird. Der Anschluss aus Metall enthält einen Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt, der mit dem Zuleitungsdraht verbunden ist, einen Hauptkörper, der mit dem Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt an einer Seite des vorderen Endes verbunden ist und der sich in der Richtung der axialen Linie erstreckt, ein vorstehendes Teil, das von einer Seite des vorderen Endes des Hauptkörpers in einer Richtung vorsteht, die die Richtung der axialen Linie kreuzt, sowie einen elastischen Abschnitt, der mit einem Ende des vorstehenden Teils verbunden ist, der auf das Messelement zu umgebogen ist und der elastisch mit der Elektroden-Anschlussstelle verbunden ist. Eine Fläche S1 einer ersten gegenüberliegenden Oberfläche ist größer als eine Fläche S2 einer zweiten gegenüberliegenden Oberfläche, wobei wenigstens ein Teil der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche in Kontakt mit einer Innenumfangsfläche des Separators ist, die das Einführloch bildet, und die erste gegenüberliegende Oberfläche von der Innenumfangsfläche des Einführlochs entfernt ist, eine Fläche des Hauptkörpers, die dem elastischen Abschnitt gegenüberliegt, eine Hauptfläche ist, eine Fläche des vorstehenden Teils, die dem elastischen Abschnitt gegenüberliegt, eine Nebenfläche ist, ein Teil der Hauptfläche, der dem Einführloch des Separators zugewandt ist, die erste gegenüberliegende Oberfläche ist, und ein Teil der Nebenfläche, der dem Einführloch zugewandt ist, die zweite gegenüberliegende Oberfläche ist.
  • Bei diesem Gassensor ist wenigstens ein Teil der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche in Kontakt mit dem Einführloch (seiner Wandfläche), und kann, wenn eine Reaktionskraft F von der Elektroden-Anschlussfläche des Messelementes in der radialen Richtung nach außen ausgeübt wird, ein umgebogene Abschnitt, der der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche zugewandt ist, der Reaktionskraft entsprechend widerstehen. Dadurch wird die elastische Kraft des umgebogenen Abschnitts aufrechterhalten, und können die Elektroden-Anschlussstelle und der Anschluss aus Metall stabil elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Da die Fläche S2 kleiner ist als die Fläche S1, wird die Fläche der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche, bei der die Wahrscheinlichkeit besteht, dass sie Wärme von dem Separator ausgesetzt wird, da ein Abschnitt, der einen Teil der Fläche S2 oder die gesamte Fläche S2 einnimmt, in Kontakt mit dem Einführloch (seiner Wandfläche) ist oder sich dem Einführloch (seiner Wandfläche) weiter nähert als die erste gegenüberliegende Oberfläche, verkleinert, und kann Wärmeübertragung von dem Separator auf den gesamten Anschluss aus Metall reduziert werden. Die gesamte zweite gegenüberliegende Oberfläche kann in Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Einführlochs (Innenumfangsfläche des Separators) sein.
  • Da die erste gegenüberliegende Oberfläche, die eine große Fläche hat, von dem Einführloch (Innenumfangsfläche des Separators) entfernt ist, kann die erste gegenüberliegende Oberfläche, die eine Fläche hat, die größer ist als die Fläche der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche, und von dem Einführloch (seiner Wandfläche) weiter entfernt ist als die zweite gegenüberliegende Oberfläche, durch Luft thermisch von dem Separator isoliert werden. Daher kann Wärmeübertragung von dem Separator auf den gesamten Anschluss aus Metall reduziert werden.
  • So werden Erweichung und Kriechverformung des umgebogenen Abschnitts des Anschlusses aus Metall aufgrund von Wärmeübertragung von dem Separator sowie Verringerung der Elastizität desselben verhindert, und die Elektroden-Anschlussstelle des Messelementes und der Anschluss aus Metall können sicher elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein minimaler Abstand d1 zwischen der ersten gegenüberliegenden Oberfläche und dem Einführloch größer sein als ein maximaler Abstand d2 zwischen der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche und dem Einführloch.
  • Bei diesem Gassensor ist die erste gegenüberliegende Oberfläche, die eine Fläche hat, die größer ist als die Fläche der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche, von dem Einführloch (seiner Wandfläche) mit Sicherheit weiter entfernt als die zweite gegenüberliegende Oberfläche und kann mit Luft thermisch von dem Separator isoliert werden. Daher kann Wärmeübertragung von dem Separator auf den gesamten Anschluss aus Metall weiter reduziert werden.
  • Gemäß einem Aspekt dieses Gassensors hat die zweite gegenüberliegende Oberfläche den maximalen Abstand d2, das heißt, nicht die gesamte zweite gegenüberliegende Oberfläche ist in Kontakt mit dem Einführloch (seiner Wandfläche), sondern nur ein Teil der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche ist in Kontakt mit dem Einführloch (seiner Wandfläche).
  • Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann sich ein der Hauptfläche zugewandter Teil des Einführlochs näher an einer Außenseite in einer radialen Richtung befinden als ein der Nebenfläche zugewandter Teil des Einführlochs.
  • Bei diesem Gassensor kann der Abstand zwischen dem Einführloch und der Hauptfläche größer sein und kann Wärmeübertragung von dem Separator auf den gesamten Anschluss aus Metall weiter reduziert werden.
  • Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann sich die Hauptfläche des Anschlusses aus Metall näher an einer Innenseite in einer radialen Richtung befinden als die Nebenfläche.
  • Bei diesem Gassensor kann der Abstand zwischen dem Einführloch und der Hauptfläche größer sein und kann Wärmeübertragung von dem Separator auf den gesamten Anschluss aus Metall weiter reduziert werden.
  • Bei dem Gassensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein erster abgestufter Abschnitt zwischen dem der Hauptfläche zugewandten Teil des Einführlochs und dem der Nebenfläche zugewandten Teil des Einführlochs ausgebildet sein. Die Nebenfläche des Anschlusses aus Metall kann mit der Hauptfläche über einen zweiten zwischen ihnen angeordneten abgestuften Abschnitt verbunden sein, und die Hauptfläche befindet sich näher an der Außenseite in der radialen Richtung als die Nebenfläche. Die Hauptfläche oder der zweite abgestufte Abschnitt kann mit dem ersten abgestuften Abschnitt in Eingriff kommen, um eine Position des Anschlusses aus Metall vorzugeben.
  • Bei diesem Gassensor ist, da sich ein der Hauptfläche zugewandter Teil des Einführlochs näher an der Außenseite in der radialen Richtung befindet als ein der Nebenfläche zugewandter Teil des Einführlochs, der Abstand zwischen dem Einführloch und der Hauptfläche größer. Der erste abgestufte Abschnitt dient des Weiteren dazu, die Position des Anschlusses aus Metall vorzugeben. Dementsprechend ist es nicht notwendig, den Separator mit einem Element zum Positionieren des Anschlusses aus Metall zu versehen, und hat der Separator keine komplizierte Form, wodurch die Produktivität verbessert wird.
  • Ein Verfahren gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Herstellen des Gassensors ist ein Verfahren zum Herstellen des oben dargestellten Gassensors. Das Messelement enthält ein Paar oder zwei oder mehr Paare der Elektroden-Anschlussstellen an einer vorderen Fläche und einer hinteren Fläche. Ein Paar oder zwei oder mehr Paare der Anschlüsse aus Metall weist/weisen Kontaktabschnitte an den entsprechenden elastischen Abschnitten auf, die elektrisch mit den entsprechenden Elektroden-Anschlussstellen verbunden werden, wobei das Messelement dazwischen angeordnet ist. Das Paar oder die zwei oder mehr Paare der Anschlüsse aus Metall wird/werden so in dem Einführloch des Separators gehalten, dass die Kontaktabschnitte einander zugewandt sind. Das Verfahren schließt einen Schritt zum Aufnehmen des Separators, in dem der Separator von einer Seite des hinteren Endes einer ersten Vorrichtung her aufgenommen wird und ein planer Abschnitt unter Verwendung der ersten Vorrichtung, die einen Aufnahmeraum hat, in dem der Separator in der Richtung der axialen Linie aufgenommen wird, sowie des planen Abschnitts, der eine vorgegebene Dicke hat und an der Position angeordnet ist, die den gegenüberliegenden Oberflächen der Kontaktabschnitte entspricht, und der sich an einem Teil des Separators an der Seite des hinteren Endes entlang von einer Bodenfläche des Aufnahmeraums erstreckt, wenn der Separator und die Anschlüsse aus Metall in dem Aufnahmeraum aufgenommen sind, an eine Position eingeführt wird, die den gegenüberliegenden Oberflächen in dem Einführloch des Separators entspricht, einen Schritt zum Halten der Anschlüsse aus Metall, in dem die Anschlüsse aus Metall von der Seite des hinteren Endes des Separators her in das Einführloch eingeführt werden und die Anschlüsse aus Metall so gehalten werden, dass der plane Abschnitt zwischen den Kontaktabschnitten angeordnet ist, sowie einen Schritt zum Entfernen der Vorrichtung ein, in dem die erste Vorrichtung von dem Separator zu der Seite des vorderen Endes entfernt wird.
  • Bei dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt zum Herstellen des Gassensors wird, wenn ein oder mehr Paar/e der Anschlüsse aus Metall so in dem Separator installiert wird/werden, dass die Kontaktabschnitte einander zugewandt sind, der plane Abschnitt der ersten Vorrichtung zwischen den Kontaktabschnitten angeordnet. Dementsprechend wird verhindert, dass die Anschlüsse aus Metall, die einander zugewandt sind, in Kontakt miteinander kommen und sich verheddern, wird verhindert, dass die Anschlüsse aus Metall beschädigt und verformt werden, und kann die Verarbeitung erleichtert werden.
