-
SENSOR UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SENSORS
-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor, der ein Detektorelement in Form einer in Axialrichtung verlaufenden Platte aufweist, und mit einem Elektrodenklemmenabschnitt an einer hinteren Endseite und einem Klemmenteil aus Metall versehen ist, welches den Elektrodenklemmenabschnitt berührt, und hierdurch elektrisch damit verbunden ist, um einen Stromweg auszubilden, und betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sensors.
-
TECHNISCHER HINTERGRUND
-
Aus
DE 100 28 909 A ist ein Gassensor bekannt, der ein Detektorelement in Form einer in Axialrichtung verlaufenden Platte aufweist, und mit mindestens einer Kontaktfläche (Klemmenteil aus Metall) und einem metallischen Leiter (Elektrodenklemme) versehen ist. Durch ein Federelement, das einen elektrisch isolierenden Kontakthalter umschließt, wird der metallische Leiter auf die Kontaktfläche gedrückt, sodass ein Stromweg ausgebildet wird.
-
In
US 5,556,526 A sind die Kontaktflächen des darin offenbarten Gassensors in ein Basisteil, auf welches das Detektorelement aufgebracht ist, eingelassen. Ein metallischer Leiter wird mit Hilfe eines radial elastischen Kontaktstifts innerhalb des Basisteils mit einer Kontaktfläche verbunden.
-
Aus
DE 43 18 107 ist die Anordnung eines wie oben beschriebenen Gassensors in einer Gasleitung bekannt. Dabei wird die Detektorplatte von einem Gehäuse abdichtend umfasst und dessen aus dem Gehäuse herausragender messgasseitiger Abschnitt von einem Schutzrohr mit Abstand umgeben. Das Schutzrohr ist mit seinem einen Endabschnitt am Gehäuse festgelegt und weist für das Messgas ein oder mehrere Öffnungen auf. Aus dem aktuellen Stand der Technik ist das plattenförmige Detektorelement normalerweise so ausgebildet, dass es einen Detektorabschnitt an einer vorderen Endseite in Axialrichtung (Längsrichtung) und Elektrodenklemmenabschnitte an beiden Seitenoberflächen an einer hinteren Endseite aufweist. Ein Sensor, der so angesehen wird, dass er ein derartiges Detektorelement aufweist, ist so ausgebildet, dass elektrisch ein Leiterrahmen (Klemmenteil aus Metall), der aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, mit einem Elektrodenklemmenabschnitt verbunden ist, um hierdurch einen Abschnitt eines Weges für elektrischen Strom zum Leiten elektrischen Stroms zwischen dem Detektorelement und einem externen Gerät mit Hilfe des Leiterrahmens auszubilden. Weiterhin fließen elektrische Ströme, beispielsweise ein Messstrom (Messsignal) entsprechend einem Ergebnis der Erfassung durch das Detektorelement, und elektrischer Strom für die Stromversorgung zu einem Heizgerät, falls das Detektorelement eine Heizvorrichtung aufweist, durch den Weg für elektrischen Strom, der elektrisch das Detektorelement und das externe Gerät verbindet.
-
Als ein Sensor, der einen Leiterrahmen aufweist, ist ein Sensor bekannt, der so ausgebildet ist, dass er einen Leiterrahmen einsetzt, der einen federelastischen Kontakt aufweist, der als eine federelastisch verformbare Blattfeder dient, und ein Detektorelement in einem Einführungsloch in einer Trennvorrichtung hält, wobei der federelastische Kontaktabschnitt des Leiterrahmens sich in einem solchen Zustand befindet, dass er in Kontakt mit dem federelastischen Kontaktabschnitt des Leiterrahmens versetzt wird (vgl. Patentdokument 1). Weiterhin ist der federelastische Kontaktabschnitt so bei dem Leiterrahmen vorgesehen, dass er sich in dem Zustand befindet, dass er an eines von entgegengesetzten Enden an einen Leiterrahmen-Hauptkörperabschnitt angeschlossen ist (in einem Zustand mit Abstützung an einem Punkt).
-
Im Falle eines Sensors mit einem derartigen Aufbau wird ermöglicht, einen guten Verbindungszustand zwischen dem Leiterrahmen und dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements herzustellen, durch Verwendung eines Leiterrahmens, der so ausgebildet ist, dass ein federelastischer Kontaktabschnitt eine hohe, federelastische Kraft ausübt. Hierbei lassen sich als ein Leiterrahmen mit einem federelastischen Kontaktabschnitt, der eine hohe federelastische Kraft ausübt, beispielsweise ein Leiterrahmen angeben, der so ausgebildet ist, dass er eine große Abmessung in der Breite hat, ein Leiterrahmen, der so ausgebildet ist, dass er eine große Dicke aufweist, usw.
Patentdokument 1: Veröffentlichung eines ungeprüften
japanischen Patents Nr. 2001-188060 .
-
Falls jedoch ein Leiterrahmen, der einen federelastischen Kontaktabschnitt aufweist, der eine übermäßig hohe federelastische Kraft ausübt, verwendet wird, wie bei einem Sensor nach dem Stand der Technik, wirkt eine größere Kraft als erforderlich von dem Leiterrahmen auf das Detektorelement zum Zeitpunkt des Zusammenbaus des Leiterrahmens und des Detektorelements ein, so dass möglicherweise eine Beschädigung des Detektorelements wie beispielsweise ein Abplatzen oder ein Bruch durch diesen Druck hervorgerufen werden kann.
-
Da ein Leiterrahmen mit großen Abmessungen in Richtung der Breite viel Raum für dessen Anordnung benötigt, tritt darüber hinaus das Problem auf, dass ein derartiger Leiterrahmen nicht zum Einsatz bei einem Sensor geeignet ist, der kleine Abmessungen aufweisen muss. Falls ein Leiterrahmen mit großen Abmessungen in Richtung der Breite bei einem Detektorelement eingesetzt wird, das mit mehreren Elektrodenklemmenabschnitten versehen ist, die kleine Abmessungen in Richtung der Breite aufweisen, und nahe aneinander angeordnet sind, besteht die Möglichkeit, dass ein Leiterrahmen in Kontakt mit sämtlichen Elektrodenklemmenabschnitten versetzt wird, und ein geeigneter Weg für den elektrischen Strom nicht ausgebildet werden kann.
-
Durch Verwendung eines Leiterrahmens, der in der Breite kleine Abmessungen aufweist, bei einem derartigen Detektorelement, das mehrere Elektrodenklemmenabschnitte aufweist, kann der Stromweg ausgebildet werden. Ein Leiterrahmen, der einen federelastischen Kontaktabschnitt in einem Zustand mit Halterung an einem Punkt aufweist, wie der voranstehend geschilderte Leiterrahmen nach dem Stand der Technik, neigt jedoch dazu, keine ausreichende federelastische Kraft aufzuweisen, wenn er mit kleineren Abmessungen in Richtung der Breite hergestellt wird, so dass er nicht ausreichend den Elektrodenklemmenabschnitt kontaktieren kann, infolge der mangelnden Federelastizität, so dass möglicherweise ein instabiler Verbindungszustand mit dem Elektrodenklemmenabschnitt hervorgerufen wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehenden Probleme entwickelt, und ihr Vorteil besteht in der Bereitstellung eines Sensors und eines Verfahrens zu dessen Herstellung, bei welchem kein ein Bruch eines Detektorelements zum Zeitpunkt des Zusammenbaus mit einem Klemmenteil aus Metall hervorgerufen wird, und welcher die elektrische Verbindung zwischen einem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements und dem Klemmenteil aus Metall selbst dann aufrechterhalten kann, wenn der Raum zur Anordnung des Klemmenteils aus Metall begrenzt ist.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Sensor zur Verfügung gestellt, der ein Detektorelement in Form einer in Axialrichtung verlaufenden Platte aufweist, eine Vorderendseite aufweist, die einem Objekt zugewandt werden soll, das gemessen werden soll, und mit einem Elektrodenklemmenabschnitt an einer hinteren Endseite versehen ist, und ein Klemmenteil aus Metall, das aus Metallmaterial hergestellt ist, und den Elektrodenklemmenabschnitt kontaktiert, wodurch es elektrisch hiermit verbunden wird, um einen elektrischen Weg auszubilden, wobei das Klemmenteil aus Metall einen in Axialrichtung verlaufenden Rahmenhauptkörperabschnitt und einen zurückgeklappten Abschnitt aufweist, der so verläuft, dass er gebogen ist, so dass sich die Verlaufsrichtung ändert, von einem vorderen Ende des Rahmenhauptkörperabschnitts aus in Axialrichtung zu einer hinteren Endseite des Rahmenhauptkörperabschnitts, und den Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements kontaktiert, und hierdurch damit verbunden wird, um einen Stromweg auszubilden, während der zurückgeklappte Abschnitt einen verbindungsseitigen Endabschnitt aufweist, der mit einem Vorderende des Rahmenhauptkörperabschnitts verbunden ist, und einen Rahmenanlageabschnitt, der an einem Ort näher an einem hinteren Ende als dem verbindungsseitigen Endabschnitt zum Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt vorgesehen ist.
-
Der Sensor ist so ausgebildet, dass er das Klemmenteil aus Metall aufweist, welches den Rahmenhauptkörperabschnitt und den zurückgeklappten Abschnitt aufweist, und das Klemmenteil aus Metall zumindest mit einem Abschnitt in Kontakt mit dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements steht, wodurch ein Stromweg zur Verbindung zwischen dem Detektorelement und einer externen Schaltung gebildet wird.
-
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der zurückgeklappte Abschnitt des Klemmenteils aus Metall an dem verbindungsseitigen Endabschnitt vorgesehen, der mit dem Vorderende des Rahmenhauptkörperabschnitts verbunden ist, und an der Seite näher an dem hinteren Ende als der verbindungsseitige Endabschnitt, und weist einen Rahmenanlageabschnitt auf, der in Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt versetzt werden soll. Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher der zurückgeklappte Abschnitt des Klemmenteils aus Metall in einen Zustand mit Abstützung an mehreren Punkten versetzt, also zumindest an zwei Punkten abgestützt, die durch den verbindungsseitigen Endabschnitt und den Rahmenanlageabschnitt zur Verfügung gestellt werden.
