DE112019004793T5

DE112019004793T5 - Gassensor

Info

Publication number: DE112019004793T5
Application number: DE112019004793.0T
Authority: DE
Inventors: Takehiro Oba; Masana Okai
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2019-02-08
Publication date: 2021-09-09
Also published as: WO2020066051A1; JP6981948B2; US20220026388A1; CN112789501A; CN112789501B; JP2020051770A

Abstract

Es wird ein Gassensor bereitgestellt, der die elektrische Verbindung zwischen einem Metallanschlusselement und einem Elektrodenanschluss eines Sensorelements auch dann aufrechterhalten kann, wenn sich das Metallanschlusselement in Bezug auf den Elektrodenanschluss bewegt. Ein Gassensor (1) umfasst ein plattenförmiges Sensorelement (10), das sich in Richtung einer Axiallinie (O) erstreckt und einen Elektrodenanschluss (11a) an einer Außenfläche (10s) des Sensorelements (10) an einer hinteren Endseite desselben aufweist, und ein Metallanschlusselement (20, 30), das sich in Richtung der Axiallinie (O) erstreckt und elektrisch mit dem Elektrodenanschluss (11a) verbunden ist. Das Metallanschlusselement (20, 30) umfasst einen Rumpfabschnitt (21) und einen Element-angrenzenden Abschnitt (22, 32), der sich von dem Rumpfabschnitt (21) erstreckt und in Richtung des Elektrodenanschlusses (IIa) gebogen ist. Ein Abschnitt des Element-angrenzenden Abschnitts (22, 32) ist in Kontakt mit dem Elektrodenanschluss (11a) in einem Zustand, in dem der Element-angrenzende Abschnitt (22, 32) elastisch ausgelenkt ist. Der Element-angrenzende Abschnitt hat eine flache Hauptfläche (22m, 32m), die dem Sensorelement zugewandt ist, und eine schräge Oberfläche (22s, 32s), die an mindestens einem der Endabschnitte in einer Breitenrichtung des Metallanschlusselements (20, 30) vorgesehen ist. Die schräge Oberfläche (22s, 32s) ist mit der Hauptfläche (22m, 32m) verbunden und erstreckt sich in Richtung einer gegenüberliegenden Seite in einer Dickenrichtung des Element-angrenzenden Abschnitts.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gassensor mit einem Sensorelement zum Erfassen der Konzentration eines zu untersuchenden Gases.
HINTERGRUND
Ein bekannter Gassensor zum Erfassen der Konzentration von Sauerstoff oder NOx im Abgas eines Automobils usw. umfasst ein plattenförmiges Sensorelement, das einen Festelektrolyten verwendet.
In einem weit verbreiteten Gassensor dieses Typs ist eine Vielzahl von Elektrodenanschlüssen an der Außenfläche eines hinteren Endabschnitts des plattenförmigen Sensorelements vorgesehen, und Metallanschlusselemente stehen in elektrischem Kontakt mit den jeweiligen Elektrodenanschlüssen, um ein Sensorausgangssignal vom Sensorelement nach außen abzugeben und eine auf dem Sensorelement gestapelte Heizung mit Strom zu versorgen (Patentdokument 1).
Wie in 18 gezeigt, wird ein Metallanschlusselement 300 beispielsweise durch Schneiden und Biegen einer Metallplatte in eine Streifenform gebildet, und sein vorderer Endabschnitt wird in Richtung eines Elektrodenanschlusses 402 eines Sensorelements gebogen, wodurch ein Element-angrenzender Abschnitt 310 gebildet wird, der elastisch mit dem Elektrodenanschluss 402 mittels einer Druckkraft D verbunden ist.
DOKUMENT ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Laid-Open (kokai) Nr. 2018-9958 (2 und 3)
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG GELÖSTES PROBLEM
Im Übrigen kann der Fall, in dem, wie in 19 gezeigt, eine Breite W1 des Element-angrenzenden Abschnitts 310 im Vergleich zum Elektrodenanschluss 402 übermäßig schmal ist, zu der Möglichkeit führen, dass ein Kontaktpunkt nicht stabil gesichert werden kann und/oder der Element-angrenzende Abschnitt 310 sich in Breitenrichtung verschiebt, beispielsweise wenn der Gassensor zusammengebaut wird oder während der Fahrt Vibrationen erzeugt werden, sodass sich der Element-angrenzende Abschnitt 310 von einem Endabschnitt des Sensorelements 400 löst.
In dem Fall, in dem, wie in 20 gezeigt, der Element-angrenzender Abschnitt 310 eine vergrößerte Breite W2 für den Elektrodenanschluss 402 hat, wird der Element-angrenzende Abschnitt 310 daran gehindert, sich von dem Sensorelement 400 zu lösen, da der Element-angrenzende Abschnitt 310 von einem Endabschnitt des Sensorelements 400 aufgefangen wird, selbst wenn sich der Element-angrenzende Abschnitt 310 in der Breitenrichtung verschiebt.
Wenn sich der Element-angrenzende Abschnitt 310 jedoch aus seiner Position bewegt, während er sich in Bezug auf den Elektrodenanschluss 402 neigt, stößt ein Endabschnitt 310e des Element-angrenzenden Abschnitts 310 in der Breitenrichtung an eine Oberfläche des Sensorelements 400, die sich neben dem Elektrodenanschluss 402 befindet. Infolgedessen kann sich der Element-angrenzende Abschnitt 310 von dem Elektrodenanschluss 402 lösen und den Kontaktpunkt 300P nicht aufrechterhalten. Auch wenn der Kontaktpunkt 300P scheinbar aufrechterhalten wird, wird der Endabschnitt 310e gegen die Oberfläche des Sensorelements 400 gedrückt und die Druckkraft D nimmt ab, sodass der auf den Kontaktpunkt wirkende Druck abnimmt und sich die Verbindungszuverlässigkeit des Kontaktpunkts 300P verschlechtert.
In Anbetracht des Vorstehenden ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Gassensor bereitzustellen, der die elektrische Verbindung zwischen einem Metallanschlusselement und einem Elektrodenanschluss eines Sensorelements auch dann aufrechterhalten kann, wenn sich das Metallanschlusselement in Bezug auf den Elektrodenanschluss verstellt.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Um die oben beschriebene Problemstellung zu lösen, umfasst ein Gassensor der vorliegenden Erfindung ein plattenförmiges Sensorelement, das sich in Richtung einer Axiallinie erstreckt und einen Elektrodenanschluss aufweist, der an einer Außenfläche des Sensorelements an einer hinteren Endseite desselben vorgesehen ist; und ein Metallanschlusselement, das sich in Richtung der Axiallinie erstreckt und elektrisch mit dem Elektrodenanschluss verbunden ist. Der Gassensor ist dadurch gekennzeichnet, dass das Metallanschlusselement einen Rumpfabschnitt und einen Element-angrenzenden Abschnitt aufweist, der sich von dem Rumpfabschnitt aus erstreckt und in Richtung des Elektrodenanschlusses gebogen ist, wobei ein Abschnitt des Element-angrenzenden Abschnitts in einem Zustand in Kontakt mit dem Elektrodenanschluss ist, in dem der Element-angrenzende Abschnitt elastisch ausgelenkt ist; und der Element-angrenzende Abschnitt eine flache Hauptfläche, die dem Sensorelement zugewandt ist, und eine schräge Oberfläche aufweist, die an mindestens einem der Endabschnitte des Element-angrenzenden Abschnitts in einer Breitenrichtung des Metallanschlusselements vorgesehen ist, wobei die schräge Oberfläche mit der Hauptfläche verbunden ist und sich in Richtung einer gegenüberliegenden Seite in einer Dickenrichtung des Element-angrenzenden Abschnitts erstreckt.
Der Element-angrenzende Abschnitt kann sich in Bezug auf den Elektrodenanschluss verschieben und dabei neigen, zum Beispiel aufgrund der Montage des Gassensors oder aufgrund von Vibrationen, die erzeugt werden, wenn ein Fahrzeug mit montiertem Gassensor fährt. In einem solchen Fall, wenn davon ausgegangen wird, dass der Element-angrenzende Abschnitt keine schräge Oberfläche aufweist, stößt sein Eckabschnitt an eine Oberfläche des Sensorelements, die sich neben dem Elektrodenanschluss befindet, sodass sich der Element-angrenzende Abschnitt von dem Elektrodenanschluss löst und nicht mehr in der Lage ist, den Kontaktpunkt zu halten.
Um ein solches Problem zu lösen, ist in diesem Gassensor eine schräge Oberfläche vorgesehen. Infolgedessen ist es selbst dann, wenn der Element-angrenzende Abschnitt geneigt ist, weniger wahrscheinlich, dass der Element-angrenzende Abschnitt an der Oberfläche des Sensorelements anliegt, und der Element-angrenzende Abschnitt wird daran gehindert, sich von dem Elektrodenanschluss zu lösen und den Kontaktpunkt nicht aufrechtzuerhalten. Auch wenn der Element-angrenzende Abschnitt geneigt ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Element-angrenzende Abschnitt an der Oberfläche des Sensorelements anliegt. Daher kann die Breite des Element-angrenzenden Abschnitts entsprechend vergrößert werden. Dementsprechend kann, selbst wenn sich der Element-angrenzende Abschnitt in Breitenrichtung verschiebt, ein Ablösen von einem Endabschnitt des Sensorelements verhindert werden.
Aufgrund dieser Maßnahmen kann die elektrische Verbindung zwischen dem Metallanschlusselement und dem Elektrodenanschluss aufrechterhalten werden, selbst wenn sich das Metallanschlusselement in Bezug auf den Elektrodenanschluss verlagert (verlagert sich beim Neigen oder verlagert sich in der Breitenrichtung).
In dem Gassensor der vorliegenden Erfindung kann der Element-angrenzende Abschnitt eine Seitenfläche an dem Endabschnitt aufweisen, an dem die schräge Oberfläche ausgebildet ist, wobei die Seitenfläche mit der schrägen Oberfläche verbunden ist und in Breitenrichtung nach außen gewandt ist.
In dem Fall, in dem der Element-angrenzende Abschnitt eine Seitenfläche aufweist, befindet sich der Kontaktpunkt zwischen der schrägen Oberfläche und dem Elektrodenanschluss am Endabschnitt der schrägen Oberfläche (der Grenze zwischen der schrägen Oberfläche und der Seitenfläche), selbst in dem Fall, in dem der Kontaktpunkt dem Rumpfabschnitt des Metallanschlusselements am nächsten ist. In dem Fall, in dem der Element-angrenzende Abschnitt keine Seitenfläche aufweist, ist die schräge Oberfläche so ausgebildet, dass sie sich zur gegenüberliegenden Seite des Element-angrenzenden Abschnitts in dessen Dickenrichtung erstreckt. Daher erreicht der Kontaktpunkt zwischen der schrägen Oberfläche und dem Elektrodenanschluss die gegenüberliegende Seite des der Hauptfläche in der Dickenrichtung des Element-angrenzenden Abschnitts in dem Fall, in dem der Kontaktpunkt dem Rumpfabschnitt des Metallanschlusselements am nächsten angeordnet ist. In dem Fall, in dem die Seitenfläche nicht vorhanden ist, erhöht sich ein Abstand zwischen dem Element-angrenzenden Abschnitt und dem Rumpfabschnitt, und der Element-angrenzende Abschnitt dehnt sich mehr vom Rumpfabschnitt aus. Infolgedessen nimmt die Federkraft des Element-angrenzenden Abschnitts ab, und der Druck an der Kontaktstelle wird tendenziell geringer.
Dementsprechend ist es in diesem Gassensor durch die Bereitstellung der Seitenfläche an dem Element-angrenzenden Abschnitt möglich, die Abnahme der Federkraft des Element-angrenzenden Abschnitts und die Abnahme des Kontaktpunktdrucks zu verhindern, wodurch die Zuverlässigkeit der Verbindung verbessert wird.
In dem Gassensor der vorliegenden Erfindung können, in Dickenrichtung des Element-angrenzenden Abschnitts gesehen, eine Dicke t1 der schrägen Oberfläche und eine Dicke t2 der Seitenfläche eine Beziehung t1 < t2 erfüllen.
Da die Beziehung t1 < t2 erfüllt ist, kann gemäß diesem Gassensor weiterhin die Abnahme der Federkraft des Element-angrenzenden Abschnitts und die Abnahme des Kontaktpunktdrucks verhindert werden.
Der Gassensor der vorliegenden Erfindung kann so ausgebildet sein, dass das Sensorelement an einem Eckabschnitt davon in Breitenrichtung einen abgeschrägten Abschnitt aufweist;
die schräge Oberfläche ist zumindest an dem Endabschnitt auf einer Seite ausgebildet, die einer zum abgeschrägten Abschnitt benachbarten Seite des Elektrodenanschlusses entspricht, wobei die Seite des Elektrodenanschlusses gegenüber dem abgeschrägten Abschnitt angeordnet ist;
wenn der abgeschrägte Abschnitt des Sensorelements einen Abschrägungswinkel θ1 aufweist, ein Winkel θ2 der schrägen Oberfläche in Bezug auf die Hauptfläche eine Beziehung von θ1 > θ2 erfüllt; und
eine der beiden folgenden Anforderungen erfüllt ist:

