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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gassensor.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Ein Sensor, der die Konzentration eines gemessenen Gases erfasst, wird üblicherweise an einem Abgasrohr eines Autos oder ähnlichem angebracht.
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Bei einem solchen Sensor 1000, wie in 4 dargestellt, wird ein Sensorelement 192 von einem Metallgehäuse 180 gehalten, wobei eine distale Endseite des Sensorelements 192 mit einer Schutzeinrichtung 190 abgedeckt wird, und eine hintere Endseite des Sensorelements 192 wird mit einem zylindrischen Gehäuse 170 abgedeckt. Eine hintere Endseite des Gehäuses 170 wird zusammen mit einem Gummidichtungselement 110 gecrimpt, um innen und außen abzudichten, und Anschlussdrähte 123 werden durch das Dichtungselement 110 gesteckt und führen aus dem Sensor heraus.
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Da das Dichtungselement 110 jedoch im Allgemeinen eine geringe Wärmebeständigkeit aufweist, kann das Dichtungselement 110 durch Strahlungswärme beschädigt und die Integrität der Dichtung des Sensors 1000 beeinträchtigt werden, wenn der Sensor 1000 über einen längeren Zeitraum in einer Hochtemperaturumgebung eingesetzt wird. Darüber hinaus wird bei Erwärmung der Anschlussdrähte 123 in dem Maße, in dem ihre Isolierbeschichtung schmilzt, die Isoliereigenschaft beeinträchtigt.
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Daher wurde eine Technik entwickelt, bei der das Dichtungselement
110 und die Anschlussdrähte
123 von einer Hitzeschutzröhre
130 umgeben sind und die Anschlussdrähte
123 mit einem Verschluss
150 an einer hinteren Endseite der Hitzeschutzröhre
130 befestigt werden, wie in
JP 2008 003076 A beschrieben.
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Die Anschlussdrähte 123 sind gemeinsam mit einer Schutzröhre 120 abgedeckt. Ein Stecker 160, der radial über die Anschlussdrähte 123 herausragt, wird mit einer hinteren Endseite der Anschlussdrähte 123 verbunden, und der Stecker 160 kann an ein externes Gerät (z.B. ein Steuergerät eines Fahrzeugs) angeschlossen werden.
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Im Sensor 1000 liegt ein Bereich V1 auf der hinteren Endseite der Anschlussdrähte 123 (die Schutzröhre 120, die die Anschlussdrähte 123 abdeckt) an einem hinteren Ende der Hitzeschutzröhre 130 frei. Dies liegt daran, dass, wie in 5 gezeigt, der Stecker 160 vorab mit der hinteren Endseite der Anschlussdrähte 123 verbunden wird, während eine Anschlussklemme 125 anschließend mit einer distalen Endseite der Anschlussdrähte 123 gecrimpt wird.
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D.h. beim Crimpverbinden werden die Anschlussdrähte 123 durch ein nicht gecrimptes Gehäuse 170x zu einer distalen Endseite vorgeschoben, und zwischen den distalen Enden der Anschlussdrähte 123 und des Gehäuses 170 muss ein Freiraum V2 zum Greifen der Anschlussdrähte 123 vorgesehen werden. Wenn man jedoch bedenkt, dass der Stecker 160 mit großem Durchmesser mit dem hinteren Ende der Hitzeschutzröhre 130 in Kontakt kommt und diese stört, muss eine Länge des Bereichs V1 länger sein als ein Freiraum V2.
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Da das Gehäuse 170x nicht gecrimpt ist, wird das Dichtungselement 110 nicht gecrimpt, und die Anschlussdrähte 123 können durch das Dichtungselement 110 vorgeschoben werden.