  • Ein Verfahren gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Herstellen des Gassensors ist ein Verfahren zum Herstellen des Gassensors. Das Messelement enthält ein Paar oder zwei oder mehr Paare der Elektroden-Anschlussstellen an einer vorderen Fläche und einer hinteren Fläche. Ein Paar oder zwei oder mehr Paare der Anschlüsse aus Metall weist/weisen Kontaktabschnitte an den entsprechenden elastischen Abschnitten auf, die elektrisch mit den entsprechenden Elektroden-Anschlussstellen verbunden werden, wobei das Messelement dazwischen angeordnet ist. Das Paar oder die zwei oder mehr Paare der Anschlüsse aus Metall wird/werden so in dem Einführloch des Separators gehalten, dass die Kontaktabschnitte einander zugewandt sind. Das Verfahren schließt einen Schritt zum Einführen von Zuleitungsdrähten, in dem Zuleitungsdrähte, die mit den jeweiligen Anschlüssen aus Metall verbunden werden, so in das Einführloch des Separators eingeführt werden, dass die Zuleitungsdrähte von einer Seite des vorderen Endes des Einführlochs vorstehen, einen Schritt zum Verbinden der Anschlüsse aus Metall, in dem die Anschlüsse aus Metall elektrisch mit Enden der Zuleitungsdrähte verbunden werden, einen Schritt zum Aufnehmen der Anschlüsse aus Metall, in dem die Anschlüsse aus Metall über eine Seite des hinteren Endes einer zweiten Vorrichtung unter Verwendung der zweiten Vorrichtung, die einen Aufnahmeraum hat, dessen Innendurchmesser genauso groß ist wie oder kleiner als ein maximaler Außendurchmesser eines Endabschnitts des Separators und in dem die Anschlüsse aus Metall in der Richtung der axialen Linie an den gleichen Positionen wie Positionen der Anschlüsse aus Metall aufgenommen werden, die in dem Separator gehalten werden, sowie eines planen Abschnitts, der eine vorgegebene Dicke hat und an einer Position angeordnet ist, die gegenüberliegenden Oberflächen der Kontaktabschnitte entspricht und der sich in der Richtung der axialen Linie von einer Bodenfläche des Aufnahmeraums erstreckt, wenn die Anschlüsse aus Metall in dem Aufnahmeraum aufgenommen werden, so aufgenommen werden, dass der plane Abschnitt zwischen den Kontaktabschnitten angeordnet ist, einen Schritt zum Herstellen von Kontakt mit dem Separator, in dem ein Ende des Separators in Kontakt mit einem hinteren Ende der zweiten Vorrichtung gebracht wird, wenn die Zuleitungsdrähte zu der Seite des hinteren Endes hin geführt werden, einen Schritt zum Halten der Anschlüsse aus Metall, in dem die Anschlüsse aus Metall über die Seite des vorderen Endes des Einführlochs des Separators in Kontakt mit dem hinteren Ende der zweiten Vorrichtung in das Einführloch eingeführt werden, um die Anschlüsse aus Metall zu halten, sowie einen Schritt zum Entfernen der Vorrichtung ein, in dem die zweite Vorrichtung von dem Separator zu der Seite des vorderen Endes entfernt wird.
  • Bei dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt zum Herstellen des Gassensors ist, wenn ein oder mehrere Paar/e der Anschlüsse aus Metall so in dem Separator installiert wird/werden, dass die Kontaktabschnitte einander zugewandt sind, der plane Abschnitt der zweiten Vorrichtung zwischen den Kontaktabschnitten angeordnet. Dementsprechend wird verhindert, dass die einander zugewandten Anschlüsse aus Metall miteinander in Kontakt kommen und sich verheddern, wird verhindert, dass die Anschlüsse aus Metall beschädigt und verformt werden, und kann die Verarbeitung erleichtert werden.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann ein Gassensor geschaffen werden, mit dem eine Verringerung der Elastizität des Anschlusses aus Metall aufgrund von Wärmeübertragung von dem Separator verhindert werden kann und bei dem die Elektroden-Anschlussstelle des Messelementes und der Anschluss aus Metall sicher elektrisch miteinander verbunden werden können.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittansicht eines Gassensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Richtung einer axialen Linie.
  • 2 ist eine Perspektivansicht eines der Anschlüsse aus Metall gemäß der ersten Ausführungsform.
  • 3 ist eine Hinteransicht des Anschlusses aus Metall gemäß der ersten Ausführungsform.
  • 4 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Anschlüsse aus Metall gemäß der ersten Ausführungsform in Einführlöcher eines Separators eingeführt und darin gehalten werden.
  • 5 ist eine Perspektivansicht eines der Metallanschlüsse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Anschlüsse aus Metall gemäß der zweiten Ausführungsform in Einführlöcher eines Separators eingeführt und darin gehalten werden.
  • 7 ist eine Perspektivansicht eines der Anschlüsse aus Metall gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Anschlüsse aus Metall gemäß der dritten Ausführungsform in Einführlöcher eines Separators eingeführt sind und darin gehalten werden.
  • 9 ist eine Perspektivansicht eines Messelementes.
  • 10 ist eine Draufsicht auf eine erste Vorrichtung, die gemäß einem ersten Aspekt einer Ausführungsform eingesetzt wird.
  • 11 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in 10.
  • 12 stellt einen Zustand dar, in dem die Anschlüsse aus Metall in den in der ersten Vorrichtung aufgenommenen Separator eingeführt sind.
  • 13 zeigt Prozessdarstellungen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Ausführungsform zum Herstellen des Gassensors.
  • 14 ist eine Draufsicht auf eine zweite Vorrichtung, die gemäß einem zweiten Aspekt einer Ausführungsform eingesetzt wird.
  • 15 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B in 14.
  • 16 stellt einen Zustand dar, in dem die Anschlüsse aus Metall in der zweiten Vorrichtung aufgenommen sind.
  • 17 zeigt Prozessdarstellungen eines Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Ausführungsform zum Herstellen des Gassensors.
  • 18 stellt einen Zustand dar, in dem Verschiebung der Anschlüsse aus Metall in Anordnungsrichtungen in Bezug auf plane Abschnitte stattfindet.
  • 19 ist eine Perspektivansicht eines herkömmlichen Anschlusses aus Metall.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 1 ist eine vollständige Schnittansicht eines Gassensors (Sauerstoffsensor) 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Richtung einer axialen Linie O. 2 ist eine Perspektivansicht eines der Anschlüsse 20 aus Metall. 3 ist eine Hinteransicht des Anschlusses 20 aus Metall. 4 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Anschlüsse 20 aus Metall in Einführlöcher 90h eines ersten Separators 90 eingeführt sind und darin gehalten werden. 4 stellt einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1 senkrecht zu der Richtung der axialen Linie O dar.
  • Der Gassensor 1 ist ein Sauerstoffsensor, der Sauerstoffkonzentration in einem Abgas eines Kraftfahrzeugs oder verschiedener Verbrennungsmotoren erfasst.
  • Der Gassensor in 1 enthält einen röhrenförmigen Mantel 138 aus Metall, der einen Gewindeabschnitt 139 enthält, der zum Befestigen an einem Auspuffrohr dient und an einer äußeren Fläche ausgebildet ist, ein plattenförmiges Messelement 10, das sich in der Richtung der axialen Linie O (der Längsrichtung des Gassensors 1 bzw. der vertikalen Richtung in der Figur) erstreckt, eine röhrenförmige Hülse 106 aus Keramik, die so angeordnet ist, dass die Hülse 106 aus Keramik das Messelement 10 in der radialen Richtung umgibt, den ersten Separator 90, der aus einer Keramikröhre besteht und in einem Innenraum an der Seite des vorderen Endes derselben so angeordnet ist, dass der erste Separator 90 einen hinteren Endabschnitt des Messelementes 10 umgibt, sowie vier Anschlüsse 20 aus Metall (in 1 sind lediglich zwei Anschlüsse aus Metall dargestellt), die in die Einführlöcher 90h, die durch den ersten Separator 90 in der Richtung der axialen Linie O verlaufen, eingeführt sind und darin gehalten werden.
  • Ein zweiter Separator 160, der aus einer Keramikröhre besteht, ist, wie weiter unten beschrieben, an der Seite des hinteren Endes an dem ersten Separator 90 angeordnet und in Kontakt mit ihm.
  • Der erste Separator 90 entspricht einem „Separator” in den Patentansprüchen.
  • Die vier Einführlöcher 90h des ersten Separators 90 stehen mit dem Innenraum an der Seite des vorderen Endes des ersten Separators 90 in Verbindung. Die Anschlüsse 20 aus Metall sind der Außenfläche des Messelementes 10 an der Seite des hinteren Endes zugewandt und sind elektrisch mit Elektroden-Anschlussstellen 10a verbunden, die an der Außenfläche ausgebildet sind.
  • Zwei der Elektroden-Anschlussstellen 10a sind in der Breitenrichtung an beiden Oberflächen des Messelementes 10 an der Seite des hinteren Endes angeordnet. Die Elektroden-Anschlussstellen 10a können beispielsweise als Sinterkörper ausgebildet sein, die hauptsächlich aus Pt bestehen.
  • Ein Gaserfassungsabschnitt 11 an einem Ende des Messelementes 10 ist mit einer porösen Schutzbeschichtung 14, beispielsweise aus Aluminiumoxid, überzogen.
  • Die Mantel 138 aus Metall besteht aus rostfreiem Stahl, weist ein Durchgangsloch 154 auf, das in der Richtung der axialen Linie verläuft, und ist in einer im Wesentlichen röhrenartigen Form ausgebildet, die einen Absatz 152 aufweist, der in der radialen Richtung zur Innenseite des Durchgangslochs 154 hin vorsteht. Das Messelement 10 ist in dem Durchgangsloch 154 so angeordnet, dass ein Endabschnitt des Messelementes 10 von einem Ende desselben vorsteht. Der Absatz 152 ist so ausgebildet, dass er eine schräge Fläche hat, die in Bezug auf eine Ebene senkrecht zu der Richtung der axialen Linie nach innen geneigt ist.