(1) ein Endabschnitt des Elektrodenanschlusses ist in Kontakt mit einem Grenzabschnitt zwischen dem abgeschrägten Abschnitt und der Außenfläche des Sensorelements, und
(2) der Endabschnitt des Elektrodenanschlusses auf der Seite des abgeschrägten Abschnitts ist von dem Grenzabschnitt beabstandet und eine Beziehung von θ3 > θ2 ist erfüllt, wobei θ3 einen Winkel zwischen der Außenfläche und einem imaginären Liniensegment darstellt, das den Grenzabschnitt und einen Eckabschnitt des Endabschnitts auf der Seite zum Element-angrenzenden Abschnitt hin verbindet, und ein Abstand L3 zwischen dem Grenzabschnitt und dem Endabschnitt des Elektrodenanschlusses ist kürzer als eine Länge L2 der schrägen Oberfläche, gemessen parallel zur Außenfläche.

Der Element-angrenzende Abschnitt kann sich in der Breitenrichtung verschieben, sodass sich der Element-angrenzende Abschnitt vom Endabschnitt des Sensorelements wegbewegt. In einem solchen Fall, wenn der Winkel θ1 kleiner als der Winkel θ2 ist, stößt die schräge Oberfläche gegen den abgeschrägten Abschnitt am Endabschnitt des Sensorelements, und der Element-angrenzende Abschnitt kann sich von dem Elektrodenanschluss lösen und die elektrische Verbindung zwischen dem Element-angrenzenden Abschnitt und dem Elektrodenanschluss kann unterbrochen werden.
Um ein solches Problem zu lösen, wird bei diesem Gassensor der Winkel θ1 größer als der Winkel θ2 eingestellt. Da in diesem Fall ein Spalt mit einer Größe, die der Winkeldifferenz (θ1 - θ2) entspricht, zwischen der schrägen Oberfläche und dem abgeschrägten Abschnitt gebildet wird, ist es möglich, das Auftreten eines Zustands zu verhindern, in dem die schräge Oberfläche an dem abgeschrägten Abschnitt anliegt und der Element-angrenzende Abschnitt sich von dem Elektrodenanschluss löst und nicht mehr in der Lage ist, den Kontaktpunkt aufrechtzuerhalten.
In dem Gassensor der vorliegenden Erfindung kann in dem Element-angrenzenden Abschnitt eine gegenüberliegende Oberfläche, die auf einer Seite gegenüber der Hauptfläche und der schrägen Oberfläche in der Dickenrichtung angeordnet ist, flach sein.
Eine solche ebene Oberfläche kann beispielsweise durch Umformen der schrägen Oberfläche durch Schmieden erhalten werden. Die Hauptfläche und die schräge Oberfläche haben eine größere Dicke im Vergleich zu dem Fall, in dem die schräge Oberfläche durch Pressbearbeitung gebildet wird. Dadurch wird ein Zurückfedern der Hauptfläche und der schrägen Oberfläche verhindert, und die genaue Form der schrägen Oberfläche kann beibehalten werden.
In dem Gassensor der vorliegenden Erfindung kann die schräge Oberfläche eine höhere Härte als die Hauptfläche aufweisen.
In dem Fall, in dem die schräge Oberfläche z.B. durch Blechpressen so geformt wird, dass eine ebene Oberfläche vorhanden ist, wird die Härte der schrägen Oberfläche aufgrund der Kaltverfestigung größer als die Härte der Hauptfläche.
In dem Gassensor der vorliegenden Erfindung kann eine Gesamtlänge L1 des Metallanschlusselements in Breitenrichtung und eine Länge F1 der Hauptfläche in Breitenrichtung ein Verhältnis von F1/L1 0,8 erfüllen.
Gemäß dem Gassensor kann die schräge Oberfläche so ausgebildet sein, dass sie einen geeigneten Winkel in Bezug auf die Hauptfläche aufweist. Wenn der Wert von F1/L1 größer als 0,8 ist, nähert sich der Winkel der schrägen Oberfläche in Bezug auf die Hauptfläche 90 Grad, und die Wirkung der Verhinderung des Anstoßens gegen die Oberfläche des Sensorelements durch die schräge Oberfläche kann sich verringern.
In dem Gassensor der vorliegenden Erfindung können zwei oder mehr Metallanschlusselemente in Breitenrichtung auf mindestens einer der gegenüberliegenden Oberflächen des Sensorelements angeordnet sein, sodass die Metallanschlusselemente voneinander beabstandet sind.
In dem Fall, in dem zwei oder mehr Metallanschlusselemente in der Breitenrichtung angeordnet sind, wird eine Begrenzung der Abmessungen des Element-angrenzenden Abschnitts und des Elektrodenanschlusses in der Breitenrichtung auferlegt, und es wird wahrscheinlicher, dass sich das Metallanschlusselement in Bezug auf den Elektrodenanschluss verrutscht. Daher ist die vorliegende Erfindung effektiver.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt einen Gassensor zur Verfügung, der die elektrische Verbindung zwischen einem Metallanschlusselement und einem Elektrodenanschluss eines Sensorelements auch dann aufrechterhalten kann, wenn sich das Metallanschlusselement in Bezug auf den Elektrodenanschluss aus der Position bewegt.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht eines Gassensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aufgenommen entlang einer Axiallinie.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines vorderendseitigen Metallanschlusselements.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren vorderendseitigen Metallanschlusselements.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines rückendseitigen Metallanschlusselements.
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem vorderendseitige Metallanschlusselemente durch ein vorderendseitiges Trennelement gehalten werden.
6 ist ein Paar von Prozesszeichnungen, die den Zusammenbau eines vorderendseitigen Trennelements und eines rückendseitigen Trennelements zeigen.
7 ist eine Querschnittsansicht eines Element-angrenzenden Abschnitts eines vorderendseitigen Metallanschlusselements, das sich in der Mitte in Breitenrichtung befindet.
8 ist eine Querschnittsansicht eines Element-angrenzenden Abschnitts eines vorderendseitigen Metallanschlusselements, das sich an einem Endabschnitt in Breitenrichtung befindet.
9 ist ein Paar von Ansichten, die die Positionsbeziehung zwischen dem Element-angrenzenden Abschnitt von 7 und einem Elektrodenanschluss in dem Fall darstellen, in dem sich der Element-angrenzende Abschnitt während der Neigung aus seiner Position bewegt hat.
10 ist ein Paar von Ansichten, die die Positionsbeziehung zwischen dem Element-angrenzenden Abschnitt von 8 und einem Elektrodenanschluss an einem Endabschnitt eines Sensorelements für den Fall darstellen, dass sich der Element-angrenzende Abschnitt in Breitenrichtung verschoben hat.
11 ist ein Paar von Ansichten, die das Ausmaß der Auslenkung des Element-angrenzenden Abschnitts in dem Fall darstellen, in dem eine schräge Oberfläche des in 7 gezeigten Element-angrenzenden Abschnitts gegen einen Elektrodenanschluss gestoßen ist.
12 ist eine Ansicht, die eine Modifikation des Element-angrenzenden Abschnitts zeigt.
13 ist eine Ansicht, die eine weitere Modifikation des Element-angrenzenden Abschnitts zeigt.
14 ist eine Ansicht, die eine weitere Modifikation des Element-angrenzenden Abschnitts zeigt.
15 ist eine Ansicht, die eine weitere Modifikation des Element-angrenzenden Abschnitts zeigt.
16 ist eine Ansicht, die eine weitere Modifikation des Element-angrenzenden Abschnitts zeigt.
17 ist eine Ansicht, die eine weitere Modifikation des Element-angrenzenden Abschnitts zeigt.
18 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Metallanschlusselements.
19 ist eine Ansicht, die die Positionsbeziehung zwischen einem herkömmlichen Metallanschlusselement und einem Elektrodenanschluss an einem Endabschnitt eines Sensorelements für den Fall zeigt, dass das Metallanschlusselement in der Breitenrichtung verschoben wurde.
20 ist eine Ansicht, die die Positionsbeziehung zwischen einem herkömmlichen Metallanschlusselement und einem Elektrodenanschluss in dem Fall zeigt, in dem das Metallanschlusselement während der Neigung aus seiner Position verschoben wurde.
21 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Elektrodenanschluss von einem abgeschrägten Abschnitt beabstandet ist, sodass ein Element-angrenzender Abschnitt den Elektrodenanschluss nicht erreichen und keinen Kontaktpunkt herstellen kann.
22 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Elektrodenanschluss in Kontakt mit dem abgeschrägten Abschnitt steht, sodass der Element-angrenzende Abschnitt einen Kontaktpunkt auf dem Elektrodenanschluss hergestellt hat.
23 ist eine Ansicht, die den Fall zeigt, in dem der Elektrodenanschluss vom abgeschrägten Abschnitt beabstandet ist, und zeigt θ3.
24 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem θ3 ≤ θ2 ist, sodass der Element-angrenzende Abschnitt den Elektrodenanschluss nicht erreichen und keinen Kontaktpunkt herstellen kann.
25 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem L3 > L2 ist, sodass der Element-angrenzende Abschnitt den Elektrodenanschluss nicht erreichen und keinen Kontaktpunkt herstellen kann.

VARIANTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
1 ist eine Gesamtquerschnittsansicht eines Gassensors (NOx-Sensor) 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aufgenommen entlang einer Axiallinie O. 2 und 3 sind perspektivische Ansichten von vorderendseitigen Metallanschlusselementen 20 und 30. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines rückendseitigen Metallanschluss-Elements 40. 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 und 30 von einem vorderendseitigen Trennelement 90 gehalten werden. 6 ist ein Paar von Prozesszeichnungen, die den Zusammenbau des vorderendseitigen Trennelements 90 und eines rückendseitigen Trennelements 95 zeigen, gesehen von einem vorbestimmten Querschnitt des vorderendseitigen Trennelements 90 und einem vorbestimmten Querschnitt des rückendseitigen Trennelements 95.
Der Gassensor 1 ist ein NOx-Sensor zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration im Abgas von Kraftfahrzeugen und verschiedenen Verbrennungsmotoren.
In 1 umfasst der Gassensor 1 ein rohrförmiges Metallgehäuse 138 mit einem Gewindeabschnitt 139, der an seiner Außenfläche ausgebildet und zur Befestigung an einem Abgasrohr angepasst ist; ein plattenförmiges Sensorelement 10, das sich in Richtung der Axiallinie O (die Längsrichtung des Gassensors 1 oder die vertikale Richtung in der Zeichnung) erstreckt; eine rohrförmige Keramikhülse 106, die so angeordnet ist, dass sie den radialen Umfang des Sensorelements 10 umgibt; dem rohrförmigen vorderendseitigen Trennelement 90, das aus Keramik besteht und so angeordnet ist, dass es den Umfang eines hinteren Endabschnitts des Sensorelements 10 umgibt, der in einen vorderendseitigen Innenraum des vorderendseitigen Trennelements 90 eingesetzt ist; den sechs vorderendseitigen Metallanschlusselementen 20 und 30 (nur vier davon sind in 1 gezeigt), die in Durchgangslöcher 90h eingesetzt sind, die sich durch das vorderendseitige Trennelement 90 in Richtung der Axiallinie O erstrecken, und in den Durchgangslöchern 90h gehalten werden; das aus Keramik gebildete rohrförmige rückendseitige Trennelement 95; und die sechs rückendseitigen Metallanschlusselemente 40 (von denen in 1 nur zwei dargestellt sind), die in dem rückendseitigen Trennelement 95 gehalten werden.
Wie später beschrieben wird, ist das rückendseitige Trennelement 95 an der hinteren Endseite des vorderendseitigen Trennelements 90 angeordnet, um mit dem vorderendseitigen Trennelement 90 in Kontakt zu sein, und das rückendseitige Trennelement 95 und das vorderendseitige Trennelement 90 sind miteinander verbunden.
Die vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 und 30 sind an der vorderen Endseite angeordnet, und die rückendseitigen Metallanschlusselemente 40 sind an der hinteren Endseite angeordnet. Die vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 und 30 sind mit den jeweiligen rückendseitigen Metallanschlusselementen 40 verbunden. Die vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 und 30 entsprechen dem „Metallanschlusselement“ in den Ansprüchen.
Insbesondere sind, wie in 5 gezeigt, die in den Durchgangslöchern 90h des vorderendseitigen Trennelements 90 gehaltenen vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 und 30 der Außenfläche des Sensorelements 10 an dessen hinterer Endseite zugewandt und mit an der Außenfläche ausgebildeten Elektrodenanschlüssen 11a elektrisch verbunden.
Die Elektrodenanschlüsse 11a sind so ausgebildet, dass an jeder der gegenüberliegenden Oberflächen des Sensorelements 10 an der hinteren Endseite drei Elektrodenanschlüsse 11a vorgesehen sind und in dessen Breitenrichtung angeordnet sind. Die Elektrodenanschlüsse 11a können z. B. aus einem Sinterkörper gebildet werden, der hauptsächlich aus Pt gebildet ist.
Währenddessen ist ein Gaserfassungsabschnitt 11 am vorderen Ende des Sensorelements 10 mit einer porösen Schutzschicht 14 bedeckt, die z.B. aus Aluminiumoxid besteht.
Das Metallgehäuse 138 ist ein annähernd rohrförmiges Element, das aus rostfreiem Stahl gebildet ist und ein Durchgangsloch 154, das sich in Richtung der Axiallinie durch dieses hindurch erstreckt, und einen Vorsprungsabschnitt 152 aufweist, der in Richtung eines radial nach innen gerichteten Bereichs des Durchgangslochs 154 vorsteht. Das Sensorelement 10 ist in dem Durchgangsloch 154 so angeordnet, dass ein vorderer Endabschnitt des Sensorelements 10 aus dem vorderen Ende des Durchgangslochs 154 herausragt. Der Vorsprungsabschnitt 152 hat eine nach innen konisch zulaufende Oberfläche, die in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Richtung der Axiallinie geneigt ist.
Innerhalb des Durchgangslochs 154 des Metallgehäuses 138 sind ein annähernd ringförmiger Keramikhalter 151, der aus Aluminiumoxid gebildet ist, eine pulvergefüllte Schicht 153 (im Folgenden auch als Talkumring 153 bezeichnet) und die oben beschriebene Keramikhülse 106 in dieser Reihenfolge von der vorderen Endseite zur hinteren Endseite gestapelt, sodass sie den radialen Umfang des Sensorelements 10 umgeben.
Zwischen der Keramikhülse 106 und einem hinteren Endabschnitt 140 des Metallgehäuses 138 ist eine Crimpdichtung 157 angeordnet. Der hintere Endabschnitt 140 des Metallgehäuses 138 ist gecrimpt, sodass die Keramikhülse 106 durch die Crimpdichtung 157 nach vorne gedrückt wird.
Wie in 1 gezeigt, ist ein aus Metall (z.B. Edelstahl) gebildetes Doppelschutzelement z.B. durch Schweißen am Außenumfang eines vorderen Endabschnitts (eines unteren Abschnitts in 1) des Metallgehäuses 138 befestigt und deckt einen vorstehenden Abschnitt des Sensorelements 10 ab. Das Doppelschutzelement hat eine Vielzahl von Löchern und wird von einem äußeren Schutzelement 142 und einem inneren Schutzelement 143 gebildet.
Ein Außengehäuse 144 ist an dem Außenumfang eines hinteren Endabschnitts des Metallgehäuses 138 befestigt. Anschlussdrähte 146 sind mit hinteren Endabschnitten der jeweiligen rückendseitigen Metallanschlusselemente 40 verbunden und erstrecken sich in Richtung der hinteren Endseite des rückendseitigen Trennelements 95.
Eine aus Gummi gebildete Kabeldurchführung 170 ist in einem Öffnungsabschnitt des Außengehäuses 144 angeordnet, das sich auf der hinteren Endseite (der Oberseite in 1) befindet, und weist Einsetzlöcher 170h für Anschlussdrähte auf, in die sechs Anschlussdrähte 146 (in 1 sind nur zwei von ihnen dargestellt), die sich von dem rückendseitigen Trennelement 95 erstrecken, eingesetzt werden.
Das vorderendseitige Trennelement 90 ist an der hinteren Endseite (der Oberseite in 1) des Sensorelements 10 angeordnet, das aus dem hinteren Endabschnitt 140 des Metallgehäuses 138 herausragt, und weist einen Kragenabschnitt 90p auf, der von der Außenfläche des vorderendseitigen Trennelements 90 radial nach außen ragt. Der Kragenabschnitt 90p liegt über ein Halteelement 169 am Außengehäuse 144 an, und das vorderendseitige Trennelement 90 wird dadurch im Außengehäuse 144 gehalten.
Das rückendseitige Trennelement 95 ist zwischen der Kabeldurchführung 170 und dem vorderendseitigen Trennelement 90 angeordnet, und die elastische Kraft der Kabeldurchführung 170 bewirkt, dass das rückendseitige Trennelement 95 das vorderendseitige Trennelement 90 in Richtung der vorderen Endseite drückt. Dadurch wird der Kragenabschnitt 90p gegen das Halteelement 169 gedrückt, und das vorderendseitige Trennelement 90 und das rückendseitige Trennelement 95 werden dadurch innerhalb des Außengehäuses 144 in einem miteinander verbundenen Zustand (d.h. ohne Trennung in Richtung der Axiallinie O) gehalten.
2 bzw. 3 zeigen die perspektivischen Ansichten der vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 bzw. 30. In der vorliegenden Ausführungsform werden zwei Arten von vorderendseitigen Metallanschlusselementen, d.h. die vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 und die vorderendseitigen Metallanschlusselemente 30, verwendet.
Insbesondere sind, wie in 5 gezeigt, die vier vorderendseitigen Metallanschlusselemente 30 so konfiguriert, dass die Formen der vorderendseitigen Metallanschlusselemente 30, die innerhalb des vorderendseitigen Trennelements 90 nebeneinander angeordnet sind, liniensymmetrisch zueinander sind.
Daher wird von den vorderendseitigen Metallanschlusselementen 30 ein vorderendseitiges Metallanschlusselement 30 (in 5 an einer oberen linken Position I angeordnet) beschrieben.
Das vorderendseitige Metallanschlusselement 30, das sich in 5 an der unteren linken Position II befindet, ist liniensymmetrisch zu dem vorderendseitigen Metallanschlusselement 30, das sich an der Position I befindet, in Bezug auf eine Linie (Symmetrieachse), die sich entlang der planaren Richtung des Sensorelements 10 erstreckt. Das vorderendseitige Metallanschlusselement 30, das sich in 5 an der unteren rechten Position III befindet, ist liniensymmetrisch zu dem vorderendseitigen Metallanschlusselement 30, das sich an der Position II befindet, in Bezug auf eine Linie (Symmetrieachse), die orthogonal zur planaren Richtung des Sensorelements 10 verläuft. Das vorderendseitige Metallanschlusselement 30, das sich in 5 an einer oberen rechten Position IV befindet, ist liniensymmetrisch mit dem vorderendseitigen Metallanschlusselement 30, das sich an der Position I befindet, in Bezug auf die Linie (Symmetrieachse), die orthogonal zur planaren Richtung des Sensorelements 10 ist.
Die Formen der beiden vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20, die sich innerhalb des vorderendseitigen Trennelements 90 zugewandt sind, sind liniensymmetrisch zueinander. Daher wird ein vorderendseitiges Metallanschlusselement 20 (in 5 auf der Oberseite) beschrieben.
Das vorderendseitige Metallanschlusselement 20, das sich auf der unteren Seite von 5 befindet, ist liniensymmetrisch zu dem oberen vorderendseitigen Metallanschlusselement 20 in Bezug auf die Linie, die sich entlang der planaren Richtung des Sensorelements 10 erstreckt. Insbesondere befindet sich jedes der vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 zwischen zwei vorderendseitigen Metallanschlusselementen 30 in Breitenrichtung des Sensorelements 10.
Wie in 2 gezeigt, erstreckt sich jedes vorderendseitige Metallanschlusselement 20 als Ganzes in Richtung der Axiallinie O und umfasst einstückig einen Verbindungsabschnitt 23, der mit einem entsprechenden rückendseitigen Metallanschlusselement 40 zu verbinden ist, einen Körperabschnitt 21, der eine annähernd plattenartige Form aufweist und mit einem vorderen Endabschnitt des Verbindungsabschnitts 23 verbunden ist, und einen Element-angrenzenden Abschnitt 22, der am vorderen Ende des Körperabschnitts 21 in Richtung des Sensorelements 10 gebogen ist.
Jedes der vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 kann beispielsweise durch Stanzen eines Rohlings aus einem einzelnen Metallblech (Inconel (eingetragenes Warenzeichen) oder dergleichen) und Biegen des gestanzten Rohlings in eine vorbestimmte Form hergestellt werden. Das Verfahren zur Herstellung der vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 ist jedoch nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt.
Der Verbindungsabschnitt 23 hat eine zylindrische, rohrförmige Form und einen C-förmigen Querschnitt. Das rückendseitige Metallanschlusselement 40, dessen vorderes Ende eine zylindrische Rohrform und einen C-förmigen Querschnitt aufweist, wird in den rohrförmigen Verbindungsabschnitt 23 eingepasst, wodurch das rückendseitige Metallanschlusselement 40 mit dem Verbindungsabschnitt 23 verbunden wird. In diesem Fall ist das vorderendseitige Metallanschlusselement 20 indirekt über das rückendseitige Metallanschlusselement 40 mit dem Anschlussdraht 146 verbunden.
