DE102020128895A1

DE102020128895A1 - Gassensor

Info

Publication number: DE102020128895A1
Application number: DE102020128895.6A
Authority: DE
Inventors: Daisuke MATSUYAMA; Masahiro Asai; Masashi Nomura; Yuto Inose; Takehiro Oba
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2021-05-06
Also published as: CN112782355A; US11609215B2; US20210132016A1

Abstract

Ein Gassensor 100 umfasst ein Gassensorelement 120 zum Detektieren der Konzentration eines bestimmten Gases in einem Messgas, ein rohrförmiges Gehäuse mit einer Öffnung an seinem hinteren Ende, ein Dichtungselement 191, welches die Öffnung 103E verschließt, und ein Wärmeableitungselement 104 mit einem hinteren Ende, welches an der gleichen Position wie das hintere Ende des Gehäuses angeordnet ist oder welches vor dem hinteren Ende des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Wärmeableitungselement die Wärmemenge reduziert, die von der Vorderseite des Gassensors 100 durch das Gehäuse zu dem Dichtungselement 191 übertragen wird. Das Wärmeableitungselement 104 umfasst einen Verbindungsabschnitt 104A, welcher vor dem Dichtungselement 191 mit dem Gehäuse verbunden ist, und einen Hauptabschnitt 104B, welcher sich von dem Verbindungsabschnitt 104A nach hinten so erstreckt, dass eine Lücke S zwischen dem Hauptabschnitt und dem Gehäuse gebildet ist. Der Hauptabschnitt 104B hat Wärmeableitungsöffnungen 106 zum Herstellen einer Überleitung zwischen der Lücke S und einem Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements 104.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Gassensor.
Hintergrund
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2016-95223 (Patentdokument 1) offenbart einen bekannten Gassensor zum Detektieren der Konzentration einer bestimmten Komponente (beispielsweise Sauerstoff oder NOx) im Abgas eines Verbrennungsmotors. Dieser Gassensor umfasst ein Gassensorelement, welches sich in der Axialrichtung erstreckt, eine Metallhülse, welche den Außenumfang des Gassensorelements umgibt und das Gassensorelement hält und welche an einem Abgasrohr befestigt ist, ein Außenrohr, welches an dem hinteren Ende der Metallhülse fixiert ist und sich in der Axialrichtung nach hinten erstreckt, und eine Gummidichtung, welche innerhalb eines hinteren Endabschnitts des Außenrohrs angeordnet ist und mit dem Außenrohr in Kontakt ist. Da ein rohrförmiges Schutzelement an dem Außenumfang des Außenrohrs befestigt ist, kann das Außenrohr vor fliegenden Steinen, etc. geschützt werden, welche ansonsten gegen das Außenrohr treffen würden.
Das Schutzelement umfasst einen Verbindungsabschnitt, welcher mit dem Außenumfang des Außenrohrs verbunden ist, beispielsweise durch Laserschweißen, und umfasst einen Hauptabschnitt, welcher sich von dem Verbindungsabschnitt nach hinten erstreckt und von dem Außenumfang des Außenrohrs beabstandet ist. Wärme des Gassensor wird von dem Außenrohr an den Verbindungsabschnitt übertragen und von dem Verbindungsabschnitt an den Hauptabschnitt abgeleitet, sodass die Menge der von dem Außenrohr zu der Gummidichtung übertragenen Wärme reduziert werden kann.
Patentdokument 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2016-95223
Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösendes Problem
Bei dem oben beschriebenen Gassensor tendiert Wärme jedoch dazu, sich zwischen dem Außenrohr und dem Schutzelement anzusammeln. Um das Ansammeln von Wärme zu verhindern, sind mehrere Öffnungen in dem Schutzelement so bereitgestellt, dass die Luft von außen in das Innere des Schutzelements eingeführt wird. Weil jede der Öffnungen auch beim Abfließen lassen von Wasser aus dem Inneren des Schutzelements eine Rolle spielen, sind die Positionen der Öffnungen unterhalb der Gummidichtung platziert.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Gassensor der vorliegenden Offenbarung ist ein Gassensor, welcher sich in einer Axialrichtung von einem vorderen Ende zu einem hinteren Ende erstreckt und umfasst: ein Gassensorelement zum Detektieren der Konzentration eines bestimmten Gases in einem Messgas; ein rohrförmiges Gehäuse, welches das Gassensorelement umgibt und eine Öffnung an einem hinteren Ende des Gehäuses hat; ein Dichtungselement, welches die Öffnung verschließt; und ein rohrförmiges Wärmeableitungselement, welches das Gehäuse umgibt und ein hinteres Ende hat, das an der gleichen Position wie das hintere Ende des Gehäuses angeordnet ist oder vor dem hinteren Ende des Gehäuses angeordnet ist, wobei des Wärmeableitungselement die Wärmemenge reduziert, welche von der Vorderseite des Gassensors durch das Gehäuse zu dem Dichtungselement übertragen wird. Das Wärmeableitungselement umfasst einen Verbindungsabschnitt, welcher vor dem Dichtungselement mit dem Gehäuse verbunden ist, und einen Hauptabschnitt, welcher sich von dem Verbindungsabschnitt nach hinten so erstreckt, dass zwischen dem Hauptabschnitt und dem Gehäuse eine Lücke gebildet ist. Der Hauptabschnitt hat eine Wärmeableitungsöffnung zum Herstellen einer Überleitung zwischen der Lücke und einem Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements, wobei die Wärmeableitungsöffnung in der Axialrichtung hinter der Mitte des Hauptabschnitts angeordnet ist.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, den Einfluss von Wärme auf einen hinteren Endabschnitt des Gassensors zu vermeiden, beispielsweise den Einfluss von Wärme auf das Dichtungselement.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines Gassensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeableitungselements gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3 ist eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines Gassensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeableitungselements gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5 ist eine Querschnittsansicht, welche eine innere Struktur eines Gassensors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeableitungsaußenrohres gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Wärmeblockierungsabdeckung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeableitungsaußenrohrs gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Wärmeblockierungsabdeckung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Möglichkeiten zum Ausführen der Erfindung
Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Als Erstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufgelistet und beschrieben.
(1) Ein Gassensor der vorliegenden Offenbarung ist ein Gassensor, welcher sich in einer Axialrichtung von einem vorderen Ende zu einem hinteren Ende erstreckt und umfasst: ein Gassensorelement zum Detektieren der Konzentration eines bestimmten Gases in einem Messgas; ein rohrförmiges Gehäuse, welches das Gassensorelement umgibt und eine Öffnung an einem hinteren Ende des Gehäuses hat; ein Dichtungselement, welches die Öffnung verschließt; und ein rohrförmiges Wärmeableitungselement, welches das Gehäuse umgibt und ein hinteres Ende hat, das an der gleichen Position wie das hintere Ende des Gehäuses angeordnet ist oder vor dem hinteren Ende des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Wärmeableitungselement die Wärmemenge reduziert, welche von der Vorderseite des Gassensors durch das Gehäuse zu dem Dichtungselement übertragen wird, wobei das Wärmeableitungselement einen Verbindungsabschnitt, welcher vor dem Dichtungselement mit dem Gehäuse verbunden ist, und einen Hauptabschnitt umfasst, welcher sich von dem Verbindungsabschnitt nach hinten so erstreckt, dass zwischen dem Hauptabschnitt und dem Gehäuse eine Lücke gebildet ist, und der Hauptabschnitt eine Wärmeableitungsöffnung zum Herstellen einer Überleitung zwischen der Lücke und einem Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements hat, wobei die Wärmeableitungsöffnung in der Axialrichtung hinter der Mitte des Hauptabschnitts angeordnet ist.
(2) Ein weiterer Gassensor der vorliegenden Offenbarung ist ein Gassensor, welcher sich in einer Axialrichtung von einem vorderen Ende zu einem hinteren Ende erstreckt und umfasst ein Gassensorelement zum Detektieren der Konzentration eines bestimmten Gases in einem Messgas; ein rohrförmiges Gehäuse, welches das Gassensorelement umgibt und eine Öffnung an einem hinteren Ende des Gehäuses hat; ein Dichtungselement, welches die Öffnung verschließt; und ein rohrförmiges Wärmeableitungselement, welches das Gehäuse umgibt und ein hinteres Ende hat, das hinter dem hinteren Ende des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Wärmeableitungselement die Wärmemenge reduziert, welche von der Vorderseite des Gassensors durch das Gehäuse zu dem Dichtungselement übertragen wird, wobei das Wärmeableitungselement einen Verbindungsabschnitt, welcher vor dem Dichtungselement mit dem Gehäuse verbunden ist, und einen Hauptabschnitt umfasst, welcher sich von dem Verbindungsabschnitt nach hinten so erstreckt, dass zwischen dem Hauptabschnitt und dem Gehäuse eine Lücke gebildet ist, und der Hauptabschnitt eine Wärmeableitungsöffnung zum Herstellen einer Überleitung zwischen der Lücke und einem Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements hat, wobei ein Bereich, in welchem sich der Hauptabschnitt und das Gehäuse überlappen, als ein Überlappungsbereich definiert ist, wobei die Wärmeableitungsöffnung in der Axialrichtung hinter der Mitte des Überlappungsbereichs angeordnet ist.
Weil Hitze von dem vorderen Ende des Gassensors durch das Wärmeableitungselement nach außen abgeleitet werden kann, kann die Wärmeübertragung auf das hintere Ende des Gassensors reduziert werden. Weil Luft hoher Temperatur, die in der Lücke angesammelt ist, durch die Wärmeableitungsöffnung in den Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements abgegeben wird, kann vermieden werden, dass sich Wärme in der Lücke ansammelt. Hierdurch kann der Einfluss der Wärme auf den hinteren Endabschnitts des Gassensors vermieden werden. Beispielsweise kann der Einfluss von Wärme auf das Dichtungselement vermieden werden.