-
Der zurückgeklappte Abschnitt in einem Zustand, in welchem er an zwei oder mehr Punkten gehaltert ist, erzeugt eine höhere mechanische Spannung, wenn er federelastisch verformt wird, im Vergleich zum Falle eines Zustands mit Halterung an einem Punkt, was es ermöglicht, das Klemmenteil aus Metall selbst gegen das Detektorelement mit höherer Spannung anzudrücken, und daher einen Zustand mit guter elektrischer Verbindung zwischen dem Klemmenteil aus Metall und einem Elektrodenklemmenteil des Detektorelements zu erzielen.
-
Da die mechanische Spannung, die von dem Klemmenteil aus Metall erzeugt wird, zunimmt, wenn der zurückgeklappte Abschnitt in einen Zustand mit Halterung an mehreren Punkten versetzt wird, muss das Klemmenteil aus Metall keine größere Abmessung in Richtung der Breite aufweisen, und keine größere Dicke, im Vergleich zu einem Klemmenteil aus Metall nach dem Stand der Technik, bei welchem ein zurückgeklappter Abschnitt immer in einen Zustand mit Halterung an einem Punkt versetzt ist (Auslegerzustand), wodurch verhindert werden kann, dass der Raum für seine Anbringung vergrößert wird, und Eignung zum Einsatz bei einem Sensor besteht, der kleine Abmessungen aufweisen muss.
-
Weiterhin ist bei dem voranstehend geschilderten Sensor das Klemmenteil aus Metall vorzugsweise so ausgebildet, dass in einem freien Zustand, vor der elektrischen Verbindung mit dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements, der Rahmenanlageabschnitt des zurückgeklappten Abschnitts nicht im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt steht, während andererseits, wenn der zurückgeklappte Abschnitt elektrisch mit dem Elektrodenklemmenabschnitt verbunden ist, und federelastisch zum Rahmenhauptkörperabschnitt verformt wird, der Rahmenanlageabschnitt im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt steht.
-
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Klemmenteil aus Metall so ausgebildet, dass im freien Zustand der Rahmenanlageabschnitt des zurückgeklappten Abschnitts nicht im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt steht, um zu ermöglichen, dass der zurückgeklappte Abschnitt an einem Ort gehaltert wird (an dem verbindungsseitigen Endabschnitt, der mit dem Vorderende des Rahmenhauptkörperabschnitts verbunden ist), auf dem Rahmenhauptkörperabschnitt. Daher ist das Klemmenteil aus Metall so ausgebildet, wenn es sich in einem Zustand befindet, bei welchem der Rahmenanlageabschnitt des zurückgeklappten Abschnitts nicht im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt steht, um gegen den Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements durch mechanische Spannungen gedrückt zu werden, die durch federelastische Verformung des verbindungsseitigen Endabschnitts und dessen benachbarten Abschnitts des zurückgeklappten Abschnitts erzeugt werden. Wenn der zurückgeklappte Abschnitt die federelastische Verformung zum Rahmenhauptkörperabschnitt fortsetzt, um den Rahmenanlageabschnitt in Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt zu versetzen, wird der zurückgeklappte Abschnitt in zumindest zwei Orten gehaltert, also an dem verbindungsseitigen Endabschnitt und dem Rahmenanlageabschnitt, auf dem Rahmenhauptkörperabschnitt.
-
Wie voranstehend geschildert, ist das bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehene Klemmenteil aus Metall so ausgebildet, dass der Druck, der das Klemmenteil aus Metall gegen das Detektorelement zwingt, sich abhängig davon ändert, ob der Rahmenhauptkörperabschnitt des Elementenanlageabschnitts im Anlageeingriff mit dem Rahmenanlageabschnitt steht, oder nicht. Spezieller ist das Klemmenteil aus Metall so ausgebildet, dass der Druck, der Klemmenteil aus Metall gegen den Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements drückt, wenn der Rahmenanlageabschnitt des Elementenanlageabschnitt im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt steht (Zustand mit Halterung an zwei Punkten), größer wird, im Vergleich dazu, wenn der Rahmenanlageabschnitt des Elementenanlageabschnitts nicht im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt steht (Zustand mit Halterung an einem Punkt).
-
Hierdurch wird beim Zusammenbau des Klemmenteils aus Metall und des Detektorelements bei einem Sensorherstellungsprozess der Elementenanlageabschnitt des Klemmenteils Metall gegen den Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements mit einer relativ kleineren Kraft in der ersten Hälfte des Zusammenbauvorgangs angedrückt, was es ermöglicht, zu verhindern, dass eine übermäßig hohe Kraft auf das Detektorelement einwirkt, und dessen Bruch hervorgeht. Nachdem der Zusammenbauvorgang fertig gestellt ist, ist der zusammengeklappte Abschnitt in den Zustand mit Halterung an zwei Punkten versetzt, in welchem er an dem verbindungsseitigen Endabschnitt und dem Rahmenanlageabschnitt auf dem Rahmenhauptkörperabschnitt gehaltert ist. Da die mechanische Spannung, die durch federelastische Verformung des zurückgeklappten Abschnitts bei dem Zustand mit Halterung an zwei Punkten größer ist, im Vergleich zum Falle des Zustands mit Halterung an einem Punkt wie voranstehend geschildert, kann ein guter elektrischer Verbindungszustand zwischen dem Klemmenteil aus Metall und dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements erzielt werden.
-
Weiterhin ist bei dem voranstehend beschriebenen Sensor der zurückgeklappte Abschnitt vorzugsweise so ausgebildet, dass er sich vom Vorderende des Rahmenhauptkörperabschnitts aus erstreckt, während er die Verlaufsrichtung ändert, und zwischen dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements und dem Rahmenhauptkörperabschnitt angeordnet ist, und den Elementenanlageabschnitt zum Kontakt mit dem Elektrodenklemmenabschnitt bildet.
-
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung ist der zurückgeklappte Abschnitt des Klemmenteils aus Metall zwischen dem Detektorelement und dem Rahmenhauptkörperabschnitt angeordnet, und bildet einen Elementenanlageabschnitt zum Kontakt mit einem Elektrodenklemmenabschnitt. Der zurückgeklappte Abschnitt, der sich in einem Zustand mit Halterung an zwei Punkten befindet, relativ zum Rahmenhauptkörperabschnitt, wird daher in Kontakt mit einem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements versetzt. Daher wird ermöglicht, den zurückgeklappten Abschnitt gegen den Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements mit höherer mechanischer Spannung anzudrücken, und wird ermöglicht, den Zustand der elektrischen Verbindung zwischen dem Klemmenteil aus Metall und dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements noch besser auszubilden.
-
Weiterhin ist es bei dem voranstehend beschriebenen Sensor vorzuziehen, dass der zurückgeklappte Abschnitt, welcher den Elementenanlageabschnitt bildet, zum Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements hin vorsteht, und sein Spitzenabschnitt ein konvexes Teil zum Kontakt mit dem Elektrodenklemmenabschnitt aufweist.
-
Dadurch, dass der zurückgeklappte Abschnitt mit dem konvexen Teil versehen ist, das zum Elektrodenklemmenabschnitt hin vorsteht, und die Spitze des konvexen Teils in Kontakt mit dem Elektrodenklemmenabschnitt versetzt wird, kann der Kontaktdruck des zurückgeklappten Abschnitts in Bezug auf den Elektrodenklemmenabschnitt höher ausgebildet werden. Daher kann der Kontakt zwischen dem zurückgeklappten Abschnitt des Klemmenteils aus Metall und dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements sichergestellt werden, und kann die Verlässlichkeit des Zustands der elektrischen Verbindung dieser Teile verbessert werden.
-
Weiterhin ist es bei dem voranstehend beschriebenen Sensor vorzuziehen, dass der zurückgeklappte Abschnitt, welcher den Elementenanlageabschnitt bildet, so ausgebildet ist, dass er eine Abmessung in Richtung der Breite aufweist, die im Bereich von 0,5 mm bis 2,0 mm liegt.
-
Das Klemmenteil aus Metall mit dem zurückgeklappten Abschnitt, dessen Abmessungen in Richtung der Breite wie voranstehend geschildert gewählt sind, kann elektrisch mit jedem Elektrodenklemmenabschnitt getrennt verbunden werden, ohne elektrisch mit mehreren Elektrodenklemmenabschnitten verbunden zu werden, selbst in jenem Fall, in welchem der Elektrodenklemmenabschnitt kleine Abmessungen in Richtung der Breite aufweist, und das Detektorelement mit mehreren Elektrodenklemmenabschnitten versehen ist, so dass in geeigneter Weise ein elektrischer Weg ausgebildet werden kann. Weiterhin kann eine ordnungsgemäße Festigkeit des Klemmenteils aus Metall aufrechterhalten werden, und ist die Standfestigkeit des Sensors gut. Da das Klemmenteil aus Metall in einem kleinen Anordnungsraum angeordnet werden kann, wird darüber hinaus ermöglicht, einen elektrischen Weg in einem kleinen Sensor auszubilden, und den Sensor mit geringen Abmessungen auszubilden.
-
Hierbei wird der Begriff ”Abmessung in Richtung der Breite” so verwendet, dass er die Abmessung in der Richtung senkrecht sowohl zur Axialrichtung als auch zur Richtung eines Eingriffsraums zwischen dem zurückgeklappten Abschnitt und dem Rahmenhauptkörperabschnitt bezeichnet.
-
Weiterhin ist es bei dem voranstehend beschriebenen Sensor vorzuziehen, dass der Sensor eine Trennvorrichtung aufweist, die in Radialrichtung außerhalb der hinteren Endseite des Detektorelements angeordnet ist, und aus einem Isoliermaterial besteht, und das Klemmenteil aus Metall in einem Zustand gehaltert wird, in welchem der zurückgeklappte Abschnitt federelastisch zum Rahmenhauptkörperabschnitt verformt ist, und zwischen dem Detektorelement und der Trennvorrichtung.
-
Durch Haltern des Klemmenteils aus Metall in einem Zustand, in welchem der zurückgeklappte Abschnitt federelastisch zum Rahmenhauptkörperabschnitt hin verformt ist, und zwischen dem Detektorelement und der Trennvorrichtung, kann der Zustand der elektrischen Verbindung zwischen dem Klemmenteil aus Metall und dem Detektorelement auf sichere Art und Weise erzielt werden. Daher kann der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung den Verbindungszustand zwischen dem Klemmenteil aus Metall und dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements stabil über lange Zeiträume aufrechterhalten, selbst wenn er in einem Zustand eingesetzt wird, bei welchem er an einem Fahrzeug oder dergleichen angebracht ist, bei dem erhebliche Schwingungen auftreten.