Der Rumpfabschnitt 21 hat einen zentralen Abschnitt in Richtung der Axiallinie O, und äußere Endabschnitte des zentralen Abschnitts auf gegenüberliegenden Seiten in Breitenrichtung sind um 90 Grad zum Sensorelement 10 hin gebogen, wodurch ein Halteabschnitt 27 mit einem quadratisch-C-förmigen Querschnitt gebildet wird. Der Verbindungsabschnitt 23 ist einstückig mit dem hinteren Ende des Rumpfabschnitts 21 verbunden. Der Rumpfabschnitt 21 dient als Grundplatte des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20 und sichert damit die Festigkeit des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20.
Währenddessen hat der Rumpfabschnitt 21 einen hinteren Endabschnitt in Richtung der Axiallinie O, und ein Paar rückendseitiger Halteabschnitte 25, die eine rechteckige, nasenartige Form haben und mit dem Rumpfabschnitt 21 bündig sind, erstreckt sich von gegenüberliegenden Seiten des hinteren Endabschnitts in Breitenrichtung nach außen. In ähnlicher Weise hat der Rumpfabschnitt 21 einen vorderen Endabschnitt in Richtung der Axiallinie O, und ein Paar von vorderendseitigen Halteabschnitten 29, die eine rechteckige, nasenartige Form haben und mit dem Rumpfabschnitt 21 bündig sind, erstreckt sich von gegenüberliegenden Seiten des vorderen Endabschnitts in der Breitenrichtung nach außen.
Der Element-angrenzende Abschnitt 22 erstreckt sich vom vorderen Ende des Rumpfabschnitts 21 und ist zum Sensorelement 10 und zur hinteren Endseite hin gebogen. Der Element-angrenzende Abschnitt 22 ist an einem Kontaktpunkt P1 elastisch mit dem entsprechenden Elektrodenanschluss 11a (siehe 1 und 5) verbunden. Insbesondere biegt sich der Element-angrenzender Abschnitt 22 in Radialrichtung gegenüber dem Rumpfabschnitt 21 elastisch durch, wodurch eine Anpresskraft D erzeugt wird.
Der Element-angrenzende Abschnitt 22 hat, wie später noch näher beschrieben wird, eine ebene Hauptfläche 22m und eine schräge Oberfläche 22s. Die Hauptfläche 22m umfasst den Kontaktpunkt P1, ist dem Sensorelement 10 zugewandt und liegt an dem Elektrodenanschluss 11a an. Die schräge Oberfläche 22s ist an mindestens einem der gegenüberliegenden Endabschnitte in Breitenrichtung des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20 ausgebildet. Die schräge Oberfläche 22s ist mit der Hauptfläche 22m verbunden und erstreckt sich in Richtung der gegenüberliegenden Seite in Dickenrichtung des Element-angrenzenden Abschnitts 22.
Insbesondere in 2 ist die schräge Oberfläche 22s an jedem der gegenüberliegenden Endabschnitte in der Breitenrichtung des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20 ausgebildet.
In ähnlicher Weise erstreckt sich, wie in 3 gezeigt, jedes vorderendseitige Metallanschlusselement 30 als Ganzes in Richtung der Axiallinie O und umfasst einstückig einen Verbindungsabschnitt 33, der mit einem entsprechenden rückendseitigen Metallanschlusselement 40 zu verbinden ist, einen Körperabschnitt 31, der eine annähernd plattenartige Form aufweist und mit einem vorderen Endabschnitt des Verbindungsabschnitts 23 verbunden ist, und einen Element-angrenzenden Abschnitt 32, der an der vorderen Endseite des Körperabschnitts 31 in Richtung des Sensorelements 10 gebogen ist.
Jedes der vorderendseitigen Metallanschlusselemente 30 kann beispielsweise durch Stanzen eines Rohlings aus einem einzelnen Metallblech (Inconel (eingetragenes Warenzeichen) oder dergleichen) und Biegen des gestanzten Rohlings in eine vorbestimmte Form hergestellt werden. Das Verfahren zur Herstellung der vorderendseitigen Metallanschlusselemente 30 ist jedoch nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt.
Der Verbindungsabschnitt 33 hat eine zylindrische, rohrförmige Form ähnlich der des Verbindungsabschnitts 23. Wie im Fall des Verbindungsabschnitts 23 ist das rückendseitige Metallanschlusselement 40 in den rohrförmigen Verbindungsabschnitt 33 eingepasst, wodurch das rückendseitige Metallanschlusselement 40 mit dem Verbindungsabschnitt 33 verbunden wird.
Der Rumpfabschnitt 31 hat einen L-förmigen Querschnitt. Ein in Breitenrichtung äußerer Abschnitt des Rumpfabschnitts 31 ist um 90 Grad zum Sensorelement 10 hin gebogen, wodurch ein Positionshalteabschnitt 35 gebildet wird. Der Verbindungsabschnitt 33 ist einstückig mit dem hinteren Ende des Rumpfabschnitts 31 verbunden. Der Rumpfabschnitt 31 dient als Grundplatte des vorderendseitigen Metallanschlusselements 30 und sichert damit die Festigkeit des vorderendseitigen Metallanschlusselements 30.
Der Element-angrenzende Abschnitt 32 erstreckt sich vom vorderen Ende des Rumpfabschnitts 31 und ist in Richtung des Sensorelements 10 und in Richtung der hinteren Endseite gebogen. Der Element-angrenzende Abschnitt 22 ist an einem Kontaktpunkt P2
elastisch mit dem entsprechenden Elektrodenanschluss 11a (siehe 1 und 5) verbunden. Insbesondere der Element-angrenzende Abschnitt 32 biegt sich in Radialrichtung elastisch gegenüber dem Rumpfabschnitt 31, wodurch eine Anpresskraft D erzeugt wird.
Der Element-angrenzende Abschnitt 32 hat, wie später noch näher beschrieben wird, eine ebene Hauptfläche 32m und eine schräge Oberfläche 32s. Die Hauptfläche 32m umfasst den Kontaktpunkt P2, ist dem Sensorelement 10 zugewandt und liegt an dem Elektrodenanschluss 11a an. Die schräge Oberfläche 32s ist an mindestens einem der gegenüberliegenden Endabschnitte in Breitenrichtung des vorderendseitigen Metallanschlusselements 30 ausgebildet. Die schräge Oberfläche 32s ist mit der Hauptfläche 32m verbunden und erstreckt sich in Richtung der gegenüberliegenden Seite in Dickenrichtung des Element-angrenzenden Abschnitts 32.
Insbesondere ist in 3 die schräge Oberfläche 32s nur an einem (in 3 auf der rechten Seite) der gegenüberliegenden Endabschnitte in Breitenrichtung des vorderendseitigen Metallanschlusselements 30 ausgebildet.
Wie in 4 gezeigt, erstreckt sich jedes rückendseitige Metallanschlusselement 40 als Ganzes in Richtung der Axiallinie O und umfasst einstückig einen Crimpanschlussabschnitt 47, einen Halsabschnitt 41, einen zylindrischen rohrförmigen Abschnitt 45 mit großem Durchmesser und einen zylindrischen rohrförmigen vorderen Endabschnitt 43. Der Crimpanschlussabschnitt 47 ist mit einem entsprechenden Anschlussdraht 146 verbunden. Der Halsabschnitt 41 hat eine annähernd plattenartige Form und ist mit dem vorderen Abschnitt des Crimpanschlussabschnitts 47 verbunden. Der Abschnitt 45 mit großem Durchmesser ist mit dem vorderen Ende des Halsabschnitts 41 verbunden. Der Abschnitt 45 mit großem Durchmesser wird durch Biegen eines plattenförmigen Abschnitts gebildet, so dass er einen C-förmigen Querschnitt aufweist. Der vordere Endabschnitt 43 ist mit dem vorderen Ende des Abschnitts 45 mit großem Durchmesser verbunden. Der vordere Endabschnitt 43 wird durch Biegen eines plattenartigen Abschnitts so geformt, dass er einen C-förmigen Querschnitt aufweist.
Jedes rückendseitige Metallanschlusselement 40 kann z.B. durch Stanzen eines Rohlings aus einem Metallblech (SUS304 o.ä.) und Biegen des gestanzten Rohlings in eine vorgegebene Form hergestellt werden. Das Verfahren zur Herstellung jedes rückendseitigen Metallanschlusselements 40 ist jedoch nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt.
Der vordere Endabschnitt 43 hat eine zylindrische, rohrförmige Form und ein konisch zulaufendes vorderes Ende. Der vordere Endabschnitt 43 ist in den rohrförmigen Verbindungsabschnitt 23 oder 33 eingepasst, wodurch das rückendseitige Metallanschlusselement 40 mit dem vorderendseitigen Metallanschlusselement 20 oder 30 elektrisch verbunden ist.
Der Abschnitt 45 mit großem Durchmesser hat einen größeren Durchmesser als der Crimpanschlussabschnitt 47 und der vordere Endabschnitt 43, und eine nach Hinten weisende Oberfläche 45e des Abschnitts 45 mit großem Durchmesser befindet sich an der radial äußeren Seite des Crimpanschlussabschnitts 47.
Die vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 und 30 sind in das vorderendseitige Trennelement 90 integriert, wie in 5 dargestellt. Wenn ein vorderendseitiges Metallanschlusselement 20 in ein entsprechendes Einführungsloch 90h von der hinteren Endseite aus eingeführt wird, wie in 6(a) gezeigt, stößt der vorderendseitige Halteabschnitt 29 des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20 an eine nach hinten weisende Oberfläche 90s des vorderendseitigen Trennelements 90, wodurch ein Ablösen des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20 in Richtung der vorderen Endseite verhindert wird, und das vorderendseitige Metallanschlusselement 20 wird innerhalb des vorderendseitigen Trennelements 90 gehalten.
In ähnlicher Weise, obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, wenn ein vorderendseitiges Metallanschlusselement 30 in ein entsprechendes Einführungsloch 90h von der hinteren Endseite aus eingeführt wird, stößt das vordere Ende des Positionshalteabschnitts 35 des vorderendseitigen Metallanschlusselements 30 gegen eine vorbestimmte nach hinten weisende Oberfläche des vorderendseitigen Trennelements 90, wodurch ein Ablösen des vorderendseitigen Metallanschlusselements 30 in Richtung der vorderen Endseite verhindert wird und das vorderendseitige Metallanschlusselement 30 innerhalb des vorderendseitigen Trennelements 90 gehalten wird.
Insbesondere in einem Zustand, in dem die vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 und 30 innerhalb des vorderendseitigen Trennelements 90 gehalten werden, ragen die Verbindungsabschnitte 23 und 33 in Richtung der hinteren Endseite des vorderendseitigen Trennelements 90 vor.
Wie in 6(a) gezeigt, weist das rückendseitige Trennelement 95 sechs Einführungslöcher 95h auf, die in Umfangsrichtung angeordnet sind (nur zwei davon sind in 6 dargestellt). Jedes Einführungsloch 95h hat an seiner vorderen Endseite einen großen Durchmesser und nimmt an einem gestuften Abschnitt in der Nähe der Mitte in Richtung der Axiallinie O im Durchmesser ab, und der gestufte Abschnitt bildet eine nach vorne weisende Oberfläche 95s.
Jeder Anschlussdraht 146 wird im voraus in ein entsprechendes Einführungsloch 95h eingeführt, sodass er nach vorne daraus herausragt, und der Anschlussdraht 146 ist mit einem entsprechenden rückendseitigen Metallanschlusselement 40 an der vorderen Endseite des rückendseitigen Trennelements 95 verbunden. Als nächstes wird ein Teil des rückendseitigen Metallanschlusselements 40 auf der Seite des Anschlussdrahtes 146 von der vorderen Endseite her in das Einführungsloch 95h eingeführt, und der Anschlussdraht 146 wird nach hinten gezogen. Dadurch stößt die nach hinten weisende Oberfläche 45e (siehe 4) des Abschnitts 45 mit großem Durchmesser des rückendseitigen Metallanschlusselements 40 an die nach vorne weisende Oberfläche 95s, wodurch das Ablösen des rückendseitigen Metallanschlusselements 40 zur hinteren Endseite hin verhindert wird, und das rückendseitige Metallanschlusselement 40 wird innerhalb des rückendseitigen Trennelements 95 gehalten.
Zu diesem Zeitpunkt ragt ein vorderes Endteil des vorderen Endabschnitts 43 des rückendseitigen Metallanschlusselements 40 (das vordere Endteil befindet sich an der vorderen Endseite des Zentrums des vorderen Endabschnitts 43 in Richtung der Axiallinie O) aus der nach vorne weisenden Oberfläche des rückendseitigen Trennelements 95 heraus.
Der Außendurchmesser des Abschnitts 45 mit großem Durchmesser ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Einführungslochs 95h. Der Abschnitt 45 mit großem Durchmesser kommt in Eingriff mit dem entsprechenden Einführungsloch 95h, sodass das rückendseitige Metallanschlusselement 40 innerhalb des rückendseitigen Trennelements 95 gehalten wird.
An der nach hinten weisenden Oberfläche des vorderendseitigen Trennelements 90 sind Einschnitte 90r ausgebildet, die sich entlang der Breitenrichtung des Sensorelements erstrecken. Außerdem sind zwei Vorsprünge 95p, die sich entlang der Breitenrichtung des Sensorelements erstrecken, am Außenumfang der nach vorne weisenden Oberfläche des rückendseitigen Trennelements 95 ausgebildet.