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In den letzten Jahren ist es jedoch notwendig geworden, einen Sensor in der Nähe eines Fahrzeugmotors oder einer Abgasanlage des Fahrzeugs anzuordnen, und fast die Gesamtheit der Anschlussdrähte (die Schutzröhre) muss mit einer Hitzeschutzröhre abgedeckt werden, um die Hitzebeständigkeit des Sensors weiter zu verbessern. Da die Hitzeschutzröhre eine strukturell schlechte Elastizität aufweist und nicht eingezogen werden kann, wenn fast die Gesamtheit der Anschlussdrähte mit der Hitzeschutzröhre bedeckt ist, können die Anschlussdrähte 123 nicht vorgeschoben und ein ausreichender Freiraum V2 nicht gesichert werden. Daher ist es schwierig, die Anschlussklemme 125 nach hinten zur distalen Endseite der Anschlussdrähte 123 nachträglich korrekt zu crimpen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Sensor bereitzustellen, der eine verbesserte Wärmeformbeständigkeit aufweist, indem Anschlussdrähte, die sich außerhalb eines Sensors erstrecken, zuverlässig mit einer Hitzeschutzröhre umgeben werden und der den Anschluss eines Anschlussstücks an die Anschlussdrähte nicht behindert.
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Die obige Aufgabe wird dadurch gelöst, dass gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung (1) ein Sensor folgendes umfasst:
- ein Sensorelement;
- ein Metallgehäuse, das das Sensorelement aufnimmt;
- ein Anschlussstück, das auf einer hinteren Endseite des Sensorelements angeordnet und elektrisch mit dem Sensorelement verbunden ist;
- ein zylindrisches Gehäuse, die sich in axialer Richtung erstreckt und auf einer hinteren Endseite des Metallgehäuses angeordnet und verbunden ist;
- einen oder mehrere Anschlussdrähte, die mit einer hinteren Endseite des Anschlussstücks elektrisch verbunden sind und sich von dem Gehäuse von innen nach außen erstrecken;
- einen Steckerabschnitt, der mit einer hinteren Endseite der Anschlussdrähte verbunden ist und die Anschlussdrähte radial nach außen überragt; und
- eine zylindrische Hitzeschutzröhre, die eine Außenfläche einer hinteren Endseite des Gehäuses bedeckt, sich von dem Gehäuse nach hinten erstreckt und die Anschlussdrähte umgibt, wobei
- die Hitzeschutzröhre eine erste Röhre und eine zweite Röhre, die einen Innendurchmesser größer als ein Außendurchmesser der ersten Röhre hat und die die erste Röhre aufnehmen kann, umfasst,
- die zweite Röhre sich auf einer distalen (vorderen) Endseite der ersten Röhre befindet und eine Außenfläche der hinteren Endseite des Gehäuses bedeckt, während sie einen Überlappungsabschnitt bildet, der die erste Röhre überlappt,
- eine hintere Endseite der ersten Röhre benachbart zum Steckerabschnitt ist,
- eine Gesamtlänge T der Hitzeschutzröhre und eine Länge S des Überlappungsabschnitts T/10 ≤ S ≤ T/5 erfüllen, und
- eine Länge L1 der ersten Röhre und eine Länge L2 der zweiten Röhre T/2 ≤ L2 < L1 erfüllen.
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Da die erste Röhre und die zweite Röhre, die die Hitzeschutzröhre bilden, mit Überlappungsabschnitt bereitgestellt werden und sich von der hinteren Endseite des Gehäuses bis zu einem zum Steckerabschnitt benachbarten Bereich erstrecken, kann gemäß Sensor (1) fast die Gesamtheit der Anschlussdrähte mit der Hitzeschutzröhre bedeckt werden. Weiterhin können die Anschlussdrähte zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit zuverlässig von der Hitzeschutzröhre umschlossen werden.
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Da die erste Röhre innerhalb der zweiten Röhre untergebracht werden kann, wird eine Länge der Hitzeschutzröhre während der Unterbringung auf die Länge der ersten Röhre reduziert. Dadurch ergibt sich eine Differenz zwischen der reduzierten Länge und der Gesamtlänge T der Hitzeschutzröhre bei Auszug. Da die Anschlussdrähte zusammen mit der Hitzeschutzröhre aufgrund dieses Unterschieds distal (nach vorn) durch das Gehäuse vorgeschoben werden können, kann zwischen den distalen (vorderen) Enden der Anschlussdrähte und des Gehäuses ein Freiraum zum Greifen der Anschlussdrähte gewährleistet werden. Der Anschluss des Anschlussstücks an die Anschlussdrähte wird dadurch nicht behindert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform (2) des Sensors (1) werden die erste Röhre und die zweite Röhre durch Beschichtung einer Außenfläche eines Glasfasergeflechtkörpers mit Aluminium gebildet.