(3) Bevorzugt ist die Länge der Wärmeableitungsöffnung in der Axialrichtung größer als die Hälfte der Länge des Wärmeableitungselements in der Axialrichtung. Je größer die Länge der Wärmeableitungsöffnung in der Axialrichtung, desto größer die Erleichterung zum Abführen der Luft hoher Temperatur, die in der Lücke angesammelt ist, zu dem Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements. Zudem, wenn die Länge der Wärmeableitungsöffnung größer als die Hälfte ist, kann das Wärmeableitungselement hinten ein Loch (Teil der Wärmeableitungsöffnung) haben, ohne zu versagen.
(4) Bevorzugt nimmt die Breite der Wärmeableitungsöffnung von vorne nach hinten graduell zu. Weil die Breite der Wärmeableitungsöffnung von vorne nach hinten zunimmt, kann der Einfluss von Wärme auf den hinteren Endabschnitt des Gassensors zuverlässiger vermieden werden. Zur Wärmeübertragung ist vorne der Anteil der Fläche des Wandabschnitts größer; und zur Ventilation ist hinten der Anteil der Fläche des Lochs größer. (5) Bevorzugt ist die Länge der Wärmeableitungsöffnung in der Axialrichtung größer als die Länge der Wärmeableitungsöffnung in einer Richtung orthogonal zu der Axialrichtung.
(6) Bevorzugt umfasst das Gehäuse: eine Metallhülse, welche das Gassensorelement umgibt und einen mehreckigen Werkzeugeingriffsabschnitt und einen Montageabschnitt aufweist, wobei der Montageabschnitt hinter dem Werkzeugeingriffsabschnitt mit dem Werkzeugeingriffsabschnitt zusammenhängend angeordnet ist; und ein Außenrohr, welches sich von der Metallhülse nach hinten erstreckt, das Gassensorelement umgibt und einen Abschnitt großen Durchmessers, welcher einen Schweißabschnitt aufweist, der mit dem Montageabschnitt zusammen mit dem Verbindungsabschnitt verschweißt ist, einen Abschnitt kleinen Durchmessers, welcher hinter dem Abschnitt großen Durchmessers angeordnet ist und einen kleineren Durchmesser als der Abschnitt großen Durchmessers hat, und einen Übergangsabschnitt, an welchem ein hinteres Ende des Abschnitts großen Durchmessers und ein vorderes Ende des Abschnitts kleinen Durchmessers ineinander übergehen, umfasst, wobei ein vorderes Ende der Wärmeableitungsöffnung hinter dem Schweißabschnitt und vor dem Übergangsabschnitt angeordnet ist. Wenn Wasser in einen Bereich der Lücke auf Seiten des Übergangsabschnitts eindringt, kann dieses Wasser durch die Wärmeableitungsöffnung in den Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements abfließen.
(7) Bevorzugt ist bei Betrachtung der Wärmeableitungsöffnung in einer orthogonal zu der Axialrichtung orientierten Querschnittsebene ein Abschnitt des Wärmeableitungselements an einer Außenseite in seiner Dickenrichtung so geformt, dass ein Abstand zwischen diesem Abschnitt und der breitebezogenen Mitte der Wärmeableitungsöffnung zur Innenseite in der Dickenrichtung graduell abnimmt, und ein Abschnitt des Wärmeableitungselements an der Innenseite in der Dickenrichtung so geformt ist, dass er zur Innenseite in der Dickenrichtung vorsteht. Wenn ein Arbeiter eine Arbeit durchführt und dabei das Wärmeableitungselement mit ihren/seinen Fingern von Seiten des Außenumfangs anfasst, ist es möglich, zu verhindern, dass die Finger des Arbeiters von der Kante der Wärmeableitungsöffnung erfasst werden.
(8) Bevorzugt hat das Wärmeableitungselement drei oder mehr Wärmeableitungsöffnungen, die so geformt sind, dass die Wärmeableitungsöffnungen in einer Umfangsrichtung mit gleichen Abständen angeordnet sind. Es ist zu beachten, dass der Ausdruck „gleich“ nicht „gleich“ in einem strengen Sinne bedeutet und so ausgelegt werden muss, dass er eine breitere Bedeutung innerhalb des Bereichs hat, in welchem die Wirkung der vorliegenden Erfindung erzielt wird. Weil drei oder mehr Wärmeableitungsöffnungen in der Umfangsrichtung mit gleichen Abständen angeordnet sind, kann die Wärmeableitung (Ventilation) durch die Wärmeableitungsöffnung effektiver durchgeführt werden.
(9) Bevorzugt hat das Wärmeableitungselement einen einwärts vorstehenden Abschnitt, welcher radial einwärts vorsteht, und der einwärts vorstehende Abschnitt ist mit dem Gehäuse in einem Teil des Umfangsbereichs in Kontakt. Weil das Wärmeableitungselement gehalten werden kann und dabei ein Anwinkeln, etc. des Wärmeableitungselements durch den einwärts vorstehenden Abschnitt verhindert wird, kann das Wärmeableitungselement in einer stabilen Stellung gehalten werden und eine Deformierung und Beschädigung des Wärmeableitungselements kann einfacher verhindert werden.
Details der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung
Ein bestimmtes Beispiel eines Gassensors 100 einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel begrenzt ist. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist durch die Ansprüche definiert und soll alle Modifikationen innerhalb der Bedeutungen und Umfänge umfassen, die denen der Ansprüche äquivalent sind.
Struktur des Gassensors
Der Gassensor 100 ist ein Sauerstoffsensor, welcher an einem Abgasrohr 10 eines Verbrennungsmotors zu befestigen ist. Der Gassensor 100 ist ein sogenannter Vollumfang-Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor, welcher die Konzentration von Sauerstoff in Abgas (Messgas) linear über einen Bereich von einem fetten Bereich zu einem mageren Bereich detektiert.
Eine Axiallinie AX in 1 ist eine virtuelle Mittelachse des Gassensors 100. Der Gassensor 100 hat eine Form, welche sich in der Richtung der Axiallinie AX erstreckt. Der Gassensor 100 umfasst ein Gassensorelement 120, eine Metallhülse 110, ein Außenrohr 103 und ein Wärmeableitungselement 104. Das Gassensorelement 120 gibt ein Signal aus, welches der Konzentration von Sauerstoff entspricht.
Struktur der Metallhülse
Die Metallhülse 110 ist ein rohrförmiges Metallelement mit einem Durchgangsloch H1, welches sich in der Richtung der Axiallinie AX erstreckt (hierin nachfolgend auch als die „Axialrichtung“ bezeichnet). Die Metallhülse 110 ist radial auswärts des Gassensorelements 120 so angeordnet, dass es das Gassensorelement 120 umgibt. Die Metallhülse 110 dient zum Halten des Gassensorelements 120 und dient zum fixierten Befestigen des Gassensors 100 an dem Abgasrohr 10.
Die Metallhülse 110 umfasst einen Gewindeabschnitt 110A, einen Werkzeugeingriffsabschnitt 110B, welcher hinter (in der Zeichnung oben) dem Gewindeabschnitt 110A angeordnet ist, einen Schutzelementverbindungsabschnitt 110C, welcher vor (in der Zeichnung unten) des Gewindeabschnitts 110A angeordnet ist, und einen Montageabschnitt 110D, welcher hinter dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B angeordnet ist. Das Abgasrohr 10 hat eine Gewindenut 20 zum Befestigen des Gassensors 100. Durch Befestigen des Gewindeabschnitts 110A an der Gewindenut 20 des Abgasrohrs 10 wird der Gassensor 100 an dem Abgasrohr 10 fixiert.
Bei Betrachtung des Gassensors 100 von hinten, hat der Werkzeugeingriffsabschnitt 110B hat eine regelmäßige hexagonale Außenform. Um den Gassensor 100 an einem Fahrzeug zu befestigen, wird ein Werkzeug (nicht gezeigt), wie beispielsweise ein Schraubenschlüssel oder ein Steckschlüssel, mit dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B in Eingriff gebracht. Durch Drehen des in den Werkzeugeingriffsabschnitt 110B eingreifenden Werkzeugs wird der Gewindeabschnitt 110A in der Gewindenut 20 befestigt.
Struktur von Schutzelementen
Ein Paar von Schutzelementen (d. h. ein inneres Schutzelement 101 und ein äußeres Schutzelement 102) sind integral an dem Schutzelementverbindungsabschnitt 110C der Metallhülse 110 durch Laserschweißen fixiert (der Schweißabschnitt ist ein mit Punkten schraffierter Abschnitt). Das innere Schutzelement 101 ist innerhalb des äußeren Schutzelements 102 angeordnet. Das innere Schutzelement 101 hat eine rohrförmige Gestalt mit geschlossenem Ende und hat hinten eine Öffnung. Das äußere Schutzelement 102 hat eine rohrförmige Gestalt und hat vorne und hinten jeweils eine Öffnung. Das innere Schutzelement 101 und das äußere Schutzelement 102 haben mehrere Einführungslöcher 101C bzw. mehrere Einführungslöcher 102C. Die mehreren Einführungslöcher 101C sind in einem Umfangswandabschnitt des inneren Schutzelements 101 bereitgestellt; und die mehreren Einführungslöcher 102C sind in einem Umfangswandabschnitt des äußeren Schutzelements 102 bereitgestellt.
In einem Zustand, in welchem der Gassensor 100 an dem Abgasrohr 10 des Fahrzeugs befestigt ist, wird das Abgas in dem Abgasrohr 10 durch die Einführungslöcher 102C des äußeren Schutzelements 102 in einen Raum innerhalb des äußeren Schutzelements 102 eingeführt. Das in den Raum innerhalb des äußeren Schutzelements 102 eingeführte Abgas wird durch die Einführungslöcher 101C des inneren Schutzelements 101 in einen Raum innerhalb des inneren Schutzelements 101 eingeführt.