Dementsprechend sind, wie in 6(b) gezeigt, das vorderendseitige Trennelement 90 und das hinterendseitige Trennelement 95 miteinander verbunden, wenn die Einschnitte 90r mit den Vorsprüngen 95p nach dem Einbau der vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 und 30 in das vorderendseitige Trennelement 90 und dem Einbau der hinterendseitigen Metallanschlusselemente 40 in das hinterendseitige Trennelement 95 in Eingriff gebracht werden.
Zu diesem Zeitpunkt werden die vorderen Endabschnitte 43 der rückendseitigen Metallanschlusselemente 40, die in Richtung der vorderen Endseite des rückendseitigen Trennelements 95 vorstehen, in die Verbindungsabschnitte 23 der vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20, die in Richtung der hinteren Endseite des vorderendseitigen Trennelements 90 vorstehen, eingepasst, wodurch die rückendseitigen Metallanschlusselemente 40 mit den vorderendseitigen Metallanschlusselementen 20 verbunden werden.
Insbesondere ist in 6 zum besseren Verständnis eines der Metallanschlusselemente (die vorderendseitigen Metallanschlusselemente 20 und 30 und die rückendseitigen Metallanschlusselemente 40), die sich in jedem Trennelement (jeweils das vorderendseitige Trennelement 90 und das rückendseitige Trennelement 95) zugewandt sind, weggelassen.
Als nächstes wird das Merkmal der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 bis 11 beschrieben. 7 ist eine Querschnittsansicht des Element-angrenzender Abschnitt 22 des vorderendseitigen Metallanschlusselement 20, das in der Mitte in der Breitenrichtung angeordnet ist. 8 ist eine Querschnittsansicht des Element-angrenzenden Abschnitts 32 des vorderendseitigen Metallanschlusselements 30, das sich an einem Endabschnitt in Breitenrichtung befindet. 9 ist ein Paar von Ansichten, die die Positionsbeziehung zwischen dem Element-angrenzenden Abschnitt 22 und dem entsprechenden Elektrodenanschluss 11a in dem Fall darstellen, in dem sich der Element-angrenzende Abschnitt 22 beim Neigen aus seiner Position bewegt hat. 10 ist ein Paar von Ansichten, die die Positionsbeziehung zwischen dem Element-angrenzenden Abschnitt 32 und dem entsprechenden Elektrodenanschluss 11a an einem Endabschnitt des Sensorelements 10 für den Fall darstellen, dass sich der Element-angrenzende Abschnitt 32 in Breitenrichtung verschoben hat. 11 ist ein Paar von Ansichten, die das Ausmaß der Auslenkung des Element-angrenzenden Abschnitts 22 in dem Fall darstellen, in dem eine schräge Oberfläche 22s des Element-angrenzenden Abschnitts 22 gegen den entsprechenden Elektrodenanschluss 11a gestoßen ist.
Insbesondere 7 und 8 sind die jeweiligen Querschnittsansichten der Element-angrenzenden Abschnitte 22 und 32, die entlang der Breitenrichtung aufgenommen wurden.
Wie in 7 gezeigt, hat der Element-angrenzende Abschnitt 22 die oben beschriebene Hauptfläche 22m und zwei schräge Oberflächen 22s. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Element-angrenzende Abschnitt 22 Seitenflächen 22a, die mit den schrägen Oberflächen 22s verbunden sind und in Breitenrichtung nach außen weisen, und eine gegenüberliegende Oberfläche 22b, die sich auf der Seite befindet, die der Hauptfläche 22m und den schrägen Oberflächen 22s in Dickenrichtung gegenüberliegt, ist flach.
Insbesondere kann die gegenüberliegende Oberfläche 22b des Element-angrenzenden Abschnitts 22 flach gestaltet werden, zum Beispiel durch Formen der schrägen Oberflächen 22s durch Metallblechpressen aus einem flachen Blechabschnitt, der der Element-angrenzende Abschnitt 22 werden soll, während der Herstellung des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20.
In diesem Fall wird die Härte der schrägen Oberflächen 22s als Ergebnis der Kaltverfestigung größer als die Härte der Hauptfläche 22m. Die Härte kann mit einem Mikro-Vickers-Härtemessgerät gemessen werden. Die hier verwendete Einheit der Härte ist HV; es können jedoch auch andere Einheiten verwendet werden.
Insbesondere, wenn der Element-angrenzende Abschnitt 22 eines vorderendseitigen Metallanschlusselements 20, das in den Gassensor 1 eingebaut ist, betrachtet wird, kann eine Oberfläche, die den Kontaktpunkt P1 enthält, eine zentrale flache Oberfläche in der Breitenrichtung des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20 sein. In einem solchen Fall ist die Oberfläche, die den Kontaktpunkt P1 enthält, die Hauptfläche 22m. In dem Fall, in dem die den Kontaktpunkt P1 enthaltende Oberfläche ein Endabschnitt ist, der sich von der flachen Oberfläche, die sich in der Mitte in Breitenrichtung befindet, in Richtung der gegenüberliegenden Seite in Dickenrichtung erstreckt, ist die den Kontaktpunkt P1 enthaltende Oberfläche eine der schrägen Oberflächen 22s. Das oben Gesagte gilt auch für die Hauptfläche 32m, die später beschrieben wird.
Wie in 8 dargestellt, hat der Element-angrenzende Abschnitt 32 die oben beschriebene Hauptfläche 32m und eine schräge Oberfläche 32s. Wie der Element-angrenzende Abschnitt 22 hat der Element-angrenzende Abschnitt 32 eine Seitenfläche 32a, die mit der schrägen Oberfläche 32s verbunden ist und in Breitenrichtung nach außen gewandt ist, und eine gegenüberliegende Oberfläche 32b, die sich auf der Seite befindet, die der Hauptfläche 32m und der schrägen Oberfläche 32s in Dickenrichtung gegenüberliegt, ist flach.
Als nächstes werden die Wirkung und der Effekt des Element-angrenzenden Abschnitts 22, der durch die Bereitstellung der schrägen Oberflächen 22s erreicht wird, unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
In einem gewöhnlichen Zustand ist die Hauptfläche 22m des Element-angrenzenden Abschnitts 22 mit dem entsprechenden Elektrodenanschluss 11a durch Druckkraft elektrisch verbunden (9(a)).
Jedoch kann sich der Element-angrenzende Abschnitt 22 beispielsweise aufgrund der Montage des Gassensors 1 oder aufgrund von Vibrationen, die bei der Fahrt eines Fahrzeugs mit dem daran montierten Gassensor 1 erzeugt werden, in Bezug auf den Elektrodenanschluss 11a verlagern und dabei neigen (9(b)). Wenn in einem solchen Fall davon ausgegangen wird, dass der Element-angrenzender Abschnitt 22 keine schrägen Oberflächen aufweist (wie durch eine gestrichelte Linie in 9 angedeutet), stößt sein Eckabschnitt V1 an eine Außenfläche 10s des Sensorelements 10, wobei die Außenfläche 10s an den Elektrodenanschluss 11a angrenzt, so dass sich der Element-angrenzende Abschnitt 22 von dem Elektrodenanschluss 11a löst und nicht mehr in der Lage ist, den Kontaktpunkt zu halten.
Um ein solches Problem zu lösen, sind die schrägen Oberflächen 22s vorgesehen. Infolgedessen ist es selbst dann, wenn der Element-angrenzende Abschnitt 22 geneigt ist, weniger wahrscheinlich, dass der Element-angrenzende Abschnitt 22 gegen die Außenfläche 10s des Sensorelements 10 anstößt, und der Element-angrenzende Abschnitt 22 wird daran gehindert, sich von dem Elektrodenanschluss 11a zu lösen und den Kontaktpunkt nicht aufrechtzuerhalten. Dementsprechend kann die elektrische Verbindung zwischen dem vorderendseitigen Metallanschlusselement 20 und dem Elektrodenanschluss 11a aufrechterhalten werden, selbst wenn sich das vorderendseitige Metallanschlusselement 20 in Bezug auf den Elektrodenanschluss 11a neigt.
Auch wenn der Element-angrenzende Abschnitt 22 geneigt ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Element-angrenzende Abschnitt 22 an der Oberfläche des Sensorelements 10 anstößt. Daher kann die Breite des Element-angrenzenden Abschnitts 22 entsprechend vergrößert werden. Die vergrößerte Breite kann verhindern, dass sich der Element-angrenzende Abschnitt 22 von einem Endabschnitt des Sensorelements 10 löst, selbst wenn sich der Element-angrenzende Abschnitt 22 in der Breitenrichtung verschiebt.
Als nächstes werden die Wirkung und der Effekt des Element-angrenzenden Abschnitts 32, der durch die Bereitstellung der schrägen Oberfläche 32s erreicht wird, unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
Insbesondere liegt der Element-angrenzende Abschnitt 32 an dem Elektrodenanschluss 11a am Endabschnitt (linkes Ende) des Sensorelements 10 an. Wenn sich der Element-angrenzende Abschnitt 32 infolge einer Verdrehung gegen den Uhrzeigersinn neigt, stößt der Element-angrenzende Abschnitt 32 daher nicht an die Oberfläche des Sensorelements 10, da das Sensorelement 10 keine Oberfläche aufweist, die sich auf der linken Seite des Endabschnitts befindet und an der der Element-angrenzende Abschnitt 32 anliegen kann. Dementsprechend ist es unnötig, die schräge Oberfläche 32s auf der Seite (der linken Seite in 10) des Element-angrenzenden Abschnitts 32 in Richtung des Endabschnitts des Sensorelements 10 vorzusehen.
In einem gewöhnlichen Zustand ist die Hauptfläche 32m des Element-angrenzenden Abschnitts 32 elektrisch mit dem entsprechenden Elektrodenanschluss 11a mittels Druckkraft verbunden (10(a)).
Wenn sich der Element-angrenzende Abschnitt 32 infolge einer Verdrehung im Uhrzeigersinn neigt, verhindert die schräge Oberfläche 32s, dass der Element-angrenzende Abschnitt 32 gegen die Außenfläche 10s des Sensorelements 10 stößt, und kann den Kontaktpunkt zwischen dem Element-angrenzenden Abschnitt 32 und dem Elektrodenanschluss 11a aufrechterhalten. Diese Wirkung und dieser Effekt sind die gleichen wie die, die für den Element-angrenzenden Abschnitt 22 mit Bezug auf 9 beschrieben wurden.
In der vorliegenden Ausführungsform hat das Sensorelement 10 einen abgeschrägten Abschnitt 10c, der an einem Eckabschnitt davon in Breitenrichtung ausgebildet ist, und einen Elektrodenanschluss 11a, der sich neben dem abgeschrägten Abschnitt 10c befindet. Der Abschrägungswinkel des abgeschrägten Abschnitts 10c (der Winkel der Oberfläche des abgeschrägten Abschnitts 10c in Bezug auf die Oberfläche des Elektrodenanschlusses 11a) wird durch θ1 dargestellt. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der Winkel θ2 der schrägen Oberfläche 32s in Bezug auf die Hauptfläche 32m ein Verhältnis von θ1 > θ2 erfüllt.
Insbesondere ist der Winkel θ1 kleiner als 90 Grad.
Der Element-angrenzende Abschnitt 32 kann sich in Breitenrichtung verschieben, sodass sich der Element-angrenzende Abschnitt 32 vom Endabschnitt des Sensorelements 10 wegbewegt, beispielsweise aufgrund der Montage des Gassensors 1 oder aufgrund von Vibrationen, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug mit dem daran montierten Gassensor 1 fährt (10(b)). In einem solchen Fall, wenn der Winkel θ1 kleiner als der Winkel θ2 ist, stößt die schräge Oberfläche 32s gegen den abgeschrägten Abschnitt 10c an einem Endabschnitt des Elektrodenanschlusses 11a, und der Element-angrenzende Abschnitt 32 löst sich von dem Elektrodenanschluss 11a und ist nicht mehr in der Lage, den Kontaktpunkt aufrechtzuerhalten.
Um ein solches Problem zu lösen, wird der Winkel θ1 größer als der Winkel θ2 eingestellt. Da in diesem Fall ein Spalt G mit einer Größe, die der Winkeldifferenz (θ1 - θ2) entspricht, zwischen der schrägen Oberfläche 32s und dem abgeschrägten Abschnitt 10c gebildet wird, ist es möglich, das Auftreten eines Zustands zu verhindern, in dem die schräge Oberfläche 32s gegen den abgeschrägten Abschnitt 10c stößt und der Element-angrenzende Abschnitt 32 sich von dem Elektrodenanschluss 11a löst und nicht mehr in der Lage ist, den Kontaktpunkt aufrechtzuerhalten.
Wenn jedoch, wie in 21 gezeigt, der Abstand zwischen dem Elektrodenanschluss 11a und dem abgeschrägten Abschnitt 10c übermäßig groß ist, selbst, wenn der Winkel θ1 größer ist als der Winkel θ2, erreicht der Element-angrenzende Abschnitt 32 den Elektrodenanschluss 11a nicht, und die schräge Oberfläche 32s kommt in Kontakt mit einem Eckabschnitt (einem Grenzabschnitt B, der später beschrieben wird) des abgeschrägten Abschnitts 10c und löst sich vom Elektrodenanschluss 11a. Das heißt, der Elektrodenanschluss 11a muss bis zu einem gewissen Grad nahe am abgeschrägten Abschnitt 10c liegen.
In Anbetracht dessen ist es notwendig, den Winkel θ1 und den Winkel θ2 zu bestimmen, um die Beziehung von θ1 > θ2 zu erfüllen und die Positionsbeziehung zwischen dem Elektrodenanschluss 11a und dem abgeschrägten Abschnitt 10c zu bestimmen.