-
Weiterhin ist es bei dem voranstehend beschriebenen Sensor vorzuziehen, dass der Rahmenanlageabschnitt des zurückgeklappten Abschnitts eine gekrümmte Form aufweist.
-
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Rahmenanlageabschnitt des zurückgeklappten Abschnitts des Klemmenteils aus Metall die Form einer gekrümmten Oberfläche auf, und steht der Rahmenanlageabschnitt im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt. Selbst in jenem Fall, in welchem der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Zustand eingesetzt wird, in welchem er an einem Fahrzeug oder dergleichen angebracht ist, dessen Schwingungen erheblich sind, wird es daher möglich, beträchtlich das Ausmaß zu verringern, in welchem Metallpulver infolge einer Reibung zwischen dem Rahmenanlageabschnitt und dem Rahmenhauptkörperabschnitt erzeugt wird. Daher wird durch den Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, wirksam eine Verteilung von Metallpulver infolge von Reibung des Rahmenanlageabschnitts und des Rahmenhauptkörperabschnitts zu verhindern, und einen schlechten Einfluss auf den Verbindungszustand zwischen dem Klemmenteil aus Metall und dem Detektorelement, selbst in jenem Fall, in welchem der Sensor unter Bedingungen eingesetzt wird, bei welchen er an einem Fahrzeug oder dergleichen angebracht ist, dessen Schwingungen erheblich sind.
-
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors zur Verfügung gestellt, der ein Detektorelement in Form einer in Axialrichtung verlaufenden Platte aufweist, eine vordere Endseite aufweist, die einem zu messenden Objekt zugewandt werden soll, und mit einem Elektrodenklemmenabschnitt an einer hinteren Endseite versehen ist, eine Trennvorrichtung, die radial außerhalb einer hinteren Endseite des Detektorelements angeordnet ist, mit einem Elektrodenklemmenabschnitt versehen ist, und aus einem Isoliermaterial besteht, und ein Klemmenteil aus Metall, das aus einem Metallblechmaterial ausgebildet wird, und den Elektrodenklemmenabschnitt kontaktiert, wodurch es hiermit elektrisch verbunden wird, um einen elektrischen Weg auszubilden, wobei das Klemmenteil aus Metall einen in Axialrichtung verlaufenden Rahmenhauptkörperabschnitt und einen zurückgeklappten Abschnitt aufweist, der sich so erstreckt, dass er gebogen ist, um die Verlaufsrichtung zu ändern, von einem Vorderende des Rahmenhauptkörperabschnitts in Axialrichtung zu einer hinteren Endseite des Rahmenhauptkörperabschnitts, und zwischen dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements und dem Rahmenhauptkörperabschnitt angeordnet ist, wobei der zurückgeklappte Abschnitt einen verbindungsseitigen Endabschnitt aufweist, der mit einem Vorderende des Rahmenhauptkörperabschnitts verbunden ist, und einen Rahmenanlageabschnitt, der an einem Ort näher an einem hinteren Ende als dem verbindungsseitigen Endabschnitt vorgesehen ist, zum Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt, und wobei das Klemmenteil aus Metall so ausgebildet ist, dass der Rahmenanlageabschnitt des zurückgeklappten Abschnitts nicht im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt steht, wenn das Klemmenteil aus Metall sich in einem Zustand befindet, bevor es elektrisch mit dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements verbunden wird, und der zurückgeklappte Abschnitt im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt steht, wenn das Klemmenteil aus Metall elektrisch mit dem Elektrodenklemmenabschnitt verbunden ist, so dass der zurückgeklappte Abschnitt dazu veranlasst wird, sich federelastisch zum Rahmenhauptkörperabschnitt hin zu verformen, wobei das Verfahren einen ersten Schritt aufweist, in welchem das Klemmenteil aus Metall in der Trennvorrichtung angeordnet wird, einen zweiten Schritt, in welchem das Detektorelement gegen den zurückgeklappten Abschnitt gedrückt wird, wodurch der zurückgeklappte Abschnitt federelastisch zum Rahmenhauptkörperabschnitt hin verformt wird, und ein Rahmenkontaktabschnitt des zurückgeklappten Abschnitts in Kontakt mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt gebracht wird, und einen dritten Schritt, in welchem die Relativpositionen des Detektorelements und der Trennvorrichtung so geändert werden, dass ermöglicht wird, dass die Trennvorrichtung radial außerhalb des Detektorelements angeordnet wird.
-
Bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung kann kaum ein Bruch des Detektorelements beim Zusammenbauvorgang zum Zusammenbau des Detektorelements und des Klemmenteils aus Metall während des Sensorherstellungsprozesses hervorgerufen werden, wodurch ermöglicht wird, den Herstellungswirkungsgrad des Sensors zu erhöhen.
-
Selbst bei einer Anordnung, bei welcher der Raum zum Anbringen des Klemmenteils aus Metall klein ist, kann darüber hinaus wirksam ein Sensor erhalten werden, bei welchem der Zustand der elektrischen Verbindung zwischen dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements und dem Klemmenteil aus Metall gut ist.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Schnittansicht, welche den gesamten Aufbau eines Weitbereichs-Luft/Kraftstoffverhältnissensors gemäß einer Ausführungsform zeigt;
-
2 ist eine Perspektivansicht, die schematisch den Aufbau eines Detektorelements darstellt;
-
3 ist eine Perspektivansicht, die das äußere Erscheinungsbild eines Leiterrahmens zeigt;
-
4 ist eine Perspektivansicht des äußeren Erscheinungsbildes einer Trennvorrichtung;
-
5 ist eine Perspektivansicht einer Trennvorrichtung in einem Zustand, in welchem ein Leiterrahmen in einem Einführungsloch angeordnet ist;
-
6 ist eine Ansicht zur Erläuterung von Zuständen der Verformung des Leiterrahmens in dem Einführungsloch zum Zeitpunkt des Vorgangs des Einführens des Detektorelements in die Trennvorrichtung;
-
7 ist eine Perspektivansicht einer Zwischenbaugruppe in einem Zustand, in welchem eine hintere Endseite des Detektorelements gegenüber einem hinteren Endabschnitt eines Metallteils und einem hinteren Endabschnitt einer Keramikmuffe vorsteht;
-
8 ist eine Perspektivansicht, die das äußere Erscheinungsbild eines Leiterrahmens zeigt, der einen Vorsprung an einem Abschnitt eines Elementenanlageabschnitts aufweist, der in Kontakt mit einem Elektrodenklemmenabschnitt eines Detektorelements versetzt werden soll; und
-
9 ist eine Perspektivansicht, welche das äußere Erscheinungsbild eines Leiterrahmens mit einem Rahmenanlageabschnitt des Elementenanlageabschnitts zeigt, der eine gekrümmte Form aufweist.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
Bei dieser Ausführungsform wird eine Art eines Gassensors beschrieben, speziell ein Weitbereichs-Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 (nachstehend auch als Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 bezeichnet), der aus einem Detektorelement (Gassensorelement) zur Erfassung eines bestimmten Gases, das ein zu messendes Objekt ist, besteht, wobei das Gas in einem Abgas enthalten ist, zum Einsatz in einer Luft/Kraftstoffverhältnisrückkopplungsregelung bei Kraftfahrzeugen oder verschiedenen anderen Arten von Brennkraftmaschinen.
-
1 ist eine Schnittansicht, welche den Gesamtaufbau des Luft/Kraftstoffverhältnissensors 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Der Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 weist ein Detektorelement 4 in Form einer Platte auf, die sich in Axialrichtung erstreckt (in Richtung nach oben und unten in der Zeichnung), ein rohrförmiges Metallgehäuse 102, welches das Detektorelement 4 so aufnimmt, dass ein vorderer Endabschnitt des Detektorelements 4 von dort aus vorstehen kann, eine Keramikmuffe 6, die zwischen dem Detektorelement 4 und dem Metallgehäuse 4 vorgesehen ist, und eine Trennvorrichtung 82, die aus Aluminiumoxid besteht, und so angeordnet ist, dass sie einen hinteren Endabschnitt des Detektorelements 4 umgibt.
-
Das Detektorelement 4 weist die Form einer in Axialrichtung verlaufenden Platte auf, und ist an einer vorderen Endseite (der unteren Seite in der Figur) so vorgesehen, dass es einem Gas zugewandt ist, das ein zu messendes Objekt darstellt, wobei ein Detektorabschnitt 8 von einer Schutzschicht abgedeckt ist, und an einer ersten Plattenoberfläche 21 und einer zweiten Plattenoberfläche 23 von äußeren Oberfläche einer hinteren Endseite (der oberen Seite in der Figur), wobei die erste und die zweite Plattenoberfläche die Beziehung zwischen einer Vorderseite und einer Rückseite haben, und mit Elektrodenklemmenabschnitten 30, 31, 32, 34 und 36 versehen (siehe 2). Fünf Leiterrahmen (Metallklemmenteile) sind zwischen dem Detektorelement 4 und der Trennvorrichtung 82 angeordnet, und sind elektrisch mit dem Elektrodenklemmenabschnitt 30, 31, 32, 34 bzw. 36 verbunden. Weiterhin sind die Leiterrahmen 10 elektrisch an ihren hinteren Endseiten mit Leitungsdrähten 46 verbunden, die innerhalb des Sensors angeordnet sind, durch Bewegung von außerhalb her, und bilden elektrische Wege für einen Stromfluss zwischen einer externen Schaltung, an welche die Leitungsdrähte 46 angeschlossen sind, und den Elektrodenklemmenabschnitten 30, 31, 32, 34 und 36.
-
Das Metallgehäuse 102 weist an einer äußeren Oberfläche einen Gewindeabschnitt 103 zur Befestigung an einem Auspuffrohr auf, und ist annähernd rohrförmig ausgebildet, wobei im Inneren ein in Axialrichtung verlaufendes Durchgangsloch vorhanden ist. Weiterhin ist das Metallgehäuse 102 so ausgebildet, dass es das Detektorelement 4 in dem Durchgangsloch 109 so haltert, dass der Detektorabschnitt 8 gegenüber der vorderen Endseite vorstehen kann, während die Elektrodenklemmenabschnitte 30, 31, 32, 34 und 36 gegenüber der hinteren Endseite vorstehen können.