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In einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung (3) einen Sensor bereit, welcher folgendes umfasst:
- ein Sensorelement;
- ein Metallgehäuse, das das Sensorelement aufnimmt;
- ein Anschlussstück, das auf einer hinteren Endseite des Sensorelements angeordnet und elektrisch mit dem Sensorelement verbunden ist;
- ein zylindrisches Gehäuse, die sich in axialer Richtung erstreckt und auf einer hinteren Endseite des Metallgehäuses angeordnet und verbunden ist;
- einen oder mehrere Anschlussdrähte, die mit einer hinteren Endseite des Anschlussstücks elektrisch verbunden sind und sich von dem Gehäuse von innen nach außen erstrecken;
- einen Steckerabschnitt, der mit einer hinteren Endseite der Anschlussdrähte verbunden ist und die Anschlussdrähte radial nach außen überragt; und
- eine zylindrische Hitzeschutzröhre, die eine Außenfläche einer hinteren Endseite der Gehäuse bedeckt, sich von dem Gehäuse nach hinten erstreckt und die Anschlussdrähte umgibt, wobei
- die Hitzeschutzröhre eine erste Röhre, eine zweite Röhre, die einen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der ersten Röhre hat und die die erste Röhre aufnehmen kann, und eine dritte Röhre aufweist, die einen Innendurchmesser größer als ein Außendurchmesser der zweiten Röhre hat und die die zweite Röhre aufnehmen kann,
- die dritte Röhre auf einer distalen Endseite der zweiten Röhre angeordnet ist und eine Außenfläche der hinteren Endseite des Gehäuses bedeckt, während sie einen ersten Überlappungsabschnitt bildet, der die zweite Röhre überlappt,
- die zweite Röhre auf einer distalen Endseite der ersten Röhre angeordnet ist, während sie einen zweiten Überlappungsabschnitt bildet, der die erste Röhre überlappt,
- eine hintere Endseite der ersten Röhre benachbart zum Steckerabschnitt ist,
- eine Gesamtlänge T der Hitzeschutzröhre, eine Länge S1 des ersten Überlappungsabschnitts und eine Länge S2 des zweiten Überlappungsabschnitts T/10 ≤ S1 ≤ T/5 und T/10 ≤ S2 ≤ T/5 erfüllen, und
- eine Länge L1 der ersten Röhre, eine Länge L2 der zweiten Röhre und eine Länge L3 der dritten Röhre T/3 ≤ L3 < L2 < L1 erfüllen.
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Da die erste bis dritte Röhre, die die Hitzeschutzröhre bilden, mit dem ersten Überlappungsabschnitt und dem zweiten Überlappungsabschnitt versehen sind und sich von der hinteren Endseite des Gehäuses bis zu einem zum Steckerabschnitt benachbarten Abschnitt erstrecken, kann gemäß Sensor (3) fast die Gesamtheit der Anschlussdrähte mit der Hitzeschutzröhre bedeckt werden. Weiterhin können die Anschlussdrähte zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit zuverlässig von der Hitzeschutzröhre umschlossen werden.
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Da die erste Röhre innerhalb der zweiten Röhre und die zweite Röhre innerhalb der dritten Röhre untergebracht werden können, wird eine Länge der Hitzeschutzröhre während der Unterbringung auf die Länge der ersten Röhre reduziert. Dadurch ergibt sich eine Differenz zwischen der verkürzten Länge und der Gesamtlänge T der Hitzeschutzröhre bei Auszug. Da die Anschlussdrähte zusammen mit der Hitzeschutzröhre aufgrund dieser Differenz distal (nach vorn) durch das Gehäuse vorgeschoben werden können, kann zwischen den distalen (vorderen) Enden der Anschlussdrähte und des Gehäuses ein Freiraum zum Greifen der Anschlussdrähte gewährleistet werden, und der Anschluss des Anschlussstücks an die Anschlussdrähte wird nicht behindert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform (4) des Sensors (3) werden die ersten bis dritte Röhre durch Beschichtung einer Außenfläche eines Glasfasergeflechtkörpers mit Aluminium gebildet.
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Nach der vorliegenden Erfindung kann ein Sensor mit verbesserter Wärmebeständigkeit dadurch erzielt werden, dass Anschlussdrähte, die sich außerhalb eines Sensors erstrecken, zuverlässig mit einer Hitzeschutzröhre umgeben werden, und dass der Anschluss eines Anschlussstücks an die Anschlussdrähte nicht behindert wird.