  • Im Inneren des Durchgangslochs 154 des Mantels 138 aus Metall sind ein Halter 151 aus Aluminiumoxid-Keramik, der im Wesentlichen ringförmig ist, eine pulvergefüllte Schicht 153 (im Folgenden auch als ein Talkumring 153 bezeichnet) sowie die Hülse 106 aus Keramik in dieser Reihenfolge von der Seite des vorderen Endes zur Seite des hinteren Endes in einem Zustand übereinander geschichtet, in dem das Messelement 10 in der radialen Richtung eingeschlossen ist.
  • Eine Flachdichtung 157 ist zwischen der Hülse 106 aus Keramik und einem hinteren Endabschnitt 140 des Mantels 138 aus Metall angeordnet. Der hintere Endabschnitt 140 des Mantels 138 aus Metall wird verkürzt, um die Hülse 106 aus Keramik zur Seite des vorderen Endes hin zu pressen, wobei die Flachdichtung 157 dazwischen angeordnet ist.
  • Eine äußere Schutzeinrichtung 142 und eine innere Schutzeinrichtung 143 als eine Doppel-Schutzeinrichtung aus Metall (beispielsweise rostfreiem Stahl), die den vorstehenden Abschnitt des Messelementes 10 abdecken und Löcher aufweisen, werden, wie in 1 dargestellt, an dem Außenumfang des Mantels 138 aus Metall an der Seite des vorderen Endes (untere Seite in 1) beispielsweise mittels Schweißen installiert.
  • Eine Röhre 144 aus Metall ist an dem Außenumfang des Mantels 138 aus Metall an der Seite des hinteren Endes befestigt. Eine Durchführungsdichtung 170 aus Gummi, die ein Zuleitungsdraht-Einführloch (nicht dargestellt) aufweist, in das vier Zuleitungsdrähte 146 (in 1 sind nur zwei Zuleitungsdrähte dargestellt) eingeführt sind, die elektrisch mit den vier Anschlüssen 20 aus Metall (in 1 sind nur zwei Anschlüsse aus Metall dargestellt) des Messelementes 10 verbunden sind, ist in einer Öffnung der Röhre 144 aus Metall an der Seite des hinteren Endes (obere Seite in 1) angeordnet.
  • Die Zuleitungsdrähte 140 werden über die Seite des hinteren Endes der Anschlüsse 20 aus Metall zur Seite des hinteren Endes des ersten Separators 90 geführt, verlaufen durch ein Einführloch (nicht dargestellt) des zweiten Separators 160 und die Durchführungsdichtung 170 und werden aus dem Gassensor 1 nach außen geführt.
  • Der erste Separator 90 ist an der Seite des hinteren Endes (obere Seite in 1) des Messelementes 10 angeordnet, das von dem hinteren Endabschnitt 140 des Mantels 138 aus Metall vorsteht, und es ist ein Flanschabschnitt 90p vorhanden, der von einer Außenfläche in der radialen Richtung nach außen vorsteht. Der erste Separator 90 wird so im Inneren der Röhre 144 aus Metall gehalten, dass der Flanschabschnitt 90p in Kontakt mit der Röhre 144 aus Metall ist, wobei ein Halteelement 169 dazwischen angeordnet ist.
  • Der zweite Separator 160 ist zwischen der Durchführungsdichtung 170 und dem ersten Separator 90 angeordnet. Der zweite Separator 160 drückt den ersten Separator 90 mittels einer elastischen Kraft der Durchführungsdichtung 170 auf die Seite des vorderen Endes zu. So wird der Flanschabschnitt 90p an das Halteelement 169 gepresst, und der erste Separator 90 sowie der zweite Separator 160 werden im Inneren der Röhre 144 aus Metall gehalten.
  • 2 ist eine Perspektivansicht eines der Anschlüsse 20 aus Metall. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält der Gassensor 1 die vier Anschlüsse 20 aus Metall. Bei den vier Anschlüssen 20 aus Metall sind, wie in 4 dargestellt, die Anschlüsse 20 aus Metall, die in dem ersten Separator 90 aneinandergrenzen, in Bezug auf eine Linie symmetrisch zueinander, und dementsprechend wird einer der Anschlüsse 20 aus Metall (an einer Position I an der oberen linken Seite in 4) beschrieben.
  • Der Anschluss 20 aus Metall an der unteren linken Seite an einer Position II in 4 ist in Bezug auf eine Linie, die in der Richtung entlang einer Oberfläche des Messelementes 10 verläuft, symmetrisch zu dem Anschluss 20 aus Metall an der Position I. Der Anschluss 20 aus Metall an der unteren rechten Seite an einer Position III in 4 ist in Bezug auf eine Linie senkrecht zu der Richtung entlang einer Oberfläche des Messelementes 10 symmetrisch zu dem Anschluss 20 aus Metall an der Position II. Der Anschluss 20 aus Metall an der oberen rechten Seite an einer Position IV in 4 ist in Bezug auf die Linie senkrecht zu der Richtung entlang einer Oberfläche des Messelementes 10 symmetrisch zu dem Anschluss 20 aus Metall an der Position I.
  • Jeder der Anschlüsse 20 aus Metall erstreckt sich, wie in 2 dargestellt, als Ganzes in der Richtung der axialen Linie O und enthält einen Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23, der mit dem entsprechenden Zuleitungsdraht 146 (siehe 1) verbunden ist, einen Hauptkörper 21, der mit dem Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23 an der Seite des vorderen Endes verbunden ist und der sich in der Richtung der axialen Linie O erstreckt, ein vorstehendes Teil 22, das von der Seite des vorderen Endes des Hauptkörpers 21 in einer Richtung (Breitenrichtung in 1) vorsteht, die die Richtung der axialen Linie O kreuzt, sowie einen elastischen Abschnitt 22c, der mit einem Ende des vorstehenden Teils 22 verbunden ist, der auf das Messelement 10 zu umgebogen ist und der elastisch mit einer der Elektroden-Anschlussstellen verbunden wird, die integral ausgebildet sind. Ein Vorsprung des elastischen Abschnitts 22c, der in direktem Kontakt mit der Elektroden-Anschlussstelle ist, ist ein Kontaktabschnitt 21p.
  • Eine Fläche des Hauptkörpers 21, die dem elastischen Abschnitt 22c gegenüberliegt, ist eine Hauptfläche 21a. Eine Fläche des vorstehenden Teils 22, die dem elastischen Abschnitt 22c gegenüberliegt, ist eine Nebenfläche 22a.
  • Die Anschlüsse 20 aus Metall können beispielsweise in einem Verfahren hergestellt werden, bei dem eine Metallplatte (z. B. aus InconelTM) gestanzt und anschließend in eine vorgegebene Form gebogen wird, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Der Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23 ist ein bekannter röhrenförmiger Einpressanschluss. Ein Teil des Zuleitungsdrahtes 146, an dem eine Isolierung entfernt ist und ein leitender Draht freiliegt, wird in die Röhre eingeführt und verpresst, so dass der Zuleitungsdraht 146 elektrisch damit verbunden wird.
  • Der Hauptkörper 21 hat einen L-förmigen Querschnitt und enthält einen Führungsabschnitt 21b, der so ausgebildet ist, dass ein Abschnitt außerhalb der Hauptfläche 21a in der Breitenrichtung (der Nebenfläche 22a gegenüberliegend) um 90° umgebogen ist. Der Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23 ist an der Seite des hinteren Endes integral mit der Hauptfläche 21a verbunden. Dementsprechend entspricht der Führungsabschnitt 21b, der einer Fläche des Hauptkörpers 21 entspricht, die nicht mit dem Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23 verbunden ist, nicht der „Hauptfläche”. Der Führungsabschnitt 21b dient als eine Führung, wenn die Anschlüsse 20 aus Metall in die Einführlöcher 90h des ersten Separators 90 eingeführt werden. Der Hauptkörper 21 dient als ein Basisabschnitt jedes Anschlusses 20 aus Metall und erhält die Festigkeit des Anschlusses 20 aus Metall aufrecht.
  • Ein anderer Abschnitt außerhalb der Hauptfläche 21a in der Breitenrichtung (dem Führungsabschnitt 21b gegenüberliegend) ist in der gleichen Richtung wie der Führungsabschnitt 21b umgebogen und weist eine Verbindungsstelle 22b auf, die integral mit der Nebenfläche 22a verbunden ist. Die Nebenfläche 22a ist parallel zu der Hauptfläche 21a. Das vorstehende Teil 22 enthält den elastischen Abschnitt 22c, der von einem Ende der Nebenfläche 22a auf das Messelement 10 und die Seite des hinteren Endes zu umgebogen ist, und der elastisch mit einer Elektroden-Anschlussstelle 11a verbunden ist (siehe 1 und 9). Der elastische Abschnitt 22c biegt sich elastisch in der radialen Richtung in Bezug auf die Nebenfläche 22a.
  • Das Messelement 10 ist, wie in 9 dargestellt, in Form einer Platte ausgebildet, die sich in der Richtung der axialen Linie O erstreckt, und besteht aus einem Gaserfassungs-Abschnitt 10a, dessen Endabschnitt 10s Sauerstoffkonzentration erfasst. Der Gaserfassungs-Abschnitt 10a ist mit der porösen Schutzbeschichtung 14 überzogen. Der Aufbau des Messelementes 10 selbst ist bekannt und schließt den Gaserfassungs-Abschnitt, der einen Festelektrolyt-Körper, der für Sauerstoff-Ionen durchlässig ist, und ein Paar Elektroden aufweist, sowie eine nicht dargestellte Heizeinrichtung, die den Gaserfassungs-Abschnitt erhitzt und eine konstante Temperatur desselben aufrechterhält.
  • Die zwei Elektroden-Anschlussstellen 11a und 11b sind in der Richtung der Breite W an der Seite des hinteren Endes einer Hauptfläche (vordere Fläche) 10A des Messelementes 10 angeordnet. Ein Sensor-Ausgangssignal von dem Gaserfassungs-Abschnitt wird von den Elektroden-Anschlussstellen 11a und 11b über einen Leitungsabschnitt (nicht dargestellt) ausgegeben. Die zwei Elektroden-Anschlussstellen 12a und 12b sind in der Breitenrichtung an der Seite des hinteren Endes der anderen Hauptfläche (hintere Fläche) 10B angeordnet, die der Hauptfläche 10A zugewandt ist. Strom wird der Heizeinrichtung über den Leitungsabschnitt (nicht dargestellt) zugeführt.