(1) Erstens, in dem Fall, in dem ein Endabschnitt 11e des Elektrodenanschlusses 11a in Kontakt mit dem abgeschrägten Abschnitt 10c steht, wie in 22 gezeigt, stößt die schräge Oberfläche 32s niemals an den abgeschrägten Abschnitt 10c und löst sich von dem Elektrodenanschluss 11a, sodass der Kontaktpunkt beibehalten werden kann.

Der Ausdruck „der Endabschnitt 11e des Elektrodenanschlusses 11a ist in Kontakt mit dem abgeschrägten Abschnitt 10c“ bedeutet, dass der Endabschnitt 11e des Elektrodenanschlusses 11a in Kontakt mit dem Grenzabschnitt (einem Eckabschnitt des abgeschrägten Abschnitts 10c) B zwischen dem abgeschrägten Abschnitt 10c und der Außenfläche 10s des Sensorelements 10 ist.
Im Beispiel von 22 werden, nach dem Anbringen des Elektrodenanschlusses 11a auf dem Sensorelement 10 vor dem Abschrägen, der Endabschnitt 11e des Elektrodenanschlusses 11a und der abgeschrägte Abschnitt 10c gleichzeitig durch Schneiden oder ähnliches gebildet, und der Winkel der Oberfläche des Endabschnitts 11e in Bezug auf die Oberfläche des Elektrodenanschlusses 11a ist gleich dem Abschrägungswinkel θ1. Der Winkel der Oberfläche des Endabschnitts 11e kann jedoch ein Winkel (z.B. 90 Grad) sein, der sich von dem Abschrägungswinkel θ1 unterscheidet.