Struktur des Außenrohrs
Das Außenrohr 103 umfasst der Reihe nach von vorne einen Verbindungsabschnitt 103A, einen Trennergehäuseabschnitt 103B, einen Leitungskabelgehäuseabschnitt 103C und einen Dichtungselementhalteabschnitt 103D. Zudem umfasst das Außenrohr 103 einen Übergangsabschnitt 103G, an welche das hintere Ende des Verbindungsabschnitts 103A und das vordere Ende des Trennergehäuseabschnitts 103B ineinander übergehen. Der Übergangsabschnitt 103G erstreckt sich senkrecht zu der Richtung der Axiallinie AX.
Das Außenrohr 103 ist aus Metall gebildet und ist in der vorliegenden Ausführungsform aus SUS304 gebildet. Das Außenrohr 103 hat eine rohrförmige Gesamtform. Der Verbindungsabschnitt 103A hat einen Durchmesser, der größer als der des Trennergehäuseabschnitts 103B ist, und der Trennergehäuseabschnitt 103B hat einen Durchmesser, der größer als der des Leitungskabelgehäuseabschnitts 103C ist. Der Leitungskabelgehäuseabschnitt 103C hat einen Durchmesser, der größer als der des Dichtungselementhalteabschnitts 103D ist. Der Trennergehäuseabschnitt 103B ist durch einen Stufenabschnitt 103F mit dem Leitungskabelgehäuseabschnitt 103C verbunden. Die innere Umfangsoberfläche des Verbindungsabschnitts 103A ist mit der äußeren Umfangsoberfläche des Montageabschnitts 110D der Metallhülse 110 in Kontakt. Der Verbindungsabschnitt 103A ist durch Laserschweißen an dem Montageabschnitt 110D fixiert. Ein durch Laserschweißen geschweißter Abschnitt wird als der Schweißabschnitt 105 bezeichnet. Der Schweißabschnitt 105 ist ein Abschnitt, der in 1 mit Punkten schraffiert ist.
Eine Öffnung 103E ist an dem hinteren Ende des Dichtungselementhalteabschnitts 103D des Außenrohrs 103 gebildet. Drei Sensorleitungskabel 193 und zwei Heizungsleitungskabel 194 sind durch die Öffnung 103E in das Außenrohr 103 eingeführt. Die Leitungskabel 193 und 194 dienen zum elektrischen Verbinden des Gassensors 100 mit einer externen Steuerungsschaltung.
Ein Dichtungselement 191, beispielsweise eine Gummidichtung, ist an dem Dichtungselementhalteabschnitt 103D des Außenrohrs 103 befestigt. Das Dichtungselement 191 ist aus Gummi gebildet, beispielsweise einem Silikongummi oder Fluorelastomer, und ist in der vorliegenden Ausführungsform aus Fluorelastomer gebildet. Die Öffnung 103E des Außenrohrs 103 ist durch das Dichtungselement 191 verschlossen, wodurch der Innenraum des Außenrohrs 103 abgedichtet ist. Die Leitungskabel 193 und 194 verlaufen durch das Dichtungselement 191 und sind durch den Leitungskabelgehäuseabschnitt 103C des Außenrohrs 103 in den Trennergehäuseabschnitt 103B eingeführt.
Struktur des Gassensorelements
Das Gassensorelement 120 hat eine geschichtete Struktur, welche langgestreckte Plattenelemente umfasst, die aufeinander geschichtet sind. Das Gassensorelement 120 hat eine viereckige Prismengestalt und sein Querschnitt senkrecht zu der Axiallinie AX hat eine näherungsweise rechteckige Gestalt. Das Gassensorelement 120 ist an der Position des Durchgangslochs H1 der Metallhülse 110 an der Metallhülse 110 fixiert. Das Gassensorelement 120 ist in dem Gassensor 110 so untergebracht, dass es sich in der Richtung der Axiallinie AX erstreckt. Das Gassensorelement 120 ist koaxial zu dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B der Metallhülse 110 angeordnet. Der Werkzeugeingriffsabschnitt 110B ist so angeordnet, dass er das Gassensorelement 120 umgibt.
Ein Gasdetektionsabschnitt 121 ist an dem vorderen Ende des Gassensorelements 120 bereitgestellt. Der Gasdetektionsabschnitt 121 ist dazu konfiguriert, fähig zu sein, die Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas zu detektieren. Der Gasdetektionsabschnitt 121 ist innerhalb des inneren Schutzelements 101 angeordnet. In einem Zustand, in welchem der Gassensor 100 an dem Abgasrohr 10 des Fahrzeugs befestigt ist, ist der Gasdetektionsabschnitt 121 dem Abgas ausgesetzt, welches durch die mehreren Einführungslöcher 101C und 102C in den Raum innerhalb des inneren Schutzelements 101 eingeführt ist. Die Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas wird hierdurch von dem Gasdetektionsabschnitt 121 detektiert.
Struktur eines Trenners
Ein Trenner 181 ist in dem Trennergehäuseabschnitt 103B des Außenrohrs 103 untergebracht. Der Trenner 181 ist ein rohrförmiges Isolationselement mit einem Durchgangsloch H2. Das Durchgangsloch H2 ist so gebildet, dass es sich in der Richtung der Axiallinie AX erstreckt. Ein rohrförmiges metallisches Drängelement 190 ist an dem Außenumfang des Trenners 181 angeordnet. Der Trenner 181 wird durch das metallische Drängelement 190 zu dem Dichtungselement 191 gedrängt. Hierdurch wird der Trenner 181 in dem Trennergehäuseabschnitt 103B in einem Zustand gehalten, in welchem der Trenner 181 gegen den Stufenabschnitt 103F des Außenrohrs 103 gepresst wird. Ein hinterer Endabschnitt des Gassensorelements 120 ist in dem Durchgangsloch H2 des Trenners 181 untergebracht.
Drei Sensorelektrodenkontaktflächen (nicht gezeigt) und zwei Heizungselektrodenkontaktflächen (nicht gezeigt) sind an dem hinteren Endabschnitt des Gassensorelements 120 angeordnet. Zudem sind drei Sensorverbindungsanschlüsse 182 und zwei Heizungsverbindungsanschlüsse 183 in dem Trenner 181 untergebracht. Die Verbindungsanschlüsse 182 und 183 haben jeweils eine flache Feder, welche von der vorderen Seite des Gassensors 100 zu der hinteren Seite gebogen ist. Die elastische Kraft der flachen Federn bringt die Verbindungsanschlüsse 182 und 183 mit den jeweiligen Elektrodenkontaktflächen in elastischen Kontakt. Die Verbindungsanschlüsse 182 und 183 sind mit den jeweiligen Leitungskabeln 193 und 194 elektrisch verbunden.
Struktur zum Fixieren des Gassensorelements
Das Gassensorelement 120 ist an der Metallhülse 110 wie folgt fixiert. Eine Keramikhalterung 111, eine mit Pulver gefüllte Schicht 112 und eine Keramikhülse 113 sind in dem Durchgangsloch H1 der Metallhülse 110 in dieser Reihenfolge von vorne nach hinten aufgeschichtet.
Die Keramikhalterung 111 ist aus Aluminiumoxid gebildet (Al₂O₃). Ein Crimpring 114 ist zwischen der Keramikhülse 113 und dem hinteren Endabschnitt der Metallhülse 110 angeordnet. Ein rechteckiges Durchgangsloch H3 ist in der Mitte der Keramikhalterung 111 gebildet. Das Durchgangsloch H3 der Keramikhalterung 111 erstreckt sich in der Richtung der Axiallinie AX. Das Gassensorelement 120 ist in das Durchgangsloch H3 der Keramikhalterung 111 eingeführt.
Die mit Pulver gefüllte Schicht 112 wird gebildet, indem Talkpulver über der Keramikhalterung 111 eingefüllt wird. Die Keramikhülse 113 wird auf die mit Pulver gefüllte Schicht 112 angeordnet. Ein rechteckiges Durchgangsloch H4 ist in der Mitte der Keramikhülse 113 gebildet. Das Gassensorelement 120 ist in das Durchgangsloch H4 der Keramikhülse 113 eingeführt. Die Keramikhülse 113 ist aus Aluminiumoxid gebildet. Ein hinterer Endabschnitt der Metallhülse 110 wird gekrimpt, indem der hintere Endabschnitt radial einwärts gebogen wird, so dass die Keramikhülse 113 durch den Crimpring 114 auf die mit Pulver gefüllte Schicht 112 gepresst wird. Auf diese Weise wird das mit der Keramikhalterung 111, der mit Pulver gefüllten Schicht 112 und der Keramikhülse 113 integrierte Gassensorelement 120 an der Metallhülse 110 fixiert.
Struktur des Wärmeableitungselements
Das Wärmeableitungselement 104 umfasst einen Verbindungsabschnitt 104A und einer Hauptabschnitt 104B. Der Verbindungsabschnitt 104A ist mit der Metallhülse 110 vor dem Dichtungselement 191 verbunden. Der Hauptabschnitt 104B erstreckt sich von dem Verbindungsabschnitt 104A nach hinten, und eine Lücke S ist zwischen dem Hauptabschnitt 104B und dem Außenrohr 103 gebildet. Das Wärmeableitungselement 104 hat eine rohrförmige Gestalt und umgibt das Außenrohr 103. Das Wärmeableitungselement 104 ist aus Metall gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Wärmeableitungselement 104 aus SUS304 gebildet, welches dasselbe Material ist, wie das des Außenrohrs 103. Der Verbindungsabschnitt 104A ist vor dem Hauptabschnitt 104B mit dem Hauptabschnitt 104B zusammenhängend angeordnet. In der Richtung der Axiallinie AX ist das hintere Ende des Hauptabschnitts 104B an der gleichen Position angeordnet wie das vordere Ende des Dichtungselements 191 und ist hinter dem hinteren Ende des Trennergehäuseabschnitts 103B angeordnet.
Das Wärmeableitungselement 104 hat eine größere Dicke und einen größeren Außendurchmesser als das Außenrohr 103. Der Wärmeübertragungswiderstand pro Längeneinheit des Außenrohrs 103 in der Richtung der Axiallinie AX des Gassensors 100 ist größer als der des Wärmeableitungselements 104. Daher ist die Menge des Wärmetransfers von der Vorderseite des Gassensors 100 zu dem Wärmeableitungselement 104 größer als die Menge des Wärmetransfers zu dem Außenrohr 103.