  • Die Elektroden-Anschlussstellen 11a, 11b, 12a und 12b sind rechteckig und erstrecken sich in der Richtung der axialen Linie O und können beispielsweise als Sinterkörper ausgebildet sein, die hauptsächlich aus Pt bestehen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Elektroden-Anschlussstellen 11a und 11b sowie die Elektroden-Anschlussstellen 12a und 12b, die an den Oberflächen des Messelementes 10 angeordnet sind, einander zugewandt und paarig zueinander, wobei das Messelement 10 zwischen ihnen angeordnet ist. Das heißt, die Elektroden-Anschlussstelle 11a und die Elektroden-Anschlussstelle 12a sind einander paarig zugewandt, und die Elektroden-Anschlussstelle 11b und die Elektroden-Anschlussstelle 12b eines anderen Paars sind einander zugewandt. Damit sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwei Paare der Elektroden-Anschlussstellen 11a, 11b, 12a und 12b vorhanden.
  • Die vier Anschlüsse 20 aus Metall (Anschlüsse 20a, 20b, 20c und 20d aus Metall) werden in den Einführlöchern 90h des Separators 90 gehalten. Die Anschlüsse 21a und 20c aus Metall, die einander mit dem dazwischen angeordneten Messelement 10 zugewandt sind, und die Anschlüsse 20b und 20d, die einander mit dem dazwischen angeordneten Messelement 10 zugewandt sind, entsprechen „Paaren der Anschlüsse aus Metall” (siehe 4). Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Paare der Anschlüsse 20a, 20b, 20c und 20d vorhanden.
  • 3 ist eine Hinteransicht eines der Anschlüsse 20 aus Metall. Ein Teil der Hauptfläche 21a, der dem entsprechenden Einführloch 90h des ersten Separators 90 (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90) zugewandt ist, ist eine erste gegenüberliegende Oberfläche F1. Die Fläche der ersten gegenüberliegenden Oberfläche F1 ist mit S1 (schraffierter Teil in 3) gekennzeichnet. Der Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23 liegt zu der Seite des hinteren Endes des ersten Separators 90 frei. Die Fläche S1 ist eine Fläche der Hauptfläche 21a, die sich im Inneren des ersten Separators 90 befindet. Dementsprechend gehört eine Fläche eines Teils der Hauptfläche 21a, der an den Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23 angrenzt, nicht zu S1. Ein Teil der Nebenfläche 22a, der dem entsprechenden Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90) zugewandt ist, ist eine zweite gegenüberliegende Oberfläche F2. Die Fläche der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2 ist mit S2 (schraffierter Teil in 3) gekennzeichnet. Die Fläche S2 ist eine Fläche eines Teils der Nebenfläche 22a, der sich im Inneren des ersten Separators 90 befindet, und der sich mit dem elastischen Abschnitt 22c in der Breitenrichtung überlappt. Dementsprechend gehört eine Fläche der Verbindungsstelle 22b zwischen der Nebenfläche 22a und der Hauptfläche 21a nicht zu S2.
  • Die Fläche S1 ist größer als die Fläche S2. Wenigstens ein Teil der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2 ist, wie in 4 dargestellt, in Kontakt mit dem Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90), und die erste gegenüberliegende Oberfläche F1 ist von dem Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90) entfernt.
  • Wenn, wie oben dargestellt, wenigstens ein Teil der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2 in Kontakt mit dem Einführloch 90h ist, kann, wenn eine Reaktionskraft F von der Elektroden-Anschlussstelle 11a des Anschlusselementes in der radialen Richtung nach außen ausgeübt wird, der elastische Abschnitt 22c, der der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2 zugewandt ist, der Reaktionskraft F entsprechend widerstehen. Dadurch wird die elastische Kraft des ersten Abschnitts 22c aufrechterhalten, und die Elektroden-Anschlussstelle 11a und der Anschluss 20 aus Metall können stabil elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Da die Fläche S2 kleiner ist als die Fläche S1, wird die Fläche der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2, bei der die Wahrscheinlichkeit besteht, dass sie Wärme von dem ersten Separator 90 ausgesetzt wird, da ein Abschnitt, der einen Teil der Fläche S2 oder die gesamte Fläche S2 einnimmt, in Kontakt mit dem Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90) ist oder sich dem Einführloch 90h (seiner Wandfläche) weiter nähert als die erste gegenüberliegende Oberfläche F1, verkleinert, und Wärmeübertragung von dem ersten Separator 90 auf den gesamten Anschluss 20 aus Metall kann reduziert werden.
  • Da die erste gegenüberliegende Oberfläche F1, die eine große Fläche hat, von dem Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90) entfernt ist, kann die erste gegenüberliegende Oberfläche F1, die eine Fläche hat, die größer ist als die Fläche der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2, und von dem Einführloch 90h (seiner Wandfläche) entfernt ist, durch Luft thermisch von dem ersten Separator 90 isoliert werden. Daher kann Wärmeübertragung von dem ersten Separator 90 auf den gesamten Anschluss 20 aus Metall reduziert werden.
  • So werden Erweichung und Kriechverformung des elastischen Abschnitts 22c des Anschlusses 20 aus Metall aufgrund von Wärmeübertragung von dem ersten Separator 90 sowie Verringerung der Elastizität desselben verhindert, und die Elektroden-Anschlussstelle 11a des Messelementes 10 und der Anschluss 20 aus Metall können sicher elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie in 4 dargestellt, der minimale Abstand d1 zwischen der ersten gegenüberliegenden Oberfläche F1 und dem Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90) größer als der maximale Abstand d2 zwischen der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2 und dem Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90). So ist die erste gegenüberliegende Oberfläche F1, die eine Fläche hat, die größer ist als die Fläche der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2, von dem Einführloch 90h mit Sicherheit weiter entfernt als die zweite gegenüberliegende Oberfläche F2 und kann mit Luft thermisch von dem ersten Separator 90 isoliert werden. Daher kann Wärmeübertragung von dem ersten Separator 90 auf den gesamten Anschluss 20 aus Metall weiter reduziert werden.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie in 4 dargestellt, ein erster abgestufter Abschnitt 90d zwischen einem der Hauptfläche 21a zugewandten Teil des Einführlochs 90h des ersten Separators 90, und einem der Nebenfläche 22a zugewandten Teil desselben ausgebildet, so dass der der Hauptfläche 21a zugewandte Teil sich näher an der Außenseite in der radialen Richtung befindet als der der Nebenfläche 22a zugewandte Teil.
  • Die Nebenfläche 22a des Anschlusses 20 aus Metall ist mit der Hauptfläche über einen zweiten zwischen ihnen angeordneten abgestuften Abschnitt verbunden. Die Hauptfläche 21a befindet sich näher an der Außenseite in der radialen Richtung als die Nebenfläche 22a. Ein Rand der Hauptfläche 21a in der Breitenrichtung kommt mit dem ersten abgestuften Abschnitt 90d in Eingriff, um eine Position des Anschlusses 20 aus Metall vorzugeben. Die Verbindungsstelle 22b entspricht einem „zweiten abgestuften Abschnitt” in den Patentansprüchen.
  • Wenn der der Hauptfläche 21a zugewandte Teil des Einführlochs sich so näher an der Außenseite in der radialen Richtung befindet als der der Nebenfläche 22a zugewandte Teil, ist der Abstand zwischen dem Einführloch 90h und der Hauptfläche 21a größer, und Wärmeübertragung von dem ersten Separator 90 auf den gesamten Anschluss 20 aus Metall kann durch die Wirkung der oben beschriebenen thermischen Isolierung mit Luft weiter reduziert werden. Der erste abgestufte Abschnitt 90d dient des Weiteren dazu, die Position des Anschlusses 20 aus Metall vorzugeben. Dementsprechend ist es nicht notwendig, den ersten Separator 90 mit einem Element zum Positionieren des Anschlusses 20 aus Metall zu versehen, und hat der Separator keine komplizierte Form, wodurch die Produktivität verbessert wird.
  • Die Verbindungsstelle 22b kann in einer Form ausgebildet sein, die dem ersten abgestuften Abschnitt 90d folgt, und die Verbindungsstelle 22b kann mit dem ersten abgestuften Abschnitt 90d in Eingriff kommen, um die Position der Anschlüsse 20 aus Metall vorzugeben.
  • Ein Gassensor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben. Der Gassensor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bis auf einen Unterschied hinsichtlich der Form von Anschlüssen 30 aus Metall der gleiche wie der Gassensor gemäß der ersten Ausführungsform, Komponenten, die denen des Gassensors gemäß der ersten Ausführungsform gleichen, sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine Beschreibung derselben wird weggelassen.
  • 5 ist eine Perspektivansicht eines der Anschlüsse 30 aus Metall. 6 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Anschlüsse 30 aus Metall gemäß der zweiten Ausführungsform in die Einführlöcher 90h des ersten Separators 90 eingeführt und darin gehalten werden. 6 stellt den gleichen Schnitt wie 4 dar.
  • Jeder Anschluss 30 aus Metall erstreckt sich, wie in 5 dargestellt, als Ganzes in der Richtung der axialen Linie O und enthält einen Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 33, einen Hauptkörper 31, der mit dem Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 33 an der Seite des vorderen Endes verbunden ist, ein vorstehendes Teil 32, das von der Seite des vorderen Endes des Hauptkörpers 31 in einer Richtung vorsteht, die die Richtung der axialen Linie O kreuzt, sowie einen elastischen Abschnitt 32c, der mit einem Ende des vorstehenden Teils 32 verbunden ist, der auf das Messelement 10 zu umgebogen ist und der elastisch mit einer der Elektroden-Anschlussstellen verbunden wird, die integral ausgebildet sind.