-
An der vorderen Endseite (der unteren Seite in 1) ist der Außenumfang des Metallgehäuses 102 durch Schweißung oder dergleichen an einer äußeren Schutzvorrichtung 42 und einer inneren Schutzvorrichtung 43 befestigt, die aus Metall bestehen (beispielsweise Edelstahl oder dergleichen), um eine Doppelwand auszubilden, wobei mehrere Löcher vorgesehen sind.
-
Weiterhin ist eine Trennvorrichtung 82 um die hintere Endseite herum (die obere Seite in 1) des Detektorelements 4 angeordnet, das gegenüber einem hinteren Endabschnitt 104 des Metallgehäuses 102 vorsteht, und nimmt die Elektrodenklemmenabschnitte 30, 31, 32, 34 und 36 in einem Einführungsloch 184 auf.
-
An der hinteren Endseite ist der Außenumfang des Metallgehäuses 102 fest an einem äußeren Rohr 44 angebracht. An der hinteren Endseite (der oberen Seite in 1) ist ein Öffnungsabschnitt des äußeren Rohrs 44 eine Kabeldurchführung 50 vorgesehen, und Leitungsdrähte 46 sind in Leitungsdrahteinführungslöcher 61 der Kabeldurchführung eingeführt.
-
Die Trennvorrichtung 82 weist einen Flanschabschnitt 83 auf, der radial nach außen von ihrer Außenoberfläche vorsteht, und ist im Inneren des äußeren Rohrs 44 dadurch angeordnet, dass sie im Anlageeingriff an dem Flanschabschnitt 83 mit einem Halterungsabschnitt 64 an der Seite des äußeren Rohrs des äußeren Rohrs 44 steht.
-
In einem Durchgangsloch 109 des Metallgehäuses 102 sind aufeinander ein ringförmiger Keramikhalter 106, eine Pulverfüllschicht 108 (nachstehend auch bezeichnet als Talkumring 108), eine Hilfsmuffe 110 und eine Keramikmuffe 6 in dieser Reihenfolge von der vorderen Endseite zur hinteren Endseite so angeordnet, dass sie den Außenumfang des Detektorelements 4 umgeben. Diese laminierten Schichten werden fest zwischen einem Schulterabschnitt 107 und einem hinteren Endabschnitt 104 gehaltert, durch Umbördeln mit Hilfe einer Dichtung 129 und eines Bördelrings 112.
-
In diesem Zusammenhang ist eine Perspektivansicht des schematischen Aufbaus des Detektorelements 4 in 2 gezeigt. Hierbei ist in 1 ein in Axialrichtung mittlerer Abschnitt des Detektorelements 3 weggelassen.
-
Das Detektorelement 4 weist einen Elementabschnitt 20 auf, der die Form einer in Axialrichtung (in Horizontalrichtung in 2) verlaufenden Platte aufweist, und eine Heizvorrichtung 22, die in ähnlicher Weise die Form einer in Axialrichtung verlaufenden Platte aufweist, wobei diese beiden Teile aufeinander angeordnet sind, damit das Detektorelement als flache Platte mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet werden kann. Da das Detektorelement 4, das als der Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 verwendet wird, von einer auf diesem Gebiet bekannten Art ist, wird auf eine Detailbeschreibung des inneren Aufbaus und dergleichen verzichtet, jedoch ist der grundsätzliche Aufbau folgendermaßen.
-
Zunächst besteht der Elementabschnitt 20 aus einer Sauerstoffkonzentrationszelle, die poröse Elektroden aufweist, die auf den entgegengesetzten Seiten eines Elektrolyt-Feststoffsubstrats vorgesehen sind, einer Sauerstoffpumpzelle, die poröse Elektroden aufweist, die entsprechend auf den entgegengesetzten Seiten eines Elektrolyt-Feststoffsubstrats vorgesehen sind, und ein Abstandsstück, das zwischen den Zellen angeordnet ist, um eine hohle Gasmesskammer auszubilden. Das Elektrolyt-Feststoffsubstrat besteht aus einer Feststofflösung aus Zirkonoxid und Yttriumoxid als Stabilisator, und die poröse Elektrode besteht aus einem Material, welches Pt als Hauptbestandteil enthält. Weiterhin besteht das Abstandsstück, welches die Gasmesskammer bildet, aus einem Material, das Aluminiumoxid als Hauptbestandteil enthält, und sind eine der porösen Elektroden der Sauerstoffkonzentrationszelle und eine der porösen Elektroden der Sauerstoffpumpzelle so angeordnet, dass sie zur hohlen Gasmesskammer hin freiliegen. Weiterhin ist die Gasmesskammer so ausgebildet, dass sie an der vorderen Endseite des Elementabschnitts 20 angeordnet ist, und ein Abschnitt des Elementabschnitts, an welchem die Gasmesskammer vorgesehen ist, entspricht dem Detektorabschnitt 8.
-
Weiterhin ist die Heizvorrichtung 22 so ausgebildet, dass sie ein Heizwiderstandsmuster aufweist, das aus einem Material besteht, welches Pt als Hauptbestandteil enthält, und zwischen Isoliersubstraten angeordnet ist, die aus Aluminiumoxid als Hauptbestandteil bestehen.
-
Der Elementenabschnitt 20 und die Heizvorrichtung 22 sind so miteinander verbunden, dass dazwischen eine Keramikschicht angeordnet ist (beispielsweise eine Keramik des Zirkonoxidsystems oder eine Keramik des Aluminiumoxidsystems). Weiterhin ist auf zumindest einer Oberfläche der Elektroden des Detektorelements 4, welche einem zu messenden Objekt ausgesetzt wird (bei der vorliegenden Ausführungsform: Abgas) eine Schutzschicht (nicht gezeigt) vorgesehen, die aus poröser Keramik besteht, zum Schutz gegen eine Vergiftung. Weiterhin deckt bei der vorliegenden Ausführungsform die Schutzschicht die gesamte vorderendseitige Oberfläche des Detektorelements ab, welche die Oberfläche der Elektrode enthält, welche dem Abgas ausgesetzt werden soll.
-
Ein derartiges Detektorelement 4 ist, wie in 2 gezeigt, mit drei Elektrodenklemmenabschnitten 31, 32, 33 an der hinteren Endseite (der rechten Seite in 2) der ersten Plattenoberfläche 21 versehen, und mit zwei Elektrodenklemmenabschnitten 34, 36 an der hinteren Endseite der zweiten Plattenoberfläche 23. Die Elektrodenklemmenabschnitte 30, 31, 32 sind an dem Elementabschnitt 20 vorgesehen, wobei einer dieser Elektrodenklemmenabschnitte elektrisch auf übliche Art und Weise an eine der porösen Elektroden der Sauerstoffkonzentrationszelle angeschlossen ist, die zur Innenseite der Gasmesskammer freiliegt, und an eine der porösen Elektroden der Sauerstoffpumpzelle. Weiterhin sind verbleibende zwei der Klemmenelektroden 30, 31, 32 elektrisch mit der anderen der porösen Elektroden der Sauerstoffkonzentrationszelle bzw. der anderen der porösen Elektroden der Sauerstoffpumpzelle verbunden. Weiterhin sind die Elektrodenklemmenabschnitte 34, 36 an der Heizvorrichtung 22 vorgesehen, und an die entgegengesetzten Enden des Heizwiderstandsmusters über eine Durchgangsverbindung (nicht gezeigt) angeschlossen, die sich quer in Richtung der Dicke der Heizvorrichtung 22 erstreckt.
-
Als nächstes wird der Leiterrahmen 10 beschrieben. 3 ist eine Perspektivansicht, die das äußere Erscheinungsbild des Leiterrahmens 10 zeigt. Hierbei ist der Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet, dass er zwei Arten von Leiterrahmen 10 aufweist, die sich in Bezug auf die Form des Rahmenverriegelungsabschnitts unterscheiden (den ersten Leiterrahmen 11 an der linken Seite in 3, und den zweiten Leiterrahmen 211 an der rechten Seite). Weiterhin besteht der Leiterrahmen 10 aus einem bekannten Material (beispielsweise Inkonel, Edelstahl oder dergleichen), welches seine Federelastizität (Federelastizität) aufrechterhält, selbst wenn es wiederholt hohen Temperaturen ausgesetzt wird.
-
Erstens weist der erste Leiterrahmen 11 einen Rahmenhauptkörperabschnitt 12 auf, der aus einer in Axialrichtung verlaufenden Platte besteht, einen Elementenanlageabschnitt 16, der so verläuft, dass er abgebogen ist, von einem Vorderende des Hauptkörperabschnitts 12 aus, so dass er zwischen dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 und dem Detektorelement 4 angeordnet ist, und einen Abschnitt aufweist, an welchem er in Anlageeingriff mit dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements 4 steht, und einen Leitungsdrahtverbindungsabschnitt 17, der elektrisch mit einem Leitungsdraht 46 verbunden ist.
-
Der Rahmenhauptkörperabschnitt 12 weist an einem Ort etwa im Zentrum in Axialrichtung einen gekrümmten Abschnitt 13 auf, und ist so ausgebildet, dass ein vorderendseitiger Abschnitt näher an dem Vorderende als der gekrümmte Abschnitt 13, und ein hinterendseitiger Abschnitt näher an dem hinteren Ende als der gekrümmte Abschnitt 13, eine unterschiedliche Position in Bezug auf die Richtung der Dicke der Plattenoberfläche aufweisen. Die Oberfläche des gekrümmten Abschnitts 13, welche dem Rahmenanlageabschnitt 15 zugewandt ist, bildet eine Schrägfläche, die der vorderen Endseite zugewandt ist, und die Aufgabe hat, den Rahmenanlageabschnitt 15 daran zu hindern, sich in Axialrichtung zur hinteren Endseite oder in Radialrichtung nach außen zu bewegen, zum Zeitpunkt des Anlageeingriffs mit dem Rahmenanlageabschnitt. Weiterhin ist der Rahmenhauptkörperabschnitt 12 so ausgebildet, dass er eine Abmessung W1 in Richtung der Breite von 1,1 mm aufweist, und eine Dicke von 0,2 mm, an der Plattenoberfläche des vorderen endseitigen Abschnitts näher an dem Vorderende als die zentrale Position.