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Figurenliste
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
- 1 ist eine Halbschnittansicht entlang einer axialen Richtung eines Sensors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Ansicht, die einen Schritt des Crimpverbindens eines Anschlussstücks mit Anschlussdrähten zeigt.
- 3 zeigt einen Schritt des Zusammenbaus einer Gehäuse-Baugruppe zu einer Elementbaugruppe, bei der das Anschlussstück mit den Anschlussdrähten verbunden wird.
- 4 ist eine Halbschnittansicht entlang einer axialen Richtung eines Vergleichssensors.
- 5 ist eine Ansicht, die einen Schritt des Crimpverbindens eines Anschlussstücks mit Anschlussdrähte eines Vergleichssensor zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zu den Bezugszeichen, die zur Identifizierung verschiedener Merkmale in den Zeichnungen verwendet werden, gehören die folgenden.
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100 Sensor; 11 Dichtelement; 12 Anschlussdraht; 15 Sensorelement; 17 Gehäuse; 17e hintere Endseite der Gehäuse; 18 Metallgehäuse; 20 Steckerabschnitt; 25 Anschlussstück; 30 Hitzeschutzröhre; 31 erste Röhre; 32 zweite Röhre; 33 Überlappungsabschnitt; O Achse
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung nun anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht so ausgelegt werden, dass sie darauf beschränkt ist.
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1 ist ein Halbschnitt entlang einer Richtung der Achse O eines Sauerstoffsensors (Sensors) 100 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Ansicht, die einen Schritt des Crimpverbindens eines Anschlussstücks 25 mit Anschlussdrähte 12 zeigt. 3 ist eine Ansicht, die einen Schritt des Zusammenbaus einer Gehäusebaugruppe zu einer Elementbaugruppe zeigt, in der der Anschlussstück 25 mit der Anschlussdrähte 12 verbunden wird.
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Der Sauerstoffsensor 100 wird an einem Abgasrohr (nicht abgebildet) eines Automobils angebracht und erfasst eine Sauerstoffkonzentration im Abgas. Da sich das Abgasrohr aufgrund der Hitze des Abgases in einem hohen Temperaturzustand von z.B. 800°C befinden kann, hat das Sensorelement 100 ebenfalls eine hohe Temperatur. Darüber hinaus kann das Sensorelement 100 auch mit externer Wärme beaufschlagt werden. Daher müssen Maßnahmen ergriffen werden, um das Sensorelement 100 vor dieser Wärme zu schützen.
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Insbesondere wenn das Sensorelement 100 in der Nähe eines Fahrzeugmotors oder einer Auspuffanlage (Auspuffkrümmer und dergleichen) des Fahrzeugs angeordnet wird, müssen die Anschlussdrähte 12 (eine Schutzröhre 13) praktisch vollständig mit einer Hitzeschutzröhre bedeckt werden, um die Hitzebeständigkeit der Sonde weiter zu verbessern.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst der Sauerstoffsensor 100 ein Sensorelement 15, ein zylindrisches Metallgehäuse 18, das das Sensorelement 15 hält, eine zylindrische Schutzeinrichtung 19, die eine distale Endseite des Sensorelements 15 abdeckt, und ein zylindrisches Gehäuse 17, das eine hintere Endseite des Sensorelements 15 abdeckt. Ein Gummidichtungselement 11 wird an einer hinteren Endseite des Gehäuses 17 gecrimpt, um innen und außen abzudichten, und die Anschlussdrähte 12 werden durch das Dichtungselement 11 eingeführt und nach außen gezogen.
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Das Sensorelement 15 ist ein plattenförmiges, laminiertes Element, das sich in Richtung der Achse O erstreckt und einen Elementabschnitt mit einem Erfassungsabschnitt und einem Heizabschnitt zum Erwärmen des Elementabschnitts enthält.
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Das Metallgehäuse 18, die Schutzeinrichtung 19 und das Gehäuse 17 sind aus einem hitzebeständigen Metallwerkstoff hergestellt wie z.B. Edelstahl, und die Schutzeinrichtung 19 und das Gehäuse 17 sind mit einer distalen Endseite bzw. einer hinteren Endseite der Metallgehäuses 18 durch Schweißen o.ä. verbunden.