  • Eine Fläche des Hauptkörpers 31, die dem elastischen Abschnitt 32c gegenüberliegt, ist eine Hauptfläche 31a. Eine Fläche des vorstehenden Teils 32, die dem elastischen Abschnitt 32c gegenüberliegt, ist eine Nebenfläche 32a.
  • Der Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23 ist im Wesentlichen der gleiche wie der Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23 gemäß der ersten Ausführungsform. Der Hauptkörper 31 hat einen L-förmigen Querschnitt und enthält einen Führungsabschnitt 31b, der so ausgebildet ist, dass ein Abschnitt außerhalb der Hauptfläche 31a in der Breitenrichtung (der Nebenfläche 32a gegenüberliegend) um 90° umgebogen ist. Der Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 33 ist an der Seite des hinteren Endes mit der Hauptfläche 31a verbunden.
  • Ein anderer Abschnitt außerhalb der Hauptfläche 31a in der Breitenrichtung (dem Führungsabschnitt 31b gegenüberliegend) ist direkt mit der Nebenfläche 32a verbunden und bündig mit ihr (ohne dass beispielsweise die Verbindungsstelle 22b dazwischen angeordnet ist). Das vorstehende Teil 32 enthält den elastischen Abschnitt 32c, der von der Nebenfläche 31a auf das Messelement 10 zu umgebogen ist, und der elastisch mit der Elektroden-Anschlussstelle 11a verbunden ist (siehe 1)
  • Die Grenzlinie zwischen der Hauptfläche 31a und der Nebenfläche 32a ist in 5 mit einer gestrichelten Linie dargestellt.
  • Da die Hauptfläche 31a und die Nebenfläche 32a so bündig miteinander sind, ist es, wenn Teile jedes Einführlochs 90h, die diesen Flächen zugewandt sind, bündig miteinander sind, nicht möglich, dass wenigstens ein Teil der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2 in Kontakt mit dem Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90) ist und die erste gegenüberliegende Oberfläche F1 von dem Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90) entfernt ist. Angesichts dessen befindet sich ein der Hauptfläche 31a zugewandter Teil des Einführlochs 90h näher an der Außenseite in der radialen Richtung als ein der Nebenfläche 32a zugewandter Teil desselben.
  • Dadurch kann wenigstens ein Teil der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2 in Kontakt mit dem Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90) sein, kann die erste gegenüberliegende Oberfläche F1 von dem Einführloch 90h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 90) entfernt sein und kann Wärmeübertragung von dem ersten Separator 90 auf die gesamten Anschlüsse 30 aus Metall reduziert werden. Da die Hauptfläche 31a und die Nebenfläche 32a bündig miteinander sind, haben die Anschlüsse 30 aus Metall keine komplizierte Form, wodurch die Produktivität verbessert wird.
  • Des Weiteren kann, wenn die Hauptfläche 31a und die Nebenfläche 32a bündig miteinander sind, der Abstand zwischen dem Einführloch 90h und der Hauptfläche 31a größer sein als bei der ersten Ausführungsform, bei der sich die Hauptfläche 21a näher an der Außenseite in der radialen Richtung befindet als die Nebenfläche 22a, und kann Wärmeübertragung von dem ersten Separator 90 auf die gesamten Anschlüsse 20 aus Metall weiter reduziert werden.
  • Ein Gassensor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben. Der Gassensor gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bis auf einen Unterschied hinsichtlich der Form von Anschlüssen 40 aus Metall und eines ersten Separators 92 der gleiche wie der Gassensor gemäß der ersten Ausführungsform, Komponenten, die denen des Gassensors gemäß der ersten Ausführungsform gleichen, sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine Beschreibung derselben wird weggelassen.
  • 7 ist eine Perspektivansicht eines der Anschlüsse 40 aus Metall. 8 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Anschlüsse 40 aus Metall gemäß der zweiten Ausführungsform in die Einführlöcher 92h des ersten Separators 92 eingeführt sind und darin gehalten werden. 8 stellt den gleichen Schnitt wie 4 dar.
  • Jeder Anschluss 40 aus Metall erstreckt sich, wie in 7 dargestellt, als Ganzes in der Richtung der axialen Linie O und enthält einen Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 43, einen Hauptkörper 41, der mit dem Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 43 an der Seite des vorderen Endes verbunden ist, ein vorstehendes Teil 42, das eine Nebenfläche 42a hat, die mit einer Hauptfläche 41a außerhalb der Hauptfläche 41a in der Breitenrichtung verbunden ist, sowie einen elastischen Abschnitt 42c, der mit einem Ende des vorstehenden Teils 42 verbunden ist, der auf das Messelement 10 zu umgebogen ist und der elastisch mit einer der Elektroden-Anschlussstellen verbunden wird, die integral ausgebildet sind.
  • Eine Fläche des Hauptkörpers 41, die dem elastischen Abschnitt 42c gegenüberliegt, ist eine Hauptfläche 41a. Eine Fläche des vorstehenden Teils 42, die dem elastischen Abschnitt 42c gegenüberliegt, ist eine Nebenfläche 42a.
  • Der Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23 ist im Wesentlichen der gleiche wie der Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 23 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Der Hauptkörper 41 hat einen L-förmigen Querschnitt und enthält einen Führungsabschnitt 41b, der so ausgebildet ist, dass ein Abschnitt außerhalb der Hauptfläche 41a in der Breitenrichtung (der Nebenfläche 42a gegenüberliegend) um 90° umgebogen ist. Der Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt 43 ist an der Seite des hinteren Endes mit der Hauptfläche 41a verbunden.
  • Ein anderer Abschnitt außerhalb der Hauptfläche 41a in der Breitenrichtung (dem Führungsabschnitt 41b gegenüberliegend) ist in der entgegengesetzten Richtung des Führungsabschnitts 21b umgebogen und weist eine Verbindungsstelle 42b auf, die mit der Nebenfläche 22a verbunden ist. Die Nebenfläche 22a ist parallel zu der Hauptfläche 41a. Das vorstehende Teil 42 enthält den elastischen Abschnitt 42c, der von der Nebenfläche 42a auf das Messelement 10 zu umgebogen ist und der elastisch mit der Elektroden-Anschlussstelle 11a verbunden ist (siehe 1).
  • Ein der Hauptfläche 21a zugewandter Teil jedes Einführlochs 92h des ersten Separators 92 und ein der Nebenfläche 22a zugewandter Teil desselben sind bündig miteinander.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform befindet sich die Hauptfläche 41a jedes Anschlusses 40 aus Metall näher an der Innenseite in der radialen Richtung als die Nebenfläche 42a, und dementsprechend kann der Abstand zwischen dem Einführloch 92h und der Hauptfläche 41a vergrößert werden, und kann Wärmeübertragung von dem ersten Separator 92 zu den gesamten Anschlüssen 40 aus Metall reduziert werden. Auch wenn der Hauptfläche 21a und der Nebenfläche 22 zugewandte Teile des Einführlochs 92h des ersten Separators 92 bündig miteinander sind, ist es möglich, dass wenigstens ein Teil der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche F2 in Kontakt mit dem Einführloch 92h (Innenumfangsfläche des ersten Separators 92) ist und die erste gegenüberliegende Oberfläche F1 von dem Einführloch (Innenumfangsfläche des ersten Separators 92) getrennt ist. Da die der Hauptfläche 41a und der Nebenfläche 42a zugewandten Teile des Einführlochs 92h bündig miteinander sind, hat das Einführloch 92h keine komplizierte Form, wodurch die Produktivität verbessert wird.
  • Ein Verfahren gemäß einem ersten Aspekt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 10 bis 13 beschrieben. 10 ist eine Draufsicht auf eine erste Vorrichtung 300, die gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eingesetzt wird. 11 ist eine Schnittansicht entlang Linie A-A in 10. 12 stellt einen Zustand dar, in dem die Anschlüsse aus Metall in den in der ersten Vorrichtung aufgenommenen Separator eingeführt sind. 13 zeigt Prozessdarstellungen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Ausführungsform zum Herstellen des Gassensors.
  • Die erste Vorrichtung 300 ist, wie in 10 und 11 dargestellt, in einer zylindrischen Form mit einem Boden ausgebildet und weist in der Mitte einen zylindrischen Aufnahmeraum 300h auf, der sich zu der oberen Fläche öffnet. Ein vorstehender Abschnitt 310, der in Draufsicht im Wesentlichen H-förmig ist, steht von der Mitte der Bodenfläche 300b des Aufnahmeraums 300h nach oben vor. Der vorstehende Abschnitt 13 ist an einer Position ausgebildet, die dem Einführloch 90h in der Mitte des Separators 90 entspricht.
  • Der vorstehende Abschnitt 310 enthält einen prismenförmigen Abschnitt 314 in der Mitte, zwei plane Abschnitte 312 in einer Plattenform, die sich von gegenüberliegenden Flächen des prismenförmigen Abschnitts 314 in entgegengesetzte Richtungen erstrecken und die bündig miteinander sind, sowie zwei Seitenwandabschnitte 316, die sich vertikal von beiden Seiten der planen Abschnitte 312 aus erstrecken und die jeweils Enden haben, die mit anderen gegenüberliegenden Flächen des prismenförmigen Abschnitts 314 bündig sind. Der prismenförmige Abschnitt 314 und die Seitenwandabschnitte 316 stehen von ebenen Flächen der planen Abschnitte 312 vor. Die zwei planen Abschnitte 312 sind an Positionen ausgebildet, die den gegenüberliegenden Flächen eines Paars der Anschlüsse 20a und 20c aus Metall an den Kontaktabschnitten 21p und den gegenüberliegenden Flächen des anderen Paars der Anschlüsse 20b und 20d aus Metall an den Kontaktabschnitten 21p entsprechen (siehe 12). Der vorstehende Abschnitt 310 steht bis zu einer Position vor, die höher liegt als die Fläche 302 der ersten Vorrichtung 300.
  • Ein Abschnitt um den Aufnahmeraum 300h herum weist einen geradlinigen Abschnitt 300s auf und verhindert, wie weiter unten beschrieben, Drehung des Separators 90 in der Umfangsrichtung.