-
Weiterhin weist der erste Leiterrahmen 11 einen ersten Rahmenverriegelungsabschnitt 19 zum Eingriff mit der Trennvorrichtung 82 an der vorderen Endseite des Rahmenhauptkörperabschnitts 12 auf. Der erste Rahmenverriegelungsabschnitt 19 erstreckt sich von einer Seitenoberfläche eines vorderendseitigen Abschnitts des Rahmenhauptkörperabschnitts 12 in Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche, und ist so gebogen, dass er einen Abschnitt parallel zur Plattenoberfläche des Rahmenhauptkörperabschnitts 12 aufweist.
-
Der Elementenanlageabschnitt (rückgeklappter Abschnitt) 16 ist so ausgebildet, dass er so verläuft, dass er radial nach innen gebogen ist, so dass die Verlaufsrichtung geändert wird, von einem Vorderende des Rahmenhauptkörperabschnitts 12 in Axialrichtung zur hinteren Endseite hin. Der Elementenanlageabschnitt 16 weist einen verbindungsseitigen Endabschnitt 14 auf, der mit dem Vorderende des Rahmenhauptkörperabschnitts 12 verbunden ist, und einen Rahmenanlageabschnitt 15, der näher an dem hinteren Ende angeordnet ist als der verbindungsseitige Endabschnitt 14, und ist in einen Zustand versetzt, in welchem er von dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 beabstandet ist, wenn sich der erste Leiterrahmen 11 im freien Zustand befindet.
-
Hierbei ist der Elementenanlageabschnitt 16 so ausgebildet, dass er eine Abmessung mit einer Breite von 1,1 mm der Plattenoberfläche und eine Dicke von 0,2 mm aufweist. Weiterhin ist der Elementenanlageabschnitt 16 in Form eines Kreisbogens ausgebildet, und so gekrümmt, dass die Entfernung zwischen dem zentralen Abschnitt in Axialrichtung und dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 größer ist, im Vergleich zu jener zwischen dem Rahmenanlageabschnitt 15 und dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12, und eine zur konvexen Seite gekrümmte Oberfläche der Kreisbogenform im Anlageeingriff mit dem Detektorelement 4 steht.
-
Wenn hierbei eine externe Kraft auf den Elementenanlageabschnitt 16 einwirkt (speziell eine externe Kraft von dem Elementenanlageabschnitt 16 zum Rahmenhauptkörperabschnitt 12 hin einwirkt), wird der Rahmenanlageabschnitt 15 federelastisch zum Rahmenhauptkörperabschnitt 12 verformt, und schließlich gelangt der Rahmenanlageabschnitt 15 in Anlageeingriff mit dem gekrümmten Abschnitt 13 des Rahmenhauptkörperabschnitts 12.
-
Weiterhin ist der erste Leiterrahmen 11 so ausgebildet, dass dann, wenn auf ihn keine externe Kraft einwirkt, und der verbindungsseitige Endabschnitt 14 (der Elementenanlageabschnitt selbst) nicht federelastisch verformt wird, die Entfernung zwischen. dem Anlageabschnitt 15 des Elementenanlageabschnitts 16 und dem Hauptrahmenabschnitt 12 kleiner ist als die Tiefe der ersten Rahmenanordnungsnut 86 und der zweiten Rahmenanordnungsnut 88 der Trennvorrichtung 82.
-
Hierbei ist der erste Leiterrahmen 11 so ausgebildet, dass dann, wenn der Elementenanlageabschnitt 16 in einem Zustand, in welchem er federelastisch zum Rahmenhauptkörperabschnitt 12 hin verformt ist, zwischen dem Detektorelement 4 und der Trennvorrichtung 82 gehalten wird, der Anlageabschnitt 15 des Elementenanlageabschnitts 16 in Kontakt mit dem gekrümmten Abschnitt 13 des Rahmenhauptkörperabschnitts 12 gebracht wird, und zumindest ein Abschnitt des Elementenanlageabschnitts 16 gegenüber der ersten Rahmenanordnungsnut 86 und der zweiten Rahmenanordnungsnut 88 vorsteht, so dass ein Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements 4 berührt wird.
-
Als nächstes wird der zweite Leiterrahmen 211 beschrieben.
-
Der zweite Leiterrahmen-Hauptkörperabschnitt 212 ist so ausgebildet, dass ein Vorderendseitenabschnitt näher an dem Vorderende als an dem Abschnitt um einen gekrümmten Abschnitt 213 herum eine Breite W2 von 0,8 mm in der Plattenoberfläche aufweist, und eine Dicke der Platte von 0,2 mm, und im Wesentlichen in Bezug auf die Schnittform in Bezug auf eine Ebene parallel zur Axialrichtung und senkrecht zur Plattenoberfläche gleich dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 ist, sich jedoch in Bezug auf die Breite einer Queroberfläche von dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 von dem ersten Leiterrahmen 11 unterscheidet.
-
Der zweite Elementenanlageabschnitt 216 ist so ausgebildet, dass er eine Breite W2 der Plattenoberfläche von 0,8 mm aufweist, und eine Dicke der Platte von 0,2 mm, und ist im Wesentlichen in Bezug auf die Schnittform des Kreisbogens in Bezug auf eine Ebene parallel zur Axialrichtung, gleich dem Elementenanlageabschnitt 16 ausgebildet, und weist einen zweiten verbindungsseitigen Endabschnitt 214 entsprechend dem verbindungsseitigen Endabschnitt 14 sowie einen zweiten Rahmenanlageabschnitt 215 entsprechend dem Rahmenanlageabschnitt 15 auf.
-
Weiterhin weist der zweite Leiterrahmen 211 an einem Abschnitt des zweiten Rahmenhauptkörperabschnitts 212 zwei zweite Rahmenverriegelungsabschnitte 219 auf, die in den zweiten Verriegelungsnuten 91 der Trennvorrichtung 82 angeordnet werden können. Die zweiten Verriegelungsabschnitte 219 sind so ausgebildet, dass sie sich von dem zweiten Hauptkörperabschnitt 212 in Richtung senkrecht zu dessen Plattenoberfläche erstrecken, und so nach außen gebogen sind, dass sie Abschnitte parallel zur Plattenoberfläche des zweiten Rahmenhauptkörperabschnitts 212 aufweisen.
-
Weiterhin weist der zweite Leiterrahmen 211 an dem hinteren Ende des zweiten Leiterrahmenhauptkörperabschnitts 212 einen zweiten Leitungsdrahtverbindungsabschnitt 217 auf, der eine ähnliche Form aufweist wie der Leitungsdrahtverbindungsabschnitt 17 des ersten Leiterrahmens 11.
-
Bei den Leiterrahmen 10 mit der geschilderten Ausbildung werden die vier ersten Leiterrahmen 11 und ein zweiter Leiterrahmen 211 in das Einführungsloch 84 der Trennvorrichtung 82 so eingeführt, dass sie in einen gegeneinander isolierten Zustand versetzt werden.
-
In diesem Fall sind die vier ersten Leiterrahmen 11 in den zwei ersten Leiterrahmenanordnungsnuten 86 entsprechend den Elektrodenklemmenabschnitten 30, 32 des Detektorelements 4 und in den zwei Rahmenanordnungsnuten 88 entsprechend den zwei zweiten Rahmenanordnungsnuten 88 entsprechend den Elektrodenklemmenabschnitten 34, 36 angeordnet. Der zweite Leiterrahmen 211 ist in der ersten Rahmenanordnungsnut 86 entsprechend dem Elektrodenklemmenabschnitt 31 des Detektorelements 4 angeordnet.
-
Als nächstes wird die Trennvorrichtung 82 beschrieben.
-
4 ist eine Perspektivansicht, welche das äußere Erscheinungsbild der Trennvorrichtung 82 bei Betrachtung von deren vorderer Endseite aus zeigt. Wie in 4 gezeigt, sind an der Innenwandoberfläche des Einführungsloches 84, welches der ersten Plattenoberfläche 21 (nicht gezeigt) zugewandt ist, drei erste Rahmenanordnungsnuten 86 zum Anordnen von drei Leiterrahmen 10 in einem Zustand vorgesehen, in welchem diese elektrisch gegeneinander isoliert sind, sowie erste Rippenabschnitte 87, welche Grenzen der ersten Rahmenanordnungsnuten 86 bilden.
-
Weiterhin sind an der Innenwandoberfläche des Einführungsloches 84, welches der zweiten Plattenoberfläche 23 (nicht gezeigt) des Detektorelements 4 zugewandt ist, zwei zweite Rahmenanordnungsnuten 88 zum Anordnen der zwei Leiterrahmen 10 in einem Zustand vorgesehen, in welchem diese elektrisch gegeneinander isoliert sind, und ist ein zweiter Rippenabschnitt 89 vorgesehen, der eine Grenze der zweiten Rahmenanordnungsnuten 88 bildet. Hierbei sind die zweiten Anordnungsnuten 88 an der zweiten Plattenoberfläche 23 des Detektorelements 4 und an den Positionen entsprechend den Elektrodenklemmenabschnitten 34, 36 vorgesehen.
-
Die ersten Rippenabschnitte 87 und der zweite Rippenabschnitt 89 haben die Aufgaben, zu verhindern, dass die Leiterrahmen 10, die in den benachbarten Rahmenanordnungsnuten angeordnet sind, in Kontakt miteinander geraten, wodurch verhindert wird, dass der elektrische Weg einen Defekt aufweist.
-
Weiterhin weist die Trennvorrichtung 82 an ihrer vorderen Endoberfläche (dieser Seitenoberfläche in der Figur) erste Verriegelungsnuten 90 und eine zweite Verriegelungsnut 91 auf, die so ausgebildet sind, dass sie mit dem vorderendseitigen Öffnungsabschnitt des Einführungslochs 84 verbunden sind.
-
Die ersten Verriegelungsnuten 90 weisen annähernd L-Form auf, wenn sie von der Vorderendseite aus betrachtet werden, und sind so ausgebildet, dass in ihnen ein erster Rahmenverriegelungsabschnitt 19 des Leiterrahmens 10 angeordnet ist, der nachstehend genauer erläutert wird. Hierbei sind die ersten Verriegelungsnuten 90 so ausgebildet, dass mit ihnen zwei der drei ersten Rahmenanordnungsnuten 86 verbunden sind, die an den entgegengesetzten Seiten angeordnet sind, sowie die zweiten Rahmenanordnungsnuten 88.