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Es sind mehrere Anschlussdrähte 12 vorgesehen, und ein Steckerabschnitt 20 mit großem Durchmesser, der von den Anschlussdrähten 12 radial nach außen ragt, ist mit einer hinteren Endseite der Anschlussdrähte 12 elektrisch verbunden. Der Steckerabschnitt 20 kann an ein externes Gerät (z.B. ein Steuergerät eines Fahrzeugs) angeschlossen werden.
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Die hintere Endseite der Anschlussdrähte 12 wird gemeinsam mit der Schutzröhre 13 abgedeckt, und die Schutzröhre 13 erstreckt sich so, dass sie benachbart zum Steckerabschnitt 20 ist.
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Die Schutzröhre 13 ist ein zylindrischer Flechtkörper aus Glasfaser, der flexibel ist.
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Der Sauerstoffsensor 100 umfasst eine zylindrische Hitzeschutzröhre 30, die eine Außenfläche einer hinteren Endseite 17e des Gehäuses 17 bedeckt und die sich von dem Gehäuse 17 nach hinten erstreckt, sodass sie einen Umfang der Anschlussdrähte 12 (oder der Schutzröhre 13) umgibt.
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Das Gehäuse 17 weist einen Stufenabschnitt 17d mit einem Durchmesser auf, der von einem distalen Ende zu einem hinteren Ende abnimmt und das die hintere Endseite des Metallgehäuses 18 bedeckt.
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Im Inneren des Gehäuses 17 ist ein isolierendes Trennelement (nicht abgebildet) aus einem isolierenden Material wie Aluminiumoxid auf einer distalen Endseite einer Position des Dichtungselements 11 angeordnet. Das isolierende Trennelement nimmt das in 2 gezeigte Anschlussstück 25 auf.
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In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Anschlussdrähte 12 fünf Anschlussdrähte. Der Anschlussdraht 12 ist eine Signalleitung, die ein vom Sensorelement 15 erfasstes Detektionssignal extrahiert und ein Ansteuersignal zur Ansteuerung des Sauerstoffsensors 100 überträgt. Ein distales Ende des Anschlussdrahtes 12 ist mit einer hinteren Endseite des Anschlussstücks 25 gecrimpt (siehe 2), und das Anschlussstück 25 ist elektrisch mit einer Elektrodenkontaktfläche 16 (siehe 3) auf der hinteren Endseite des Sensorelements 15 verbunden. Das Dichtungselement 11 hat fünf Anschlussdraht-Einstecklöcher, durch die die fünf Anschlussdrähte 12 einzeln, in Richtung der Achse O verlaufend, gesteckt werden.
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Die Hitzeschutzröhre 30 ist ein zylindrisches Element, das sich in Richtung der Achse O erstreckt. Eine Außenfläche und eine Innenfläche der Hitzeschutzröhre 30 sind aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit hergestellt, die höher ist als die des Dichtungselements 11. Konkret wird die Hitzeschutzröhre 30 durch Beschichtung einer Außenfläche eines Glasfasergeflechtkörpers mit z.B. einer Metallfolie wie Aluminium oder einem Bedampfungskörper gebildet und weist eine hohe Steifigkeit und geringe Dehnbarkeit in Richtung der Achse O auf.
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Da die Außenfläche der Hitzeschutzröhre 30 mit Metall bedeckt ist, kann selbst wenn eine Umgebung um den Sauerstoffsensor 100 eine Hochtemperaturumgebung ist, die Wärmeübertragung auf das innere Dichtungselement 11 und die Anschlussdrähte 12 verhindert werden, indem externe Wärmestrahlen reflektiert werden.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst die Hitzeschutzröhre 30 eine erste Röhre 31 und eine zweite Röhre 32, welche einen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der ersten Röhre 31 hat und welche die erste Röhre 31 aufnehmen kann. Die zweite Röhre 32 ist auf einer distalen Endseite der ersten Röhre 31 angeordnet und bedeckt die Außenfläche der hinteren Endseite 17e des Gehäuses 17, während sie einen Überlappungsabschnitt 33 bildet, der die erste Röhre 31 überlappt. Andererseits ist die hintere Endseite der ersten Röhre 31 benachbart zum Steckerabschnitt 20. In diesem Fall bedeutet „benachbart“, dass die hintere Endseite der ersten Röhre 31 in Kontakt mit dem Steckerabschnitt 20 stehen kann oder sich in der Nähe des Steckerabschnittes 20 befinden kann, ohne mit diesem in Kontakt zu stehen.