  • Der prismenförmige Abschnitt 314 und die Seitenwandabschnitte 316 entsprechen „Einschrank-Elementen für Anschlüsse aus Metall” in den Patentansprüchen, und der geradlinige Abschnitt 300s entspricht einem „ersten Einschränk-Element” in den Patentansprüchen.
  • Die erste Vorrichtung 300 und der vorstehende Abschnitt 310 können beispielsweise aus Metall, wie z. B. Edelstahl, bestehen.
  • In dem Schritt zum Halten der Anschlüsse aus Metall des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Ausführungsform zum Herstellen des Gassensors werden, wie in 12 dargestellt, die Anschlüsse 20a, 20b, 20c und 20d aus Metall in vier Anschluss-Aufnahmelöcher 90a bis 90d des Separators 90 eingeführt, der in der ersten Vorrichtung 300 aufgenommen ist, wie dies weiter unten beschrieben wird. Dabei kommen der prismenförmige Abschnitt 314 und die Seitenwandabschnitte 316 in Kontakt mit den seitlichen Flächen (Flächen, die eine Oberfläche jedes elastischen Abschnitts 22c schneiden) der Anschlüsse 20a, 20b, 20c und 20d aus Metall in Kontakt und schränken Bewegung der Anschlüsse aus Metall in der Breitenrichtung ein, und kann verhindert werden, dass die Anschlüsse aus Metall im Inneren des Separators 90 (im Inneren der ersten Vorrichtung 300) verschoben werden.
  • Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Ausführungsform zum Herstellen des Gassensors wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 13 detailliert beschrieben. 13 stellt lediglich ein Paar der Anschlüsse 20a und 20c aus Metall dar. Gleiches gilt jedoch für das andere Paar der Anschlüsse 20b und 20d aus Metall, die sich in 13 in der Tiefe der Seite befinden und verdeckt sind.
  • Der Separator 90 wird zunächst von der Seite des hinteren Endes (obere Seite) der ersten Vorrichtung 300 in der Richtung der axialen Linie verschoben und aufgenommen, und die planen Abschnitte 312 werden an Positionen eingeführt, die den oben erwähnten gegenüberliegenden Flächen in den Einführlöchern 90h des Separators 90 entsprechen (ein Separator-Aufnahmeschritt in 13(a) und (b))
  • Anschließend werden die Anschlüsse 20a und 20c aus Metall von der Seite des hinteren Endes des Separators 90 aus so in die Einführlöcher 90h eingeführt, dass die planen Abschnitte 312 zwischen den Kontaktabschnitten 21p (den gegenüberliegenden Flächen) angeordnet sind und gehalten werden (der Schritt zum Halten der Anschlüsse aus Metall in 13(b) und (c)). Die Zuleitungsdrähte 146 werden im Voraus in die Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitte 23 der Anschlüsse 20a und 20c aus Metall eingepresst.
  • Anschließend wird die erste Vorrichtung 300 zu der Seite des vorderen Endes (untere Seite) hin von dem Separator 90 entfernt (ein Schritt zum Entfernen der Vorrichtung in 13(d)).
  • Gemäß dem ersten Aspekt der Ausführungsform werden, wenn ein oder mehr Paare der Anschlüsse 20a und 20c (oder 20b und 20d) aus Metall so in dem Separator 90 installiert werden, dass die Kontaktabschnitte 21p einander zugewandt sind, werden die planen Abschnitte 312 der ersten Vorrichtung 300 zwischen den Kontaktabschnitten 21p angeordnet. Dementsprechend wird verhindert, dass die einander zugewandten Anschlüsse 20a und 20c (oder 20b und 20d) aus Metall in Kontakt miteinander kommen und sich ineinander verheddern, wird verhindert, dass die Anschlüsse aus Metall beschädigt und verformt werden, und kann die Verarbeitung erleichtert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform stehen, wenn der Separator 90 in dem Separator-Aufnahmeschritt in 13(b) in der ersten Vorrichtung 300 aufgenommen wird, die planen Abschnitte 312 bis an Positionen zur Seite des hinteren Endes vor, die näher an dem hinteren Ende des Separators 90 liegen. So sind zum Beginn des darauffolgenden Schrittes zum Halten der Anschlüsse aus Metall, in dem die Anschlüsse 20a und 20c (oder 20b und 20d) in die Einführlöcher 90h eingeführt werden, die Anschlüsse aus Metall (Kontaktabschnitte 21p), die einander zugewandt sind, durch die planen Abschnitte 312 voneinander isoliert, und dementsprechend kann sicher verhindert werden, dass die Anschlüsse aus Metall in Kontakt miteinander kommen und sich ineinander verheddern.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 10 und 12 dargestellt, die erste Vorrichtung 300 den geradlinigen Abschnitt 300s und enthält der Separator 90 einen zweiten geradlinigen Abschnitt (zweites Einschränk-Element) 90t, das mit dem geradlinigen Abschnitt 300s in Eingriff kommt. Dadurch wird verhindert, dass sich der Separator 90 in der Umfangsrichtung in der ersten Vorrichtung 300 dreht, und werden die Anschlüsse aus Metall daran gehindert, aufgrund von Drehung des Separators 90 miteinander in Kontakt zu kommen und sich ineinander zu verheddern.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke jedes planen Abschnitt 312 geringer als die Dicke des Messelementes 10 zwischen den paarigen Elektroden-Anschlussstellen 11a und 12a (oder 11b und 12b) an der vorderen und der hinteren Fläche. Dadurch werden die planen Abschnitte 312 daran gehindert, zu bewirken, dass sich die Anschlüsse aus Metall plastisch verformen, indem der Abstand zwischen den Anschlüssen aus Metall (Kontaktabschnitte 21p) vergrößert wird, und wird verhindert, dass die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung aufgrund einer Zunahme des Kontaktdrucks zwischen den Elektroden-Anschlussstellen 11a und 12a (oder 11b und 12b) des Messelementes 10 beeinträchtigt wird, die anschließend auftritt.
  • Ein Verfahren gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Herstellen des Gassensors wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 14 bis 18 beschrieben.
  • 14 ist eine Draufsicht auf eine zweite Vorrichtung 400, die gemäß einem zweiten Aspekt einer Ausführungsform eingesetzt wird. 15 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B in 14. 16 stellt einen Zustand dar, in dem die Anschlüsse 20a, 20b, 20c und 20d aus Metall in der zweiten Vorrichtung aufgenommen sind. 17 zeigt Prozessdarstellungen eines Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Ausführungsform zum Herstellen des Gassensors. 18 stellt einen Zustand dar, in dem Verschiebung der Anschlüsse 20a bis 20d aus Metall in Anordnungsrichtungen in Bezug auf plane Abschnitte 412 stattfindet.
  • Die zweite Vorrichtung 400 ist, wie in 14 und 15 dargestellt, in einer zylindrischen Form mit einem Boden ausgebildet und weist in der Mitte einen zylindrischen Aufnahmeraum 400h auf, der sich zu der oberen Fläche öffnet. Die zwei planen Abschnitte 412 in Form einer Platte stehen von der Mitte der Bodenfläche 400b des Aufnahmeraums 400h nach oben vor. Die planen Abschnitte 412 sind an Positionen ausgebildet, die dem Einführloch 90h in der Mitte des Separators 90 entsprechen. Die planen Abschnitte 412 sind an Positionen ausgebildet, die wenigstens den gegenüberliegenden Flächen eines Paars der Anschlüsse 20a und 20c aus Metall an den Kontaktabschnitten 21p und den gegenüberliegenden Flächen des anderen Paars der Anschlüsse 20b bis 20d aus Metall an den Kontaktabschnitten 21p entsprechen (siehe 16).
  • Die planen Abschnitte 412 stehen bis zu Positionen vor, die höher liegen als die obere Fläche 402 der zweiten Vorrichtung 400.
  • Ein Abschnitt um den Aufnahmeraum 400h herum weist einen geradlinigen Abschnitt 400s wie den geradlinigen Abschnitt 300s auf und bildet das „erste Einschränk-Element”, das Drehung des Separators 90 in der Umfangsrichtung verhindert. Der Separator 90 enthält den oben beschriebenen zweiten geradlinigen Abschnitt (zweites Einschränk-Element) 90t.
  • Die zweite Vorrichtung 400 und die planen Abschnitte 412 können beispielsweise aus Metall, z. B. rostfreiem Stahl, bestehen.
  • In dem Schritt zum Halten der Anschlüsse aus Metall des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Ausführungsform zum Herstellen des Gassensors werden, wie in 14 und 15 dargestellt, die Anschlüsse 20a, 20b, 20c und 20d aus Metall in den Aufnahmeraum 400h der zweiten Vorrichtung 400 eingeführt. Dabei werden die planen Abschnitte 412 zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Anschlüsse 20a bis 20d aus Metall an den Kontaktabschnitten 21p eingeführt.
  • Die Anschlüsse 20a und 20b sind, wie in 16 dargestellt, in einer Richtung L entlang der Hauptflächen der planen Abschnitte 412 angeordnet, und die Anschlüsse 20c und 20d sind auf die gleiche Weise an der in Bezug auf die planen Abschnitte 412 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Die Breite der Anschlüsse 20a bis 20d aus Metall an den Kontaktabschnitten 21p ist mit W1 gekennzeichnet, und die Breite der Hauptflächen der planen Abschnitte 412 ist mit W2 gekennzeichnet.
  • Wenn die Gesamtbreite (2 × W1) in der Richtung (Anordnungsrichtung) L, in der die Anschlüsse 20c und 20d (oder 20a und 20b) angeordnet sind, kürzer ist als W2, kann, wie in 18 dargestellt, selbst wenn die Anschlüsse 20c und 20d in der Anordnungsrichtung L verschoben werden, sicher verhindert werden, dass sich die Anschlüsse 20c und 20d aus Metall über die planen Abschnitte 412 bewegen und in Kontakt mit den an der gegenüberliegenden Seite befindlichen Anschlüssen 20a und 20b kommen und sich mit ihnen verheddern.