-
Die zweite Verriegelungsnut 91 besteht aus einem engeren Hutabschnitt 93, der zwischen zwei Vorsprungsabschnitten 92 vorgesehen ist, und einem breiteren Hutabschnitt 94, der an einem Abschnitt des Isolierkontaktteils 82 vorgesehen ist, das an der Außenseite in Radialrichtung des engeren Nutabschnitts 93 angeordnet ist, und ist so ausgebildet, dass in ihr die zweiten Rahmenverriegelungsabschnitte 219 des Leiterrahmens 10 angeordnet werden, die nachstehend genauer erläutert werden. Hierbei ist der Vorsprungsabschnitt 92 so ausgebildet, dass er stetig von einem Ende des ersten Rippenabschnitts 87 ausgeht. Weiterhin ist die zweite Verriegelungsnut 91 an einem Ort vorgesehen, an welchem sie mit einer ersten Rahmenanordnungsnut 86 verbunden ist, die in der Mitte der drei ersten Rahmenanordnungsnuten 86 vorgesehen ist.
-
Der Leiterrahmen 10 wird in dem Einführungsloch 84 durch Einführen, in das Einführungsloch 84, der Trennvorrichtung zusammen mit dem Leitungsdraht 46 angeordnet, nachdem der Leitungsdraht 46 mit dem Leitungsdrahtverbindungsabschnitt 17 (dem zweiten Leitungsdrahtverbindungsabschnitt 217) verbunden wurde.
-
5 ist eine Perspektivansicht des Einführungslochs 84 für die Trennvorrichtung 82 in dem Zustand, in welchem der Leiterrahmen 10 in das Einführungsloch 84 eingeführt wird. Wie in 5 gezeigt, ist der erste Rahmenverriegelungsabschnitt 19 des ersten Leiterrahmens 11 in der ersten Verriegelungsnut 90 der Trennvorrichtung 82 angeordnet, und ist der zweite Rahmenverriegelungsabschnitt 219 des zweiten Leiterrahmens 211 in der zweiten Verriegelungsnut 91 der Trennvorrichtung 84 angeordnet.
-
Durch Einführen des Detektorelements 4 in das Kontakteinführungsloch 84 der Trennvorrichtung 84 in einem Zustand, in welchem wie voranstehend geschildert dort darin die Leiterrahmen 10 angeordnet werden, kann der Elementenanlageabschnitt 16 (zweiter Elementenanlageabschnitt 216) in Anlageeingriff gebracht werden, und elektrisch mit einem der Elektrodenklemmenabschnitte 30, 31, 32, 34, 36 des Detektorelements 4 verbunden werden.
-
Als nächstes wird der Zusammenbauvorgang zum Einführen des Detektorelements 4 in das Einführungsloch 84 in einem Zustand beschrieben, bei welchem die Leiterrahmen 10 dort angeordnet sind, wodurch das Detektorelement 4, der Leiterrahmen 10 und die Trennvorrichtung 82 zu einer Einheit zusammengebaut werden.
-
6 erläutert die Verformungszustände des Leiterrahmens 10 in dem Einführungsloch 84 während des Vorgangs zum Einführen des Detektorelements 4 in das Einführungsloch 84 der Trennvorrichtung 82. Weiterhin sind in 6 ein Leiterrahmen 10 und das Detektorelement 4 gezeigt, und ist zur Vereinfachung die Trennvorrichtung 82 weggelassen.
-
Zuerst wird im ersten Schritt unmittelbar nach dem Beginn des Zusammenbauvorgangs das Detektorelement 4 an der Vorderendseite der Trennvorrichtung 82 angeordnet, und dann wird das Detektorelement 4 zum vorderendseitigen Öffnungsabschnitt des Einführungslochs 84 bewegt, während gleichzeitig das Detektorelement 4 in Anlageeingriff mit dem Elementenanlageabschnitt 16 des Leiterrahmens 10 gelangt. Durch Drücken des Detektorelements 4 gegen den Elementenanlageabschnitt 16 des Leiterrahmens 10, wodurch dort eine externe Kraft einwirkt, wird der verbindungsseitige Endabschnitt 14 federelastisch verformt (anders ausgedrückt, wird der Elementenanlageabschnitt 16 federelastisch zum Rahmenhauptkörperabschnitt 12 hin verformt), während gleichzeitig ein Vorgang durchgeführt wird, um den Rahmenanlageabschnitt 15 des Elementenanlageabschnitts 16 dazu zu veranlassen, sich näher an den gekrümmten Abschnitt 13 des Rahmenhauptkörperabschnitts 12 zu bewegen.
-
Dann erfolgt in dem zweiten Schritt ein Vorgang, um das Detektorelement 4 gegen den Elementenanlageabschnitt 16 zu drücken, wodurch federelastisch der Elementenanlageabschnitt 16 gegen den Rahmenhauptkörperabschnitt 12 verformt wird, und der Rahmenanlageabschnitt 15 des Elementenanlageabschnitts 16 in Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 gelangt (mit dem gekrümmten Abschnitt 13 des Rahmenhauptkörperabschnitts 12). Hierdurch wird der Elementenanlageabschnitt 16 in einen Zustand versetzt, in welchem er an zwei Orten gehaltert ist, also an dem verbindungsseitigen Endabschnitt 14 und den Rahmenanlageabschnitten 15, wird also in einen Zustand mit Halterung an zwei Punkten versetzt.
-
In dem nächsten, dritten Schritt wird der Vorgang zum Einführen des Detektorelements 4 weiter in die hintere Endseite des Einführungslochs 84 durchgeführt, und wird eine Änderung der Relativpositionen des Detektorelements 4 und der Trennvorrichtung 82 vorgenommen, um die Innenwandoberfläche des Einführungslochs 84 der Trennvorrichtung 82 dazu zu veranlassen, den Elektrodenklemmenabschnitten 30, 31, 32 und 34 des Detektorelements 4 zugewandt zu sein. Hierdurch werden der Vorderendseitenabschnitt des Rahmenhauptkörperabschnitts 12 und der Elementenanlageabschnitt 16 des Leiterrahmens 10 in den Zustand versetzt, in welchem sie zwischen dem Detektorelement 4 und der Innenwandoberfläche des Einführungsloches 84 angeordnet sind (vgl. 1). Hierbei wird der Elementenanlageabschnitt 16 federelastisch so verformt, dass sein Zentrumsabschnitt in Axialrichtung sich entlang der Plattenoberfläche des Detektorelements 4 erstreckt, und daher in einen Zustand versetzt, in welchem er im Anlageeingriff mit einem großen Bereich des Elektrodenklemmenabschnitts des Detektorelements 4 steht.
-
Durch Ausführung des Zusammenbauvorgangs auf die voranstehend geschilderte Art und Weise können das Detektorelement 4, der Leiterrahmen 10, und die Trennvorrichtung 82 zu einer Einheit zusammengebaut werden. Während hier die elastischen Verformungen des ersten Leiterrahmens 11 zum Zeitpunkt des Zusammenbauvorgangs beschrieben wurden, zeigt der zweite Leiterrahmen 211 einen entsprechenden Verformungszustand wie der erste Leiterrahmen 11.
-
Hierbei wird der Zusammenbauvorgang zum Zusammenbau des Detektorelements 4, des Leiterrahmens 10 und der Trennvorrichtung 82 zu einer vereinigten Einheit in der Mitte eines Herstellungsprozesses für den Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 durchgeführt. Bei dem Herstellungsprozess für den Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 wird in der Stufe vor dem Zusammenbauvorgang ein Vorgang durchgeführt, um ein Zwischenbaugruppenteil zusammenzubauen, das aus dem Detektorelement 4, der Keramikmuffe 6, dem Talkumring 108, dem Keramikhalter 106, dem Metallgehäuse 102, usw. besteht. 7 ist eine Perspektivansicht des Zwischenbaugruppenteils 105 in einem Zustand, in welchem die hintere Endseite des Detektorelements 4 gegenüber dem hinteren Endabschnitt 104 des Metallgehäuses 102 und dem hinteren Endabschnitt der Keramikmuffe 6 vorsteht.
-
In dem Herstellungsprozess für den Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 können der Leiterrahmen 10 und die Trennvorrichtung 82 an dem Detektorelement 4 dadurch angebracht werden, dass der voranstehend geschilderte Zusammenbauvorgang bei dem Detektorelement 4 durchgeführt wird, in dem Zustand, in welchem das Zwischenbaugruppenteil 105 ausgebildet wird.
-
Mittels Durchführung, nachdem die Trennvorrichtung 82 und das Detektorelement zusammengebaut wurden, wird ein Befestigungsvorgang usw. zum Verbinden des äußeren Rohrs 4 usw. mit dem Metallgehäuse 102 durch Laserschweißen und dergleichen durchgeführt, und zum Befestigen der Kabeldurchführung 50 an dem äußeren Rohr 44 durch Bördeln, und dann ist der Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 fertig gestellt, und ist der Herstellungsprozess für den Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 beendet.
-
Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Leiterrahmen 10 dem Klemmenteil aus Metall, das in den Patentansprüchen beschrieben ist, und entsprechen der Elementenanlageabschnitt 16 und der zweite Elementenanlageabschnitt 216 dem zurückgeklappten Abschnitt. Weiterhin entspricht bei dem Sensorherstellungsprozess der Arbeitsschritt zum Anordnen des Leiterrahmens 10 in dem Kontakteinführungsloch 84 die Trennvorrichtung 82 dem ersten Schritt, der in den Patentansprüchen beschrieben ist, entsprechen der erste Schritt und der zweite Schritt bei dem Zusammenbauvorgang zum Zusammenbau des Leiterrahmens 10 und der Trennvorrichtung 82 zusammen dem zweiten Schritt, der in den Patentansprüchen beschrieben wird, und entspricht der dritte Schritt bei dem Zusammenbauvorgang dem dritten Schritt, der in den Patentansprüchen beschrieben ist.
-
Wie voranstehend geschildert wurde, ist der Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet, dass er den Leiterrahmen 10 einsetzt (den ersten Leiterrahmen 11, den zweiten Leiterrahmen 211), der so ausgebildet ist, dass der Halterungszustand des Elementenanlageabschnitts 16 (des zweiten Elementenanlageabschnitts 216), das in Kontakt mit dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements 4 versetzt wird, sich von dem Zustand mit Halterung an einem Punkt zu dem Zustand mit Halterung an zwei Punkten ändert.