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Hier, in der vorliegenden Ausführungsform, ist ein C-förmiger C-Ring 50 zur Befestigung der zweiten Röhre 32 an das Gehäuse 17 außen an einer Stelle angebracht, die der hinteren Endseite 17e des Gehäuses 17 auf einer distalen Endseite der zweiten Röhre 32 entspricht. In ähnlicher Weise wird ein C-Ring 50 zur Befestigung der zweiten Röhre 32 und der ersten Röhre 31 außen an einer Position angebracht, die dem Überlappungsabschnitt 33 auf einer hinteren Endseite der zweiten Röhre 32 entspricht.
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Der C-Ring 50 wird nach dem Aufsetzen auf die zweite Röhre 32 in der festgelegten Position durch Reduzierung des Durchmessers mit einer vorgegebenen Vorrichtung fixiert.
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Hier erfüllen eine Gesamtlänge T der Hitzeschutzröhre 30 und eine Länge S des Überlappungsabschnitts 33 die Beziehung T/10 ≤ S ≤ T/5, und wenn eine Länge L1 der ersten Röhre 31 und eine Länge L2 der zweiten Röhre 32 festgelegt werden, ist die Beziehung T/2 ≤ L2 < L1 erfüllt. Eine Gesamtlänge T der Hitzeschutzröhre 30 ist eine Länge in Richtung der Achse O von einem distalen (vorderen) Ende der zweiten Röhre 32 bis zu einem hinteren Ende der ersten Röhre 31, wenn sie am Überlappungsabschnitt 33 festgelegt ist.
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Eine Obergrenze von L1 ist L1 ≤ (T/2 + S), basierend auf einer Beziehung von T/2 ≤ L2 und T = L1 + L2 - S wie oben beschrieben.
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Der Grund für die Einstellung L2 < L1 liegt erstens darin, dass ein vorderes Ende der ersten Röhre 31 erfasst werden kann, wenn die erste Röhre 31 bis zum distalen Ende der zweiten Röhre 32 verlängert wird. Der Grund dafür ist, dass die erste Röhre 31 über das distale Ende der zweiten Röhre 32 hinausragt, wenn die erste Röhre 31 in der zweiten Röhre 32 untergebracht ist, wie in 2 gezeigt.
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Der Grund für die Einstellung T/2 ≤ L2 liegt darin, dass, wenn T/2 > L2 ist, L2 im Vergleich zur Gesamtlänge T zu kurz ist, der Grad der Verkürzung der gesamten Hitzeschutzröhre 30 in Richtung der Achslinie O bzgl. der Gesamtlänge T, wenn die erste Röhre 31 innerhalb der zweiten Röhre 32 untergebracht wird, reduziert ist und ein nachfolgend beschriebener Freiraum V2 schwer zu sichern ist.
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Der Grund für die Festlegung von T/10 ≤ S ≤ T/5 ist die angemessene Gewährleistung einer Länge S des Überlappungsabschnitts 33. Ist T/10 > S, ist der Überlappungsabschnitt 33 zu kurz. Ist S > T/5, so ist der Überlappungsabschnitt 33 zu lang, der Verkürzungsgrad der gesamten Hitzeschutzröhre 30 in Richtung der Achslinie O bzgl. der Gesamtlänge T, wenn die erste Röhre 31 in der zweiten Röhre 32 untergebracht wird, verringert, und der nachfolgend beschriebene Freiraum V2 ist schwer zu sichern.
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Als nächstes werden die Auswirkungen der Definition der Längen der ersten Röhre 31 und der zweiten Röhre 32, wie oben beschrieben, unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Erstens kann in der vorliegenden Erfindung, da die erste Röhre 31 und die zweite Röhre 32, die die Hitzeschutzröhre 30 bilden, mit dem Überlappungsabschnitt 33 versehen sind und sich von der hinteren Endseite 17e des Gehäuses 17 bis zu einem zum Steckerabschnitt 20 benachbarten Abschnitt erstrecken, fast die Gesamtheit der Anschlussdrähte 12 (die Schutzröhre 13) mit der Hitzeschutzröhre 30 bedeckt und die Hitzebeständigkeit verbessert werden.