  • Wenn Ausdruck 1: GL + GR = W3 – W2, GL < W1, und GR < W1 gilt, wobei W3 die maximale Breite der Einführlöcher 90h des Separators 90 in der Anordnungsrichtung L ist, kann, wie im unteren Teil von 16 dargestellt, selbst wenn die Anschlüsse 20c und 20d aus Metall in der Anordnungsrichtung L verschoben werden, sicher verhindert werden, dass sich die Anschlüsse 20c und 20d über die planen Abschnitte 412 bewegen und in Kontakt mit den an der gegenüberliegenden Seite befindlichen Anschlüssen 20a und 20b aus Metall kommen und sich mit ihnen verheddern. Der Grund besteht darin, dass GL und GR in dem Ausdruck 1 für Zwischenräume zwischen beiden Seiten (der rechten Seite und der linken Seite) der planen Abschnitte 412 und den Einführlöchern 90h stehen, und, wenn die Zwischenräume GL und GR kleiner sind als W1, die Anschlüsse 20c und 20d aus Metall nicht die in Bezug auf die planen Abschnitte 412 gegenüberliegende Seite erreichen können. Die Breite der hier beschriebenen Anschlüsse 20c und 20d aus Metall wird mit W1 gekennzeichnet. Wenn sich jedoch die Breiten der Anschlüsse aus Metall unterscheiden, sind vorzugsweise die Breiten der Anschlüsse, die sich am nächsten an den Zwischenräumen GL und GR befinden, kleiner als die Zwischenräume GL und GR.
  • Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Ausführungsform zum Herstellen des Gassensors wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 17 detailliert beschrieben. 17 stellt lediglich ein Paar der Anschlüsse 20a und 20c aus Metall dar. Gleiches gilt jedoch für das andere Paar der Anschlüsse 20b und 20d aus Metall, die sich in 17 in der Tiefe der Seite befinden und verdeckt sind.
  • Die Zuleitungsdrähte 146, die mit den Anschlüssen 20a und 20c verbunden werden, werden so in die Einführlöcher 90h des Separators 90 eingeführt, dass sie von der Seite des vorderen Endes der Einführlöcher 90h vorstehen (ein Schritt zum Einführen von Zuleitungsdrähten). Anschließend werden die Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitte 23 der Anschlüsse 20a und 20c aus Metall auf Enden der Zuleitungsdrähte 146 aufgepresst (elektrisch mit ihnen verbunden) (ein Schritt zum Verbinden von Anschlüssen aus Metall in 17(a)).
  • Anschließend werden die Anschlüsse 20a und 20c aus Metall von der Seite des hinteren Endes der zweiten Vorrichtung 400 her verschoben und in dem Aufnahmeraum 400h an den gleichen Positionen aufgenommen, an denen die Anschlüsse 20a und 20c in dem Separator 90 gehalten werden, und werden die planen Abschnitte zwischen den Kontaktabschnitten 21p eingeführt (angeordnet) (ein Schritt zum Aufnehmen von Anschlüssen aus Metall in 17(b)).
  • Anschließend wird ein Ende des Separators 90 in Kontakt mit dem hinteren Ende (der oberen Fläche) 402 der zweiten Vorrichtung 400 gebracht, während gleichzeitig die Zuleitungsdrähte 146 auf die Seite des hinteren Endes zu geführt werden (ein Schritt zum Herstellen von Kontakt mit dem Separator in 17(c)). Der Innendurchmesser D1 des Aufnahmeraums 400h ist, wie in 17(c) dargestellt, kleiner als der maximale Außendurchmesser D2 eines Endabschnitts des Separators 90.
  • Anschließend werden die Anschlüsse 20a und 20c aus Metall von der Seite des vorderen Endes der Einführlöcher 90h des Separators 400 her in Kontakt mit dem hinteren Ende der zweiten Vorrichtung 400 eingeführt und in den Einführlöchern 90h gehalten (der Schritt zum Halten von Anschlüssen aus Metall in 17(d)).
  • Anschließend wird die zweite Vorrichtung 400 zur Seite des vorderen Endes (untere Seite) von dem Separator 90 entfernt (ein Schritt zum Entfernen der Vorrichtung in 17(e)).
  • Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung werden, wenn ein oder mehrere Paar/e der Anschlüsse 20a und 20c (oder 20b und 20d) so in dem Separator 90 installiert wird/werden, dass die Kontaktabschnitte 21p einander zugewandt sind, die planen Abschnitte 412 der zweiten Vorrichtung 400 zwischen den Kontaktabschnitten 21p angeordnet. Dementsprechend wird verhindert, dass die Anschlüsse 20a und 20c (oder 20b und 20d), die einander zugewandt sind, in Kontakt miteinander kommen und sich ineinander verheddern, wird verhindert, dass die Anschlüsse aus Metall beschädigt und verformt werden, und kann die Verarbeitung erleichtert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform stehen in dem Schritt zum Herstellen von Kontakt mit dem Separator in 17(d) die planen Abschnitte 412 zu der Seite des hinteren Endes bis zu Positionen vor, die näher an den Kontaktabschnitten liegen. So sind, wenn die Anschlüsse aus Metall in den Einführlöchern 90h des Separators 90 gehalten werden, die Anschlüsse aus Metall (Kontaktabschnitte 21p), die einander zugewandt sind, durch die planen Abschnitte 412 voneinander isoliert, und es kann sicher verhindert werden, dass die Anschlüsse aus Metall miteinander in Kontakt kommen und sich ineinander verheddern.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, verhindert, dass sich der Separator 90 in der Umfangsrichtung in der zweiten Vorrichtung 400 dreht, und kann verhindert werden, dass die Anschlüsse aus Metall aufgrund von Drehung des Separators 90 in Kontakt miteinander kommen und sich ineinander verheddern.
  • Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Abwandlungen sowie Äquivalente innerhalb der Idee und des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung einschließt.
  • Beispielsweise ist die Form der Anschlüsse aus Metall sowie der Einführlöcher des ersten Separators nicht auf die oben dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Beispiele für den Gassensor schließen zusätzlich zu einem Sauerstoffsensor oder einem allgemeinen Gassensor einen NOx-Sensor ein.
  • Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Zuleitungsdrähte direkt mit den Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitten 23 der Anschlüsse 20 aus Metall verbunden (verquetscht). Jedoch sind die Zuleitungsdrähte nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Zuleitungsdrähte z. B. mittels Verquetschen direkt mit anderen Komponenten verbunden werden, und die anderen Komponenten können mit den Anschlüssen 20 aus Metall an der Seite des hinteren Endes verbunden werden, indem sie in sie eingepasst werden. In diesem Fall entsprechen Verbindungsstellen der Anschlüsse 20 aus Metall, die mit den anderen Komponenten verbunden werden, „Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitten”, und werden die Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitte indirekt mit den Zuleitungsdrähten verbunden, wobei die anderen Komponenten dazwischen angeordnet sind.
  • Die Form der ersten Vorrichtung, der zweiten Vorrichtung, des Separators und der Anschlüsse aus Metall unterliegen keinen Beschränkungen. Die Anschlüsse aus Metall können als ein Paar oder zwei oder mehr Paare gruppiert werden.
  • Ein Zapfen zum Positionieren kann als das erste Einschrank-Element, das Drehung des Separators in der Umfangsrichtung verhindert, an einem Teil einer Randfläche des Separators oder in dem Anschluss-Aufnahmeraum des Separators angeordnet sein. Es kann eine Vielzahl der ersten Einschränk-Elemente vorhanden sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gassensor
    10
    Messelement
    11a, 11b, 12a, 12b
    Elektroden-Anschlussstelle
    20, 30, 40
    Anschluss aus Metall
    21, 31, 41
    Hauptkörper
    21a, 31a, 41a
    Hauptfläche
    21p
    Kontaktabschnitt
    22, 32, 42
    vorstehendes Teil
    22a, 32a, 42a
    Nebenfläche
    22b
    zweiter abgestufter Abschnitt (Verbindungsstelle)
    22c, 32c, 42c
    elastischer Abschnitt
    23, 33, 43
    Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt
    90, 92
    Separator (erster Separator)
    90d
    erster abgestufter Abschnitt
    90h, 92h
    Einführloch (Innenumfangsfläche des Separators)
    90t
    zweites Einschrank-Element
    146
    Zuleitungsdraht
    300
    erste Vorrichtung
    300h, 400h
    Aufnahmeraum
    300b, 400b
    Bodenfläche des Aufnahmeraums
    300s, 400s
    erstes Einschrank-Element
    312, 412
    planer Abschnitt
    314, 316
    Einschrank-Element für Anschlüsse aus Metall
    400
    zweite Vorrichtung
    O
    axiale Linie
    F1
    erste gegenüberliegende Oberfläche
    F2
    zweite gegenüberliegende Oberfläche
    D1
    Innendurchmesser des Aufnahmeraums
    D2
    maximaler Außendurchmesser eines Endabschnitts des Separators
    L
    Anordnungsrichtung
  • 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 2015-129727 [0005]

Claims (7)

  1. Gassensor (1), der umfasst: ein Messelement (10), das in Form einer Platte ausgebildet ist, die sich in einer Richtung einer axialen Linie (O) erstreckt, und das eine Elektroden-Anschlussstelle (11a) an einer äußeren Fläche an einer Seite des hinteren Endes enthält; einen Anschluss (20, 30, 40) aus Metall, der sich in der Richtung der axialen Linie erstreckt und der elektrisch mit der Elektroden-Anschlussstelle (11a) verbunden ist; einen röhrenförmigen Separator (90, 92), der ein Einführloch (90h, 92h) aufweist, in dem der Anschluss (20, 30, 40) aus Metall gehalten wird, und der einen Teil des Messelementes (10) an der Seite des hinteren Endes umschließt; sowie einen Zuleitungsdraht (146), der mit dem Anschluss (20, 30, 40) aus Metall an der Seite des hinteren Endes verbunden ist und der zu einer Seite des hinteren Endes des Separators (90, 92) geführt wird, wobei der Anschluss (20, 30, 40) aus Metall einen Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt (23, 33, 43), der mit dem Zuleitungsdraht (146) verbunden ist, einen Hauptkörper (21, 31, 41), der mit dem Zuleitungsdraht-Verbindungsabschnitt (23, 33, 43) an einer Seite des vorderen Endes verbunden ist und der sich in der Richtung der axialen Linie (O) erstreckt, ein vorstehendes Teil (22, 32, 42), das von einer Seite des vorderen Endes des Hauptkörpers (21, 31, 41) in einer Richtung vorsteht, die die Richtung der axialen Linie (O) kreuzt, sowie einen elastischen Abschnitt (22c, 32c, 42c) enthält, der mit einem Ende des vorstehenden Teils (22, 32, 42) verbunden ist, der auf das Messelement (10) zu umgebogen ist und der elastisch mit der Elektroden-Anschlussstelle (11a) verbunden ist, und eine Fläche (S1) einer ersten gegenüberliegenden Oberfläche (F1) größer ist als eine Fläche (S2) einer zweiten gegenüberliegenden Oberfläche (F2), wobei wenigstens ein Teil der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche (F2) in Kontakt mit einer Innenumfangsfläche des Separators (90, 92) ist, die das Einführloch (90h, 92h) bildet, und die erste gegenüberliegende Oberfläche (F1) von der Innenumfangsfläche des Einführlochs (90h, 92h) entfernt ist, eine Fläche des Hauptkörpers (21, 31, 41), die dem elastischen Abschnitt (22c, 32c, 42c) gegenüberliegt, eine Hauptfläche (21a, 31a, 41a) ist, eine Fläche des vorstehenden Teils (22, 32, 42), die dem elastischen Abschnitt (22c, 32c, 42c) gegenüberliegt, eine Nebenfläche (22a, 32a, 42a) ist, ein Teil der Hauptfläche (21a, 31a, 41a), der dem Einführloch (90h, 92h) des Separators (90, 92) zugewandt ist, die erste gegenüberliegende Oberfläche (F1) ist, und ein Teil der Nebenfläche (22a, 32a, 42a), der dem Einführloch (90h, 92h) zugewandt ist, die zweite gegenüberliegende Oberfläche (F2) ist.