(2) In dem Fall, in dem der Endabschnitt 11e des Elektrodenanschlusses 11a von dem abgeschrägten Abschnitt 10c (dem Grenzabschnitt B) beabstandet ist, wie in 23 gezeigt, müssen die folgenden zwei Anforderungen erfüllt werden.
- (2-1) Erstens: Der Winkel, der zwischen der Außenfläche 10s und einem imaginären Liniensegment V, das den Grenzabschnitt B und einen Eckabschnitt 11c (auf der Seite des Element-angrenzenden Abschnitts 32) des Endabschnitts 11e des Elektrodenanschlusses 11a verbindet, wird durch θ3 dargestellt. Eine Beziehung von θ3 > θ2 muss aus folgendem Grund erfüllt sein.

In dem Fall, in dem, wie in 24 gezeigt, der Winkel θ3 kleiner wird als der Winkel θ2, z.B. als Ergebnis der Verringerung der Dicke des Elektrodenanschlusses 11a, bevor die schräge Oberfläche 32s in Kontakt mit dem Elektrodenanschluss 11a kommt, kommt die schräge Oberfläche 32s in Kontakt mit dem Grenzabschnitt B, sodass die schräge Oberfläche 32s sich von dem Elektrodenanschluss 11a löst und nicht mehr in der Lage ist, den Kontaktpunkt aufrechtzuerhalten.
Insbesondere in dem Fall, in dem der Winkel θ3 gleich dem Winkel θ2 ist, da die schräge Oberfläche 32s gleichzeitig mit dem Elektrodenanschluss 11a und dem Grenzabschnitt B in Kontakt kommt, wird ein Kontaktpunkt hergestellt. Da die schräge Oberfläche 32s jedoch in Kontakt mit dem Grenzabschnitt B steht, ist der Kontaktdruck gegen den Elektrodenanschluss 11a gering, und die Verbindung wird unzuverlässig.

(2-2) Als nächstes muss der Abstand L3 zwischen dem Grenzabschnitt B und dem Endabschnitt 11e des in 25 gezeigten Elektrodenanschlusses 11a aus folgendem Grund kürzer sein als die Länge L2 der schrägen Oberfläche 32s, gemessen parallel zur Außenfläche 10s.