Das Wärmeableitungselement 104 ist koaxial zu dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B angeordnet. Bei Betrachtung des Gassensors 100 von hinten, ist die äußere Umfangsoberfläche des Wärmeableitungselements 104 radial einwärts des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B angeordnet (auf der Seite zur Axiallinie AX). Bei Betrachtung des Gassensors 100 von hinten, ist die innere Umfangsoberfläche des Wärmeableitungselements 104 radial auswärts des Montageabschnitts 110D angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 104A und der Hauptabschnitt 104B haben den gleichen maximalen Durchmesser D1. Der maximale Durchmesser D1 des Verbindungsabschnitts 104A und des Hauptabschnitts 104B ist kleiner als der kleinste Durchmesser D2 des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B.
Die innere Umfangsoberfläche des Verbindungsabschnitts 104A ist mit der äußeren Umfangsoberfläche des Verbindungsabschnitts 103A des Außenrohrs 103 in Kontakt. Der Verbindungsabschnitt 104A ist durch Laserschweißen an den Montageabschnitt 110D der Metallhülse 110 über den Verbindungsabschnitt 103A des Außenrohrs 103 integral fixiert (der Schweißabschnitt 105 ist ein Abschnitt, der mit Punkten schraffiert ist).
Der Hauptabschnitt 104B hat Wärmeableitungsöffnungen 106, durch welche die Lücke S in einen Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements 104 übergeleitet wird. Die Wärmeableitungsöffnungen 106 sind in einem Bereich bereitgestellt, welcher wenigstens einen Teil des Hauptabschnitts 104B umfasst, der in der Richtung der Axiallinie AX hinter der Mitte des Hauptabschnitts 104B angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Wärmeableitungsöffnungen 106 in einem Bereich bereitgestellt, welcher sich von dem vorderen Ende des Hauptabschnitts 104B zu einer Position unmittelbar vor dem hinteren Ende des Hauptabschnitts 104B erstreckt. Wie in 4 gezeigt, hat jede Wärmeableitungsöffnung 106 die Form eines umgedrehten Dreiecks, dessen Basis an dem hinteren Ende angeordnet ist und dessen Spitze an dem vorderen Ende angeordnet ist, und die Breite jeder Wärmeableitungsöffnung 106 nimmt von vorne nach hinten graduell zu. Die Wärmeableitungsöffnungen 106, deren Anzahl drei oder mehr ist, sind mit gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind acht Wärmeableitungsöffnungen 106 in dem Hauptabschnitt 104B bereitgestellt.
Die Länge jeder Wärmeableitungsöffnung 106 in der Richtung der Axiallinie AX ist größer als die Hälfte der Länge des Wärmeableitungselements 104 in der Richtung der Axiallinie AX. Die Länge jeder Wärmeableitungsöffnung 106 in der Richtung der Axiallinie AX ist größer als die Länge jeder Wärmeableitungsöffnung 106 in einer Richtung orthogonal zu der Richtung der Axiallinie AX. Das vordere Ende jeder Wärmeableitungsöffnung 106 ist hinter dem Schweißabschnitt 105 und vor dem Übergangsabschnitt 103G angeordnet.
Die Wärmeableitungsöffnungen 106 werden gebildet, indem eine Metallplatte, welche ein Basismaterial ist, in der Dickenrichtung von außen nach innen gestanzt wird. Ein durch das Stanzen erzeugter Grat 104c steht daher in der Dickenrichtung nach innen vor. Wie in 1 gezeigt, hat bei Betrachtung der Kante jeder Wärmeableitungsöffnung 106 ein Teil des Wärmeableitungselements 104 in der Dickenrichtung an der Außenseite eine Gestalt derart, dass der Abstand zwischen diesem Abschnitt und der breitebezogenen Mitte der Wärmeableitungsöffnung 106 in der Dickenrichtung nach innen graduell abnimmt, und ein Abschnitt des Wärmeableitungselements 104 hat in der Dickenrichtung an der Innenseite eine Gestalt derart, dass er in der Dickenrichtung nach innen vorsteht, um den Grat 104c zu bilden.
Wirkung des Wärmeableitungselements
Die Schutzwirkung des Wärmeableitungselements 104 ist wie folgt. Weil der Verbindungsabschnitt 104A des Wärmeableitungselements 104 mit dem Verbindungsabschnitt 103A des Außenrohrs 103 verbunden ist, deckt der Hauptabschnitt 104B den Trennergehäuseabschnitt 103B ab und der Trennergehäuseabschnitt 103B wird hierdurch durch den Hauptabschnitt 104B geschützt. Dies verhindert eine Einwirkung auf das metallische Drängelement 190, welches innerhalb des Trennergehäuseabschnitts 103B angeordnet ist, wodurch das Auftreten einer Situation verhindert wird, in welcher die Einwirkung auf den Trenner 181 übertragen wird, welcher von dem metallischen Drängelement 190 gehalten wird, und in welcher sich die an dem Trenner 181 befestigten Verbindungsanschlüsse 182 und 183 verschieben, was darin resultieren würde, dass elektrische Verbindungen zwischen den Elektrodenkontaktflächen und den Verbindungsanschlüssen 182 und 183 brechen.
Die Wärmeableitungswirkung des Wärmeableitungselements 104 ist wie folgt. Die Wärme des Gassensors 101 wird von dem Verbindungsabschnitt 103A des Außenrohrs 103 sowohl an den Trennergehäuseabschnitt 103B als auch an den Verbindungsabschnitt 104A des Wärmeableitungselements 104 übertragen. Jedoch ist der Wärmeübertragungswiderstand des Trennergehäuseabschnitts 103B größer als der Wärmeübertragungswiderstand des Verbindungsabschnitts 104A des Wärmeableitungselements 104. Daher wird die Wärme von der Vorderseite des Gassensors 100 von dem Verbindungsabschnitt 103A des Außenrohrs 103 durch den Verbindungsabschnitt 104A des Wärmeableitungselements 104 an den Hauptabschnitt 104B übertragen und wird dann von dem Hauptabschnitt 104B nach außen abgeleitet. Daher wird die Hitzemenge reduziert, die auf den Dichtungselementhalteabschnitt 103D übertragen wird, sodass eine thermische Abnutzung des Dichtungselements 191 unterbunden wird.
Wenn die Wärmekapazität des Wärmeableitungselements erhöht wird, wird die Wärmeableitungsfähigkeit des Wärmeableitungselements verbessert und die Fähigkeit, Wärme von dem Wärmeableitungselement 104 zu der Seite des Außenumfangs abzuleiten, wird verbessert. Weil jedoch die Fähigkeit, Wärme von dem Wärmeableitungselement 104 zu der Seite des Innenumfangs abzuleiten, ebenfalls verbessert wird, ist es wahrscheinlicher, dass sich Wärme in der Lücke S ansammelt. Um ein solches Problem zu lösen, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Wärmeableitungsöffnungen 106 so bereitgestellt, dass sie die in der Lücke S angesammelte Wärme nach außen abführen. Hierdurch wird vermieden, dass in der Lücke S angesammelte Wärme zu dem Dichtungselementhalteabschnitt 103D übertragen wird, wodurch eine thermische Abnutzung des Dichtungselements 191 unterbunden wird.
Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform
Wie oben beschrieben, erstreckt sich der Gassensor 100 der vorliegenden Ausführungsform in der Richtung der Axiallinie AX von vorne nach hinten und umfasst das Gassensorelement 120, welches die Konzentration eines bestimmten Gases in einem Messgas detektiert, das rohrförmige Gehäuse, welches das Gassensorelement 120 umgibt und eine Öffnung 103E an dem hinteren Ende hat, ein Dichtungselement 191, welches die Öffnung 103E verschließt, und das rohrförmige Wärmeableitungselement 104, welches das Gehäuse umgibt und dessen hinteres Ende an der gleichen Position wie das hintere Ende des Gehäuses angeordnet ist oder vor dem hinteren Ende des Gehäuses angeordnet ist und welches die Wärmemenge reduziert, welche von der Vorderseite des Gassensors 100 durch das Gehäuse zu dem Dichtungselement 191 übertragen wird. Das Wärmeableitungselement 104 hat den Verbindungsabschnitt 104A, welcher vor dem Dichtungselement 191 mit dem Gehäuse verbunden ist, und den Hauptabschnitt 104B, welcher von dem Verbindungsabschnitt 104A sich so nach hinten erstreckt, dass die Lücke S zwischen dem Hauptabschnitt 104B und dem Gehäuse gebildet wird. Der Hauptabschnitt 104B hat die Wärmeableitungsöffnungen 106, welche in der Richtung der Axiallinie AX hinter der Mitte des Hauptabschnitts 104B angeordnet sind und welche eine Überleitung zwischen der Lücke S und dem Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements 104 herstellen.
Weil die oben beschriebene Struktur die Ableitung von Wärme von der Vorderseite des Gassensor 100 über das Wärmeableitungselement 104 nach außen ermöglicht, kann die Wärmeübertragung auf das hintere Ende des Gassensors 100 reduziert werden. Weil die Luft hoher Temperatur, die in der Lücke S angesammelt ist, in den Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements 104 durch die Wärmeableitungsöffnungen 106 abgeführt wird, kann vermieden werden, dass sich Hitze in der Lücke S ansammelt. Hierdurch kann der Einfluss von Wärme auf den hinteren Endabschnitt des Gassensors 100 vermieden werden. Beispielsweise kann der Einfluss von Wärme auf das Dichtungselement 191 vermieden werden.
Die Länge der Wärmeableitungsöffnungen 106 in der Richtung der Axiallinie AX ist bevorzugt größer als die Hälfte der Länge des Wärmeableitungselements 104 in der Richtung der Axiallinie AX. Je größer die Länge der Wärmeableitungsöffnungen 106 in der Richtung der Axiallinie AX, umso größer die Erleichterung des Abführens der Luft hoher Temperatur, welche sich in der Lücke S angesammelt hat, in den Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements 104. Auch wenn die Länge der Wärmeableitungsöffnungen 106 größer als die Hälfte ist, kann das Wärmeableitungselement 104 hinten Löcher (Teile der Wärmeableitungsöffnungen 106) haben, ohne zu versagen.