  2. Gassensor nach Anspruch 1, wobei ein minimaler Abstand (d1) zwischen der ersten gegenüberliegenden Oberfläche (F1) und dem Einführloch (90h, 92h) größer ist als ein maximaler Abstand (d2) zwischen der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche (F2) und dem Einführloch (90h, 92h).
  3. Gassensor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei sich ein der Hauptfläche (21a, 31a, 41a) zugewandter Teil des Einführlochs (90h, 92h) an einer Außenseite in einer radialen Richtung befindet als ein der Nebenfläche (22a, 32a, 42a) zugewandter Teil des Einführlochs (90h, 92h).
  4. Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich die Hauptfläche (21a, 31a, 41a) des Anschlusses (20, 30, 40) aus Metall näher an einer Innenseite in einer radialen Richtung befindet als die Nebenfläche (22a, 32a, 42a).
  5. Gassensor nach Anspruch 3, wobei ein erster abgestufter Abschnitt (90d) zwischen dem der Hauptfläche (21a, 31a, 41a) zugewandten Teil des Einführlochs (90h, 92h) und dem der Nebenfläche (22a, 32a, 42a) zugewandten Teil des Einführlochs (90h, 92h) ausgebildet ist, die Nebenfläche (22a, 32a, 42a) des Anschlusses (20, 30, 40) aus Metall mit der Hauptfläche (21a, 31a, 41a) über einen zweiten zwischen ihnen angeordneten abgestuften Abschnitt (22b) verbunden ist, und sich die Hauptfläche (21a, 31a, 41a) näher an der Außenseite in der radialen Richtung befindet als die Nebenfläche (22a, 32a, 42a), und die Hauptfläche (21, 31a, 41a) oder der zweite abgestufte Abschnitt (22b) mit dem ersten abgestuften Abschnitt (90d) in Eingriff kommt, um eine Position des Anschlusses (20, 30, 40) aus Metall vorzugeben.
  6. Verfahren zum Herstellen des Gassensors nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Messelement (10) ein Paar oder zwei oder mehr Paare der Elektroden-Anschlussstellen (11a) an einer vorderen Fläche und einer hinteren Fläche enthält, ein Paar oder zwei oder mehr Paare der Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall Kontaktabschnitte (21p) an den entsprechenden elastischen Abschnitten (22c) aufweist/aufweisen, die elektrisch mit den entsprechenden Elektroden-Anschlussstellen (11a) verbunden werden, wobei das Messelement (10) dazwischen angeordnet ist, das Paar oder die zwei oder mehr Paare der Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall so in dem Einführloch (90h, 92h) des Separators (90, 92) gehalten wird/werden, dass die Kontaktabschnitte (21p) einander zugewandt sind, und das Verfahren umfasst: einen Schritt zum Aufnehmen des Separators, in dem der Separator (90, 92) von einer Seite des hinteren Endes einer ersten Vorrichtung (300) her aufgenommen wird und ein planer Abschnitt (312, 412) unter Verwendung der ersten Vorrichtung (300), die einen Aufnahmeraum (300h, 400h) hat, in dem der Separator (90, 92) in der Richtung der axialen Linie (O) aufgenommen wird, sowie des planen Abschnitts (312, 412), der eine vorgegebene Dicke hat und an der Position angeordnet ist, die gegenüberliegenden Oberflächen der Kontaktabschnitte (21p) entspricht, und der sich an einem Teil des Separators (90, 92) an der Seite des hinteren Endes entlang von einer Bodenfläche (300b, 400b) des Aufnahmeraums (300h, 400h) erstreckt, wenn der Separator und die Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall in dem Aufnahmeraum (300h, 400h) aufgenommen sind, an eine Position eingeführt wird, die den gegenüberliegenden Oberflächen in dem Einführloch (90h, 92h) des Separators (90, 92) entspricht; einen Schritt zum Halten der Anschlüsse aus Metall, in dem die Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall von der Seite des hinteren Endes des Separators (90, 92) her in das Einführloch (90h, 92h) eingeführt werden und die Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall so gehalten werden, dass der plane Abschnitt (312, 412) zwischen den Kontaktabschnitten (21p) angeordnet ist; sowie einen Schritt zum Entfernen der Vorrichtung, in dem die erste Vorrichtung (300) von dem Separator (90, 92) zu der Seite des vorderen Endes entfernt wird.
  7. Verfahren zum Herstellen des Gassensors 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Messelement ein Paar oder zwei oder mehr Paare der Elektroden-Anschlussstellen (11a) an einer vorderen Fläche und einer hinteren Fläche enthält, ein Paar oder zwei oder mehr Paare der Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall Kontaktabschnitte (21p) an den entsprechenden elastischen Abschnitten (22c) aufweist/aufweisen, die elektrisch mit den entsprechenden Elektroden-Anschlussstellen (11a) verbunden werden, wobei das Messelement (10) dazwischen angeordnet ist, das Paar oder die zwei oder mehr Paare der Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall so in dem Einführloch (90h, 92h) des Separators (90, 92) gehalten wird/werden, dass die Kontaktabschnitte (21p) einander zugewandt sind, und das Verfahren umfasst: einen Schritt zum Einführen von Zuleitungsdrähten, in dem Zuleitungsdrähte (146), die mit den jeweiligen Anschlüssen (20, 30, 40) aus Metall verbunden werden, so in das Einführloch (90h, 92h) des Separators (90, 92) eingeführt werden, dass die Zuleitungsdrähte (146) von einer Seite des vorderen Endes des Einführlochs (90h, 92h) vorstehen; einen Schritt zum Verbinden der Anschlüsse aus Metall, in dem die Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall elektrisch mit Enden der Zuleitungsdrähte (146) verbunden werden; einen Schritt zum Aufnehmen der Anschlüsse aus Metall, in dem die Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall über eine Seite des hinteren Endes einer zweiten Vorrichtung (400) unter Verwendung der zweiten Vorrichtung (400), die einen Aufnahmeraum (300h, 400h) hat, dessen Innendurchmesser (D1) genauso groß ist wie oder kleiner als ein maximaler Außendurchmesser (D2) eines Endabschnitts des Separators (90, 92) und in dem die Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall in der Richtung der axialen Linie (O) an den gleichen Positionen wie Positionen der Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall aufgenommen werden, die in dem Separator (90, 92) gehalten werden, sowie eines planen Abschnitts (312, 412), der eine vorgegebene Dicke hat und an einer Position angeordnet ist, die gegenüberliegenden Oberflächen der Kontaktabschnitte (21p) entspricht und der sich in der Richtung der axialen Linie (O) von einer Bodenfläche (300b, 400b) des Aufnahmeraums (300h, 400h) aus erstreckt, wenn die Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall in dem Aufnahmeraum (300h, 400h) aufgenommen werden, so aufgenommen werden, dass der plane Abschnitt (312, 412) zwischen den Kontaktabschnitten (21p) angeordnet ist; einen Schritt zum Herstellen von Kontakt mit dem Separator, in dem ein Ende des Separators (90, 92) in Kontakt mit einem hinteren Ende der zweiten Vorrichtung (400) gebracht wird, wenn die Zuleitungsdrähte (146) zu der Seite des hinteren Endes hin geführt werden; einen Schritt zum Halten der Anschlüsse aus Metall, in dem die Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall über die Seite des vorderen Endes des Einführlochs (90h, 92h) des Separators (90, 92) in Kontakt mit dem hinteren Ende der zweiten Vorrichtung (400) in das Einführloch (90h, 92h) eingeführt werden, um die Anschlüsse (20, 30, 40) aus Metall zu halten; sowie einen Schritt zum Entfernen der Vorrichtung, in dem die zweite Vorrichtung (400) von dem Separator (90, 92) zu der Seite des vorderen Endes entfernt wird.
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