-
Der Leiterrahmen 10 in einem Zustand, in welchem der Rahmenanlageabschnitt 15 (der zweite Rahmenanlageabschnitt 215) des Elementenanlageabschnitts 16 nicht im Eingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (dem zweiten Rahmenhauptkörperabschnitt 212) steht, also in dem Zustand mit Halterung an einem Punkt, ist so ausgebildet, dass der Elementenanlageabschnitt 16 gegen den Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements 4 mit einer kleinen mechanischen Spannung gedruckt wird, die durch federelastische Verformung des verbindungsseitigen Endabschnitts 14 (des zweiten verbindungsseitigen Endabschnitts 214) und des benachbarten Abschnitts hervorgerufen wird. Falls der Elementenanlageabschnitt 16 (der zweite Elementenanlageabschnitt 216) federelastisch zum Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (dem zweiten Rahmenhauptkörperabschnitt 212) hin verformt wird, um den Rahmenanlageabschnitt 15 (den zweiten Rahmenanlageabschnitt 215) dazu zu veranlassen, in Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (dem zweiten Rahmenhauptkörperabschnitt 212) zu gelangen, erzeugt der Leiterrahmen 10 eine hohe mechanische Spannung infolge der federelastischen Verformung des zentralen Abschnitts in Axialrichtung des Elementenanlageabschnitts 16 (des zweiten Elementenanlageabschnitts 216).
-
Der Leiterrahmen 10 ist nämlich so ausgebildet, dass er einen höheren Druck (anders ausgedrückt, Kontaktdruck) erzeugt, um den Elementenanlageabschnitt 16 (den zweiten Elementenanlageabschnitt 216) gegen das Detektorelement 4 zu drücken, wenn er sich in dem Zustand mit Halterung an zwei Punkten befindet, bei welchem der Rahmenanlageabschnitt 15 (der zweite Rahmenanlageabschnitt 215) des Elementenanlageabschnitts 16 (des zweiten Elementenanlageabschnitts 216) in Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (dem zweiten Rahmenhauptkörperabschnitt 212) steht, also in dem Zustand mit Halterung an einem Punkt, in welchem der Rahmenanlageabschnitt 15 (der zweite Rahmenanlageabschnitt 215) des Elementenanlageabschnitts 16 (des zweiten Elementenanlageabschnitts 216) nicht im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (dem zweiten Rahmenhauptkörperabschnitt 212) steht.
-
Hierdurch werden zum Zeitpunkt des Zusammenbaus der Leiterrahmen 10 und das Detektorelement 4 miteinander in dem Herstellungsprozess des Luft/Kraftstoffverhältnissensors 2 die Elementenanlageabschnitte 16 (zweiten Elementenanlageabschnitte 216) der Leiterrahmen 10 gegen die Elektrodenklemmenabschnitte 30, 31, 32, 34, 36 mit einer relativ geringeren Kraft in der ersten halben Stufe des Zusammenbauvorgangs gedrückt. Dies führt dazu, dass zum Zeitpunkt des Zusammenbauvorgangs zum Zusammenbau der Leiterrahmen 10 und des Detektorelements 4 ermöglicht wird, zu verhindern, dass ein übermäßig hoher Druck durch federelastische Verformung des Leiterrahmens 10 hervorgerufen wird, und auf das Detektorelement 4 einwirkt, und wird ermöglicht, zu verhindern, dass das Detektorelement 4 durch den angelegten Druck bricht.
-
Weiterhin wird, nachdem der Zusammenbauvorgang fertig gestellt ist, der Elementenanlageabschnitt 16 (der zweite Elementenanlageabschnitt 216) in den Zustand mit Halterung an zwei Punkten versetzt, in welchem er an dem verbindungsseitigen Endabschnitt 14 (dem zweiten verbindungsseitigen Endabschnitt 214) und dem Rahmenanlageabschnitt 15 (dem zweiten Rahmenanlageabschnitt 215) gehaltert wird, auf dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (dem zweiten Rahmenhauptkörperabschnitt 212). Durch eine hohe mechanische Spannung (federelastische Kraft), die durch federelastische Verformung des Elementenanlageabschnitts 16 (des zweiten Elementenanlageabschnitts 216) in dem Zustand mit Halterung an zwei Punkten hervorgerufen wird, wird der Elementenanlageabschnitt 16 (der zweite Elementenanlageabschnitt 216) selbst des Leiterrahmens 10 gegen den Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements 4 gedrückt, so dass ein guter elektrischer Verbindungszustand zwischen dem Leiterrahmen 10 und dem Detektorelement 4 erzielt wird.
-
Aus diesem Grund ist es unnötig, den Leiterrahmen 10 mit größerer Breite und Dicke auszubilden, zu dem Zweck, eine hohe federelastische Kraft zu erzielen, und hierdurch einen guten Verbindungszustand zwischen dem Leiterrahmen 10 und dem Detektorelement 4 zu erreichen. Im Vergleich zu einem Leiterrahmen, der einen Elementenanlageabschnitt in einem Zustand mit Halterung an einem Punkt aufweist, weist nämlich der Leiterrahmen 10 gemäß der vorwiegenden Ausführungsform den Vorteil auf, dass er eine geringere Breite und Dicke aufweisen kann, um die gleiche federelastische Kraft zu erzeugen.
-
Da der Leiterrahmen 10 eine höhere mechanische Spannung erzeugt, wenn sich der Halterungszustand des Elementenanlageabschnitts 16 (des zweiten Elementenanlageabschnitts 216) von dem Zustand mit Halterung an einem Punkt zu dem Zustand mit Halterung an zwei Punkten ändert, kann er kleinere Abmessungen der Breite und der Dicke aufweisen, im Vergleich zum Leiterrahmen (Klemmenteil aus Metall) nach dem Stand der Technik, wenn es erforderlich ist, die gleiche federelastische Kraft zu erzeugen. Aus diesem Grund ermöglicht der Leiterrahmen 10 der vorliegenden Ausführungsform, eine Zunahme des Anordnungsraums zu verhindern, und kann geeignet bei einem Sensor eingesetzt werden, der kleine Abmessungen aufweisen muss.
-
Da der Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2 so ausgebildet ist, dass die Trennvorrichtung 82 eingesetzt wird, die mit der ersten Rahmenanordnungsnut 86 und der zweiten Rahmenanordnungsnut 88 versehen ist, kann darüber hinaus der Vorgang zum Einstellen der Anordnungsposition (Relativposition) des Leiterrahmens 10 in Bezug auf die Trennvorrichtung 82 einfacher sein, und können Schwierigkeiten beim Zusammenbauvorgang verringert werden. Durch Anordnen des Leiterrahmens 10 in der ersten Rahmenanordnungsnut 86 und der zweiten Rahmenanordnungsnut 88 wird darüber hinaus ermöglicht, zu verhindern, dass sich die Anordnungsposition des Leiterrahmens 10 beim tatsächlichen Gebrauch des Luft/Kraftstoffverhältnissensors 2 ändert. Selbst in jenem Fall, in welchem das äußere Rohr 44 durch einen Stoß von außen verformt wird, was sich in einer Verformung des Leiterrahmens 10 auswirkt, wird ermöglicht, zu verhindern, dass die benachbarten Leiterrahmen 10 in Kontakt miteinander geraten, und wird ermöglicht, den elektrischen Weg in einem geeigneten Zustand zu halten.
-
Weiterhin ist der Leiterrahmen 10 so ausgebildet, so dass selbst in jenem Fall, in welchem der Rahmenanlageabschnitt 15 (der zweite Rahmenanlageabschnitt 215) des Elementenanlageabschnitts 16 (des zweiten Elementenanlageabschnitts 216) im Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (dem zweiten Rahmenhauptkörperabschnitt 212) steht, der Elementenanlageabschnitt 16 und der zweite Elementenanlageabschnitt 216 teilweise außerhalb der ersten Rahmenanordnungsnut 86 und der zweiten Rahmenanordnungsnut 88 der Innenseite des Einführungslochs 84 angeordnet sind. Dies führt dazu, dass der Elementenanlageabschnitt 16 und der zweite Elementenanlageabschnitt 216 niemals innerhalb der ersten Rahmenanordnungsnut 86 und der zweiten Rahmenanordnungsnut 88 angeordnet sind, was es ermöglicht, das Auftreten eines derartigen falls zu verhindern, dass der Leiterrahmen 10 nicht mit dem Elektrodenklemmenabschnitt verbunden werden kann.
-
Weiterhin ist der Leiterrahmen 10 im freien Zustand so ausgebildet, dass die Entfernung zwischen dem Elementenanlageabschnitt 16 (dem zweiten Elementenanlageabschnitt 216) und dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (dem zweiten Rahmenhauptkörperabschnitt 212) kleiner ist als die Tiefe der ersten Rahmenanordnungsnut 86 und der zweiten Rahmenanordnungsnut 88 der Trennvorrichtung 82. Demzufolge sind in einem Fall, in welchem der Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (der zweite Rahmenhauptkörperabschnitt 212) im Anlageeingriff mit dem Boden der ersten Rahmenanordnungsnut 86 und dem Boden der zweiten Rahmenanordnungsnut 88 steht, der Rahmenhauptkörperabschnitt 12 und der zweite Rahmenhauptkörperabschnitt 212 im Inneren der Rahmenanordnungsnut 86 und der zweiten Rahmenanordnungsnut 88 aufgenommen.
-
Aus diesem Grund wird ermöglicht, wenn der Leiterrahmen 10 nach dem Anordnen in der Trennvorrichtung 82 mit dem Detektorelement 4 verbunden wird, zu verhindern, dass der Rahmenanlageabschnitt 15 (der zweite Rahmenanlageabschnitt 215) in Verriegelungseingriff mit einem Abschnitt um die Öffnung (den ersten Rippenabschnitt 87) der ersten Rahmenanordnungsnut 86 herum gelangt, oder mit einem Abschnitt um die Öffnung (des zweiten Rippenabschnitts 89) der zweiten Rahmenanordnungsnut 88 herum, wodurch ermöglicht wird, den Rahmenanlageabschnitt 15 (den zweiten Rahmenanlageabschnitt 215) in Anlageeingriff mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (dem zweiten Rahmenhauptkörperabschnitt 215) auf sichere Weise zu versetzen.