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Da andererseits die Hitzeschutzröhre 30 eine geringe Elastizität aufweist, wird, wenn die Hitzeschutzröhre 30 von der hinteren Endseite 17e des Gehäuses 17 bis zu dem zum Steckerabschnitt 20 benachbarten Abschnitt verlängert ist, die nachträgliche Crimpverbindung des Anschlussstücks 25 zu einer distalen Endseite der Anschlussdrähte 12 erschwert und behindert.
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D.h. da, wie oben beschrieben, der Steckerabschnitt 20 vorab mit der hinteren Endseite der Anschlussdrähte 12 verbunden wird, um anschließend die Anschlussklemme 25 mit der distalen Endseite der Anschlussdrähte 12 zu crimpen, muss der Freiraum V2 zum Greifen der Anschlussdrähte 12 zwischen den distalen Enden der Anschlussdrähte 12 und dem Gehäuse 17 gesichert werden, indem die Anschlussdrähte 12 durch das Gehäuse 17 zur distalen Endseite (Vorderseite) vorgeschoben werden.
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Da der Steckerabschnitt 20 radial nach die Anschlussdrähte 12 überragt und einen Durchmesser hat, der größer ist als der Innendurchmesser der Hitzeschutzröhre 30, stößt der Steckerabschnitt 20 hier an ein hinteres Ende der Hitzeschutzröhre 30 an und behindert dieses. Wenn die Hitzeschutzröhre 30 von der hinteren Endseite 17e des Gehäuses 17 bis zu dem zum Steckerabschnitt 20 benachbarten Abschnitt verlängert wird, ist es daher schwierig, die Anschlussdrähte 12 in Richtung Gehäuse 17 vorzuschieben.
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Da die erste Röhre 31, die die Hitzeschutzröhre 30 bildet, innerhalb der zweiten Röhre 32 untergebracht werden kann, wird eine Länge der Hitzeschutzröhre 30 während der Unterbringung auf die Länge L1 der ersten Röhre 31 verkürzt. Dadurch ergibt sich eine Differenz zwischen L1 und der Gesamtlänge T der Hitzeschutzröhre 30. Die Anschlussdrähte 12 können zusammen mit der Hitzeschutzröhre 30 durch ein noch nicht gecrimptes Gehäuse 17x um diese Differenz distal (nach vorn) vorgeschoben werden, sodass der Freiraum V2 gesichert werden kann.
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Da die Gehäuse 17x nicht gequetscht ist, ist auch das Dichtungselement 11 nicht gequetscht, und die Anschlussdrähte 12 können durch das Dichtungselement 11 vorgeschoben werden.
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Die Differenz zwischen L1 und der Gesamtlänge T, um die die erste Röhre 31 innerhalb der zweiten Röhre 32 untergebracht werden kann, beträgt (T - L1). Ein Teil der zweiten Röhre 32, der die hintere Endseite 17e des Gehäuses 17 bedeckt, kann jedoch nicht für das Vorrücken der Anschlussdrähte 12 verwendet werden, sodass eine Nettodifferenz eine Länge V3 in 1 ist.
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Wie oben beschrieben, können die Anschlussdrähte 12, die bis außerhalb des Sensors 100 reichen, zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit zuverlässig von der Hitzeschutzröhre 30 umgeben werden. Weiterhin kann durch eine solche Konfiguration verhindert werden, dass der Anschluss des Anschlussstücks 25 an die Anschlussdrähte 12 behindert wird, sodass die Produktivität nicht beeinträchtigt wird.
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Wie in 3 dargestellt, werden die Anschlussdrähte 12, die mit dem Anschlussstück 25 verbunden sind, zur hinteren Endseite herausgezogen, das Anschlussstück 25 wird in dem Trennelement (nicht dargestellt) in dem Gehäuse 17 gehalten, und die Gehäuse-Baugruppe wird hergestellt, indem das Gehäuse 17 außerhalb des Dichtungselements 11, durch das die Anschlussdrähte 12 eingeführt werden, gecrimpt wird.