Bevorzugt ist jede Wärmeableitungsöffnung 106 so geformt, dass ihre Weite von vorne nach hinten graduell zunimmt.
Weil die Breite jeder Wärmeableitungsöffnung 106 von vorne nach hinten zunimmt, kann der Einfluss der Wärme auf den hinteren Endabschnitt des Gassensors 100 zuverlässiger vermieden werden. Zur Wärmeübertragung ist vorne der Anteil der Fläche des Wandabschnitts größer; und zur Ventilation ist hinten der Anteil der Fläche des Lochs größer.
Bevorzugt ist die Länge jeder Wärmeableitungsöffnung 106 in der Richtung der Axiallinie AX größer als die Länge jeder Wärmeableitungsöffnung 106 in der Richtung orthogonal zu der Richtung der Axiallinie AX.
Bevorzugt besteht das Gehäuse aus der Metallhülse 110 und dem Außenrohr 103. Die Metallhülse 110 umgibt das Gassensorelement 120 und umfasst den mehreckigen Werkzeugeingriffsabschnitt 110B und den Montageabschnitt 110D, welcher hinter dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B zusammenhängend mit dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B angeordnet ist. Das Außenrohr 103 erstreckt sich von der Metallhülse 110 nach hinten und umgibt das Gassensorelement 120. Das Außenrohr 103 umfasst einen Abschnitt großen Durchmessers mit dem Schweißabschnitt 105, welcher zusammen mit dem Verbindungsabschnitt 104A mit dem Montageabschnitt 110D verschweißt ist, einen Abschnitt kleinen Durchmessers, welcher hinter dem Abschnitt großen Durchmessers angeordnet ist und einen Durchmesser hat, der kleiner als der des Abschnitts großen Durchmessers ist, und den Übergangsabschnitt 103G, an welchem das hintere Ende des Abschnitts großen Durchmessers und das vordere Ende des Abschnitts kleinen Durchmessers ineinander übergehen. Das vordere Ende jeder Wärmeableitungsöffnung 106 ist hinter dem Schweißabschnitt 105 und vor dem Übergangsabschnitt 103G angeordnet.
Wenn Wasser in einen Bereich der Lücke S auf Seiten des Übergangsabschnitts 103G eindringt, kann dieses Wasser durch die Wärmeableitungsöffnungen 106 in den Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements 104 abfließen.
Wenn die Kante jeder Wärmeableitungsöffnung 106 betrachtet wird, hat ein Abschnitt des Wärmeableitungselements 104 in der Dickenrichtung an der Außenseite bevorzugt eine Gestalt derart, dass der Abstand zwischen diesem Abschnitt und der breitenbezogenen Mitte der Wärmeableitungsöffnung 106 in der Dickenrichtung nach innen graduell abnimmt, und ein Abschnitt des Wärmeableitungselements 104 in der Dickenrichtung ist auf der Innenseite so geformt, dass er zur Innenseite in der Dickenrichtung vorsteht. Wenn ein Arbeiter eine Arbeit durchführt und dabei das Wärmeableitungselement 104 mit ihren/seinen Fingern von Seiten des Außenumfangs anfasst, ist es möglich, zu verhindern, dass die Finger des Arbeiters von den Kanten der Wärmeableitungsöffnungen 106 erfasst werden.
Bevorzugt ist die Anzahl der Wärmeableitungsöffnungen 106 drei oder mehr, und die Wärmeableitungsöffnungen 106 sind in der Umfangsrichtung mit gleichen Abständen angeordnet. Weil drei oder mehr Wärmeableitungsöffnungen in der Umfangsrichtung mit gleichen Abständen angeordnet sind, kann die Wärmeableitung (Ventilation) durch die Wärmeableitungsöffnungen 106 effizienter durchgeführt werden.
[Details einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung]
Ein spezifisches Beispiel eines Gassensors 200 einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel begrenzt ist. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist durch die Ansprüche definiert und soll alle Modifikationen innerhalb der Bedeutungen und Umfänge umfassen, die denen der Ansprüche äquivalent sind.
Der Gassensor 200 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet ein Wärmeableitungselement 204, welches eine Gestalt hat, die von der Gestalt des Wärmeableitungselements 104 der ersten Ausführungsform verschieden ist. Weil die übrige Struktur gleich der der ersten Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung nicht wiederholt. Die strukturellen Teile, die denen der ersten Ausführungsform gleich sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet, und strukturelle Abschnitte, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, werden durch Bezugszeichen bezeichnet, die erhalten werden durch Ändern der Hunderterstelle (welche 1 sind) der jeweiligen Bezugszeichen, die in der ersten Ausführungsform verwendet wurden, auf 2.
Das Wärmeableitungselement 204 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat eine zylindrische Gestalt und ist vorne und hinten geöffnet. Wie in 4 gezeigt, umfasst das Wärmeableitungselement 204 einen Verbindungsabschnitt 204A, welcher hinten angeordnet ist und eine zylindrische Gestalt hat, und einen Hauptabschnitt 204B, welcher sich von dem hinteren Ende des Verbindungsabschnitts 204A nach hinten so erstreckt, dass eine zylindrische Gestalt gebildet wird und der Durchmesser dem des Verbindungsabschnitts 204A gleich ist. Der Hauptabschnitt 204B hat mehrere Wärmeableitungsöffnungen 206, welche in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Wärmeableitungsöffnungen 206 sind in einem Bereich bereitgestellt, welcher wenigstens einen Teil des Hauptabschnitts 204B umfasst, der hinter der Mitte des Hauptabschnitts 204B in der Richtung der Axiallinie AX angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Wärmeableitungsöffnungen 206 in einem Bereich bereitgestellt, welcher sich von dem vorderen Ende des Hauptabschnitts 204B zu einer Position unmittelbar vor dem hinteren Ende des Hauptabschnitts 204B erstreckt. Jede Wärmeableitungsöffnung 206 hat die Gestalt eines Rechtecks, dessen kurze Seiten an dem hinteren Ende und dem vorderen Ende angeordnet sind, und hat von vorne nach hinten eine konstante Breite. Die Wärmeableitungsöffnungen 206, deren Anzahl drei oder mehr ist, sind in der Umfangsrichtung mit gleichen Abständen angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind acht Wärmeableitungsöffnungen 206 in dem Hauptabschnitt 204B bereitgestellt.
Wie in 3 gezeigt, ist die Länge jeder Wärmeableitungsöffnung 206 in der Richtung der Axiallinie AX größer als die Hälfte der Länge des Wärmeableitungselements 204 in der Richtung der Axiallinie AX. Die Länge jeder Wärmeableitungsöffnung 206 in der Richtung der Axiallinie AX ist größer als die Länge jeder Wärmeableitungsöffnung 206 in einer Richtung orthogonal zu der Richtung der Axiallinie AX. Das vordere Ende jeder Wärmeableitungsöffnung 206 ist hinter dem Schweißabschnitt 105 und vor dem Übergangsabschnitt 103G angeordnet.
Die Wärmeableitungsöffnungen 206 werden gebildet, indem eine Metallplatte, welche ein Basismaterial ist, in der Dickenrichtung von außen nach innen gestanzt wird. Ein durch das Stanzen erzeugter Grat steht in der Dickenrichtung nach innen vor. Ähnlich der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform hat, wenn die Kante jeder Wärmeableitungsöffnung 206 betrachtet wird, ein Teil des Wärmeableitungselements 204 in der Dickenrichtung an der Außenseite eine Gestalt derart, dass der Abstand zwischen diesem Abschnitt und der breitebezogenen Mitte der Wärmeableitungsöffnung 206 in der Dickenrichtung nach innen graduell abnimmt, und ein Abschnitt des Wärmeableitungselements 204 hat in der Dickenrichtung an der Innenseite eine Gestalt derart, dass er in der Dickenrichtung nach innen vorsteht.
Weil die Wärmeableitungsöffnungen 206 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine größere Öffnungsfläche als die Wärmeableitungsöffnungen 106 der ersten Ausführungsform haben, wird Luft hoher Temperatur, die sich in der Lücke S angesammelt hat, in den Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements 204 über die Wärmeableitungsöffnungen 206 abgeführt. Daher kann zuverlässiger vermieden werden, dass sich Wärme in der Lücke S ansammelt.
Details einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung Ein spezifisches Beispiel eines Gassensors 300 einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel begrenzt ist. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist durch die Ansprüche definiert und soll alle Modifikationen innerhalb der Bedeutungen und Umfänge umfassen, die denen der Ansprüche äquivalent sind.
Der Gassensor 300 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet ein Wärmeableitungselement 304, welches eine Gestalt hat, die von der Gestalt des Wärmeableitungselements 104 der ersten Ausführungsform verschieden ist. Weil die übrige Struktur gleich der der ersten Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung nicht wiederholt. Die strukturellen Teile, die denen der ersten Ausführungsform gleich sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet, und strukturelle Abschnitte, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, werden durch Bezugszeichen bezeichnet, die erhalten werden durch Ändern der Hunderterstelle (welche 1 sind) der jeweiligen Bezugszeichen, die in der ersten Ausführungsform verwendet wurden, auf 3.
Das Wärmeableitungselement 304 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Wärmeableitungsaußenrohr 330 und eine Wärmeblockierungsabdeckung 340. Sowohl das Wärmeableitungsaußenrohr 330 als auch die Wärmeblockierungsabdeckung 340 sind aus Metall gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind das Wärmeableitungsaußenrohr 330 und die Wärmeblockierungsabdeckung 340 aus SUS304 gebildet, welches das gleiche Material ist wie das Material des Außenrohrs 103.