-
Hierdurch befindet sich der Rahmenanlageabschnitt 15 (der zweite Rahmenanlageabschnitt 215) des Elementenanlageabschnitts 16 (des zweiten Elementenanlageabschnitts 216) in einem Zustand, in welchem er im Verriegelungseingriff mit dem ersten Rippenabschnitt 87 oder dem zweiten Rippenabschnitt 89 steht, so dass ermöglicht wird, zu verhindern, dass der Leiterrahmen 10 in eine ungeeignete Form beim Vorgang des Zusammenbaus mit dem Detektorelement 4 verformt wird.
-
Weiterhin weist der Leiterrahmen 10 den ersten Rahmenverriegelungsabschnitt 19 und den zweiten Rahmenverriegelungsabschnitt 219 auf, und werden, wenn der Leiterrahmen in dem Einführungsloch 84 der Trennvorrichtung 82 angeordnet ist, der erste Rahmenverriegelungsabschnitt 19 und der zweite Rahmenverriegelungsabschnitt 219 in der ersten Rahmenverriegelungsnut 90 und der zweiten Rahmenverriegelungsnut 91 der Trennvorrichtung 82 angeordnet. Hierdurch wird zum Zeitpunkt des Einführens des Detektorelements 4 in das Einführungsloch 84 ermöglicht, zu verhindern, dass sich der Leiterrahmen 10 weg von der Innenwandoberfläche des Einführungslochs 84 bewegt, wodurch verhindert wird, dass der Leiterrahmen 10 in eine ungeeignete Form verformt wird, wodurch der Verbindungszustand mit dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements 4 beeinträchtigt würde.
-
Dies führt dazu, dass zum Zeitpunkt des Zusammenbaus des Detektorelements 4, des Leiterrahmens 10 und der Trennvorrichtung 82 nur schwer eine ungeeignete Verformung und ein Bruch des Leiterrahmens 10 hervorgerufen werden können, was es ermöglicht, die Häufigkeit des Auftretens von Defekten beim Vorgang zur Herstellung des Sensors zu verringern, und den Herstellungswirkungsgrad des Sensors zu verbessern.
-
Zwar wurden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wie voranstehend geschildert beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Art und Weise anders ausgeführt werden.
-
So ist beispielsweise die Trennvorrichtung, die so mit dem Detektorelement zusammenarbeitet, dass dazwischen das Klemmenteil aus Metall (Leiterrahmen) gehaltert ist, nicht auf die einteilige Anordnung wie die Trennvorrichtung 82 beschränkt, die aus einem Materialteil hergestellt wird, sondern kann auch vom unterteilten Typ sein, der durch mehrere Teile gebildet wird. Beispielhaft lassen sich aufzählen eine derartige Anordnung des unterteilten Typs, die ein erstes Isolierteil aufweist, das einer vorderendseitigen Plattenoberfläche eines Detektorelements zugewandt ist, ein zweites Isolierteil, das einer Rückseiten-Plattenoberfläche des Detektorelements zugewandt ist, und ein Halte- und Befestigungsteil, welches das erste Isolierteil und das zweite Isolierteil hält.
-
Bei dem Sensor, der eine derartige unterteilte Trennvorrichtung einsetzt, federelastische Kraft zur Erzielung eines guten Zustands der elektrischen Verbindung durch Verwendung eines Leiterrahmens, dessen Elementenanlageabschnitt (rückgeklappter Abschnitt) in einen Zustand mit Halterung an einem Punkt und einen Zustand mit Halterung an zwei Punkten versetzt werden kann, kann dann, wenn die von dem Leiterrahmen erzeugte, federelastische Kraft auf eine vorbestimmte Größe eingestellt ist, der Raum zum Anordnen des Leiterrahmens kleiner sein als im Vergleich zu jenem nach dem Stand der Technik, und kann der Sensor kleinere Abmessungen aufweisen.
-
Weiterhin ist der Sensor, bei welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird, nicht auf einen Sensor begrenzt, der mit den fünf Elektrodenklemmenabschnitten versehen ist, sondern lässt sich die vorliegende Erfindung bei einem Sensor einsetzen, der ein Detektorelement mit vier Elektrodenklemmenabschnitten oder weniger aufweist, oder mit sechs Elektrodenklemmenabschnitten oder mehr.
-
Weiterhin wurden zwar bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform zwei Arten von Leiterrahmen (erster Leiterrahmen 11 und zweiter Leiterrahmen 211) beschrieben, deren Abmessungen in Richtung der Breite von deren Plattenoberflächen 1,1 mm und 0,8 mm betragen, jedoch ist die Abmessung in Richtung der Breite der Plattenoberfläche des Leiterrahmens nicht auf die voranstehend beschriebene Abmessung beschränkt. Der Leiterrahmen kann die gleichen Auswirkungen wie der voranstehend beschriebene Leiterrahmen (der erste Leiterrahmen und der zweite Leiterrahmen) erzielen, soweit die Abmessungen in Richtung der Breite der Plattenoberfläche auf dem Bereich von 0,5 mm bis 2,0 mm eingestellt sind.
-
Weiterhin kann unter dem Gesichtspunkt, den Kontaktdruck zwischen dem Leiterrahmen 10 und dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements 4 zu erhöhen, der Elementenanlageabschnitt 16 mit, wie in 8 gezeigt, einem konvexen Abschnitt 18 versehen sein, der zum Elektrodenklemmenabschnitt hin vorsteht, an einem Teil, das in Kontakt mit dem Elektrodenklemmenabschnitt versetzt werden soll. Eine Perspektivansicht des Leiterrahmens 10 mit dem Elementenanlageabschnitt 16 einschließlich des konvexen Abschnitts 18 ist in 8 gezeigt. Hierbei ist bei dem in 8 gezeigten Leiterrahmen 10 (ersten Leiterrahmen 11) die Darstellung des voranstehend geschilderten, ersten Rahmenverriegelungsabschnitts 19 weggelassen.
-
Durch Bereitstellung des konvexen Abschnitts 18 bei dem Teil des Elementenanlageabschnitts 16, das in Kontakt mit dem Elektrodenklemmenabschnitt versetzt werden soll, und durch Versetzen der Spitze des konvexen Abschnitts 18 in Kontakt mit dem Elektrodenklemmenabschnitt, in Zusammenarbeit mit der voranstehend geschilderten Anordnung für eine Zweipunkthalterung des Elementenanlageabschnitts 16 relativ zum Rahmenhauptkörperabschnitt 12, kann der Kontaktdruck des Elementenanlageabschnitts 16 für den Kontakt mit dem Elementenanlageabschnitt 16 noch höher ausgebildet werden. Hierbei ist zwar in 8 ein Beispiel gezeigt, bei welchem der konvexe Abschnitt 18 bei dem Elementenanlageabschnitt 16 des ersten Leiterrahmens 11 vorgesehen wird, jedoch kann ein entsprechender, konvexer Abschnitt bei dem zweiten Elementenanlageabschnitt 216 des zweiten Leiterrahmens 211 vorgesehen werden.
-
Weiterhin kann der Rahmenanlageabschnitt 15 des Elementenanlageabschnitts 16 des Leiterrahmens 10 mit gekrümmter Form ausgebildet werden. Speziell kann, wie in 8 gezeigt, der Rahmenanlageabschnitt 15 dadurch mit gekrümmter Form ausgebildet werden, dass der Rahmenanlageabschnitt 15 in Axialrichtung zur hinteren Endseite gekrümmt wird, und auf solche Art und Weise, dass er sich von dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 entfernt (anders ausgedrückt, durch Biegen in Form eines Kreisbogens).
-
Durch Ausbildung des Rahmenanlageabschnitts 15 mit gekrümmter Form auf die voranstehend geschilderte Art und Weise, und durch Anlageeingriff des Rahmenanlageabschnitts mit dem Rahmenhauptkörperabschnitt, wird ermöglicht, das Ausmaß zu verringern, in welchem Metallpulver infolge von Reibung zwischen dem Rahmenanlageabschnitt und dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 hervorgerufen wird, selbst in jenem Fall, in welchem der Sensor (ein Weitbereichs-Luft/Kraftstoffverhältnissensor 2) in einem Zustand eingesetzt wird, in welchem er an einem Fahrzeug oder dergleichen angebracht ist, bei dem erhebliche Schwingungen auftreten. Hierdurch kann wirksam ein schlechter Einfluss auf den Zustand der elektrischen Verbindung zwischen dem Leiterrahmen 10 und dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements verhindert werden.
-
Weiterhin ist zwar in 8 ein Beispiel gezeigt, bei welchem der Rahmenanlageabschnitt 15 des Elementenanlageabschnitts 16 des ersten Leiterrahmens 11 mit gekrümmter Form ausgebildet ist, jedoch kann auch der zweite Rahmenanlageabschnitt 215 des zweiten Leiterrahmens 211 mit entsprechend gekrümmter Form ausgebildet werden. Weiterhin ist die gekrümmte Form, mit welcher der Rahmenanlageabschnitt 15 versehen ist, nicht auf die Form begrenzt, bei welchem eine Krümmung in Axialrichtung zur hinteren Endseite vorhanden ist, wie in 8 gezeigt, sondern kann auch eine solche Form sein, die in Axialrichtung zur Vorderendseite gekrümmt ist, und auf solche Art und Weise, dass sie sich von dem Rahmenhauptkörperabschnitt 12 trennt.
-
Weiterhin wurde zwar bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform der zurückgeklappte Abschnitt, der so verläuft, dass er abgebogen ist, um die Verlaufsrichtung zu ändern, von dem Vorderende des Rahmenhauptkörperabschnitts 12 (des zweiten Rahmenhauptkörperabschnitts 212) des Leiterrahmens 10 in Axialrichtung zur hinteren Endseite, also der Elementenanlageabschnitt 16 (der zweite Elementenanlageabschnitt 216) gezeigt, jedoch kann der Leiterrahmen 10 in der Trennvorrichtung 82 so angeordnet sein, dass ermöglicht wird, dass der Rahmenhauptkörperabschnitt 12 (der zweite Rahmenhauptkörperabschnitt 212) zwischen dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements 4 und dem zurückgeklappten Abschnitt angeordnet ist, und kann der Rahmenhauptkörperabschnitt 12 mit gekrümmter Form ausgebildet werden, um als ein Elementenanlageabschnitt zum Kontakt mit dem Elektrodenklemmenabschnitt des Detektorelements 4 zu dienen.