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Die Gehäuse-Baugruppe ist auf einer hinteren Endseite der Elementbaugruppe angeordnet, in der das Sensorelement 15 am Metallgehäuse 18 und der Schutzeinrichtung 19 befestigt ist. Das Gehäuse 17 bedeckt die hintere Endseite des Metallgehäuses 18, sodass das Anschlussstück 25 mit der Elektrodenkontaktfläche 16 des Sensorelements 15 elektrisch verbunden ist. Der Sensor 100 wird durch Schweißen rund um das Gehäuse 17 hergestellt.
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In der vorliegenden Erfindung beschränkt sich die Hitzeschutzröhre 30 nicht auf eine mit der ersten Röhre 31 und der zweiten Röhre 32, sondern kann erweitert werden, um drei Röhren von der ersten Röhre bis zur dritten Röhre zu umfassen.
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In diesem Fall kann die Hitzeschutzröhre die erste Röhre, eine zweite Röhre, die einen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der ersten Röhre hat und die erste Röhre aufnehmen kann, und die dritte Röhre, die einen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der zweiten Röhre hat und die zweite Röhre aufnehmen kann, aufweisen.
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Die Röhren werden in einer Reihenfolge von einer distalen Endseite zur dritten Röhre, zweiten Röhre und ersten Röhre angeordnet. Die dritte Röhre ist auf der distalen Endseite der zweiten Röhre angeordnet und bedeckt eine Außenfläche einer hinteren Endseite des Gehäuses, während sie einen ersten Überlappungsabschnitt bereitstellt, der die zweite Röhre überlappt. Die zweite Röhre befindet sich auf der distalen Endseite der ersten Röhre und stellt einen zweiten Überlappungsabschnitt bereit, der mit der ersten Röhre überlappt, und eine hintere Endseite der ersten Röhre ist benachbart zum Steckerabschnitt.
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Hier erfüllen eine Gesamtlänge T der Hitzeschutzröhre, eine Länge S1 des ersten Überlappungsabschnitts und eine Länge S2 des zweiten Überlappungsabschnitts die Beziehungen T/10 ≤ S1 ≤ T/5 und T/10 ≤ S2 ≤ T/5, und die Länge L1 der ersten Röhre, die Länge L2 der zweiten Röhre und eine Länge L3 der dritten Röhre erfüllen die Beziehung T/3 ≤ L3 < L2 < L1.
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Eine Obergrenze von L1 + L2 ist (L1 + L2) ≤ 2T/3 + (S1 + S2) basierend auf einer Beziehung von T/3 ≤ L3 und T = L1 + L2 + L3 - (S1 + S2) wie oben beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern erstreckt sich auf verschiedene Modifikationen und Äquivalente im Sinne und Umfang der Erfindung.
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Zum Beispiel ist das Material der Hitzeschutzröhre 30 nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und kann hitzeschützende Eigenschaften haben.
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Eine Methode zur Befestigung der zweiten Röhre 32 an das Gehäuse 17 und eine Methode zur Befestigung der zweiten Röhre 32 und der ersten Röhre 31 an Positionen, die dem Überlappungsabschnitt 33 entsprechen, ist nicht auf den C-Ring beschränkt, und Beispiele hierfür sind ein Band und ein Draht.
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Das Sensorelement ist nicht auf ein plattenförmiges Element beschränkt und kann ein zylindrisches Element sein.
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Die Art des Sensors ist nicht begrenzt, und weitere Beispiele neben dem Sauerstoffsensor sind ein NOx-Sensor, ein Vollbereichssensor, ein Temperatursensor und ein PM-Sensor (Partikel).
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die oben genannten Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Die Erfindung sollte jedoch nicht so ausgelegt werden, dass sie darauf beschränkt ist. Den Fachleuten auf dem Gebiet der Technik sollte ferner klar sein, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail der Erfindung, wie oben gezeigt und beschrieben, vorgenommen werden können. Es ist beabsichtigt, dass solche Änderungen im Geist und Umfang der hier beigefügten Ansprüche enthalten sind.
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Diese Anmeldung basiert auf der am 22. Februar 2019 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr.
JP 2019-030512 , die hier durch Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen wurde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2008003076 A [0005]
- JP 2019030512 [0070]