In dem Fall, in dem der Abstand L3 größer ist als der Abstand L2, wie in 25 dargestellt, wenn sich die schräge Oberfläche 32s in der Breitenrichtung über den Grenzabschnitt B bewegt und in Kontakt mit dem abgeschrägten Abschnitt 10c kommt, erreicht der Element-angrenzende Abschnitt 32 (die schräge Oberfläche 32s) niemals den Endabschnitt 11e des Elektrodenanschlusses 11a. Daher kann der Element-angrenzende Abschnitt 32 den Kontaktpunkt nicht halten.
Die Winkel θ1 bis θ3 und die Abstände L2 und L3 werden auf die oben beschriebene Weise bestimmt.
Als nächstes werden die Wirkung und der Effekt des Element-angrenzenden Abschnitts 22, der durch die Bereitstellung der Seitenflächen 22a erreicht wird, unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
Wie in 7 gezeigt, hat jede schräge Oberfläche 22s eine Dicke t1 und jede Seitenfläche 22a eine Dicke t2, gesehen in der Dickenrichtung des Element-angrenzenden Abschnitts 22. In der vorliegenden Ausführungsform erfüllen die Dicke t1 und die Dicke t2 eine Beziehung von t1 < t2.
Wie in 11(a) gezeigt, befindet sich in dem Fall, in dem der Element-angrenzende Abschnitt 22 die Seitenflächen 22a aufweist, der Kontaktpunkt P1 zwischen einer schrägen Oberfläche 22s und dem Elektrodenanschluss 11a am Anschlussende der schrägen Oberfläche 22s (der Grenze zwischen der schrägen Oberfläche 22s und der entsprechenden Seitenfläche 22a), selbst in dem Fall, in dem der Kontaktpunkt P1 dem Rumpfabschnitt 21 des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20 am nächsten ist. Der Betrag der Auslenkung des Element-angrenzenden Abschnitts 22 (der Abstand vom Rumpfabschnitt 21) zu diesem Zeitpunkt wird durch R1 dargestellt.
Wie in 11(b) gezeigt, sind in dem Fall, in dem der Element-angrenzende Abschnitt 22 keine Seitenflächen 22a aufweist, die schrägen Oberflächen 22s so ausgebildet, dass sie sich zur gegenüberliegenden Seite des Element-angrenzenden Abschnitts 22 in dessen Dickenrichtung (t1 + t2) erstrecken. Daher erreicht der Kontaktpunkt P1 zwischen einer schrägen Oberfläche 22s und dem Elektrodenanschluss 11a die gegenüberliegende Seite der Hauptfläche in der Dickenrichtung des Element-angrenzenden Abschnitts 22 in dem Fall, in dem der Kontaktpunkt P1 dem Rumpfabschnitt 21 des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20 am nächsten ist. Der Betrag der Auslenkung des Element-angrenzenden Abschnitts 22 zu diesem Zeitpunkt wird durch R2 dargestellt. Der Auslenkungsbetrag R2 ist um einen Betrag größer als der Auslenkungsbetrag R1, der der Dicke t2 entspricht.
In dem Fall, in dem die Seitenflächen 22a nicht vorhanden sind, erhöht sich nämlich der Auslenkungsbetrag des Element-angrenzenden Abschnitts 22 gegenüber dem Rumpfabschnitt 21, und der Element-angrenzende Abschnitt 22 dehnt sich mehr gegenüber dem Rumpfabschnitt 21 aus. Infolgedessen nimmt die Federkraft des Element-angrenzenden Abschnitts 22 ab, und der Kontaktpunktdruck nimmt tendenziell ab.
Dementsprechend kann durch die Bereitstellung der Seitenflächen 22a an dem Element-angrenzenden Abschnitt 22 die Abnahme der Federkraft des Element-angrenzenden Abschnitts 22 und die Abnahme des Kontaktpunktdrucks verhindert werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Verbindung verbessert wird.
Insbesondere in dem Fall, in dem die Beziehung von t1 < t2 erfüllt ist, kann die Abnahme der Federkraft des Element-angrenzenden Abschnitts 22 und die Abnahme des Kontaktpunktdrucks weiterhin verhindert werden.
Wie in 7 gezeigt, ist bei der vorliegenden Ausführungsform die gegenüberliegende Oberfläche 22b jedes Element-angrenzenden Abschnitts 22 flach. Eine solche flache Oberfläche wird beispielsweise als Ergebnis der Bildung der schrägen Oberflächen 22s durch Schmieden erhalten, und die Hauptfläche 22m und die schrägen Oberflächen 22s haben größere Dicken im Vergleich zu dem Fall, in dem die schrägen Oberflächen durch Pressbearbeitung gebildet werden, wie in 14 und 15 gezeigt, die später beschrieben werden.
Dadurch wird ein Zurückfedern der Hauptfläche 22m und der schrägen Oberflächen 22s verhindert, und die genauen Formen der schrägen Oberflächen 22s können beibehalten werden.
Dies gilt auch für den Element-angrenzenden Abschnitt 32.
Wie in 7 gezeigt, erfüllen in der vorliegenden Ausführungsform außerdem die gesamte Länge L1 des vorderendseitigen Metallanschlusselements 20 in der Breitenrichtung und die Länge F1 der Hauptfläche 22m in der Breitenrichtung ein Verhältnis von F1/L1 ≤ 0,8. Daher kann jede der schrägen Oberflächen 22s so ausgebildet werden, dass sie einen geeigneten Winkel in Bezug auf die Hauptfläche 22m aufweist.
Wenn der Wert von F1/L1 größer als 0,8 ist, nähert sich der Winkel jeder schrägen Oberfläche 22s in Bezug auf die Hauptfläche 22m 90 Grad, und die Wirkung der Verhinderung des Anstoßens gegen die Außenfläche 10s des Sensorelements 10 durch die schrägen Oberflächen 32s kann sich verringern.
Unnötig zu sagen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Äquivalente innerhalb des Geistes und Umfangs der vorliegenden Erfindung umfasst.
Die Formen der Element-angrenzenden Abschnitte sind nicht auf die in der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet begrenzt.
Zum Beispiel kann ein in 12 gezeigter Element-angrenzenden Abschnitt 202 verwendet werden. Der Querschnitt des Element-angrenzenden Abschnitts 202 in der Breitenrichtung ist ein Parallelogramm. In diesem Fall ist eine schräge Oberfläche 202s nur mit einem Ende einer Hauptfläche 202m verbunden, und die gesamte Länge L1 ist die maximale Länge des Element-angrenzenden Abschnitts 202 in der Breitenrichtung.
Es kann auch ein in 13 dargestellter Element-angrenzender Abschnitt 204 verwendet werden. Der Element-angrenzende Abschnitt 204 hat keine Seitenfläche. Insbesondere weist der Element-angrenzende Abschnitt 204 eine Hauptfläche 204m und zwei schräge Oberflächen 204s auf, die jeweils mit gegenüberliegenden Enden der Hauptfläche 204m verbunden sind. Der Element-angrenzende Abschnitt 204 hat eine gegenüberliegende Oberfläche 204b, die sich auf der der Hauptfläche 204m und den schrägen Oberflächen 204s in Dickenrichtung gegenüberliegenden Seite befindet und flach ist.
Es können auch Element-angrenzende Abschnitte 206 und 208, die in 14 bzw. 15 dargestellt sind, verwendet werden. Die Element-angrenzenden Abschnitte 206 und 208 werden z.B. durch Pressformen gebildet und haben nicht-flache gegenüberliegende Oberflächen 206b bzw. 208b. Insbesondere hat der in 14 gezeigte Element-angrenzende Abschnitt 206 keine Seitenfläche, und der in 15 gezeigte Element-angrenzende Abschnitt 208 hat Seitenflächen 208a.
Außerdem können die in 16 bzw. 17 gezeigten Element-angrenzenden Abschnitte 210 und 212 verwendet werden. Die Element-angrenzenden Abschnitte 210 und 212 haben gekrümmte schräge Oberflächen 210s bzw. 212s. Insbesondere ist der in 16 gezeigte Element-angrenzende Abschnitt 210 durch Schmieden geformt und hat eine flache gegenüberliegende Oberfläche 210b, und der in 17 gezeigte Element-angrenzende Abschnitt 212 ist durch Pressformen geformt und hat eine nicht flache gegenüberliegende Oberfläche 212b.
Jedes Metallanschlusselement muss nicht zwingend einen zweiteiligen Aufbau haben und kann einen einteiligen Aufbau haben, bei dem das Metallanschlusselement nicht in einen vorderen Endabschnitt und einen hinteren Endabschnitt unterteilt ist.
Beispiele für den Gassensor sind ein Sauerstoffsensor und ein Vollbereichs-Gassensor, sowie der NOx-Sensor.
Bezugszeichenliste

1:: Gassensor
10:: Sensorelement
10c:: abgeschrägter Abschnitt
10s:: Außenfläche des Sensorelements
11a:: Elektrodenanschluss
11e:: Endabschnitt des Elektrodenanschlusses an der Seite des abgeschrägten Abschnitts
11e:: Eckabschnitt des Endabschnitts des Elektrodenanschlusses
20, 30:: Metallanschlusselement (vorderendseitiges Metallanschlusselement)
21, 31:: Rumpfabschnitt
22, 32, 202, 204, 206, 208, 210, 212:: Element-angrenzender Abschnitt
22b, 32b, 202b, 204b, 206b, 208b, 210b, 212b:: gegenüberliegende Oberfläche des Elementangrenzenden Abschnitts
22m, 32m, 202m, 204m, 206m, 208m, 210m, 212m:: Hauptfläche
22s, 32s, 202s, 204s, 206s, 208s, 210s, 212s:: schräge Oberfläche
22a, 32a, 208a:: Seitenfläche
O:: Axiallinie
B:: Grenzabschnitt
V:: imaginärer Linienabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 20189958 [0005]

Claims

Gassensor, der aufweist: ein plattenförmiges Sensorelement, das sich in Richtung einer Axiallinie erstreckt und einen Elektrodenanschluss aufweist, der auf einer Außenfläche des Sensorelements an einer hinteren Endseite davon vorgesehen ist; und ein Metallanschlusselement, das sich in der Richtung der Axiallinie erstreckt und elektrisch mit dem Elektrodenanschluss verbunden ist, wobei der Gassensor dadurch gekennzeichnet ist, dass das Metallanschlusselement einen Rumpfabschnitt und einen Element-angrenzenden Abschnitt aufweist, der sich von dem Rumpfabschnitt aus erstreckt und in Richtung des Elektrodenanschlusses gebogen ist, wobei ein Abschnitt des Element-angrenzenden Abschnitts in einem Zustand, in dem der Element-angrenzende Abschnitt elastisch ausgelenkt ist, in Kontakt mit dem Elektrodenanschluss ist; und der Element-angrenzende Abschnitt eine flache Hauptfläche aufweist, die dem Sensorelement zugewandt ist, und eine schräge Oberfläche, die an mindestens einem der Endabschnitte des Element-angrenzenden Abschnitts in einer Breitenrichtung des Metallanschlusselements vorgesehen ist, wobei die schräge Oberfläche mit der Hauptfläche verbunden ist und sich in Richtung einer gegenüberliegenden Seite in einer Dickenrichtung des Element-angrenzenden Abschnitt erstreckt.
Gassensor nach Anspruch 1, wobei der Element-angrenzende Abschnitt an dem Endabschnitt, an dem die schräge Oberfläche ausgebildet ist, eine Seitenfläche aufweist, die mit der schrägen Oberfläche verbunden ist und in Breitenrichtung nach außen gewandt ist.
Gassensor nach Anspruch 2, wobei, in Dickenrichtung des Element-angrenzenden Abschnitts gesehen, eine Dicke t1 der schrägen Oberfläche und eine Dicke t2 der Seitenfläche eine Beziehung t1 < t2 erfüllen.
Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Sensorelement einen abgeschrägten Abschnitt an einem Eckabschnitt davon in Breitenrichtung aufweist; die schräge Oberfläche an mindestens dem Endabschnitt auf einer Seite, die einer Seite des Elektrodenanschlusses benachbart zu dem abgeschrägten Abschnitt entspricht, ausgebildet ist, wobei die Seite des Elektrodenanschlusses gegenüber dem abgeschrägten Abschnitt angeordnet ist; wenn der abgeschrägte Abschnitt des Sensorelements einen Abschrägungswinkel θ1 aufweist, ein Winkel θ2 der schrägen Oberfläche in Bezug auf die Hauptfläche eine Beziehung von θ1 > θ2 erfüllt; und eine der beiden folgenden Anforderungen erfüllt ist: (1) ein Endabschnitt des Elektrodenanschlusses ist in Kontakt mit einem Grenzabschnitt zwischen dem abgeschrägten Abschnitt und der Außenfläche des Sensorelements, und (2) der Endabschnitt des Elektrodenanschlusses auf der Seite des abgeschrägten Abschnitts ist von dem Grenzabschnitt beabstandet und eine Beziehung θ3 > θ2 ist erfüllt, wobei θ3 einen Winkel zwischen der Außenfläche und einem imaginären Liniensegment darstellt, das den Grenzabschnitt und einen Eckabschnitt des Endabschnitts auf der Seite zum Element-angrenzenden Abschnitt hin verbindet, und ein Abstand L3 zwischen dem Grenzabschnitt und dem Endabschnitt des Elektrodenanschlusses ist kürzer als eine Länge L2 der schrägen Oberfläche, gemessen parallel zur Außenfläche.
Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem Element-angrenzenden Abschnitt eine gegenüberliegende Oberfläche, die sich auf einer der Hauptfläche und der schrägen Oberfläche in Dickenrichtung gegenüberliegenden Seite befindet, eben ist.
Gassensor nach Anspruch 5, wobei die schräge Oberfläche eine höhere Härte aufweist als die Hauptfläche.
Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Gesamtlänge L1 des Metallanschlusselements in Breitenrichtung und eine Länge F1 der Hauptfläche in Breitenrichtung ein Verhältnis von F1/L1 0,8 erfüllen.
Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zwei oder mehr Metallanschlusselemente in Breitenrichtung auf mindestens einer der gegenüberliegenden Oberflächen des Sensorelements so angeordnet sind, dass die Metallanschlusselemente voneinander beabstandet sind.