Das Wärmeableitungsaußenrohr 330 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat eine zylindrische Gestalt und ist vorne und hinten offen. Wie in 6 gezeigt, umfasst das Wärmeableitungsaußenrohr 330 einen Verbindungsabschnitt 331, welcher vorne angeordnet ist und eine zylindrische Gestalt hat, einen Übergangsabschnitt 333, welcher hinten angeordnet ist und eine zylindrische Gestalt hat, und einen Hauptabschnitt 332, welcher den Verbindungsabschnitt 331 und den Übergangsabschnitt 333 verbindet. Der Hauptabschnitt 332 hat mehrere Wärmeableitungsöffnungen 336, welche in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Wärmeableitungsöffnungen 336 sind in einem Bereich bereitgestellt, welcher wenigstens einen Teil des Hauptabschnitts 332 umfasst, der in der Richtung der Axiallinie AX hinter der Mitte des Hauptabschnitts 332 angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Wärmeableitungsöffnungen 336 in einem Bereich bereitgestellt, welcher sich über den gesamten Hauptabschnitt 332 erstreckt.
Der Hauptabschnitt 332 hat mehrere feste Teile 334, und jedes feste Teil 334 ist zwischen einem Paar von nebeneinander angeordneten Wärmeableitungsöffnungen 336 angeordnet. D. h., die mehreren festen Teile 334 und die mehreren Wärmeableitungsöffnungen 336 sind abwechselnd angeordnet. Die festen Teile 334 sind Abschnitte, welche sich von dem Verbindungsabschnitt 331 gerade zu dem Übergangsabschnitt 333 erstrecken und an welchen das hintere Ende des Verbindungsabschnitts 331 und das vordere Ende des Übergangsabschnitts 333 ineinander übergehen. Jedes feste Teil 334 hat die Gestalt eines Rechtecks, dessen kurze Seiten an dem hinteren Ende und dem vorderen Ende angeordnet sind, und hat von vorne nach hinten eine konstante Breite.
Jede Wärmeableitungsöffnung 336 hat von vorne nach hinten eine konstante Breite. Die Wärmeableitungsöffnungen 336, deren Anzahl drei oder mehr ist, sind in der Umfangsrichtung mit gleichen Abständen angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind vier Wärmeableitungsöffnungen 336 und vier feste Teile 334 in dem Hauptabschnitt 332 bereitgestellt.
Ein flexibles Teil 335, welches ausgekragt ist und nach hinten vorsteht, ist in jeder Wärmeableitungsöffnung 336 angeordnet. Das hintere Ende des flexiblen Teils 335 kann elastisch in der Radialrichtung des Hauptkörpers 332 nach außen verlagert werden. Der flexible Teil 335 umfasst einen geraden Abschnitt 335A, welcher sich von dem hinteren Ende des Verbindungsabschnitts 331 gerade nach hinten erstreckt, und einen angewinkelten Abschnitt 335B, welcher sich von dem hinteren Ende des geraden Abschnitts 335A nach hinten erstreckt und dabei zur radial inneren Seite angewinkelt ist.
Die innere Umfangsoberfläche des Verbindungsabschnitts 331 ist mit der äußeren Umfangsoberfläche des Verbindungsabschnitts 103A des Außenrohrs 103 in Kontakt. Der Verbindungsabschnitt 331 ist durch Laserschweißen mit dem Montageabschnitt 110D der Metallhülse 110 über den Verbindungsabschnitt 103A des Außenrohrs 103 integral fixiert. Ein durch Laserschweißen verschweißter Abschnitt wird als der Schweißabschnitt 305 bezeichnet. Der Schweißabschnitt 305 ist ein Abschnitt, der in 5 mit Punkten schraffiert ist.
Der angewinkelte Abschnitt 335B jedes flexiblen Teils 335 ist mit dem Leitungskabelgehäuseabschnitt 103C des Außenrohrs 103 in einem Teil des Umfangsbereichs in Kontakt. Weil die mehreren flexiblen Teile 335 so angeordnet sind, dass sie das Außenrohr 103 umgeben, und das Wärmeableitungsaußenrohr 330 so angeordnet ist, dass es sich entlang der Axiallinie AX erstreckt, ist das Wärmeableitungsaußenrohr 330 koaxial zu dem Außenrohr 103 angeordnet, wodurch verhindert wird, dass sich das Wärmeableitungsaußenrohr 330 dem Außenrohr 103 nähert. Weil das Wärmeableitungsaußenrohr 330 von dem Verbindungsabschnitt 103A des Außenrohrs 103 nach Art einer Auskragung vorsteht, tendiert das Wärmeableitungsaußenrohr 330 dazu, sich zu dem Außenrohr 103 anzuwinkeln, sodass sich der Übergangsabschnitt 333 dem Außenrohr 103 annähert. Eine solche Anwinklung des Wärmeableitungsaußenrohrs 330 kann durch die angewinkelten Abschnitte 335B der flexiblen Teile 335 effektiv verhindert werden.
Wie in 7 gezeigt, umfasst die Wärmeblockierungsabdeckung 340 einen Verbindungsabschnitt 343, einen Abschnitt zunehmenden Durchmessers 344 und einen Flanschabschnitt 345. Der Verbindungsabschnitt 343 umfasst einen Bodenwandabschnitt 341 und einen Rohrabschnitt 342, welcher von der Umfangskante des Bodenwandabschnitts 341 nach hinten vorsteht. Der Abschnitt zunehmenden Durchmessers 344 erstreckt sich von dem hinteren Ende des Rohrabschnitts 342 nach hinten und ist dabei nach außen so angewinkelt, dass der Durchmesser des Abschnitts zunehmenden Durchmessers 344 zunimmt. Der Flanschabschnitt 345 erstreckt sich von dem hinteren Ende des Abschnitts zunehmenden Durchmessers 344 radial nach außen.
Der Bodenwandabschnitt 341 hat ein Einführungsloch 341A, durch welches der Gewindeabschnitt 110A der Metallhülse 110 eingeführt ist. Ein Lochkantenabschnitt des Bodenwandabschnitts 341 um das Einführungsloch 341A ist zwischen einer vorderen Oberfläche des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B und einem Abschnitt des Abgasrohrs 10 um die Kante der Öffnung der Gewindenut 20 gehalten. Hierdurch wird die Wärmeblockierungsabdeckung 340 durch den Werkzeugeingriffsabschnitt 110B gehalten.
Der Rohrabschnitt 342 ist radial auswärts des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B der Metallhülse 110 angeordnet. Ein vorbestimmter Freiraum ist zwischen dem Rohrabschnitt 342 und dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B bereitgestellt, und dieser Freiraum dient als Raum, in welchem ein Werkzeug, beispielsweise ein Steckschlüssel, mit dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B in Eingriff.
Der Abschnitt zunehmenden Durchmessers 344 ist radial auswärts des Trennergehäuseabschnitts 103B und des Leitungskabelgehäuseabschnitts 103C des Außenrohrs 103 angeordnet. Der Abschnitt zunehmenden Durchmessers 344 hat mehrere Wärmeableitungsöffnungen 346, welche in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Wärmeableitungsöffnungen 346 sind in einem Bereich bereitgestellt, welcher wenigstens einen Teil des Abschnitts zunehmenden Durchmessers 344 umfasst, der in der Richtung der Axiallinie AX hinter der Mitte des Abschnitts zunehmenden Durchmessers 344 angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Wärmeableitungsöffnungen 346 in einem Bereich bereitgestellt, welcher sich über den gesamten Abschnitt zunehmenden Durchmessers 344 erstreckt. Wie in 7 gezeigt, hat jede Wärmeableitungsöffnung 346 die Gestalt eines umgedrehten Dreiecks, dessen Basis an dem hinteren Ende und dessen Spitze an dem vorderen Ende angeordnet ist, und die Breite jeder Wärmeableitungsöffnung 346 nimmt von vorne nach hinten graduell zu.
Die Wärmeblockierungsabdeckung 340 hat eine Funktion des Blockierens der Wärme, welche von dem Abgasrohr 10 übertragen wird, und eine Funktion des Ableitens der Wärme von dem vorderen Ende des Gassensors 300 nach außen. Weil der Durchmesser des Abschnitts zunehmenden Durchmessers 344 von vorne nach hinten zunimmt, ist es weniger wahrscheinlich, dass sich Wärme zwischen dem Abschnitt zunehmenden Durchmessers 344 und dem Wärmeableitungsaußenrohr 330 ansammelt. Wärme (falls überhaupt), die sich zwischen dem Abschnitt zunehmenden Durchmessers 344 und dem Wärmeableitungsaußenrohr 330 angesammelt hat, wird durch die Wärmeableitungsöffnungen 346 an den Raum auf Seiten des Außendurchmessers des Abschnitts zunehmenden Durchmessers 344 abgeführt. Daher kann verhindert werden, dass sich Wärme ansammelt.
Wie oben beschrieben, hat das Wärmeableitungsaußenrohr 330 des Wärmeableitungselements 304 der vorliegenden Ausführungsform die angewinkelten Abschnitte 335B, welche radial einwärts vorstehen, und in Teilbereichen in der Umfangsrichtung sind die angewinkelten Abschnitte 335B mit dem Leitungskabelgehäuseabschnitt 103C des Außenrohrs 103 in Kontakt. Weil das Wärmeableitungsaußenrohr 330 des Wärmeableitungselements 304 gehalten werden kann und dabei durch die angewinkelten Abschnitte 335B verhindert werden kann, dass das Wärmeableitungsaußenrohr 330 angewinkelt wird, etc., kann das Wärmeableitungsaußenrohr 330 in einer stabilen Position gehalten werden und es kann einfacher verhindert werden, dass das Wärmeableitungsaußenrohr 330 deformiert oder beschädigt wird.
Details einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung
Ein spezifisches Beispiel eines Wärmeableitungsaußenrohrs 430 einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel begrenzt ist. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist durch die Ansprüche definiert und soll alle Modifikationen innerhalb der Bedeutungen und Umfänge umfassen, die denen der Ansprüche äquivalent sind.
Das Wärmeableitungsaußenrohr 430 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat eine Gestalt, die von der Gestalt des Wärmeableitungsaußenrohrs 330 der dritten Ausführungsform verschieden ist. Das Wärmeabführungsaußenrohr 430 hat eine zylindrische Gestalt und ist vorne und hinten offen. Wie in 8 gezeigt, umfasst das Wärmeableitungsaußenrohr 430 einen Verbindungsabschnitt 431, welcher vorne angeordnet ist und eine zylindrische Gestalt hat, einen zweiten Übergangsabschnitt 433, welcher hinten angeordnet ist und eine zylindrische Gestalt hat, einen ersten Übergangsabschnitt 432, welcher zwischen dem Verbindungsabschnitt 431 und dem zweiten Übergangsabschnitt 433 angeordnet ist und eine zylindrische Gestalt hat, einen ersten Hauptabschnitt 434, welcher den Verbindungsabschnitt 431 und den ersten Übergangsabschnitt 432 verbindet, und einen zweiten Hauptabschnitt 435, welcher den ersten Übergangsabschnitt 432 und den zweiten Übergangsabschnitt 433 verbindet.
Der erste Hauptabschnitt 434 hat mehrere erste flexible Teile 436, welche in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die ersten flexiblen Teile 436 werden gebildet durch Schneiden und Biegen derart, dass sie sich nach hinten erstrecken und dabei radial einwärts angewinkelt sind. Die Löcher, die durch das Schneiden und Biegen gebildet sind, werden als erste Wärmeableitungsöffnungen 438 bezeichnet. Die ersten Wärmeableitungsöffnungen 438 sind in einem Bereich bereitgestellt, welcher einen Teil des Wärmeableitungsaußenrohrs 430 umfasst, der in der Richtung der Axiallinie AX vor der Mitte des Wärmeableitungsaußenrohrs 430 angeordnet ist.
Der zweite Hauptabschnitt 435 umfasst mehrere zweite flexible Teile 437, welche in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die zweiten flexiblen Teile 437 sind gebildet durch Schneiden und Biegen derart, dass sie sich nach hinten erstrecken und dabei radial einwärts angewinkelt sind. Die Löcher, die durch das Schneiden und Biegen gebildet sind, werden als zweite Wärmeableitungsöffnungen 439 bezeichnet. Die zweiten Wärmeableitungsöffnungen 439 sind in einem Bereich bereitgestellt, welcher einen Teil des Wärmeableitungsaußenrohrs 430 umfasst, der in der Richtung der Axiallinie AX hinter der Mitte des Wärmeableitungsaußenrohrs 430 angeordnet ist.
In Teilbereichen der Umfangsrichtung sind die flexiblen Teile 436 und 437 mit dem Außenrohr 103 in Kontakt. Weil die mehreren flexiblen Teile 436 und 437 so angeordnet sind, dass sie das Außenrohr 103 umgeben, und das Wärmeableitungsaußenrohr 430 so angeordnet ist, dass es sich entlang der Axiallinie AX erstreckt, ist das Wärmeableitungsaußenrohr 430 koaxial zu dem Außenrohr 103 angeordnet, wodurch verhindert wird, dass sich das Wärmeableitungsaußenrohr 430 dem Außenrohr 103 nähert. Weil das Wärmeableitungsaußenrohr 430 von dem Verbindungsabschnitt 103A des Außenrohrs 103 nach Art einer Auskragung vorsteht, tendiert das Wärmeableitungsaußenrohr 430 dazu, sich zu dem Außenrohr 103 anzuwinkeln, sodass der zweite Übergangsabschnitt 433 sich dem Außenrohr 103 nähert. Eine solche Anwinklung des Wärmeableitungsaußenrohrs 430 kann durch die flexiblen Teile 436 und 437 effektiv verhindert werden.
Details einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung Ein spezifisches Beispiel einer Wärmeblockierungsabdeckung 540 einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel begrenzt ist. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist durch die Ansprüche definiert und soll alle Modifikationen innerhalb der Bedeutungen und Umfänge umfassen, die denen der Ansprüche äquivalent sind.
Die Wärmeblockierungsabdeckung 540 der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat Wärmeableitungsöffnungen 546 mit einer Gestalt, die von der Gestalt der Wärmeableitungsöffnungen 346 der Wärmeblockierungsabdeckung 340 der dritten Ausführungsform verschieden ist. Weil die übrige Struktur die gleiche wie die der Blockierungsabdeckung 430 der dritten Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung nicht wiederholt. Die strukturellen Teile, die denen der dritten Ausführungsform gleich sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen wie in der dritten Ausführungsform bezeichnet, und strukturelle Abschnitte, die denen der dritten Ausführungsform entsprechen, werden durch Bezugszeichen bezeichnet, die erhalten werden durch Ändern der Hunderterstelle (welche 3 ist) der jeweiligen Bezugszeichen, die in der dritten Ausführungsform verwendet wurden, auf 5.
Jede der Wärmeableitungsöffnungen 546 der fünften Ausführungsform hat die Gestalt eines Rechtecks, dessen kurze Seiten an dem hinteren Ende und dem vorderen Ende angeordnet sind, und hat von vorne nach hinten eine konstante Breite. Die Wärmeableitungsöffnungen 546, deren Anzahl drei oder mehr ist, sind in der Umfangsrichtung mit gleichen Abständen angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind acht Wärmeableitungsöffnungen 546 in dem Abschnitt zunehmenden Durchmessers 544 bereitgestellt.
Andere Ausführungsformen

(1) In der ersten bis dritten Ausführungsform ist das hintere Ende des Wärmeableitungselements 104 vor dem hinteren Ende des Außenrohrs 103 angeordnet. Das hintere Ende des Wärmeableitungselements kann jedoch hinter dem hinteren Ende des Außenrohrs angeordnet sein. In diesem Fall, wenn ein Bereich, in welchem der Hauptabschnitt und das Außenrohr einander überlappen, als ein Überlappungsbereich definiert ist, kann der Hauptabschnitt Wärmeableitungsöffnungen zum Herstellen einer Überleitung zwischen der Lücke S und dem Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements in der Richtung der Axiallinie AX hinter der Mitte des Überlappungsbereichs haben.
(2) In der ersten bis dritten Ausführungsform ist die Dicke (Querschnittsfläche) des Wärmeableitungselements 104 oder 204 größer als die Dicke (Querschnittsfläche) des Außenrohrs 103, so dass der Wärmeübertragungswiderstand pro Längeneinheit des Wärmeableitungselements 104 oder 204 (das Maß der Schwierigkeit zum Übertragen von Wärme durch das Wärmeableitungselement 104 oder 204) abnimmt. Jedoch kann der Wärmeübertragungswiderstand des Wärmeableitungselements reduziert werden, indem für das Material des Wärmeableitungselements ein metallisches Material verwendet wird, dessen thermische Leitfähigkeit größer ist als die des metallischen Materials, das für das Außenrohr 103 verwendet wird. Sowohl das Außenrohr 103 als auch das Wärmeableitungselement 104 oder 204 der ersten und zweiten Ausführungsform sind aus SUS304 gebildet. Beispielsweise können jedoch das Außenrohr 103 aus SUS304 und das Wärmeableitungselement aus einer Aluminiumlegierung gebildet sein.
(3) In der ersten bis dritten Ausführungsform ist das Außenrohr durch die Wärmeableitungsöffnungen der Außenseite ausgesetzt. Es ist jedoch nicht nötig, das Außenrohr durch die Wärmeableitungsöffnungen der Außenseite auszusetzen, und die Wärmeableitungsöffnungen können andere Formen haben, solange die Lücke S in den Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements übergeleitet wird.
(4) In der ersten bis dritten Ausführungsform ist der vordere Endabschnitt des Wärmeableitungselements 104, 204 oder 304 integral an dem Montageabschnitt 110D durch Laserschweißen fixiert. Der vordere Endabschnitt des Wärmeableitungselements kann jedoch durch jedes andere Schweißverfahren fixiert sein, beispielsweise durch Widerstandsschweißen.
(5) In der ersten bis dritten Ausführungsform werden der vordere Endabschnitt des Wärmeableitungselements 104, 204 oder 304 und der vordere Endabschnitt des Außenrohrs 103 dazu gebracht, einander zu überlappen, und sind fixiert. Der vordere Endabschnitt des Außenrohrs 103 kann jedoch hinter dem vorderen Endabschnitt des Wärmeableitungselements 104, 204 oder 304 angeordnet sein, und das Wärmeableitungselement 104, 204 oder 304 kann direkt an dem Montageabschnitt 110D der Metallhülse 110 fixiert sein.
(6) In der ersten bis dritten Ausführungsform sind Wärmeableitungsöffnungen Löcher mit der Form eines umgedrehten Dreiecks oder der Form eines Rechtecks. Die Wärmeableitungsöffnungen können jedoch Löcher mit einer Gestalt sein, die von der Gestalt des umgedrehten Dreiecks und der Gestalt des Rechtecks verschieden ist.
(7) In der ersten und zweiten Ausführungsform ist das Wärmeableitungselement 104 oder 204 mit dem Außenrohr 103 hinter dem Montageabschnitt 110D nicht in Kontakt. Das Wärmeableitungselement kann jedoch mit dem Außenrohr in einem Teil des Umfangsbereichs in Kontakt sein.
(8) In der ersten bis dritten Ausführungsform sind die Gassensoren 100 und 200 beispielhaft als Vollumfang-Luft-Kraftstoff-Verhältnissensoren angegeben. Der Typ der Gassensoren 100 und 200 ist darauf jedoch nicht begrenzt, und die Gassensoren 100 und 200 können Lambda-Sensoren, NOx-Sensoren, etc. sein.
(9) In der dritten bis fünften Ausführungsform besteht das Wärmeableitungselement 304 aus dem Wärmeableitungsaußenrohr 330 und der Wärmeblockierungsabdeckung 340. Das Wärmeableitungselement kann jedoch nur aus entweder dem Wärmeableitungsaußenrohr 330 oder der Wärmeblockierungsabdeckung 340 bestehen.

Bezugszeichenliste

10:: Abgasrohr
20:: Gewindenut
100:: Gassensor
101:: inneres Schutzelement, 101C: Einführungsloch
102:: äußeres Schutzelement, 102C: Einführungsloch
103:: Außenrohr, 103A: Verbindungsabschnitt (Abschnitt großen Durchmessers), 103B: Trennergehäuseabschnitt (Abschnitt kleinen Durchmessers), 103C: Leitungskabelgehäuseabschnitt, 103D: Dichtungselementhalteabschnitt, 103E: Öffnung, 103F: Stufenabschnitt, 103G: Übergangsabschnitt
104:: Wärmeableitungselement, 104A: Verbindungsabschnitt, 104B: Hauptabschnitt
105:: Schweißabschnitt

106:: Wärmeableitungsöffnung
110:: Metallhülse, 110A: Gewindeabschnitt, 110B: Werkzeugeingriffsabschnitt, 110C: Schutzelementverbindungsabschnitt, 110D: Montageabschnitt
111:: Keramikhalterung
112:: mit Pulver gefüllte Schicht
113:: Keramikhülse
114:: Crimpring
120:: Gassensorelement
121:: Gasdetektionsabschnitt
181:: Trenner
182:: Sensorverbindungsanschluss
183:: Heizungsverbindungsanschluss
190:: metallisches Drängelement
191:: Dichtungselement
193:: Sensorleitungskabel
194:: Heizungsleitungskabel
200:: Gassensor
204:: Wärmeableitungselement, 204A: Verbindungsabschnitt, 204B: Hauptabschnitt
206:: Wärmeableitungsöffnung
300:: Gassensor
304:: Wärmeableitungselement
305:: Schweißabschnitt
330:: Wärmeableitungsaußenrohr, 331: Verbindungsabschnitt, 332: Hauptabschnitt, 333: Übergangsabschnitt, 334: fester Teil, 335: flexibler Teil, 335A: gerader Abschnitt, 335B: angewinkelter Abschnitt, 336: Wärmeableitungsöffnung
340:: Wärmeblockierungsabdeckung, 341: Bodenwandabschnitt, 341A Einführungsloch, 342: Rohrabschnitt, 343: Verbindungsabschnitt, 344: Abschnitt zunehmenden Durchmessers, 345: Flanschabschnitt, 346: Wärmeableitungsöffnungen

430:: Wärmeableitungsaußenrohr, 431: Verbindungsabschnitt, 432: erster Übergangsabschnitt, 433: zweiter Übergangsabschnitt, 434: erster Hauptabschnitt, 435: zweiter Hauptabschnitt, 436: erstes flexibles Teil, 437: zweites flexibles Teil, 438: erste Wärmeableitungsöffnung, 439: zweite Wärmeableitungsöffnung
540:: Wärmeblockierungsabdeckung, 541: Bodenwandabschnitt, 541A: Einführungsloch, 542: Rohrabschnitt, 543: Verbindungsabschnitt, 544: Abschnitt zunehmenden Durchmessers, 545: Flanschabschnitt, 546: Wärmeableitungsöffnung
AX:: Axiallinie
H1:: Durchgangsloch, H2: Durchgangsloch, H3: Durchgangsloch, H4: Durchgangsloch
S:: Lücke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016095223 [0002, 0004]

Claims

Gassensor (100), welcher sich in einer Axialrichtung (AX) von einem vorderen Ende zu einem hinteren Ende erstreckt, wobei der Gassensor (100) umfasst: ein Gassensorelement (120) zum Detektieren der Konzentration eines bestimmten Gases in einem Messgas; ein rohrförmiges Gehäuse, welches das Gassensorelement (120) umgibt und eine Öffnung (103E) an einem hinteren Ende des Gehäuses hat; ein Dichtungselement (191), welches die Öffnung (103E) verschließt; und ein rohrförmiges Wärmeableitungselement (104), welches das Gehäuse umgibt und ein hinteres Ende hat, das an der gleichen Position wie das hintere Ende des Gehäuses angeordnet ist oder vor dem hinteren Ende des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Wärmeableitungselement (104) die Wärmemenge reduziert, welche von der Vorderseite des Gassensors (100) durch das Gehäuse zu dem Dichtungselement (191) übertragen wird, wobei das Wärmeableitungselement (104) einen Verbindungsabschnitt (104A), welcher vor dem Dichtungselement (191) mit dem Gehäuse verbunden ist, und einen Hauptabschnitt (104B) umfasst, welcher sich von dem Verbindungsabschnitt (104A) nach hinten so erstreckt, dass zwischen dem Hauptabschnitt (104B) und dem Gehäuse eine Lücke (S) gebildet ist, und der Hauptabschnitt (104B) eine Wärmeableitungsöffnung (106) zum Herstellen einer Überleitung zwischen der Lücke (S) und einem Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements (104) hat, wobei die Wärmeableitungsöffnung (106) in der Axialrichtung (AX) hinter der Mitte des Hauptabschnitts (104B) angeordnet ist.
Gassensor (100), welcher sich in einer Axialrichtung (AX) von einem vorderen Ende zu einem hinteren Ende erstreckt, wobei der Gassensor (100) umfasst: ein Gassensorelement (120) zum Detektieren der Konzentration eines bestimmten Gases in einem Messgas; ein rohrförmiges Gehäuse, welches das Gassensorelement (120) umgibt und eine Öffnung (103E) an einem hinteren Ende des Gehäuses hat; ein Dichtungselement (191), welches die Öffnung (103E) verschließt; und ein rohrförmiges Wärmeableitungselement (104), welches das Gehäuse umgibt und ein hinteres Ende hat, das hinter dem hinteren Ende des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Wärmeableitungselement (104) die Wärmemenge reduziert, welche von der Vorderseite des Gassensors (100) durch das Gehäuse zu dem Dichtungselement (191) übertragen wird, wobei das Wärmeableitungselement (104) einen Verbindungsabschnitt (104A), welcher vor dem Dichtungselement (191) mit dem Gehäuse verbunden ist, und einen Hauptabschnitt (104B) umfasst, welcher sich von dem Verbindungsabschnitt (104A) nach hinten so erstreckt, dass zwischen dem Hauptabschnitt (104B) und dem Gehäuse eine Lücke (S) gebildet ist, und der Hauptabschnitt (104B) eine Wärmeableitungsöffnung (106) zum Herstellen einer Überleitung zwischen der Lücke (S) und einem Raum auf Seiten des Außenumfangs des Wärmeableitungselements (104) hat, wobei ein Bereich, in welchem sich der Hauptabschnitt (104B) und das Gehäuse überlappen, als ein Überlappungsbereich definiert ist, wobei die Wärmeableitungsöffnung (106) in der Axialrichtung (AX) hinter der Mitte des Überlappungsbereichs angeordnet ist.
Gassensor (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Länge der Wärmeableitungsöffnung (106) in der Axialrichtung (AX) größer als die Hälfte einer Länge des Wärmeableitungselements (104) in der Axialrichtung (AX) ist.
Gassensor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Breite der Wärmeableitungsöffnung (106) von vorne nach hinten graduell zunimmt.
Gassensor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Länge der Wärmeableitungsöffnung (106) in der Axialrichtung größer als eine Länge der Wärmeableitungsöffnung (106) in einer Richtung orthogonal zu der Axialrichtung (AX) ist.
Gassensor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gehäuse umfasst: eine Metallhülse (110), welche das Gassensorelement (120) umgibt und einen mehreckigen Werkzeugeingriffsabschnitt (110B) und einen Montageabschnitt (110D) aufweist, wobei der Montageabschnitt (110D) hinter dem Werkzeugeingriffsabschnitt (110B) mit dem Werkzeugeingriffsabschnitt (110B) zusammenhängend angeordnet ist; und ein Außenrohr (103), welches sich von der Metallhülse (110) nach hinten erstreckt, das Gassensorelement (120) umgibt und einen Abschnitt großen Durchmessers (103A), welcher einen Schweißabschnitt (105) aufweist, der mit dem Montageabschnitt (110D) zusammen mit dem Verbindungsabschnitt (104A) verschweißt ist, einen Abschnitt kleinen Durchmessers (103B), welcher hinter dem Abschnitt großen Durchmessers (103A) angeordnet ist und einen kleineren Durchmesser als der Abschnitt großen Durchmessers (103A) hat, und einen Übergangsabschnitt (103G), an welchem ein hinteres Ende des Abschnitts großen Durchmessers (103A) und ein vorderes Ende des Abschnitts kleinen Durchmessers (103B) ineinander übergehen, umfasst, wobei ein vorderes Ende der Wärmeableitungsöffnung (106) hinter dem Schweißabschnitt (105) und vor dem Übergangsabschnitt (103G) angeordnet ist.
Gassensor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bei Betrachtung der Wärmeableitungsöffnung (106) in einer orthogonal zu der Axialrichtung (AX) orientierten Querschnittsebene ein Abschnitt des Wärmeableitungselements (104) an einer Außenseite in seiner Dickenrichtung so geformt ist, dass ein Abstand zwischen diesem Abschnitt und der breitebezogenen Mitte der Wärmeableitungsöffnung (106) zur Innenseite in der Dickenrichtung graduell abnimmt, und ein Abschnitt des Wärmeableitungselements (104) an der Innenseite in der Dickenrichtung so geformt ist, dass er zur Innenseite in der Dickenrichtung vorsteht.
Gassensor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Wärmeableitungselement (104) drei oder mehr Wärmeableitungsöffnungen (106) hat, die so geformt sind, dass die Wärmeableitungsöffnungen (106) in einer Umfangsrichtung mit gleichen Abständen angeordnet sind.
Gassensor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Wärmeableitungselement (304) einen einwärts vorstehenden Abschnitt (335B, 436, 437) hat, der radial einwärts vorsteht, und der einwärts vorstehende Abschnitt (335B, 436, 437) mit dem Gehäuse in einem Teil des Umfangsbereichs in Kontakt ist.